JPS6397906A - 導波路型光フイルタ - Google Patents
導波路型光フイルタInfo
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- JPS6397906A JPS6397906A JP24291786A JP24291786A JPS6397906A JP S6397906 A JPS6397906 A JP S6397906A JP 24291786 A JP24291786 A JP 24291786A JP 24291786 A JP24291786 A JP 24291786A JP S6397906 A JPS6397906 A JP S6397906A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、波長選択性を有する導波路型光フィルタに関
する。
する。
光７アイμ通信における光波長多重伝送技術は通信シス
テムの経済化をはかる上で重要であシ、上記光波長多重
伝送において、光合分波器は必須のデバイスである。
テムの経済化をはかる上で重要であシ、上記光波長多重
伝送において、光合分波器は必須のデバイスである。
光合分波器の構成は、従来、干渉膜フィルタ型、回折格
子型のような個別部品型（柳井二元通信ハンドブック、
朝倉書店刊、ｐ、３２４〜ｐ、３３１゜１９８２）が主
流をしめていた。これに対して低コスト化、１チツプモ
ノリシツク化を・めざした導波路型構造も提案さｎてお
シ、その−例として、特願昭６０−２５９７６０号に示
される第１図の如き導波路微光フィルタの構造がある。
子型のような個別部品型（柳井二元通信ハンドブック、
朝倉書店刊、ｐ、３２４〜ｐ、３３１゜１９８２）が主
流をしめていた。これに対して低コスト化、１チツプモ
ノリシツク化を・めざした導波路型構造も提案さｎてお
シ、その−例として、特願昭６０−２５９７６０号に示
される第１図の如き導波路微光フィルタの構造がある。
これはスラブあるいは３次元光導波路の導波路層３に、
所望周期間隔、所望幅で上記導波路層３の厚さよりも深
い溝を光伝搬方向に沿って複数個形成し、上記溝に導波
路層の屈折率と異る屈折率を有する材質の膜４−１〜４
−ｍを埋込んで光フィルタを形成させたものである。
所望周期間隔、所望幅で上記導波路層３の厚さよりも深
い溝を光伝搬方向に沿って複数個形成し、上記溝に導波
路層の屈折率と異る屈折率を有する材質の膜４−１〜４
−ｍを埋込んで光フィルタを形成させたものである。
第１図の構成においては、基板１として半導体強誘電体
、磁性体、ある込はガラスのいずれかを用い、導波路層
３および溝に埋込む膜４に半導体材料や強誘電体、磁性
体、あるいはガラス、金属酸化物を用いた。ところが上
記のような材料で形成しようとすると、蒸着、ＣＶＤ、
スパッタリング、エピタキシャル結晶成長などの形成技
術を必要とし、また、溝形成にもイオンビームエツチン
グ、高周波スパッタエツチング、反応性高周波スパッタ
エツチング、イオン照射増速エラチンフナどのドライエ
ツチング、ないしはそれに準するエツチング技術を用い
る必要がある。これらの技術は非常に高度でコストもか
かり、まだ部分的にしか開発されていないものもある。
、磁性体、ある込はガラスのいずれかを用い、導波路層
３および溝に埋込む膜４に半導体材料や強誘電体、磁性
体、あるいはガラス、金属酸化物を用いた。ところが上
記のような材料で形成しようとすると、蒸着、ＣＶＤ、
スパッタリング、エピタキシャル結晶成長などの形成技
術を必要とし、また、溝形成にもイオンビームエツチン
グ、高周波スパッタエツチング、反応性高周波スパッタ
エツチング、イオン照射増速エラチンフナどのドライエ
ツチング、ないしはそれに準するエツチング技術を用い
る必要がある。これらの技術は非常に高度でコストもか
かり、まだ部分的にしか開発されていないものもある。
したがって、上記光フィルタを作ろうとすると、現段階
では高価であり、また量産にのせるまでにはいたってい
ない。さらに、上記材料を用いて導波路層３と膜４の屈
折率を所望値に設定する場合、屈折率値によって材料が
かなシ限定されてしまい、材料選定の自由度が少し挾い
という問題があった。
では高価であり、また量産にのせるまでにはいたってい
ない。さらに、上記材料を用いて導波路層３と膜４の屈
折率を所望値に設定する場合、屈折率値によって材料が
