JPH041323B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH041323B2 JPH041323B2 JP55164093A JP16409380A JPH041323B2 JP H041323 B2 JPH041323 B2 JP H041323B2 JP 55164093 A JP55164093 A JP 55164093A JP 16409380 A JP16409380 A JP 16409380A JP H041323 B2 JPH041323 B2 JP H041323B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- refractive index
- layer
- optical waveguide
- diffusion
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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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
- 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
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1342—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using diffusion
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光導波路の形成方法、より詳しく
は、金属熱拡散型光導波路において、拡散源とな
る金属を二重蒸着またはスパツタリングによつて
段状に形成した後に、当該金属の熱拡散によつて
希望される屈折率プロフイル（態様）をもつた光
導波路を形成する方法に関する。
は、金属熱拡散型光導波路において、拡散源とな
る金属を二重蒸着またはスパツタリングによつて
段状に形成した後に、当該金属の熱拡散によつて
希望される屈折率プロフイル（態様）をもつた光
導波路を形成する方法に関する。
従来の技術によつて光の導波路を形成する場
合、光導波路基板に、該物質の屈折率より大なる
屈折率を有する物質を拡散して導波路を形成する
こと、例えば、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）の
基板にチタン（Ti）を拡散して導波路を形成す
ることが行われている。その場合に、拡散源たる
金属の厚さを場所により変えることなく導波路を
形成してきたものであるため、導波路内の屈折率
プロフイルが画一的で自由度が得られなかつた。
合、光導波路基板に、該物質の屈折率より大なる
屈折率を有する物質を拡散して導波路を形成する
こと、例えば、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）の
基板にチタン（Ti）を拡散して導波路を形成す
ることが行われている。その場合に、拡散源たる
金属の厚さを場所により変えることなく導波路を
形成してきたものであるため、導波路内の屈折率
プロフイルが画一的で自由度が得られなかつた。
本発明は、拡散源となる金属を、希望される光
分布をもたらすための導波路の屈折率プロフイル
に応じて段状に形成し、しかる後に熱拡散によつ
て希望される屈折率プロフイルを得ようとするも
のである。そのために、光導波路基板に該基板物
質の屈折率より大なる屈折率を有する拡散源物質
を拡散して光伝播用の光導波路を形成する方法に
おいて、希望される導波路内の屈折率態様に応じ
て同一拡散物質を２段又は多段にかつ各層のパタ
ーン形状が異なるように形成し、かかる２段又は
多段構造の拡散物質を熱拡散することにより光導
波路内の光分布特性を制御することを特徴とする
光導波路の形成方法を提供する。
分布をもたらすための導波路の屈折率プロフイル
に応じて段状に形成し、しかる後に熱拡散によつ
て希望される屈折率プロフイルを得ようとするも
のである。そのために、光導波路基板に該基板物
質の屈折率より大なる屈折率を有する拡散源物質
を拡散して光伝播用の光導波路を形成する方法に
おいて、希望される導波路内の屈折率態様に応じ
て同一拡散物質を２段又は多段にかつ各層のパタ
ーン形状が異なるように形成し、かかる２段又は
多段構造の拡散物質を熱拡散することにより光導
波路内の光分布特性を制御することを特徴とする
光導波路の形成方法を提供する。
以下、本発明の方法の実施例を、添付図面を例
に参照して説明する。
に参照して説明する。
第１図の断面説明図を参照すると、LiNbO3の
基板１に形成される拡散層３のプロフイルは、同
図のａとｂに示されるように、拡散源金属である
Ti２の形状によつて決められる。同図のａとｂ
を比較するとTi２の幅を変えることにより拡散
層３のプロフイルも横方向及び深さ方向に変化す
る。しかしながらこの屈折率プロフイルはTi幅
が決まつてしまえばこの場合決まつてしまう。つ
まり、同図に示される実施例において、拡散要素
ともいうべきものはTi２の幅だけであり、従つ
て、これらの実施例において、屈折率プロフイル
をこれ以上変えうるものは拡散層の厚さ（深さ）
だけしかないことになる。
基板１に形成される拡散層３のプロフイルは、同
図のａとｂに示されるように、拡散源金属である
Ti２の形状によつて決められる。同図のａとｂ
を比較するとTi２の幅を変えることにより拡散
層３のプロフイルも横方向及び深さ方向に変化す
る。しかしながらこの屈折率プロフイルはTi幅
が決まつてしまえばこの場合決まつてしまう。つ
まり、同図に示される実施例において、拡散要素
ともいうべきものはTi２の幅だけであり、従つ
て、これらの実施例において、屈折率プロフイル
をこれ以上変えうるものは拡散層の厚さ（深さ）
だけしかないことになる。
ところで、導波路で光分布を、すなわち屈折率
プロフイルを変えることが希望されることがあ
る。第２図の交叉する導波路の平面図ａとｂを参
