JPH06308546A - 光回路の特性調整方法 - Google Patents
光回路の特性調整方法Info
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- JPH06308546A JPH06308546A JP9312593A JP9312593A JPH06308546A JP H06308546 A JPH06308546 A JP H06308546A JP 9312593 A JP9312593 A JP 9312593A JP 9312593 A JP9312593 A JP 9312593A JP H06308546 A JPH06308546 A JP H06308546A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光回路を構成する光導波路の局部的な屈折率
もしくは光路長を効率良く制御可能とする光回路の特性
調整方法を提供する。 【構成】 シリコン基板１１上に形成された方向性結合
器１２ａ，１２ｂ及び光導波路１３ａ，１３ｂで構成さ
れるマッハツェンダ干渉計１０に対して、室温で水素を
含浸させた後、熱処理を行うことにより、光誘起屈折率
変化の敏感性を簡便且つ安全にしかも制御性良く高め、
その後、金属膜２２で覆われていない光導波路１３ａの
一部分だけにＫｒＦエキシマレーザ２３からの紫外光を
照射することにより、その屈折率を修正して特性を調整
する。
もしくは光路長を効率良く制御可能とする光回路の特性
調整方法を提供する。 【構成】 シリコン基板１１上に形成された方向性結合
器１２ａ，１２ｂ及び光導波路１３ａ，１３ｂで構成さ
れるマッハツェンダ干渉計１０に対して、室温で水素を
含浸させた後、熱処理を行うことにより、光誘起屈折率
変化の敏感性を簡便且つ安全にしかも制御性良く高め、
その後、金属膜２２で覆われていない光導波路１３ａの
一部分だけにＫｒＦエキシマレーザ２３からの紫外光を
照射することにより、その屈折率を修正して特性を調整
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に形成された光
導波路で構成される光回路の特性を調整する方法に関す
るものである。
導波路で構成される光回路の特性を調整する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】石英ガラス基板やシリコン基板上に形成
可能な石英系光導波路は、損失が低い、安定性が高い、
加工性が良い、石英系光ファイバとの整合性が良い等の
特徴があるため、光合分波回路等の実用的な光回路を構
成する上で非常に有用であることが知られている。最
近、前述した特徴を活かして、より高機能化高集積化し
た平面型光回路の作製が進められているが、その中で、
光の位相を利用した光回路は電子回路では実現しにくい
回路を可能にするため、重要性が高い。
可能な石英系光導波路は、損失が低い、安定性が高い、
加工性が良い、石英系光ファイバとの整合性が良い等の
特徴があるため、光合分波回路等の実用的な光回路を構
成する上で非常に有用であることが知られている。最
近、前述した特徴を活かして、より高機能化高集積化し
た平面型光回路の作製が進められているが、その中で、
光の位相を利用した光回路は電子回路では実現しにくい
回路を可能にするため、重要性が高い。
【０００３】石英系光導波路では、シリコン基板上にア
ンダークラッド層堆積→コア層堆積→コアエッチング→
オーバークラッド層堆積という作製プロセスを施すこと
によりコア・クラッド構造が形成されるが、光の位相を
利用した高機能化高集積化光回路において、光の位相は
導波路の屈折率と伝搬長（光路長）に依存するので、作
製上の微小な屈折率や導波路形状の変動及び導波路にか
かる応力が素子特性に大きく影響する。従って、高機能
化高集積化光回路において生産性を向上させるために
は、作製上の微小な変動等を修正する必要があり、局部
的な屈折率の制御を可能とする光回路の特性調整方法の
実現が望まれていた。
ンダークラッド層堆積→コア層堆積→コアエッチング→
オーバークラッド層堆積という作製プロセスを施すこと
によりコア・クラッド構造が形成されるが、光の位相を
利用した高機能化高集積化光回路において、光の位相は
