JPH0310207A - モード形状変換器及びその製造方法 - Google Patents

モード形状変換器及びその製造方法

Info

Publication number
JPH0310207A
JPH0310207A JP1144988A JP14498889A JPH0310207A JP H0310207 A JPH0310207 A JP H0310207A JP 1144988 A JP1144988 A JP 1144988A JP 14498889 A JP14498889 A JP 14498889A JP H0310207 A JPH0310207 A JP H0310207A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
mode shape
optical device
substrate
shape converter
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.)
Pending
Application number
JP1144988A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuya Sakano
坂野 達也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP1144988A priority Critical patent/JPH0310207A/ja
Publication of JPH0310207A publication Critical patent/JPH0310207A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は光通信及び光情報処理等の分野において光スィ
ッチ及び光変調器等の基板型光デバイスと光ファイバと
の間に配置され、両者を光学的に接続するモード形状変
換器及びその製造方法に関し、機能デバイスの性能を損
なわず、光ファイバとの結合性を向上させたモード形状
変換器及びその製造方法に関する。
[従来の技術] 一般に基板型光デバイスにより構成される光回路の導波
路(光導波路)はSi又はLiN?〕03等の低屈折率
物質からなる基板」−の所定領域に、スパッタリング法
又はCVD法等の方法を使用して、高屈折率物質を被着
して形成されている。
また、Ti又はA1等には前記低屈折率物質からなる基
板中に侵入すると物質の屈折率を高くする作用があり、
前記基板の所定領域にこのTi又はA1等を不純物とし
て拡散導入することにより導波路を形成する方法も使用
されている。
しかし、いずれの方法においても、導波路はその幅方向
に比して厚さ方向の寸法を小さくする必要がある。例え
ば、スパッタリング法又はCVD法により基板上に高屈
折率物質を堆積して導波路を形成しようとすると、この
堆積層を微細加工する必要上、導波路の厚さを厚くする
ことができない。また、不純物を拡散させる拡散型先導
波路では、不純物拡散速度が基板の結晶方向に依存しな
いとすると、必然的に導波路は幅方向に比して厚さ方向
の長さが短くなる。このため、基板型光デ。
バイスの導波路からの出射スポット形状(モード形状)
は扁平な形状となっている。
一方、この基板型光デバイスの導波路と接続される光フ
ァイバの出射スポット形状は円形である。
このため、基板型光デバイスの導波路と光ファイバとを
、例えば、バットジヨイント法により直接接合すると、
両者のモード形状の違いに起因して光信号の結合損失が
発生する。そこで、このモード結合損失を回避するため
に、モード形状変換器が使用されている。
第4図は従来のモード形状変換器を示す斜視図である。
従来のモード形状変換器はファイバ型であり、高屈折率
物質からなるコア11とこのコア11の周面を被覆する
低屈折率物質からなるクラッド層12とにより構成され
ている。そして、コア11の一方の端部の形状は円形で
あり、他方の端部の形状は光回路の導波路の断面と同一
の矩形形状となっている。
このモード形状変換器は、第5図に示すように、前記一
方の端部を光ファイバと連結し、他方の端部を光回路の
導波路と連結して使用する。これにより、光デバイスと
光ファイバとの間の結合損失を低減できる。
[発明が解決しようとする課題] 5 しかしながら、上述した従来のファイバ型モード形状変
換器は基板に形成される光デバイスとは別体をなし、別
の工程で製造する必要がある。また、光デバイスと同一
の基板に製作することができないため、光デバイスと光
ファイバとを結合するためには、光デバイスとモード形
状変換器との間及びモード形状変換器と光ファイバとの
間で光軸を合わせる必要があり、光軸を合わせるための
工程が2回必要であるので、作業が極めて煩雑である。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
光デバイスと同一の基板に同一の工程で製作することが
可能であり、製造工程が簡素化されると共に、光デバイ
スと光ファイバとを結合する際の光軸合わせが1回だけ
でよいモード形状変換器及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本願の第1発明に係るモード形状変換器は、基板型光デ
