JPH0756032A - ガラス導波路及びその製造方法 - Google Patents
ガラス導波路及びその製造方法Info
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- JPH0756032A JPH0756032A JP20059093A JP20059093A JPH0756032A JP H0756032 A JPH0756032 A JP H0756032A JP 20059093 A JP20059093 A JP 20059093A JP 20059093 A JP20059093 A JP 20059093A JP H0756032 A JPH0756032 A JP H0756032A
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- waveguide
- core waveguide
- core
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Abstract
(57)【要約】
【目的】多孔質ガラス焼結時に正司Ｓるコア導波路の変
形を防止して、低損失で、良好な伝搬特性を得る。 【構成】コア導波路１の一側と他側とで、焼結時に多孔
質ガラスの収縮量が大きく異なるようなコア導波路部１
ａの近傍に、コア導波路部１ａの変形を防止するダミー
コア導波路６を設ける。ダミーコア導波路６は、コア導
波路部１ａに対して対称に設け、その位置及び大きさは
ガラス導波路の目的とする伝搬特性に影響のないように
配慮する。コア導波路部１ａに異方的な力が働こうとし
ても、その力はダミーコア導波路６によって阻止され、
コア導波路部１ａへの影響を断つ。このためクラッド層
形成時においてもコア導波路部１ａは変形を受けない。
形を防止して、低損失で、良好な伝搬特性を得る。 【構成】コア導波路１の一側と他側とで、焼結時に多孔
質ガラスの収縮量が大きく異なるようなコア導波路部１
ａの近傍に、コア導波路部１ａの変形を防止するダミー
コア導波路６を設ける。ダミーコア導波路６は、コア導
波路部１ａに対して対称に設け、その位置及び大きさは
ガラス導波路の目的とする伝搬特性に影響のないように
配慮する。コア導波路部１ａに異方的な力が働こうとし
ても、その力はダミーコア導波路６によって阻止され、
コア導波路部１ａへの影響を断つ。このためクラッド層
形成時においてもコア導波路部１ａは変形を受けない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラス導波路及びその製
造方法に係り、特にコア導波路に変形のないガラス導波
路に関する。
造方法に係り、特にコア導波路に変形のないガラス導波
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のガラス導波路の断面構造で
ある。このガラス導波路を製造するには、ガラス基板３
上に基板よりも屈折率の高いコアガラス膜を形成し、ホ
トリソグラフィ、反応性イオンエッチングによりコア導
波路１を形成した後、多孔質ガラスを基板３上に堆積さ
せ、焼結により透明なクラッドガラス層２を形成する。
なお、コア導波路１は、通常８×８μm 又は６×６μm
の矩形断面をもつように形成される。
ある。このガラス導波路を製造するには、ガラス基板３
上に基板よりも屈折率の高いコアガラス膜を形成し、ホ
トリソグラフィ、反応性イオンエッチングによりコア導
波路１を形成した後、多孔質ガラスを基板３上に堆積さ
せ、焼結により透明なクラッドガラス層２を形成する。
なお、コア導波路１は、通常８×８μm 又は６×６μm
の矩形断面をもつように形成される。
【０００３】ところで、ガラス導波路に形成されるコア
導波路１は、直線状の単純パターンで構成されるより
も、むしろ複雑な回路パターンで構成され、その複雑な
回路パターン上にクラッドガラスが形成されるものが多
い。例えば、図５に示すパターンは、Ｙ分岐構造をもっ
た１×１６分岐ガラス導波路パターン４であるが、この
パターン上に約２５μm のクラッドガラスが形成され
る。この厚さのクラッドガラスを形成するためには、厚
さ約２５０〜３５０μm の多孔質ガラスを堆積させて焼
結する必要がある。
導波路１は、直線状の単純パターンで構成されるより
も、むしろ複雑な回路パターンで構成され、その複雑な
回路パターン上にクラッドガラスが形成されるものが多
い。例えば、図５に示すパターンは、Ｙ分岐構造をもっ
た１×１６分岐ガラス導波路パターン４であるが、この
パターン上に約２５μm のクラッドガラスが形成され
る。この厚さのクラッドガラスを形成するためには、厚
さ約２５０〜３５０μm の多孔質ガラスを堆積させて焼
結する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に多孔質ガラスを堆積させて焼結すると、多孔質ガラス