かなシ限定されてしまい、材料選定の自由度が少し挾い
という問題があった。
本発明の目的は、上記導波路層および膜に使用する材料
を幅広くとることにより、よυ簡易なプロセスで光フィ
ルタを形成させ、低コスト化をはかると共に、屈折率を
比較的自由に選ぶことのできる材料を用いることにある
。
を幅広くとることにより、よυ簡易なプロセスで光フィ
ルタを形成させ、低コスト化をはかると共に、屈折率を
比較的自由に選ぶことのできる材料を用いることにある
。
上記目的は、スラブあるいは３次元光導波路の導波路層
に、所望周期間隔、所望幅で、深さが上記導波路層の厚
さよりも深く、屈折率が上記導波路層のそれと異なる膜
が形成された光フィルタにおいて、上記光導波路および
膜のすべて、あるいは一部分が高分子材料で構成さ九て
いることを特徴とする導波路型光フィルタによって達成
される。
に、所望周期間隔、所望幅で、深さが上記導波路層の厚
さよりも深く、屈折率が上記導波路層のそれと異なる膜
が形成された光フィルタにおいて、上記光導波路および
膜のすべて、あるいは一部分が高分子材料で構成さ九て
いることを特徴とする導波路型光フィルタによって達成
される。
光導波路および膜に用いる高分子材料としては、たとえ
ば、ポリメチルメタクリレート、エポキシ樹脂、フレタ
ン樹脂、ポリカーボネート、フォートレジスト、フ第１
・ポリマー、シリコーン、オルガノシリコン、シリコン
ラダーポリマ、ポリイミドなどを用いることができる。
ば、ポリメチルメタクリレート、エポキシ樹脂、フレタ
ン樹脂、ポリカーボネート、フォートレジスト、フ第１
・ポリマー、シリコーン、オルガノシリコン、シリコン
ラダーポリマ、ポリイミドなどを用いることができる。
これらの高分子材料は屈折率を添加剤の副台や、光、熱
などによって容易に変えることができるので所望屈折率
分布の光導波路を作り易い。また液状であるので、あら
かじめ膜となる部分に溝を形成しておき、この溝に上記
液体を流し込んで硬化させれば、結晶成長、蒸着などの
複雑なプロセス全周いないで所望の光フィルタを実現で
きる。また、高分子フィルム中でのモノマの選択的光重
合を利用すれば、光導波路および膜のすべてか高分子材
料からなる光フィルタを容易に実現させることができる
。さらに、たとえば、ドライフィルムの厚膜レジストを
基板に７ミネートシた後、フォトリノノラフィ法により
ハターンを形成すれば、エツチングなどの技術が不要で
あるので、高寸法精度、高性能の光フィルタを低コスト
で実現できる。また液状の感光性樹脂の紫外線照射によ
る光導波路の作成や、７第１・ロッキング法とよばれる
高屈折率ドーパントを含む薄膜に紫外線によりマスク露
光を行なって露光部のドーパントを母材ポリマと直接化
学反応を起こさせて固定させる方法などを用いることが
できる。
などによって容易に変えることができるので所望屈折率
分布の光導波路を作り易い。また液状であるので、あら
かじめ膜となる部分に溝を形成しておき、この溝に上記
液体を流し込んで硬化させれば、結晶成長、蒸着などの
複雑なプロセス全周いないで所望の光フィルタを実現で
きる。また、高分子フィルム中でのモノマの選択的光重
合を利用すれば、光導波路および膜のすべてか高分子材
料からなる光フィルタを容易に実現させることができる
。さらに、たとえば、ドライフィルムの厚膜レジストを
基板に７ミネートシた後、フォトリノノラフィ法により
ハターンを形成すれば、エツチングなどの技術が不要で
あるので、高寸法精度、高性能の光フィルタを低コスト
で実現できる。また液状の感光性樹脂の紫外線照射によ
る光導波路の作成や、７第１・ロッキング法とよばれる
高屈折率ドーパントを含む薄膜に紫外線によりマスク露
光を行なって露光部のドーパントを母材ポリマと直接化
学反応を起こさせて固定させる方法などを用いることが
できる。
実施例１
第１あるいは第２図に示す光フィルタを第３図に示す方
法で作成した。すなわち、これは高分子フィルム中での
モノマの選択的光重合を利用したものである。まず基板
１（この場合、Ｓ ｌ）にバッファ層（たとえば水性ア
クリルエマルジョン膜（屈折率１．４９）２を形成させ
た。次にそのバッファ層２の上に導波路層３として、モ
ノマ含有フィルムを形成させた（第３図（ａ））。この
フィルムは母材フィルムとしてポリカーボネート（屈折
率１．５９）、 ドープモノマとしてアクリル酸メチ
ル（重合時の屈折率１．４８）を用いた。次に（ｂ）に
