JPS62297806A - Production of waveguide type plane optical circuit - Google Patents

Production of waveguide type plane optical circuit

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JPS62297806A
JPS62297806A JP61140263A JP14026386A JPS62297806A JP S62297806 A JPS62297806 A JP S62297806A JP 61140263 A JP61140263 A JP 61140263A JP 14026386 A JP14026386 A JP 14026386A JP S62297806 A JPS62297806 A JP S62297806A
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mgo
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Abstract

PURPOSE:To decrease the scattering of light on a substrate surface by diffusing specific ions further into geodesic lenses so that the position of the max. refractive index is provided in the certain depth position of the substrate. CONSTITUTION:Ti is diffused into the surface of the lithium niobate substrate 101 worked and formed with recesses 104 and the geodesic lens parts 102 are formed when a thin Ti film 103 is formed on said substrate 101 and the substrate 101 is heated. Ti and MgO diffused waveguides 108 are formed when a thin MgO film 105 is formed to the lens parts 102 and the MgO is diffused by heating. The position of the lens parts 102 where the refractive index is max. is thereby brought to the certain depth position of the substrate 101 from the surface, by which the scattering of the light by the ruggedness caused at the working of the recesses is decreased. As a result, a scattering loss, radiation loss, etc., are decreased and the waveguide type plane optical circuit having high efficiency is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は光波を利用して信号処理を行う平面光回路の製
造方法、特に平面導波光を面内において集束させる機能
を有するジオデシックレンズを含む平面光回路の製造方
法に関する。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a planar optical circuit that performs signal processing using light waves, and in particular to a method for focusing planar waveguide light in a plane. The present invention relates to a method of manufacturing a planar optical circuit including a functional geodesic lens.

(従来技術とその問題点〕 −aに、コヒーレントな光学処理技術は、並列処理がで
き、高速であるという特徴があるため、コリレーション
やスペクトルアナライザーなどのような信号処理装置へ
の応用に適している。この信号処理装置を実現するため
に、光学ガラスや光学結晶などを基板とし、この表面に
基板よりも屈折率の高い層を設け、この高屈折率層にエ
ネルギーを集中させて伝搬する平面導波光の波面やエネ
ルギー伝搬方向を制御する光回路が、最近盛んに研究さ
れている。このような平面光回路に用いられる平面レン
ズは、結像作用やフーリエ変換作用の働きを持ち、平面
光回路を構成する重要な部品である。このような平面レ
ンズとしては、ジオデシフクレンズ、ルネプルグレンズ
、グレーティングレンズ、平面フレネルレンズ等のレン
ズが知られている。
(Prior art and its problems) -a. Coherent optical processing technology has the characteristics of parallel processing and high speed, so it is suitable for application to signal processing devices such as correlation and spectrum analyzers. In order to realize this signal processing device, optical glass or optical crystal is used as a substrate, a layer with a higher refractive index than the substrate is provided on the surface of the substrate, and energy is concentrated on this high refractive index layer and propagated. Optical circuits that control the wavefront and energy propagation direction of planar waveguide light have been actively researched recently.The planar lenses used in such planar optical circuits have the function of imaging and Fourier transformation, and It is an important component constituting an optical circuit.As such plane lenses, lenses such as a geodecif lens, a Lunepul lens, a grating lens, and a plane Fresnel lens are known.

ジオデシックレンズは、光導波路中にくぼみ(凹部)を
形成してこの部分をレンズ部としているため、(ぼみを
所望の形状に加工することにより大口径、短焦点つまり
F数の小さなレンズの作成が可能となる。また本質的に
色収差がなく、また焦点距離が導波モードの次数によら
ない利点がある。
Geodesic lenses form a depression (concave part) in the optical waveguide and use this part as the lens part. (By processing the depression into the desired shape, it is possible to create a lens with a large aperture, short focus, or small F number. It also has the advantage that there is essentially no chromatic aberration, and the focal length does not depend on the order of the waveguide mode.

