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JP3147327B2 - Optical waveguide circuit and manufacturing method thereof - Google Patents

Optical waveguide circuit and manufacturing method thereof

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Publication number
JP3147327B2
JP3147327B2 JP17571395A JP17571395A JP3147327B2 JP 3147327 B2 JP3147327 B2 JP 3147327B2 JP 17571395 A JP17571395 A JP 17571395A JP 17571395 A JP17571395 A JP 17571395A JP 3147327 B2 JP3147327 B2 JP 3147327B2
Authority
JP
Japan
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core
optical waveguide
face
groove
clad
Prior art date
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Application number
JP17571395A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH0926515A (en
Inventor
博 照井
泰文 山田
重喜 石橋
好典 中須賀
俊和 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, NTT Inc filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP17571395A priority Critical patent/JP3147327B2/en
Publication of JPH0926515A publication Critical patent/JPH0926515A/en
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Publication of JP3147327B2 publication Critical patent/JP3147327B2/en
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  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理の分野で用いられる光導波回路及び光導波回路の製造
方法に関し、特に面型ホトダイオードの光導波回路への
実装構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide circuit used in the field of optical communication and optical information processing and a method of manufacturing the optical waveguide circuit, and more particularly to a mounting structure of a surface-type photodiode on an optical waveguide circuit. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光導波回路への面型ホトダイオー
ドの実装構造の概略を図5に示す。同図に示すように、
基板1上に形成されたコア2とクラッド3とから成る光
導波回路の所望の部位には、光反射用の45度に傾斜し
た斜め溝4が設けられている。そして、導波光は上記斜
め溝4で全反射して導波回路面に直交するよう上方に出
射し、この部位に面型ホトダイオード(以下「PD」と
いう。)5を受光面を下に向けて設置して受光してい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 5 schematically shows a structure for mounting a surface-type photodiode on a conventional optical waveguide circuit. As shown in the figure,
At a desired portion of the optical waveguide circuit composed of the core 2 and the clad 3 formed on the substrate 1, an oblique groove 4 inclined at 45 degrees for light reflection is provided. The guided light is totally reflected by the diagonal groove 4 and emitted upward perpendicular to the waveguide circuit surface, and a surface photodiode (hereinafter, referred to as “PD”) 5 is directed to this portion with the light receiving surface facing downward. Installed and receiving light.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図5に示す
ような構造においては、上記斜め溝4の形成法が問題と
なっている。すなわち、上記斜め溝4は、現状では機械
加工による方法が最も精度よく形成できるものとされお
り、例えば回転丸刃を45度に傾けて試料をスライドさ
せて切るようにしているわけであるが、その際、導波回
路面全面に亙って溝4が形成されることになる。
However, in the structure shown in FIG. 5, the method of forming the above-mentioned oblique groove 4 is problematic. That is, at present, the diagonal groove 4 is formed by machining with the most accurate method. For example, the rotary round blade is inclined at 45 degrees to slide and cut the sample. At this time, the groove 4 is formed over the entire surface of the waveguide circuit.

【0004】従って、上記PD5を設置しようとする部
位の近傍に、例えば他の導波路があるような場合には、
この導波路をも切ってしまうことになり、PD5の設置
部位はおのずから限られてしまうことになる。
Therefore, for example, when there is another waveguide near the portion where the PD 5 is to be installed,
This waveguide is also cut, and the installation site of the PD 5 is naturally limited.

【0005】以上述べたように、従来の光導波回路で
は、反射用の斜め溝が他の導波回路を横切らない部位、
すなわち回路の端にしか面型PDを実装できないという
問題点があった。
As described above, in the conventional optical waveguide circuit, a portion where the oblique groove for reflection does not cross another waveguide circuit,
That is, there is a problem that the surface type PD can be mounted only at the end of the circuit.

