JPS60133408A - 光結合装置 - Google Patents
光結合装置Info
- Publication number
- JPS60133408A JPS60133408A JP24242183A JP24242183A JPS60133408A JP S60133408 A JPS60133408 A JP S60133408A JP 24242183 A JP24242183 A JP 24242183A JP 24242183 A JP24242183 A JP 24242183A JP S60133408 A JPS60133408 A JP S60133408A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light guide
- waveguide
- light
- optical waveguide
- optical
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
- G02B6/305—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device and having an integrated mode-size expanding section, e.g. tapered waveguide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、光情報処理、光フアイバ通信・計測等に用い
る光結合装置に関するものである。
る光結合装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、平面基板上に形成された薄膜光導波路に、半導体
レーザあるいは光ファイバを直接結合させる方法として
、第１図に示す様に、薄膜光導波路１の端面を、基板２
のへき開あるいは研磨により導波路１に対しほぼ垂直に
なる様に形成し、この端面に半導体レーザあるいは光フ
ァイバ３の導波路４を接近させて、その導波光６を薄膜
光導波路１中に励振させていた。６は導波路１に導入さ
れた導波光である。しかるに、薄膜光導波路１の構造寸
法が、同一基板２上に形成される他の光回路素子（図示
せず）によって決り、例えば基板２上の他の部分にＰＬ
ＺＴ糸光スイッチを形成した場合では、薄膜光導波路１
の厚さが約０．３６μｍと薄くなり、端面研磨時の光導
波路部の面だけを発生し、励振する半導体レーザあるい
は光ファイバからの光６のスポットサイズの２〜１０μ
ｍに比較して極めて薄くなっており、直接結合による効
率は数％にしかならず、その低効率か問題となっていた
。７．８は放射光、９．１０はそれぞれ導波光６，６の
強度分布を示す。
レーザあるいは光ファイバを直接結合させる方法として
、第１図に示す様に、薄膜光導波路１の端面を、基板２
のへき開あるいは研磨により導波路１に対しほぼ垂直に
なる様に形成し、この端面に半導体レーザあるいは光フ
ァイバ３の導波路４を接近させて、その導波光６を薄膜
光導波路１中に励振させていた。６は導波路１に導入さ
れた導波光である。しかるに、薄膜光導波路１の構造寸
法が、同一基板２上に形成される他の光回路素子（図示
せず）によって決り、例えば基板２上の他の部分にＰＬ
ＺＴ糸光スイッチを形成した場合では、薄膜光導波路１
の厚さが約０．３６μｍと薄くなり、端面研磨時の光導
波路部の面だけを発生し、励振する半導体レーザあるい
は光ファイバからの光６のスポットサイズの２〜１０μ
ｍに比較して極めて薄くなっており、直接結合による効
率は数％にしかならず、その低効率か問題となっていた
。７．８は放射光、９．１０はそれぞれ導波光６，６の
強度分布を示す。
発明の目的
本発明は、薄膜光導波路と半導体レーザあるいは、光フ
ァイバとの直接結合装置において、高効率な結合装置を
提供することを目的とする。
ァイバとの直接結合装置において、高効率な結合装置を
提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、屈折率ｎ８ の基板上に形成された屈折率ｎ
（の第１の光導波路上に、結合用とし１て屈折率ｎ ｇ
（ｎ ｇ≧ｎｆ）を有する第２の光導波路を、その断
面形状が端面から離れるに従い膜厚が減少していく様に
形成し、かつ全体が屈折率ｎａ（ｎ、（ｎｆ）のクラツ
ド材でおおわ拉た光導波路と、その光導波路にほぼ直角
に形成された端面に対向する様に半導体レーザあるいは
光ファイバを配置することより構成さ扛る。
（の第１の光導波路上に、結合用とし１て屈折率ｎ ｇ
（ｎ ｇ≧ｎｆ）を有する第２の光導波路を、その断
面形状が端面から離れるに従い膜厚が減少していく様に
形成し、かつ全体が屈折率ｎａ（ｎ、（ｎｆ）のクラツ
ド材でおおわ拉た光導波路と、その光導波路にほぼ直角
に形成された端面に対向する様に半導体レーザあるいは
光ファイバを配置することより構成さ扛る。
実施例の説明
第２図に本発明の一実施例を示す。サファイヤ基板２上
に形成した厚さ０．３５μｍのＰＬＺＴ糸光導波光導波
路１率２．６）上に、入力導波路１１として、水素化ア
モルファスシリコン膜〔α−８工：Ｈ（屈折率３．５
） ）をプラズマＣＶＤ法により約２μｍの膜厚に形成