従来、誘電体基板上にくぼみを設け、このくぼみに光導
波路を形成するジオデシックレンズの例が、雑誌「アイ
・イー・イー・イー・トランザクション・オン・コンポ
ーネンツ・ハイブリッド・アンド・マニファクチャリン
グ・テクノロジー(IEEE TRANSACTION
S ON COMPONENTS HYBRIDSAN
D MANUFACTURING TEC)INOLO
GY) J 、VOL CHMT −5、No、2.6
月1982年、205〜209ページに掲載の論文に述
べられている。
Conventionally, an example of a geodesic lens in which a depression is formed on a dielectric substrate and an optical waveguide is formed in the depression is published in the magazine "IEE Transactions on Components Hybrid and Manufacturing Technology". (IEEE TRANSACTION
S ON COMPONENTS HYBRIDSAN
D MANUFACTURING TEC) INOLO
GY) J, VOL CHMT-5, No, 2.6
1982, pages 205-209.

第6図(a)、 (b)はこの従来のジオデシックレン
ズの構造を示す平面図と断面図である。このジオデシッ
クレンズは、ニオブ酸リチウム基板101の表面にダイ
ヤモンドのバイトを用いてくぼみ3を切削し、この切削
部を研磨した後、ニオブ酸リチウム基板101のくぼみ
も含めた全面にチタン膜を設け、このチタン膜を熱拡散
することによって光導波路8とジオデシックレンズ部4
が形成される。
FIGS. 6(a) and 6(b) are a plan view and a sectional view showing the structure of this conventional geodesic lens. This geodesic lens is made by cutting a depression 3 on the surface of a lithium niobate substrate 101 using a diamond cutting tool, polishing the cut portion, and then applying a titanium film to the entire surface of the lithium niobate substrate 101, including the depression. By thermally diffusing this titanium film, an optical waveguide 8 and a geodesic lens portion 4 are formed.
is formed.

このジオデシックレンズでは、平行に入射した導波光5
がフェルマの原理に従って光路長が最短になる曲面の測
地線に沿って伝搬するので、この入射導波光5が通過す
るレンズの位置によってその光路長が変化し、入射導波
光5は集束作用を受は集束点6に集光される。
In this geodesic lens, the parallel incident guided light 5
propagates along the geodesic line of the curved surface where the optical path length is the shortest according to Fermat's principle, so the optical path length changes depending on the position of the lens through which the incident guided wave 5 passes, and the incident guided wave 5 receives a focusing effect. is focused on a focal point 6.

前述したように、ジオデシックレンズにおいては、ニオ
ブ酸リチウム基板の表面に機械加工により、くぼみを形
成する。したがってジオデシックレンズ部においては少
な(とも1μ葎程度の基板表面の凹凸は避は難い。
As mentioned above, in a geodesic lens, depressions are formed on the surface of a lithium niobate substrate by machining. Therefore, in the geodesic lens part, it is difficult to avoid irregularities on the substrate surface, which are small (approximately 1 μm in diameter).

一方チタン拡散光導波路においては、第3図(a)に示
すように、基板表面において屈折率が最大となるため、
光波のエネルギーは、第3図(b)に示すように、基板
表面に集中する。したがって基板表面での光の散乱によ
る損失が生じ、この散乱損失と放射損失の和は通常2d
B程度となり、ジオデシックレンズにおいては大きな問
題となっている。
On the other hand, in the titanium diffused optical waveguide, as shown in FIG. 3(a), the refractive index is maximum at the substrate surface, so
The energy of the light wave is concentrated on the substrate surface, as shown in FIG. 3(b). Therefore, a loss occurs due to light scattering on the substrate surface, and the sum of this scattering loss and radiation loss is usually 2d
It is about B, which is a big problem in geodesic lenses.

このような基板表面での散乱損失が問題となる光回路に
おいては、導波路中での屈折率が最大の位置が基板中の
ある深さとなっているような屈折率分布が望まれる。し
かしながら従来のチタン拡散導波路の構成方法では、上
述のような屈折率分布を形成することは不可能である。
In such an optical circuit where scattering loss on the substrate surface is a problem, a refractive index distribution is desired such that the position of the maximum refractive index in the waveguide is at a certain depth in the substrate. However, with the conventional method of configuring a titanium diffusion waveguide, it is impossible to form the refractive index distribution as described above.

