JPH1090535A - Plane waveguide - Google Patents
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- JPH1090535A JPH1090535A JP24207296A JP24207296A JPH1090535A JP H1090535 A JPH1090535 A JP H1090535A JP 24207296 A JP24207296 A JP 24207296A JP 24207296 A JP24207296 A JP 24207296A JP H1090535 A JPH1090535 A JP H1090535A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定波長の光を選
択的にコアから放射する機能を持った平面導波路に関す
るものである。The present invention relates to a planar waveguide having a function of selectively emitting light of a predetermined wavelength from a core.
【０００２】[0002]
【従来の技術】所定波長のコアモードを選択的にクラッ
ドモードに変換させて外部に放射する機能を持った光導
波路としては、ファイバグレーティングの一種である長
周期グレーティングを備えた光ファイバが従来から知ら
れており、光ファイバ増幅器で生じるノイズ光を除去す
る用途に使用することなどが検討されている。ファイバ
グレーティングは、光ファイバの軸に沿ってコア内に形
成された周期的な屈折率変調領域であり、これには比較
的短周期のブラッググレーティングと、これよりも長周
期（通常は、約５０〜１５００μｍ）のグレーティング
とが含まれる。このうち、長周期グレーティングは、光
ファイバを伝送するコアモードとクラッドモードとの間
の結合を誘起するグレーティングであり、グレーティン
グの周期（ピッチ）がコアモードとクラッドモードとの
光路差が２πとなるように設定されていて、コアモード
からクラッドモードへの強いパワー変換をもたらすよう
になっている。この結果、長周期グレーティングは、コ
アモードをクラッドに放射させる作用を有することにな
り、コアモードの強度を所定波長（以下、「放射波長」
と呼ぶ。）を中心とした狭い帯域にわたって減衰させ
る。従って、長周期グレーティングを備えた光ファイバ
は、所定波長の光を選択的にコアから放射する機能を発
揮することになる。2. Description of the Related Art As an optical waveguide having a function of selectively converting a core mode of a predetermined wavelength into a cladding mode and radiating the same to the outside, an optical fiber having a long-period grating, which is a type of fiber grating, has been used. It is known and its use for removing noise light generated in an optical fiber amplifier is being studied. A fiber grating is a periodic refractive index modulation region formed in a core along the axis of an optical fiber, including a relatively short-period Bragg grating and a longer period (typically about 50 1500 μm). Among them, the long-period grating is a grating that induces coupling between a core mode and a cladding mode for transmitting an optical fiber, and the period (pitch) of the grating is such that the optical path difference between the core mode and the cladding mode is 2π. This is to provide a strong power conversion from the core mode to the cladding mode. As a result, the long-period grating has the function of radiating the core mode to the cladding, and reduces the intensity of the core mode to a predetermined wavelength (hereinafter referred to as “radiation wavelength”)
Call. ) To attenuate over a narrow band. Therefore, the optical fiber provided with the long-period grating exhibits a function of selectively emitting light of a predetermined wavelength from the core.
【０００３】長周期グレーティングは、通常、感光性の
コアを有する光ファイバに軸方向に沿って光を照射する
ことにより周期的な光誘起屈折率変化を生じさせること
で形成することができる。よく行われているのは、感光
性ファイバとしてコアに感光材であるゲルマニウムが添
加された石英ガラス系の光ファイバを用意し、２４８ｎ
ｍ又は１９３ｎｍ付近の波長の紫外光を用いて、形成す
べきグレーティングの周期に対応した周期を有する干渉
縞を形成し、この干渉縞を光ファイバに照射する方法で
ある。コアのうち紫外光が照射された部位の屈折率は紫
外光の強度に応じた量だけ上昇するので、干渉縞の光強
度分布に応じた屈折率変調領域、すなわちグレーティン
グがコアに形成されることになる。[0003] A long-period grating can be usually formed by irradiating an optical fiber having a photosensitive core with light along an axial direction, thereby causing a periodic photo-induced refractive index change. A common practice is to prepare a silica glass-based optical fiber in which germanium as a photosensitive material is added to the core as a photosensitive fiber,
In this method, an interference fringe having a period corresponding to the period of the grating to be formed is formed using ultraviolet light having a wavelength of about m or 193 nm, and this interference fringe is irradiated onto an optical fiber. Since the refractive index of the portion of the core irradiated with ultraviolet light increases by an amount corresponding to the intensity of the ultraviolet light, a refractive index modulation region corresponding to the light intensity distribution of interference fringes, that is, a grating is formed on the core. become.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような光照射によって所望の長周期グレーティングを形
成するのは、干渉縞形成用の光学系を精密に調整する必
要があるため、長周期グレーティングを備える光ファイ
バを再現性良く製造することは必ずしも容易ではない。However, the formation of a desired long-period grating by light irradiation as described above requires precise adjustment of the optical system for forming interference fringes. It is not always easy to manufacture the provided optical fiber with good reproducibility.
