JPS6256903A - 反射形分岐光導波路 - Google Patents

反射形分岐光導波路

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JPS6256903A
JPS6256903A JP19604385A JP19604385A JPS6256903A JP S6256903 A JPS6256903 A JP S6256903A JP 19604385 A JP19604385 A JP 19604385A JP 19604385 A JP19604385 A JP 19604385A JP S6256903 A JPS6256903 A JP S6256903A
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JP
Japan
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optical waveguide
optical
light
substrate
branching
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JP19604385A
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English (en)
Inventor
Naohisa Inoue
直久 井上
Maki Yamashita
山下 牧
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 第1の光導波路と、この第1の光導波路から分岐した少
なくとも2つの第2および第3の光導波路が基板に形成
されており、これらの光導波路の分岐部の位置において
基板に凹部が形成され、こそれぞれ第2.第3の光導波
路に反射させるための少なくとも2つの反射面が形成さ
れていることを特徴とする反射形分岐光導波路。
[技術分野] この発明は、光導波路技術、光集積回路技術において有
用な反射形分岐光導波路に関する。
[従来技術] 基板上に形成される分岐光導波路としては。
L iN b Oa基板上にTiの熱拡散により作製さ
れたシングル・モードY分岐光導波路が知られている。
このY分岐光導波路は2文字通り、平面からみて7字形
であり、光導波路の巾、深さはともに数μm程度である
。この光導波路と基板との間の屈折率差は10−3程度
で2分岐角度は1°〜2″である。
このような分岐光導波路においては、上記のように光導
波路部分と基板との間の屈折率差が小さいので分岐角度
を大きくとることはできない。光は直進する性質をもつ
ために1分岐角度を大きく名、栖原共著「光集積回路」
、昭和60年2月25日■オーム社発行の第43頁には
、Ti拡散L iN b 03分岐光導波路における分
岐角と分岐光出力との関係の計算結果の一例がグラフで
示されている。これによると、9岐角度が2,56で放
射損失は3dBにもなる。
Y字形分岐光導波路ではこのように大きな分岐角度が得
られないから、その2つの分岐光導波路間の間隔を大き
くするためには、距離を長くとることが必要となる。Y
字形分岐光導波路を多段に接続して数多くの分岐光を得
ようとする場合には。
きわめて長い距離が必要となり、ディバイス長が長くな
るという問題がある。
[発明の目的] この発明は、低損失でかつ大きな分岐角度を得ることの
できる反射形分岐光導波路を提供する。
[発明の構成と効果コ この発明による反射形分岐光導波路は、第1の光導波路
と、この第1の光導波路から分岐した少なくとも2つの
第2および第3の光導波路が基板に形成されており、こ
れらの光導波路の分岐部の位置において基板に凹部が形
成され、この凹部には、第1の光導波路を伝播してきた
光をそれぞれ第2.第3の光導波路に反射させるた−め
の少なくとも2つの反射面が形成されていることを特徴
とする。
第1の光導波路を伝播してきた光は、凹部の反射面で反
射して適当な割合で第2および第3の光導波路に向う。
光の反射を利用して光を分岐させているので、任意の分
岐角度を得ることが可能であり、きわめて大きな分岐角
度とすることもできる。光は光導波路内に閉じ込められ
た状態で伝播方向を変えられるので、そして反射面の反
射率を高くしておけば(たとえば平坦にしたり鏡面を形
成したりしておけば)1反射損失は少なく、全体として
も低損失となる。第2および第3の光導波路へ分岐され
る光パワーの比率は2反射面の位置に応じて任意に設定
することができる。
