JPH03103804A - 導波路分波モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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】 目　　　　次 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作　　　用 実施例 発明の効果 射された光が受光面に結合するように前記導波路基板上
に受光素子を設けて構或する。

概　　　要 導波路型合分波モジュールにおける導波路と受光素子の
光結合構造に関し、 クロストークを改善した導波路と受光素子の光結合構造
を安価に提供することを目的とし、導波路基板上にその
一端が光ファイバに光結合し他端が発光素子又は受光素
子に光結合する主導波路を設けるとともに、その所定長
さ部分が前記主導波路又は他の副導波路に近接するよう
に少なくとも一つの副導波路を前記導波路基板上に設け
、該副導波路の一端に発光素子又は受光素子を光結合す
るようにした、導波路型合分波モジュールにおける導波
路と受光素子の光結合構造において、受光素子搭載部分
近傍に波長選択性の透過特性を有する誘電体多層膜を蒸
着した後、該蒸着部分の主又は副導波路を切断面の導波
路端面で全反射が生じる角度で斜めに切断し、該導波路
端面で全反産業上の利用分野 本発明は導波路型合分波モジュールにおける導波路と受
光素子の光結合構造に関する。

導波路基板上に主導波路及びこの主導波路に所定長さ部
分が近接する副導波路を形成し、主導波路の一端を光フ
ァイバに結合し他端を発光素子又は受光素子に結合する
とともに、副導波路の一端を発光素子又は受光素子に結
合するようにした導波路型合分波モジュールは、従来の
一般的なバルク型の合分波モジュールに比較して、小型
化が容易であるため今後の発展が期待される。近年、光
ファイバ通信は普及期を迎え、幹線系のみならず加入者
系にも浸透しつつある。加入者系においては、通常の電
話サービスの他、データサービス、映像情報サービス（
例えばＣＡＴＶ等）等、多岐にわたるサービスの提供が
要求されるため、加入者系において波長多重光通信を行
う上でのキーデ５− ６− バイスである導波路型合分波モジュールの性能の改善が
要望されており、特にクロストーク（漏話）の改善され
た導波路と受光素子の光結合構造が要望されている。

をカットされたあと受光素子の受光面に光結合するため
、クロストークの影響をあまり受けない導波路と受光素
子の光結合構造を提供することができる。

従来の技術 従来の導波路型合分波モジュールにおける導波路と受光
素子の光結合構造は次のように構或されていた。即ち、
まず、受光面と同一平面上に電極の形成されたアバラン
シエフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード等の受
光素子に、電極部分にマスクを付けてから受光面に所定
の誘電体多層膜を蒸着後、マスクを除去する。そして、
受光素子搭載部分の導波路を切断面で全反射が生じるよ
うな角度で斜めに切断をし、この導波路の切断部分に誘
電体多層膜の形成された受光面を下向きにして受光素子
を搭載していた。

このような従来の導波路と受光素子の光結合構造による
と、導波路を伝搬してきた信号光は切断面で全反射をし
て誘電体多層膜で不要な波長或分発明が解決しようとす
る課題 受光素子の受光面に誘電体多層膜を直接蒸着すると、電
極部分にも誘電体多層膜が蒸着され、電極部分が絶縁さ
れてしまうため、従来は上述したように、電極部分にマ
スクを付けて受光面に所定の誘電体多層膜を蒸着後、マ
スクを除去するようにしていた。このため受光素子のハ
ンドリング、マスク合わせ等に工数を要し、コスト高に
なるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、クロストークを改善した導波路
型合分波モジュールにおける導波路と受光素子の光結合
構造を安価に提供することである。

課題を解決するための手段 導波路型合分波モジュールにおける導波路と受光素子の
光結合構造において、受光素子搭載部分近傍に波長選択
性の透過特性を有する誘電体多層膜を蒸着した後、この
蒸着部分の導波路を切断面の導波路端面で全反射が生じ
る角度で斜めに切断する。そして、この導波路端面で全
反射された光が受光面に結合するように導波路基板上に
受光素子を設けて構戒する。