【0006】本発明は、上記問題点に鑑みて、光回路中
の任意の位置に他の回路に影響を及ぼすことなく面型P
Dを実装できる構造を提供し、より多機能な光導波回路
及びその製造方法を実現することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a planar type P at an arbitrary position in an optical circuit without affecting other circuits.
It is an object of the present invention to provide a structure on which D can be mounted and realize a multifunctional optical waveguide circuit and a method for manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る光導波回路の構成は、基板上に形成されたコア
及びクラッドとから成る光導波回路であって、上記コア
を囲み該コアより屈折率の低いクラッドよりなる光導波
路と、該光導波路のコアの光軸方向にほぼ直交する垂直
な第1の端面と該第1の端面と対向する第2の端面とを
有すると共に、上記コアよりも深い矩形断面の溝と、該
溝の上記第1の端面に対向する第2の端面に設けられ、
上記コアの中心の高さで光軸方向に対してほぼ45°の
角度をなす反射材支持層と、該反射材支持層の表面に設
けられた反射材とからなる光導波回路において、上記第
1の端面と対向する第2の端面を有する導波路が、該コ
アよりも深い溝により囲まれて独立した島状クラッドよ
りなると共に、該島状クラッドの上面に液だめを形成し
てなり、該液だめと上記溝とを連通する開口部が上記第
1の端面と対向しない箇所に設けられてなることを特徴
とする
According to the present invention, there is provided an optical waveguide circuit comprising a core and a clad formed on a substrate, wherein the optical waveguide circuit surrounds the core, and An optical waveguide made of a clad having a lower refractive index, a first end face perpendicular to the optical axis direction of the core of the optical waveguide, and a second end face facing the first end face; A groove having a rectangular cross section deeper than the core, and a second end face of the groove facing the first end face;
In the optical waveguide circuit consisting of a reflective material supporting layer forms an angle of about 45 °, a reflection member provided on the surface of the reflective material supporting layer with respect to the optical axis direction at the height of the center of the core, the first
A waveguide having a second end face facing the first end face;
Independent island clad surrounded by trenches deeper than a
And a reservoir is formed on the upper surface of the island-shaped cladding.
And the opening communicating the reservoir with the groove is
1 characterized in that it is provided at a location that does not face the end face.
And

【0008】[0008]

【0009】上記光導波回路において、上記光導波路の
コアを囲んだクラッドに設けられた溝部の光軸方向のク
ラッドの長さ、光軸方向と直交する方向のクラッドの深
さ、コアの厚み及び開口数の関係が下記(1),(2)
式の関係を充足することを特徴とする。
In the above optical waveguide circuit, the length of the cladding in the optical axis direction of the groove provided in the cladding surrounding the core of the optical waveguide, the depth of the cladding in a direction orthogonal to the optical axis direction, the thickness of the core, and The relationship between the numerical apertures is as follows (1), (2)
It is characterized by satisfying the relation of the expression.

【0010】[0010]

【数2】 L<(A/θm) (1) D>2Lθm+B (2) ここで、上記式において、Lは溝部の光軸方向の長さ、
Aは導波路の上部クラッドの厚み、θmは光導波路の開
口数、Dは凹部のクラッド表面からの深さ、Bはコアの
厚みとする。
L <(A / θm) (1) D> 2Lθm + B (2) where L is the length of the groove in the optical axis direction,
A is the thickness of the upper cladding of the waveguide, θm is the numerical aperture of the optical waveguide, D is the depth of the recess from the cladding surface, and B is the thickness of the core.

【0011】上記光導波回路において、溝の底面が基板
まで達するものであることを特徴とする。
In the above optical waveguide circuit, the bottom of the groove reaches the substrate.

