JP2752848B2 - 干渉フィルタ付光導波路の作製方法 - Google Patents
干渉フィルタ付光導波路の作製方法Info
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Description
た光導波路を作製する方法に関するものであり、複数の
波長による光電送や光信号処理等に使用されるものであ
る。
ると、本来の光導波路機能に干渉フィルタの波長選択機
能を付加することができる。そのような目的で作成され
る干渉フィルタ付光導波路の一例を図5に示す(高戸
他、「光合分波器」、特開昭63−33713号)。図
5(a)は、光導波路の平面図、図5(b)は、基板面
に垂直な同図(a)中A−A’線(光軸)断面図であ
る。同図に示すように、基板1aには方向性結合器6a
を構成する結合光導波路2a,2’aが形成されると共
に各結合光導波路2a,2’aの入出側に接続する光路
変換用曲がり光導波路3aが各々形成され、更に、光路
変換用曲がり光導波路3aの入力側に接続する入力光フ
ァイバ接続用直線光導波路4a,4’a及びその出力側
に接続する出力光ファイバ接続用直線光導波路5a,7
a及び5’a,7’aが形成されている。
7aの間及び出力光ファイバ接続用直線光導波路5’a
と7’aの間には、干渉フィルタ9a,10aが介装さ
れている。干渉フィルタ9a、10aは、光導波路を横
断して形成された溝8aに挿入されている。入力光ファ
イバ接続用直線光導波路4a,4’aには光ファイバ3
7a,37’aが、また、出力光ファイバ接続用直線光
導波路7a,7’aには光ファイバ11a,11’aが
各々、両者の光軸が一致するように連結されている。こ
のような構成の干渉フィルタ付光導波路において、一方
の入力光導波路37aから波長λ1,λ2の光を入力する
と、方向性結合器6aにおいて、波長λ1,λ2の光のう
ち波長λ1の光のみが、結合光導波路2aから結合光導
波路2a’へ結合する。つまり、波長λ1の光は、光導
波路5’aへ、波長λ2の光は光導波路5aへ別れて伝
搬する。
十分でない為、波長λ1,λ2の光をそれぞれの光導波路
5’a,5aへ完全に分離することができない。そこ
で、干渉フィルタ9a,10aにそれぞれ異なる波長選
択性を持たせることにより、波長λ1,λ2の光を完全に
分離することとしている。即ち、干渉フィルタ9aを、
波長λ2の光を透過し、且つ、波長λ1の光を反射するも
のとし、干渉フィルタ10aを、波長λ1の光を透過
し、且つ、波長λ2の光を反射するものとすることによ
り、波長λ1,λ2の光を完全に分離することができるの
である。例えば、波長λ1,λ2として波長1.5〜1.6μ
m、波長1.25〜1.35μmと広い波長帯の光を使用する場
合、損失1dB,分離度25dBとなり、十分実用的な
分波特性が得られている。
いて、それぞれの透過波長の透過率は100%ではない
ため、フィルタ面で反射する反射光には、フィルタの反
射帯域の波長成分だけではなく、透過帯域の波長成分も
含まれる。この為、干渉フィルタ9a,10aからの反
射光が光導波路5a,5’aに逆方向に伝搬して光源ま
で戻ると、光源の不安定動作を招き、その結果、電送特
性が劣化する問題がある。このため、干渉フィルタ9
a,10aからの反射光ができるだけ光源に戻らないよ
うにすることが、干渉フィルタ付光導波路を構成する上
で重要な条件となっている。
0aのフィルタ面を、光導波路5a,5’aに対して垂
直ではなく、一定の角度傾けることにより、干渉フィル
タ9a,10aの反射光を、光導波路5a,5’aのコ
ア外へ放射させ、光導波路5a,5’aのコア内には結
合しないようにしている。このようにすることにより、
反射光は、次式に示す分だけ減衰する。 L=−10・log[exp−(2πnwθ/λ)2] …(1) 但し、Lは反射減衰率(単位dB、フィルタ入力光と反
射光の比)、wはモードフィールド半径(m)、θは干
渉フィルタの傾斜角(単位ラジアン、垂直方向からの傾
き角)、λは波長(m)、nは光導波路の屈折率であ
る。この式(1)から明らかなように、傾斜角θを大き
くすればするほど、反射減衰率Lは大きく、つまり、反
射光の減衰が大きくなる。また、必要な反射減衰率Lが
判れば、式(1)から計算される傾斜角θだけ、干渉フ