前記の構戊に代えて、受光素子搭載部分の導波路を斜め
に切断し、この切断面に波長選択性の反射特性を有する
誘電体多層膜を蒸着した後、この誘電体多層膜で反射さ
れた光を受光面に結合するように導波路基板上に受光素
子を設けるようにしても良い。

また、複数の導波路を受光素子搭載部分で異なる角度で
斜めに切断し、各々の切断面に誘電体多層膜を同時に蒸
着した後、各々の誘電体多層膜で反射された光を受光面
に結合するように各受光素子を設けることにより、傾斜
角に応じて誘電体多層膜の膜厚を変化させ、膜厚に応じ
て誘電体多層膜の反射特性が変化するため、各受光素子
でクロストークのない異なる波長の光を積極的に受光さ
せるようにすることができる。

複数の導波路の受光部分において、一方は誘電体多層膜
の透過特性を利用し、他方は同時に蒸着した誘電体多層
膜の反射特性を利用して、複数の受光素子によりクロス
トークのない波長の異なる光を積極的に受光させるよう
にしても良い。

作　　　用 上述した第１の構或によると、斜めに切断された導波路
端面で全反射された光は導波路上に蒸着された誘電体多
層膜により不要な波長の光が除か７れ、特定の波長の信
号光のみを受光素子に光結合することができる。また、
第２の構戒によると、斜めに切断された導波路端面に蒸
着された誘電体多層膜により、不要な波長の光を透過し
有用な波長の信号光のみを反射させて受光素子に光結合
することができる。

９ 一１０ また、上述した第３の構或によると、膜厚を変化させる
ことにより波長選択性の反射特性を変化させて、各受光
素子によりクロストークのない異なる波長の信号光を受
光させるようにすることができる。さらに、第４の構或
によれば、一方は誘電体多層膜の透過特性を利用し、他
方はこの透過特性と概略正反対の反射特性を利用するこ
とにより、複数の受光素子によりクロストークのない波
長の異なる信号光を受光することができる。この第３及
び第４の構或によると、誘電体多層膜を一括蒸着してい
るため、製造が容易で且つ低コストであるというメリッ
トがある。

実　　施　　例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第３図は本発明を適用するのに適した導波路型合分波モ
ジュールの概略構或図である。導波路基板２上には主導
波路４及び副導波路６，８が形成されている。副導波路
６は主導波路４に所定長さが近接するように設けられて
おり、一方、副導波路８は他の副導波路６に所定長さが
近接するように設けられている。主導波路４の一端には
信号光伝送用の光ファイバ１０が光結合しており、他端
には発光素子１２が光結合している。一方、副導波路６
，８の端部には受光素子１４，，１４２がそれぞれ光結
合している。主導波路４と副導波路６の近接部分５では
波長λ１及びλ２の光が完全結合するように導波路パラ
メータが設定されており、副導波路６と副導波路８の近
接部分７では、波長λ２の光が完全結合するように導波
路パラメータが設定されている。

然して、光ファイバＩＯを伝送されてきた波長λ１及び
λ２を含む信号光は主導波路４に光結合し、近接部分５
で波長λ１及びλ２の信号光が副導波路６に取り出され
、さらに近接部分７で波長λ２の信号光が副導波路８に
取り出されるため、副導波路６に接続された受光素子１
４，　　には波長λ１の信号光が受光され、副導波路８
に接続された受光素子１４２には波長λ２の信号光が受
光される。

次に第１図を参照して、本発明の第１実施例に係る導波
路と受光素子の光結合構造について説明する。Ｓｌから
なる導波路基板２上に導波路６が形威されている。導波
路６はＴｉ○２＋Ｓ１０２から形成された導波層１８を
Ｓ１０２から形成されたクラッド層１６．２０でサンド
イッチして構或されている。導波路６の受光素子搭載部
分に、波長選択性の透過特性を有する誘電体多層膜２２
を蒸着により形威した後、導波路６の端面２３が概略４
５゜となるように導波路６をグイシングソーにより切断
する。次いで、導波路端面２３で全反射された光が受光
面に結合するように受光素子１４を誘電体多層膜２２上
に搭載固定する。