【0012】また、本発明の光導波回路の製造方法は、
平坦な基板上にコア及びクラッドからなる光導波路を形
成する工程と、上記光導波路の所望の部位に、上記コア
の光軸方向にほぼ直交する垂直な第1の端面と該第1の
端面と対向する第2の端面とを有すると共に、上記クラ
ッド表面から上記コアまでより深い深い矩形断面の溝を
形成する工程と、次いで、上記第2の端面のコーナー部
に液状硬化物質を充填し、しかる後に該液状硬化物質を
硬化させて斜面を形成する工程と、その後、該斜面上に
反射増加膜を付着する工程とからなることを特徴とす
る。
Further, the method for manufacturing an optical waveguide circuit according to the present invention comprises:
An optical waveguide consisting of a core and a clad is formed on a flat substrate.
And a step of forming, at a desired portion of the optical waveguide , a first end face perpendicular to the optical axis direction of the core and a second end face facing the first end face. Along with the step of forming a groove having a deeper rectangular cross section from the cladding surface to the core , and then filling the corner portion of the second end face with a liquid curable substance, and then curing the liquid curable substance. The method is characterized by comprising a step of forming a slope, and thereafter, a step of attaching a reflection enhancing film on the slope.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する実施の形
態の内容について図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】(第1の実施の形態)先ず、本発明の第1
の実施の形態について述べる。図1は本発明の第1の構
成に係る断面概略図である。図1に示すように、本発明
の導波回路10の構成は、基板11上に形成されたコア
12及びクラッド13とから成る光導波回路であって、
上記コア12を囲み該コア12より屈折率の低いクラッ
ド12よりなる光導波路14と、該光導波路14のコア
12の光軸方向にほぼ直交する垂直な第1の端面である
導波路端15と、該導波路端15と対向する第2の端面
である対向クラッド端面16とを有すると共に、上記コ
ア12よりも深い矩形断面の溝18と、該溝の上記導波
路端15に対向する対向クラッド端面16に設けられ、
上記コア12の中心の高さで光軸方向に対してほぼ45
℃の角度をなす反射材支持層19と、該反射材支持層の
表面に設けられた反射層20とからなることを特徴とす
る。
(First Embodiment) First, the first embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view according to a first configuration of the present invention. As shown in FIG. 1, the configuration of the waveguide circuit 10 of the present invention is an optical waveguide circuit including a core 12 and a clad 13 formed on a substrate 11,
An optical waveguide 14 comprising the clad 12 surrounding the core 12 and having a lower refractive index than the core 12; and a waveguide end 15 which is a first end face perpendicular to the optical axis direction of the core 12 of the optical waveguide 14 and perpendicular thereto. A groove 18 having a rectangular cross-section deeper than the core 12 and a facing clad facing the waveguide end 15 of the groove. Provided on the end face 16,
The height of the center of the core 12 is approximately 45 with respect to the optical axis direction.
It is characterized by comprising a reflective material support layer 19 at an angle of ° C. and a reflective layer 20 provided on the surface of the reflective material support layer.

【0015】すなわち、図1に示すように、本発明にお
いては、面型PD21を装着しようとする所定の部位の
導波回路構成物をエッチング法で除去して光軸方向にほ
ぼ直交する垂直な第1の端面である導波路端15と、該
導波路端15と対向する第2の端面である対向クラッド
端面16とを有する矩形断面の溝18を形成する。次い
で、該溝18の導波路端15に対向するクラッド壁面1
6において、溝18の底面と対向クラッド端面16とで
形成されたコーナー部に液状物質を充填し次いで硬化さ
せることにより、上記液状物質の表面張力によって上記
コア12の中心の高さで光軸方向に対してほぼ45℃の
角度をなす反射材支持層19を形成し、その後、上記反
射材支持層19の硬化斜面上に高反射物質を付着せしめ
て反射層20を付着し、光導波回路を構成してなるもの
である。これによって導波路端15から出射した導波光
を上記反射層20を介して導波回路面に直交する垂直方
向に取り出すようにして、面型PD21に導波光を導く
ようにしている。
That is, as shown in FIG. 1, in the present invention, a waveguide circuit component at a predetermined portion to which the surface type PD 21 is to be mounted is removed by an etching method, and the vertical direction is substantially perpendicular to the optical axis direction. A groove 18 having a rectangular cross section having a waveguide end 15 that is a first end surface and a facing clad end surface 16 that is a second end surface facing the waveguide end 15 is formed. Next, the cladding wall surface 1 facing the waveguide end 15 of the groove 18
In step 6, a liquid material is filled into a corner formed by the bottom surface of the groove 18 and the opposing cladding end surface 16 and then hardened, so that the surface tension of the liquid material causes the height of the center of the core 12 to rise in the optical axis direction. Is formed at an angle of approximately 45 ° C. with respect to the light guide circuit. Then, a highly reflective substance is deposited on the hardened slope of the reflector support layer 19, and the reflective layer 20 is deposited. It is constituted. Thus, the guided light emitted from the waveguide end 15 is extracted through the reflective layer 20 in the vertical direction perpendicular to the waveguide circuit surface, thereby guiding the guided light to the surface type PD 21.