し、エツチングにより先導波路１に重なる様に３次元導
波路形状に加工した。
に形成した厚さ０．３５μｍのＰＬＺＴ糸光導波光導波
路１率２．６）上に、入力導波路１１として、水素化ア
モルファスシリコン膜〔α−８工：Ｈ（屈折率３．５
） ）をプラズマＣＶＤ法により約２μｍの膜厚に形成
し、エツチングにより先導波路１に重なる様に３次元導
波路形状に加工した。
また、入力導波路１１の形成の際に、マスクを用いて、
ゆるやかなテーパを形成した。テーパ部１２の長さは約
１ＭＭであった。また、α−８工：Ｈの光学ギャップエ
ネルギーは１．８２ｅｖであった。
ゆるやかなテーパを形成した。テーパ部１２の長さは約
１ＭＭであった。また、α−８工：Ｈの光学ギャップエ
ネルギーは１．８２ｅｖであった。
この様に形成した基板２および導波路２，１１の端部を
サファイヤ基板のやといを用いてダイヤモンド砥粒を用
いて研磨した。入力導波路１１の端部に若干の面だれを
生じたが、膜厚が２μｍと厚いだめにほとんど問題にな
らない程度であった。
サファイヤ基板のやといを用いてダイヤモンド砥粒を用
いて研磨した。入力導波路１１の端部に若干の面だれを
生じたが、膜厚が２μｍと厚いだめにほとんど問題にな
らない程度であった。
このようにして得られた導波路に、半導体レーザ（波長
１．３μｍ、ビームサイズ約２μｍ）を直接結合（導波
光５を導波路１，１１に入射させたところ、人力導波路
１１の中１Ｄ付近に半導体レーザの光軸をあわせた時に
最も効率が高く、約３ｄＢの損失におさえることができ
た。この波長でのα−３ｉ：Ｈの光吸収損失はｆヨとん
どみられながった。
１．３μｍ、ビームサイズ約２μｍ）を直接結合（導波
光５を導波路１，１１に入射させたところ、人力導波路
１１の中１Ｄ付近に半導体レーザの光軸をあわせた時に
最も効率が高く、約３ｄＢの損失におさえることができ
た。この波長でのα−３ｉ：Ｈの光吸収損失はｆヨとん
どみられながった。
また、端部での反射による損失が約３Ｏ％あるため、Ａ
Ｒコートを施すことにより、結合損失を１ｄＢ程度に軽
減できた。入力導波路を設けない場合では結合損失が約
１０ｄＢあった。また入力導波路１１のテーパ部での散
乱はほとんどみ牧れなかった。
Ｒコートを施すことにより、結合損失を１ｄＢ程度に軽
減できた。入力導波路を設けない場合では結合損失が約
１０ｄＢあった。また入力導波路１１のテーパ部での散
乱はほとんどみ牧れなかった。
第２図に従ってその原理を若干説明する。半導体レーザ
３からの出射光５の強度分布９のビームサイズ（１／ｅ
２の強度になるビームの輻）が約２μｍのガウス分布を
しており、入力導波路１１の端面付近の基本モード光１
３の強度分布１４とよく整合がとれており、この部分で
の結合損失は極めて少ない。入力導波路１１に励振され
た導波光１３は、テーパ部１２において、光導波路１へ
パワー光強度分布１５の様に結合して、入力導波路１の
終端部ではそのほとんどが、光導波路１へ光パワーが移
っている。その時の強度分布は１６となっている。この
様に、本発明によれば、任意の膜厚を有する薄膜光導波
路と半導体レーザあるいは光ファイバとの低損失の直接
結合が可能となる。
３からの出射光５の強度分布９のビームサイズ（１／ｅ
２の強度になるビームの輻）が約２μｍのガウス分布を
しており、入力導波路１１の端面付近の基本モード光１
３の強度分布１４とよく整合がとれており、この部分で
の結合損失は極めて少ない。入力導波路１１に励振され
た導波光１３は、テーパ部１２において、光導波路１へ
パワー光強度分布１５の様に結合して、入力導波路１の
終端部ではそのほとんどが、光導波路１へ光パワーが移
っている。その時の強度分布は１６となっている。この
様に、本発明によれば、任意の膜厚を有する薄膜光導波
路と半導体レーザあるいは光ファイバとの低損失の直接
結合が可能となる。
なお、実施例において、光導波路１にサファイヤ基板上
のＰＬＺＴ系薄膜光薄膜光導波路たが、何もこれに限る
ことなく、導波機能を有するどの様な薄膜光導波路でも
よい。まだ、入力導波路材料にα−８ｉ ：Ｈを用いた
が例もこれに限定する必要はなく、光導波路１の屈折率
より等しいか大きい材料であれば伺でもよい、また、半
導体レーザの代シに光ファイバを用いても同様な効果が
得ら扛、かつ、その場合には、光導波路からの出力結合
用としても、低損失の結合がｈ」能である。
のＰＬＺＴ系薄膜光薄膜光導波路たが、何もこれに限る
ことなく、導波機能を有するどの様な薄膜光導波路でも
よい。まだ、入力導波路材料にα−８ｉ ：Ｈを用いた
が例もこれに限定する必要はなく、光導波路１の屈折率
より等しいか大きい材料であれば伺でもよい、また、半
導体レーザの代シに光ファイバを用いても同様な効果が
得ら扛、かつ、その場合には、光導波路からの出力結合
用としても、低損失の結合がｈ」能である。
また、薄膜光導波路１および入力導波路１１は屈折率”
ａ（”ａ＜ｎｆ ）のクラツド材でおおわれてお９、こ
のクラツド材はその機能を満たす範囲内で例でもよく、
例えば空気、 ＳｉＯ□、Ｔｉｅ、、等々でもよい。
ａ（”ａ＜ｎｆ ）のクラツド材でおおわれてお９、こ
のクラツド材はその機能を満たす範囲内で例でもよく、