誘電体多層膜２２は第２図の透過特性図に示すように、
波長λ１の光のみを透過させる性質を有しているため、
波長λ１の信号光と波長λ２のクロストーク威分を含む
光は導波路端面２３で全反射され誘電体多層膜２２に入
射するが、この誘電体多層膜２２では波長λ２のクロス
トーク或分が完全に阻止され、波長λ１　の信号光のみ
が透過して受光素子１４の受光面に結合する。このため
、受光素子１４ではクロストークのない波長λ１の信号
光のみを受光することができる。本実施例では、波長選
択性の透過特性を有する誘電体多層膜２２を導波路６上
に直接形成しているため、従来のように電極部分にマス
クをして受光素子の受光面に誘電体多層膜を蒸着する必
要がなく、クロストークのない導波路と受光素子との光
結合構造を安価に提供することができる。

次に第４図を参照して上述した実施例における導波路の
製造工程の一例について説明する。まず、同図（Ａ）に
示すように、Ｓ１からなる導波路基板２を表面酸化させ
てＳｉＣｈ層１６を形成する。

次に、（Ｂ）に示すように、Ｓ１０２層１６上に導波層
１８としてＴｉ○２をドープした８１０２層をＣＶＤ法
、スパッタリング法等により形成する。そして、同図（
Ｃ）に示すように、導波層１８の不要部分をエッチング
により除去して二つの導波層１８，．１８２　を形成す
る。最後に、同図−　ｌ　３ー １４ ？Ｄ）に示すように、導波層１８，，１８■の周囲にク
ラッド層２０としてＣＶＤ法、スパッタリング法等によ
り３１０２層を形成する。

次に第５図及び第６図を参照して、本発明の第２実施例
について説明する。

まず第６図を参照して、第２実施例の誘電体多層膜形成
方法について説明すると、同図（Ａ＞に示された受光素
子搭載部分の導波路６に、グイシングソーを使用して（
Ｂ）に示すような概略垂直な切断面２４′及び傾斜した
切断面２５を有する切込みを入れる。次いで、（Ｃ）に
示すように誘電体多層膜２２を蒸着し、最後に（Ｄ）に
示すように垂直切断面２４′に付着している誘電体多層
膜を除去するためにこの部分を概略垂直な切断面２４で
切断する。このように誘電体多層膜２２を導波路６上に
形成してから、傾斜面２５上に形成された誘電体多層膜
２２で反射された光が受光面に結合するように受光素子
ｌ４を搭載固定する。

第５図に示された本実施例においては、第１図に示され
た第１実施例と実質的に同一構戒部分については同一符
号を付して示してあり、それらの説明は省略する。

波長λ２のクロストーク或分を含んだ波長λ１の信号光
は導波層１８を伝搬し、傾斜面２５に形威された誘電体
多層膜２２で波長λ２のクロストーク或分を透過し、波
長λ１　の信号光のみが反射され受光素子１４の受光面
に結合する。よって受光素子１４では、クロストークの
改善された信号光のみを受光することができる。

次に第７図及び第８図を参照して本発明の第３実施例に
ついて説明する。本実施例は導波路の傾斜面に形成され
た誘電体多層膜の膜厚が、傾斜角に応じて変化すること
を利用し、誘電体多層膜の反射特性を膜厚に応じて平行
シフトするようにしたものである。