【0016】ここで、本実施の形態を更に詳述すると、
図1に示すように、基板11上には上部クラッド13a
及び下部クラッド13bとからなるクラッド13と、こ
のクラッド13に取り囲まれたコア12とから光導波回
路が形成されており、その途中の所望の部位だけ導波路
材がエッチングによって取り去られ、矩形断面の溝18
を形成している。この溝18の一方の壁面は導波路14
の導波路端15となっており、それに対向するクラッド
端面16のコーナ部には、該コーナ部に沿って充填材が
付着せしめられている。上記充填材は、液体状態で付着
せしめ、しかる後に硬化するものである。この結果、充
填材はクラッド端面16と溝18底面とで成るコーナー
部に沿うようにして埋め、その表面形状は表面張力によ
って上記コア12の中心の高さで光軸方向に対してほぼ
45℃の角度をなす反射材支持層19を形成した平滑な
斜面となる。この斜面上に、例えば金等は蒸着法等によ
って高反射物質を付着して反射材20を形成するように
している。このような斜面に入射した出射導波光は、斜
面で反射して導波回路に垂直に出射する。
Here, this embodiment will be described in more detail.
As shown in FIG. 1, an upper clad 13a
An optical waveguide circuit is formed from a clad 13 composed of a clad 13 and a lower clad 13b, and a core 12 surrounded by the clad 13. A waveguide material is removed by etching only at a desired portion in the middle, and a rectangular cross section is formed. Groove 18
Is formed. One wall surface of the groove 18 is
The filler material is attached to the corner portion of the clad end surface 16 facing the waveguide end 15 along the corner portion. The filler is applied in a liquid state and then hardens. As a result, the filler is buried along the corner formed by the cladding end face 16 and the bottom face of the groove 18, and its surface shape is approximately 45 ° C. with respect to the optical axis direction at the height of the center of the core 12 by surface tension. A smooth slope having the reflective material support layer 19 formed at an angle of. The reflective material 20 is formed on the slope by, for example, depositing a highly reflective material of gold or the like by an evaporation method or the like. The outgoing guided light incident on such a slope is reflected by the slope and emitted perpendicular to the waveguide circuit.

【0017】なお、斜面形状は凹状であるため、従来例
に比較すると出射光の広がりは大きいが、上記光導波回
路の上面に配設されるPD21の受光面を導波路表面直
近まで近づければ、出射導波光は全て受光面内に入射す
ることとなる。また、斜面の凹状の程度も、後の実施例
に示すように、充填材24のヌレ性を、溝18の底面に
対してよりもクラッド端面16に対してよいように選択
すれば、直線状に限りなく近づけることが可能である。
Since the shape of the inclined surface is concave, the spread of the emitted light is larger than that of the conventional example. However, if the light receiving surface of the PD 21 provided on the upper surface of the optical waveguide circuit is brought close to the surface of the waveguide, , Outgoing guided light all enter the light receiving surface. In addition, the degree of the concave shape of the slope may be linear as long as the filling property of the filler 24 is selected so as to be better with respect to the cladding end face 16 than with respect to the bottom face of the groove 18 as shown in the later embodiment. As close as possible.

【0018】ここで、本発明で上記反射材支持層19を
形成する充填材としては、例えばエポキシ、ポリイミド
等の樹脂や、より高温に耐える材料として低融点封着用
ガラス(融点400〜500℃)を挙げることができる
が、同様な作用を呈するものであれば本発明はこれに限
定されるものではない。
In the present invention, the filler forming the reflective material support layer 19 in the present invention is, for example, a resin such as epoxy or polyimide, or a low-melting sealing glass (melting point of 400 to 500 ° C.) as a material that can withstand higher temperatures. However, the present invention is not limited to this as long as the same action is exhibited.

【0019】次に導波路パラメータと矩形状の溝部のサ
イズとの関係について図2を参照して説明する。図2に
示すように、上記導波路端15からの出射光が全て上部
に反射されるためには、以下の二つの条件が満たされれ
ばよい。
Next, the relationship between the waveguide parameter and the size of the rectangular groove will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the following two conditions only need to be satisfied in order for all the light emitted from the waveguide end 15 to be reflected upward.

【0020】光導波路14の開口数をθm,溝18の光
軸方向の長さをL、導波路14の上部クラッド13aの
厚みをAとすると、対向クラッド壁面16での出射導波
光の上方への広がりはLθmである。また、上方広がり
分を全て反射するためには、上部クラッド13aの厚み
はこれよりも大きくなければならないことから、溝の光
軸方向の長さLに対して、
Assuming that the numerical aperture of the optical waveguide 14 is θm, the length of the groove 18 in the optical axis direction is L, and the thickness of the upper cladding 13 a of the waveguide 14 is A, the upward guided light on the opposed clad wall surface 16 is located above. Is Lθm. Also, in order to reflect all of the upward spread, the thickness of the upper cladding 13a must be larger than this, so that the length of the groove in the optical axis direction L is:

【0021】[0021]

【数3】 L<(A/θm) (1) という条件が定められる。また、出射導波光の下方への
広がりを考慮すると、溝18の上部クラッド13a表面
から下部クラッド13bまでの深さDは、コア12の厚
みをBとして
The condition of L <(A / θm) (1) is defined. Also, considering the downward spread of the output guided light, the depth D from the surface of the upper cladding 13a of the groove 18 to the lower cladding 13b is represented by the thickness B of the core 12.