の厚さが２５０〜３５０と厚いので、多孔質ガラスが基
板の径方向（厚さと直交する方向）と軸方向（厚さ方
向）とに大きく収縮することになる。このとき、特に図
５のａ−ａ′線上にあるＹ分岐部の根本近くのコア導波
路部５は、その断面を示すと図６のように変形すること
があり、その大きさは内側へ約１°近くも傾斜する場合
がある。その結果、一部の光がコアより漏れて損失増に
なったり、あるいは均等光分配されなかったりして各ポ
ート間の光出力がバラツクという欠点があった。
に多孔質ガラスを堆積させて焼結すると、多孔質ガラス
の厚さが２５０〜３５０と厚いので、多孔質ガラスが基
板の径方向（厚さと直交する方向）と軸方向（厚さ方
向）とに大きく収縮することになる。このとき、特に図
５のａ−ａ′線上にあるＹ分岐部の根本近くのコア導波
路部５は、その断面を示すと図６のように変形すること
があり、その大きさは内側へ約１°近くも傾斜する場合
がある。その結果、一部の光がコアより漏れて損失増に
なったり、あるいは均等光分配されなかったりして各ポ
ート間の光出力がバラツクという欠点があった。
【０００５】また、このことは何も光分岐結合器だけの
問題ではなく、マッハツェンダー形や図７に示すような
ガラス導波路で構成される光合分波器にも当てはまる。
すなわち、コア導波路１間の接近部（ｂ−ｂ′線上）
が、光分岐結合器の場合と同様に図６のように変形する
ことがある。この変形により、例えば波長１．３μm と
１．５５μm 光の合分波特性において、中心波長に±２
０nmと大きなズレが生じ、波長１．３μm の光出射側に
波長１．５５μm の光が大きく洩れ込むという問題があ
った。
問題ではなく、マッハツェンダー形や図７に示すような
ガラス導波路で構成される光合分波器にも当てはまる。
すなわち、コア導波路１間の接近部（ｂ−ｂ′線上）
が、光分岐結合器の場合と同様に図６のように変形する
ことがある。この変形により、例えば波長１．３μm と
１．５５μm 光の合分波特性において、中心波長に±２
０nmと大きなズレが生じ、波長１．３μm の光出射側に
波長１．５５μm の光が大きく洩れ込むという問題があ
った。
【０００６】このようにコア導波路間が接近している部
分のコア導波路は、クラッドガラス形成時に変形を受け
るため、クラッドガラス形成時においてもコア導波路が
変形しない技術の開発が望まれていた。
分のコア導波路は、クラッドガラス形成時に変形を受け
るため、クラッドガラス形成時においてもコア導波路が
変形しない技術の開発が望まれていた。
【０００７】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、低損失で、伝搬特性の良好なガラス導波路及
びその製造方法を提供することにある。
を解消し、低損失で、伝搬特性の良好なガラス導波路及
びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス導波路
は、コア導波路とこれを覆うクラッド層とを基板上に形
成したガラス導波路において、コア導波路の近傍に、ク
ラッド層の形成時に該コア導波路の変形を防止するダミ
ーコア導波路を有しているものである。
は、コア導波路とこれを覆うクラッド層とを基板上に形
成したガラス導波路において、コア導波路の近傍に、ク
ラッド層の形成時に該コア導波路の変形を防止するダミ
ーコア導波路を有しているものである。
【０００９】この場合において、ダミーコア導波路がコ
ア導波路に対して対称に設けられていたり、基板が石英
ガラス基板または表面に石英系ガラス膜を設けたシリコ
ン基板であることが好ましい。
ア導波路に対して対称に設けられていたり、基板が石英
ガラス基板または表面に石英系ガラス膜を設けたシリコ
ン基板であることが好ましい。
【００１０】また、本発明のガラス導波路の製造方法
は、基板上にコア導波路を形成すると共に、その近傍に
多孔質ガラスの焼結時にコア導波路の変形を防止するダ
ミーコア導波路を形成し、これらコア導波路及びダミー
コア導波路を形成した基板上に多孔質ガラスを形成し、
これを焼結して透明なクラッド層を形成するようにした
ものである。
は、基板上にコア導波路を形成すると共に、その近傍に
多孔質ガラスの焼結時にコア導波路の変形を防止するダ
ミーコア導波路を形成し、これらコア導波路及びダミー
コア導波路を形成した基板上に多孔質ガラスを形成し、
これを焼結して透明なクラッド層を形成するようにした
ものである。
【００１１】
【作用】コア導波路の形成後、クラッド層を形成するた
めに多孔質ガラスをコア導波路上に堆積させて多孔質ガ
ラスを焼結ガラス化させる場合、基板上に堆積するガラ
スの堆積量がコア導波路の一側と他側とで異なっている
と、ガラス化による収縮量が異なり、コア導波路の堆積
量の少ない側よりも堆積量の多い側の収縮量が大きくな
って、コア導波路に異方的な力が働き、それによりコア
導波路の変形が生じるものと推定される。
めに多孔質ガラスをコア導波路上に堆積させて多孔質ガ