即ち、第７図（Ａ）に示す導波路６の切断面２５１　　
は傾斜角θ１を有するように切断されており、同図（Ｂ
）に示す導波路８の切断面２５２は傾斜角θ２を有する
ように切断されている。このような傾斜角を有する切断
面２５，，２５２上に一括して誘電体多層膜２２を蒸着
すると、θ１　〈θ２であるため、傾斜切断面での誘電
体多層膜２２の膜厚は（Ａ）の方が（Ｂ）よりも厚くな
る。膜厚に応じた誘電体多層膜２２の透過特性を第８図
に示すように設定すると、（Ａ）の導波路６を伝搬され
てきた光は、誘電体多層膜２２部分で波長λのクロスト
ーク或分が透過され、波長λ２の信号光のみが反射され
て受光素子１４，　の受光面に結合する。一方、（Ｂ）
の導波路８を伝搬されてきた光は、傾斜面２５２に形成
された誘電体多層膜２２を波長λ２のクロストーク或分
が通過し、波長λ１の信号光のみが誘電体多層膜２２で
反射されて受光素子１４２の受光面に結合する。

この実施例によると、導波路を斜めに切断する際、その
傾斜角を変化させて切断し、これらの切断部分に誘電体
多層膜を一括蒸着することにより、傾斜切断面に形成さ
れた誘電体多層膜に異なる波長選択性を持たせることが
できるため、導波路型合分波モジュールにおける導波路
と受光素子との光結合構造を一括して安価に提供するこ
とができる。

次に第９図及び第ｌＯ図を参照して、本発明の第４実施
例について説明する。第９図（Ａ）に示すように、導波
路６は切断面２３で全反射が生じるような角度で切断す
る。また、他方の導波路８については、（Ｂ）に示すよ
うに光の進行方向上流側の切断面２４は概略垂直に切断
し、下流側の切断面２５を所定角度で斜めに切断する。

各導波路６．８をこのように切断してからこれらの切断
部分及びその近傍に誘電体多層膜２２を一括蒸着する。

そして、導波路端面２３で全反射された光が受光面に結
合するように受光素子１４．を搭載固定し、傾斜切断面
２５上に形成された誘電体多層膜２２で反射された光が
受光面に結合するように受光素子１４２を搭載固定する
。尚、導波路６については、導波路上に誘電体多層膜２
２を蒸着した後、導波路６を所定形状に切断するように
しても良い。

誘電体多層膜２２は第１０図に示したような透過特性（
Ａ）と反射特性（Ｂ）を有している。よ１　７一 ＝１　８− って、導波路６を伝搬してきた波長λ１の信号光と波長
λ２のクロストーク或分を含む光は斜めに切断された導
波路端面２３で全反射し誘電体多層膜２２に入射する。

誘電体多層膜２２は第１０図（Ａ）に示すような透過特
性を有しているので、波長λ１を有する信号光のみがこ
の誘電体多層膜２２を透過し受光素子１４、の受光面に
結合する。

一方、導波路８を伝搬してきた波長λ２の信号光と波長
λ１のクロストーク或分を有する光は、傾斜面２５上に
形成された誘電体多層膜２２部分において波長λ１　の
クロストーク或分のみが透過し、波長λ２を有する信号
光は誘電体多層膜２２により反射されて受光素子１４２
の受光面に結合する。