【0022】[0022]

【数4】 D>2Lθm+B (2) とする必要がある。D = 2Lθm + B (2)

【0023】(第2の実施の形態)次に第2の発明の実
施の形態について述べる。図3及び第4は本発明の第2
の構成に係る断面概略図である。同図中、符号12はコ
ア、21は面型PD、15は導波路端、16は対向クラ
ッド壁面、19は反射材支持層、20は反射層、21は
面型PD、22は島状クラッド、23は液だめ、24は
充填剤、25は接着剤ディスペンサー、26はPD用電
極及び27はPD固定用パッドを各々図示する。
(Second Embodiment) Next, an embodiment of the second invention will be described. 3 and 4 show the second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view according to the configuration of FIG. In the figure, reference numeral 12 denotes a core, 21 denotes a planar PD, 15 denotes a waveguide end, 16 denotes a facing clad wall surface, 19 denotes a reflective material support layer, 20 denotes a reflective layer, 21 denotes a planar PD, and 22 denotes an island clad. , 23 are a reservoir, 24 is a filler, 25 is an adhesive dispenser, 26 is a PD electrode, and 27 is a PD fixing pad.

【0024】前述した実施の形態では、図1に示すよう
に、コア12及びクラッド13からなる導波路層14の
導波路端15を含む壁面と斜め反射部を形成しようとす
る対向クラッド壁面16とがトポロジー的に同一面に含
まれる場合、充填材を対向クラッド壁面16の近傍のコ
ーナ部に滴下した場合に対向する導波路端面15側にも
回り込んで導波路端15にまで及んでしまうことが危惧
される。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the wall surface including the waveguide end 15 of the waveguide layer 14 including the core 12 and the clad 13 and the opposing clad wall surface 16 for forming the oblique reflection portion are formed. When the filler is topologically contained on the same surface, when the filler is dropped on the corner portion near the opposing clad wall surface 16, the filler also wraps around the opposing waveguide end surface 15 and reaches the waveguide end 15. Is worried.

【0025】これを防止するための構成を図3及び図4
に示す。すなわち、これらの図面に示す構成では、液状
物質である充填剤24の充填を容易にするために、対向
クラッド壁面16を含む壁面はトポロジー的に導波路端
15を含む壁面と一致しないように、対向クラッド壁面
16を含む壁面は島状クラッド22を構成し、且つその
島状クラッド22には、液状物質充填用の液だめ23を
備えてなるものである。この島状クラッド23に設けら
れた液だめ11には、充填材24が液だめ23の体積分
を滴下するようにしておけばよい。このようにすれば、
充填材24が導波路端15に回り込むことがなくなり、
導波路端15にまで及んでしまうことが防止される。
FIGS. 3 and 4 show a configuration for preventing this.
Shown in That is, in the configurations shown in these drawings, in order to facilitate the filling of the filler 24, which is a liquid substance, the wall surface including the opposing clad wall surface 16 is not topologically matched with the wall surface including the waveguide end 15, The wall surface including the opposing clad wall surface 16 constitutes an island-shaped clad 22, and the island-shaped clad 22 is provided with a reservoir 23 for filling a liquid substance. It is sufficient that the filler 24 drops the volume of the liquid reservoir 23 to the liquid reservoir 11 provided in the island-shaped cladding 23. If you do this,
The filling material 24 is prevented from wrapping around the waveguide end 15,
It is possible to prevent reaching to the waveguide end 15.

【0026】ここで、上記実施の形態においては、溝の
形状等は上述したように、「数3」及び「数4」に示す
ような条件とすればよい。
Here, in the above embodiment, the shape of the groove and the like may be set to the conditions shown in "Equation 3" and "Equation 4" as described above.

【0027】さらに、図1及び図3,4に示すもので
は、充填剤の液だれ等を防止するには、溝を形成する際
に下部クラッド層13bの下面の基板11まで達するよ
うにエッチングするようにすればよい。これは、充填材
に対するクラッドと基板とのヌレ性の差により、上記基
板(シリコン基板)においてはコーナ部のみに留まり、
対向クラッド壁面16のコーナ部にのみ上記充填材が充
填され、その後硬化することで反射材支持層19を形成
することとなる。
1 and FIGS. 3 and 4, in order to prevent the filler from dripping or the like, when forming the groove, the etching is performed so as to reach the substrate 11 under the lower cladding layer 13b. What should I do? This is because of the difference in the wetting property between the clad and the substrate with respect to the filler, the substrate (silicon substrate) remains only at the corners,
The above-mentioned filler is filled only in the corners of the opposing clad wall surface 16 and then cured to form the reflector support layer 19.