ィルタを傾ければ良い。
フィルタ付光導波路において、干渉フィルタ9a、10
aは基板1aの溝10aに挿入されているため、干渉フ
ィルタ9a、10aを光導波路に対して傾斜角θとする
ために、溝10aを基板1aの面内において傾斜角θで
傾斜させている。この為、従来では次のような問題があ
った。即ち、図6に示すように、複数の光導波路(図示
省略)が形成されている円形のウェハ12aから矩形の
基板を多数作製する場合、一般に、円形のウェハ12a
には仕切り線13a,14aが碁盤目状に形成される。
そして、仕切り線13a,14aに沿ってウェハ12a
を一挙に切り出すことにより、仕切り線13a,14a
によって区画された矩形の基板が光導波路チップとして
多数作製される。
光導波路チップと入出力光ファイバを接続する際に、光
ファイバと光導波路との光軸を一致させる必要がある
為、切り出し線13aは入出力光導波路と平行に、切り
出し線14aは入出力光導波路と垂直になるように設定
される。この為、ウェハの基板面において干渉フィルタ
の挿入される溝は、切り出し線14aに対して傾斜角θ
となるように溝加工している。この結果、ウェハの状態
における個々の光導波路チップにおける溝の位置は、そ
れぞれ異なる位置となる。このような溝の位置ずれは、
ウェハ12a上で最も離れた光導波路チップ16a、1
7aとの間で最大となり、例えば、4インチのウェハ上
に、傾斜角θ=6°の溝を形成する場合、概ね1.1cm
(=10cm×tan6°)位置ずれとなる。
食い込み、最悪の場合には、隣のチップまで溝位置がず
れて、本来形成したい位置に溝が形成できないこととな
っていた。そこで、ずれの分を光導波路の設定段階で予
め見込めば、これを避けることができるが、チップの寸
法が大きくなり、ウェハ当たりのチップ生産量が著しく
低下する。これを避ける為に、光導波路チップに切り出
した後に、個々に溝加工すれば、チップ寸法を大きくせ
ず、且つ、決まった位置に溝を加工することができる
が、作業性が大幅に低下する問題がある。本発明は、上
記従来技術に鑑みてなされたものであり、作業性を低下
させず、チップの寸法を大きくさせることなく、高反射
減衰量の干渉フィルタ付光導波路を作製する方法を提供
することを目的とする。
発明の構成は基板上に光導波路よりなる光導波回路を構
成すると共に該光導波路を横断し、且つ、深さ方向に対
して垂直方向より所定の角度傾斜している溝を形成し、
該溝に干渉フィルタを挿入してなる干渉フィルタ付光導
波路を作製する方法において、連結した複数の光導波路
チップを回転するブレードの回転面に対して垂直な面か
ら所定角度傾斜させて固定し、前記回転するブレードで
前記光導波路の前記基板底部まで達しない前記溝を形成
することを特徴とする。
参照して詳細に説明する。図1〜図4に本発明の一実施
例を示す。同図に示すように、Si基板1には方向性結
合器6を構成する結合光導波路2,2’が形成されると
共に各結合光導波路2,2’の入出側に接続する光路変
換用曲がり光導波路3が各々形成され、更に、光路変換
用曲がり光導波路3の入力側に接続する入力光ファイバ
接続用直線光導波路4,4’及びその出力側に接続する
出力光ファイバ接続用直線光導波路5,7及び5’,
7’が形成されている。光導波路2,2’,3,4,
4’,5,5’,7及び7’は、比屈折率Δ=0.3%、
8μm×8μmのコア形状を有している。方向性結合器
6は、波長1.3μm近傍の光と、波長1.55μm近傍の光
を分離する特性を有する。
の間及び出力光ファイバ接続用直線光導波路5’と7’
の間には、干渉フィルタ9,10が配設されている。干
渉フィルタ9,10は、光導波路を横断するように形成
された溝8に挿入されている。この溝8は、光導波路チ
ップの切り出し側面に対して垂直又は平行である。ま
た、この溝8は、基板面に対して垂直方向、即ち、深さ
方向について、垂直方向より傾斜角θ=6°で傾斜して
いる。この溝8の幅は40μmであり、干渉フィルタ
9,10の幅は30μmであり、干渉フィルタ8,10
は接着材により溝8内に固定されている。干渉フィルタ
9は波長1.3μmの光を透過し、波長1.55μmの光を反
射する特性を持つ短波長通過型フィルタであり、また、
干渉フィルタ10は波長1.55μmの光を透過し、波長1.
