JPH1068916A - 光導波路デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

光導波路デバイスおよびその製造方法

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JPH1068916A
JPH1068916A JP8245660A JP24566096A JPH1068916A JP H1068916 A JPH1068916 A JP H1068916A JP 8245660 A JP8245660 A JP 8245660A JP 24566096 A JP24566096 A JP 24566096A JP H1068916 A JPH1068916 A JP H1068916A
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JP
Japan
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optical waveguide
optical
face
optical fiber
waveguide device
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Withdrawn
Application number
JP8245660A
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English (en)
Inventor
Ryuji Osawa
隆二 大沢
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光導波路素子と光ファイバの接合部での反射
による戻り光を低減し、かかる反射戻り光が光ファイバ
を通って光源に入射することを排除し、信頼性を維持す
る光導波路デバイス、および同一の光導波路基板素材か
ら複数の光導波路素子の有効な取得を含む光導波路デバ
イスの製造方法を提供すること。 【解決手段】 入射光導波路又は出射光導波路4の少な
くとも一端面は、光導波路素子の厚さ方向に傾斜し、端
面と光導波路が形成された面は、垂直から有限な角度α
をなし、光導波路の端面に接合される光ファイバ6と光
ファイバ6の端面の法線aは、光導波路素子の厚さ方向
に有限の角度βをなし、かつ二つの有限の角度α,βの
正弦値の比は、光導波路および光ファイバの屈折率の比
に逆比例するように形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学効果を示
す基板に形成された光導波路を利用した光変調器、光電
界センサ等から構成される光導波路デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】光変調器、光電界センサ等のデバイスに
使われる光導波路素子には、電気光学効果を示すニオブ
酸リチウム等の材料が基板として用いられる。
【0003】光導波路素子は、前記ニオブ酸リチウム結
晶からなる基板上にTiの熱拡散によって分岐干渉型光
導波路を形成し、さらに分岐干渉型光導波路の位相シフ
ト光導波路の近傍に変調電極を形成して製作される。
【0004】通常、このような光導波路素子の各パター
ンは、一枚の基板上に複数個並べて形成され、基板を方
形上に切断して、一枚の基板から一度に多くの素子が得
られる。
【0005】光導波路素子を製作する技術には、蒸着あ
るいはスパッタリング技術、フォトリソグラフィー技
術、微細加工技術等の半導体技術を用いる。
【0006】図3は、このようにして作製された光導波
路素子を光変調器として、電気信号から光強度信号への
変調機能を有する光変調装置の構成概略を示す図であ
る。
【0007】図3において、光変調器21の入力電気信
号は、光源22から光ファイバ23等を経由して導かれ
た光の強度信号に変調され、入射光と同じ光ファイバ2
3を反対方向に伝播し、光方向性分離器のひとつである
光サーキュレータ24によって受光器25に導かれる。
【0008】この光変調装置27は、入力電気信号を光
信号に変換し、光信号は光ファイバを伝送されるため、
伝送経路とその周囲との間に、誘導によるノイズの授受
や信号の漏洩がなく、また伝送損失が小さいため遠隔伝
送を可能とするなどの特徴がある。
【0009】図4は、同様に、光導波路素子をセンサヘ
ッドとして、光変調機能を応用して電界を検出する光電
界センサの構成概略を示す図である。
【0010】光電界センサは、センサヘッド31の変調
電極5に接続するダイポールアンテナ32などによって
とらえた電界を、前記光変調器と同様の原理によって検
出する。
【0011】光変調器およびセンサヘッド31等からな
る光導波路素子は、ともに入射光ファイバ23a、およ
び出射光ファイバ23bとそれぞれ接合されている。
【0012】光源22から出射された入射光は、入射光
ファイバ23aを経由してセンサヘッド31や光変調器
等に入射され、またセンサヘッド31や光変調器等から
の出射光は、同様に出射光ファイバ23bを経由して、