【０００５】本発明は、上記に鑑みなされたもので、長
周期グレーティングを備える光ファイバと同様の機能を
発揮し、かつ、再現性良く製造することが可能な光導波
路を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and has as its object to provide an optical waveguide which exhibits the same function as an optical fiber having a long-period grating and can be manufactured with good reproducibility. I do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載されるよ
うに、本発明の第１の態様は、一又は二以上のコアを備
え、このコアの少なくとも一つが、形状が周期的に変化
する部分を含んでいることを特徴とする平面導波路であ
る。本発明のようにコアの形状が周期的に変化している
と、これに応じてこの平面導波路を伝搬する光のモード
フィールドの形状も周期的に変化するようになる。モー
ドフィールドの形状が周期的に変化していると、その周
期に応じた波長の光がコアから選択的に放射されるよう
になるので、上記態様の平面導波路は、長周期グレーテ
ィングを備える従来の光ファイバと同様の機能を発揮す
る。また、平面導波路のコアは、フォトリソグラフィ技
術等の周知の製造技術を用いて精度良く所望の形状に成
形することができるので、上記態様の平面導波路は再現
性良く製造することが可能である。SUMMARY OF THE INVENTION As set forth in claim 1, a first aspect of the present invention comprises one or more cores, at least one of which has a periodically changing shape. The planar waveguide is characterized in that the planar waveguide includes a portion to be formed. When the shape of the core changes periodically as in the present invention, the shape of the mode field of the light propagating through the planar waveguide changes periodically accordingly. If the shape of the mode field changes periodically, light having a wavelength corresponding to the period will be selectively emitted from the core. It performs the same function as the optical fiber. Further, since the core of the planar waveguide can be accurately formed into a desired shape using a well-known manufacturing technique such as a photolithography technique, the planar waveguide of the above aspect can be manufactured with high reproducibility. is there.
【０００７】請求項２に記載されるように、第１の態様
の平面導波路は、コアの前記部分が、コアの光軸に沿っ
て複数の分断部が周期的に設けられた形状を有するもの
であっても良い。この平面導波路では、周期的に設けら
れた分断部によりコアの形状が周期的に変化するように
なっており、この結果、このコアから所定波長の光が選
択的に放射されるようになっている。According to a second aspect of the present invention, in the planar waveguide according to the first aspect, the portion of the core has a shape in which a plurality of divided portions are periodically provided along the optical axis of the core. It may be something. In this planar waveguide, the shape of the core is periodically changed by the periodically provided dividing portions, and as a result, light of a predetermined wavelength is selectively emitted from the core. ing.
【０００８】また、請求項３に記載されるように、第１
の態様の平面導波路は、前記部分を含むコアが柱状であ
り、前記部分が、コアの光軸に沿って幅又は厚さが周期
的に変化している部分であっても良い。この平面導波路
では、幅又は厚さが周期的に変化することによりコアの
形状が周期的に変化しており、これによって、このコア
から所定波長の光が選択的に放射されるようになってい
る。[0008] In addition, as described in claim 3, the first
In the planar waveguide according to the aspect, the core including the portion may have a columnar shape, and the portion may be a portion in which the width or the thickness periodically changes along the optical axis of the core. In this planar waveguide, the shape of the core changes periodically due to the periodic change in width or thickness, whereby light of a predetermined wavelength is selectively emitted from the core. ing.
【０００９】請求項４に記載されるように、第１の態様
の平面導波路は、前記部分を含む第１のコアと、この第
１コアに近接する第２のコアとを備え、第１コアから所
定波長の光が放射され、この光が第２のコアに入射して
第２コアを伝搬するようになっていても良い。この平面
導波路では、第１コアから放射された光を第２コアから
取り出して利用することができるという利点を有してい
る。According to a fourth aspect of the present invention, a planar waveguide according to a first aspect includes a first core including the portion and a second core adjacent to the first core. Light of a predetermined wavelength may be emitted from the core, and the light may enter the second core and propagate through the second core. This planar waveguide has an advantage that light emitted from the first core can be extracted from the second core and used.
【００１０】次に、請求項５に記載されるように、本発
明の第２の態様は、第１及び第２のコアを備え、第１及
び第２コア間の間隔が周期的に変化していることを特徴
とする平面導波路である。コア間の間隔が周期的に変化
していると、この平面導波路を伝搬する光のモードフィ
ールドの形状も周期的に変化するようになるので、その
周期に応じた波長の光がコアから選択的に放射されるよ
うになる。従って、本態様の平面導波路も、長周期グレ
ーティングを備える従来の光ファイバと同様の機能を発
揮する。また、第１及び第２コア間の間隔は、フォトリ
ソグラフィ技術等の周知の製造技術を用いて精度良く制
御することができるので、本態様の平面導波路も再現性
良く製造することが可能である。Next, according to a fifth aspect of the present invention, a second aspect of the present invention comprises a first and a second core, wherein the interval between the first and the second core changes periodically. This is a planar waveguide characterized in that: If the interval between the cores changes periodically, the mode field shape of the light propagating through the planar waveguide also changes periodically, so that light of a wavelength corresponding to the period is selected from the core. Will be radiated. Therefore, the planar waveguide of the present embodiment also exhibits the same function as a conventional optical fiber having a long-period grating. Further, since the interval between the first and second cores can be accurately controlled by using a well-known manufacturing technique such as a photolithography technique, the planar waveguide of this embodiment can be manufactured with high reproducibility. is there.
