JPH02113209A - Ｙ分岐導波路の製造方法 - Google Patents
Ｙ分岐導波路の製造方法Info
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- JPH02113209A JPH02113209A JP63267610A JP26761088A JPH02113209A JP H02113209 A JPH02113209 A JP H02113209A JP 63267610 A JP63267610 A JP 63267610A JP 26761088 A JP26761088 A JP 26761088A JP H02113209 A JPH02113209 A JP H02113209A
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- 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
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- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
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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。
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４イオン交換による光導波路の製造方法に関し
、特にＹ分岐を有する導波回路で、分岐部での損失を低
減化する技術に関する。
、特にＹ分岐を有する導波回路で、分岐部での損失を低
減化する技術に関する。
［従来の技術］
ガラス基板中に先導波路を形成する方法として、ガラス
基板表面を、所定の回路パターンの開口を設けたイオン
透過防止マスク材で被覆し、基板ガラスの屈折率増大に
寄与する７１、Ｃｓ、Ｌｉ等の一価陽イオンを含む溶融
塩中に上記ガラス基板を浸漬し、溶融塩中の上記イオン
とガラス中のアルカリイオンとの交換により、前記イオ
ンをマスク材の開口部を通してガラス基板内に拡散させ
、イオンの濃度分布に基づく屈折率分布をもった導波路
をガラス基板中に形成する方法、いわゆるイオン交換法
が知られている。
基板表面を、所定の回路パターンの開口を設けたイオン
透過防止マスク材で被覆し、基板ガラスの屈折率増大に
寄与する７１、Ｃｓ、Ｌｉ等の一価陽イオンを含む溶融
塩中に上記ガラス基板を浸漬し、溶融塩中の上記イオン
とガラス中のアルカリイオンとの交換により、前記イオ
ンをマスク材の開口部を通してガラス基板内に拡散させ
、イオンの濃度分布に基づく屈折率分布をもった導波路
をガラス基板中に形成する方法、いわゆるイオン交換法
が知られている。
上記イオン交換法を用いて導波路を作製する場合、従来
は、直線導波路であるか分岐導波路であるかにかかわり
なく、全く同一の条件でイオン交換法が適用されており
、イオン透過防止マスク材の開口幅も、直線路部分と分
岐部分とで同一寸法としている。
は、直線導波路であるか分岐導波路であるかにかかわり
なく、全く同一の条件でイオン交換法が適用されており
、イオン透過防止マスク材の開口幅も、直線路部分と分
岐部分とで同一寸法としている。
［発明が解決しようとする問題点］
上記方法は、マルチモード導波路の場合であれば、特に
不都合は生せずＹ分岐導波路が得られていたが、単一モ
ード導波路の場合には以下のような問題が生じていた。
不都合は生せずＹ分岐導波路が得られていたが、単一モ
ード導波路の場合には以下のような問題が生じていた。
すなわち、一般にＹ分岐の２本の導波路のある部分（以
下「分岐部」とよぶ）では、空間的に２本の開口がある
ため、イオン交換の境界条件が直線導波路部分と異なっ
てしまい、マスク形状に比例したような導波路形状にな
らない。
下「分岐部」とよぶ）では、空間的に２本の開口がある
ため、イオン交換の境界条件が直線導波路部分と異なっ
てしまい、マスク形状に比例したような導波路形状にな
らない。
この影響は、特に寸法が小さく屈折率差の小さい単一モ
ード導波路の場合に顕著である。
ード導波路の場合に顕著である。
望ましくない効果としては、導波路の位置がマスク開口
直下からずれて２本の導波路の内側寄りに移動すること
と、導波路の深さ方向の寸法が大きくなり、同時に屈折
率差が大きめになることである。
直下からずれて２本の導波路の内側寄りに移動すること
と、導波路の深さ方向の寸法が大きくなり、同時に屈折
率差が大きめになることである。
この現象の詳細については、本発明者らが昭和６２年の
電子情報通信学会半導体・材料部門全国大会で報告した
論文（論文番号３６９）を参照されたい。
電子情報通信学会半導体・材料部門全国大会で報告した
論文（論文番号３６９）を参照されたい。
これは、イオン交換導波路作製法の固肴の問題である。
上記現象によって導波路がマルチモード化したり、一つ
の偏平な導波路になったりすることで、Ｙ分岐の過剰損
失が増えるという問題があった。
の偏平な導波路になったりすることで、Ｙ分岐の過剰損