受光器25に向けて伝送される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、通常
光導波路素子は、製造上の理由から長方形に加工され、
入射光導波路とその端面は垂直となっている。他方、光
ファイバも、その端面は垂直に形成されている場合が多
い。このため、入射光導波路の端面と光ファイバとの接
合部では、光は光ファイバの端面で、あるいは光導波路
の端面で、それぞれ一部反射し、反射光は再び光ファイ
バを伝わって光源に戻り、光源の動作不安定を招く原因
となっていた。
【0014】本発明の課題は、これら光導波路素子と光
ファイバの接合部での反射による戻り光を低減し、かか
る反射戻り光が光ファイバを通って光源に入射すること
を排除し、信頼性を維持する光導波路デバイス、および
同一の光導波路基板素材から複数の光導波路素子の有効
な取得を含む光導波路デバイスの製造方法を提供するこ
とにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、電気光学効果を示す基板上に形成した
分岐干渉型光導波路から構成される光導波路素子、およ
び光導波路素子に接合し、光導波路素子の光導波路に光
を入射し、または光導波路からの出射光を伝達する光フ
ァイバからなる光導波路デバイスにおいて、光導波路の
少なくとも一端面は、光導波路素子の厚さ方向に傾斜
し、端面と光導波路が形成された面は、垂直から有限な
角度をなし、光導波路の端面に接合される光ファイバと
光ファイバ端面の法線は、光導波路素子の厚さ方向に有
限の角度をなし、かつ二つの有限の角度の正弦値の比
は、光導波路および光ファイバの屈折率の比に逆比例す
るように形成されている光導波路デバイスである。
【0016】本発明は、前記の光導波路デバイスを実
現するために、同一の基板素材上に、同一かつ複数の
分岐干渉型光導波路を平行に形成し、基板素材を、複数
の分岐干渉型光導波路に沿って平行に切断するととも
に、切断によって形成される各辺に隣接する前記光導波
路の少なくとも一方の端面を、基板素材の厚さ方向に傾
斜し、端面と光導波路が形成された面が、有限の角度を
なすように形成する光導波路デバイスの製造方法を提供
する。
【0017】更に、本発明は、前記,の光導波路デ
バイスを実現するために、光導波路の少なくとも一端
面を、光導波路素子の厚さ方向に傾斜し、端面と光導波
路とによって形成された面が有限の角度をなし、光導波
路の端面に接合される光ファイバと光ファイバ端面の法
線は、光導波路素子の厚さ方向に有限の角度をなし、か
つ、二つの有限の角度の正弦値の比は、光導波路および
光ファイバの屈折率の比に逆比例するように形成する形
成する光導波路デバイスの製造方法を提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
【0019】図1は、光導波路素子に光ファイバが結合
された光導波路デバイスを示す説明図である。図1
(a)、図1(b)は、光ファイバ6を接合した光導波
路デバイスのそれぞれ平面図および側面図を示し、図1
(c)は、図1(b)の側面図の各端面の法線および光
ファイバの方向を示す各補助線を付して示したDの拡大
側面図である。aは端面10の法線、bはフェルール8
の方向、cは光導波路(基板1の上面1a)の方向であ
る。
【0020】図1(a)の平面図では、光導波路素子
は、長方形で入射光導波路または出射光導波路4と各端
面はともに垂直になっている。図1(b)の側面図で
は、光導波路端面は、光導波路が形成されている基板の
上面1aとは垂直でなく、厚さ方向に傾斜をもってい
る。
【0021】図1(c)では、光導波路端面の法線aと
光導波路(基板1の上面1a)の方向とが交わる角度を
αとし、光導波路の端面の法線aとフェルール8のなす
角度をβとする。両端面は一致して接続されている。
【0022】光学的結合が達成されるためには、これら
の角度α、βおよびそれぞれの屈折率の間には、(1)
式で示されるように、スネルの法則が成立する。
【0023】 sinα/sinβ=n2/n1 ・・・・・・・ (1)
【0024】ここで、n1およびn2は、それぞれ入射
光導波路または出射光導波路、および光ファイバの屈折
率である。
【0025】以下においては、光導波路素子は、ニオブ
酸リチウム結晶からなる基板1に形成するものとし、n
1=2.22、n2=1.50の各値を使用した。
【0026】光ファイバは、フェルール8を介して光導
波路の端面と光学的に結合されている。ここで、端面の
法線aとその長さ方向、即ち基板1の上面1aとのなす
角度βが8.0゜であるフェルール8を用いると、前記
(1)式から、αは5.4°となる。
【0027】即ち、光導波路素子とフェルール8の接続
は、図1(a)の平面図上では直線状をなし、図1
(b)の側面図では一定の角度をなしている。
【0028】光導波路端面の法線aと光導波路は、側面
図において5.4゜、または−5.4゜の角度をなす。
【0029】接続されるフェルール8は、その端面の法
線aと長さ方向が8.0゜の角度をなす。なおかつ、光
導波路と光ファイバは、これらの差分に等しい角度2.
