JPH01169406A - 導波路型光デバイス - Google Patents
導波路型光デバイスInfo
- Publication number
- JPH01169406A JPH01169406A JP62327143A JP32714387A JPH01169406A JP H01169406 A JPH01169406 A JP H01169406A JP 62327143 A JP62327143 A JP 62327143A JP 32714387 A JP32714387 A JP 32714387A JP H01169406 A JPH01169406 A JP H01169406A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- waveguide
- optical device
- layer
- type optical
- 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.)
- Granted
Links
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
- G02B6/12007—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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- 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
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29331—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by evanescent wave coupling
- G02B6/29332—Wavelength selective couplers, i.e. based on evanescent coupling between light guides, e.g. fused fibre couplers with transverse coupling between fibres having different propagation constant wavelength dependency
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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、偏波面依存性の少ない導波路型光デバイスに
関する。
関する。
［従来の技術］
光フアイバ通信における光波長多重伝送技術は通信シス
テムの経済化および柔軟化をはかる上で重要であり、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。
テムの経済化および柔軟化をはかる上で重要であり、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。
光合分波器の構成法として、最近、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を研究する動
きが生じてきた。その−例として。
プモノリシツク化をめざした導波路型構造を研究する動
きが生じてきた。その−例として。
方向性結合台形光分波器（Ｎ 、 Ｔ ａｋａｔｏ 、
他：高シリカ埋込みチャンネル導波路を用いた低損失方
向性結合器、ＯＥＣ’８６．テクニカルダイジェスト、
Ａ３−３．１９８６年７月）がある。これは第１０図に
示すように、二つの光導波路の結合の波長依存性を利用
して光分波特性を得る方法である。すなわち、ポート１
に入射した波長λ１およびλ２の光信号は結合部５にお
いて２つのコア（６−１，６−２）間を周期的に行った
りきたりしながら伝搬し、波長λ１の光信号はポート３
に、波長λ２の光信号はポート４にそれぞれとりだされ
る。ここで、基板７には通常、Ｓｉ、５ｕｎ２基板など
が用いられる。低屈折率層（屈折率ｎｂ）８にはＳｉＯ
□膜が用いられる。コア６−１．６−２の屈折率ｎ０は
ｎｂよりも高くしなければならないために、通常、５ｉ
０２に屈折率制御用添加済ＴｉＯ２，Ｐ２Ｏ５，ＧｅＯ
２などが含有される。クラッド９はバッファ屡８の屈折
率ｎｂと等しい材質、通常ＳｉＯ３が用いられる。
他：高シリカ埋込みチャンネル導波路を用いた低損失方
向性結合器、ＯＥＣ’８６．テクニカルダイジェスト、
Ａ３−３．１９８６年７月）がある。これは第１０図に
示すように、二つの光導波路の結合の波長依存性を利用
して光分波特性を得る方法である。すなわち、ポート１
に入射した波長λ１およびλ２の光信号は結合部５にお
いて２つのコア（６−１，６−２）間を周期的に行った
りきたりしながら伝搬し、波長λ１の光信号はポート３
に、波長λ２の光信号はポート４にそれぞれとりだされ
る。ここで、基板７には通常、Ｓｉ、５ｕｎ２基板など
が用いられる。低屈折率層（屈折率ｎｂ）８にはＳｉＯ
□膜が用いられる。コア６−１．６−２の屈折率ｎ０は
ｎｂよりも高くしなければならないために、通常、５ｉ
０２に屈折率制御用添加済ＴｉＯ２，Ｐ２Ｏ５，ＧｅＯ
２などが含有される。クラッド９はバッファ屡８の屈折
率ｎｂと等しい材質、通常ＳｉＯ３が用いられる。
［発明が解決しようとする問題点］
第１０図の構成においては、コア６−１．６−２と低屈
折率層８（クラッドＭ９）の熱膨張係数が異なっている
。第１１図（ａ）は各種添加物シリカの添加濃度と屈折
率の関係、同図（ｂ）は添加濃度と膨張係数の関係を示
すものである。すなわち、第１１図（ａ）、（ｂ）から
れかるように、５ｉ０２にＴｉＯ２，ＧｅＯ２，Ｐ２Ｏ
３などの添加物を含有させると５ｉｎ２の熱膨張係数の
値と異なってくる。添加物の量が多い程、熱膨張係数の
差が生じてくる。そのため、コアとクラッド、およびコ
アと低屈折層の間、さらに低屈折率層と基板との間に熱
膨張係数の違いによる熱応力が発生する。
折率層８（クラッドＭ９）の熱膨張係数が異なっている
。第１１図（ａ）は各種添加物シリカの添加濃度と屈折