【００１１】次に、請求項６に記載されるように、本発
明に係る平面導波路のコアには、希土類元素が添加され
ていても良い。この場合、本発明に係る平面導波路は、
ノイズ光を除去しながら光増幅を行うことが可能にな
る。Next, as described in claim 6, a rare earth element may be added to the core of the planar waveguide according to the present invention. In this case, the planar waveguide according to the present invention includes:
Optical amplification can be performed while removing noise light.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明に
おいて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明
を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ず
しも一致していない。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.
【００１３】（実施形態１）図１は、本実施形態の平面
導波路の構造を示す図であり、このうち図１（ａ）は、
本実施形態の平面導波路の斜視図であり、図１（ｂ）
は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。本実
施形態の平面導波路は、シリコン基板１上に設けられた
下部クラッド層２、上部クラッド層３及びコア４から構
成されている。下部クラッド層２、上部クラッド層３及
びコア４はいずれも石英を主成分とするガラスから構成
されているが、コア４にのみ屈折率上昇材であるゲルマ
ニウムが添加されており、これによって、コア４の屈折
率は下部及び上部クラッド層２、３の屈折率よりも高く
なっている。これらの下部及び上部クラッド層２、３
は、一体となってコア４を密着包囲している。(Embodiment 1) FIG. 1 is a view showing the structure of a planar waveguide according to the present embodiment, and FIG.
FIG. 1B is a perspective view of the planar waveguide of the present embodiment, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. The planar waveguide according to the present embodiment includes a lower clad layer 2, an upper clad layer 3, and a core 4 provided on a silicon substrate 1. The lower cladding layer 2, the upper cladding layer 3, and the core 4 are all made of glass containing quartz as a main component, but germanium, which is a refractive index increasing material, is added only to the core 4. 4 has a higher refractive index than the lower and upper cladding layers 2 and 3. These lower and upper cladding layers 2, 3
Integrally surround the core 4.
【００１４】本実施形態の平面導波路の特徴は、コア４
の形状である。図１（ａ）及び（ｂ）に示されるよう
に、本実施形態のコア４は、基板１の一端から他端に延
びる正方形断面の柱状体に、この柱状体の軸線に沿って
複数の切り溝５が周期的に設けられた形状を有してい
る。これらの切り溝５は、いずれもコア４の軸線（光
軸）にほぼ直交するように延びており、コア４を複数の
部分コア４ａに分断している。以下では、この切り溝５
を分断部と呼ぶことにする。分断部５には、上部クラッ
ド層３を構成する石英系ガラスが充填されている。光軸
に沿った方向の分断部５の縦幅、すなわち隣接する部分
コア４ａの対向する端面間の間隔は均一であり、分断部
５同士の間隔、すなわち分断部５の配列ピッチ（周期）
Λも一定となっている。なお、分断部５の周期Λは、５
０〜１５００μｍとするのが良い。The feature of the planar waveguide of this embodiment is that the core 4
It is the shape of. As shown in FIGS. 1A and 1B, the core 4 of the present embodiment is formed by forming a plurality of cuts along a column of a square cross section extending from one end of the substrate 1 to the other end along the axis of the column. The groove 5 has a shape provided periodically. Each of these cut grooves 5 extends so as to be substantially perpendicular to the axis (optical axis) of the core 4, and divides the core 4 into a plurality of partial cores 4a. In the following, this kerf 5
Is referred to as a dividing part. The dividing portion 5 is filled with a quartz glass constituting the upper cladding layer 3. The vertical width of the dividing portion 5 in the direction along the optical axis, that is, the interval between the opposing end faces of the adjacent partial cores 4a is uniform, and the interval between the dividing portions 5, that is, the arrangement pitch (period) of the dividing portion 5
Λ is also constant. The period Λ of the dividing section 5 is 5
The thickness is preferably 0 to 1500 μm.