【0028】[0028]

【実施例】次に、本発明の好適な一実施例として以下の
光導波回路に適用した例について説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。
Next, an example in which the present invention is applied to the following optical waveguide circuit will be described as a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this.

【0029】(1) 先ず、図1に示すものと同様に、
基板11としてSi基板を用い、これにSiO2 を主成
分とするガラスから成る石英系光導波回路を火炎直接堆
積法、及びドライエッチング法にてコア12を取り囲ん
だクラッド13層からなる導波路14を作製した。ここ
で、コア12及びクラッド13間の比屈折率差は、0.
75%、下部クラッド13bの厚みは15μm、コア1
2は6μm角、上部クラッド13aの厚みは15μmで
ある。 (2) この導波回路の面内の所定の箇所をドライエッ
チングによってSi基板に達するまで堀り込み、図3
(a)に示すような、断面形状が凹状の溝を形成した。
上記導波路14の導波路端15と対向クラッド壁面16
間に、距離Lおよびエッチング深さDは、前記「数3」
及び「数4」に記載した不等式(1)及び不等式(2)
を満たすようにそれぞれL=80μm、D=36.5μ
mとした。対向クラッド壁面7は前記したように、島状
クラッド22の一壁面をなすようにし、面積1平方mm
の液だめ23を設けた。 (3) 次に、充填材24としてここではエポテック3
53ND(商品名:理経社製)を選択し、これを十分脱
泡した後、図3(b)に示すように液だめ23に接着剤
をディスペンサー25を用いて30μcc滴下した。し
かる後に、上記充填材24を100℃にて硬化させた。
さて、ここで本実施例の場合、形成した溝の底面はS
i、壁面は酸化物ガラスとなっている。上記用いた充填
材(エポテック353ND:商品名)24は、Siに対
してはヌレ性が悪く、液状の充填材24の接触角は30
度と大きい。一方、酸化物ガラスに対してはヌレ性がよ
く、接触角は5度程度と小さい。従って、上記充填材2
4は容易に対向クラッド壁面16を濡らすが、溝底面へ
は広がりにくく、再現性よく40〜50度の傾斜角の斜
面を得ることができた。なお、上記充填材24の硬化
は、Siの酸化を防止するため、窒素雰囲気中でおこな
った。これは、該充填材24の硬化工程中において、S
iが酸化されると該充填材24は溝底面に広がってしま
うからである。 (4) さらに、後のPD装着工程での加熱に備えるた
め、300度に加熱して充填材24のガス出しを行っ
た。 (5) 次に、この上部に図4(a)に示すように、T
i1000オングストロームの厚み、金を2000オン
グストロームの厚みに蒸着し、高反射物質20、PD用
電極26およびPD固定用パッド27を形成した。パタ
ーン化はリフトオフ法を用いた。 (6) 最後に、図4(d)に示すように、錫鉛半田バ
ンプを備えた受光系80μmのInGaAsPD(0.
3mm角)22を、200度で加熱冷却して固定した。
(1) First, as shown in FIG.
A waveguide 14 comprising a clad 13 layer surrounding a core 12 by a flame direct deposition method and a dry etching method using a Si substrate as a substrate 11 and a quartz optical waveguide circuit composed of glass containing SiO 2 as a main component. Was prepared. Here, the relative refractive index difference between the core 12 and the clad 13 is 0.1.
75%, thickness of lower cladding 13b is 15 μm, core 1
2 is a 6 μm square, and the thickness of the upper cladding 13 a is 15 μm. (2) A predetermined portion in the plane of the waveguide circuit is dug by dry etching until it reaches the Si substrate.
A groove having a concave cross-section was formed as shown in FIG.
Waveguide end 15 of waveguide 14 and opposing cladding wall surface 16
In the meantime, the distance L and the etching depth D are equal to the above “Equation 3”.
And inequality (1) and inequality (2) described in "Equation 4"
L = 80 μm and D = 36.5 μ so that
m. As described above, the opposing clad wall surface 7 forms one wall surface of the island-shaped clad 22 and has an area of 1 square mm.
Was provided. (3) Next, Epotech 3 is used as the filler 24 here.
53ND (trade name: manufactured by Rikei Co., Ltd.) was selected, and after sufficient degassing, 30 μcc of the adhesive was dropped into the reservoir 23 using the dispenser 25 as shown in FIG. Thereafter, the filler 24 was cured at 100 ° C.
Now, in the case of this embodiment, the bottom surface of the formed groove is S
i, the wall surface is an oxide glass. The filler (Epotech 353ND: trade name) 24 used above has poor wettability with respect to Si, and the contact angle of the liquid filler 24 is 30.
Degree and big. On the other hand, the oxide glass has good wettability and the contact angle is as small as about 5 degrees. Therefore, the filler 2
No. 4 easily wets the opposing cladding wall surface 16, but hardly spreads to the groove bottom surface, and a slope with a tilt angle of 40 to 50 degrees could be obtained with good reproducibility. The curing of the filler 24 was performed in a nitrogen atmosphere to prevent oxidation of Si. This is because during the curing process of the filler 24, S
This is because when i is oxidized, the filler 24 spreads to the groove bottom surface. (4) Further, in order to prepare for heating in a later PD mounting step, the filler 24 was degassed by heating to 300 degrees. (5) Next, as shown in FIG.
Gold was deposited to a thickness of 1000 angstroms and gold to a thickness of 2000 angstroms to form a highly reflective material 20, a PD electrode 26 and a PD fixing pad 27. The lift-off method was used for patterning. (6) Finally, as shown in FIG. 4D, a light receiving system 80 μm InGaAsPD (0.
(3 mm square) 22 was fixed by heating and cooling at 200 degrees.

