JPS624682B2 - - Google Patents
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- JPS624682B2 JPS624682B2 JP11826379A JP11826379A JPS624682B2 JP S624682 B2 JPS624682 B2 JP S624682B2 JP 11826379 A JP11826379 A JP 11826379A JP 11826379 A JP11826379 A JP 11826379A JP S624682 B2 JPS624682 B2 JP S624682B2
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光通信等に使用する光固体回路の構成
に関するものである。
に関するものである。
最近の光フアイバは低損失となり伝送に使用で
きる波長領域が広くなつた。従つて波長の異なる
光を同一のフアイバ中に伝送させる光波長多重伝
送が可能になる。光フアイバに波長の異なる複数
の光信号を伝送する光多重伝送では、その光信号
を目的に応じた伝送系の要所で２本以上の光フア
イバに分波分岐したり、または逆に２本以上の光
フアイバからの光を１本のフアイバに合波結合さ
せることは不可欠な問題である。
きる波長領域が広くなつた。従つて波長の異なる
光を同一のフアイバ中に伝送させる光波長多重伝
送が可能になる。光フアイバに波長の異なる複数
の光信号を伝送する光多重伝送では、その光信号
を目的に応じた伝送系の要所で２本以上の光フア
イバに分波分岐したり、または逆に２本以上の光
フアイバからの光を１本のフアイバに合波結合さ
せることは不可欠な問題である。
また、同一波長の光を分岐・結合する光カプラ
は、モニタする使い方以外に、同一波長の光源を
用いる双方向通信には不可欠のデバイスであり、
また多分岐のカプラは１つの場所より多数の場所
へ信号を伝送するのに大変有効な光デバイスであ
る。そのため、このような機能を持つ光の集積回
路の発展性が半導体のIC化と同様に期待され
る。
は、モニタする使い方以外に、同一波長の光源を
用いる双方向通信には不可欠のデバイスであり、
また多分岐のカプラは１つの場所より多数の場所
へ信号を伝送するのに大変有効な光デバイスであ
る。そのため、このような機能を持つ光の集積回
路の発展性が半導体のIC化と同様に期待され
る。
従来、光集積回路の製造はガラスのスパツタリ
ング等による導波路を形成する試みがなされてい
るが、伝送損失が大きかつたり、あるいは膜厚が
薄くマルチモード伝送向きでなかつた。また、光
の結合は２つの光の導波路を数千Å〜数μｍのオ
ーダーに接近させることにより、一方の光導波路
中を伝搬する光が、進行とともに次第に他方の光
導波路中へ移行することにより行われる。従来の
このような結合線路でフイルタが付いたものは知
られていない。
ング等による導波路を形成する試みがなされてい
るが、伝送損失が大きかつたり、あるいは膜厚が
薄くマルチモード伝送向きでなかつた。また、光
の結合は２つの光の導波路を数千Å〜数μｍのオ
ーダーに接近させることにより、一方の光導波路
中を伝搬する光が、進行とともに次第に他方の光
導波路中へ移行することにより行われる。従来の
このような結合線路でフイルタが付いたものは知
られていない。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、２つ
の導波路間に誘電体多層膜フイルタを配置したフ
イルター付光結合回路を提供するものである。
の導波路間に誘電体多層膜フイルタを配置したフ
イルター付光結合回路を提供するものである。
本発明はシリコン（Si）、石英ガラス（SiO2）、
水晶、サフアイア（Al2O3）、その他の材料でで
きた基板表面に溝パターンを形成し、CVD法等
により、光導波路のクラツドとなるガラス層を堆
積し、さらに前記ガラス層よりも屈折率の大きな
光導波路のコアとなるガラス層をCVD法等によ