率の関係、同図（ｂ）は添加濃度と膨張係数の関係を示
すものである。すなわち、第１１図（ａ）、（ｂ）から
れかるように、５ｉ０２にＴｉＯ２，ＧｅＯ２，Ｐ２Ｏ
３などの添加物を含有させると５ｉｎ２の熱膨張係数の
値と異なってくる。添加物の量が多い程、熱膨張係数の
差が生じてくる。そのため、コアとクラッド、およびコ
アと低屈折層の間、さらに低屈折率層と基板との間に熱
膨張係数の違いによる熱応力が発生する。
この熱応力による屈折率異方性が生じ、結果的にＥｉＩ
ＸモードとＥ１１Ｙモードとの間に結合効率の波長シフ
トが生じる。この波長シフトは光合分波器のアイソレー
ジコンの劣化をまねき、それぞれの波長間の信号のクロ
ストークの増大につながる。
ＸモードとＥ１１Ｙモードとの間に結合効率の波長シフ
トが生じる。この波長シフトは光合分波器のアイソレー
ジコンの劣化をまねき、それぞれの波長間の信号のクロ
ストークの増大につながる。
本発明の目的は上記問題点を解決することができる光合
分波器およびその他の光デバイスを提供することにある
。
分波器およびその他の光デバイスを提供することにある
。
［問題点を解決するための手段］
上記目的は、基板の上に低屈折率層、コア層。
クラッド層の形成された光導波路で構成された導波路型
光デバイスにおいて、低屈折率層、コア層、およびクラ
ッド層の境界面において熱膨張係数の値をほぼ等しくす
ることによって達成される。
光デバイスにおいて、低屈折率層、コア層、およびクラ
ッド層の境界面において熱膨張係数の値をほぼ等しくす
ることによって達成される。
［作用］
第１０図の構成では、コア層は低屈折率層およびクラッ
ド層に接している。したがって、これらの境界の熱膨張
係数を略等しくなるように材料構成を選べば、熱膨張係
数の違いによる熱応力を緩和することができる。
ド層に接している。したがって、これらの境界の熱膨張
係数を略等しくなるように材料構成を選べば、熱膨張係
数の違いによる熱応力を緩和することができる。
［実施例］
第１０図に第１の実施例を示す。同図において、基板７
に５ｉ０２基板（直径２インチ、厚み０６４５ｍｍ）を
用いた。この５ｉ０２基板７上に低屈折率層８として、
Ｂ１０．およびＰ２Ｏ５をドープした５ｉ０２膜を４μ
ｍ形成させた。この場合、Ｂ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３およ
びＢ２Ｏ５のドープ量は厚み方向にしたがって増大して
いくようにした。すなわち、基板７に接している面では
５ｉ０２のみとし、厚くなるにしたがい、Ｂ２Ｏ３とｐ
２ｏ、のドープ量を増やし、第１図（ａ）に示すように
（第１０図（ｂ）のＹ−Ｙ’断面における熱膨張係数の
分布）、熱膨張係数を連続的（略連続的又は段階的でも
よい。）に増大させるようにした。上記５ｉｎ２膜。
に５ｉ０２基板（直径２インチ、厚み０６４５ｍｍ）を
用いた。この５ｉ０２基板７上に低屈折率層８として、
Ｂ１０．およびＰ２Ｏ５をドープした５ｉ０２膜を４μ
ｍ形成させた。この場合、Ｂ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３およ
びＢ２Ｏ５のドープ量は厚み方向にしたがって増大して
いくようにした。すなわち、基板７に接している面では
５ｉ０２のみとし、厚くなるにしたがい、Ｂ２Ｏ３とｐ
２ｏ、のドープ量を増やし、第１図（ａ）に示すように
（第１０図（ｂ）のＹ−Ｙ’断面における熱膨張係数の
分布）、熱膨張係数を連続的（略連続的又は段階的でも
よい。）に増大させるようにした。上記５ｉｎ２膜。
Ｂ２Ｏ２およびＰ２Ｏ５をドープしたＳｉｏ２膜はＣＶ
Ｄ（ケミカルベーパデポジション）法、スパッタリング
法、火炎堆積法などで形成させることができるにのよう
に、熱膨張係数を連続的に変化させた構成にすることに
より、基板７と低屈折率層８との間の熱膨張係数の差に
よる熱応力を緩和させることができる。そして、低屈折
率Ｎ８とコア層６−１．６−２の境界であの熱膨張係数
も略等しくなるように構成されているので、この境界で
の熱応力の発生を防ぐことができる。さらにコア層６−
１．６−２とクラッド層９の境界での熱膨張係数も等し
いので、この境界でも熱応力の発生がない、なお、等波
路の屈折率分布は第１図（ｂ）のようにコア層６−１．
６−２の屈折率ｎ０が低屈折率層の屈折率、クラッド層
の屈折率よりも高くしである０次に具体的数値例をあげ
て説明する。
Ｄ（ケミカルベーパデポジション）法、スパッタリング
法、火炎堆積法などで形成させることができるにのよう
に、熱膨張係数を連続的に変化させた構成にすることに
より、基板７と低屈折率層８との間の熱膨張係数の差に
よる熱応力を緩和させることができる。そして、低屈折
率Ｎ８とコア層６−１．６−２の境界であの熱膨張係数
も略等しくなるように構成されているので、この境界で
の熱応力の発生を防ぐことができる。さらにコア層６−
１．６−２とクラッド層９の境界での熱膨張係数も等し
いので、この境界でも熱応力の発生がない、なお、等波
路の屈折率分布は第１図（ｂ）のようにコア層６−１．
６−２の屈折率ｎ０が低屈折率層の屈折率、クラッド層
の屈折率よりも高くしである０次に具体的数値例をあげ
て説明する。
コア層６−１．６−２にはＰ２Ｏ６をＳｉ０ｇ中にモル
％ドープしたホスホシリケートガラス膜（膜厚約８μｍ
）を用いた。クラッド層９にはＳｉＯ□中にＢ２Ｏ３が
約３モル％とＰ２Ｏ５が約３モル％ドープされたホスホ
ボロシリケートガラス膜（膜厚約１８μｍ）を用いた。
％ドープしたホスホシリケートガラス膜（膜厚約８μｍ
）を用いた。クラッド層９にはＳｉＯ□中にＢ２Ｏ３が
約３モル％とＰ２Ｏ５が約３モル％ドープされたホスホ
ボロシリケートガラス膜（膜厚約１８μｍ）を用いた。
低屈折率層８には上記ホスホボロシリケートガラス膜を
用いるが、基板７に接している面ではまず、上記添加物
のないＳｉｏ２膜のみとし、厚みが増すにつれて、ｐ、
ｏ、とＢ２Ｏ３をほぼ等量のモル％ずつドープしていっ
た。
用いるが、基板７に接している面ではまず、上記添加物
のないＳｉｏ２膜のみとし、厚みが増すにつれて、ｐ、
ｏ、とＢ２Ｏ３をほぼ等量のモル％ずつドープしていっ
た。
そしてコア層６−１．６−２と接する境界付近ではＳｉ
ｏ２中へのＢ２Ｏ５とＢ２Ｏ３のドープ量はそれぞれ、
約３モル％となるようにした。このようにすることによ