バイスと光ファイバとを接続するモード=6− 形状変換器において、前記光デバイスが形成されている
基板と同一の基板に形成され、前記光デバイスの形成領
域に向かってその厚さが連続的又は段階的に減少してい
る導波路を有し、この導波路の前記光デバイス側の端部
が前記光デバイスと結合されていることを特徴とする。
本願の第2発明に係るモード形状変換器の製造方法は、
その拡散導入領域の屈折率を高くする不純物を含有する
拡散源層を基板上の所定領域に形成する工程と、この拡
散源層上にその一方の端部に向かってその層厚が連続的
に又は段階的に減少する上部クラッド層を形成する工程
と、前記拡散源層から前記不純物を前記基板及び上部ク
ラッド層に拡散させて導波路を形成する工程とををする
ことを特徴とする。
本願の第3発明に係るモード形状変換器の製造方法は、
基板上に下部クラッド層を形成する工程と、拡散導入領
域の屈折率を高くする不純物を含有する拡散源層を前記
下部クラッド層上の所定領域に形成する工程と、この拡
散源層上にその一方の端部に向かってその層厚が連続的
又は段階的に減少する上部クラッド層を形成する工程と
、前記拡散源層から前記不純物を前記下部クラッド層及
び上部クラッド層に拡散させて導波路を形成する工程と
ををすることを特徴とする。
[作用コ 本発明に係るモード形状変換器は光デバイスと同一の基
板に形成されており、導波路はその厚さが光デバイス形
成領域に向かって連続的又は段階的に減少している。こ
れにより、光デバイスとモード形状変換器との結合部に
おいて、モード形状変換器の導波路の断面は扁平形状と
なり、光回路の導波路の断面形状と実質的に同一にする
ことができる。このため、光デバイスとモード形状変換
器との結合性が高い。
一方、モード形状変換器の導波路における前記光デバイ
スの反対側の端部の厚さが比較的厚いため、その断面形
状は円形又は円形に近い形状である。このため、この端
部に連結される光ファイバとモード形状変換器との間の
結合性も高い。従って、光デバイスと光ファイバとの間
の結合損失を低減できる。
また、本発明においては、モード形状変換器の先導波路
を光デバイスと同一の基板に形成しであるので、軸合わ
せは前記先導波路と光ファイバとの間のみで足り、軸合
わせ作業を簡素化できる。
一方、本発明方法においては、基板又はクラ・yド層に
拡散導入された場合にその拡散導入領域の屈折率を高く
する作用を有する不純物を含有する拡散源層を基板(請
求項2の場合)又はクラ・ソト層(請求項3の場合)上
の所定領域に形成する。
このような不純物としては、T i+ AI及びGe等
の金属並びにこれらの金属酸化物がある。
この不純物の層(拡散源層)上にモード形状変換器形成
領域の一方の端部に向かってその層厚が連続的又は段階
的に減少する上部クラッド層を形成する。その後、前記
不純物を基板又は下部クラッド層及び上部クラッド層中
に拡散させて導波路を形成する。
この場合、不純物は上下方向に拡散して所定の9 厚さの導波路が形成されるが、前記一方の端部の近傍に
おいては、上部クラッド層の層厚が薄いため、不純物は
上部クラッド層の表面まで到達する。
従って、形成された導波路はその厚さが前記一方の端部
に向かって減少しており、この端部における断面は扁平
な形状になる。このため、基板型光デバイスの導波路と
の結合性が優れている。また、導波路の他方の端部にお
ける断面は、導波路の厚さが厚いため、円形又は円形に
近い形状となる。
このため、光ファイバとの結合性も良好である。
なお、光デバイスの導波路を不純物拡散により形成する
場合、本発明方法は、光デバイスと同一の基板に光デバ
イスの製造工程と同一の工程で実施することが可能であ
る。
[実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。
第1図(a)乃至(C)は本発明の第1の実施例方法を
工程順に示す断面図である。
先ず、第1図(a)に示すように、Si基板10 を例えば温度が1100°Cの酸水素火炎中に35時間
保持することにより、SiO2からなる仮クラッド層2
を形成する。この仮クラッド層2の層厚は例えば、約4
μmである。この仮クラッド層2」二にTiをスパッタ
リングした後、ホトリングラフィを使用して所定領域以
外のTiを選択的に除去し、例えば幅が6μm1厚さが
200人の帯状のTi/iW3を形成する。
次に、第1図(b)に示すように、仮クラッド層2及び
Ti層層上上、シャドーマスクスパッタリング法を使用
することにより、基板の一方の端部側が厚くなる。よう
に0乃至1μmの範囲で連続的に層厚を変化させてSi
O2からなる上部クラッド層4を形成する。
次いで、第1図(C)に示すように、酸水素火炎中で7
時間保持してTi層3がら仮クラッド層2及び上部クラ
ッド層4にTiを拡散させて導波路5を形成する。
第2図は実際に上述の方法により形成したモード形状変
換器を示す斜視図である。このようにして形成したモー
ド形状変換器の導波路5の一方の端部におけるモード形
状は、幅が7μm1深さが4μmであり、他方の端部に
おけるモード形状は幅が7μm1深さが2.5μmであ
った。
次に、本発明の第2の実施例方法について説明する。
先ず、LiNbO3基板上にスパッタリング法を使用し
て金属Tiを600人の厚さに堆積する。
そして、リフトオフ法により帯状の領域にのみTi層を
残存させる。
次に、基板上及びTi層上にシャドーマスクスパッタリ