例えば空気、 ＳｉＯ□、Ｔｉｅ、、等々でもよい。
発明の効果
本発明により、従来１０ｄＢ以上程度あった薄膜光導波
路と半導体レーザあるいは光ファイバとの直接結合損失
が、１（ｉＢ程度に軽減することが可能となった。
路と半導体レーザあるいは光ファイバとの直接結合損失
が、１（ｉＢ程度に軽減することが可能となった。
第１図は従来の光結合部を示す断面図、第２図は本発明
の一実施例の光結合部を示す断面図である。 １・・・・・・薄膜光導波路、２・・・・・・基板、３
・・・・・・半導体レーザあるいは光ファイバ、４・・
・・・・光導波路、６．１３・パ・・・導波光、１４，
１５．１６・・・・・・導波光強度分布、１１・・・・
・・入力導波路、１２・・・・・・テーパ部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｉ ；り
の一実施例の光結合部を示す断面図である。 １・・・・・・薄膜光導波路、２・・・・・・基板、３
・・・・・・半導体レーザあるいは光ファイバ、４・・
・・・・光導波路、６．１３・パ・・・導波光、１４，
１５．１６・・・・・・導波光強度分布、１１・・・・
・・入力導波路、１２・・・・・・テーパ部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｉ ；り
Claims (2)
- （１）屈折率ｎｓ を有する基板上に形成された屈折率
ｎｆ（ｎｆ＞ｎｓ）を有する第１の光導波路上に、屈折
率ｎ ｇ （ｎ ？” ｆ）を有する第２の光導波路が
形成され、かつ、前記第２の光導波路の断面形状が端面
から離れるにしたがい膜厚が減少していく様な構造を有
する光導波路を備えてなる光結合装置。 - （２）光導波路端面が、反射防止膜によりおおわれるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光結合装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24242183A JPS60133408A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24242183A JPS60133408A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 光結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60133408A true JPS60133408A (ja) | 1985-07-16 |
Family
ID=17088860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24242183A Pending JPS60133408A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 光結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60133408A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6394205A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-25 | Hitachi Ltd | 双方向伝送用光励振装置 |
| JPH01273239A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-11-01 | Sony Corp | 光再生ピックアップ |
| JPH02109007A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 光導波路装置 |
| EP0687925A2 (en) | 1994-06-08 | 1995-12-20 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method of forming an optical coupling waveguide and a lightguide device having the optical coupling waveguide |
| EP0695958A1 (en) * | 1994-08-04 | 1996-02-07 | Hoechst Aktiengesellschaft | Tapered waveguide for optical coupling |
| JP2001330763A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-11-30 | Hoya Corp | 集光部品並びにこれを用いた光源モジュール、レーザー装置及び光信号増幅装置 |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP24242183A patent/JPS60133408A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6394205A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-25 | Hitachi Ltd | 双方向伝送用光励振装置 |