り堆積した後、エツチングまたは表面の研磨によ
り、光の導波路となる部分以外の場所に堆積した
ガラス層を除去し、基板表面を平坦にし、その上
にクラツド層となるガラス層を堆積させて光を閉
じ込める光導波路を形成する。裏面側も表面側と
同様に光導波路を形成するが、裏面側に溝を形成
した後、溝内に誘電体多層膜フイルタを形成す
る。その後裏面側に、前記フイルタを介して２つ
の光導波路が接するように表面側と同様の光導波
路を形成するものである。
水晶、サフアイア（Al2O3）、その他の材料でで
きた基板表面に溝パターンを形成し、CVD法等
により、光導波路のクラツドとなるガラス層を堆
積し、さらに前記ガラス層よりも屈折率の大きな
光導波路のコアとなるガラス層をCVD法等によ
り堆積した後、エツチングまたは表面の研磨によ
り、光の導波路となる部分以外の場所に堆積した
ガラス層を除去し、基板表面を平坦にし、その上
にクラツド層となるガラス層を堆積させて光を閉
じ込める光導波路を形成する。裏面側も表面側と
同様に光導波路を形成するが、裏面側に溝を形成
した後、溝内に誘電体多層膜フイルタを形成す
る。その後裏面側に、前記フイルタを介して２つ
の光導波路が接するように表面側と同様の光導波
路を形成するものである。
以下本発明の光固体回路の一実施例について、
図面を用いて詳細な説明を行なう。
図面を用いて詳細な説明を行なう。
第１図は本発明のフイルタ付光結合回路の一実
施例の断面構造図である。(a)は背面結合形、(b)は
側面結合形の例である。１は異方性エツチングを
行い、所定パターンの溝を形成した｛100｝面を
表面とするSi基板である。３ａは表面側に、３ｂ
は裏面側に形成された光の導波路となる高屈折率
のコアカラスである。２ａ〜２ｄは光の導波路３
ａおよび３ｂをくるむようにして光を閉じこめる
はたらきをする低屈折率のガラスであつて以後ク
ラツトガラスと言う。４は波長選択性を有する誘
電体多層膜フイルタである。
施例の断面構造図である。(a)は背面結合形、(b)は
側面結合形の例である。１は異方性エツチングを
行い、所定パターンの溝を形成した｛100｝面を
表面とするSi基板である。３ａは表面側に、３ｂ
は裏面側に形成された光の導波路となる高屈折率
のコアカラスである。２ａ〜２ｄは光の導波路３
ａおよび３ｂをくるむようにして光を閉じこめる
はたらきをする低屈折率のガラスであつて以後ク
ラツトガラスと言う。４は波長選択性を有する誘
電体多層膜フイルタである。
このような光固体回路を製作するとき、Siを基
板として、溝パターンを形成する場合にはエツチ
ング液として、苛性アルカリ、たとえばKOH水
溶液あるいはアミン系水溶液、たとえばヒドラジ
ン（NH2NH2）水溶液を用い、エツチング速度の
面方位依存性を利用してSi表面に溝を形成する。
前記エツチング液を用いるとSiのエツチング速度
は一般に異方性を示し、｛111｝面のエツチング速
度は他の面のそれに比べ小さい。たとえば、
｛100｝面を表面とするSi基板に適当な形状のSiO2
がSi3N4などのエツチング保護膜を形成し、異方
性エツチングを行うと、開き角70.53゜のＶ溝が
形成される。本図の実施例はこの溝を光導波路を
形成するための場所として利用するものである。
また前述したように裏面側に形成した溝内には誘
電体多層膜フイルタを形成する。
板として、溝パターンを形成する場合にはエツチ
ング液として、苛性アルカリ、たとえばKOH水
溶液あるいはアミン系水溶液、たとえばヒドラジ
ン（NH2NH2）水溶液を用い、エツチング速度の
面方位依存性を利用してSi表面に溝を形成する。
前記エツチング液を用いるとSiのエツチング速度
は一般に異方性を示し、｛111｝面のエツチング速
度は他の面のそれに比べ小さい。たとえば、
｛100｝面を表面とするSi基板に適当な形状のSiO2
がSi3N4などのエツチング保護膜を形成し、異方
性エツチングを行うと、開き角70.53゜のＶ溝が
形成される。本図の実施例はこの溝を光導波路を