【００１５】次に、本実施形態の平面導波路の製造方法
を説明する。まず、火炎バーナにＳｉＣｌ4等の原料ガ
スを供給しながらバーナの火炎をシリコン基板１の上面
に吹き付けて下部クラッド層２となるべき多孔質のガラ
ス微粒子層をシリコン基板１上に一面に形成する。続い
て、火炎バーナにＳｉＣｌ4及びＧｅＣｌ4を含む原料ガ
スを供給しながらバーナの火炎を上記のガラス微粒子層
の上面に吹き付け、コア４となるべき多孔質のガラス微
粒子層を上記ガラス微粒子層の上に一面に形成する。次
いで、これら二つのガラス微粒子層を焼結してから徐冷
して透明ガラス化する。これにより、透明な下部クラッ
ド層２と、この下部クラッド層２の上に積層されたコア
４となるべき透明な石英ガラス層が形成される。次に、
周知のフォトリソグラフィ技術を用いて、この石英ガラ
ス層のうち部分コア４ａの上面に対応する位置にのみレ
ジストマスク層を設け、分断部５が形成されるべき部位
の表面を露出させてから、反応性イオンエッチング加工
を施すことによりコア４を形成する。この後、火炎バー
ナにＳｉＣｌ4等の原料ガスを供給しながらバーナの火
炎を下部クラッド層２及びコア４の上面に吹き付けて上
部クラッド層３となるべき多孔質のガラス微粒子層を堆
積させ、続いて、このガラス微粒子層を焼結、徐冷して
透明ガラス化する。これにより、上部クラッド層３が設
けられ、本実施形態の平面導波路が完成する。Next, a method of manufacturing the planar waveguide according to the present embodiment will be described. First, while supplying a source gas such as SiCl 4 to the flame burner, the flame of the burner is sprayed on the upper surface of the silicon substrate 1 to form a porous glass fine particle layer to be the lower clad layer 2 on the entire surface of the silicon substrate 1. . Subsequently, the flame of the burner is sprayed on the upper surface of the glass fine particle layer while supplying a source gas containing SiCl 4 and GeCl 4 to the flame burner, and the porous glass fine particle layer to be the core 4 is formed on the glass fine particle layer. Formed all over. Next, the two glass fine particle layers are sintered and then gradually cooled to form a transparent glass. Thus, a transparent lower cladding layer 2 and a transparent quartz glass layer to be the core 4 laminated on the lower cladding layer 2 are formed. next,
Using a well-known photolithography technique, a resist mask layer is provided only on the quartz glass layer at a position corresponding to the upper surface of the partial core 4a, and after exposing the surface of the portion where the dividing portion 5 is to be formed, the reaction is performed. The core 4 is formed by performing ionic etching. Thereafter, while supplying a source gas such as SiCl 4 to the flame burner, the flame of the burner is sprayed on the upper surface of the lower cladding layer 2 and the core 4 to deposit a porous glass fine particle layer to become the upper cladding layer 3. Then, the glass fine particle layer is sintered and gradually cooled to form a transparent glass. Thereby, the upper cladding layer 3 is provided, and the planar waveguide of the present embodiment is completed.
【００１６】上述のように、本実施形態の平面導波路の
コア４には光軸に沿って周期的に分断部５が設けられて
いるので、本実施形態の平面導波路を伝搬する光は、そ
のモードフィールドの形状が周期的に変化するようにな
る。これにより、コア４内を伝搬する所定波長のコアモ
ードが、コアモードと同方向に進行するクラッドモード
に結合されるようになり、結果としてコア４内を伝搬す
る所定波長の光がコア４から下部及び上部クラッド層
２、３に放射されるようになる。コア４から放射される
光の波長は、次の式に基づいて定まる。As described above, the core 4 of the planar waveguide according to the present embodiment is provided with the dividing portions 5 periodically along the optical axis. , The shape of the mode field periodically changes. As a result, the core mode of the predetermined wavelength propagating in the core 4 is coupled to the cladding mode traveling in the same direction as the core mode, and as a result, the light of the predetermined wavelength propagating in the core 4 is transmitted from the core 4. The radiation is emitted to the lower and upper cladding layers 2 and 3. The wavelength of the light emitted from the core 4 is determined based on the following equation.
【００１７】 βコア (lm)−βクラット゛ (n)＝２π／Λ …（１） ここで、ｌ，ｍはコアモードの次数（基本モードＬＰ01
ならｌ＝０、ｍ＝１）であり、βコア (lm)は次数（ｌｍ）
で規定されるコアモードの伝搬定数であり、βクラ ット゛ (n)
はｎ次のクラッドモードの伝搬定数であり、Λは分断部
５の周期である。なお、伝搬定数βコアは、コアモードの
波長に依存している。本実施形態の平面導波路では、上
記の（１）式を満足するような波長のコアモードが、コ
ア４から放射されることになる。Β core (lm) −β clat ゛ (n) = 2π / Λ (1) where l and m are the orders of the core mode (basic mode LP 01
Then l = 0, m = 1), and the β core (lm) is the order (lm)
It is the propagation constant of the core mode defined in, beta class Ddo (n)
Is the propagation constant of the nth-order cladding mode, and Λ is the period of the dividing section 5. Note that the propagation constant β core depends on the wavelength of the core mode. In the planar waveguide of the present embodiment, a core mode having a wavelength satisfying the above equation (1) is emitted from the core 4.
