JPH0476505A - グレーティング素子 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、光学素子の一種であるグレーティング素子に
関する。具体的にいうと、本発明は、入出力カップラ、
集光カップラ、光路変換器、光路偏向器、導波路レンズ
、反射器、モード変換器、その他のグレーティング素子
に関する。

［背景技術］ 第５図に示すものは、従来より用いられている集光グレ
ーティングカップラ３１の斜視図である。

第６図及び第７図は、従来より用いられているリニアグ
レーティングカップラ３２の斜視図及び断面図である。

これらのグレーティングカップラ３１．３２は、ガラス
基板３３の表面に紫外線硬化型樹脂からなる導波層３４
及びグレーティング３５を形成されたものであり、グレ
ーティングパターンを凹設されたスタンパ（図示せず）
とガラス基板３３との間に未硬化の紫外線硬化型樹脂を
注入し、ガラス基板３３を透過させて紫外線硬化型樹脂
に紫外線を照射させて硬化させた後、グレーティングカ
ップラ３１．３２からスタンパを剥離させる方法（２Ｐ
法）により作製されている。

［発明が解決しようとする課題］ グレーティングカップラ３１．３２においては、導波層
厚ｄは、導波光の伝搬定数を決定する重要なパラメータ
であり、このパラメータが設計値からずれると、光の入
出射角θも設計値から外れることになるため、導波層３
４の高精度な厚み制御が重要である。

しかしながら、上記のように２Ｐ法で製造されるグレー
ティングカップラ３１．３２では、導波層３４の厚さｄ
は、スタンパとガラス基板３３との間隔によって決まり
、また当該間隔は紫外線硬化型樹脂の注入圧によって制
御されているので、導波層厚ｄを高精度にコントロール
することが困難であった。また、スタンパとガラス基板
３３との間隔を２餅以下にするのが困難であり、これ以
下の厚みの導波層３４を得ることが困難であった。

このため、光の人出射角θのバラツキも発生し易かった
。

本発明は、叙上の従来例の欠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、高精度な導波層厚制御
を行なうことができ、また、極めて薄い導波層を形成す
ることができるグレーティング素子を提供することにあ
る。

「課題を解決するための手段コ 本発明のグレーティング素子は、スパッタやＣＶＤ等の
薄膜形成技術により無機材料を基板の上に成膜された導
波層と、有機材料により導波層の上に形成されたグレー
ティング層を備えたことを特徴としている。

「作用コ 本発明にあっては、スパッタやＣＶＤ等の薄膜形成技術
を用いて基板の上に無機材料からなる導波層を形成して
いるので、導波層の膜厚制御を容易に行なえる。すなわ
ち、導波層厚な高精度に制御することができ、また、よ
り厚みの薄い導波層を作製することもできる。

したかって、導波層厚のバラツキによる光の人出射角等
の光学的特性のバラツキも軽減され、グレーティング素
子の光学的特性を良好にすることができる。

また、導波層は、無機材料によって形成されているので
、有機材料を用いたものよりも、対環境性が安定してい
る。

さらに、凹凸形状（グレーティング）を形成する必要の
あるグレーティング層は、有機材料によって形成されて
いるので、例えば樹脂成形によって容易に形成すること
ができ、量産性にも優れる。

「実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第１図及び第２図は、本発明の一実施例のりニアグレー
ティングカップラ１を示す。このリニアグレーティング
カップラ１は、ガラス基板２の表面に透明な無機材料か
らなる導波層３を形成したものであり、導波層３の上に
は、紫外線硬化型樹脂からなるグレーティング層４が積
層されており。

グレーティング層４には、凹溝状のグレーティング５が
形成されている。導波層３は、例えば、次の第１表に示
すような無機材料を用いてスパッタやＣＶＤ等の薄膜形
成技術により成膜されており、各々無機材料の種類に応
じて第１表の対応する作製方法によって形成するのが好
ましい。

（以下、余白） 第　　１　　表 第３図には、上記リニアグレーティングカップラ１の製
造方法を示している。まず第３図（ａ）は、原盤６の作
製工程であって、電子線描画法によってガラス基板７上
に電子線レジスト８によるグレーティングパターンが形
成されている。ついで、上記原盤６を用い、電鋳法によ
り第３図（ｂ）に示すようなニッケル製のスタンパ９が
作成される。

