JPH05264809A - 回折格子およびその製造方法 - Google Patents
回折格子およびその製造方法Info
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- JPH05264809A JPH05264809A JP7565491A JP7565491A JPH05264809A JP H05264809 A JPH05264809 A JP H05264809A JP 7565491 A JP7565491 A JP 7565491A JP 7565491 A JP7565491 A JP 7565491A JP H05264809 A JPH05264809 A JP H05264809A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 LiNbO3 光導波路に深い回折格子を形成す
る。 【構成】 プロトン交換 LiNbO3 光導波路２をエッチン
グする。 【効果】 フィルタ特性の良好な回折格子が得られ、半
導体レーザの外部共振器として利用できる。
る。 【構成】 プロトン交換 LiNbO3 光導波路２をエッチン
グする。 【効果】 フィルタ特性の良好な回折格子が得られ、半
導体レーザの外部共振器として利用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は反射または透過する光の
波長を電気的に制御可能な回折格子に関する。本発明
は、光フィルタ、光スイッチ、半導体レーザの外部共振
器などに利用するに適する。
波長を電気的に制御可能な回折格子に関する。本発明
は、光フィルタ、光スイッチ、半導体レーザの外部共振
器などに利用するに適する。
【０００２】
【従来の技術】回折格子は従来から良く知られた光学素
子であり、回折格子の屈折率および周期（ピッチ）によ
り定まる波長の光を反射する。このような性質から、回
折格子は半導体レーザの外部反射器として用いられてい
る。すなわち、分布ブラッグ反射器として、半導体レー
ザのスペクトル線幅を狭めるのに効果がある。
子であり、回折格子の屈折率および周期（ピッチ）によ
り定まる波長の光を反射する。このような性質から、回
折格子は半導体レーザの外部反射器として用いられてい
る。すなわち、分布ブラッグ反射器として、半導体レー
ザのスペクトル線幅を狭めるのに効果がある。
【０００３】分布ブラッグ反射器としては、従来から、
ガラス光導波路上に回折格子を形成したものが用いられ
ている。また、Ti拡散 LiNbO3 導波路上に分布ブラッグ
反射器を形成し、狭帯域のフィルタ特性が得られたこと
も報告されている。 LiNbO3導波路を利用した場合に
は、その電気光学定数が大きいことから、電圧によりフ
ィルタの中心波長を変えることもできる。したがって、
LiNbO3 導波路に回折格子を形成すれば、波長可変の外
部共振器が得られる。
ガラス光導波路上に回折格子を形成したものが用いられ
ている。また、Ti拡散 LiNbO3 導波路上に分布ブラッグ
反射器を形成し、狭帯域のフィルタ特性が得られたこと
も報告されている。 LiNbO3導波路を利用した場合に
は、その電気光学定数が大きいことから、電圧によりフ
ィルタの中心波長を変えることもできる。したがって、
LiNbO3 導波路に回折格子を形成すれば、波長可変の外
部共振器が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、 LiNbO3 はエ
ッチングされ難く、良好な特性の回折格子を得るうえで
問題があった。回折格子が浅い場合には、導波路も浅く
すれば良好なフィルタ特性が得られる。しかし、これで
は導波路が偏平になり、半導体レーザとの光の結合効率
が悪くなり、レーザ発振に必要な戻り光が十分には得ら
れない。
ッチングされ難く、良好な特性の回折格子を得るうえで
問題があった。回折格子が浅い場合には、導波路も浅く
すれば良好なフィルタ特性が得られる。しかし、これで
は導波路が偏平になり、半導体レーザとの光の結合効率
が悪くなり、レーザ発振に必要な戻り光が十分には得ら
れない。
【０００５】本発明は、以上の課題を解決し、深いエッ
チングが可能な回折格子の製造方法を提供し、さらに、
フィルタ特性の良好な回折格子を提供することを目的と
する。
チングが可能な回折格子の製造方法を提供し、さらに、
フィルタ特性の良好な回折格子を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は回
折格子の製造方法であり、電気光学結晶基板の表面にプ