発明の効果 本発明は以上詳述したように構或したので、導波路型合
分波モジュールにおける導波路と受光素子の光結合構造
を簡単な構或で安価に提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例断面図、 第２図は第１実施例における誘電体多層膜の透過特性を
示す線図、 第３図は本発明を適用するのに適した導波路型合分波モ
ジュールの概略構或図、 第４図は実施例における導波路の製造工程を示す説明図
、 第５図は本発明の第２実施例断面図、 第６図は第２実施例の誘電体多層膜形成方法を示す工程
図、 第７図は本発明の第３実施例断面図、 第８図は第３実施例における誘電体多層膜の透過特性を
示す線図、 第９図は本発明の第４実施例断面図、 第１０図は第４実施例における誘電体多層膜の透過特性
と反射特性を示す線図である。 ２・・・導波路基板、 ４・・・主導波路、 ８・・・副導波路（導波路）、 ０・・・光ファイバ、 ２・・・発光素子、 ４，１４．　，　　１’　４２・・・受光素子、６，２
０・・・クラッド層、 ８・・・導波層、 ２・・・誘電体多層膜、 ３・・・導波路端面（全反射面）、 ５．’　２５，，２５２・・・傾斜切断面。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導波路基板（２）上にその一端が光ファイバ（１
   ０）に光結合し他端が発光素子又は受光素子に光結合す
   る主導波路（４）を設けるとともに、その所定長さ部分
   （５）が前記主導波路（４）又は他の副導波路に近接す
   るように少なくとも一つの副導波路（６、８）を前記導
   波路基板（２）上に設け、該副導波路（６、８）の一端
   に発光素子又は受光素子を光結合するようにした、導波
   路型合分波モジュールにおける導波路と受光素子の光結
   合構造において、受光素子搭載部分近傍に波長選択性の
   透過特性を有する誘電体多層膜（２２）を蒸着した後、
   該蒸着部分の主又は副導波路（４、６、８）を切断面の
   導波路端面（２３）で全反射が生じる角度で斜めに切断
   し、 該導波路端面（２３）で全反射された光が受光面に結合
   するように前記導波路基板（２）上に受光素子（１４）
   を設けたことを特徴とする導波路と受光素子の光結合構
   造。
2. （２）導波路基板（２）上にその一端が光ファイバ（１
   ０）に光結合し他端が発光素子又は受光素子に光結合す
   る主導波路（４）を設けるとともに、その所定長さ部分
   （５）が前記主導波路（４）又は他の副導波路に近接す
   るように少なくとも一つの副導波路（６、８）を前記導
   波路基板（２）上に設け、該副導波路（６、８）の一端
   に発光素子又は受光素子を光結合するようにした、導波
   路型合分波モジュールにおける導波路と受光素子の光結
   合構造において、受光素子搭載部分の主又は副導波路（
   ４、６、８）を斜めに切断し、 該切断面（２５）に波長選択性の反射特性を有する誘電
   体多層膜（２２）を蒸着した後、該誘電体多層膜（２２
   ）で反射された光を受光面に合するように前記導波路基
   板（２）上に受光素子（１４）を設けたことを特徴とす
   る導波路と受光素子の光結合構造。
3. （３）少なくとも２本の導波路（６、８）を受光素子搭
   載部分で異なる角度で斜めに切断し、各々の切断面（２
   ５＿１、２５＿２）に誘電体多層膜（２２）を同時に蒸
   着した後、各々の誘電体多層膜（２２）で反射された光
   を受光面に結合するように各受光素子（１４＿１、１４
   ＿２）を設けたことを特徴とする請求項２記載の導波路
   と受光素子の光結合構造。
4. （４）少なくとも２本の導波路（６、８）を受光素子搭
   載部分で斜めに切断するに際し、一方の導波路（６）を
   切断面（２３）で全反射が起こるように切断部の光の進
   行方向上流側で斜めに切断し、他方の導波路（８）は上
   流側で全反射を起こさない角度に切断するとともに下流
   側切断面（２５）が斜めになるように切断し、各々の切
   断部及びその近傍の導波路（６、８）上に同時に誘電体
   多層膜（２２）を蒸着した後、一方の導波路（６）の斜
   めに切断された導波路端面（２３）で全反射された光が
   導波路（６）上に形成された前記誘電体多層膜（２２）
   を波長選択的に透過して受光面に結合するように一方の
   受光素子（１４＿１）を設けるとともに、他方の導波路
   （８）の斜めの切断面（２５）上に形成された前記誘電
   体多層膜（２２）で波長選択的に反射された光が受光面
   に結合するように他方の受光素子（１４＿２）を設けた
   ことを特徴とする請求項２記載の導波路と受光素子の光
   結合構造。
5. （５）前記一方の導波路（６）の切断は、導波路（６、
   ８）上に誘電体多層膜（２２）を一括蒸着した後、所定
   形状に切断したことを特徴とする請求項４記載の導波路
   と受光素子の光結合構造。