失が増えるという問題があった。
ｃ問題点を解決するための手段］
本発明者らは、２本の導波路用開口が近接している場合
、イオン交換がその部分だけ進み易いことを、実験及び
シミュレーションで明らかにした。
、イオン交換がその部分だけ進み易いことを、実験及び
シミュレーションで明らかにした。
そしてこの問題点を解決するには、分岐部でのイオン交
換を、直線導波路部に比べ選択的に緩かにすればよいこ
とがわかった。
換を、直線導波路部に比べ選択的に緩かにすればよいこ
とがわかった。
具体的には、分岐部のマスク開口部にイオン透過を不完
全に阻止する物質を形成したり、分岐部のマスク開口を
狭くすればよい。
全に阻止する物質を形成したり、分岐部のマスク開口を
狭くすればよい。
［作 用コ
上記方法によれば、導波路同士が近接している分岐部で
、相対的にイオン交換の進行が遅くなるため、前述した
分岐部における異常なイオン拡散現象が抑制されて、直
線路部分とほとんど変らない一定した形状、特性をもつ
分岐導波路が得られる。
、相対的にイオン交換の進行が遅くなるため、前述した
分岐部における異常なイオン拡散現象が抑制されて、直
線路部分とほとんど変らない一定した形状、特性をもつ
分岐導波路が得られる。
これにより、分岐部における損失を従来よりも低減する
ことができる。
ことができる。
［実施例］
以下本発明を図面に示した実施例に基づき詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の第一実施例で使用したイオン交換制
御マスクを示す斜視図、第２図は第１図中の■−■線に
沿う断面図である。・ガラス基板１は、イオン交換に通
したＮａおよびにイオンを含有した光学縁ガラスである
。
御マスクを示す斜視図、第２図は第１図中の■−■線に
沿う断面図である。・ガラス基板１は、イオン交換に通
したＮａおよびにイオンを含有した光学縁ガラスである
。
第１のマスク膜２は、スパッタ法で成膜された厚み約１
μｍのＴｉ膜であり、フォトリソグラフィーとエツチン
グにより、直線路開口２ａ、分岐路開口２ｂ、２ｃがそ
れぞれ作られ、分岐路開口２ａ、２ｂに挾まれて分離領
域２ｄがある。
μｍのＴｉ膜であり、フォトリソグラフィーとエツチン
グにより、直線路開口２ａ、分岐路開口２ｂ、２ｃがそ
れぞれ作られ、分岐路開口２ａ、２ｂに挾まれて分離領
域２ｄがある。
そして、導波路が単一路から２本に分岐した後、一定間
隔以上離間するまでの区間にわたる分岐部１０には、第
１マスク膜２の開口部を覆うようにして第２のマスク膜
３が設けである。
隔以上離間するまでの区間にわたる分岐部１０には、第
１マスク膜２の開口部を覆うようにして第２のマスク膜
３が設けである。
−例として、直線路開口２ａの終端付近から、両分岐路
開口２ｂ、２ｃが１００ＩＪＩ１１離れるまでの区間に
わたり第２マスク膜３を設ける。
開口２ｂ、２ｃが１００ＩＪＩ１１離れるまでの区間に
わたり第２マスク膜３を設ける。
この第２マスク膜３として、後のイオン交換処理の過程
で、イオン透過をある程度許すが制限する機能をもつ材
質を用いる。
で、イオン透過をある程度許すが制限する機能をもつ材
質を用いる。
第３図（イ）ないしく二）に、両マスク膜２．３の作成
手順の一例を断面視で示す。
手順の一例を断面視で示す。
まず、第１マスク膜２のバターニングが終了した後、フ
ォトレジスト５を塗布しフォトリソグラフィーで、第２
マスク膜３を設けるべき領域を開口とする。
ォトレジスト５を塗布しフォトリソグラフィーで、第２
マスク膜３を設けるべき領域を開口とする。
次に、上記開口を覆うようにして、スパッタ法で厚み５
００オングストローム以下のＳｉ０ｇ膜から成る第２マ
スク膜３を形成する。
００オングストローム以下のＳｉ０ｇ膜から成る第２マ
スク膜３を形成する。
このようにして形成された５ｉ（ｈｉ３は、膜厚が薄い
ため連続な均一膜ではなく、微視的に島状の構造となっ
ており、部分的にイオン交換のイオンが透過できる。最
後に、リフトオフ法で５ｉＯｚ膜を第２マスクＰａ３の
領域のみ残して除去する。
ため連続な均一膜ではなく、微視的に島状の構造となっ
ており、部分的にイオン交換のイオンが透過できる。最
後に、リフトオフ法で５ｉＯｚ膜を第２マスクＰａ３の
領域のみ残して除去する。
以上のようにして２種のマスク膜２．３が設けられたガ
ラス基板１を、従来と同様に溶融塩中に浸漬してイオン
交換処理を行なう。
ラス基板１を、従来と同様に溶融塩中に浸漬してイオン
交換処理を行なう。
このイオン交換処理の過程で、ガラス基板面が露出して
いる導波路部分に比較して、第２マスク膜３で覆われて
いる分岐部ではイオン交換の進行が遅く、このため前述
したような分岐部固有の異常なイオン拡散が抑制されて
、直線路部分とほとんど変らない一定した分岐導波路が
得られる。
いる導波路部分に比較して、第２マスク膜３で覆われて
いる分岐部ではイオン交換の進行が遅く、このため前述
したような分岐部固有の異常なイオン拡散が抑制されて
、直線路部分とほとんど変らない一定した分岐導波路が
得られる。
上記第１段のイオン交換の後、ガラスの低屈折率化に寄
与する一価陽イオンを含む溶融塩と接触させる第２段イ