【００１８】このように、本実施形態の平面導波路は、
上述のような形状のコア４を備えることにより、長周期
グレーティングを備える従来の光ファイバと同様に、所
定波長の光を選択的にコアから放射するという機能を発
揮する。そして、かかる形状のコア４は周知の製造技術
を用いて精密に形成することができるので、本実施形態
の平面導波路は、再現性良く製造することが可能であ
る。As described above, the planar waveguide of this embodiment is
The provision of the core 4 having the above-described shape exerts a function of selectively emitting light of a predetermined wavelength from the core, similarly to a conventional optical fiber having a long-period grating. Since the core 4 having such a shape can be precisely formed by using a well-known manufacturing technique, the planar waveguide of the present embodiment can be manufactured with high reproducibility.
【００１９】なお、本実施形態の平面導波路は、コア４
にＥｒ等の希土類元素が添加されていると好適である。
この場合、本実施形態の平面導波路は、周知の光ファイ
バ増幅器（Ｅｒ添加光ファイバ等）と同様に、励起光を
入射させて反転分布を形成してから、添加された希土類
元素に応じた所定波長の光を入射させると、誘導放出を
引き起こして光を増幅するという光増幅器としての機能
をも発揮する。このとき、励起光パワーと希土類イオン
との相互作用によってノイズである増幅自然放射（Ampl
ified Spontaneous Emission：ＡＳＥ）が発生するが、
コア４の放射波長がこのＡＳＥの波長に一致するように
分断部５の周期を設定しておけば、ＡＳＥをコア４から
放射して除去することができる。このように、本実施形
態の平面導波路のうちコア４に希土類元素が添加された
ものは、ノイズ光を除去しながら光増幅を行うことがで
きるという利点がある。It should be noted that the planar waveguide of the present embodiment has a core 4
It is preferable that a rare earth element such as Er is added to the substrate.
In this case, like the well-known optical fiber amplifier (Er-doped optical fiber or the like), the planar waveguide of the present embodiment forms the population inversion by injecting the excitation light and then responds to the added rare-earth element. When light of a predetermined wavelength is incident, it also exerts a function as an optical amplifier that causes stimulated emission to amplify the light. At this time, amplified spontaneous emission (Ampl), which is noise due to the interaction between the excitation light power and the rare earth ions,
Unified Spontaneous Emission (ASE) occurs,
If the period of the dividing portion 5 is set so that the emission wavelength of the core 4 matches the wavelength of the ASE, the ASE can be emitted from the core 4 and removed. As described above, among the planar waveguides of the present embodiment, those in which a rare earth element is added to the core 4 have an advantage that optical amplification can be performed while removing noise light.
【００２０】（実施形態２）図２は、本実施形態の平面
導波路の構造を示す図であり、このうち図２（ａ）は、
本実施形態の平面導波路の斜視図であり、図２（ｂ）
は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。本実
施形態の平面導波路は、コアの形状が実施形態１と異な
っている。すなわち、図２（ｂ）に最も良く示されるよ
うに、本実施形態の平面導波路が有するコア６は、その
平面形状が光軸に沿って周期的に変化している領域を含
んでおり、この領域では、コア６の両側面は下部クラッ
ド層２の上面と略直交する波形の曲面であり、コア６の
幅は光軸に沿って周期的に変動している。なお、コア６
の幅の変動周期Λは、５０〜１５００μｍとするのが良
い。また、コア６の平面形状は、コア６の軸線（光軸）
に対して線対称となっている。また、コア６の両端部は
正方形断面の柱状体であり、他の導波路（光ファイバ
等）との接続を容易に行えるようになっている。(Embodiment 2) FIG. 2 is a view showing the structure of a planar waveguide according to the present embodiment, and FIG.
FIG. 2B is a perspective view of the planar waveguide of the present embodiment, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. The planar waveguide of this embodiment is different from the first embodiment in the shape of the core. That is, as best shown in FIG. 2B, the core 6 included in the planar waveguide of the present embodiment includes a region where the planar shape periodically changes along the optical axis. In this region, both side surfaces of the core 6 are curved surfaces having a waveform substantially perpendicular to the upper surface of the lower cladding layer 2, and the width of the core 6 periodically fluctuates along the optical axis. The core 6
Is preferably in the range of 50 to 1500 μm. The planar shape of the core 6 is determined by the axis (optical axis) of the core 6.
Is symmetrical with respect to. Both ends of the core 6 are columnar bodies having a square cross section, so that connection with other waveguides (such as optical fibers) can be easily performed.
【００２１】本実施形態の平面導波路は、実施形態１の
平面導波路とほぼ同様に製造することができる。製造工
程の中で実施形態１と異なるのは、コアとなるべき透明
ガラス層の上に設けるレジストマスク層の平面形状であ
り、具体的には、コア６の上面に相当する領域にコア６
と同一の平面形状を有するレジストマスク層を積層して
からエッチング加工を施すことでコア６を形成すること
ができる。The planar waveguide of the present embodiment can be manufactured in substantially the same manner as the planar waveguide of the first embodiment. The manufacturing process differs from the first embodiment in the planar shape of the resist mask layer provided on the transparent glass layer to be the core. Specifically, the core 6 is formed in a region corresponding to the upper surface of the core 6.