ラスを焼結ガラス化させる場合、基板上に堆積するガラ
スの堆積量がコア導波路の一側と他側とで異なっている
と、ガラス化による収縮量が異なり、コア導波路の堆積
量の少ない側よりも堆積量の多い側の収縮量が大きくな
って、コア導波路に異方的な力が働き、それによりコア
導波路の変形が生じるものと推定される。
【００１２】本発明では、ガラス化による収縮量が大き
く異なるような、コア導波路間の間隔の狭い部分のコア
導波路の近傍にダミーコア導波路を設けてあるので、コ
ア導波路に異方的な力が働こうとしても、その力はダミ
ーコア導波路によって阻止され、コア導波路への影響が
断たれる。このためクラッド層形成時においてもコア導
波路は変形を受けない。
く異なるような、コア導波路間の間隔の狭い部分のコア
導波路の近傍にダミーコア導波路を設けてあるので、コ
ア導波路に異方的な力が働こうとしても、その力はダミ
ーコア導波路によって阻止され、コア導波路への影響が
断たれる。このためクラッド層形成時においてもコア導
波路は変形を受けない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１はＹ分岐構造をもった１×１６分岐ガラス導波
路であり、図２は図１のｃ−ｃ′線断面図である。この
ガラス導波路は、石英ガラス基板３上にコア導波路１が
形成され、その上にコア導波路１を覆うクラッド層２を
ガラス焼結により形成してある。
る。図１はＹ分岐構造をもった１×１６分岐ガラス導波
路であり、図２は図１のｃ−ｃ′線断面図である。この
ガラス導波路は、石英ガラス基板３上にコア導波路１が
形成され、その上にコア導波路１を覆うクラッド層２を
ガラス焼結により形成してある。
【００１４】この基板３上に形成されたコア導波路１の
うち、Ｙ分岐部の根本のコア導波路部１ａにクラッド層
のガラス焼結時にコア導波路部１ａに働く力によりコア
導波路部１ａが変形するのを防止するダミーコア導波路
６を設けている。
うち、Ｙ分岐部の根本のコア導波路部１ａにクラッド層
のガラス焼結時にコア導波路部１ａに働く力によりコア
導波路部１ａが変形するのを防止するダミーコア導波路
６を設けている。
【００１５】このダミーコア導波路６は、図示例では入
力段の１×２分岐部のコア導波路部１ａでは、その両外
側にコア導波路部１ａに対して対称に設けてある。ま
た、その後段の１×４分岐部では、これを構成する各１
×２分岐部の片外側に設けている。なお、片外側に設け
たダミーコア導波路６は、各１×２分岐部のコア導波路
部１ａに対しては非対称に設けられることになるが、１
×４分岐部全体からみれば対称に設けられていることに
なる。
力段の１×２分岐部のコア導波路部１ａでは、その両外
側にコア導波路部１ａに対して対称に設けてある。ま
た、その後段の１×４分岐部では、これを構成する各１
×２分岐部の片外側に設けている。なお、片外側に設け
たダミーコア導波路６は、各１×２分岐部のコア導波路
部１ａに対しては非対称に設けられることになるが、１
×４分岐部全体からみれば対称に設けられていることに
なる。
【００１６】これらのダミーコア導波路６は、ガラス導
波路の目的とする伝搬特性に影響のない場所、大きさに
設ける。すなわち、ダミーコア導波路の設置場所は、コ
ア導波路の一側と他側とでガラス堆積量が大きく異なっ
て変形を受けやすいＹ分岐部の根本のコア導波路部１ａ
の近傍が最適である。また、ダミーコア導波路の大きさ
は、コア導波路部１ａの矩形断面８×８μm 又は６×６
μm と同じ大きさでもよいが、好ましくは幅、高さ共に
コア導波路部１ａよりは大きな断面で構成して、それ自
体で変形に耐えられるようにする。特に、幅をコア導波
路部１ａの幅の１．５倍以上とすることにより変形をほ
ぼ完全に抑えることができる。
波路の目的とする伝搬特性に影響のない場所、大きさに
設ける。すなわち、ダミーコア導波路の設置場所は、コ
ア導波路の一側と他側とでガラス堆積量が大きく異なっ
て変形を受けやすいＹ分岐部の根本のコア導波路部１ａ
の近傍が最適である。また、ダミーコア導波路の大きさ
は、コア導波路部１ａの矩形断面８×８μm 又は６×６
μm と同じ大きさでもよいが、好ましくは幅、高さ共に
コア導波路部１ａよりは大きな断面で構成して、それ自
体で変形に耐えられるようにする。特に、幅をコア導波
路部１ａの幅の１．５倍以上とすることにより変形をほ
ぼ完全に抑えることができる。
【００１７】このようなダミーコア導波路６を持つＹ分
岐ガラス導波路のｃ−ｃ′線断面を図２に示す。ダミー
コア導波路６を近傍に有すると、コア導波路部１ａに異
方的な力が働こうとしても、その力はダミーコア導波路
６によって阻止され、コア導波路１への影響が断たれ
る。このためクラッド層２の形成時においてもコア導波
路は変形を受けず、クラッド２層の形成後でもコア導波
路１ａの形状は保たれる。
岐ガラス導波路のｃ−ｃ′線断面を図２に示す。ダミー
コア導波路６を近傍に有すると、コア導波路部１ａに異