本発明の目的は、上述のような問題点を解決した導波型
平面光回路の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a waveguide type planar optical circuit that solves the above-mentioned problems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、ニオブ酸リチウム基板表面上に設けられた凹
部に光導波路が形成されたジオデシックレンズを少なく
とも1つ含む導波型平面光回路の製造方法において、基
板表面に凹部を形成した後、この基板上にチタン薄膜を
形成し、上記基板を加熱して上記薄膜を基板中に拡散さ
せ、次いで上記基板上の少なくともジオデシックレンズ
部の上にはマグネシウムイオンを含む薄膜パターンを形
成し、上記基板を再度加熱して上記のマグネシウムイオ
ンを含む薄膜パターンを基板中に拡散させることによっ
て光導波路を形成する工程を少なくとも含むことを特徴
としている。
The present invention provides a method for manufacturing a waveguide planar optical circuit including at least one geodesic lens in which an optical waveguide is formed in a recess provided on the surface of a lithium niobate substrate. A titanium thin film is formed on a substrate, the substrate is heated to diffuse the thin film into the substrate, a thin film pattern containing magnesium ions is formed on at least the geodesic lens portion on the substrate, and the substrate is heated. The method is characterized in that it includes at least a step of forming an optical waveguide by heating again to diffuse the thin film pattern containing magnesium ions into the substrate.

〔作用〕[Effect]

本発明は、ジオデシックレンズを含む平面光信号処理回
路を製造するに際し、少なくともジオデシックレンズ部
分には2種類の薄膜パターンを拡散して光導波路を形成
し、その他の部分、例えば音響光学効果や電気光学効果
を利用する部分においてはチタンのみを拡散して光導波
路を形成することによってジオデシックレンズ部分とそ
の他の部分の深さ方向屈折率分布を異ならせしめ、ジオ
デシックレンズ部分では伝搬光エネルギー分布が基板表
面に集中しないような屈折率分布を設定して散乱損失を
減少させ、かつそれとは独立に他の部分、例えば音響光
学効果を利用する部分ではその伝搬光エネルギー分布が
基板表面に十分閉じ込められるように屈折率分布を設定
して弾性表面波との相互作用を高効率化することを可能
とする。
When manufacturing a planar optical signal processing circuit including a geodesic lens, the present invention forms an optical waveguide by diffusing two types of thin film patterns in at least the geodesic lens part, and in other parts, for example, the acousto-optic effect or the electro-optic effect. In the area where the effect is used, only titanium is diffused to form an optical waveguide, thereby making the refractive index distribution in the depth direction different between the geodesic lens part and other parts, and in the geodesic lens part, the propagating light energy distribution is applied to the substrate surface. Set the refractive index distribution so that it is not concentrated to reduce scattering loss, and independently refract other parts, such as parts that utilize the acousto-optic effect, so that the propagating light energy distribution is sufficiently confined to the substrate surface. It is possible to increase the efficiency of interaction with surface acoustic waves by setting the rate distribution.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明による導波型平面光回路の製造方法を説
明するために、光スペクトルアナライザー用平面光回路
の製造方法を工程順に示した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a planar optical circuit for an optical spectrum analyzer in order of steps in order to explain the method for manufacturing a waveguide planar optical circuit according to the present invention.

この製造方法によれば、まずニオブ酸リチウム基板10
1の表面にダイヤモンドのバイト等を用いて2つのくぼ
み104を切削加工し、この切削部を研磨した後、ニオ
ブ酸リチウム基板101のくぼみ104を含めた全面に
厚さ200〜100人のTi(チタン)薄膜103を形
成する(第1図(a))。このTi薄膜を1000℃〜
1100℃で1〜8時間程度熱拡散することによってT
i拡散導波路106を形成した後、ジオデシックレンズ
部102の上部にのみMg0(酸化マグネシウム)膜1
05を形成する(第1図(b))。ここでMgO膜の膜
厚は、100〜1000人とする。なおこのときジオデ
シックレンズ部102以外の部分は遮蔽板で覆っておく
。この遮蔽板と基板との間隔を調整することによって、
もしくはMgO膜105を形成する際に遮蔽板を徐々に
移動することによってMgO膜105の両端にテーパ部
107を形成することができる。
According to this manufacturing method, first, a lithium niobate substrate 10
After cutting two depressions 104 on the surface of the lithium niobate substrate 101 using a diamond cutting tool or the like and polishing the cut parts, a Ti (200 to 100 thick) layer is applied to the entire surface of the lithium niobate substrate 101 including the depressions 104. A thin film 103 (of titanium) is formed (FIG. 1(a)). This Ti thin film is heated to 1000℃~
T by thermal diffusion at 1100℃ for about 1 to 8 hours.
After forming the i-diffusion waveguide 106, a Mg0 (magnesium oxide) film 1 is formed only on the top of the geodesic lens section 102.
05 (FIG. 1(b)). Here, the thickness of the MgO film is 100 to 1000. At this time, parts other than the geodesic lens section 102 are covered with a shielding plate. By adjusting the distance between this shield plate and the board,
Alternatively, the tapered portions 107 can be formed at both ends of the MgO film 105 by gradually moving the shielding plate when forming the MgO film 105.