ロトン交換を施し、このプロトン交換された部分をエッ
チングして回折格子を形成することを特徴とする。電気
光学結晶としては LiNbO3 を用いることが望ましいが、
LiTaO3 を用いることもできる。
折格子の製造方法であり、電気光学結晶基板の表面にプ
ロトン交換を施し、このプロトン交換された部分をエッ
チングして回折格子を形成することを特徴とする。電気
光学結晶としては LiNbO3 を用いることが望ましいが、
LiTaO3 を用いることもできる。
【０００７】本発明の第二の観点はこの方法により製造
される回折格子であり、電気光学結晶基板の表面に形成
された光導波路と、この光導波路の表面に周期的に形成
された凹凸パターンとを備えた回折格子において、光導
波路は電気光学結晶基板を構成する金属イオンの一部が
Hイオンで置換された導波路であることを特徴とする。
電気光学結晶基板は LiNbO3 基板であり、光導波路はそ
のLiイオンの一部が Hイオンに置換されて形成された導
波路であることが望ましい。また、電気光学結晶基板が
LiNbO3 基板であり、光導波路がTiを不純物として含
み、この光導波路の表面に、Liイオンの一部が Hイオン
に置換されたプロトン交換層を備えてもよい。
される回折格子であり、電気光学結晶基板の表面に形成
された光導波路と、この光導波路の表面に周期的に形成
された凹凸パターンとを備えた回折格子において、光導
波路は電気光学結晶基板を構成する金属イオンの一部が
Hイオンで置換された導波路であることを特徴とする。
電気光学結晶基板は LiNbO3 基板であり、光導波路はそ
のLiイオンの一部が Hイオンに置換されて形成された導
波路であることが望ましい。また、電気光学結晶基板が
LiNbO3 基板であり、光導波路がTiを不純物として含
み、この光導波路の表面に、Liイオンの一部が Hイオン
に置換されたプロトン交換層を備えてもよい。
【０００８】
【作用】電気光学結晶基板、特に LiNbO3 基板に光導波
路を形成する技術として、Ti拡散の他に、プロトン交換
が知られている。プロトン交換は、電気光学結晶を安息
香酸溶液またはピロ燐酸溶液に浸すことにより、金属イ
オンの一部を Hイオンで置換する技術である。 LiNbO3
の場合であれば、通常、50％以上のLiイオンが Hイオン
で置換される。プロトン交換により形成された LiNbO3
光導波路は、Ti拡散導波路に比べて、伝搬損失が大き
い、電気光学効果が小さいなどの欠点がある。
路を形成する技術として、Ti拡散の他に、プロトン交換
が知られている。プロトン交換は、電気光学結晶を安息
香酸溶液またはピロ燐酸溶液に浸すことにより、金属イ
オンの一部を Hイオンで置換する技術である。 LiNbO3
の場合であれば、通常、50％以上のLiイオンが Hイオン
で置換される。プロトン交換により形成された LiNbO3
光導波路は、Ti拡散導波路に比べて、伝搬損失が大き
い、電気光学効果が小さいなどの欠点がある。
【０００９】しかし、本発明者らの研究によれば、プロ
トン交換された LiNbO3 は、反応性イオンエッチングに
よるエッチング速度が LiNbO3 そのものやTi拡散 LiNbO
3 に比較して２倍以上速いことが判明した。すなわち、
プロトン交換された LiNbO3をエッチングすることによ
り、深い回折格子が得られる。
トン交換された LiNbO3 は、反応性イオンエッチングに
よるエッチング速度が LiNbO3 そのものやTi拡散 LiNbO
3 に比較して２倍以上速いことが判明した。すなわち、
プロトン交換された LiNbO3をエッチングすることによ
り、深い回折格子が得られる。
【００１０】また、プロトン交換光導波路は他の領域と
の間の屈折率差が大きく、単一モード導波路を実現する
には寸法を小さくする必要があるが、これが利点でもあ
る。すなわち、Ti拡散導波に比べて導波路を浅く形成で
き、回折格子の深さが同じ程度であってもより良好なフ
ィルタ特性が得られる。
の間の屈折率差が大きく、単一モード導波路を実現する
には寸法を小さくする必要があるが、これが利点でもあ
る。すなわち、Ti拡散導波に比べて導波路を浅く形成で
き、回折格子の深さが同じ程度であってもより良好なフ
ィルタ特性が得られる。
【００１１】伝搬損失が大きい、電気光学効果が小さい
などの欠点については、Ti拡散後にプロトン交換された
光導波路を用いれば解決できる。
などの欠点については、Ti拡散後にプロトン交換された
光導波路を用いれば解決できる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の第一実施例を示す斜視図であ