このようにして、低損失でかつ任意の大きな分岐角度を
もつ分岐光導波路が得られるので、この分岐光導波路を
用いて光ディバイスを作製した場合にはその光ディバイ
スの寸法を小さくすることができる。とくに、この反射
形分岐光導波路を多段に接続して数多くの分岐光を得る
ような場合に有効である。
光の反射は双方向性をもつから、第2.第3の光導波路
を分岐部に向って伝播してきた光は、凹部の反射面によ
って反射して第1の光導波路に向う。したがって、この
発明による反射形分岐光導波路は、2つ以上の光を合波
するためにも使用可能である。
[実施例の説明] 第1図において、基板9上に第1の光導波路1とこの光
導波路1の終端から分岐した第2.第3の光導波路2,
3とが形成されている。そして。
この分岐部において基板9に凹部(または穴。
溝)4が形成され、凹部4は2つの反射面4a、4bを
もっている。反射面4aは、光導波路1を伝播してきた
光の半分が反射して光導波路2に向うような角度および
位置に、同じように反射面4bは光導波路1を伝播して
きた光の他の半分が光導波路3に向うような角度および
位置にそれぞれ形成されている。この反射面4a 、 
4bは基板9の表面に垂直である。
この実施例では、光導波路2,3は光導波路1に対して
直角に配置されている。したがって、光の反射角は90
°となり、各反射面4a、4bの法線と入射光または反
射光とのなす角θは45°となっている。もちろん、光
導波路2.3の分岐角度を任意に定めることができ、こ
の分岐角度に応じて反射面4a、4bの配置が定められ
る。
具体的には、−光導波路1,2,3.凹部4およびその
反射面4a、4bは、−例として次のよ−うにして作製
される。
基板9としてL iN b O3を用い、この基板9表
面上にTiを300人の厚さにスパッタし、リフトオフ
法によって光導波路1,2.3と同パターンのTiパタ
ーンを形成する。温度970°C,ウェット02雰囲気
中で5時間、Tiを基板9中に熱拡散することにより光
導波路1,2.3がつくられる。これらの3次元光導波
路1,2,3め+41は約4μm、深さも約4μmで、
シングル・モード光導波路となる。
次に、凹部4を形成すべき部分以外の基板9全表面に、
厚さ2000人のTiマスクをスパッタ法により形成す
る。そして、アルゴン・イオンのスパッタにより凹部4
およびこれとともに反射面4a。
4bを作製する。凹部4の深さは光導波路1〜3の深さ
以上とし、光導波路の端面が反射面4a、4bにお((
で凹部4にのぞむようにする。このスパッタリングにお
いて、ガス圧10−’Torr、加速電圧1 kVとす
ると、1時間に深さ約2.5μmのスパッタ・レートで
凹部を掘ることができる。掘る速度、すなわちスパッタ
・レートを上げるために酸素を導入してもよい。
屈折率が異なる媒質の境界面におけるフレネル反射およ
び鏡面における鏡面反射はよく知られている。光導波路
1の屈折率は約2.2.凹部4における空気の屈折率は
1であるから1反射面4a、4b、  ではフレネル反
射が生じる。これによって、光導波路1の光はその半分
ずつが光導波路2および3に、光導波路2,3の光は光
導波路1に反射されて伝播方向が変えられるのはいうま
でもない。反射面4a、4bにA(等の金属膜を形成す
ることにより、鏡面反射が生じ、同じように光の分岐1
合波が行なわれる。
凹部4の反射面には金属膜を形成してもしなくてもよい
。金属膜としてはA℃以外にAuなどを用いることもで
きる。基板材料、光導波路の作製方法および凹部や反射
面の作製方法は任意に選択できるのはいうまでもない。
、 第2図は、この発明による反射形分岐光導波路を光
A/D変換装置に適用したものである。
光を利用した光A/D変換装置は、比較的簡単な構成で
かつ高速のサンプリング(1〜2Gサンプル/秒)が期
待できることから、多くの人の注目を集めている。光A
/D変換装置の代表例が。
上述の文献第358〜381真に示されている。第2図
の装置はこれを改良したものである。
電気光学効果を有する基板10.たとえばYカットLi
NbO3結晶の表面に、この発明による3つの反射形分
岐光導波路tt−taと4つの分岐干渉型光変調器(マ
ツハツエンダ型光導波路21〜24を含むもの)とが設
けられている。また、基板lOの入力側端面には光源と
しての半導体レーザ50が設けられてる。
第1の反射形分岐光導波路11の各構成要素、すなわち
第1〜3の光導波路および凹部には便宜的に第1図に示
すものと同一符号が付けられている。半導体レーザ50
から出射した光は、第1の光導波路1に入射し、第2.