| JPH01273239A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-11-01 | Sony Corp | 光再生ピックアップ |
| JPH02109007A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 光導波路装置 |
| EP0687925A2 (en) | 1994-06-08 | 1995-12-20 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method of forming an optical coupling waveguide and a lightguide device having the optical coupling waveguide |
| EP0695958A1 (en) * | 1994-08-04 | 1996-02-07 | Hoechst Aktiengesellschaft | Tapered waveguide for optical coupling |
| US5568579A (en) * | 1994-08-04 | 1996-10-22 | Hoechst Aktiengesellschaft | Waveguide coupling device including tapered waveguide with a particular tapered angle to reduce coupling loss |
| JP2001330763A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-11-30 | Hoya Corp | 集光部品並びにこれを用いた光源モジュール、レーザー装置及び光信号増幅装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2708767C (en) | Coupling between free space and optical waveguide using etched coupling surfaces | |
| US6511571B2 (en) | Method for fabricating an optical waveguide | |
| JPH01260405A (ja) | 光フアイバ及びそれを用いた光学装置 | |
| JPS575380A (en) | Output light coupling system for semiconductor laser | |
| JPH09506720A (ja) | 陽子交換導波路デバイスの偏光消光比を改善するための空間フィルタ | |
| EP0212773A2 (en) | Cutoff polarizer and method | |
| US4398795A (en) | Fiber optic tap and method of fabrication | |
| Benson | Etched-wall bent-guide structure for integrated optics in the III-V semiconductors | |
| JPS60133408A (ja) | 光結合装置 | |
| Willner et al. | Laser fabricated GaAs waveguiding structures | |
| US4124270A (en) | Monolithic, three-dimensional infrared waveguide for high power lasers | |
| JP3223930B2 (ja) | 光デバイス | |
| JP3666463B2 (ja) | 光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法 | |
| JPH05107428A (ja) | 光フアイバの端部構造及びその製造方法 | |
| JPH0743552A (ja) | 半導体レーザダイオード結合用光導波路素子及びそれを用いた導波路型モジュール | |
| JPS62296102A (ja) | 導波路グレ−テイング結合器 | |
| JPH0560928A (ja) | 導波路形スポツトサイズ変換素子 | |
| JP2000321470A (ja) | 光ファイバおよびレーザ加工機 | |
| JPS58196521A (ja) | 光結合回路 | |
| JP6927094B2 (ja) | 光導波路接続構造 | |
| JPS5838621Y2 (ja) | レ−ザ光源 | |
| JPH08146250A (ja) | 集光レンズおよびその製造方法 | |
| JPH05196825A (ja) | 光導波路の入出力構造 | |
| JPH02168206A (ja) | 屈折率分布結合器 | |
| JPH0996745A (ja) | 半導体レーザモジュール |