導波路の屈折率と伝搬長（光路長）に依存するので、作
製上の微小な屈折率や導波路形状の変動及び導波路にか
かる応力が素子特性に大きく影響する。従って、高機能
化高集積化光回路において生産性を向上させるために
は、作製上の微小な変動等を修正する必要があり、局部
的な屈折率の制御を可能とする光回路の特性調整方法の
実現が望まれていた。
【０００４】前述した平面型光回路を構成する重要な要
素である、マッハ・ツェンダ（Mach-Zehnder：ＭＺ）干
渉計を一例として挙げ、以下に局部的な屈折率制御の重
要性について述べる。ＭＺ干渉計は光スイッチや光分波
器を構成する上で欠かすことのできない部品であり、図
２にその一例を示す。
素である、マッハ・ツェンダ（Mach-Zehnder：ＭＺ）干
渉計を一例として挙げ、以下に局部的な屈折率制御の重
要性について述べる。ＭＺ干渉計は光スイッチや光分波
器を構成する上で欠かすことのできない部品であり、図
２にその一例を示す。
【０００５】図２において、１ａ，１ｂは２つの方向性
結合器、２ａ，２ｂは該方向性結合器１ａ，１ｂを結ぶ
２本の光導波路であり、これらはシリコン基板３上に形
成されている。また、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは２本の
光導波路２ａ，２ｂの両端に接続された光ファイバであ
る。
結合器、２ａ，２ｂは該方向性結合器１ａ，１ｂを結ぶ
２本の光導波路であり、これらはシリコン基板３上に形
成されている。また、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは２本の
光導波路２ａ，２ｂの両端に接続された光ファイバであ
る。
【０００６】ＭＺ干渉計では、石英系光導波路に限ら
ず、微小な屈折率や導波路形状の変動及び導波路にかか
る応力が素子特性に大きく影響する。前述した２本の光
導波路２ａ，２ｂの光路長差がｎf ・Ｌ1 であるとする
と、出力光強度は、入射光の周波数ｆ（又は波長λ）に
関して、 ｆsr＝ｃ／ｎf ・Ｌ1 （但し、ｃは光の速度） を周期とする特性を有することが知られており、この出
力光強度の周期特性を利用して、光スイッチ、光周波数
合分波器等として動作する光デバイスが実現されてい
る。
ず、微小な屈折率や導波路形状の変動及び導波路にかか
る応力が素子特性に大きく影響する。前述した２本の光
導波路２ａ，２ｂの光路長差がｎf ・Ｌ1 であるとする
と、出力光強度は、入射光の周波数ｆ（又は波長λ）に
関して、 ｆsr＝ｃ／ｎf ・Ｌ1 （但し、ｃは光の速度） を周期とする特性を有することが知られており、この出
力光強度の周期特性を利用して、光スイッチ、光周波数
合分波器等として動作する光デバイスが実現されてい
る。
【０００７】しかしながら、導波路の屈折率、幅等の作
製誤差は、光干渉計の周期特性の位相によるずれをもた
らし、光スイッチ、光周波数合分波器としての動作特性
に著しい劣化を生じさせることになる。従って、ＭＺ干
渉計を用いた光回路において生産性を向上させるために
は、作製上の微小な変動を補償する必要性があり、効果
的な調節法が望まれていた。
製誤差は、光干渉計の周期特性の位相によるずれをもた
らし、光スイッチ、光周波数合分波器としての動作特性
に著しい劣化を生じさせることになる。従って、ＭＺ干
渉計を用いた光回路において生産性を向上させるために
は、作製上の微小な変動を補償する必要性があり、効果
的な調節法が望まれていた。
【０００８】光干渉計において位相誤差を補償する方法
の一つとして、可視光もしくは紫外レーザ光を照射する
ことによって生じる屈折率変化（光誘起屈折率変化）を
利用する方法が報告されている（例えば、PTL, (3), 19
91, Hibino, et al., pp640-642 参照）。
の一つとして、可視光もしくは紫外レーザ光を照射する
ことによって生じる屈折率変化（光誘起屈折率変化）を
利用する方法が報告されている（例えば、PTL, (3), 19
91, Hibino, et al., pp640-642 参照）。
【０００９】また、光導波路の屈折率制御に関する類似
の報告として、光ファイバの屈折率の変化に関するもの
がある（例えば、Opt.Lett., vol.15, 1990, B.Molo, e
t al., pp953-955参照）。これによれば、ＧｅＯ2 添加