第3の光導波路2,3にほぼ等しい強度で分岐される。
第2の光導波路2と第2の反射形分岐光導波路12の第
1の光導波路とは直角に結合しており、この結合部に凹
部5が形成されている。この凹部5にも反射面が形成さ
れており、第2の光導波路2を伝播する光はこの反射面
で反射して第2の反射形分岐光導波路12に向う。そし
て、第2の反射形分岐光導波路12において、再び強度
のほぼ等しい2つの光に分岐されて、その分岐光導波路
(第2、第3の光導波路)に接続された2つの分岐干渉
型光変調器(マツハツエンダ型光導波路21.22をそ
れぞれ含む変調器)に入射する。
同じように、第3の光導波路3に進んだ光も凹部5の反
射面で反射して第3の反射形分岐光導波路13に向い、
ここで強度のほぼ等しい2つの光に分岐し、2つの分岐
干渉型光変調器(マツハツエンダ型光導波路23.24
)に伝播していく。
このようにして、3つの反射形分′岐光導波路11〜1
3を組合せることにより、1つの入射光が強度のほぼ等
しい4つの光に分岐される。反射形分岐光導波路では分
岐角が大きくとれる゛ので、Y分岐光導波路を用いた場
合に比べて、基板10上の光を分岐させる部分の長、さ
をきわめて短くすることができる。
分岐干渉型光変調器の1つはマツハツエンダ型光導波路
21を含んでいる。このマツハツエンダ型光導波路21
の入力側は反射形分岐光導波路12の1つの出力側に連
続的に接続されている。またマツ  □ハツエンダ型光
導波路21の出力側は基板10の端面にまでのびている
。このマツハツエンダ型光導波路21の1つの光導波路
を挟むように1対の電極31が設けられ、さらに別の場
所に同じように位相調整用電極41が設けられている。
他の分岐干渉型光変調器もまた全く同じ構成であり、マ
ツハツエンダ型光導波路22〜24.これらのマツハツ
エンダ型光導波路の1つの光導波路を挟むように設けら
れた電極32〜34および位相調整、用電極42〜44
からそれぞれ構成されている。
マツパツエンダ型光導波路21〜24のY分岐部分およ
びY合波部分にもこの発明による反射形分岐光導波路を
適用することができる。
基板lO上にはさらに光起電力素子36が設けられ、上
述の各1対の電極31〜34がこの光起電力素子3Bの
再出力端に配線パターン35により接続されている。光
起電力素子36にはA/D変換されるべき光信号が照射
される。したがって、電極31〜34には光起電力素子
3Bの出力すなわちこの光信号の強度に対応する電圧が
印加される。1対の電極31の光導波路21を挟んで重
なり合っている部分の長さをLとすると、他の電極32
.33.34の同部分の長さはそれぞれL/2.L/4
.L/8に設定されている。
基板lOの出力側の端面には、マーツバツエンダ型光導
波路21〜24の出力端から出射する光の強度をこれに
対応する値を表わす電気信号にそれぞれ変換するための
光電変換素子51〜54.たとえばフォトディテクタ・
アレイが設けられている。これらの素子51〜54の出
力信号は増幅器at〜64にそれぞれ送られ、さらにコ
ンパレータ71〜74に導かれる。
マツハツエンダ型光導波路21に入力しか光はその2つ
の光導波路に分れて進み、その出力側で再び合波する。
一方の光導波路を伝播する光は2つの電極31.41に
印加された電圧に応じて位相が変化する。したがって、
マツハツエンダ型光導波路21の出力側で合波された光
の強度は、一方の光の位相変化量δに応じて変化する。
一般に、印加電圧をV、電極間隔をdとすると、光導波
路を巾方向に横切る方向に発生する電界の強さはV/d
で与えられる。電極の長さがi、電界方向がZ方向であ
るならば、  L iN b Oa結晶の場合には。
光の位相変化量δはδ−ne3・γ83・V−1!/2
dで与えられる。ここでn は基板の異常屈折”率、γ
 は電気光学定数である= マツハツエンダ型光導波路21において、電極31間に
電圧Vが印加されると、電圧が印加された光導波路を伝
播する光に位相変化が現われ、それはn e  ・γ3
3・V −L/2 dで与えられる。位相調整用電極4
1には適当なバイアス電圧が加えられ、■−0での光の
位相が適切にな、るように構成されている。光導波路2
1の出力光は光電変換素子51で電気信号に変換され、
増幅器61で増幅されたのち、コンパレータ71で適当
なスレシホールド・レベルで弁別することにより2値化
される。
マツハツエンダ型光導波路22の一方の光導波路両側に
設けられた電極32の長さはL/2であり。
電極31の長さの1/2であるから、この光導波路の光