示すように、上記フィルム上に所定のパタンを待つフォ
トマスク７を重ね、超高圧水銀灯によシ紫外線５を照射
させ、選択的光重合反応を起こさせた。
法で作成した。すなわち、これは高分子フィルム中での
モノマの選択的光重合を利用したものである。まず基板
１（この場合、Ｓ ｌ）にバッファ層（たとえば水性ア
クリルエマルジョン膜（屈折率１．４９）２を形成させ
た。次にそのバッファ層２の上に導波路層３として、モ
ノマ含有フィルムを形成させた（第３図（ａ））。この
フィルムは母材フィルムとしてポリカーボネート（屈折
率１．５９）、 ドープモノマとしてアクリル酸メチ
ル（重合時の屈折率１．４８）を用いた。次に（ｂ）に
示すように、上記フィルム上に所定のパタンを待つフォ
トマスク７を重ね、超高圧水銀灯によシ紫外線５を照射
させ、選択的光重合反応を起こさせた。
その後、（Ｃ）に示す工うｌこ、露光終了後フィルムを
１ｏｏｃ近い温度で約１０時間真空乾燥し、フィルム中
の未露光部に残存している未反応モノマ８の除去を行な
った。これにより、４−１〜４−４の膜部の屈折率は導
波路層３の屈折率よシも約１チ扁い値になり、第１図あ
るいは第２図の元フィルタを構成することができた。な
お、第１図（ａ）は上面図、Φ）は（ａ）のＡ−Ａ’断
面図、第２図（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
’断Ｉｆｉ図、（Ｃ）は側面図、第３図（ａ）〜（Ｃ）
は断面図である。
１ｏｏｃ近い温度で約１０時間真空乾燥し、フィルム中
の未露光部に残存している未反応モノマ８の除去を行な
った。これにより、４−１〜４−４の膜部の屈折率は導
波路層３の屈折率よシも約１チ扁い値になり、第１図あ
るいは第２図の元フィルタを構成することができた。な
お、第１図（ａ）は上面図、Φ）は（ａ）のＡ−Ａ’断
面図、第２図（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
’断Ｉｆｉ図、（Ｃ）は側面図、第３図（ａ）〜（Ｃ）
は断面図である。
実施例２
第４図に示すように、まずＢ＋基板１上に８ｉ０ｚ（屈
折率１．４６）のバッファ層２を２〜４μｍ形成させ、
その上に導波路層（Ｓｉ３Ｎ４ 、屈折率２．０２）
を２μｍ形成させた（ａ）。ついで（ｂ）に示すように
、ドライエツチングプロセスにより、溝９−１〜９−４
を形成させた。その後、上記溝内に液状感光性樹脂１０
−１〜１０−４を流し込んだ。
折率１．４６）のバッファ層２を２〜４μｍ形成させ、
その上に導波路層（Ｓｉ３Ｎ４ 、屈折率２．０２）
を２μｍ形成させた（ａ）。ついで（ｂ）に示すように
、ドライエツチングプロセスにより、溝９−１〜９−４
を形成させた。その後、上記溝内に液状感光性樹脂１０
−１〜１０−４を流し込んだ。
この液状感光性樹脂は、ポリフレタンを含むアクリレー
トモノマを主成分とするものを使用した。
トモノマを主成分とするものを使用した。
ついで、上記液状感光性樹脂を露光装置によ如露光させ
、硬化反応を起こさせる、硬化によシ、屈折率は約１．
４９となり、導波路層よりも屈折率の低い膜が形成され
、（ｄ）に示すような光フィルタを実現することができ
る。
、硬化反応を起こさせる、硬化によシ、屈折率は約１．
４９となり、導波路層よりも屈折率の低い膜が形成され
、（ｄ）に示すような光フィルタを実現することができ
る。
実施例３
第５図に示すように、まずＳｉ基板１上に５ｉＯｚのバ
ッファ層２を形成させ、その上にＳｉ３Ｎ４導波路層３
を形成させた＜ａ）。ついで（ｂ）に示すように、溝１
３−１〜１３−４を形成させた。この溝の深さはＳｉ基
板表面もしくは３ｉ基板内までくい込む程度に掘る。次
に（Ｃ）に示すように、低屈折率の感光性樹脂液を流し
込み、紫外線露光後、ベーキングして上記感光性樹脂１
１の表面を平坦にする。
ッファ層２を形成させ、その上にＳｉ３Ｎ４導波路層３
を形成させた＜ａ）。ついで（ｂ）に示すように、溝１
３−１〜１３−４を形成させた。この溝の深さはＳｉ基
板表面もしくは３ｉ基板内までくい込む程度に掘る。次
に（Ｃ）に示すように、低屈折率の感光性樹脂液を流し
込み、紫外線露光後、ベーキングして上記感光性樹脂１
１の表面を平坦にする。
なお、溝内の側壁についた上記樹脂は酸素プラズマによ
シエッチングして４シ除く。また上記表面の平坦化も上
記酸素プラズマエツチングによシ行なってもよい。次に