オン交換処理を行ない、導波路を基板中に埋め込む。
与する一価陽イオンを含む溶融塩と接触させる第２段イ
オン交換処理を行ない、導波路を基板中に埋め込む。
なお、マスク膜形成以降のイオン交換処理の工程は従来
と同じであってよく、本発明方法と直接関係しないため
、詳細な説明は省略する。２段熱イオン交換法を用いた
単一モード導波路の製作に関しては、例えば、本発明者
が、１９８８年３月米国サンタフェで開催されたＩ Ｇ
ＷＯ学会（国際導波光学会議）で報告した論文（論文番
号ＭＣ２）中に詳しく述べられている。第４図に本発明
の第２の実施例を示す。
と同じであってよく、本発明方法と直接関係しないため
、詳細な説明は省略する。２段熱イオン交換法を用いた
単一モード導波路の製作に関しては、例えば、本発明者
が、１９８８年３月米国サンタフェで開催されたＩ Ｇ
ＷＯ学会（国際導波光学会議）で報告した論文（論文番
号ＭＣ２）中に詳しく述べられている。第４図に本発明
の第２の実施例を示す。
本例は、第１実施例における第２マスク膜３の代りに、
第１マスク膜２の分岐部の開口形状を細くしたものであ
る。
第１マスク膜２の分岐部の開口形状を細くしたものであ
る。
ここで、直線路開口の幅は２μ戴、分岐路を開口２ｂ１
２Ｃの成す角度は１．０度である。
２Ｃの成す角度は１．０度である。
第５図は、第４図中の分岐部開口の形状を拡大して示し
、分岐部は、分岐遠端では第１実施例と全く同一である
が、分岐近端では分岐の開始位置で直線導波路の軸上よ
り±０．４μ涌離れた点より、分岐導波路の中心間距離
が２５μｍであるような開口の内側境界上の点を結んだ
線をマスク開口としている。
、分岐部は、分岐遠端では第１実施例と全く同一である
が、分岐近端では分岐の開始位置で直線導波路の軸上よ
り±０．４μ涌離れた点より、分岐導波路の中心間距離
が２５μｍであるような開口の内側境界上の点を結んだ
線をマスク開口としている。
以上に説明した第１実施例、第２実施例の方法を用いて
ガラス基板中にＹ分岐導波路をそれぞれ作製し、特性を
測定した。
ガラス基板中にＹ分岐導波路をそれぞれ作製し、特性を
測定した。
その結果、導波路の伝搬損失は０．２６Ｂ／ｃｍであり
、分岐比は１２本の導波路の平均で５０％±２％に収ま
っていた。
、分岐比は１２本の導波路の平均で５０％±２％に収ま
っていた。
また、入力する直線偏光の方位角を０°から９０”まで
変えた時の分岐比変動は、最悪でも±１．５％以下であ
った。さらに、入力す、る光の波長を１．２μ清から１
．６μ…まで変えた場合のＴＥ、 ＴＭモード間の分岐
比の差は僅かに±１．８％以下であった。
変えた時の分岐比変動は、最悪でも±１．５％以下であ
った。さらに、入力す、る光の波長を１．２μ清から１
．６μ…まで変えた場合のＴＥ、 ＴＭモード間の分岐
比の差は僅かに±１．８％以下であった。
またＹ分岐の過剰損失（Ｙ分岐だけによる損失）は０．
１ｄＢと小さく、従来方法によるものと比べ、０．３ｄ
Ｂ以上少ないことが確認された。
１ｄＢと小さく、従来方法によるものと比べ、０．３ｄ
Ｂ以上少ないことが確認された。
さらに、分岐部の導波路断面形状は、従来方法に比べ小
さくなり、また屈折率差は直線導波路部とほぼ同一であ
ることがわかった。
さくなり、また屈折率差は直線導波路部とほぼ同一であ
ることがわかった。
以上本発明を実施例に基づいて説明したが、実施例以外
に種々変更が可能であることは言うまでもない。
に種々変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、第１実施例における第２マスク膜３は、スパッ
タ付着によるＳｉｎｇ膜以外に、他の製法、他の物質が
使い得る。
タ付着によるＳｉｎｇ膜以外に、他の製法、他の物質が
使い得る。
一般には、第２マスク膜３として、部分的にイオンを透
過させるものかあるいは、イオン交換の途中で消失等に
よりイオン交換抑制機能を解除するものであることが望
ましい。
過させるものかあるいは、イオン交換の途中で消失等に
よりイオン交換抑制機能を解除するものであることが望
ましい。
［発明の効果］
本発明方法によれば、Ｙ分岐部における損失の少ない光
導波回路をイオン交換法で簡単に作製することができる
。
導波回路をイオン交換法で簡単に作製することができる
。
第１図は本発明で使用するマスク材の第１実施例を示す
斜視図、第２図は第１図中のｎ−ｎ線に沿う横断面図、
第３図（イ）ないしく二）は第１実施例のマスク材を作
製する工程の例を示す断面図、第４図は本発明で使用す
るマスク材の第２実施例を示す斜視図、第５図は第４図
の要部を拡大して示す平面図である。 １・・・ガラス基板、２・・・第１マスク膜、２ａ・・
・直線路開口、２ｂ、２ｃ・・・分岐路開口、２ｄ・・
・分離領域、３・・・第２マスク膜、５・・・フォトレ
ジスト、１０・・・分岐部、４１．４２・・・導波路。 第 図 第 図 第 図
斜視図、第２図は第１図中のｎ−ｎ線に沿う横断面図、
第３図（イ）ないしく二）は第１実施例のマスク材を作
製する工程の例を示す断面図、第４図は本発明で使用す
るマスク材の第２実施例を示す斜視図、第５図は第４図
の要部を拡大して示す平面図である。 １・・・ガラス基板、２・・・第１マスク膜、２ａ・・