石英系光ファイバにおいて紫外線照射によりコアの屈折
率が３×１０-5だけ変化することが観測されている。ま
た、シリコン基板上に形成された石英系光導波路におい
ても同様な光誘起屈折率変化Δｎが観測されている。
の報告として、光ファイバの屈折率の変化に関するもの
がある（例えば、Opt.Lett., vol.15, 1990, B.Molo, e
t al., pp953-955参照）。これによれば、ＧｅＯ2 添加
石英系光ファイバにおいて紫外線照射によりコアの屈折
率が３×１０-5だけ変化することが観測されている。ま
た、シリコン基板上に形成された石英系光導波路におい
ても同様な光誘起屈折率変化Δｎが観測されている。
【００１０】しかしながら、シリコン基板上に作製され
た石英系光導波路における光誘起屈折率変化の敏感性
は、光ファイバに比べて弱いものであった。このことは
応用例の一つである光誘起屈折率分布型グレーティング
の作製時に長い光照射時間を必要とし、より安定な光照
射の光学系が必要とされる等の困難を生じさせた。その
ため、屈折率変化の効率を高めるための処理方法が提案
された。
た石英系光導波路における光誘起屈折率変化の敏感性
は、光ファイバに比べて弱いものであった。このことは
応用例の一つである光誘起屈折率分布型グレーティング
の作製時に長い光照射時間を必要とし、より安定な光照
射の光学系が必要とされる等の困難を生じさせた。その
ため、屈折率変化の効率を高めるための処理方法が提案
された。
【００１１】一つは、水素雰囲気下で高温（500 ℃程
度）熱処理を行うことにより、光誘起屈折率変化の敏感
性（効率）を高めることを可能としたものである（例え
ば、Opt.Lett., vol.18, 1993, K.D.Simmons, et al.,
pp25-27 参照）（以下、高温水素化処理法と称す）。し
かしながら、水素雰囲気で高温熱処理を行うことは安全
性に欠け、また、高温熱処理を行うための特殊な電気炉
等を必要とし、さらにまた、近赤外領域における損失も
数ｄＢ以上増加する等の問題があった（例えば、Electr
on Lett., (28), 1992, G.D.Maxwell, et al., pp2106-
2107参照）。
度）熱処理を行うことにより、光誘起屈折率変化の敏感
性（効率）を高めることを可能としたものである（例え
ば、Opt.Lett., vol.18, 1993, K.D.Simmons, et al.,
pp25-27 参照）（以下、高温水素化処理法と称す）。し
かしながら、水素雰囲気で高温熱処理を行うことは安全
性に欠け、また、高温熱処理を行うための特殊な電気炉
等を必要とし、さらにまた、近赤外領域における損失も
数ｄＢ以上増加する等の問題があった（例えば、Electr
on Lett., (28), 1992, G.D.Maxwell, et al., pp2106-
2107参照）。
【００１２】また、もう一つは、水素バーナー、ＬＰＧ
バーナー等の火炎で光導波路を炙ることにより、光誘起
屈折率変化の敏感性（効率）を高めることを可能とした
ものである（例えば、OFC '93, K.O.Hill, et al. 参
照）（以下、火炎掃引法（flame brushing）と称す）。
この方法は、簡便に屈折率変化の効率を高めることがで
きる点で優れているが、その制御性及び再現性に問題が
あった。
バーナー等の火炎で光導波路を炙ることにより、光誘起
屈折率変化の敏感性（効率）を高めることを可能とした
ものである（例えば、OFC '93, K.O.Hill, et al. 参
照）（以下、火炎掃引法（flame brushing）と称す）。
この方法は、簡便に屈折率変化の効率を高めることがで
きる点で優れているが、その制御性及び再現性に問題が
あった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の問
題点に鑑み、光誘起屈折率変化の敏感性を簡便且つ安全
にしかも制御性良く高めることができ、光回路を構成す
る光導波路の局部的な屈折率もしくは光路長の制御を効
率良く行うことを可能とする光回路の特性調整方法を提
供することを目的とする。
題点に鑑み、光誘起屈折率変化の敏感性を簡便且つ安全
にしかも制御性良く高めることができ、光回路を構成す