形成するための場所として利用するものである。
また前述したように裏面側に形成した溝内には誘
電体多層膜フイルタを形成する。
第２図ａは本発明の光固体回路と光フアイバを
結合して、光分波を行う場合の一実施例を示す概
略図である。Ｉ〜は光導波路である。Ａ〜Ｃは
表面側及び裏面側の光導波路間に形成された誘電
体多層膜である。５〜９はフアイバである。フア
イバ８から出射された波長λ１，λ２，λ３，λ
４の光波は基板の裏面側に形成された光導波路
に結合される。光導波路を伝搬する波長λ１の
光波は裏面側に形成された光導波路と表面側に
形成された光導波路の間に形成された波長λ１
の光は透過し、他の波長の光を反射する誘電体多
層膜Ａを透過し、光導波路に結合され、フアイ
バ５に出射される。同様に光導波路を伝搬する
波長λ２の光波は光導波路間に形成された波長λ
２の光は透過し、他の波長の光を反射する誘電体
多層膜Ｂ５を透過し、光導波路に結合され、フ
アイバ６に出射される。同様に光導波路を伝搬
する波長λ３の光波は光導波路間に形成された波
長λ３の光は透過し、他の波長の光を反射する誘
電体多層膜Ｃを透過し、光導波路に結合され、
フアイバ７に出射される。光導波路を伝搬する
波長λ４の光波は誘電体多層膜Ａ，Ｂ，Ｃで反射
されるので、フアイバ９に出射される。
結合して、光分波を行う場合の一実施例を示す概
略図である。Ｉ〜は光導波路である。Ａ〜Ｃは
表面側及び裏面側の光導波路間に形成された誘電
体多層膜である。５〜９はフアイバである。フア
イバ８から出射された波長λ１，λ２，λ３，λ
４の光波は基板の裏面側に形成された光導波路
に結合される。光導波路を伝搬する波長λ１の
光波は裏面側に形成された光導波路と表面側に
形成された光導波路の間に形成された波長λ１
の光は透過し、他の波長の光を反射する誘電体多
層膜Ａを透過し、光導波路に結合され、フアイ
バ５に出射される。同様に光導波路を伝搬する
波長λ２の光波は光導波路間に形成された波長λ
２の光は透過し、他の波長の光を反射する誘電体
多層膜Ｂ５を透過し、光導波路に結合され、フ
アイバ６に出射される。同様に光導波路を伝搬
する波長λ３の光波は光導波路間に形成された波
長λ３の光は透過し、他の波長の光を反射する誘
電体多層膜Ｃを透過し、光導波路に結合され、
フアイバ７に出射される。光導波路を伝搬する
波長λ４の光波は誘電体多層膜Ａ，Ｂ，Ｃで反射
されるので、フアイバ９に出射される。
逆に光合波を行う場合には第２図ｂのごとく、
フアイバ５に波長λ１の光波を、フアイバ６に波
長λ２の光波を、フアイバ７に波長λ３の光波
を、フアイバ９に波長λ４の光波を入射させるこ
とにより、光導波路，，と光導波路との
間でそれぞれ結合が行われ、フアイバ８に波長λ
１〜λ４の光波が出射される。
フアイバ５に波長λ１の光波を、フアイバ６に波
長λ２の光波を、フアイバ７に波長λ３の光波
を、フアイバ９に波長λ４の光波を入射させるこ
とにより、光導波路，，と光導波路との
間でそれぞれ結合が行われ、フアイバ８に波長λ
１〜λ４の光波が出射される。
なお、光導波路間に形成された誘電体多層膜
Ａ，Ｂ，Ｃで光導波路と結合しなかつた波長λ
１，λ２，λ３の光波は、各々の光導波路，
，を伝搬し、それぞれ光フアイバ５′，６′，
７′に結合されるので、モニタとして利用でき
る。
Ａ，Ｂ，Ｃで光導波路と結合しなかつた波長λ
１，λ２，λ３の光波は、各々の光導波路，
，を伝搬し、それぞれ光フアイバ５′，６′，
７′に結合されるので、モニタとして利用でき
る。
第３図は本発明の光固体回路と光フアイバを結
合して、光分波を行う場合の他の実施例を示す概
略図である。
合して、光分波を行う場合の他の実施例を示す概
略図である。
フアイバ１０から出射された波長λ１，λ２の
光波は基板の裏面側に形成された光導波路に結
合される。光導波路を伝搬する波長λ１の光波
は基板の表面側に形成さた光導波路と裏面側に
形成された光導波との間に形成された波長λ１
の光は透過し他の波長の光を反射する誘電体多層
膜Ａを透過し、光導波路に結合され、フアイバ
