JPS6325642B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6325642B2 JPS6325642B2 JP55186862A JP18686280A JPS6325642B2 JP S6325642 B2 JPS6325642 B2 JP S6325642B2 JP 55186862 A JP55186862 A JP 55186862A JP 18686280 A JP18686280 A JP 18686280A JP S6325642 B2 JPS6325642 B2 JP S6325642B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- optical waveguide
- optical
- forming
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光導波路上の任意点に於て、導波路
断面の光エネルギー分布を調節した光導波路及び
その製造方法に関する。
断面の光エネルギー分布を調節した光導波路及び
その製造方法に関する。
従来光導波路としては深さ方向に対して均一な
ものが一般的であり、必要に応じて深さ方向エネ
ルギー分布を調節しようという試みはない。
ものが一般的であり、必要に応じて深さ方向エネ
ルギー分布を調節しようという試みはない。
光導波路上に作成する各種機能素子はそれぞれ
深さ方向のエネルギー分布に対し最適のプロフア
イルを必要とする。このため同一基板上に作られ
ている導波路に対しても異なつた構造の導波路が
要求される。
深さ方向のエネルギー分布に対し最適のプロフア
イルを必要とする。このため同一基板上に作られ
ている導波路に対しても異なつた構造の導波路が
要求される。
ところで、Ti拡散LiNbO3導波路に於ては拡散
時間、拡散温度等拡散条件を一定とした場合Ti
膜の厚さに比例した屈折率変化を得る事ができ
る。
時間、拡散温度等拡散条件を一定とした場合Ti
膜の厚さに比例した屈折率変化を得る事ができ
る。
例えば、Ti膜の厚さを厚くすれば比例して屈
折率変化を大きくとることができる。屈折率を大
きくとると、光を導波させた場合屈折率変化が大
きい程表面層近くに光エネルギーが集中する。光
エネルギーの分布は第１図ａに示す如き方法によ
り、光導波路のどの部分を光が伝播しているかを
調べることにより知ることができる。光フアイバ
１からのレーザ光をレンズ２でLiNbO3基板３の
表面層に形成された光導波路４に収束させ、光導
波路４から出射してきた光をレンズ２′で拡大し
てスクリーン５に写し出すことができ、パワーの
分布として第１図ｂの如き、ニヤフイールドパタ
ーンが得られる。第１図ｂで縦軸は表面からの深
さ、横軸は光強度であり、実線はTi膜の厚さを
厚くして形成した光導波路のパワー分布、点線は
Ti膜の厚さを薄くして形成した光導波路のパワ
ー分布を示す。光強度のピーク値の１／e2の光強度 を有する表面からの深さをＤとした場合、Ti膜
の厚さとＤの関係を調べると一般に第２図に示す
ように、Ti膜を厚くするとＤが小さく、Ti膜を
薄くするとＤが大きくなる如き関係が得られる。
従つて光導波路の形成条件を制御することにより
光の伝播深さを１〜2μｍ程度にすることもでき
るし、また10μｍ程度の深さにまで光を伝播させ
ることもできる。
折率変化を大きくとることができる。屈折率を大
きくとると、光を導波させた場合屈折率変化が大
きい程表面層近くに光エネルギーが集中する。光
エネルギーの分布は第１図ａに示す如き方法によ
り、光導波路のどの部分を光が伝播しているかを
調べることにより知ることができる。光フアイバ
１からのレーザ光をレンズ２でLiNbO3基板３の
表面層に形成された光導波路４に収束させ、光導
波路４から出射してきた光をレンズ２′で拡大し
てスクリーン５に写し出すことができ、パワーの
分布として第１図ｂの如き、ニヤフイールドパタ
ーンが得られる。第１図ｂで縦軸は表面からの深
さ、横軸は光強度であり、実線はTi膜の厚さを
厚くして形成した光導波路のパワー分布、点線は
Ti膜の厚さを薄くして形成した光導波路のパワ
ー分布を示す。光強度のピーク値の１／e2の光強度 を有する表面からの深さをＤとした場合、Ti膜
の厚さとＤの関係を調べると一般に第２図に示す
ように、Ti膜を厚くするとＤが小さく、Ti膜を
薄くするとＤが大きくなる如き関係が得られる。
従つて光導波路の形成条件を制御することにより
光の伝播深さを１〜2μｍ程度にすることもでき
るし、また10μｍ程度の深さにまで光を伝播させ
ることもできる。
ところでTiを拡散させて形成した光導波路の
光伝播損失の主なものは、散乱損失であると云わ
れる。LiNbO3基板にTiを多く拡散させた場合、
結晶構造が変質し、結晶学的欠陥が生じ散乱、損
失の原因となつたり、吸収損失がふえたりする。
またTiを多く拡散させた場合、光は表面の浅い
部分に集中して伝播するが、表面に凸凹、クラツ
ク、キズ等の欠陥があると、その影響を受けて散
乱損失が増える。従つて、光導波路に於いては光
の束縛が弱く光エネルギーがある程度深く又広が
つていた方が導波損失が少なく、また導波路同志
の交叉によるクロストークが少ない。また基板端
面に於けるフアイバーとの結合に対しても同様で
ある。