（ｄ）Ｋ示すように、上記樹脂表面に、高屈折率の感光
性樹脂液１２−１〜１２−４を流し込み、露光によシ硬
化させて、膜部を２層屈折率分布構造とした。この膜部
の２層屈折率分布構造によシ、上部の膜がいわゆる光の
伝搬するコア部、下部の膜がクラッド部となり、この部
分での放射損失を低減することができる。
シエッチングして４シ除く。また上記表面の平坦化も上
記酸素プラズマエツチングによシ行なってもよい。次に
（ｄ）Ｋ示すように、上記樹脂表面に、高屈折率の感光
性樹脂液１２−１〜１２−４を流し込み、露光によシ硬
化させて、膜部を２層屈折率分布構造とした。この膜部
の２層屈折率分布構造によシ、上部の膜がいわゆる光の
伝搬するコア部、下部の膜がクラッド部となり、この部
分での放射損失を低減することができる。
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば第６図の
ようなリッジ型導波路によシ実現させてもよい。すなわ
ち、リッジ型導波路はスラブ層６を設けたものである。
ようなリッジ型導波路によシ実現させてもよい。すなわ
ち、リッジ型導波路はスラブ層６を設けたものである。
また第７図のように、カバー一層１４を設けて環境変化
によシ光学特性の変動を抑制するようにしてもよい。ま
た、光導波路および膜は、高分子材料のみで構成する方
法、高分子材料とガラス（あるいは金属酸化物、または
半導体など）とを組合せた構成、などが考えられる。
によシ光学特性の変動を抑制するようにしてもよい。ま
た、光導波路および膜は、高分子材料のみで構成する方
法、高分子材料とガラス（あるいは金属酸化物、または
半導体など）とを組合せた構成、などが考えられる。
また基板としては、Ｓｉ以外に、＜ＪａＡｓ、ＩｎＰな
どの半導体基板やＬ １Ｎｂ０３． Ｌ ｉ ＴａＯ２
などの電気光学結晶、ガラスなどを用いることができる
。また、光導波路および膜の形成方法としては、前述し
たような種々の方法を用いることができる。
どの半導体基板やＬ １Ｎｂ０３． Ｌ ｉ ＴａＯ２
などの電気光学結晶、ガラスなどを用いることができる
。また、光導波路および膜の形成方法としては、前述し
たような種々の方法を用いることができる。
本発明によれば、導波路層および膜に使用する材料とし
て、高分子材料を含ませることにより、材料の選択幅が
広くなり、これにより簡易なプロセスで光フィルタを形
成することができ、低コスト化をはかることができる。
て、高分子材料を含ませることにより、材料の選択幅が
広くなり、これにより簡易なプロセスで光フィルタを形
成することができ、低コスト化をはかることができる。
第１．２，６．７図は本発明の実施例になる導波路型光
フィルタの平面図および＠面図、第３゜４．５図は本発
明の導波路型光フィルタの製造方法の実施例を示す工程
説明図である。 ｌ・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・導波路層
、４−１〜４−ｍ・・・膜、５・・・紫外線、６・・・
スラブ層、７・・・マスク、８・・・未反応モノマ、９
−１〜９−４・・・溝、１０−１〜１０−４・・・液状
感光性樹脂、１１・・・低屈折率層、１２−１〜１２−
４・・・高屈折率層、１３−１〜１３−４・・・溝、１
４・・・カバ一層。 ヶｉＡ ＊ｆｉ−ｔ−、Ｊ、７＋１峡″二）璃ｌ
図 （ａ、） づ （ｂ） ３キシ！Ｊ！＋一層 第 ２ 凹 （α） （ｂ） （Ｃ） 夷３ 凹 葵４図 （Ｃン （Ｃ
（ン萎６ 凹 （α） ｒ ２６ 落 ７ 呂 ′７１５ （ト）
フィルタの平面図および＠面図、第３゜４．５図は本発
明の導波路型光フィルタの製造方法の実施例を示す工程
説明図である。 ｌ・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・導波路層
、４−１〜４−ｍ・・・膜、５・・・紫外線、６・・・
スラブ層、７・・・マスク、８・・・未反応モノマ、９
−１〜９−４・・・溝、１０−１〜１０−４・・・液状
感光性樹脂、１１・・・低屈折率層、１２−１〜１２−
４・・・高屈折率層、１３−１〜１３−４・・・溝、１
４・・・カバ一層。 ヶｉＡ ＊ｆｉ−ｔ−、Ｊ、７＋１峡″二）璃ｌ
図 （ａ、） づ （ｂ） ３キシ！Ｊ！＋一層 第 ２ 凹 （α） （ｂ） （Ｃ） 夷３ 凹 葵４図 （Ｃン （Ｃ