り、図２はその光導波路に沿った断面図である。この例
では、回折格子を導波路型波長スイッチとして用いる場
合の構成を示す。
り、図２はその光導波路に沿った断面図である。この例
では、回折格子を導波路型波長スイッチとして用いる場
合の構成を示す。
【００１３】この実施例は、 LiNbO3 基板１表面に光導
波路２が形成され、この光導波路２の表面に周期的な凹
凸パターンが形成された構造をもつ。また、光導波路２
に沿って電極３、４が設けられている。ここで本実施例
の特徴とするところは、光導波路２がプロトン交換によ
り形成されていること、すなわち LiNbO3 を構成するLi
イオンの一部が Hイオンで置換されていることである。
波路２が形成され、この光導波路２の表面に周期的な凹
凸パターンが形成された構造をもつ。また、光導波路２
に沿って電極３、４が設けられている。ここで本実施例
の特徴とするところは、光導波路２がプロトン交換によ
り形成されていること、すなわち LiNbO3 を構成するLi
イオンの一部が Hイオンで置換されていることである。
【００１４】光ファイバ、レンズその他の光学素子を用
いて、光導波路２の一方の端面から光を入射する。この
端面を以下「入射端」、もう一方の端面を「出射端」と
いう。光導波路２の等価屈折率をＮ、回折格子のピッチ
をΛとすると、 λ0 ＝２ＮΛ の条件を満足するブラッグ波長λ0 の場合、入射光は回
折格子で反射されて入射端から出射される。それ以外の
光は透過光となり、出射端から出射される。
いて、光導波路２の一方の端面から光を入射する。この
端面を以下「入射端」、もう一方の端面を「出射端」と
いう。光導波路２の等価屈折率をＮ、回折格子のピッチ
をΛとすると、 λ0 ＝２ＮΛ の条件を満足するブラッグ波長λ0 の場合、入射光は回
折格子で反射されて入射端から出射される。それ以外の
光は透過光となり、出射端から出射される。
【００１５】電極３、４間に電圧を印加すると、 LiNbO
3 の電気光学効果により、光導波路２の等価屈折率Ｎが
変化する。回折格子のピッチΛは変化しないので、ブラ
ッグ波長が変化する。このため、入射端に戻る光の波長
が変化し、電極３、４に電圧を印加しなかったときに入
射端に戻っていた光は出射端から出射される。したがっ
て、入射光としてブラッグ波長λ0 の光を用いれば、電
圧により、入射端または出射端から出射される光をオ
ン、オフできる。
3 の電気光学効果により、光導波路２の等価屈折率Ｎが
変化する。回折格子のピッチΛは変化しないので、ブラ
ッグ波長が変化する。このため、入射端に戻る光の波長
が変化し、電極３、４に電圧を印加しなかったときに入
射端に戻っていた光は出射端から出射される。したがっ
て、入射光としてブラッグ波長λ0 の光を用いれば、電
圧により、入射端または出射端から出射される光をオ
ン、オフできる。
【００１６】図３は本発明の第二実施例を示す光導波路
に沿った断面図である。この実施例は、プロトン交換に
より形成された光導波路２に回折格子を設けたのではな
く、Ti拡散光導波路５の表面をプロトン交換し、そこに
回折格子を形成したことが第一実施例と異なる。
に沿った断面図である。この実施例は、プロトン交換に
より形成された光導波路２に回折格子を設けたのではな
く、Ti拡散光導波路５の表面をプロトン交換し、そこに
回折格子を形成したことが第一実施例と異なる。
【００１７】プロトン交換 LiNbO3 光導波路は、Ti拡散
LiNbO 3 光導波路に比較して、伝搬損失が大きい、電気
光学効果が小さいという欠点がある。しかし、エッチン
グによる加工性はプロトン交換光導波路が勝っている。
そこで、この両者の利点を用い、基板１上に形成された
Ti拡散光導波路５の表面にプロトン交換層６を設け、こ
のプロトン交換層６に回折格子を形成する。この構成
は、Ti拡散による導波路を基礎としているので、変調器
や方向性結合器などの素子との集積化に適している。動
作は第一実施例と同等である。
LiNbO 3 光導波路に比較して、伝搬損失が大きい、電気
光学効果が小さいという欠点がある。しかし、エッチン
グによる加工性はプロトン交換光導波路が勝っている。
そこで、この両者の利点を用い、基板１上に形成された
Ti拡散光導波路５の表面にプロトン交換層６を設け、こ
のプロトン交換層６に回折格子を形成する。この構成
は、Ti拡散による導波路を基礎としているので、変調器
や方向性結合器などの素子との集積化に適している。動
作は第一実施例と同等である。
【００１８】図４、図５はプロトン交換による LiNbO3
回折格子の違いを示す走査電子顕微鏡写真であり、図４
はプロトン交換を行った場合、図５は行わない場合を示