【0030】このようにして装着したPD22の光導波
路との結合効率を波長1.3μmにて評価した。その結
果、結合効率は、導波路端に直接受光面を平行にして装
着した場合の95%と高い値が得られた。
The coupling efficiency of the PD 22 thus mounted to the optical waveguide was evaluated at a wavelength of 1.3 μm. As a result, the coupling efficiency was as high as 95% when the light receiving surface was mounted directly on the end of the waveguide with the light receiving surface parallel.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のべたように、本発明によれば、他
の導波路に影響を与えず、光導波回路の任意の位置にP
Dを実装することが可能となる。例えば光周回回路や光
反射回路の内側にPDを設置できるため、光回路内のデ
ッドスペースを少なくできるとともに光導波回路自体の
機能も増える。
As described above, according to the present invention, the P waveguide can be placed at an arbitrary position in the optical waveguide circuit without affecting other waveguides.
D can be implemented. For example, since the PD can be installed inside the optical circuit or the light reflection circuit, the dead space in the optical circuit can be reduced and the function of the optical waveguide circuit itself increases.

【0032】さらに、PD装着部の周囲は、段差の無い
平坦な上部クラッドで囲まれるため、キャッピング封止
も可能となるなど、本発明は、光デバイスの多機能化、
低価格化に資するところ大である。
Further, since the periphery of the PD mounting portion is surrounded by a flat upper cladding having no step, capping sealing is also possible.
This is a major contributor to lower prices.

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

【図1】本発明の第一の構成の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first configuration of the present invention.

【図2】凹部サイズの条件の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a condition of a recess size.

【図3】本発明の第二の構成の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a second configuration of the present invention.

【図4】本発明の第二の構成の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a second configuration of the present invention.

【図5】従来の光導波回路への面型ホトダイオードの実
装構造の概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional structure for mounting a surface photodiode on an optical waveguide circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 12 コア 13 クラッド 14 斜め溝 15 面型PD 16 導波路端 17 対向クラッド壁面 18 充填材 19 高反射物 22 島状クラッド 23 液だめ 24 充填材 25 接着剤ディスペンサー 26 PD用電極 27 PD固定用パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate 12 Core 13 Cladding 14 Diagonal groove 15 Surface type PD 16 Waveguide end 17 Opposed cladding wall surface 18 Filler 19 Highly reflective object 22 Island-like cladding 23 Liquid reservoir 24 Filler 25 Adhesive dispenser 26 PD electrode 27 PD fixing pad

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中須賀 好典 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 橋本 俊和 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−264870(JP,A) 特開 昭63−191111(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/26 - 6/27 G02B 6/30 - 6/35 G02B 6/42 - 6/43 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Yoshinori Nakasuga, Inventor 1-6-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Toshikazu Hashimoto 1-6-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-5-264870 (JP, A) JP-A-63-191111 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/12-6/14 G02B 6/26-6/27 G02B 6/30-6/35 G02B 6/42-6/43

