JPH0675130A - 光導波路装置 - Google Patents

光導波路装置

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JPH0675130A
JPH0675130A JP22754092A JP22754092A JPH0675130A JP H0675130 A JPH0675130 A JP H0675130A JP 22754092 A JP22754092 A JP 22754092A JP 22754092 A JP22754092 A JP 22754092A JP H0675130 A JPH0675130 A JP H0675130A
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芳雄 大橋
Tetsuo Nakayama
徹生 中山
Minoru Hashimoto
実 橋本
Yasutoshi Komatsu
康俊 小松
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板端面からの不要反射光の光源への戻り光
量を確実に低減化することができ、且つその製造が簡易
な構成の光導波路装置を提供する。 【構成】 基板1の一主面1S上にこの基板1に対して
高屈折率の光導波路2が形成されて成り、この光導波路
2の光入射側の端面2Aを基板1の光入射側の端面1A
に対して内側に設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光導波路装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザから射出されたレーザ光を
基板上に形成された光導波路を介して伝搬し、移動体や
振動体等の被測定対象にレーザ光を導く光導波路装置と
して、例えば図5に示すように、ニオブ酸リチウム(L
iNbO3 、LN)等より成る基板1の上にTi拡散等
によって高屈折率の光導波路2が基板1の一方の端面1
Aから、他方の端面1Bに向かって帯状に形成された光
導波路装置10が用いられている。
【0003】このような構成において、He−Ne等の
レーザ4からのレーザ光Li0をレンズ等より成る集光系
5を介して光導波路2の入射側の端面2Aに矢印Li1
示すように入射すると、光は光導波路2を介して射出側
の端面2Bに伝搬される。射出側の端面2Bから射出さ
れたレーザ光はレンズ等の集光系6を介して矢印LO
示すように射出され、図示しないが例えば移動体や振動
体等の被測定対象に照射される。
【0004】この場合、光導波路2は空気と比較して屈
折率が非常に高く、光源からの光はこの屈折率の違いに
よって基板端面1A即ち光導波路2の端面2Aにおいて
一部が反射される。この反射光はレンズ等の集光系5を
介して光源即ちレーザ4に戻ることになる。この戻り光
は、例えば光源が半導体レーザの場合には発振の安定性
を損ねてモードホップ等引き起こし、ノイズの増大化を
招来するため取り除く必要がある。
【0005】このため光源と光導波路2との光学的結合
部即ち集光系5においては、このような不要な戻り光を
防ぐため、光アイソレータが用いられている。この光ア
イソレータを用いずに不要反射光の光源への戻りを低減
化する方法としては、例えば図6に示すように基板1の
光入射側端面1Aに全面的に無反射コート層3を被着す
るとか、又は図7に示すように、端面1Aを斜め研磨等
により傾斜させて且つ無反射コート層3を被着する等の
方法が採られており、特に光ファイバーと光源とのレン
ズ結合に広く用いられている。
【0006】しかしながら上述の図6に示す無反射コー
ト層3を設けるのみでは不要反射光の低減化が十分でな
く、図7に示す斜め研磨と無反射コート層3の被着とを
併用する場合は、研磨角度の適値の選定やその制御、ま
た光学的結合の際の光軸との位置合わせが難しく、また
この場合光源への不要反射光を大幅に低減することがで
きるが、更にこれを低減化して戻り光をより低減化する
ことが望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板端面か
らの不要反射光の光源への戻り光量を確実に低減化する
ことができ、且つその製造が簡易な構成の光導波路装置
を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明光導波路装置は、
その一例の略線的斜視図を図1に示すように、基板1の
一主面1S上にこの基板1に対して高屈折率の光導波路
2が形成されて成り、この光導波路2の光入射側の端面
2Aを基板1の光入射側の端面1Aに対して内側に設け
て構成する。
【0009】また本発明は、上述の光導波路装置におい
て、光導波路2の光入射側の端面2Aと基板1の光入射
側の端面1Aとの間隔を50μm以上500μm以下と
して構成する。
【0010】更にまた本発明は、上述の光導波路装置に
おいて、図2にその略線的斜視図を示すように、基板1
の光入射側の端面1Aに無反射コート層3を被着して構
成する。
【0011】また本発明は、上述の光導波路装置におい
