JPS6083005A - 光導波路およびその製造法 - Google Patents

光導波路およびその製造法

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JPS6083005A
JPS6083005A JP19073983A JP19073983A JPS6083005A JP S6083005 A JPS6083005 A JP S6083005A JP 19073983 A JP19073983 A JP 19073983A JP 19073983 A JP19073983 A JP 19073983A JP S6083005 A JPS6083005 A JP S6083005A
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JP
Japan
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optical waveguide
single crystal
iron
garnet
film
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Pending
Application number
JP19073983A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Kobayashi
俊雄 小林
Kazumasa Takagi
高木 一正
Tokumi Fukazawa
深沢 徳海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光通信に使用される光導波路およびその製造方
法に関する。
〔発明の背力t〕
近年、光通信の実用化が急速に進展しておシ、光部品の
小型化、高信頼化に対する研究開発が盛んに押し進めら
れている。光通信システムの構成要素にはレーザー光源
の安定化を図るため磁気光学材料からなる光アイソレー
タが使用される。
従来の光アイソレータとしては第1図に示すような基本
構成からなるものが知られている。[例えば滝、宮崎、
赤尾、信学技報MW 8O−95(1981)]ずなわ
ち、GGG単結晶基板1上にRFスパッタリング法で作
成したBi:YIG薄膜2およびZnO上層部3から構
成され、さらに、Atクラッド層のモード選択回路4、
磁化膜からなる非相反回路5、および相反回路6、ルチ
ルプリズム7を付加した構造である。この光アイソレー
タにおいてはルチルプリズム7より入射したレーザー光
はファラデー効果およびコツトン・ムートン効果の影響
を受けて偏波面が回転し、他端のルチルプリズム8よす
出射するが、他端のルチルプリズム8よシ入射した光は
ファラデー効果およびコツトン・ムートン効果の影響に
よって、さらに偏波面が回転するため手前のルチルプリ
ズム7を通過することはできない。
以上が従来の光アイソレータの代表的な例である。しか
し、このような構成の光アイソレータは一般に酸化物か
らなる単体部品を集めて構成されており、光集積回路に
適用する際、光源として一般に使用される■−■化合物
半導体レーザーあるいは■−V化合化合物半導体光路波
路ノリシックに結合することは不可能であった。
〔発明の目的〕
したがって、本発明は上述の問題点を解決するためにな
されたものであシ、本発明の目的は■−■化合物半導体
レーザーあるいは■−■化合物半導体光導波路とモノリ
シックに結合できる構造を有する光導波路を提供するこ
と、本発明の他の目的は小型の平面型光導波路を提供す
ること、本発明の更に他の目的は埋込み型光導波路を提
供すること、本発明の更に他の目的は鉄ガーネットから
なる光導波路と提供すること、本発明の更に他の目的は
本発明の光導波路からなる光アイソレータを提供するこ
と、本発す」の更に他の目的は本発明の光導波路を用い
た光集積回路を提供すること、本発明の更に他の目的は
本発明の光4波路の製造方法を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明は材質の異なる基板上に形成した鉄を含ま;デい
ガーネットの島状薄膜をゾーンメルト法で単結晶化し、
この単結晶部を梅結晶として鉄ガーネツト薄膜を固相成
長させることによって鉄ガーネツト光導波路を形成する
ものである。
非晶質材料上に単結晶薄膜を形成する技術としては、た
とえばJ−F、 Gibbongらの発表による非晶質
513N4上に島状に形成した多結晶SIをレーザーア
ニール法によって単結晶化する方法が挙げられる[J、
 F、 Gibbons et at、、 Appl 
pHys。
Lett、、 34 、 (12)、 831 (19
79)l。本発明は鉄を含まないガーネット膜のレーザ