１１に出射される。なお、光導波路のクラツドを
形成する低屈折率ガラスとしては、例えばCVD
法等により堆積させたSiO2ガラス；SiO2−B2O3
ガラス；フツ素をドープしたSiO2等のガラスを
用いてもよい。
光波は基板の裏面側に形成された光導波路に結
合される。光導波路を伝搬する波長λ１の光波
は基板の表面側に形成さた光導波路と裏面側に
形成された光導波との間に形成された波長λ１
の光は透過し他の波長の光を反射する誘電体多層
膜Ａを透過し、光導波路に結合され、フアイバ
１１に出射される。なお、光導波路のクラツドを
形成する低屈折率ガラスとしては、例えばCVD
法等により堆積させたSiO2ガラス；SiO2−B2O3
ガラス；フツ素をドープしたSiO2等のガラスを
用いてもよい。
光導波路のコアを形成する高屈折率ガラスとし
ては、例えばCVD法等により堆積させた、
P2O5、GeO2、B2O3等をドープしたドープトシリ
カガラスあるいはリン酸系ガラス等の低損失ガラ
スを用いることができるが、これに限るものでは
なく、アルコール等の液体中に分散させたガラス
微粉末を光導波路を形成する基板上に沈澱させ、
これを乾燥、焼成、溶融してガラス層を形成して
も良い。誘導体多層膜としてはSiO2、TiO2の薄
膜を交互に多層蒸着したものを用いるが、これに
限るものではなく、例えばMgF2及びZnS等の材
料で誘電体層膜を構成してもよい。
ては、例えばCVD法等により堆積させた、
P2O5、GeO2、B2O3等をドープしたドープトシリ
カガラスあるいはリン酸系ガラス等の低損失ガラ
スを用いることができるが、これに限るものでは
なく、アルコール等の液体中に分散させたガラス
微粉末を光導波路を形成する基板上に沈澱させ、
これを乾燥、焼成、溶融してガラス層を形成して
も良い。誘導体多層膜としてはSiO2、TiO2の薄
膜を交互に多層蒸着したものを用いるが、これに
限るものではなく、例えばMgF2及びZnS等の材
料で誘電体層膜を構成してもよい。
光導波路を形成する基板としてガラスを用いる
場合には、光導波路を形成する場合に、基板温度
が余り上昇しない高周波スパツタリングを用いて
行えば良い。
場合には、光導波路を形成する場合に、基板温度
が余り上昇しない高周波スパツタリングを用いて
行えば良い。
以上の説明から明らかなように、本発明による
フイルタ付光結合回路は、２つの導波路の結合長
及びギヤツプを精度よく制御することができ、こ
れを制御することにより、一方の導波路中を伝搬
する光が、他方の導波路中に移行する量を変える
ことができるだけでなく、さらにギヤツプ間に波
長選択性を有する誘電体多層膜フイルタがあるの
で、種々の波長の光波から特定の波長の光波を分
離することができる。また、レンズ、ミラー等を
用いる光分波器に比べ、非常に小型の固体回路を
構成することができる。また本発明によるフイル
タ付結合回路を光合波分岐等を行う光固体回路と
組合せて用いることにより、種々の機能を持つ小
型の光固体回路を形成することができる利点があ
る。
フイルタ付光結合回路は、２つの導波路の結合長
及びギヤツプを精度よく制御することができ、こ
れを制御することにより、一方の導波路中を伝搬
する光が、他方の導波路中に移行する量を変える
ことができるだけでなく、さらにギヤツプ間に波
長選択性を有する誘電体多層膜フイルタがあるの
で、種々の波長の光波から特定の波長の光波を分
離することができる。また、レンズ、ミラー等を
用いる光分波器に比べ、非常に小型の固体回路を
構成することができる。また本発明によるフイル
タ付結合回路を光合波分岐等を行う光固体回路と
組合せて用いることにより、種々の機能を持つ小
型の光固体回路を形成することができる利点があ
る。
第１図は本発明のフイルター付光結合回路の断
面構造図、第２図及び第３図は光固体回路と光フ
アイバの結合例である。 １：シリコン基板、２ａ〜２ｄ：低屈折率のク
ラツドガラス、３ａ，３ｂ：光の導波路となる高
屈折率のコアガラス、４：誘電体多層膜、〜