り、第１図の特性を実現した。なお第１図の根拠は第１
１図（ａ）および（ｂ）を参照すれば明らかである。
ｏ２中へのＢ２Ｏ５とＢ２Ｏ３のドープ量はそれぞれ、
約３モル％となるようにした。このようにすることによ
り、第１図の特性を実現した。なお第１図の根拠は第１
１図（ａ）および（ｂ）を参照すれば明らかである。
第２の実施例を第２図（ａ）および（ｂ）に示す、これ
はクラッド層９内の熱膨張係数を厚みを増すにつれて減
少するようにした場合である。コア層、低屈折率層、お
よび基板は実施例１と同じである。クラッド層９のコア
層６−１．６−２の境界には５ｉ０２中にＢ２Ｏ３およ
びｐ２ｏ、をそれぞれ約３モル％ドープしたホスホボロ
シリケートガラス膜とし、クラッドの厚みが厚みなるに
つれて上記Ｂ、０３とｐ、ｏ、のドープ量をほぼ等量ず
つ減らしていき、最後には５ｉＯ）、膜のみとした。ク
ラツド膜の厚みは約１８μｍである。
はクラッド層９内の熱膨張係数を厚みを増すにつれて減
少するようにした場合である。コア層、低屈折率層、お
よび基板は実施例１と同じである。クラッド層９のコア
層６−１．６−２の境界には５ｉ０２中にＢ２Ｏ３およ
びｐ２ｏ、をそれぞれ約３モル％ドープしたホスホボロ
シリケートガラス膜とし、クラッドの厚みが厚みなるに
つれて上記Ｂ、０３とｐ、ｏ、のドープ量をほぼ等量ず
つ減らしていき、最後には５ｉＯ）、膜のみとした。ク
ラツド膜の厚みは約１８μｍである。
第３の実施例を第３図（ａ）および（ｂ）に示す、これ
は第２図において、クラッド層９のＢ２Ｏ３をｐ、ｏ５
に比して多くすることにより、結果的に低屈折率層８の
屈折率よりも低くしたものである。すなわち、コア層６
−”１．６−２に接しているクラッド層には５ｉ０２中
へのＢ、Ｏ，を４モル％、ｐ２ｏ、を２モル％ドープし
たガラス膜を形成させ、その後クラッド層が厚くなるに
つれて、上記Ｂ２０．とｐ、ｏ、の比を保ちつつそれら
のドープ量を減少させることによって実現させた。
は第２図において、クラッド層９のＢ２Ｏ３をｐ、ｏ５
に比して多くすることにより、結果的に低屈折率層８の
屈折率よりも低くしたものである。すなわち、コア層６
−”１．６−２に接しているクラッド層には５ｉ０２中
へのＢ、Ｏ，を４モル％、ｐ２ｏ、を２モル％ドープし
たガラス膜を形成させ、その後クラッド層が厚くなるに
つれて、上記Ｂ２０．とｐ、ｏ、の比を保ちつつそれら
のドープ量を減少させることによって実現させた。
第４の実施例は第４図（ａ）および（ｂ）に示すように
、クラッド層９のｐ、ｏ６をＢ、０３に比して逆に多く
することにより、結果的に低屈折率層８の屈折率よりも
高くした場合の例である。
、クラッド層９のｐ、ｏ６をＢ、０３に比して逆に多く
することにより、結果的に低屈折率層８の屈折率よりも
高くした場合の例である。
本発明は１以上の実施例かられかるように、コア層、低
屈折率層、およびクラッド層の境界の熱膨張係数を略等
しくすることにより、熱応力の発生を小さくし、これに
よる中心波長シフトを低減するようにしたものである６
本発明は上記実施例に限定されない、たとえば、５ｌｏ
２中ヘドーブする添加物としては、ｐ２ｏ、とＢ２０．
の組み合せ以外Ｌ：、、ＡＱ２０３とＢ２Ｏ３，ＧｅＯ
２とＢ２Ｏ３，ＴｉＯ２とＰ２Ｏ５，ＴｉＯ２とＰｚｏ
ｓとＢ２０＊ など第１１図に示した添加物の種々の組
み合せが考えられる。なお１本発明は光合分波器以外に
、第５図に示す光分岐結合器、第６図に示す光スターカ
プラ、第７図に示すように方向性結合器の結合部のクラ
ッド上部に電極１６−１．１６−２を設けた構成される
光スィッチ、光変調器などに適用でき、中心波長のずれ
を非常に小さく作れ、また温度変動による中心波長ずれ
も小さく抑えられるので、高性能化（たとえば、波長間
の高アイソレーシヨン化によるクロストークの低減２通
過損失の低減など）が可能となる。さらに境界面での熱
膨張係数の整合がとれているので、ガラス膜作成時にお
けるガラス膜へのクラックの発生、割りなどがなくなる
。また、基板のそりによる結合部の結合長の偏差なども
なくなる。
屈折率層、およびクラッド層の境界の熱膨張係数を略等
しくすることにより、熱応力の発生を小さくし、これに
よる中心波長シフトを低減するようにしたものである６
本発明は上記実施例に限定されない、たとえば、５ｌｏ
２中ヘドーブする添加物としては、ｐ２ｏ、とＢ２０．
の組み合せ以外Ｌ：、、ＡＱ２０３とＢ２Ｏ３，ＧｅＯ
２とＢ２Ｏ３，ＴｉＯ２とＰ２Ｏ５，ＴｉＯ２とＰｚｏ
ｓとＢ２０＊ など第１１図に示した添加物の種々の組
み合せが考えられる。なお１本発明は光合分波器以外に
、第５図に示す光分岐結合器、第６図に示す光スターカ
プラ、第７図に示すように方向性結合器の結合部のクラ
ッド上部に電極１６−１．１６−２を設けた構成される
光スィッチ、光変調器などに適用でき、中心波長のずれ
を非常に小さく作れ、また温度変動による中心波長ずれ
も小さく抑えられるので、高性能化（たとえば、波長間
の高アイソレーシヨン化によるクロストークの低減２通
過損失の低減など）が可能となる。さらに境界面での熱
膨張係数の整合がとれているので、ガラス膜作成時にお
けるガラス膜へのクラックの発生、割りなどがなくなる
。また、基板のそりによる結合部の結合長の偏差なども
なくなる。
次に本発明の導波器型光デバイスの製造方法について実
施例を述べる。第８図に製造方法の工程図を示す、まず
、基板（Ｓｉ０２．またはＳｉ、さらにはＧａＡｓなと
の半導体基板でもよい、）上に、低温ＣＶＤ法（反応温
度３９０℃）により低屈折率層８を堆積した。すなわち
、モノシランガス。
施例を述べる。第８図に製造方法の工程図を示す、まず
、基板（Ｓｉ０２．またはＳｉ、さらにはＧａＡｓなと
の半導体基板でもよい、）上に、低温ＣＶＤ法（反応温
度３９０℃）により低屈折率層８を堆積した。すなわち
、モノシランガス。
ジボランガス、ホスフィンガスを０２およびＮ２ガスと
共に基板上に吹付けて５ｉ０２巾にＢ、Ｏ，とＰ２Ｏ５
を含んだ膜を堆積させた。この場合、ジボランとホスフ
ィンガスは膜の堆積が進行するにしたがって増大するよ
うにガスフローコントローラで各々のガス流量をプログ
ラマブル制御した０次に上記低屈折率層８の上にコア層
６を堆積させた。
共に基板上に吹付けて５ｉ０２巾にＢ、Ｏ，とＰ２Ｏ５
