JPS60103316A - 光モ−ドフイルタ - Google Patents
光モ−ドフイルタInfo
- Publication number
- JPS60103316A JPS60103316A JP21084683A JP21084683A JPS60103316A JP S60103316 A JPS60103316 A JP S60103316A JP 21084683 A JP21084683 A JP 21084683A JP 21084683 A JP21084683 A JP 21084683A JP S60103316 A JPS60103316 A JP S60103316A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mode filter
- optical
- light
- buffer layer
- optical mode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
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。
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〕
本発明は光導波路中を伝搬する各梱モードの内特定のモ
ードのみをフィルタリングする光モードフィルタに係り
、荷に光の反射を小さくするため通常の反射防止膜の役
割をもたせたテーパ状のモードフィルタに関するもので
ある。
ードのみをフィルタリングする光モードフィルタに係り
、荷に光の反射を小さくするため通常の反射防止膜の役
割をもたせたテーパ状のモードフィルタに関するもので
ある。
光モードフィルタとは、例えば通常の偏光子の役目をす
るようなもので、光導波路中を伝搬するＴＭ波とＴＥ波
の内、ＴＭ波の光吸収を大きくしてｇ哀させ、ＴＥ波の
みを透過させる機能をもつ。
るようなもので、光導波路中を伝搬するＴＭ波とＴＥ波
の内、ＴＭ波の光吸収を大きくしてｇ哀させ、ＴＥ波の
みを透過させる機能をもつ。
従来の光モードフィルタは、光導波路上に直接金属膜を
付けた構造か、または、一様な膜厚を持った誘電体バッ
ファ層を介して金属を付けた構造を取っていた。例えば
、理舖的な計Ｘ、例がｙａｍａｍｏ ｔ。
付けた構造か、または、一様な膜厚を持った誘電体バッ
ファ層を介して金属を付けた構造を取っていた。例えば
、理舖的な計Ｘ、例がｙａｍａｍｏ ｔ。
等によｆｉ ＩＥＥＥ、 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕ
ａｎｔｕｌｎＥ’ ｅ Ｃｔ ｒ Ｏｎ ｉＣＳ ）
Ｖ Ｏ’ 、ＱＢ −１１ｐ７２９ （１９７５）に報
告されている。しかしながら、これらの光モードフィル
タでは、ＴＭ波とＴＥ波の光の減衰にのみ注目し、光モ
ードフィルタと光導波路部との間の反射波については構
造的に考慮されていなかった。
ａｎｔｕｌｎＥ’ ｅ Ｃｔ ｒ Ｏｎ ｉＣＳ ）
Ｖ Ｏ’ 、ＱＢ −１１ｐ７２９ （１９７５）に報
告されている。しかしながら、これらの光モードフィル
タでは、ＴＭ波とＴＥ波の光の減衰にのみ注目し、光モ
ードフィルタと光導波路部との間の反射波については構
造的に考慮されていなかった。
通常光部品の端面は無反射コーティング妊れている。例
えばｍ１図に示すように、半導体レーザ１よシ光学基板
２上に形成きれた光導波路４に光が入射され元モードフ
ィルタ部Ａに入る。上述の如く元モードフィルタ部はＡ
／、、Ａｕ等の金属膜３を光導ｅ１．Ｎｒ４上に形成し
た構造になっている。
えばｍ１図に示すように、半導体レーザ１よシ光学基板
２上に形成きれた光導波路４に光が入射され元モードフ
ィルタ部Ａに入る。上述の如く元モードフィルタ部はＡ
／、、Ａｕ等の金属膜３を光導ｅ１．Ｎｒ４上に形成し
た構造になっている。
半導不レーザと光モードフィルタ部へとの間にある光導
波部分ＢとするとＡ部とＢ部では伝搬する光の電磁界分
布が異なるため、Ａ部とＢ部の境界で反射波が生じる。
波部分ＢとするとＡ部とＢ部では伝搬する光の電磁界分