照する。同図ａに示される交叉導波路４，５が交
叉する部分において、光の他方導波路へのもれ込
みを防止し、光が真直ぐに伝播することが希望さ
れるとする。そのためには、すなわち導波路を光
が直進するようにするためには、導波路の中央に
屈折率の高い部分６を作り、光の分布において中
央部分に光が集中するようにしたい。このような
構造とする事により交叉部での複雑な屈折率構造
部分を短かくでき光の屈曲や乱れを防止し、入射
した光が真直ぐに進み易いようにした構造であ
る。なお、ここで壁というのは、基板物質と拡散
層の接触面である。
プロフイルを変えることが希望されることがあ
る。第２図の交叉する導波路の平面図ａとｂを参
照する。同図ａに示される交叉導波路４，５が交
叉する部分において、光の他方導波路へのもれ込
みを防止し、光が真直ぐに伝播することが希望さ
れるとする。そのためには、すなわち導波路を光
が直進するようにするためには、導波路の中央に
屈折率の高い部分６を作り、光の分布において中
央部分に光が集中するようにしたい。このような
構造とする事により交叉部での複雑な屈折率構造
部分を短かくでき光の屈曲や乱れを防止し、入射
した光が真直ぐに進み易いようにした構造であ
る。なお、ここで壁というのは、基板物質と拡散
層の接触面である。
他方、導波路交叉部において光の反射を増加
し、光があたかもミラーに当つた場合の如くに反
射して他方の導波路に分岐することが希望される
場合もある。そのときは、第２図ｂに示される如
く、交叉部のほぼ中央部分に、図示される如く屈
折率の高い部分７を形成し、そこに当る光が曲折
するように、すなわち部分７をあたかもミラーの
如くに働かせるとよい。
し、光があたかもミラーに当つた場合の如くに反
射して他方の導波路に分岐することが希望される
場合もある。そのときは、第２図ｂに示される如
く、交叉部のほぼ中央部分に、図示される如く屈
折率の高い部分７を形成し、そこに当る光が曲折
するように、すなわち部分７をあたかもミラーの
如くに働かせるとよい。
ところが、従来の光導波路形成方法によつて
は、せいぜい第１図のａとｂに示される形状の拡
散層が得られるだけで、第２図ａまたはｂに示さ
れる如き導波路を形成することはできなかつた。
は、せいぜい第１図のａとｂに示される形状の拡
散層が得られるだけで、第２図ａまたはｂに示さ
れる如き導波路を形成することはできなかつた。
本出願の発明者は、拡散源金属の２段構成によ
つて、第２図に示される如き導波路が形成されう
ることを見出した。このような構成とする事によ
り導波路の屈折率プロフイルを色々と調整する事
ができ所望の光エネルギー分布で光を導波させる
事ができる。
つて、第２図に示される如き導波路が形成されう
ることを見出した。このような構成とする事によ
り導波路の屈折率プロフイルを色々と調整する事
ができ所望の光エネルギー分布で光を導波させる
事ができる。
そのためには、拡散源金属例えばTiを２段構
造にする。第３図ａの断面説明図を参照すると、
LiNbO3基板１の上に先ずTi層を蒸着またはスパ
ツタリングで形成し、導波路の形状に応じてTi
層をパターニングし、第１段目のTi層２を得る。
Ti層２の幅は導波路の幅を決定する。次に、全
面にレジストを塗布し、レジスト層をパターニン
グし、このレジストパターンを用い、同様に第１
段目のTi層２とパターン形状の異なる第２段目
のTi層１２を形成する。続いて、基板１を950〜
1050℃で４〜11時間熱処理すると、Tiは拡散し
て、同図のｂとｃに示される如き拡散層のプロフ
イルが得られる。なお、同図ｂは拡散層の平面
図、ｃは断面図であり、２′は１重拡散部であつ
て屈折率の変化量（Δn）は小であり、１２′は２
重拡散部であつて屈折率変化量（Δn）は大であ
る。同図ｃのプロフイルにおいては、屈折率変化
量の大なる部分がそれの小なる部分に囲まれてい
るから、光の閉じ込め効果が大であることが理解
されうる。
造にする。第３図ａの断面説明図を参照すると、
LiNbO3基板１の上に先ずTi層を蒸着またはスパ
ツタリングで形成し、導波路の形状に応じてTi
層をパターニングし、第１段目のTi層２を得る。
Ti層２の幅は導波路の幅を決定する。次に、全
面にレジストを塗布し、レジスト層をパターニン
グし、このレジストパターンを用い、同様に第１
段目のTi層２とパターン形状の異なる第２段目
のTi層１２を形成する。続いて、基板１を950〜
1050℃で４〜11時間熱処理すると、Tiは拡散し
て、同図のｂとｃに示される如き拡散層のプロフ
イルが得られる。なお、同図ｂは拡散層の平面
図、ｃは断面図であり、２′は１重拡散部であつ
て屈折率の変化量（Δn）は小であり、１２′は２
重拡散部であつて屈折率変化量（Δn）は大であ
る。同図ｃのプロフイルにおいては、屈折率変化
量の大なる部分がそれの小なる部分に囲まれてい
るから、光の閉じ込め効果が大であることが理解
されうる。
以上述べたように、希望される光の分布構造、
すなわち任意の光分布構造をもつた導波路は、単
一Ti蒸着層の拡散では得られず、第３図に示さ
れる如きTi層の２段又は多段構造に依存しなけ
ればならない。第４図のａ，ｂ，ｃには希望され
る光の分布構造が示される。Ti層の２段構造は、
希望される光分布構造に応じて、同図のa′，b′，
c′に示される如くに構成すればよい。そのこと
は、第４図ａと第３図との対比によつて理解され
うるところである。
すなわち任意の光分布構造をもつた導波路は、単
一Ti蒸着層の拡散では得られず、第３図に示さ
れる如きTi層の２段又は多段構造に依存しなけ
ればならない。第４図のａ，ｂ，ｃには希望され
る光の分布構造が示される。Ti層の２段構造は、
希望される光分布構造に応じて、同図のa′，b′，
c′に示される如くに構成すればよい。そのこと
は、第４図ａと第３図との対比によつて理解され
うるところである。
上記から明らかなように、本発明の方法による
と、光の導波路を形成するに際しては、希望され
る光の分布構造を基本にし、それに応じた２段又
は多段構造に拡散源材料を構成し、それの熱拡散
によつて任意の光分布構造の導波路が得られるも
ので、導波路に各種の機能素子を形成することが