The core 6 can be formed by stacking a resist mask layer having the same planar shape as described above and then performing etching.
【００２２】本実施形態の平面導波路は、上記のような
周期的に幅が変動する平面形状のコア６を有しているた
め、実施形態１の場合と同様にコアモードのモードフィ
ールドの形状が周期的に変化するようになっている。こ
れにより、コア６を伝搬する所定波長のコアモードが、
コアモードと同方向に進行するクラッドモードに結合さ
れ、コア６から放射されるようになる。なお、コア６か
ら放射される光の波長は、実施形態１で述べた（１）式
に基づき、コア６の横幅の変動周期Λに応じて定まる。Since the planar waveguide of the present embodiment has the planar core 6 whose width varies periodically as described above, the shape of the mode field of the core mode is the same as in the case of the first embodiment. Changes periodically. Thereby, the core mode of a predetermined wavelength propagating through the core 6 becomes
The light is coupled to the clad mode traveling in the same direction as the core mode, and is emitted from the core 6. Note that the wavelength of the light emitted from the core 6 is determined according to the fluctuation period Λ of the width of the core 6 based on the equation (1) described in the first embodiment.
【００２３】このように、本実施形態の平面導波路も、
所定波長の光を選択的にコアから放射するという機能を
発揮する。そして、実施形態１と同様に、かかる形状の
コアは周知の製造技術を用いて精密に形成することがで
きるので、本実施形態の平面導波路も再現性良く製造す
ることが可能である。As described above, the planar waveguide of the present embodiment also
It has the function of selectively emitting light of a predetermined wavelength from the core. Then, similarly to the first embodiment, the core having such a shape can be precisely formed by using a well-known manufacturing technique. Therefore, the planar waveguide of the present embodiment can be manufactured with high reproducibility.
【００２４】なお、実施形態１と同様に、本実施形態の
平面導波路も、コア６にＥｒ等の希土類元素が添加され
ているとノイズ光を除去しながら光増幅を行うことがで
きるようになり、好適である。As in the case of the first embodiment, the planar waveguide of this embodiment can also perform optical amplification while removing noise light when a rare earth element such as Er is added to the core 6. And is preferred.
【００２５】（実施形態３）図３は、本実施形態の平面
導波路の構造を示す図である。これは、図１（ｂ）や図
２（ｂ）と同様に、基板表面と平行な平面に沿った断面
図である。図３に示されるように、本実施形態の平面導
波路は、実施形態２の平面導波路においてコア６と並列
して直線的に延びる正方形断面のコア７を更に設けたも
のである。これらのコアは、上記実施形態と同様に、基
板１上に設けられた下部及び上部クラッド層２、３中に
埋設されている。(Embodiment 3) FIG. 3 is a view showing the structure of a planar waveguide according to this embodiment. This is a cross-sectional view along a plane parallel to the substrate surface, as in FIGS. 1B and 2B. As shown in FIG. 3, the planar waveguide according to the present embodiment further includes a core 7 having a square cross section that extends linearly in parallel with the core 6 in the planar waveguide according to the second embodiment. These cores are buried in the lower and upper cladding layers 2 and 3 provided on the substrate 1 as in the above embodiment.
【００２６】これらのコア６及び７は、コアとなるべき
透明ガラス層の上面にコア６及び７の平面形状に対応し
たレジストマスク層を設けてからエッチング加工を施す
ことにより製造することができる。このように、これら
のコアは周知の製造技術を用いて精密に形成することが
できるので、本実施形態の平面導波路も上記の実施形態
の場合と同様に再現性良く製造することが可能である。The cores 6 and 7 can be manufactured by providing a resist mask layer corresponding to the planar shape of the cores 6 and 7 on the upper surface of the transparent glass layer to be the core and then performing etching. As described above, since these cores can be precisely formed by using a well-known manufacturing technique, the planar waveguide of the present embodiment can be manufactured with high reproducibility as in the case of the above-described embodiment. is there.
【００２７】本実施形態の平面導波路によれば、コア６
を伝搬するコアモードはクラッドモードに結合されてコ
ア６から放射された後、コア７に入射してコア７を伝搬
する。従って、本実施形態の平面導波路は、コア６から
所定波長の光を放射するだけでなく、この放射光をコア
７から取り出して利用することが可能であるという利点
を有している。According to the planar waveguide of this embodiment, the core 6
Are coupled to the cladding mode and radiated from the core 6, then enter the core 7 and propagate through the core 7. Therefore, the planar waveguide of the present embodiment has an advantage that not only the light of a predetermined wavelength is radiated from the core 6 but this radiated light can be extracted from the core 7 and used.