：光導波路、Ａ〜Ｃ：各々異なる波長選択性を
有する誘電体多層膜、５〜１１：フアイバ。
面構造図、第２図及び第３図は光固体回路と光フ
アイバの結合例である。 １：シリコン基板、２ａ〜２ｄ：低屈折率のク
ラツドガラス、３ａ，３ｂ：光の導波路となる高
屈折率のコアガラス、４：誘電体多層膜、〜
：光導波路、Ａ〜Ｃ：各々異なる波長選択性を
有する誘電体多層膜、５〜１１：フアイバ。
Claims (1)
- １ 基板表面に所定パターンの溝を形成し、該溝
をガラス膜で被覆し、その上から上記ガラス膜よ
りも高屈折率のガラス層を堆積して上記溝をう
め、しかる後基板表面から余分のガラス層を除去
して表面を平坦にし、その表面上に溝内に堆積し
たガラスよりも低屈折率のガラス膜を被着させ光
導波路を形成した後、裏面より表面層に形成した
光の導波路と対向するように所定パターンの溝を
形成し、表面層に形成した光導波路の基板の溝底
面及び溝側面に被覆された低屈折率ガラス膜のい
ずれか一方のガラス膜面を露出させ、該露出され
た低屈折率のガラス膜面上に誘電体多層膜を形成
し、次いで裏面側に前記誘電体多層膜を介して表
面側の光導波路と接する光の導波路を形成したこ
とを特徴とするフイルター付光結合回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11826379A JPS5642202A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Photocoupling circuit with filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11826379A JPS5642202A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Photocoupling circuit with filter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5642202A JPS5642202A (en) | 1981-04-20 |
| JPS624682B2 true JPS624682B2 (ja) | 1987-01-31 |
Family
ID=14732291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11826379A Granted JPS5642202A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Photocoupling circuit with filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5642202A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0690335B2 (ja) * | 1982-07-07 | 1994-11-14 | 富士通株式会社 | 光導波路の反射面作製法 |
| JPH0685006B2 (ja) * | 1983-03-04 | 1994-10-26 | 富士通株式会社 | 光回路素子 |
| JPH0740083B2 (ja) * | 1984-08-28 | 1995-05-01 | 富士通株式会社 | 光分波器 |
| JPH0660966B2 (ja) * | 1986-09-01 | 1994-08-10 | 富士通株式会社 | 光デバイスの製造方法 |
-
1979
- 1979-09-14 JP JP11826379A patent/JPS5642202A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5642202A (en) | 1981-04-20 |
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