3μmの光を反射する特性を持つ長波長通過型フィルタ
である。一方、入力光ファイバ接続用直線光導波路4,
4’には光ファイバ37,37’が、また、出力光ファ
イバ接続用直線光導波路7,7’には光ファイバ11,
11’が各々、両者の光軸が一致するように接続されて
いる。
付光導波路は、次のようにして作製する。先ず、石英ガ
ラス光導波路は、ウェハの状態におけるSi基板の上に
スート堆積、ガラス化処理、ドライエッチングによるパ
ターン化により作製する(N.Takato et.al. Electron.l
ett.vol.22,pp.321〜322,1986)。光導波路には、SiO
2ガラスにTiO2が数%添加されており、TiO2の添加
量により、光導波路の屈折率が制御される。
2に対して、破線15に沿い、切り出し線13に略垂直
となるように溝を順次形成した。ウェハ12は台座18
に固定され、溝の形成は市販のダイシングソーを用い
た。台座18はダイシングソーのブレード19に対して
ウェハ12の基板面が6°の角度をなすように傾斜して
いる。この為、ウェハ12に作製される溝は、切り出し
線13に対して略垂直であり、その基板面に対して、つ
まり、深さ方向に対して垂直方向より6°の角度をなし
て傾くことになる。溝加工後、ウェハ12を別の台座
(図示省略)に移転し、切り出し線13,14に沿って
光導波路チップに切り出し、その後、溝に干渉フィルタ
を挿入し、接着材で固定した。その後、比屈折率Δ=0.
3%、コア径9μmの単一モードファイバと接続して干
渉フィルタ付光導波路とした。このようにして図3に示
す干渉フィルタ付光導波路を多数個作製することができ
た。
について測定した。その結果、一方の光ファイバから入
射した1.25〜1.35μmの波長帯域と1.5〜1.6μmとの混
合光のうち、前者を光ファイバ11へ、後者を光ファイ
バ11’に分離して出力すると、その損失は約1dBで
あった。また、波長分離度、即ち、一方の波長帯域の光
が他方の波長帯域の光に混入する量は、−55dBであ
った。更に、反射減衰率は、干渉フィルタを6°に傾け
た効果により、両帯域の中心波長1.31μm及び1.55μm
において測定限界と思われる55dBが得られた。本実
施例の干渉フィルタ付光導波路は、低損失で、波長分離
度及び反射減衰力が高く、且つ、作業性が良好で、チッ
プ寸法を大きくすることはなく生産性が優れるものであ
る。
3を参照して説明する。本実施例では、波長無依存の方
向性結合器を用い、複数の光導波路を1チップ内に形成
したものである。即ち、基板1上には複数の方向性結合
器20が配置されると共にこれらは光導波路24,2
4’,25,25’,26,26’を介してそれぞれ入
出力用光ファイバ18、18’,19,19’に接続し
ている。各方向性結合器20は、波長無依存であり、二
つの方向性結合器21,22からなるマッハ・ツェンダ
ー干渉計の二つのアーム間に微小光路差を付与したもの
であり、平坦性の良い結合特性が得られる(K.jinguji,
‘Mach-Zehnder interferometer type optical wavegui
de coupler with wavelength-flattened coupling rati
o ’,Electronics letters, vol.26,p.1326(1990) )。
基板1には、入力光導波路24,24’を横断する溝2
3が前述した第一の実施例と同様な方法により形成さ
れ、この溝23に干渉フィルタ27が挿入されている。
多少の損失増が許容されれば、曲がり部分の光導波路2
6,26’に干渉フィルタ27を配設しても良い。
ファイバの試験等で用いる光アクセッサとして好適であ
る。例えば、入力用光ファイバ18に波長λ1のレーザ
ダイオードを、出力用光ファイバ19に光ファイバ伝送
路を接続してレーザダイオードから光信号を伝送路に送
出している最中に、他方の入力用光ファイバ18’から
光パルス試験器(OTDR:Optical Tim Domain Refre
ctometer)による波長λ2のパルス試験光を結合部を介
して光ファイバ伝送路に導入し、光導波路の障害探索を
行うことができる(富田他、「光線路試験・管理システ
ムの構成法」、1990年電子通信情報学会春季全国大
会論文集、B−888)。この際、干渉フィルタ27と
して波長λ1の光を透過し、波長λ2の光を遮断するもの
を用いれば、光信号に影響を与えずに光パルス試験が行
える。しかも、干渉フィルタが傾けられているので、レ
ーザダイオードに戻る反射光は殆どない。
4を参照して説明する。本実施例は、方向性結合器を省
略して、干渉フィルタの波長選択特性のみを付与したも
のである。即ち、基板1に設けられた直線光導波路28
には干渉フィルタ29が配設され、干渉フィルタ29
は、前述した実施例と同様な方法で形成された溝に挿入
されている。直線光導波路28は、光を導波する機能し
か持たず、波長選択特性を有しない。本実施例では、方
向性結合器を持たないため、チップ寸法を極めて小さく
することが可能であり、例えば、チップの取扱性を考慮
した必要最低限の大きさとして、3×5mm2とする
と、4インチウェハから500個近い干渉フィルタ付光
導波路を作製することができる。尚、上記実施例で使用
した光導波路の種類及び製法、干渉フィルタの種類等は