を含んだ膜を堆積させた。この場合、ジボランとホスフ
ィンガスは膜の堆積が進行するにしたがって増大するよ
うにガスフローコントローラで各々のガス流量をプログ
ラマブル制御した０次に上記低屈折率層８の上にコア層
６を堆積させた。
このコア層６の堆積は低屈折率Ｒ８とコア層６の境界に
おいて熱膨張係数が略等しく、かつ屈折率がコア層６の
方が高くなるようにされている。このため、ジボランの
ガスはこの場合には流さず、モノシランとホスフィン＋
０２ｔ Ｎ２ガスを流して膜を堆積させる。膜を堆積
後、約１２００℃の温度で、ｏ２雰囲気に保った状態で
約１時間熱処理を行なった６次に、上記コア層６の上に
Ｗ Ｓ ｉ ｘ膜をスパッタリングにより、約１μｍ堆
積させた（ただし、Ｘ＋０．４）、その後、上記Ｗ Ｓ
ｉ Ｘ膜上にホトレジスト膜を約１．５μｍの厚みに
塗布し、ホトマスクを用いてホトレジスト膜のパターニ
ングを行なった。次に、そのパターニングを行なった試
料をＮＦ３ガスを用いてドライエツチングし、ＷＳｉ）
（膜のパターニングを行なった。その後、Ｃ２Ｆ、とＣ
ＨＦ３の混合ガスを用いてドライエツチングを行ない、
コア層６にパターニングを行ない、たとえば、方向性結
合器のパターン６−１．６−２を形成させた。そしてホ
トレジストとＷ Ｓ ｉ ｘ膜をエツチングによりはく
離した後、火炎加水分解バーナを用いた火炎堆積法によ
りクラッドＭ９となるガラスのスートを堆積させた。
おいて熱膨張係数が略等しく、かつ屈折率がコア層６の
方が高くなるようにされている。このため、ジボランの
ガスはこの場合には流さず、モノシランとホスフィン＋
０２ｔ Ｎ２ガスを流して膜を堆積させる。膜を堆積
後、約１２００℃の温度で、ｏ２雰囲気に保った状態で
約１時間熱処理を行なった６次に、上記コア層６の上に
Ｗ Ｓ ｉ ｘ膜をスパッタリングにより、約１μｍ堆
積させた（ただし、Ｘ＋０．４）、その後、上記Ｗ Ｓ
ｉ Ｘ膜上にホトレジスト膜を約１．５μｍの厚みに
塗布し、ホトマスクを用いてホトレジスト膜のパターニ
ングを行なった。次に、そのパターニングを行なった試
料をＮＦ３ガスを用いてドライエツチングし、ＷＳｉ）
（膜のパターニングを行なった。その後、Ｃ２Ｆ、とＣ
ＨＦ３の混合ガスを用いてドライエツチングを行ない、
コア層６にパターニングを行ない、たとえば、方向性結
合器のパターン６−１．６−２を形成させた。そしてホ
トレジストとＷ Ｓ ｉ ｘ膜をエツチングによりはく
離した後、火炎加水分解バーナを用いた火炎堆積法によ
りクラッドＭ９となるガラスのスートを堆積させた。
このスートの発生は、同心４重管構造の酸水素バーナの
中心管に５ｉＣｊ１４．ＰＯＣｕ３．ＢＢｒ３の蒸気を
Ａｒガスをキャリヤガスとして搬送させて、バーナ火炎
中で火炎加水分解反応を起こさせることにより行なう、
上記スートはＳ ｉ ０２１ Ｐ ２０ ｓ ｐＢ２０
３のガラス媒からなる。ガラススートを堆積後、Ｈｅ雰
囲気下で約１２００℃の温度に１時間保ってガラス化さ
せた。
中心管に５ｉＣｊ１４．ＰＯＣｕ３．ＢＢｒ３の蒸気を
Ａｒガスをキャリヤガスとして搬送させて、バーナ火炎
中で火炎加水分解反応を起こさせることにより行なう、
上記スートはＳ ｉ ０２１ Ｐ ２０ ｓ ｐＢ２０
３のガラス媒からなる。ガラススートを堆積後、Ｈｅ雰
囲気下で約１２００℃の温度に１時間保ってガラス化さ
せた。
本発明の製造方法は上記方法に限定されない。
たとえば、ガラス膜堆積は上記ＣＶＤ法以外に。
スパッタリング、蒸着、火炎堆積法、プラズマＣＶＤ法
などが使える。
などが使える。
なお、本発明では個別の光デバイスの実施例について説
明したが、それぞれ異なった機能を有する光デバイスを
組合せた構成、たとえば、第１ｖ＆の光合分波器と第５
図の光分岐結合器、または第１図の光合分波器と第７図
の光スィッチ、などの組合せの構成、などにも適用でき
ることは言うまでもないことである。また、第９図に示
すとおり、光合分波器、光スィッチ、光分岐結合器など
の本発明の光デバイスと半導体レーザ、受光素子などを
組合せた光モジュールにも適用することができる。第９
図は光合分波器と半導体レーザ１８．受光素子１７を組
合せた光モジュール１９の例であり、光モジュール１９
に入射した波長λ１の光信号は受光素子１７で受光され
る。半導体レーザ１８の光信号（波長λ２）は光合分波
器を通って光モジュールのポート１より外に出ていく、
すなわち、２波長λ１．λ２を用いた双方向伝送モジュ
ールの例である。なお２０は受光素子によって電気信号
に変換された信号を増幅、識別、および受光素子駆動回
路などの電気回路、２１は半導体レーザ能動回路、比較
回路、監視回路などを含んだ送信電気回路である。本発
明では、熱応力によって基板にそりが出たりしないので
、上記のような能動素子を実装しても、能動素子の特性
を劣化させない（たとえば、光軸のずれ、など）特徴が
ある。
明したが、それぞれ異なった機能を有する光デバイスを
組合せた構成、たとえば、第１ｖ＆の光合分波器と第５
図の光分岐結合器、または第１図の光合分波器と第７図
の光スィッチ、などの組合せの構成、などにも適用でき
ることは言うまでもないことである。また、第９図に示
すとおり、光合分波器、光スィッチ、光分岐結合器など
の本発明の光デバイスと半導体レーザ、受光素子などを
組合せた光モジュールにも適用することができる。第９
図は光合分波器と半導体レーザ１８．受光素子１７を組
合せた光モジュール１９の例であり、光モジュール１９
に入射した波長λ１の光信号は受光素子１７で受光され
る。半導体レーザ１８の光信号（波長λ２）は光合分波
器を通って光モジュールのポート１より外に出ていく、
すなわち、２波長λ１．λ２を用いた双方向伝送モジュ
ールの例である。なお２０は受光素子によって電気信号
に変換された信号を増幅、識別、および受光素子駆動回
路などの電気回路、２１は半導体レーザ能動回路、比較
回路、監視回路などを含んだ送信電気回路である。本発
明では、熱応力によって基板にそりが出たりしないので
、上記のような能動素子を実装しても、能動素子の特性
を劣化させない（たとえば、光軸のずれ、など）特徴が
ある。
［発明の効果］
本発明によれば、コア層、クラッド層、および低屈折率
層の境界面での熱膨張係数の整合がとれているので、熱
応力の発生による光分波特性の中心波長ずれ（シフト）