【００２８】（実施形態４）図４は、図３と同様に、本
実施形態の平面導波路の構造を示す断面図である。本実
施形態の平面導波路は、正方形断面の直線状コア８と、
このコア８に並列して延びるコア９とを備えている。コ
ア９の両端部を除く大部分は、形状が周期的に変動して
いる。即ち、コア９の中間部分では、コア９の両側面
は、実施形態３のコア６（図３）と同様に周期Λで振動
する波形の曲面となっている。実施形態３のコア６と異
なり、本実施形態のコア９は、コア幅が一定となってい
る。また、コア９の両端部は、正方形断面の直線柱状体
となっている。これらのコア８、９は、上記実施形態と
同様に、基板１上に設けられた下部及び上部クラッド層
２、３中に埋設されている。(Embodiment 4) FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a planar waveguide according to this embodiment, as in FIG. The planar waveguide of the present embodiment includes a linear core 8 having a square cross section,
A core 9 extending in parallel with the core 8 is provided. The shape of most of the core 9 except for both ends is periodically changed. That is, in the middle portion of the core 9, both side surfaces of the core 9 are curved surfaces having a waveform oscillating at a period Λ similarly to the core 6 of the third embodiment (FIG. 3). Unlike the core 6 of the third embodiment, the core 9 of the present embodiment has a constant core width. Both ends of the core 9 are linear columnar bodies having a square cross section. These cores 8 and 9 are buried in the lower and upper cladding layers 2 and 3 provided on the substrate 1 as in the above embodiment.
【００２９】本実施形態の平面導波路は、コア９の平面
形状が周期的に変化しており、この結果、コア８及び９
間の間隔がコア８の光軸に沿って周期的に変化してい
る。コア８及び９間の間隔の変化の周期は、コア９の形
状変化の周期Λと同じである。このように隣接する二つ
のコア間の間隔が周期的に変化する場合でも、一方のコ
アを伝搬するコアモードのモードフィールドの形状が周
期変化する。従って、本実施形態の場合も、コア８を伝
搬する所定波長のコアモードがクラッドモードに結合さ
れ、コア８から選択的に放射されるようになる。なお、
放射波長は、上記（１）式に基づいて定まる。In the planar waveguide of this embodiment, the planar shape of the core 9 changes periodically, and as a result, the cores 8 and 9
The interval between them periodically changes along the optical axis of the core 8. The cycle of the change in the interval between the cores 8 and 9 is the same as the cycle Λ of the shape change of the core 9. Thus, even when the interval between two adjacent cores changes periodically, the shape of the mode field of the core mode propagating in one core changes periodically. Therefore, also in the case of the present embodiment, the core mode of a predetermined wavelength propagating in the core 8 is coupled to the cladding mode, and is selectively radiated from the core 8. In addition,
The emission wavelength is determined based on the above equation (1).
【００３０】以上のように、本実施形態の平面導波路
も、長周期グレーティングを備える従来の光ファイバと
同様の機能を発揮することが可能である。さらに、コア
８から放射された光は隣接するコア９を伝搬できるの
で、本実施形態の平面導波路も、実施形態３と同様に、
コア８から放射させた光をコア９から取り出して利用す
ることが可能であるという利点を有している。As described above, the planar waveguide of the present embodiment can also exhibit the same function as a conventional optical fiber having a long period grating. Further, since the light emitted from the core 8 can propagate through the adjacent core 9, the planar waveguide of the present embodiment also has the same structure as the third embodiment.
There is an advantage that light emitted from the core 8 can be extracted from the core 9 and used.
【００３１】また、コア８及び９は、上記実施形態と同
様に、コアとなるべき透明ガラス層の上面にこれらのコ
アの平面形状に対応したレジストマスク層を設けてから
エッチング加工を施すことにより製造でき、周知のフォ
トリソグラフィ技術等を用いて精密に形成することがで
きる。従って、コア８及び９間の間隔も精密に制御する
ことができ、本実施形態の平面導波路も上記の実施形態
との場合と同様に再現性良く製造することが可能であ
る。Similarly to the above embodiment, the cores 8 and 9 are formed by providing a resist mask layer corresponding to the planar shape of these cores on the upper surface of the transparent glass layer to be the cores and then performing etching. It can be manufactured and can be formed precisely using a known photolithography technique or the like. Accordingly, the distance between the cores 8 and 9 can be precisely controlled, and the planar waveguide of the present embodiment can be manufactured with high reproducibility as in the case of the above-described embodiment.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る平面導波路は、コアの形状や二つのコア間の間隔が周
期的に変化しているので、所定波長の光をコアから選択
的に放射するという、長周期グレーティングを備える光
ファイバと同様の機能を発揮することができる。周知の
製造技術を用いればコアの形状やコア間の間隔を精度良
く制御することができるので、本発明に係る平面導波路
は、再現性良く製造することが可能である。As described above in detail, in the planar waveguide according to the present invention, light of a predetermined wavelength is selected from the core because the shape of the core and the interval between the two cores are periodically changed. The same function as that of an optical fiber having a long-period grating, which emits light, can be exhibited. If a known manufacturing technique is used, the shape of the cores and the distance between the cores can be controlled with high accuracy, and therefore, the planar waveguide according to the present invention can be manufactured with good reproducibility.