布が異なるため、Ａ部とＢ部の境界で反射波が生じる。
この反射波が半導体Ｖ−ザに帰還すると半導体レーザの
発振が不安定になシ発振スペクトルが変動する。特にＶ
ＨＦ多重広帯域光通信の場合には単一モードレーザ（
例えば、ＢＨ，Ｃ８Ｐ、ＴＪＳ、Ｔ８等の半導体レーザ
）が必装であり、反射光の除去対策が必須である。
発振が不安定になシ発振スペクトルが変動する。特にＶ
ＨＦ多重広帯域光通信の場合には単一モードレーザ（
例えば、ＢＨ，Ｃ８Ｐ、ＴＪＳ、Ｔ８等の半導体レーザ
）が必装であり、反射光の除去対策が必須である。
反射光の雑廿におよばず影響については各所で検討され
ている。−例として第２図（ａ）に示すように半導体レ
ーザ２１の前に球レンズ２２を置き、球レンズの半径Ｒ
と半導体レーザと球レンズの間Ｍｃｌを変えた。こうす
る事にニジ半導体レーザ光の一部が球レンズで反射し半
導体レーザに帰還する光麓が変化するため、半導体レー
ザの発振がどこで不安頑になるかがわかる。第２図（ｂ
）はその測建値であり、球し／ズ２２の半径にほぼ不感
で、半導体レーザ２１と球レンズ２２０間隔ｄが約０．
４態すなわち４００μｍ以下時に発振が不安定になった
。この場合における反射帰還光量は一６５ｄＢ以上でａ
当する。これは半４体レーザ２１の許容反射量は−６０
〜−７０ｄＢ以Ｆと通常いわれている匝と一部する。
ている。−例として第２図（ａ）に示すように半導体レ
ーザ２１の前に球レンズ２２を置き、球レンズの半径Ｒ
と半導体レーザと球レンズの間Ｍｃｌを変えた。こうす
る事にニジ半導体レーザ光の一部が球レンズで反射し半
導体レーザに帰還する光麓が変化するため、半導体レー
ザの発振がどこで不安頑になるかがわかる。第２図（ｂ
）はその測建値であり、球し／ズ２２の半径にほぼ不感
で、半導体レーザ２１と球レンズ２２０間隔ｄが約０．
４態すなわち４００μｍ以下時に発振が不安定になった
。この場合における反射帰還光量は一６５ｄＢ以上でａ
当する。これは半４体レーザ２１の許容反射量は−６０
〜−７０ｄＢ以Ｆと通常いわれている匝と一部する。
このように半導体レーザ２１に一６０ｄＢ以上の反射量
がるると発振スペクトルが変動する。このため前記第１
図に示したように領域Ｂと光モードフィルタ領域人の接
合面での反射を一６０ｄＢ以トＶこおさえなくてはなら
ない。通’ｇ４１図に示すように、光導波路４上に直接
金属膜３をつけると、七の現界面では約−４０ｄＢ以上
の反射量が生じる。また直接金属膜をつけるのではなく
第３図に示すように誘電体バッファノー５をテーバ状に
もうけだ光モードフィルタが従来されている。しかしな
がら、テーパ状光モードフィルタの場合にオイテモテー
ハの角度やバッファ層の厚今によって一４０ｄＢ以上の
反射量が生じる場合かめジ、いずれの場合においても半
導体レーザの発振が不安定でおった。
がるると発振スペクトルが変動する。このため前記第１
図に示したように領域Ｂと光モードフィルタ領域人の接
合面での反射を一６０ｄＢ以トＶこおさえなくてはなら
ない。通’ｇ４１図に示すように、光導波路４上に直接
金属膜３をつけると、七の現界面では約−４０ｄＢ以上
の反射量が生じる。また直接金属膜をつけるのではなく
第３図に示すように誘電体バッファノー５をテーバ状に
もうけだ光モードフィルタが従来されている。しかしな
がら、テーパ状光モードフィルタの場合にオイテモテー
ハの角度やバッファ層の厚今によって一４０ｄＢ以上の
反射量が生じる場合かめジ、いずれの場合においても半
導体レーザの発振が不安定でおった。
本発明の目的は、光モードフィルタ端面からの反射を小
さくシ、半導体レー、ザの発振安定化を確約する光モー
ドフィルタの構造を提供することにある。
さくシ、半導体レー、ザの発振安定化を確約する光モー
ドフィルタの構造を提供することにある。
上記目的を達成するための本屍明の構成は、基板と、該
基板上に形成された光導波路と、該導波路上にそれより
も屈折率の低い平行及びテーパ状のバッフアノ曽を介し
て種層させた光吸収ノーとからなる。
基板上に形成された光導波路と、該導波路上にそれより
も屈折率の低い平行及びテーパ状のバッフアノ曽を介し
て種層させた光吸収ノーとからなる。