第1図(′b)に示すようにMgO膜105が形成され
た基板は800〜1000℃で1〜8時間程度拡散炉中
で加熱されることにより、Mg (マグネシウム)イオ
ンがニオブ酸リチウム基板中へ拡散され、ジオデシック
レンズ部102では、Ti、Mg両者拡散による光導波
路108が、その他の部分ではTi拡散による光導波路
106が形成される(第1図(C))。
As shown in FIG. 1('b), the substrate on which the MgO film 105 is formed is heated in a diffusion furnace at 800 to 1000°C for about 1 to 8 hours, so that Mg (magnesium) ions are transferred to the lithium niobate substrate. In the geodesic lens section 102, an optical waveguide 108 is formed by both Ti and Mg diffusion, and in other parts, an optical waveguide 106 is formed by Ti diffusion (FIG. 1(C)).

その後、2つのジオデシックレンズ102間にAl (
アルミニウム)もしくはCr(クロム)とAEを積層し
た第2図に示すような弾性表面波励振用のくし型電極2
03が形成される0次いで研磨によって光入出力端面2
06 、207が形成される。
After that, Al (
A comb-shaped electrode 2 for surface acoustic wave excitation as shown in Fig. 2, which is made of laminated aluminum (aluminum) or Cr (chromium) and AE.
03 is then formed by polishing the optical input/output end face 2.
06, 207 are formed.

以上が光スペクトルアナライザー用平面光回路の製造方
法の例であり、上述の光スペクトルアナライザー用平面
光回路の入出力端面に半導体レーザ204およびアレー
検出器205を直接結合することにより、第2図に示す
ハイブリッド型光スペクトルアナライザーが構成される
The above is an example of a method for manufacturing a planar optical circuit for an optical spectrum analyzer. By directly coupling the semiconductor laser 204 and the array detector 205 to the input and output end faces of the above-mentioned planar optical circuit for an optical spectrum analyzer, the method shown in FIG. The hybrid optical spectrum analyzer shown is constructed.

次に本実施例の製造方法により、低損失で高効率な光ス
ペクトルアナライザー用平面光回路が得られる原理につ
いて第3図を参照しながら説明する。なお、第3図はr
t拡散導波路106およびTi、Mg拡散導波路108
の屈折率および光強度の分布を対比して示している。
Next, the principle by which a low-loss, highly efficient planar optical circuit for an optical spectrum analyzer can be obtained by the manufacturing method of this embodiment will be explained with reference to FIG. In addition, Figure 3 shows r
T diffusion waveguide 106 and Ti, Mg diffusion waveguide 108
The graph shows a comparison of the refractive index and light intensity distribution.

前述のようにジオデシックレンズ部102においてはニ
オブ酸リチウム基板1010表面に機械加工によりくぼ
み104を形成するのでレンズ表面の凹凸が必ず生ずる
。一方Ti拡散光導波路106においては第3図(a)
に示すように基板表面において屈折率が最大となる(表
面の屈折率n、から基板の屈折率n8に収束する)ため
、光波のエネルギーは第3図(blに示すように基板表
面に集中する。これに対して、屈折率を増加させる働き
を有するTiイオンをニオブ酸リチウム基板101に拡
散させて光導波路を形成した後、更にジオデシックレン
ズ部102のみに基板の屈折率を減少させる働きをする
Mgイオンを基板中に拡散したTi、Mg拡散導波路1
08においては、第3図telおよび(dlに示すよう
に屈折率分布および光強度分布は基板表面に集中しない
。屈折率は、基板表面では基板の屈折率n、に等しいが
、深(なるに従って徐々に増加し、最大値n2になった
後、徐々に減少する。
As described above, in the geodesic lens portion 102, the depressions 104 are formed by machining on the surface of the lithium niobate substrate 1010, so that the lens surface is inevitably uneven. On the other hand, in the Ti diffused optical waveguide 106, as shown in FIG.
As shown in Figure 3, the refractive index is maximum at the substrate surface (the refractive index n of the surface converges to the refractive index n8 of the substrate), so the energy of the light wave is concentrated on the substrate surface as shown in Figure 3 (bl). On the other hand, after forming an optical waveguide by diffusing Ti ions, which have the function of increasing the refractive index, into the lithium niobate substrate 101, the Ti ions, which have the function of increasing the refractive index, are further diffused into the lithium niobate substrate 101, and then further act to decrease the refractive index of the substrate only in the geodesic lens portion 102. Ti, Mg diffusion waveguide 1 with Mg ions diffused into the substrate
In 08, the refractive index distribution and light intensity distribution are not concentrated on the substrate surface as shown in Figure 3 (tel and (dl).The refractive index is equal to the refractive index n of the substrate at the substrate surface, but as the depth increases It gradually increases, reaches the maximum value n2, and then gradually decreases.