す。これらのエッチング条件は同一であり、プロトン交
換により深い回折格子が得られることがわかる。
回折格子の違いを示す走査電子顕微鏡写真であり、図４
はプロトン交換を行った場合、図５は行わない場合を示
す。これらのエッチング条件は同一であり、プロトン交
換により深い回折格子が得られることがわかる。
【００１９】図６は第一実施例における電圧印加による
反射光の波長変化の測定例を示し、図７は第二実施例に
おける電圧印加による透過光の波長変化の測定例を示
す。
反射光の波長変化の測定例を示し、図７は第二実施例に
おける電圧印加による透過光の波長変化の測定例を示
す。
【００２０】図６の測定に用いた素子、測定条件および
測定結果は、 プロトン交換条件…ピロリン酸 230℃３分、その後400
℃30分のアニール 導波路パターン幅…４μm 回折格子ピッチ … 354.8 nm 電極寸法 …電極間距離 40 μm 、電極長 10mm 電圧零における中心波長…1.523 μm 光源 … 1.5μm 帯発光ダイオード 測定 …ダブルモノクロメータによる分光 波長変化率 … 0.1 nm/ 100Ｖ である。。
測定結果は、 プロトン交換条件…ピロリン酸 230℃３分、その後400
℃30分のアニール 導波路パターン幅…４μm 回折格子ピッチ … 354.8 nm 電極寸法 …電極間距離 40 μm 、電極長 10mm 電圧零における中心波長…1.523 μm 光源 … 1.5μm 帯発光ダイオード 測定 …ダブルモノクロメータによる分光 波長変化率 … 0.1 nm/ 100Ｖ である。。
【００２１】また、図７の測定に用いた素子、測定条件
および測定結果は、 Ti拡散条件 …Ti膜厚 110 nm 、拡散 1010 ℃、７
時間 導波路幅 …８μm プロトン交換条件…ピロリン酸 230℃８分、回折格子形
成後にアニール 回折格子ピッチ … 353.1 nm 光源 … 1.5μm 帯半導体レーザ、ＬＥＤ発
光状態で使用 測定 …ダブルモノクロメータによる分光 波長変化率 … 0.18 nm/100Ｖ である。この例の場合には、電圧印加によって 100Ｖあ
たり0.18nmの波長変化が得られており、この値は図６に
示した場合の約２倍である。
および測定結果は、 Ti拡散条件 …Ti膜厚 110 nm 、拡散 1010 ℃、７
時間 導波路幅 …８μm プロトン交換条件…ピロリン酸 230℃８分、回折格子形
成後にアニール 回折格子ピッチ … 353.1 nm 光源 … 1.5μm 帯半導体レーザ、ＬＥＤ発
光状態で使用 測定 …ダブルモノクロメータによる分光 波長変化率 … 0.18 nm/100Ｖ である。この例の場合には、電圧印加によって 100Ｖあ
たり0.18nmの波長変化が得られており、この値は図６に
示した場合の約２倍である。
【００２２】図８は本発明の第三実施例を示す斜視図で
ある。この例では、回折格子を半導体レーザの外部共振
器として用いる場合を示す。
ある。この例では、回折格子を半導体レーザの外部共振
器として用いる場合を示す。
【００２３】基板１はｘ板またはｚ板の LiNbO3 であ
り、表面にはプロトン交換によりストライプ状の光導波
路２が設けられる。光導波路２の一部にはエッチングに
より回折格子が設けられ、光導波路２に沿って、回折格
子が設けられていない部分には電極11、12、回折格子が
設けられた部分には電極13、14が設けられる。電極11、
12が設けられた部分を以下「位相変調部」、電極13、14
が設けられた部分を以下「波長可変部」という。電極1
1、12は、ｘ板 LiNbO3 を用いた場合には光導波路２を
挟んで、ｚ板 LiNbO3 を用いた場合には一方が光導波路
２上に配置される。電極13、14は光導波路２を挟んで配
置される。
り、表面にはプロトン交換によりストライプ状の光導波
路２が設けられる。光導波路２の一部にはエッチングに
より回折格子が設けられ、光導波路２に沿って、回折格
子が設けられていない部分には電極11、12、回折格子が
設けられた部分には電極13、14が設けられる。電極11、
12が設けられた部分を以下「位相変調部」、電極13、14
が設けられた部分を以下「波長可変部」という。電極1
1、12は、ｘ板 LiNbO3 を用いた場合には光導波路２を
挟んで、ｚ板 LiNbO3 を用いた場合には一方が光導波路
２上に配置される。電極13、14は光導波路２を挟んで配
置される。
【００２４】基板１の近傍には、位相変調部側から光導
波路２にレーザ光を入射するようにファブリペロー型の
半導体レーザ21が配置され、この半導体レーザ21と光導
波路２との間にはレンズ23が配置される。半導体レーザ