本発明は上記構成になるので、光導波部を伝搬するＴＥ
波とＴＭ波の伝搬定数は実数でβυ光の伝搬損失が生じ
ない。しかし、金属のような光吸収の大きな媒質をその
上にもつ光導波錯甲を伝搬するＴＥ波やＴＭ波の伝搬定
数は汲素数である。
波とＴＭ波の伝搬定数は実数でβυ光の伝搬損失が生じ
ない。しかし、金属のような光吸収の大きな媒質をその
上にもつ光導波錯甲を伝搬するＴＥ波やＴＭ波の伝搬定
数は汲素数である。
この伝搬定数の走が大きいと反射が大きくなる。
符に実数と複素数の伝搬定数をもつ波の間での反射は大
きい。この解決とし前記第３図のかわシに本発明の一実
施例として第４図に示すエラに光導波部ＢＫもバッファ
層と同様又は近い材料を用い、金属膜のよＩ）な光吸収
課員６をテーパ部のみならず平行のバッファ層部に用い
ればよい、理想的には平行のバッファ層部とテーパ状部
が連続的になめらかに変化し接合しているのがのぞまし
い。また平行のバッファ層部はｉ長オーダ程度の長さ以
上でられは特に問題はない。なお元導波湘部にバッファ
層が用いられない場合には後に第５図で示すようにバッ
ファ層をテーバ状にしてもほぼ同様である。
きい。この解決とし前記第３図のかわシに本発明の一実
施例として第４図に示すエラに光導波部ＢＫもバッファ
層と同様又は近い材料を用い、金属膜のよＩ）な光吸収
課員６をテーパ部のみならず平行のバッファ層部に用い
ればよい、理想的には平行のバッファ層部とテーパ状部
が連続的になめらかに変化し接合しているのがのぞまし
い。また平行のバッファ層部はｉ長オーダ程度の長さ以
上でられは特に問題はない。なお元導波湘部にバッファ
層が用いられない場合には後に第５図で示すようにバッ
ファ層をテーバ状にしてもほぼ同様である。
第４図を用いて詳細ｉＣ説明する。
光導波部Ｂを伝搬するＴＥ波（ここではＴＥ波について
説明するが同様に１゛Ｍ波についても成立する）が平行
な金属膜中に入った時に生じる反射波の大きさＲは近似
的に で与えられる。ここでβ亀は実数値で光導波部Ｂを伝搬
する１゛Ｅ波の伝搬定数でわシβｔは複素数で平行な金
属膜生金伝搬する′ｒＥ波の伝搬定数である。ここでバ
ッファ層７の厚みをｄ、光導波路４の厚みをａ、基板２
の屈折率を口ｌ、光導波路４の屈折率を０２、バッファ
層７の屈折率をｎ３とし、その上の虐（例えば光導波部
の場合には空気層であり光モードフィルタ部では金属膜
６である）の屈折率をｎ４とする伝搬ボ数βは波数ｋを
用いて ・・・・・・・・・（２） の超越関数の根として示される。
説明するが同様に１゛Ｍ波についても成立する）が平行
な金属膜中に入った時に生じる反射波の大きさＲは近似
的に で与えられる。ここでβ亀は実数値で光導波部Ｂを伝搬
する１゛Ｅ波の伝搬定数でわシβｔは複素数で平行な金
属膜生金伝搬する′ｒＥ波の伝搬定数である。ここでバ
ッファ層７の厚みをｄ、光導波路４の厚みをａ、基板２
の屈折率を口ｌ、光導波路４の屈折率を０２、バッファ
層７の屈折率をｎ３とし、その上の虐（例えば光導波部
の場合には空気層であり光モードフィルタ部では金属膜
６である）の屈折率をｎ４とする伝搬ボ数βは波数ｋを
用いて ・・・・・・・・・（２） の超越関数の根として示される。
ここでバッファノー７の厚みｄを太キくシていくと（２
）式は に収装し、屈折率ｎ４の影響がなくなる。すなゎち光導
波部Ｂと光モードフィルタ部との境界での光の伝ｔｉ矩
赦がほぼ同一になる。
）式は に収装し、屈折率ｎ４の影響がなくなる。すなゎち光導
波部Ｂと光モードフィルタ部との境界での光の伝ｔｉ矩
赦がほぼ同一になる。
以上の原理を用いれば、バーノファ層７の厚みｄを厚く
することにより光導波部と光モードフィルタ部との境界
での光の反射を一６０ｄＢ以トにすることができる。す
なわちこの厚みｄは及び式（２） 、 、 （３）を満
足するｄで与えられる。
することにより光導波部と光モードフィルタ部との境界
での光の反射を一６０ｄＢ以トにすることができる。す
なわちこの厚みｄは及び式（２） 、 、 （３）を満
足するｄで与えられる。
以下本発明の具体的実施例を説明する。光学基板トして
は顕微鋭用スライドガラスを用い、約４００Ｃ（ＤＫＮ
Ｏａ浴液中に約２５分間浸水させた。Ｋ Ｉ”Ｊ Ｏｓ