て、基板1の光入射側の端面1Aを斜め研磨して構成す
る。
【0012】また更に本発明は、上述の光導波路装置に
おいて、光導波路2の光出射側の端面2Bをも基板1の
光出射側の端面1Bに対して内側に設けて構成する。
【0013】
【作用】上述したように本発明においては、光導波路2
の光入射側の端面2Aを基板1の端面1Aより内側に形
成することによって、戻り光を格段に低減化することが
できる。即ちこのような構成において、レーザ等の光源
からの光を光導波路に結合させる場合、図3に示すよう
に、レンズ16の焦点Pを基板1の端面1Aではなく光
導波路2の端面2Aに位置させ、光源17からの光Li
を光導波路2の端面2Aに集束させる。従って、基板端
面1Aからの反射光Lo はこの端面1Aに関して焦点P
と対称な位置P1 で集束した後レンズ16により光源1
7へ戻されることがなく発散してしまい、光源17への
戻り光量を格段に低減化することができることとなる。
【0014】またこの場合、光導波路2と基板1との屈
折率の差は10-2〜10-3%程度と光導波路2と外部
(空気)の屈折率差に比し極めて小さいことから、この
導波路2と基板1との界面である端面2Aにおける反射
光量は殆ど無視できる。またこのような構成は、光導波
路2を通常の形成方法、例えばTi拡散法、プロトン交
換法、イオン交換法等により形成する際に、フォトリソ
グラフィ等の適用によって簡単に形成し得るものであ
り、工程数の増加を招くことなく、確実に戻り光の低減
化をはかることができる。
【0015】これに対し従来の光導波路装置において
は、図8に示すように光導波路2の端面2Aにおける屈
折率差が比較的大きく、その反射光量は格段に高く、ま
たこの端面2Aが焦点位置Pであるため、レンズ16を
介して直接的に光源17に戻されることとなり、その戻
り光量は極めて大となることがわかる。
【0016】また本発明は、上述の構成において光導波
路2の端面2Aと基板1の端面1Aとの間隔を50〜5
00μmとすることによって、確実に戻り光の低減化を
はかると共に、入射光が光導波路2へ到達するまでの光
量の低下を抑制して十分な出射光量を保持することがで
きる。
【0017】更にまた本発明は、上述の構成において基
板1の光入射側の端面1Aに無反射コート層3を形成す
ることによって、より戻り光を低減化できる。
【0018】また、基板1の光入射側の端面1Aを斜め
研磨して構成することによって、戻り光量を更に低減化
することができる。
【0019】また更に本発明は、上述の光導波路装置に
おいて、光導波路2の光出射側の端面2Bをも基板1の
光出射側の端面1Bに対して内側に設けて構成すること
により、この出射側の光導波路端面2Bにおける反射を
も抑制することができて、光源への戻り光量を更に低減
化することができる。
【0020】
【実施例】以下本発明実施例を詳細に説明する。この例
においては、LiNbO3 (LN)より成る基板1を用
いて、この上にTi拡散法によってその主面1S上に光
導波路2を形成した場合を示す。
【0021】先ず図1に示すように、光導波路2の光入
射側の端面2Aを基板1の光入射側の端面1Aに対し間
隔dを50〜500μm、例えば100μmとして内側
に形成して光導波路装置を構成した。また基板1の端面
1Aには無反射コート層3いわゆるARコートを被着し
て、よりこの基板1の端面1Aにおける反射光を低減化
して、戻り光を更に抑制するようにした。
【0022】このような光導波路2の形成方法として
は、例えばLN基板1の主面1S上に全面的にTiをス
パッタリング等により被着し、更にフォトレジストを塗
布した後パターン露光を行って現像し、このレジストパ
ターンをマスクとしてTi層に対しRIE(反応性イオ
ンエッチング)等の異方性エッチングを行ってパターニ
ング形成する。そしてこの後加熱処理によりTiを基板
1内に拡散して、光導波路2を形成することができる。
【0023】次に、図2に示すように、光導波路2の端
面2Aを基板1の端面1Aに対し内側に形成すると共
に、この入射側の基板端面1Aを斜め研磨等によって主
面1Sに対し傾けて形成し、更にこの端面1Aに無反射
コート層3を被着形成した。また更に光射出側の端面1
Bにおいて、光導波路2の光射出側端面2Bを内側に形
成して光導波路装置を構成した。この場合、光入射側に
おける各端面1A、2Aの間隔d1 を例えば100μ
m、光射出側における各端面1B、2Bの間隔d2を例
えば300μmとして形成した。
【0024】このようにして作製した光導波路装置を、
図5において説明した構成をもって光源のレーザ4とし
て波長790nmの半導体レーザを用いて、その波長ス
ペクトルを測定して戻り光の影響を確認した。この結果
を図4に示す。一方、図5に示すように光導波路2の端
面2A、2Bが共に基板1の端面1A、1Bと同一面と
された場合の波長スペクトルを測定した結果を図9に示
す。
【0025】図4からわかるように、本発明光導波路装
置においては、矢印p0 で示す0.790μm即ち79
0nmの波長の光の強度は極めて大となり、矢印p2
示すように隣接するピークは波長のずれが大きく且つそ
の強度は極めて小となった。これに対し、図9に示す従