21の端面には無反射被膜22が設けられる。
波路２にレーザ光を入射するようにファブリペロー型の
半導体レーザ21が配置され、この半導体レーザ21と光導
波路２との間にはレンズ23が配置される。半導体レーザ
21の端面には無反射被膜22が設けられる。
【００２５】半導体レーザ21で発生した光は、レンズ23
によって集光され、光導波路２に結合する。この光は、
位相変調部を通り、波長可変部に達する。波長可変部の
回折格子のピッチをΛ、光導波路２の等価屈折率をｎと
すると、回折格子によりブラッグ波長λ0 ＝２ｎΛの条
件を満たす波長の光が反射され、半導体レーザ21に帰還
される。帰還された光が半導体レーザ21に結合するパワ
ーＰ1 が無反射被膜22で半導体レーザ21に戻る光のパワ
ーＰ2 により大きく、かつ半導体レーザ21の反対側の端
面から回折格子の入口までの距離が等価的に波長λ0 の
整数倍であれば、半導体レーザ21はブラッグ波長λ0 で
単一モード発振を起こす。
によって集光され、光導波路２に結合する。この光は、
位相変調部を通り、波長可変部に達する。波長可変部の
回折格子のピッチをΛ、光導波路２の等価屈折率をｎと
すると、回折格子によりブラッグ波長λ0 ＝２ｎΛの条
件を満たす波長の光が反射され、半導体レーザ21に帰還
される。帰還された光が半導体レーザ21に結合するパワ
ーＰ1 が無反射被膜22で半導体レーザ21に戻る光のパワ
ーＰ2 により大きく、かつ半導体レーザ21の反対側の端
面から回折格子の入口までの距離が等価的に波長λ0 の
整数倍であれば、半導体レーザ21はブラッグ波長λ0 で
単一モード発振を起こす。
【００２６】電極13、14間に電圧を印加すると、 LiNbO
3 の電気光学効果により回折格子の屈折率が変化し、ブ
ラッグ波長が変化する。これにより、半導体レーザ21の
発振波長を変化させることができる。位相条件について
は、半導体レーザ21と回折格子との間の等価的距離を電
極11、12に印加する電圧により調節する。
3 の電気光学効果により回折格子の屈折率が変化し、ブ
ラッグ波長が変化する。これにより、半導体レーザ21の
発振波長を変化させることができる。位相条件について
は、半導体レーザ21と回折格子との間の等価的距離を電
極11、12に印加する電圧により調節する。
【００２７】この構造では、共振器長が長いので、スペ
クトル線幅が200kHz以下の狭帯域サーザ光が得られる。
クトル線幅が200kHz以下の狭帯域サーザ光が得られる。
【００２８】図９および図10は第三実施例における外部
共振器の製造工程を示す。まず、図９(a) に示すよう
に、 LiNbO3 基板１上にプロトン交換用のTaマスク31を
形成する。続いて、同図(b) に示すようにプロトン交換
を行い、同図(c) に示すようにマスク剥離および高温ア
ニールを行って光導波路２を得る。次に、同図(d) に示
すようにエッチングマスク用のTi膜32を形成し、その上
に同図(e) に示すようにレジスト回折格子33を形成す
る。
共振器の製造工程を示す。まず、図９(a) に示すよう
に、 LiNbO3 基板１上にプロトン交換用のTaマスク31を
形成する。続いて、同図(b) に示すようにプロトン交換
を行い、同図(c) に示すようにマスク剥離および高温ア
ニールを行って光導波路２を得る。次に、同図(d) に示
すようにエッチングマスク用のTi膜32を形成し、その上
に同図(e) に示すようにレジスト回折格子33を形成す
る。
【００２９】続いて、図10(a) に示すように位相変調部
にエッチング防止のためのポリイミドマスク34を設け、
位相変調部と波長可変部とを分離する。この後、同図
(b) に示すように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
によりTi膜32をエッチングしてマスクを形成し、同じく
反応性イオンエッチングにより、同図(c) に示すように
LiNbO3 をエッチングする。エッチングが終了した後に
は、同図(d) に示すようにTi膜32のマスクを剥離し、同
図(e) に示すようにTi/Au 電極35を形成する。このTi/A
u 電極35が図８に示した電極11〜14として用いられる
が、図10(e) では、位相変調部と波長可変部とで共通の
接地電極を用いるものとして示した。
にエッチング防止のためのポリイミドマスク34を設け、
位相変調部と波長可変部とを分離する。この後、同図
(b) に示すように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
によりTi膜32をエッチングしてマスクを形成し、同じく