ング法を使用してL i N b O3を0乃至1μm
の範囲で連続的に層厚を変化させて堆積し、上部クラッ
ド層を形成する。
次いで、温度カ月050°Cの不活性ガス中で6時間保
持してTiをL i N b 03基板及び上部クラッ
ド層中に′熱拡散させて導波路を形成する。この第2の
実施例方法も第1の実施例と同様の効果を奏する。
実際に上述の方法で形成したモード形状変換器の導波路
のモード形状は、その一方の端部において幅が9μm1
深さが7μmであり、他方の端部において幅が9μm1
深さが5.6μmの楕円状であった。
また、同様の条件で第3図に示すようにモード形状変換
器の導波路の延長上に方向性結合器光スィッチ(光回路
)を同時に形成したところ、光スィッチのスイッチ性能
は従来と変わらず、光ファイバとの結合損失が2.0d
B改善された光スィッチが得られた。
[発明の効果] 以上説明したように本発明に係るモード形状変換器は、
光デバイスと同一の基板に形成されており、光デバイス
側の端部に向かって導波路の厚さが減少しているから、
モード形状変換器と光回路との結合部における光回路の
導波路の断面形状とモード形状変換器の導波路の断面形
状とを実質的に同一にすることができる。このため、光
デバイスとの結合性が向上する。また、モード形状変換
器の他端部における導波路の厚さを厚くすること13− ができるため、この他端部における導波路断面形状を円
形又は円形に近い形状とすることができる。
このため、光ファイバとの結合性も向上する。これによ
り、光デバイスと光ファイバとの間の結合損失が少ない
と共に、1回の軸合わせて光ファイバと光デバイスとを
結合できる。
また、本発明方法によれば、拡散源層上にその一方の端
部に向かってその厚さが連続的又は段階的に減少する上
部クラッド層を形成し、この上部クラッド層に拡散源層
から不純物を拡散させて導波路を形成するから、上述の
モード形状変換器を光回路の機能デバイスと同一の工程
で容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)乃至(c)は本発明の第1の実施例方法を
工程順に示す断面図、第2図は同じくその完成したモー
ド形状変換器を示す斜視図、第3図は本発明の第2の実
施例方法により完成したモード形状変換器により光ファ
イバと光回路とを結合した状態を示す模式的側面図、第
4図は従来の4− モード形状変換器を示す斜視図、第5図は従来のモード
形状変換器により光ファイバと光回路とを結合した状態
を示す模式的側面図である。 1;基板、2;仮クラッド層、3;Ti層、4;上部ク
ラッド層、5;導波路、11:コア、12;クラッド層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板型光デバイスと光ファイバとを接続するモー
    ド形状変換器において、前記光デバイスが形成されてい
    る基板と同一の基板に形成され、前記光デバイスの形成
    領域に向かってその厚さが連続的又は段階的に減少して
    いる導波路を有し、この導波路の前記光デバイス側の端
    部が前記光デバイスと結合されていることを特徴とする
    モード形状変換器。
  2. (2)その拡散導入領域の屈折率を高くする不純物を含
    有する拡散源層を基板上の所定領域に形成する工程と、
    この拡散源層上にその一方の端部に向かってその層厚が
    連続的に又は段階的に減少する上部クラッド層を形成す
    る工程と、前記拡散源層から前記不純物を前記基板及び
    上部クラッド層に拡散させて導波路を形成する工程とを
    有することを特徴とするモード形状変換器の製造方法。
  3. (3)基板上に下部クラッド層を形成する工程と、拡散
    導入領域の屈折率を高くする不純物を含有する拡散源層
    を前記下部クラッド層上の所定領域に形成する工程と、
    この拡散源層上にその一方の端部に向かってその層厚が
    連続的又は段階的に減少する上部クラッド層を形成する
    工程と、前記拡散源層から前記不純物を前記下部クラッ
    ド層及び上部クラッド層に拡散させて導波路を形成する
    工程とを有することを特徴とするモード形状変換器の製
    造方法。
  4. (4)前記拡散源層はTi、Al及びGeからなる群か
    ら選択された金属又はその酸化物であることを特徴とす
    る請求項2又は3に記載のモード形状変換器の製造方法
  5. (5)前記上部クラッド層はLiNbO_3、LiTa
    O_3、Al_2O_3及びSiO_2からなる群から
    選択された透明誘電体であることを特徴とする請求項2
    乃至4のいずれか1項に記載のモード形状変換器の製造
    方法。
  6. (6)前記基板はSiからなり、前記下部クラッド層は
    この基板を熱酸化させて形成することを特徴とする請求
    項3乃至5のいずれか1項に記載のモード形状変換器の
    製造方法。(7)前記導波路はLiNbO_3中にTi
    を拡散させて形成されたことを特徴とする請求項1に記
    載のモード形状変換器。