可能になるものである。
と、光の導波路を形成するに際しては、希望され
る光の分布構造を基本にし、それに応じた２段又
は多段構造に拡散源材料を構成し、それの熱拡散
によつて任意の光分布構造の導波路が得られるも
ので、導波路に各種の機能素子を形成することが
可能になるものである。
なお、上記した説明において、Ti層は２段構
造にすべく２回の工程で形成するが、熱拡散は１
度だけで行なうので、本発明に従う導波路形成は
比較的容易になされうる。また、実施例は
LiNbO3基板にTiを拡散する例について説明した
が、本発明の範囲はそれに限定されるものでな
く、また光分布構造も図示のものに限られない。
造にすべく２回の工程で形成するが、熱拡散は１
度だけで行なうので、本発明に従う導波路形成は
比較的容易になされうる。また、実施例は
LiNbO3基板にTiを拡散する例について説明した
が、本発明の範囲はそれに限定されるものでな
く、また光分布構造も図示のものに限られない。
第１図のａとｂはLiNbO3基板に形成されたTi
拡散層の断面説明図、第２図のａとｂは交叉導波
路の平面図、第３図のａは本発明の方法に従う
Tiの２段構造の断面説明図、ｂとｃはａに示さ
れるTiの熱拡散による拡散層の平面図と断面説
明図、第４図は各種の光分布構造の線図とそれを
作るためのTiの２段構造の断面説明図、である。 １……LiNbO3基板、２，１２……Ti層、３…
…Ti拡散層、４，５……導波路、６，７……高
屈折率部分、２′，１２′……Ti拡散層。
拡散層の断面説明図、第２図のａとｂは交叉導波
路の平面図、第３図のａは本発明の方法に従う
Tiの２段構造の断面説明図、ｂとｃはａに示さ
れるTiの熱拡散による拡散層の平面図と断面説
明図、第４図は各種の光分布構造の線図とそれを
作るためのTiの２段構造の断面説明図、である。 １……LiNbO3基板、２，１２……Ti層、３…
…Ti拡散層、４，５……導波路、６，７……高
屈折率部分、２′，１２′……Ti拡散層。
Claims (1)
- １ 光導波路基板に該基板物質の屈折率より大な
る屈折率を有する拡散源物質を拡散して光伝播用
の光導波路を形成する方法において、希望される
導波路内の屈折率態様に応じて同一拡散物質を２
段又は多段にかつ各層のパターン形状が異なるよ
うに形成し、かかる２段又は多段構造の拡散物質
を熱拡散することにより光導波路内の光分布特性
を制御することを特徴とする光導波路の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55164093A JPS5788411A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Forming method of optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55164093A JPS5788411A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Forming method of optical waveguide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5788411A JPS5788411A (en) | 1982-06-02 |
| JPH041323B2 true JPH041323B2 (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=15786631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55164093A Granted JPS5788411A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Forming method of optical waveguide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5788411A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2615006B1 (fr) * | 1987-05-04 | 1991-10-04 | Thomson Csf | Guide d'onde optique integre, son procede de fabrication, et son utilisation dans un modulateur electro-optique |
| JPH01134402A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路の製造方法 |
| US20050232538A1 (en) * | 2002-05-13 | 2005-10-20 | Teem Photonics | Integrated optics multiplexer/demultiplexer comprising a cladding and method for making same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5353342A (en) * | 1976-10-26 | 1978-05-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical waveguide formation method |
| JPS5855647B2 (ja) * | 1978-08-29 | 1983-12-10 | 東芝機械株式会社 | 温度補償型ソレノイド |
-
1980
- 1980-11-21 JP JP55164093A patent/JPS5788411A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5788411A (en) | 1982-06-02 |
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