6゜(β=8.0゜,α=−5.4゜)をなしている。こ
の時、これらの間には、前記スネルの法則が成立し、光
学的結合が成り立つ。
【0030】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。
【0031】図2は、本発明の実施例における基板素材
面に形成された複数の光導波路素子のパターンを示す図
である。
【0032】ニオブ酸リチウム結晶の基板素材2上に分
岐干渉型光導波路3が形成され、各分岐干渉光導波路の
位相シフト光導波路の近傍には、金(Au)で変調電極
5を形成した。2aは切断線を示し、この箇所を切断加
工するものである。
【0033】これらの手法は、Ti薄膜の形成、フォト
リソグラフィー技術、熱拡散、スパッタまたは蒸着技術
等によるものであり、個々の詳細な記述は省略する。
【0034】ニオブ酸リチウム結晶の基板素材2の径は
3インチである。光導波路素子は、切断線2aに沿って
切断される。その切断される寸法は、長さ40mm、幅
6.0mmである。切断加工代は0.2mmである。以
上、述べたように、切断加工されて基板素材2上の8個
の分岐干渉光導波路3のパターンを有する光導波路素子
を得る。
【0035】基板素材2と切断ブレードの間の角度は、
各セグメントに1個の分岐干渉型光導波路3が含まれる
ように、光導波路の長さ方向に垂直から5.4゜傾けて
基板素材を切断した。
【0036】その結果、光導波路端面は厚さ方向に傾斜
し、光導波路との角度αは側面図上で5.4゜の角度を
なす。
【0037】その光導波路端面に接合されるフェルール
としては、その端面の法線と長さ方向が8゜の角度をな
すようにする。
【0038】これらの光ファイバ6と光導波路素子は、
入射光導波路または出射光導波路とフェルールが2.6
゜(β=8.0°,α=−5.4°)となるように角度を
調整し、紫外線硬化型接着剤を用いて接合することによ
って、光学的結合がとれた光導波路デバイスが得られ
る。
【0039】これらの角度の形成、あるいは設定角度に
接合する場合の公差は、小さいことが望ましく、0.5
°以内におさめるようにした。
【0040】本発明は、図1に示したように、入射光導
波路および出射光導波路を有する、いわゆる透過型の光
導波路デバイスにおいては、いずれの端面においても有
効である。
【0041】一端面で入射光導波路および出射光導波路
を兼ねる、いわゆる反射型においても、反射部が位相シ
フト光導波路に垂直である限り、本発明は同様に有効で
ある。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、光
導波路素子と光ファイバの接合部での反射による戻り光
を低減し、かかる反射戻り光が光ファイバを通って光源
に入射することを排除し、信頼性を維持する光導波路デ
バイス、および同一の光導波路基板素材から複数の光導
波路素子の有効な取得を含む光導波路デバイスの製造方
法を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】光導波路素子に光ファイバが結合された光導波
路デバイスを示す説明図。図1(a)は、本発明の光導
波路デバイスを示す平面図。図1(b)は側面図。図1
(c)は図1(b)のDの拡大図。
【図2】本発明の実施例における基板素材面に形成され
た複数の光導波路素子のパターンを示す説明図。
【図3】光変調装置の構成概略を示す説明図。
【図4】光電界センサの構成概略を示す説明図。
【符号の説明】
1 基板 1a 上面 2 基板素材 2a 切断線 3 分岐干渉型光導波路 4 入射光導波路または出射光導波路 5 変調電極 6 光ファイバ 7 反射部 8 フェルール 9 支持ブロック 10 端面 21 光変調器 22 光源 23 光ファイバ 23a 入射光ファイバ 23b 出射光ファイバ 24 光サーキュレータ 25 受光器 26 測定器 27 光変調装置 31 センサヘッド 32 ダイポールアンテナ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気光学効果を示す基板上に形成した分
    岐干渉型光導波路から構成される光導波路素子および該
    光導波路素子に接合し、該光導波路素子の光導波路に光
    を入射し、または前記光導波路からの出射光を伝達する
    光ファイバからなる光導波路デバイスにおいて、前記光
    導波路の少なくとも一端面は、前記光導波路素子の厚さ
    方向に傾斜し、該端面と該光導波路が形成された面は、
    垂直から有限な角度をなし、該光導波路の端面に接合さ
    れる前記光ファイバと前記光ファイバ端面の法線は、前
    記光導波路素子の厚さ方向に、有限の角度をなし、か
    つ、二つの前記有限の角度の正弦値の比は、前記光導波
    路および前記光ファイバの屈折率の比に逆比例するよう
    に形成されていることを特徴とする光導波路デバイス。
  2. 【請求項2】 電気光学効果を示す基板上に形成した分
    岐干渉型光導波路から構成される光導波路素子および該
    光導波路素子に接合し、該光導波路素子の光導波路に光
    を入射し、または前記光導波路からの出射光を伝達する
    光ファイバからなる光導波路デバイスの製造方法におい
    て、同一基板素材上に、同一かつ複数の前記分岐干渉型
    光導波路を平行に形成し、前記基板素材を、前記複数の
    分岐干渉型光導波路に沿って平行に切断するとともに、
    前記切断によって形成される各辺に隣接する前記光導波
    路の少なくとも一方の端面を、前記基板素材の厚さ方向
    に傾斜し、該端面と光導波路が形成された面が、有限の
    角度をなすように形成することを特徴とする光導波路デ
    バイスの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の光導波路デバイスの製造
    方法において、前記光導波路の少なくとも一端面を、前
    記光導波路素子の厚さ方向に傾斜し、該端面と光導波路
    が形成された面が、有限の角度をなし、該光導波路の端
    面に接合される前記光ファイバと前記光ファイバ端面の
    法線は、前記光導波路素子の厚さ方向に、有限の角度を
    なし、かつ、二つの前記有限の角度の正弦値の比は、前
    記光導波路および前記光ファイバの屈折率の比に逆比例
    するように形成することを特徴とする光導波路デバイス
    の製造方法。
JP8245660A 1996-08-27 1996-08-27 光導波路デバイスおよびその製造方法 Withdrawn JPH1068916A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002122834A (ja) * 2000-10-19 2002-04-26 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光導波路素子
JP2002131563A (ja) * 2000-10-13 2002-05-09 Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp 偏光依存性損失を減少させた多材料構造物及びその方法
JP2005331885A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Fujitsu Ltd 音響光学デバイスおよび音響光学デバイスの製造方法
JP2010237592A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光素子と光ファイバとの接合構造

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