中のにイオンとスライドガラス中のＮａイオンがイオン
変換し、その結果スフ１トガ２２表面層に光４良鉗が形
成でき７辷。光源として波長１．３μＩｌｌの半導体レ
ーザを用い、光導波路Ｖこ入射式せると伝搬光が単一モ
ードである事が確認できた。光導波路上に厚み０．４５
μｍの５４０２からなるテーパ状バッファ層をスパック
リング法で作製した。テーパ部の作製には５ｉ０２スパ
ツタターゲツトと光導波路の中間に、ナイフェツジを光
導波路から１２μｍｎの高さに挿入し、スパッタ膜のナ
イフェツジ下面への回り込み現象を利用して作製した。
は顕微鋭用スライドガラスを用い、約４００Ｃ（ＤＫＮ
Ｏａ浴液中に約２５分間浸水させた。Ｋ Ｉ”Ｊ Ｏｓ
中のにイオンとスライドガラス中のＮａイオンがイオン
変換し、その結果スフ１トガ２２表面層に光４良鉗が形
成でき７辷。光源として波長１．３μＩｌｌの半導体レ
ーザを用い、光導波路Ｖこ入射式せると伝搬光が単一モ
ードである事が確認できた。光導波路上に厚み０．４５
μｍの５４０２からなるテーパ状バッファ層をスパック
リング法で作製した。テーパ部の作製には５ｉ０２スパ
ツタターゲツトと光導波路の中間に、ナイフェツジを光
導波路から１２μｍｎの高さに挿入し、スパッタ膜のナ
イフェツジ下面への回り込み現象を利用して作製した。
作製したテーパ部と平行なバラノア漕部との境界はなめ
らかに変化していた。またテーパ部の長さは２５０μｍ
’Ｔ： ’ｌ＞うた。次に光の吸収帯にもちいる金属
膜としてＡ４を用い、テーパ部及び平行部に長さ３００
μｍにわたってスパッタ蒸着した。このようにして作製
した光モードフィルタの光の入出力端に波長１．３μｍ
の無反射コーティングをほどこした。半導体レーザとし
て波長１．３μｍ（Ｄ単一モード発振レーザを用いた。
らかに変化していた。またテーパ部の長さは２５０μｍ
’Ｔ： ’ｌ＞うた。次に光の吸収帯にもちいる金属
膜としてＡ４を用い、テーパ部及び平行部に長さ３００
μｍにわたってスパッタ蒸着した。このようにして作製
した光モードフィルタの光の入出力端に波長１．３μｍ
の無反射コーティングをほどこした。半導体レーザとし
て波長１．３μｍ（Ｄ単一モード発振レーザを用いた。
直線偏光のレージ“光を１度光導波路内でＴ Ｅモード
とＴ１〜（モードが同じ割合で励振されるように入射し
、光モードフィルタがらの反射にょる光振の不安定性と
モードフィルタ特注を調べた。その結果反射は約−７０
ｄＢ程度でろ９半導体レーザの発振特性は変化し１ない
ことがわかった。また光モードフィルタ特性ケ示す′１
゛Ｅ波とＴＭ波の消光比は３５ｄＢとなシ充分に光モー
ドフィルタ特性を示すことがわかった。
とＴ１〜（モードが同じ割合で励振されるように入射し
、光モードフィルタがらの反射にょる光振の不安定性と
モードフィルタ特注を調べた。その結果反射は約−７０
ｄＢ程度でろ９半導体レーザの発振特性は変化し１ない
ことがわかった。また光モードフィルタ特性ケ示す′１
゛Ｅ波とＴＭ波の消光比は３５ｄＢとなシ充分に光モー
ドフィルタ特性を示すことがわかった。
本実施例によれば、光導波路中に作製した光モードフィ
ルタからの反射波を小はくすることが出来、半導体レー
ザの発振を安定にする効果がろる。
ルタからの反射波を小はくすることが出来、半導体レー
ザの発振を安定にする効果がろる。
第１図は従来の光モードフィルタと半導体レーザを組合
わせたことによる反射波の発生を示す図、第２図は半導
体レーザの発振の不安定領域を示すだめの実験値、第３
図は従来法を改善したテーバ状薄膜偏光子の構成図、第
４図、及び第５図は本発明の一実施り０としての光モー
ドフィルタの概略構成図である。 ｌ・・・半導体レーザ、２・・・光学基板、３・・・金
属膜、４・・・光導波路、５・・・テーパ状バッファ層
、６・・・光第 （口 第 ２ 図 （ｄ） Ｉｆ１隔ｄｃ四
わせたことによる反射波の発生を示す図、第２図は半導
体レーザの発振の不安定領域を示すだめの実験値、第３
図は従来法を改善したテーバ状薄膜偏光子の構成図、第
４図、及び第５図は本発明の一実施り０としての光モー
ドフィルタの概略構成図である。 ｌ・・・半導体レーザ、２・・・光学基板、３・・・金