（ン萎６ 凹 （α） ｒ ２６ 落 ７ 呂 ′７１５ （ト）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、スラブあるいは３次元光導波路の導波路層に、所望
同期間隔、所望幅で、深さが上記導波路層の厚さよりも
深く、屈折率が上記導波路層のそれと異なる膜が形成さ
れた光フィルタにおいて、上記光導波路および膜のすべ
て、あるいは一部分が高分子材料で構成されていること
を特徴とする導波路型光フィルタ。 ２、上記膜の周期間隔は約ｎ／２波長（ｎ＝１、３、５
、…）であり、膜幅は約ｎ／４波長であることを特徴と
する第１項記載の導波路型光フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24291786A JPS6397906A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 導波路型光フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24291786A JPS6397906A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 導波路型光フイルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6397906A true JPS6397906A (ja) | 1988-04-28 |
Family
ID=17096132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24291786A Pending JPS6397906A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 導波路型光フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6397906A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921420A1 (de) * | 1996-11-19 | 1999-06-09 | Alcatel | Planarer optischer Wellenleiter, Planarer optischer Wellenleiter mit Bragg-Gitter und Herstellungsverfahren hierfür |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232346A (en) * | 1975-09-08 | 1977-03-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light wave separator |
| JPS5924806A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 光導波路の表面処理法 |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP24291786A patent/JPS6397906A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232346A (en) * | 1975-09-08 | 1977-03-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light wave separator |
| JPS5924806A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 光導波路の表面処理法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921420A1 (de) * | 1996-11-19 | 1999-06-09 | Alcatel | Planarer optischer Wellenleiter, Planarer optischer Wellenleiter mit Bragg-Gitter und Herstellungsverfahren hierfür |
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