ーアニールによるゾーンメルト実験、さらに鉄を含まな
いガーネット単結晶上への鉄ガーネツト単結晶膜の固相
エピタキシー成長実験奮行なった結果、所定の単結晶膜
が得られる技術を確定したことに基づくものである。さ
らに、本発明はこの方法によって形成した島状単結晶膜
が光導波路、とくに埋込み型光導波路として機能するこ
とを見出したことによってなされたものである。
なお、本発明において、鉄を冨まないガーネット膜上に
鉄カーネット膜を形成する理由は次のとおシである。す
なわち、種類の異なる基板上に光導波路のような細長い
単結晶領域を形成するためには固相成長よシ液相成艮の
方が有利であシ、ゾーンメルトが好ましい。しかしなが
ら、鉄ガーネットは分解溶融型化合物であるため溶融さ
せることはできない。このため、一旦鉄を含まないガー
ネット単結晶膜をゾーンメルト法で形成した後、その上
に鉄ガーネツト膜を固相成長させる必要がある。さらに
、鉄ガーネツト光導波路に対してその周囲を屈折率の少
し小さい鉄を含まないガーネットで覆うことによって、
よシ効率の高い光導波特性を得ることができる。
〔発明の実施例〕
以下、実施例によυ本発明の詳細な説明する。
実施例1 第2図には本発明における光導波路の形成プロセスの一
例を示す。GaAS基板9上にS j 02あるいはS
i3N4等の非晶質膜10を形成し、その表面の一部を
細長い島状のGd3Ga5012で満たした。
G d s (i a s 012の形成はスパッタ蒸
着法が好ましい。
ツイテ、Gd3Ga5O12の島に沿ってレーザービー
ム13を走査し、Qd3Ga5012のゾーンメルトを
行なった。このとき、溶融したG(13Ga5012は
熱伝導度の低い5i02あるいは5isNa等の非晶質
材料10に囲まれているため、温度の低い表面から結晶
化が生じ、第2図に示したような細長い単結晶領域11
全形成した。なお、本実施例では非晶質材料10に接す
る部分12では多結晶の発生が観察さ扛た。
このようにして形成した島状Gd3 Gas 012単
結晶領域の上には第3図に示すようにY3Fe5O12
膜18をGd 3 G as 012単結晶領域16ニ
沿ツテ島状に形成した後、600〜800cに加熱して
Ys F e 5012の固相成長を行なった。この結
果、YaFes01218はGd3Ga5O12を単結
晶基板として島状単結晶に成長させることができた。さ
らにこの上にGd3 Ga 5Q 、2膜を蒸着するこ
とによって屈折率の少し小さい上層部を形成し、本発明
の埋込み型光導波路を作成した。
実施例2 第4図に示すように、lnp単結晶丞板2o上に形成し
たInGaAsP半へ11体レーザー210光軸延長上
に実施例1で示した方法にょっでGd3Ga5012単
結晶領域23を形成し、さらにS I 3N 4薄膜2
4を図のようにプラズマC’VD法で蒸着し/ζ。
ついで、Y3Fe6012薄膜25をGds Gas 
012単結晶領域23および5jsN4膜24上に形成
した後、同相エピタキシー成長法で単結晶化を図った。
この結果、Y 3Fes 012薄膜25 ハS is
 N4 i上まで成長を続け、レーザ一部21との界面
まで単結晶化することができた。さらに、Gd3 Ga
3012薄膜26で覆うことによシ、レーザ一部の光軸
延長上にY’3 Fe5012からなる光導波路を形成
することができた。
実施例3 実1ilx例2 K>イテ、Y3Frs−Ot2(1)
代ゎシに、(YBi>3Fe5012単結晶薄膜からな
る光導波路を形成した。ついで、第5図に示すように、
Gd5Gas 0121換32上にA7薄膜からなるモ
ード選択回路34および35を形成し、さらに磁化膜か
らなる相反および非相反回路36を形成した。
このようにして作製しグヒ光導波路は半導体レーザー3
3から出射したレーザー光全減衰することなく他端から
出射するが、他端から入射した光はレーザ一部33に遅
するまでに渡設さゼるために光アイソレータとして機能
することが明らかになった。さらに、本発明の光アイソ
レータはレーザー光源部と同一基板を用いて一体になっ
ていることが特徴であり、小型化、高信頼化を達成する
とと第1表で示す鉄を含まないガーネット膜を形成し、
これをレーザー照射によってゾーンメルトすることによ
シ単結晶化した。さらにこの単結晶領域上に第1表で示
す鉄ガーネツト膜を島状に形成し、同相エピタキシー成
長によって鉄カーネット単結晶膜を形成した。
第1表 この結果得られた細長い鉄ガーネット単結晶は光導波路
として機能することが確認された。また、この鉄ガーネ
ツト単結晶上に再び鉄を含″!!、ないガーネット膜を
蒸着することによって、より光とじ込め効率の良い光導
波路を形成することができた。
〔発明の効果」 以上の実施例で示したように、本発明の光導波路は■−