光伝播損失の主なものは、散乱損失であると云わ
れる。LiNbO3基板にTiを多く拡散させた場合、
結晶構造が変質し、結晶学的欠陥が生じ散乱、損
失の原因となつたり、吸収損失がふえたりする。
またTiを多く拡散させた場合、光は表面の浅い
部分に集中して伝播するが、表面に凸凹、クラツ
ク、キズ等の欠陥があると、その影響を受けて散
乱損失が増える。従つて、光導波路に於いては光
の束縛が弱く光エネルギーがある程度深く又広が
つていた方が導波損失が少なく、また導波路同志
の交叉によるクロストークが少ない。また基板端
面に於けるフアイバーとの結合に対しても同様で
ある。
一方、光スイツチを行う場合には、第３図に示
すように、電気光学結晶３の表面層に形成した光
導波路に電極６を設け、電極間に電圧を印加する
ことにより、屈折率変化をおこさせて光の反射・
透過を制御するので、導波路表面に設置された電
極６からの電界は浅い所程有効に電界を印加でき
るため光エネルギーが浅い所に集中する事が好ま
しい。即ち、光スイツチの無い部分では光は深く
まで伝播している方がロスが少なく良い導波路と
いえる。一方光スイツチを設けた部分では光は浅
く伝播している方が効果的に電界を印加できる都
合が良い。
すように、電気光学結晶３の表面層に形成した光
導波路に電極６を設け、電極間に電圧を印加する
ことにより、屈折率変化をおこさせて光の反射・
透過を制御するので、導波路表面に設置された電
極６からの電界は浅い所程有効に電界を印加でき
るため光エネルギーが浅い所に集中する事が好ま
しい。即ち、光スイツチの無い部分では光は深く
まで伝播している方がロスが少なく良い導波路と
いえる。一方光スイツチを設けた部分では光は浅
く伝播している方が効果的に電界を印加できる都
合が良い。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、光
導波路の光の進行方向に対し部分的に屈折率を大
きくした領域を形成すると共に、該領域に電界を
印加する電極を設けたことを特徴とする光導波
路、および不純物拡散型導波路に於いて、蒸着、
スパツタ等を用いた複数回の成膜工程により部分
的に厚みの異なる膜を形成した後、該膜構成元素
を熱拡散工程により基板材料に拡散させて光の進
行方向に対し部分的に屈折率の大きい領域を有す
る光導波路を形成し、しかる後該領域に電界を印
加する電極を形成したことを特徴とする光導波路
の製造方法を提供するものである。このように部
分的に屈折率の大きな部分を作る事により導波路
断面的の光エネルギー分布を浅い所に集中させる
光導波路を形成し、光エネルギー分布が集中した
浅い領域に電極を設置する事により電界を有効に
導波路に印加することができ、スイツチングを効
果的に行うことができる。
導波路の光の進行方向に対し部分的に屈折率を大
きくした領域を形成すると共に、該領域に電界を
印加する電極を設けたことを特徴とする光導波
路、および不純物拡散型導波路に於いて、蒸着、
スパツタ等を用いた複数回の成膜工程により部分
的に厚みの異なる膜を形成した後、該膜構成元素
を熱拡散工程により基板材料に拡散させて光の進
行方向に対し部分的に屈折率の大きい領域を有す
る光導波路を形成し、しかる後該領域に電界を印
加する電極を形成したことを特徴とする光導波路
の製造方法を提供するものである。このように部
分的に屈折率の大きな部分を作る事により導波路
断面的の光エネルギー分布を浅い所に集中させる
光導波路を形成し、光エネルギー分布が集中した
浅い領域に電極を設置する事により電界を有効に
導波路に印加することができ、スイツチングを効
果的に行うことができる。
以下本発明の実施例を詳述する。
第４図は本発明の不純物拡散型導波路の製造工
程を示す。第４図ａはLiNbO3基板１１上にTiを
蒸着し、マスクとして用いたレジストのリフトオ
フにより、交叉状のパターン１２を形成した後、
基板上に再びTiを蒸着し、同様にリフトオフ法
で、交叉部分にTi膜が２層積層したパターン１
３を形成する。第４図ｂは第４図ａのAA′断面図
である。
程を示す。第４図ａはLiNbO3基板１１上にTiを
蒸着し、マスクとして用いたレジストのリフトオ
フにより、交叉状のパターン１２を形成した後、
基板上に再びTiを蒸着し、同様にリフトオフ法
で、交叉部分にTi膜が２層積層したパターン１
３を形成する。第４図ｂは第４図ａのAA′断面図
である。
次いで1000℃程度の温度で熱処理し、Tiの熱
拡散を行なう。これにより、第４図ｃに示す如
く、Ti拡散層１４が形成される。Tiを２回蒸着
した交叉部の拡散層１５は、他の部分に比べ、
Ti濃度が高くなる。
拡散を行なう。これにより、第４図ｃに示す如
く、Ti拡散層１４が形成される。Tiを２回蒸着
した交叉部の拡散層１５は、他の部分に比べ、
Ti濃度が高くなる。
Ti拡散層形成後基板上にAlを蒸着し、イオン
エツチングを用いたリソグラフイによりパターニ
ングし、第４図ｄのように電極１６を形成する。
第４図ｅはｄのAA′断面図であり、電極１６に電
圧をかけて、電界１７によりLiNbO3基板の屈折
率を変化させる。１８は光導波路における実効導
波路深さＤを示し、Ti濃度が高い部分で浅くな
つている。
エツチングを用いたリソグラフイによりパターニ
ングし、第４図ｄのように電極１６を形成する。
第４図ｅはｄのAA′断面図であり、電極１６に電