JP1144988A 1989-06-07 1989-06-07 モード形状変換器及びその製造方法 Pending JPH0310207A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1144988A JPH0310207A (ja) 1989-06-07 1989-06-07 モード形状変換器及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1144988A JPH0310207A (ja) 1989-06-07 1989-06-07 モード形状変換器及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0310207A true JPH0310207A (ja) 1991-01-17

Family

ID=15374866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1144988A Pending JPH0310207A (ja) 1989-06-07 1989-06-07 モード形状変換器及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0310207A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06214137A (ja) * 1993-01-20 1994-08-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光導波路アレイと光ファイバアレイの接続構造
JP2002328244A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光部品
FR2854469A1 (fr) * 2003-04-01 2004-11-05 Cit Alcatel Procede de fabrication d'un dispositif optique semi-conducteur comportant une region munie d'une couche active a epaisseur variable
JP2006284961A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06214137A (ja) * 1993-01-20 1994-08-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光導波路アレイと光ファイバアレイの接続構造
JP2002328244A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光部品
FR2854469A1 (fr) * 2003-04-01 2004-11-05 Cit Alcatel Procede de fabrication d'un dispositif optique semi-conducteur comportant une region munie d'une couche active a epaisseur variable
JP2006284961A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7177490B2 (en) Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide
JP2894735B2 (ja) 光回路
AU666257B2 (en) Optical waveguide device
CN112596161A (zh) 一种多层结构的模斑转换器及其实现方法
CN112711093B (zh) 一种偏振分束器结构及偏振分束方法
US20030228088A1 (en) All optical switch fabricated by a thin film process
JPH0310207A (ja) モード形状変換器及びその製造方法
US20020168166A1 (en) Silica-based optical waveguide circuit and fabrication method thereof
JP2804363B2 (ja) 光方向性結合器
US6920266B2 (en) Integrated optical directional coupler
JP2625289B2 (ja) 導波型光分岐素子
JPS6396626A (ja) 導波型光制御素子
JPH0310206A (ja) LiNbO↓3光導波路およびその製造方法
JP3196797B2 (ja) 積層型石英系光導波路の製造方法
JPH03245107A (ja) 分岐・合波光導波回路
JP2597358B2 (ja) Y分岐導波路
JPH05307124A (ja) 光結合回路
JPH01201628A (ja) 光スイッチ
JPS602905A (ja) 拡散形ガラス導波路の製造方法
JPS63223606A (ja) 光導波路の形成方法
JP2812320B2 (ja) 集積化光回路とその製造方法
JPH03287206A (ja) 交差型光導波路
US20030169970A1 (en) Photonic signal transmitting device
CN116466529A (zh) 基于硅和铌酸锂复合薄膜的光交叉波分复用器及方法
JPH03256027A (ja) 光スイッチ