TiおよびMgの両者をニオブ酸リチウム基板中に拡散
したときの屈折率分布を計算した一例を、比較例ととも
に第4図に示す。第4図には厚さ500人のTi薄膜を
1050℃で1.5時間ニオブ酸リチウム基板中へ拡散
したときの屈折率分布、厚さ100人のMg0fi膜を
850℃で1時間ニオブ酸リチウム基板中へ拡散したと
きの屈折率分布およびTi、Mgの順序で両者を別々に
同一のニオブ酸リチウム基板中へ拡散したときの屈折率
分布の計算結果を示す。なお、第4図における縦軸はニ
オブ酸リチウム基板の屈折率(n#2.2)との屈折率
差で示している。
An example of calculating the refractive index distribution when both Ti and Mg are diffused into a lithium niobate substrate is shown in FIG. 4 together with a comparative example. Figure 4 shows the refractive index distribution when a Ti thin film with a thickness of 500 μm is diffused into a lithium niobate substrate at 1050°C for 1.5 hours, and the Mg0fi film with a thickness of 100 μm is diffused into a lithium niobate substrate at 850°C for 1 hour. Calculation results are shown for the refractive index distribution when diffused into a substrate and the refractive index distribution when Ti and Mg are diffused separately into the same lithium niobate substrate in that order. Note that the vertical axis in FIG. 4 indicates the refractive index difference from the refractive index of the lithium niobate substrate (n#2.2).

第4図から判るように、Ti拡散のみではニオブ酸リチ
ウム基板との屈折率差は基板表面で最大となり、この結
果第3図(′b)に示したように伝搬光の光強度分布は
基板表面に集中する。しかしながらTi拡散後さらに屈
折率を減少させる金属であるMgを含むMgOを拡散さ
せると、第4図に破線で示すように屈折率分布は基板表
面から1〜1.5μ−程度深い位置で最大屈折率を有す
るようにすることができる。このためTi拡散後に更に
MgOを拡散することにより伝搬光の光強度分布を、第
3図(d)に示すように、基板表面に集中しないように
することが可能である。したがってジオデシックレンズ
表面での散乱損失を減少させることが可能となる。一方
、前述のようにジオデシックレンズ部以外の部分はTL
のみを拡散しておりMgOの拡散は行っていないので、
屈折率分布は第3図(a)のような形状となっており、
光強度分布は第3図(b)のように基板表面に光エネル
ギーが集中する。したがって、くし型電極203により
励振される弾性表面波によって効率的に伝搬光の回折を
生じさせることが可能である。なお、ジオデシックレン
ズ部の光導波路とその周辺の光導波路との接続部分は、
伝搬光のモード変換による損失を小さくするために、M
gO膜105にテーバ部107を設けることにより、屈
折率が第3図(a)の分布から第3図(C)の分布へと
数百μmから数日にわたって徐々に変化するように形成
されている。
As can be seen from Figure 4, when Ti is diffused only, the refractive index difference with the lithium niobate substrate becomes maximum at the substrate surface, and as a result, the light intensity distribution of the propagating light changes to the substrate surface as shown in Figure 3 ('b). Concentrate on the surface. However, when MgO containing Mg, which is a metal that decreases the refractive index, is further diffused after Ti diffusion, the refractive index distribution reaches its maximum refraction at a position approximately 1 to 1.5 μ-deep from the substrate surface, as shown by the broken line in Figure 4. It can be made to have a rate. Therefore, by further diffusing MgO after Ti diffusion, it is possible to prevent the light intensity distribution of the propagating light from being concentrated on the substrate surface, as shown in FIG. 3(d). Therefore, it is possible to reduce scattering loss on the surface of the geodesic lens. On the other hand, as mentioned above, the parts other than the geodesic lens part are TL
Since only MgO is diffused and MgO is not diffused,
The refractive index distribution has a shape as shown in Figure 3(a),
As for the light intensity distribution, the light energy is concentrated on the substrate surface as shown in FIG. 3(b). Therefore, it is possible to efficiently cause diffraction of propagating light by the surface acoustic waves excited by the comb-shaped electrodes 203. In addition, the connection part between the optical waveguide of the geodesic lens part and the optical waveguide around it is
In order to reduce the loss due to mode conversion of propagating light, M
By providing the tapered portion 107 in the gO film 105, the refractive index is formed so that it gradually changes from the distribution shown in FIG. 3(a) to the distribution shown in FIG. 3(C) over several hundred μm to several days. There is.