圧をかけて、電界１７によりLiNbO3基板の屈折
率を変化させる。１８は光導波路における実効導
波路深さＤを示し、Ti濃度が高い部分で浅くな
つている。
上述の如く、導波路と電極を形成することによ
り、低電圧駆動の光スイツチが可能となる。
り、低電圧駆動の光スイツチが可能となる。
なお本実施例においては交叉導波路について述
べたが、導波型光偏向器、導波型モード変換器、
導波型光変調器、方向性結合形光変調器等におい
ても、電界をかける部分で光エネルギーが浅い所
に集中するよう拡散層の濃度を変えることができ
る。
べたが、導波型光偏向器、導波型モード変換器、
導波型光変調器、方向性結合形光変調器等におい
ても、電界をかける部分で光エネルギーが浅い所
に集中するよう拡散層の濃度を変えることができ
る。
なお本実施例ではTi層を二層つけた例を上げ
たが、それ以外に複数層設け拡散層を形成しても
良い。要するにTiの膜厚を部分的に変えればよ
い。
たが、それ以外に複数層設け拡散層を形成しても
良い。要するにTiの膜厚を部分的に変えればよ
い。
第１図は光導波路の光エネルギー分布を調べる
図、第２図はTi拡散導波路における実効導波路
深さＤとTi膜厚の関係を示す図、第３図は導波
路への電極による電界の方を示す図、第４図は本
発明の光導波路の製造工程を示す図である。 １：フアイバ、２，２′：レンズ、３：
LiNbO3基板、４：光導波路、５：スクリーン、
６：電極、１１：基板、１２：交叉状のパター
ン、１３：Ti膜が二層積層したパターン、１４，
１５：拡散層、１６：電極。
図、第２図はTi拡散導波路における実効導波路
深さＤとTi膜厚の関係を示す図、第３図は導波
路への電極による電界の方を示す図、第４図は本
発明の光導波路の製造工程を示す図である。 １：フアイバ、２，２′：レンズ、３：
LiNbO3基板、４：光導波路、５：スクリーン、
６：電極、１１：基板、１２：交叉状のパター
ン、１３：Ti膜が二層積層したパターン、１４，
１５：拡散層、１６：電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光導波路の光の進行方向に対し部分的に屈折
率を大きくした領域を形成すると共に、該領域に
電界を印加する電極を設けたことを特徴とする光
導波路。 ２ 不純物拡散型導波路に於いて、蒸着、スパツ
タ等を用いた複数回の成膜工程により部分的に厚
みの異なる膜を形成した後、該膜構成元素を熱拡
散工程により基板材料に拡散させて光の進行方向
に対し部分的に屈折率の大きい領域を有する光導
波路を形成し、しかる後該領域に電界を印加する
電極を形成したことを特徴とする光導波路の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55186862A JPS57109907A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Optical guide path and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55186862A JPS57109907A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Optical guide path and its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57109907A JPS57109907A (en) | 1982-07-08 |
| JPS6325642B2 true JPS6325642B2 (ja) | 1988-05-26 |
Family
ID=16195955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55186862A Granted JPS57109907A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Optical guide path and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57109907A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100326046B1 (ko) * | 1999-06-21 | 2002-03-07 | 윤종용 | 열광학 스위치 및 그 제작방법 |
| FR2910726B1 (fr) * | 2006-12-22 | 2009-12-18 | Thales Sa | Commutateur optique ultra-rapide a faible diaphotie,et lignes a retards pour signaux hyperfrequence |
-
1980
- 1980-12-26 JP JP55186862A patent/JPS57109907A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57109907A (en) | 1982-07-08 |
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