来例においては、矢印p0 及びp2 で示すように、基本
波と隣接するピークの波長とは非常に近接し、また強度
の差も殆どない。
【0026】即ちこの結果から、本発明構成によれば、
半導体レーザへの戻り光を格段に低減化できて、半導体
レーザの発振の安定化をはかり、モードホッピング等を
抑制してノイズの低減化、波長の単一化をはかることが
できる。
【0027】尚、上述の例においてはLN基板を用いて
Ti拡散法により埋込み型の導波路を形成した場合であ
るが、この他、タンタル酸リチウム(LiTaO3 )、
ガラス、チタン酸リン酸カリウム(KTiOPO4 )等
の各種基板を用いることができ、光導波路の形成方法と
しても、Ti拡散法の他プロトン拡散法、イオン交換法
等の各種方法を用いることができることはいうまでもな
い。
【0028】また、図1又は図2において説明したよう
な埋込み型の光導波路2を形成した後、その両側をエッ
チング等により除去して、光導波路2を基板1の表面か
らリッジ状に突出させるいわゆるリッジ型の光導波路装
置を形成することもできる。この場合においても、光導
波路の入射側又は射出側の端面2Aを基板1の端面1A
に対し内側に設け、例えば更に無反射コート層3を被着
すると共に斜め研磨を施し、また更に光射出側において
も同様に光導波路の端面2Bを基板端面に対し内側に設
けることによって、上述の各例と同様に端面2Aでの反
射光を格段に低減化することができてレーザ等の光源へ
の戻り光を格段に抑制することができる。
【0029】更に、光導波路を基板上に全面的に形成し
た後、SiO2 等の誘電体層を導波領域上に設けると
か、Al等の金属層を導波領域以外にパターニング形成
して導波路装置を構成するいわゆる装荷型構成の光導波
路装置を形成する場合においても同様に本発明を適用す
ることができ、この場合においても光源への戻り光を格
段に抑制することができる。
【0030】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、光源か
らの入射光の光導波路端面2Aにおける反射を格段に抑
制することができて、半導体レーザ等の光源への戻り光
を格段に低減化することができ、これによりレーザの発
振の安定化をはかってノイズの低減化をはかることがで
きる。
【0031】またこの端面2Aと基板1の端面1Aとの
間隔を50μm〜500μmとすることによって、入射
光量の極端な低減化を招くことなく、十分ここにおける
反射光を低減化することができる。
【0032】更にまた光入射端面に無反射コート層を形
成する場合、或いは端面1Aを斜め研磨することによっ
て、更に戻り光の低減化をはかってレーザ光源の安定化
をはかることができる。
【0033】また、光導波路2の光出射側の端面2Bを
も基板1の光出射側の端面1Bに対して内側に設けて構
成することにより、この出射側の光導波路端面2Bにお
ける反射を抑制することができて、光源への戻り光量を
更に低減化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明光導波路装置の一例の略線的斜視図であ
る。
【図2】本発明光導波路装置の他の例の略線的斜視図で
ある。
【図3】本発明光導波路装置の説明図である。
【図4】本発明光導波路装置の特性を示す図である。
【図5】従来の光導波路装置の構成図である。
【図6】従来の光導波路装置の一例の略線的斜視図であ
る。
【図7】従来の光導波路装置の他の例の略線的斜視図で
ある。
【図8】従来の光導波路装置の説明図である。
【図9】従来の光導波路装置の特性を示す図である。
【符号の説明】
1 基板 1A 端面 1B 端面 2 光導波路 2A 端面 2B 端面 3 無反射コート層 4 レーザ 5 集光系 6 集光系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 康俊 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の一主面上に上記基板に対して高屈
    折率の光導波路が形成されて成り、上記光導波路の光入
    射側の端面が上記基板の光入射側の端面に対して内側に
    設けられて成ることを特徴とする光導波路装置。
  2. 【請求項2】 上記光導波路の光入射側の端面と上記基
    板の光入射側の端面との間隔が50μm以上500μm
    以下とされて成ることを特徴とする上記請求項1に記載
    の光導波路装置。
  3. 【請求項3】 上記基板の光入射側の端面に無反射コー
    ト層が被着されて成ることを特徴とする上記請求項1に
    記載の光導波路装置。
  4. 【請求項4】 上記基板の光入射側の端面が斜め研磨さ
    れて成ることを特徴とする上記請求項1に記載の光導波
    路装置。
  5. 【請求項5】 上記光導波路の光出射側の端面が上記基
    板の光出射側の端面に対して内側に設けられて成ること
    を特徴とする上記請求項1に記載の光導波路装置。
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