の位相変化量はne φγ33・V−L/4dとなる。
したがって、マツハツエンダ型光導波路22の出力光か
ら得られる2値化信号の周期はマツハツエンダ型光導波
路21の出力光のそれの2倍となる。この場合にももち
ろん1位相調整用電極42間に適当なバイアスが加えら
れている。
同様にしてマツハツエンダ型光導波路23の一方の光導
波路を挟む電極33の長さはL/22であり、もう1つ
のマツハツエンダ型光導波路24の電極34の長さはL
/23であるから、これらの光導波路23.24の出力
光から生成される2値化信号の周期は、光導波路21の
出力光から生成される2値化信号の周期の2.23倍と
なる。
21の出力光の半周期ごとに印加電圧の大きさに対して
示すと次表のようになる。
(以下余白) 光起電力素子3Bに入射する光の強度が表わすアナログ
信号がこの表のようなグレーコードのディジタル値に変
換され、かつこのディジタル値はアナログ光信号を一義
的に表わしていることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す斜視図、第2図はこの
発明による反射形分岐光導波路を光A/D変換装置に適
用した例を示す斜視図である。 1・・・第1の光導波路。 2・・・第2の光導波路。 3・・・第3の光導波路。 4・・・凹部。 4a、4b・・・反射面。 9・・・基板。 11.12.13・・・反射形分岐光導波路。 以  上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1の光導波路と、この第1の光導波路から分岐した少
    なくとも2つの第2および第3の光導波路が基板に形成
    されており、これらの光導波路の分岐部の位置において
    基板に凹部が形成され、この凹部には、第1の光導波路
    を伝播してきた光をそれぞれ第2、第3の光導波路に反
    射させるための少なくとも2つの反射面が形成されてい
    ることを特徴とする反射形分岐光導波路。
JP19604385A 1985-09-06 1985-09-06 反射形分岐光導波路 Pending JPS6256903A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995025973A1 (fr) * 1994-03-22 1995-09-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. Procede de production d'un dispositif guide d'ondes a reflexion
JP2004280009A (ja) * 2003-03-19 2004-10-07 Toppan Printing Co Ltd 光導波路およびその製造方法
JP2007148455A (ja) * 2002-09-20 2007-06-14 Toppan Printing Co Ltd 光導波路
JP2008293040A (ja) * 2003-10-06 2008-12-04 Mitsui Chemicals Inc レーザ加工によるマイクロミラーが形成された光導波路

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995025973A1 (fr) * 1994-03-22 1995-09-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. Procede de production d'un dispositif guide d'ondes a reflexion
JP2007148455A (ja) * 2002-09-20 2007-06-14 Toppan Printing Co Ltd 光導波路
JP4501949B2 (ja) * 2002-09-20 2010-07-14 凸版印刷株式会社 光導波路の製造方法
JP2004280009A (ja) * 2003-03-19 2004-10-07 Toppan Printing Co Ltd 光導波路およびその製造方法
JP2008293040A (ja) * 2003-10-06 2008-12-04 Mitsui Chemicals Inc レーザ加工によるマイクロミラーが形成された光導波路

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