、ガラス膜へのクラックの発生、などがなくなるので、
高性能で高信頼性の光デバイスを実現することができる
。
層の境界面での熱膨張係数の整合がとれているので、熱
応力の発生による光分波特性の中心波長ずれ（シフト）
、ガラス膜へのクラックの発生、などがなくなるので、
高性能で高信頼性の光デバイスを実現することができる
。
第１図〜第４図はそれぞれ本発明の光導波路の厚み方向
断面の熱膨張係数および屈折率分布を示す図、第５図、
第６図および第７図は本発明のぞれぞれ光分岐結合器、
光スターカプラおよび光スィッチに応用した実施例、第
８図は本発明の導波路型光デバイスの製造方法の実施例
、第９図は本発明の光モジュールの実施例、第１０図は
従来の導波路型光合分波器の概略図、第１１図は本発明
の光導波路を実現させるために用いた各種添加物シリカ
の添加濃度と屈折率および熱膨張係数の関係を示した図
である。
断面の熱膨張係数および屈折率分布を示す図、第５図、
第６図および第７図は本発明のぞれぞれ光分岐結合器、
光スターカプラおよび光スィッチに応用した実施例、第
８図は本発明の導波路型光デバイスの製造方法の実施例
、第９図は本発明の光モジュールの実施例、第１０図は
従来の導波路型光合分波器の概略図、第１１図は本発明
の光導波路を実現させるために用いた各種添加物シリカ
の添加濃度と屈折率および熱膨張係数の関係を示した図
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板の上に、低屈折率層（屈折率ｎ＿ｂ）、屈折率
ｎ＿ｃ（ｎ＿ｃ＞ｎ＿ｂ）のコア層、屈折率ｎ＿ｃ＿ｌ
（ｎ＿ｃ＿ｌ＜ｎ＿ｃ）のクラッド層の形成された光導
波路で構成された導波路型光デバイスにおいて、上記低
屈折率層、コア層、およびクラッド層の境界面の熱膨張
係数を略等しくしたことを特徴とする導波路型光デバイ
ス。 ２、特許請求の範囲第１図において、上記低屈折率層内
の厚み方向の熱膨張係数を略連続的に異ならしたことを
特徴とする導波路型光デバイス。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、上記基
板にＳｉＯ＿２ガラスを用いたことを特徴とする導波路
型光デバイス。 ４、特許請求の範囲第１図乃至第３項のいずれかにおい
て、導波路型光デバイスとして、２つの矩形状のコア層
を並列に配置して分布的結合を生じさせるように構成し
た方向性結合器であることを特徴とする導波路型光デバ
イス。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかにおい
て、導波路型光デバイスとして、矩形状のコア層からな
る導波路の一方の側に少なくとも２つ以上の矩形状のコ
ア層の導波路が接続されたことを特徴とする入力が１で
出力がＮ （Ｎ＞２）ポートの１対Ｎ型の導波路型光デバイス。 ６、特許請求の範囲第１項乃至第３図のいずれかにおい
て、導波路型光デバイスとして、矩形状のコア層からな
る導波路の両側に少なくとも２つ以上の矩形状のコア層
の導波路が接続されたことを特徴とするλ、出力がＮポ
ートのＮ対Ｎ型の導波路型光デバイス。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327143A JP2585332B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 導波路型光デバイス |
| US07/284,633 US4871221A (en) | 1987-12-25 | 1988-12-15 | Optical waveguide device |
| CA000586334A CA1308279C (en) | 1987-12-25 | 1988-12-19 | Optical waveguide device |
| DE3888330T DE3888330T2 (de) | 1987-12-25 | 1988-12-21 | Optischer Wellenleiter. |
| EP88121436A EP0322744B1 (en) | 1987-12-25 | 1988-12-21 | Optical waveguide device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327143A JP2585332B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 導波路型光デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169406A true JPH01169406A (ja) | 1989-07-04 |
| JP2585332B2 JP2585332B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=18195795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62327143A Expired - Lifetime JP2585332B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 導波路型光デバイス |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4871221A (ja) |
| EP (1) | EP0322744B1 (ja) |
| JP (1) | JP2585332B2 (ja) |
| CA (1) | CA1308279C (ja) |
| DE (1) | DE3888330T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510178A (ja) * | 2000-08-11 | 2004-04-02 | アルカテル・オプトロニクス・ユー・ケイ・リミテツド | 集積化された光装置 |
| JP2005250482A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Jds Uniphase Corp | 平面光導波路における偏光依存性の低減 |