■化付化学物半導体レーザーいは■−■−■物半導体光
導波路とモノリシックに結合できる構造を有しているの
で、小型、高信頼の光アイソレータ、光来椋回路を形成
することができる。
また、本発明の方法によれば平面型光導波路、埋込与型
光導波路を容易に形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光アイソレータの構成図、第2図は本発
明の一実施例としてのレーザー照射によって島状Gd3
Ga5O12膜を単結晶化するプロセスを示す図、第3
図は本発明の光導波路を示す図、第4図は本発明の他の
実施例としてのレーザー光源部とモノリシックに結合し
た光導波路を示す断面図、第5図は本発明の更に他の実
施例としてのレーザー光源部とモノリフツクに結合した
光アイソレータを示す図である。 1・・・GGG単結晶基板、2・・・Bi:YIG薄膜
、3・・・ZnO上層部、4・・・モード選択回路、5
・・・非相反回路、6・・・相反回路、7,8・・・ル
チルプリズム、9・・・GaA3単結晶基板、10・・
・5i02あるいは5i3N4等の非晶質膜、11−=
Gd3Ga5012単結晶領域、12・・・Gd5(J
a5012多結晶領域、13・・・レーザービーム、1
4・・・GaAs単結晶基板、15・・・S i 02
6るいはSi3N4等の非晶質膜、16− Gd 3 
Qa 5012単結晶領域、17−Gci3Gas01
2多結晶領域、1 B −Ya Fe5O12単結晶膜
、19・−・ocl、oa、 01m薄膜、20 ・I
 n P単結晶基板、21−InGaAsP半導体V−
ザー、22−8iO2膜、23・・−Gd3Qa5Q1
2単結晶領域、24−8r3N4膜、25−YsFe5
0sz単結晶膜、26 ”4ds Ga5O12薄膜、
27・・・InP単結晶基板、28・・・5in2膜、
29 ・・・oa、oa 5012単結晶領域、30−
GdsGasOt2多m晶領域、31 ・= (YB 
i)s F”esO12単結晶薄膜、32、’、、Qd
3Qa5012薄膜、33−InGaAsP半導体レー
ザー、34.35・・・モート°選択回路、36第 l
 l 第 2 図 第 3 図 3 第 4 口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、鉄を含まないガーネット単結晶領域を該ガーネット
    よシ熱伝導度の低い材料と鉄カーネット単結晶層の間に
    存在せしめることを特徴とする光導波路。 2、特許請求の範囲第1項において、上記光導波路をl
    [I−V化合物基板上に形成することを特徴とする光導
    波路。 3、上記光導波路を鉄を含まないガーネット薄膜で覆う
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光導波路
    。 4、鉄を含まないガーネット薄膜をゾーンメルト法で単
    結晶化する工程、および単結晶化した鉄を含まないガー
    ネットを種結晶として上記鉄ガニネット薄膜を固相エピ
    タキシー法で単結晶化する工程を含むことを特徴とした
    先導波路製造方法。
JP19073983A 1983-10-14 1983-10-14 光導波路およびその製造法 Pending JPS6083005A (ja)

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US06/660,144 US4691983A (en) 1983-10-14 1984-10-12 Optical waveguide and method for making the same

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139502A (ja) * 1988-11-21 1990-05-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光アイソレータと磁気光学素子と光集積回路と磁気光学素子の製造方法と光集積回路の製造方法
JP2005536874A (ja) * 2002-08-19 2005-12-02 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 基板上のフィルム領域を処理して、こうした領域内及びその端部領域をほぼ均一にするレーザ結晶化プロセス及びシステム、及びこうしたフィルム領域の構造
JP2008139517A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Hoya Corp 光導波路回路基盤

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