【図１】図１（ａ）は、実施形態１の平面導波路の構造
を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−
Ａ線に沿った断面図である。FIG. 1A is a perspective view showing a structure of a planar waveguide according to a first embodiment, and FIG. 1B is a sectional view taken along a line A-A in FIG.
It is sectional drawing along the A line.
【図２】図２（ａ）は、実施形態１の平面導波路の構造
を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−
Ｂ線に沿った断面図である。FIG. 2A is a perspective view illustrating a structure of a planar waveguide according to a first embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along a line B-B in FIG.
It is sectional drawing which followed the B line.
【図３】実施形態３の平面導波路の構造を示す断面図で
ある。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a planar waveguide according to a third embodiment.
【図４】実施形態４の平面導波路の構造を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a sectional view showing a structure of a planar waveguide according to a fourth embodiment.
１…基板、２…下部クラッド層、３…上部クラッド層、
４…コア、５…分断部、６…幅が周期変化するコア、７
及び８…直線状のコア、９…周期的に蛇行する形状のコ
ア。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Lower clad layer, 3 ... Upper clad layer,
4 core, 5 dividing part, 6 core whose width changes periodically, 7
And 8: a linear core, 9: a core having a meandering shape periodically.
Claims (6)
少なくとも一つは、形状が周期的に変化する部分を含ん
でいることを特徴とする平面導波路。1. A planar waveguide comprising one or more cores, at least one of said cores including a portion whose shape changes periodically.
に沿って複数の分断部が周期的に設けられた形状を有し
ていることを特徴とする請求項１記載の平面導波路。2. The planar waveguide according to claim 1, wherein the portion of the core has a shape in which a plurality of divided portions are periodically provided along an optical axis of the core. .
前記部分は、前記コアの光軸に沿って幅又は厚さが周期
的に変化している部分であることを特徴とする請求項１
記載の平面導波路。3. The core including the portion is columnar,
The said part is a part whose width | variety or thickness changes periodically along the optical axis of the said core.
A planar waveguide as described.
コアに近接する第２のコアとを備え、前記第１コアから
所定波長の光が放射され、この光が前記第２のコアに入
射して前記第２コアを伝搬するようになっていることを
特徴とする請求項１記載の平面導波路。4. A first core including the portion, and a first core including the first core.
A second core adjacent to the core, wherein light of a predetermined wavelength is emitted from the first core, and the light is incident on the second core and propagates through the second core. The planar waveguide according to claim 1, wherein:
び第２コア間の間隔が周期的に変化していることを特徴
とする平面導波路。5. A planar waveguide comprising first and second cores, wherein a distance between the first and second cores changes periodically.
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の平面導
波路。6. The planar waveguide according to claim 1, wherein a rare earth element is added to the core.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24207296A JPH1090535A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Plane waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24207296A JPH1090535A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Plane waveguide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090535A true JPH1090535A (en) | 1998-04-10 |
Family
ID=17083872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24207296A Pending JPH1090535A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Plane waveguide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1090535A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040012359A (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-11 | 양길호 | The gain flattening filter for EDFA using the taper of periodic scratched optical fiber |
| KR100440763B1 (en) * | 2002-04-19 | 2004-07-21 | 전자부품연구원 | Optical waveguide-type filter device for flattening gain and method for manufacturing the same |
| WO2004059356A3 (en) * | 2002-12-16 | 2004-09-02 | Teem Photonics | Artificial cladding grating in integrated optics comprising a coupling variation and production method thereof |
| KR100803288B1 (en) | 2006-12-20 | 2008-02-13 | 인하대학교 산학협력단 | Polymer focusing optical grating coupler and optical printed circiut board |
| JP2015121626A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | Kddi株式会社 | Mode conversion device, mode multiplexing device, mode separation device, optical multiplexer, and optical demultiplexer |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP24207296A patent/JPH1090535A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100440763B1 (en) * | 2002-04-19 | 2004-07-21 | 전자부품연구원 | Optical waveguide-type filter device for flattening gain and method for manufacturing the same |
| KR20040012359A (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-11 | 양길호 | The gain flattening filter for EDFA using the taper of periodic scratched optical fiber |
| WO2004059356A3 (en) * | 2002-12-16 | 2004-09-02 | Teem Photonics | Artificial cladding grating in integrated optics comprising a coupling variation and production method thereof |
| KR100803288B1 (en) | 2006-12-20 | 2008-02-13 | 인하대학교 산학협력단 | Polymer focusing optical grating coupler and optical printed circiut board |
| JP2015121626A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | Kddi株式会社 | Mode conversion device, mode multiplexing device, mode separation device, optical multiplexer, and optical demultiplexer |
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