| US7027702B2 (en) | 2003-02-17 | 2006-04-11 | Tdk Corporation | Optical waveguide |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122553A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-24 | Olympus Optical Co Ltd | 光センサー |
| FR2658307A1 (fr) * | 1990-02-13 | 1991-08-16 | Thomson Csf | Guide d'onde optique integre et procede de realisation. |
| JPH03288102A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-18 | Fujitsu Ltd | 光ビーム形状変換素子 |
| FR2668868B1 (fr) * | 1990-11-05 | 1993-06-18 | Photonetics | Multiplexeur en longueur d'onde. |
| US5144690A (en) * | 1990-12-03 | 1992-09-01 | Corning Incorporated | Optical fiber sensor with localized sensing regions |
| US5483613A (en) * | 1994-08-16 | 1996-01-09 | At&T Corp. | Optical device with substrate and waveguide structure having thermal matching interfaces |
| DE4433738B4 (de) * | 1994-09-21 | 2006-04-06 | Infineon Technologies Ag | Doppelbrechungsarmer planarer optischer Wellenleiter und Verfahren zu seiner Herstellung |
| GB2309096A (en) * | 1996-01-09 | 1997-07-16 | Northern Telecom Ltd | Optical waveguide pair with cladding on buffered substrate |
| US5930439A (en) * | 1997-10-01 | 1999-07-27 | Northern Telecom Limited | Planar optical waveguide |
| US6501895B1 (en) * | 1998-06-29 | 2002-12-31 | International Business Machines Corporation | Optical device with a defined total device stress and method for manufacturing it |
| KR100322126B1 (ko) * | 1999-01-18 | 2002-02-04 | 윤종용 | 광도파로 제작용 기판 및 그 제작방법 |
| GB2346452A (en) | 1999-02-05 | 2000-08-09 | Univ Glasgow | Waveguides |
| GB2355079A (en) | 1999-10-07 | 2001-04-11 | Kymata Ltd | Multi-core waveguide |
| GB2355078A (en) * | 1999-10-07 | 2001-04-11 | Kymata Ltd | Waveguide with composite cladding layer |
| DE10030264A1 (de) * | 2000-06-20 | 2002-01-03 | Deutsche Telekom Ag | Lichtwellenleiter auf Quarzglasbasis und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6836608B2 (en) * | 2000-12-28 | 2004-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Planar optical waveguide, method for manufacturing the same and polymer optical waveguide |
| DE10125060A1 (de) * | 2001-05-22 | 2002-12-12 | Siemens Ag | Verfahren zur Integration optischer Wellenleiter |
| US7043133B2 (en) * | 2001-07-12 | 2006-05-09 | Little Optics, Inc. | Silicon-oxycarbide high index contrast, low-loss optical waveguides and integrated thermo-optic devices |
| US6618537B2 (en) * | 2002-01-14 | 2003-09-09 | Applied Wdm, Inc. | Optical waveguide structures and methods of fabrication |
| JP3911271B2 (ja) * | 2004-01-27 | 2007-05-09 | Ｔｄｋ株式会社 | 光導波路及びその製造方法 |
| JP2008197500A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Nec Corp | 光モジュール |
| US20100284645A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Semiconductor thermooptic phase shifter |