反応性イオンエッチングにより、同図(c) に示すように
LiNbO3 をエッチングする。エッチングが終了した後に
は、同図(d) に示すようにTi膜32のマスクを剥離し、同
図(e) に示すようにTi/Au 電極35を形成する。このTi/A
u 電極35が図８に示した電極11〜14として用いられる
が、図10(e) では、位相変調部と波長可変部とで共通の
接地電極を用いるものとして示した。
【００３０】実際に試作した素子の特性を図11ないし図
14に示す。図11は可変波長部のフィルタ特性であり、ブ
ラッグ波長λ0 ＝1.523 μm で86％の強いフィルタ特性
が得られたことを示している。
14に示す。図11は可変波長部のフィルタ特性であり、ブ
ラッグ波長λ0 ＝1.523 μm で86％の強いフィルタ特性
が得られたことを示している。
【００３１】図12は半導体レーザ21として使用したファ
ブリペロー型半導体レーザ単体のスペクトルを示し、図
13はこのレーザに第三実施例に示した LiNbO3 外部共振
器を結合したときのスペクトルを示す。レーザ単体では
多数のモードで発振しているが、外部共振器を付けるこ
とで、ブラッグ波長で単一モード発振していることが確
認された。
ブリペロー型半導体レーザ単体のスペクトルを示し、図
13はこのレーザに第三実施例に示した LiNbO3 外部共振
器を結合したときのスペクトルを示す。レーザ単体では
多数のモードで発振しているが、外部共振器を付けるこ
とで、ブラッグ波長で単一モード発振していることが確
認された。
【００３２】図14は波長可変部の電極 (間隔40μm)に電
圧を印加したときの発振波長の変化を示す。この例で
は、 100Ｖあたり0.1nm の波長の変化が得られた。
圧を印加したときの発振波長の変化を示す。この例で
は、 100Ｖあたり0.1nm の波長の変化が得られた。
【００３３】以上の実施例では電気光学結晶として LiN
bO3 を用いた例を示したが、本発明は LiTa03 を用いる
場合にも実施できる。
bO3 を用いた例を示したが、本発明は LiTa03 を用いる
場合にも実施できる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の回折格子
およびその製造方法は、プロトン交換により電気光学結
晶とマスク材との選択比が向上し、深い回折格子を安定
に製造できる効果がある。特に LiNbO3 光導波路に回折
格子を形成する場合には、深い回折格子を形成でき、良
好なフィルタ特性が得られる。この回折格子は LiNbO3
基板を用いた外部光共振器型の半導体レーザに用いて特
に効果がある。
およびその製造方法は、プロトン交換により電気光学結
晶とマスク材との選択比が向上し、深い回折格子を安定
に製造できる効果がある。特に LiNbO3 光導波路に回折
格子を形成する場合には、深い回折格子を形成でき、良
好なフィルタ特性が得られる。この回折格子は LiNbO3
基板を用いた外部光共振器型の半導体レーザに用いて特
に効果がある。
【図１】 本発明の第一実施例を示す斜視図。
【図２】 光導波路に沿った断面図。
【図３】 本発明の第二実施例を示す光導波路に沿った
断面図。
断面図。
【図４】 プロトン交換 LiNbO3 の回折格子の結晶構造
を示す走査電子顕微鏡写真。
を示す走査電子顕微鏡写真。
【図５】 プロトン交換を行わない LiNbO3 の回折格子
の結晶構造を示す走査電子顕微鏡写真。
の結晶構造を示す走査電子顕微鏡写真。
【図６】 第一実施例における電圧印加による反射光の
波長変化の測定例を示す図。
波長変化の測定例を示す図。
【図７】 第二実施例における電圧印加による透過光の
波長変化の測定例を示す図。
波長変化の測定例を示す図。
【図８】 本発明の第三実施例を示す斜視図。
【図９】 第三実施例における外部共振器の製造工程を
示す図。
示す図。
【図10】 第三実施例における外部共振器の製造工程を
示す図。
示す図。
【図11】 可変波長部のフィルタ特性を示す図。
【図12】 ファブリペロー型半導体レーザ単体のスペク
トルを示す図。
トルを示す図。
【図13】 このレーザに LiNbO3 外部共振器を結合した
ときのスペクトルを示す図。
ときのスペクトルを示す図。
【図14】 波長可変部の電極に電圧を印加したときの発
振波長の変化を示す図。
振波長の変化を示す図。
１ 基板 ２ 光導波路 ３、４、11〜14 電極 ５ Ti拡散光導波路 ６ プロトン交換層 21 半導体レーザ 22 無反射被膜 23 レンズ 31 Taマスク 32 Ti膜 33 レジスト回折格子 34 ポリイミドマスク 35 Ti/Au 電極