一例であり、本発明は、フィルタ機能を付加すべき光導
波路の種類、イオン拡散等光導波路の製法、干渉フィル
タの種類等としては、上記実施例に限るものではない。
たように、本発明に係る干渉フィルタ付光導波路の作製
方法は低損失で波長分離度が良く、また、反射減衰率が
高い干渉フィルタ付光導波路を効率的に作製でき、更
に、チップの寸法を大きくさせることなく、また、生産
性を著しく向上させることが可能となる。即ち、本発明
は、ウェハの状態で複数の光導波路チップに対して傾斜
した溝を同時に加工できるので、個々の光導波路チップ
に切り出した後に溝を加工する場合に比較して作業性が
大幅に向上する。また、個々の光導波路チップにおける
溝の位置は何れも等しくなるため、ウェハの状態で複数
の光導波路チップを切り出し線に対して斜めに溝を入れ
ることにより、溝の位置が個々の光導波路チップでずれ
てしまう従来技術に比較して、チップ寸法を小型化でき
る、或いは、ウェハ当たりのチップ生産量を増大できる
利点がある。
渉フィルタ付光導波路の平面図、同図(b)は同図
(a)中のA−A’線断面図である。
れたウェハの平面図、同図(b)は、台座に固定された
ウェハの側面図である。
導波路の平面図である。
導波路の平面図である。
の平面図、同図(b)は同図(a)中のA−A’線断面
図である。
面図である。
2,2’,3,4,4’,5,5’,24,25,2
6,28 光導波路 7,7’,7a,7’a,11,11’,11a,1
1’a,18,18’、19,19’ 光ファイバ 6,6a,20,22 方向性結合器 8,23 溝 9,9a,10,10a,27,29 干渉フィルタ 12,12a ウェハ 13,13a,14,14a チップ切り出し線
Claims (1)
- 【請求項1】 基板上に光導波路よりなる光導波回路を
構成すると共に該光導波路を横断し、且つ、深さ方向に
対して垂直方向より所定の角度傾斜している溝を形成
し、該溝に干渉フィルタを挿入してなる干渉フィルタ付
光導波路を作製する方法において、連結した複数の光導
波路チップを回転するブレードの回転面に対して垂直な
面から所定角度傾斜させて固定し、前記回転するブレー
ドで前記光導波路の前記基板底部まで達しない前記溝を
形成することを特徴とする干渉フィルタ付光導波路の作
製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4138571A JP2752848B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 干渉フィルタ付光導波路の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4138571A JP2752848B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 干渉フィルタ付光導波路の作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05333222A JPH05333222A (ja) | 1993-12-17 |
JP2752848B2 true JP2752848B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=15225247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4138571A Expired - Lifetime JP2752848B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 干渉フィルタ付光導波路の作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2752848B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3708306B2 (ja) * | 1997-10-06 | 2005-10-19 | 富士通株式会社 | 波長分割多重光デバイス及びその製造方法 |
JP2005309008A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光受信器 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2418994C2 (de) * | 1974-04-19 | 1982-11-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Wellenleiterstruktur mit Dünnschichtfilter und Verfahren zu deren Herstellung |
JPS6333713A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP4138571A patent/JP2752848B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05333222A (ja) | 1993-12-17 |
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