方的な力が働こうとしても、その力はダミーコア導波路
６によって阻止され、コア導波路１への影響が断たれ
る。このためクラッド層２の形成時においてもコア導波
路は変形を受けず、クラッド２層の形成後でもコア導波
路１ａの形状は保たれる。
【００１８】次に、上述したダミーコア導波路６を設け
たガラス導波路の製造方法を具体的に説明する。３イン
チ径で１mm厚の石英ガラス基板の上に、電子ビーム蒸着
法でＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 コアガラス膜を８μm 形成し
た。ホトリソグラフィ、反応性イオンエッチングで８×
８μm 断面を持ち、かつ図１に示すような１×１６分岐
をもつコア導波路パターンを形成した。この時、併せて
ダミーコア導波路６も形成した。ダミーコア導波路６は
１６×８μm 断面を持ち、各コア導波路部１ａから２０
μm 離した。その後、火炎堆積法で多孔質ガラスを３０
０μm 形成し、１３００℃で焼結し、２４μm 厚のＰ2
Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 クラッドガラスを形成して、
１×１６分岐ガラス導波路を試作した。比較のため、上
記と同じ条件でダミーコア導波路のないガラス導波路も
製作した。
たガラス導波路の製造方法を具体的に説明する。３イン
チ径で１mm厚の石英ガラス基板の上に、電子ビーム蒸着
法でＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 コアガラス膜を８μm 形成し
た。ホトリソグラフィ、反応性イオンエッチングで８×
８μm 断面を持ち、かつ図１に示すような１×１６分岐
をもつコア導波路パターンを形成した。この時、併せて
ダミーコア導波路６も形成した。ダミーコア導波路６は
１６×８μm 断面を持ち、各コア導波路部１ａから２０
μm 離した。その後、火炎堆積法で多孔質ガラスを３０
０μm 形成し、１３００℃で焼結し、２４μm 厚のＰ2
Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 クラッドガラスを形成して、
１×１６分岐ガラス導波路を試作した。比較のため、上
記と同じ条件でダミーコア導波路のないガラス導波路も
製作した。
【００１９】作った両１×１６分岐ガラス導波路におい
て、ダミーコア導波路のあるものは、１入力ポートから
１６出力ポートへの伝送損失は１３．５dB±０．３dBと
良好であった。これに対してダミーコア導波路のないも
のは、１４．５dB±１．０dBと損失値及びバラツキとも
に大きかった。
て、ダミーコア導波路のあるものは、１入力ポートから
１６出力ポートへの伝送損失は１３．５dB±０．３dBと
良好であった。これに対してダミーコア導波路のないも
のは、１４．５dB±１．０dBと損失値及びバラツキとも
に大きかった。
【００２０】また、図３に示す双方向用光合分波器にお
いても、コア導波路１が接近しているコア導波路部１ａ
の両側近傍にダミーコア導波路６を設けるようにした。
このようにすると、ガラス焼結時、接近部分のコア導波
路部１ａは図２と同様に変形しなかった。この光合分波
器の中心波長は±５nm以内で設計値と一致した。その結
果、波長１．３μm と１．５５μm 光の合分波特性にお
いて、波長１．３μmの光出射側に波長１．５５μm の
光が洩れ込むのを有効に防止できた。
いても、コア導波路１が接近しているコア導波路部１ａ
の両側近傍にダミーコア導波路６を設けるようにした。
このようにすると、ガラス焼結時、接近部分のコア導波
路部１ａは図２と同様に変形しなかった。この光合分波
器の中心波長は±５nm以内で設計値と一致した。その結
果、波長１．３μm と１．５５μm 光の合分波特性にお
いて、波長１．３μmの光出射側に波長１．５５μm の
光が洩れ込むのを有効に防止できた。
【００２１】
（１）請求項１または３に記載の発明によれば、ダミー
コア導波路をコア導波路の近傍に有するので、低損失
で、良好な伝搬特性が得られる。
コア導波路をコア導波路の近傍に有するので、低損失
で、良好な伝搬特性が得られる。
【００２２】（２）請求項２に記載の発明によれば、ダ
ミーコア導波路を対称に設けるようにしたので、集積化
したガラス導波路素子の安定化が図れる。
ミーコア導波路を対称に設けるようにしたので、集積化
したガラス導波路素子の安定化が図れる。
【００２３】（３）請求項４に記載の発明によれば、ダ
ミーコア導波路をコア導波路の近傍に形成することによ
り、クラッド層形成時においてもコア導波路は変形を受
けず、低損失でしかも光回路のもつ機能を十分に満足す
るガラス導波路を再現性よく製造できる。
ミーコア導波路をコア導波路の近傍に形成することによ
り、クラッド層形成時においてもコア導波路は変形を受
けず、低損失でしかも光回路のもつ機能を十分に満足す
るガラス導波路を再現性よく製造できる。