Claims (5)
- 【請求項１】 電気光学結晶基板の表面にプロトン交換
を施し、 このプロトン交換された部分をエッチングして回折格子
を形成する回折格子の製造方法。 - 【請求項２】 電気光学結晶は LiNbO3 結晶である請求
項１記載の回折格子の製造方法。 - 【請求項３】 電気光学結晶基板の表面に形成された光
導波路と、 この光導波路の表面に周期的に形成された凹凸パターン
とを備えた回折格子において、 前記光導波路は前記電気光学結晶基板を構成する金属イ
オンの一部が Hイオンで置換された導波路であることを
特徴とする回折格子。 - 【請求項４】 電気光学結晶基板は LiNbO3 基板であ
り、 光導波路はそのLiイオンの一部が Hイオンに置換されて
形成された請求項３記載の回折格子。 - 【請求項５】 電気光学結晶基板は LiNbO3 基板であ
り、 光導波路はTiを不純物として含み、 この光導波路の表面に、Liイオンの一部が Hイオンに置
換されたプロトン交換層を備えた請求項３記載の回折格
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7565491A JPH05264809A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 回折格子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7565491A JPH05264809A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 回折格子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264809A true JPH05264809A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13582445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7565491A Pending JPH05264809A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 回折格子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05264809A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007111085A1 (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光導波路素子 |
| JP2014215518A (ja) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 日本電信電話株式会社 | 性能可変回折格子 |
| CN118249202A (zh) * | 2024-03-26 | 2024-06-25 | 睿创光子(无锡)技术有限公司 | 一种带间级联激光器及其制作方法 |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP7565491A patent/JPH05264809A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007111085A1 (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光導波路素子 |
| US8391651B2 (en) | 2006-03-29 | 2013-03-05 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device |
| US8396334B2 (en) | 2006-03-29 | 2013-03-12 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device |
| JP2014215518A (ja) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 日本電信電話株式会社 | 性能可変回折格子 |
| CN118249202A (zh) * | 2024-03-26 | 2024-06-25 | 睿创光子(无锡)技术有限公司 | 一种带间级联激光器及其制作方法 |
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