こうしてスタンパ９が作製されると、第３図（Ｃ）に示
すように、ガラス基板２上に第１表のような透明無機材
料を用いてスパッタもしくはＣＶＤ法によって所望の膜
厚となるように導波層３を成膜する。導波層３を形成さ
れたガラス基板２は、第３図（ｄ）に示すように、スタ
ンバ９と微少な間隙を介して対向させられ、スタンバ９
と導波層３との間に未硬化の紫外線硬化型樹脂１０か注
入される。紫外線硬化型樹脂１０が注入されると、ガラ
ス基板２側から紫外線１１を照射する。紫外線１１はガ
ラス基板２及び導波層３を透過し、紫外線硬化型樹脂１
０に照射されるので、紫外線硬化型樹脂１０が硬化して
２Ｐ法によりグレーティング層４が成形される。こうし
て、紫外線硬化型樹脂１０が硬化すると、第３図（ｅ）
に示すように、スタンパ９からリニアグレーティングカ
ップラ１が剥離され、リニアグレーティングカップラ１
が製造される。

また、本発明は、上記実施例以外にも種々の実施例が可
能である。特に、導波層をスパッタ法やＣＶＤ法等によ
って形成するようにしたことにより、音響光学効果や電
気光学効果を有する前記第１表のような無機材料や、さ
らには磁性材料を、導波層材料として用いることかでき
るようになるので、これらの材料の物理的特性を活かし
た能動的光導波デバイスを作製することもできる。

例えは、第４図に示すリニアグレーティングカップラ１
２は、音響光学効果を有するＺｎＯを用いて導波層３を
形成し、導波層３の表面に＠極材料を蒸着させて櫛歯状
をしたＩＤＴ（インターデジタルトランスデユーサ）１
３を作成し、導波層３の上に突状の２　Ｍのグレーティ
ング１４を有するグレーティング層４を形成したもので
ある。

しかして、ＩＤＴ１３に電気信号を印加させると、グレ
ーティング１４間において、導波層３表面に弾性表面波
（ＳＡＷ）１５が伝播させられる。

この結果、ＩＤＴ１３から弾性表面波１５が伝播されて
いない場合には、一方のグレーティング１４から入射し
て導波層３を伝搬し、他方のグレーティング１４からＰ
方向へ出射されていた光線１６は、ＩＤＴ１３から弾性
表面波１５が伝播されると、導波層３で弾性表面波１５
によって偏向を受け、出射側のグレーティング１４から
Ｑ方向へ射出される。

上記実施例では、音響光学効果を利用したが、これ以外
の材料、例えば、電気光学効果を有する無機材料によっ
て導波層を形成し、導波層に光シャッタの機能を持たせ
ることなども可能である。

なお、図示しないが、導波層とガラス基板との間には、
導波層よりも屈折率の小さな光学材料からなるバッファ
層を設けてもよい。

また、本発明は、リニアグレーティングカップラ以外に
も、葉先グレーティングカップラ等の種々のグレーティ
ング素子にも実施することができることは、もちろんで
ある。

［発明の効果コ 本発明によれば、導波層の膜厚制御を容易かつ高精度で
行なえ、また、サブミクロンの膜厚制御も可能になる。

したかって、導波層厚のバラツキによる光の入出射角等
の光学的特性のバラツキも軽減され、グレーティング素
子の光学的特性を良好にすることができる。

また、無機材料の導波層は、対環境性も安定しさらに、
グレーティング層は有機材料によって形成しているから
、例えば樹脂成形によって容易に形成することができ、
量産性にも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は同上
の一部破断した断面図、第３図は同上のグレーティング
カップラの製造方法を示す説明図、第４図は本発明の他
側を示す斜視図、第５図は従来例の斜視図、第６図は別
な従来例の斜視図、第７図は同上の一部破断した断面図
である。 ２・・・ガラス基板 ３・・・導波層 ４・・・グレーティング層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スパッタやＣＶＤ等の薄膜形成技術により無機材
   料を基板の上に成膜された導波層と、有機材料により導
   波層の上に形成されたグレーティング層を備えたグレー
   ティング素子。