| DE102009057713A1 (de) | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Michael Dumke | Verfahren zum drucktechnischen Erzeugen von optischen Wellenleitern auf flexiblen Substraten |
| US10454607B2 (en) * | 2017-02-23 | 2019-10-22 | Corning Incorporated | Mode division multiplexing systems and methods using a rectangular-core optical fiber |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5598708A (en) * | 1979-01-22 | 1980-07-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | Production of light plane circuit |
| JPS5685710A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Glass waveguide path for fiber optics |
| JPS582806A (ja) * | 1981-06-27 | 1983-01-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光結合器の製法 |
| JPS6129804A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光分岐結合器 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4674827A (en) * | 1982-05-20 | 1987-06-23 | Masayuki Izutsu | Slab-type optical device |
| DE3381598D1 (de) * | 1982-09-30 | 1990-06-28 | Fujitsu Ltd | Optischer bipolarschalter mit spannungssteuerung mittels sich kreuzenden wellenleitern. |
| EP0130223B1 (de) * | 1983-06-25 | 1988-11-02 | ANT Nachrichtentechnik GmbH | Symmetrischer Wellenleiter-Koppler |
| NL8303446A (nl) * | 1983-10-07 | 1985-05-01 | Philips Nv | Component voor een geintegreerd optisch systeem. |
| US4690488A (en) * | 1984-05-03 | 1987-09-01 | Hughes Aircraft Company | Compensation for optical damage of directional-coupler switches |
| US4749245A (en) * | 1985-03-11 | 1988-06-07 | Kuraray Co., Ltd. | Thin film waveguide device and manufacturing method for making same |
| JPS61284704A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 石英系光導波路用ガラス多層膜及びその製造方法 |
| JPS6215875A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| DE3536780A1 (de) * | 1985-10-16 | 1987-04-16 | Schott Glaswerke | Verfahren zur herstellung eines planaren lichtwellenleiters |
| US4709987A (en) * | 1985-12-10 | 1987-12-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Pressure and temperature insensitive glass and optical coatings and fibers therefrom |
| US4773720A (en) * | 1986-06-03 | 1988-09-27 | General Electric Company | Optical waveguide |
| US4755014A (en) * | 1986-06-20 | 1988-07-05 | Northrop Corporation | Refractive optical waveguide interface and lens |
| US4763019A (en) * | 1986-09-09 | 1988-08-09 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Apparatus comprising harmonic generation means |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62327143A patent/JP2585332B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-12-15 US US07/284,633 patent/US4871221A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-19 CA CA000586334A patent/CA1308279C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-21 DE DE3888330T patent/DE3888330T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-21 EP EP88121436A patent/EP0322744B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5598708A (en) * | 1979-01-22 | 1980-07-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | Production of light plane circuit |