属膜、４・・・光導波路、５・・・テーパ状バッファ層
、６・・・光第 （口 第 ２ 図 （ｄ） Ｉｆ１隔ｄｃ四
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板と、該基板上に形成坏れた光導波路と、該導波
路上にそれよシも屈折率の低い平行及びテーパ状のバッ
ファ層を介して積層式せた光吸収層を設けたことを特徴
とする光モードフィルタ。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記バッファノー
の厚みｄは、本文中で示した式（２）、 （３）、 （
５）を満足するように決定されたものであることを特徴
とする光モードフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21084683A JPS60103316A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 光モ−ドフイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21084683A JPS60103316A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 光モ−ドフイルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103316A true JPS60103316A (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=16596077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21084683A Pending JPS60103316A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 光モ−ドフイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60103316A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6275605A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-07 | トムソン−セエスエフ | 示差吸収偏光子、該偏光子の製法及び該製法を実施するための装置 |
| US4893296A (en) * | 1987-07-30 | 1990-01-09 | Sony Corporation | Optical pickup device |
| US4987566A (en) * | 1985-07-29 | 1991-01-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical head apparatus |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP21084683A patent/JPS60103316A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4987566A (en) * | 1985-07-29 | 1991-01-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical head apparatus |
| JPS6275605A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-07 | トムソン−セエスエフ | 示差吸収偏光子、該偏光子の製法及び該製法を実施するための装置 |
| US4893296A (en) * | 1987-07-30 | 1990-01-09 | Sony Corporation | Optical pickup device |
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