ところで本実施例においてはTiを拡散した後にMgO
を拡散しているためMgO拡散時にTiの濃度分布が変
化することが心配されるが、Mgの拡散速度はTiの拡
散速度よりもはるかに速いため、Tiの濃度分布にはほ
とんど影響を与えずにMgの拡散により所望の形状の屈
折率分布を得ることが可能である。第5図に拡散時間を
パラメータとして、拡散温度と拡散深さの関係をニオブ
酸リチウム基板に対して計算した結果を示す。第5図に
はMgOを拡散する場合とTiを拡散する場合の両者を
示している。ここで拡散深さとは、拡散によるMgある
いはTiのイオン濃度分布がガウス分布であると仮定し
たときに、そのイオン濃度が最大イオン濃度の1 / 
eに減少する深さを言う、第5図から判るように拡散温
度が500〜1000℃のときにはMgの拡散速度がT
iのそれに比べてはるかに速く、MgO追拡散によるT
iの濃度分布の変化はほとんど生じない。
By the way, in this example, after Ti is diffused, MgO
There is concern that the concentration distribution of Ti will change when MgO is diffused, but since the diffusion rate of Mg is much faster than that of Ti, it has almost no effect on the concentration distribution of Ti. By diffusing Mg, it is possible to obtain a refractive index distribution with a desired shape. FIG. 5 shows the results of calculating the relationship between diffusion temperature and diffusion depth for a lithium niobate substrate using diffusion time as a parameter. FIG. 5 shows both the case where MgO is diffused and the case where Ti is diffused. Here, the diffusion depth is assumed to be a Gaussian distribution of Mg or Ti ion concentration due to diffusion, and the ion concentration is 1/of the maximum ion concentration.
As can be seen from Figure 5, when the diffusion temperature is 500 to 1000°C, the Mg diffusion rate is T.
T due to MgO additional diffusion is much faster than that of i.
There is almost no change in the concentration distribution of i.