| JPS5685710A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Glass waveguide path for fiber optics |
| JPS582806A (ja) * | 1981-06-27 | 1983-01-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光結合器の製法 |
| JPS6129804A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光分岐結合器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510178A (ja) * | 2000-08-11 | 2004-04-02 | アルカテル・オプトロニクス・ユー・ケイ・リミテツド | 集積化された光装置 |
| US7027702B2 (en) | 2003-02-17 | 2006-04-11 | Tdk Corporation | Optical waveguide |
| JP2005250482A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Jds Uniphase Corp | 平面光導波路における偏光依存性の低減 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0322744A2 (en) | 1989-07-05 |
| DE3888330T2 (de) | 1994-06-16 |
| EP0322744A3 (en) | 1990-07-18 |
| DE3888330D1 (de) | 1994-04-14 |
| JP2585332B2 (ja) | 1997-02-26 |
| CA1308279C (en) | 1992-10-06 |
| US4871221A (en) | 1989-10-03 |
| EP0322744B1 (en) | 1994-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH01169406A (ja) | 導波路型光デバイス | |
| KR910006730B1 (ko) | 기판 지지형 광 도파관을 포함하는 장치와 그 제조방법 | |
| JP2894735B2 (ja) | 光回路 | |
| EP0304709B1 (en) | Waveguide type optical device | |
| Hoffmann et al. | Low-loss fiber-matched low-temperature PECVD waveguides with small-core dimensions for optical communication systems | |
| US11125942B2 (en) | Optical waveguide element | |
| KR0163738B1 (ko) | 히터 매립된 평면 도파로형 광스위치의 제조방법 | |
| US20040197065A1 (en) | Optical waveguide | |
| GB2199157A (en) | Process for producing a planar optical waveguide | |
| KR100679229B1 (ko) | 평면형 광도파로 및 그의 제조 방법 | |
| JP2003050327A (ja) | 光導波路装置及びその製造方法 | |
| JP3149088B2 (ja) | 光導波回路 | |
| Shimoda et al. | Low-loss, polarization-independent silicon-oxynitride waveguides for high-density integrated planar lightwave circuits | |
| KR100563489B1 (ko) | 실리카/폴리머 하이브리드 광도파로를 이용한 광소자 | |
| CN219625746U (zh) | 一种偏振无关的波分复用器 | |
| JP4086485B2 (ja) | 偏光無依存方向性結合器及びこれを用いた光回路 | |
| Miyashita et al. | Integrated optical devices based on silica waveguide technologies | |
| JP2007163825A (ja) | 導波路型熱光学回路 | |
| JP3275758B2 (ja) | 導波型光回路 | |
| CN219266574U (zh) | 一种用于光波分复用器的plc型光波导芯片 | |
| US20040240770A1 (en) | Reducing the polarization dependent coupling coefficient in planar waveguide couplers | |
| CN119471907B (zh) | 一种基于二氧化硅光波导的偏振分束器 | |
| Imoto et al. | Silica glass waveguide structure and its application to a multi/demultiplexer | |
| JPS624683B2 (ja) | ||
| JPS63205612A (ja) | 導波路形光分波器 |