【図１】本発明のガラス導波路の実施例を示す１×１６
分岐ガラス導波路の平面図である。
分岐ガラス導波路の平面図である。
【図２】図１のｃ−ｃ′断面図である。
【図３】本発明ガラス導波路の他の実施例を示す光合分
波ガラス導波路の平面図である。
波ガラス導波路の平面図である。
【図４】コア導波路に変形のないガラス導波路の断面図
である。
である。
【図５】従来の１×１６分岐ガラス導波路の平面図であ
る。
る。
【図６】図５のａ−ａ′断面図である。
【図７】従来の合分波ガラス導波路の平面図である。
１ コア導波路 １ａ コア導波路部 ２ クラッド層 ３ 石英ガラス基板 ４ コア導波路パターン ５ 変形したコア導波路部 ６ ダミーコア導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大槻 秀夫 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 樋口 恵一 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】コア導波路とこれを覆うクラッド層とを基
板上に形成したガラス導波路において、上記コア導波路
の近傍に、クラッド層の形成時に該コア導波路の変形を
防止するダミーコア導波路を有していることを特徴とす
るガラス導波路。 - 【請求項２】上記ダミーコア導波路がコア導波路に対し
て対称に設けられていることを特徴とする請求項１に記
載のガラス導波路。 - 【請求項３】上記基板が石英ガラス基板または表面に石
英系ガラス膜を設けたシリコン基板であることを特徴と
する請求項１または２に記載のガラス導波路。 - 【請求項４】基板上にコア導波路を形成すると共に、そ
の近傍に該コア導波路の変形を防止するダミーコア導波
路を形成し、 これらコア導波路及びダミーコア導波路を形成した基板
上に多孔質ガラスを形成し、これを焼結して透明なクラ
ッド層を形成することを特徴とするガラス導波路の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20059093A JPH0756032A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | ガラス導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20059093A JPH0756032A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | ガラス導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0756032A true JPH0756032A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16426883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20059093A Pending JPH0756032A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | ガラス導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756032A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221925A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スポットサイズ変換器およびその作製方法 |
| WO2005116705A1 (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Omron Corporation | 光分岐器及びその製造方法 |
| US7103252B2 (en) * | 2001-10-25 | 2006-09-05 | Fujitsu Limited | Optical waveguide and fabricating method thereof |
| KR100810304B1 (ko) * | 2006-01-12 | 2008-03-06 | 삼성전자주식회사 | 평판형 광 도파로 |
| JP2010164858A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 導波路型光回路 |
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-
1993
- 1993-08-12 JP JP20059093A patent/JPH0756032A/ja active Pending
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