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に形成されたコア及びクラッドと
から成る光導波回路であって、 上記コアを囲み該コアより屈折率の低いクラッドよりな
る光導波路と、 該光導波路のコアの光軸方向にほぼ直交する垂直な第1
の端面と該第1の端面と対向する第2の端面とを有する
と共に、上記コアよりも深い矩形断面の溝と、 該溝の上記第1の端面に対向する第2の端面に設けら
れ、上記コアの中心の高さで光軸方向に対してほぼ45
°の角度をなす反射材支持層と、 該反射材支持層の表面に設けられた反射材とからなる光
導波回路において、上記第1の端面と対向する第2の端面を有する導波路
が、該コアよりも深い溝により囲まれて独立した島状ク
ラッドよりなると共に、該島状クラッドの上面に液だめ
を形成してなり、該液だめと上記溝とを連通する開口部
が上記第1の端面と対向しない箇所に設けられてなるこ
とを特徴とする光導波回路。
1. An optical waveguide circuit comprising a core and a clad formed on a substrate, the optical waveguide comprising a clad surrounding the core and having a lower refractive index than the core, and an optical axis of the core of the optical waveguide. The first perpendicular to the direction
A groove having a rectangular cross section deeper than the core, and a second end face of the groove facing the first end face, the end face having a second end face facing the first end face, The height of the center of the core is approximately 45 with respect to the optical axis direction.
In a light guide circuit comprising a reflector support layer forming an angle of .degree. And a reflector provided on the surface of the reflector support layer , a waveguide having a second end face facing the first end face
Are isolated islands surrounded by grooves deeper than the core.
And a reservoir on the upper surface of the island-shaped cladding.
Forming an opening for communicating the reservoir with the groove.
Is provided at a location that does not face the first end surface.
An optical waveguide circuit characterized by the following.
【請求項2】 請求項1記載の光導波回路において、 上記光導波路のコアを囲んだクラッドに設けられた溝部
の光軸方向のクラッドの長さ、光軸方向と直交する方向
のクラッドの深さ、コアの厚み及び開口数の関係が下記
(1),(2)式の関係を充足することを特徴とする光
導波回路。 【数1】 L<(A/θm) (1) D>2Lθm+B (2) ここで、上記式において、Lは溝部の光軸方向の長さ、
Aは導波路の上部クラッドの厚み、θmは光導波路の開
口数、Dは凹部のクラッド表面からの深さ、Bはコアの
厚みとする。
2. A light waveguide circuit according to claim 1 Symbol mounting, the grooves provided in the cladding surrounding the core of the optical waveguide in the optical axis direction of the clad of the length, in the direction perpendicular to the optical axis direction of the clad An optical waveguide circuit, wherein the relationship among the depth, the thickness of the core, and the numerical aperture satisfies the relationship of the following expressions (1) and (2). L <(A / θm) (1) D> 2Lθm + B (2) where L is the length of the groove in the optical axis direction,
A is the thickness of the upper cladding of the waveguide, θm is the numerical aperture of the optical waveguide, D is the depth of the recess from the cladding surface, and B is the thickness of the core.
【請求項3】 請求項1又は2記載の光導波回路におい
て、溝の底面が基板まで達するものであることを特徴と
する光導波回路。
3. A light waveguide circuit according to claim 1 or 2, wherein the optical waveguide circuit characterized in that the bottom of the groove reaches the substrate.
【請求項4】 平坦な基板上にコア及びクラッドからな
る光導波路を形成する工程と、 上記光導波路 の所望の部位に、上記コアの光軸方向にほ
ぼ直交する垂直な第1の端面と該第1の端面と対向する
第2の端面とを有すると共に、上記クラッド表面から
記コアまでより深い深い矩形断面の溝を形成する工程
と、 次いで、上記第2の端面のコーナー部に液状硬化物質を
充填し、しかる後に該液状硬化物質を硬化させて斜面を
形成する工程と、 その後、該斜面上に反射増加膜を付着する工程とからな
ることを特徴とする光導波回路の製造方法。
4. A core and a clad formed on a flat substrate.
Forming an optical waveguide having a first end face perpendicular to the optical axis direction of the core and a second end face facing the first end face at a desired portion of the optical waveguide . together, the upper from the clad surface
Forming a groove having a deeper rectangular cross section deeper to the core , and then filling a corner of the second end surface with a liquid curable substance, and then curing the liquid curable substance to form a slope. And thereafter, attaching a reflection-enhancing film on the inclined surface.
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