本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、ジオ
デシックレンズを少なくとも1つ含むいかなるTi拡散
ニオブ酸リチウム平面光回路、たとえば、光コリレータ
用平面光回路や2つのジオデシックレンズ間に回折格子
を組入れた平面光分波器等に対しても有効である。
The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be applied to any Ti-diffused lithium niobate planar optical circuit including at least one geodesic lens, such as a planar optical circuit for an optical correlator or a diffraction grating between two geodesic lenses. It is also effective for a built-in plane optical demultiplexer, etc.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述のように本発明の製造方法を用いれば、ジオデシッ
クレンズを含む導波型光平面回路において、ジオデシッ
クレンズ部とその他の部分の屈折率分布を別々に設定す
ることができ、ジオデシックレンズ部においては光エネ
ルギーが表面に集中しないような屈折率分布を設定して
伝搬光の散乱損失を大幅に減少させることができ、ジオ
デシックレンズ部以外、特に弾性表面波と光波との相互
作用を生じさせるような部分においては、光波のエネル
ギー分布を基板表面に強く閉じこめて上述の相互作用等
を効率的に生じさせることが可能となる。しかも本発明
の製造方法は従来の製造方法と比べて、Mgイオンを含
む薄膜を拡散するという工程が増えるだけであり、製造
工程としては従来方法とほとんど変わりはなく、また困
難も伴わない。
As described above, by using the manufacturing method of the present invention, in a waveguide optical planar circuit including a geodesic lens, the refractive index distribution of the geodesic lens portion and other portions can be set separately; By setting a refractive index distribution that prevents light energy from concentrating on the surface, scattering loss of propagating light can be significantly reduced. In some areas, it becomes possible to strongly confine the energy distribution of light waves to the substrate surface and efficiently cause the above-mentioned interactions. Moreover, compared to the conventional manufacturing method, the manufacturing method of the present invention only requires an additional step of diffusing a thin film containing Mg ions, and the manufacturing process is almost the same as the conventional method and is not difficult.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による導波型光平面回路の製造方法の一
実施例を説明するための図、 第2図は第1図の実施例により製造される光スペクトラ
ムアナライザーの構成を示す図、第3図は本発明の製造
方法により低損失で高効率な平面光信号処理回路が得ら
れる原理を説明するための図、 第4図はMgO拡散による屈折率分布特性の計算結果を
示す図、 第5図はTtおよびMgO拡散の拡散深さに関する計算
結果を示す図、 第6図は従来技術を説明するための図である。 101・・・ニオブ酸リチウム基板 102.4・・・ジオデシックレンズ部103・・・T
i薄膜 104.3・・・(ぼみ 105・・・MgO膜 106・・・Ti拡散導波路 108・・・Ti、Mg拡散導波路 203・・・くし型電極 204・・・半導体レーザ 205・・・アレー検出器 206・・・入力端面 207・・・出力端面 代理人弁理士   岩  佐  義  幸(a) (b) ot (C) 第1図 2078力端面 第2図 (a)           (C) (b)         (d) 第3図 Δn(XIO) 第4図 第5図 5   4ジオテ′ノノクレソズ郁 第6図 手続補正書 昭和62年 9月17日
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the method for manufacturing a waveguide optical planar circuit according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an optical spectrum analyzer manufactured by the embodiment of FIG. 1, FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of obtaining a low-loss, highly efficient planar optical signal processing circuit by the manufacturing method of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing calculation results of refractive index distribution characteristics due to MgO diffusion. FIG. 5 is a diagram showing calculation results regarding the diffusion depth of Tt and MgO diffusion, and FIG. 6 is a diagram for explaining the prior art. 101... Lithium niobate substrate 102.4... Geodesic lens portion 103...T
i thin film 104.3...(indentation 105...MgO film 106...Ti diffusion waveguide 108...Ti, Mg diffusion waveguide 203...comb-shaped electrode 204...semiconductor laser 205... ...Array detector 206...Input end face 207...Output end face Yoshiyuki Iwasa (a) (b) ot (C) Figure 1 2078 Power end face Figure 2 (a) (C) (b) (d) Figure 3 Δn (XIO) Figure 4 Figure 5 Figure 5 4 Geote'nonocresos Iku Figure 6 procedural amendment September 17, 1988

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ニオブ酸リチウム基板表面上に設けられた凹部に
光導波路が形成されたジオデシックレンズを少なくとも
1つ含む導波型平面光回路の製造方法において、基板表
面に凹部を形成した後、この基板上にチタン薄膜を形成
し、上記基板を加熱して上記薄膜を基板中に拡散させ、
次いで上記基板上の少なくともジオデシックレンズ部の
上にはマグネシウムイオンを含む薄膜パターンを形成し
、上記基板を再度加熱して上記マグネシウムイオンを含
む薄膜パターンを基板中に拡散させることによって光導
波路を形成する工程を少なくとも含むことを特徴とする
導波型平面光回路の製造方法。
(1) In a method for manufacturing a waveguide planar optical circuit including at least one geodesic lens in which an optical waveguide is formed in a recess formed on the surface of a lithium niobate substrate, after forming a recess on the surface of the substrate, forming a titanium thin film thereon and heating the substrate to diffuse the thin film into the substrate;
Next, a thin film pattern containing magnesium ions is formed on at least the geodesic lens portion of the substrate, and an optical waveguide is formed by heating the substrate again to diffuse the thin film pattern containing magnesium ions into the substrate. 1. A method for manufacturing a waveguide planar optical circuit, the method comprising at least the following steps:
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56126810A (en) * 1980-03-10 1981-10-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Preparation for light waveguide line
JPS6113802U (en) * 1984-06-29 1986-01-27 日本電気株式会社 optical circuit

Patent Citations (2)

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