・直線路開口、２ｂ、２ｃ・・・分岐路開口、２ｄ・・
・分離領域、３・・・第２マスク膜、５・・・フォトレ
ジスト、１０・・・分岐部、４１．４２・・・導波路。 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- ガラス基板表面を、分岐部を含む所定の回路パターンの
開口を設けたイオン透過防止マスク材で被覆し、一価陽
イオンを含む溶融塩中に浸漬して、該塩中のイオンとガ
ラス基板中のイオンとの交換により前記基板内に導波路
を形成する方法において、前記回路中の、導波路同士が
近接している分岐部で、該領域におけるイオン交換の進
行を他の領域よりも実質的に遅らせる如く前記マスク材
を形成することを特徴とするＹ分岐導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267610A JPH02113209A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Ｙ分岐導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267610A JPH02113209A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Ｙ分岐導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02113209A true JPH02113209A (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=17447108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63267610A Pending JPH02113209A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Ｙ分岐導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02113209A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995013553A1 (fr) * | 1993-11-12 | 1995-05-18 | Schneider Electric S.A. | Fabrication d'un guide d'ondes enterre a plusieurs profondeurs d'enterrement |
| US6304706B1 (en) | 1998-09-03 | 2001-10-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit |
| JP2002228865A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Fdk Corp | イオン交換方法及びそれによる光導波路デバイスの製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340106A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光導波回路の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-24 JP JP63267610A patent/JPH02113209A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340106A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光導波回路の製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995013553A1 (fr) * | 1993-11-12 | 1995-05-18 | Schneider Electric S.A. | Fabrication d'un guide d'ondes enterre a plusieurs profondeurs d'enterrement |
| FR2712396A1 (fr) * | 1993-11-12 | 1995-05-19 | Merlin Gerin | Procédé de fabrication d'un dispositif d'optique intégrée et dispositif ainsi fabriqué. |
| US6304706B1 (en) | 1998-09-03 | 2001-10-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit |
| JP2002228865A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Fdk Corp | イオン交換方法及びそれによる光導波路デバイスの製造方法 |
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