る光導波路の局部的な屈折率もしくは光路長の制御を効
率良く行うことを可能とする光回路の特性調整方法を提
供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、基板上に形成されたコア及びクラッドから
なる光導波路で構成される光回路の特性調整方法であっ
て、前記光導波路に室温で水素を含浸させる工程と、前
記光導波路に熱処理を行う工程と、前記光導波路に局部
的に可視光又は紫外光を照射する工程とを備えた光回路
の特性調整方法を提案する。
成するため、基板上に形成されたコア及びクラッドから
なる光導波路で構成される光回路の特性調整方法であっ
て、前記光導波路に室温で水素を含浸させる工程と、前
記光導波路に熱処理を行う工程と、前記光導波路に局部
的に可視光又は紫外光を照射する工程とを備えた光回路
の特性調整方法を提案する。
【００１５】
【作用】本発明によれば、水素を含浸させる工程と熱処
理を行う工程とを分離しているため、水素を含浸させる
工程は室温で行うことができ、高温水素化処理法に比べ
て、より安全性が高く、また、大気中或いはＨｅ雰囲気
下で熱処理を行うため、通常の電気炉等を用いることが
でき、簡単に熱処理を行うことができる。また、水素を
含浸させる工程における水素圧力と水素雰囲気下に導波
路を置く時間、並びに熱処理工程における熱処理温度と
熱処理時間により、屈折率変化の敏感性（効率）の制御
性及び再現性を持たせることができる。
理を行う工程とを分離しているため、水素を含浸させる
工程は室温で行うことができ、高温水素化処理法に比べ
て、より安全性が高く、また、大気中或いはＨｅ雰囲気
下で熱処理を行うため、通常の電気炉等を用いることが
でき、簡単に熱処理を行うことができる。また、水素を
含浸させる工程における水素圧力と水素雰囲気下に導波
路を置く時間、並びに熱処理工程における熱処理温度と
熱処理時間により、屈折率変化の敏感性（効率）の制御
性及び再現性を持たせることができる。
【００１６】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１７】図１は本発明の第１の実施例を示すもの
で、ここでは光誘起屈折率変化の敏感性向上処理を行っ
た後、石英系光導波路においてエキシマレーザによりＭ
Ｚ干渉計の特性を調節した例を示す。
で、ここでは光誘起屈折率変化の敏感性向上処理を行っ
た後、石英系光導波路においてエキシマレーザによりＭ
Ｚ干渉計の特性を調節した例を示す。
【００１８】図２において、１０はＭＺ干渉計であり、
シリコン基板１１上に形成された２つの方向性結合器１
２ａ，１２ｂ及びこれらを結ぶ２本の光導波路１３ａ，
１３ｂからなっている。また、２１ａ，２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄは２本の光導波路１３ａ，１３ｂの両端に接
続された光ファイバ、２２は遮蔽用の金属膜、２３はＫ
ｒＦエキシマレーザ、２４はミラー、２５はレンズ、２
６はシリンドリカルレンズである。
シリコン基板１１上に形成された２つの方向性結合器１
２ａ，１２ｂ及びこれらを結ぶ２本の光導波路１３ａ，
１３ｂからなっている。また、２１ａ，２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄは２本の光導波路１３ａ，１３ｂの両端に接
続された光ファイバ、２２は遮蔽用の金属膜、２３はＫ
ｒＦエキシマレーザ、２４はミラー、２５はレンズ、２
６はシリンドリカルレンズである。
【００１９】前記ＭＺ干渉計１０は非対称型であり、光
導波路１３ａが１３ｂより長くなっている。このタイプ
のＭＺ干渉計は周波数又は波長分波器として動作する。
ここでは、２つの光導波路１３ａ，１３ｂの光路長差Δ
Ｌ2 を約１ｃｍとし、周波数１０ＧＨｚ間隔で入射光を
分波できるように設計した。
導波路１３ａが１３ｂより長くなっている。このタイプ
のＭＺ干渉計は周波数又は波長分波器として動作する。
ここでは、２つの光導波路１３ａ，１３ｂの光路長差Δ
Ｌ2 を約１ｃｍとし、周波数１０ＧＨｚ間隔で入射光を
分波できるように設計した。
【００２０】以下、本発明方法を説明する。
【００２１】まず、通常の方法でシリコン基板１１上に
ＧｅＯ2 添加石英系ガラス導波路型のＭＺ干渉計１０を
作製した。ここで、導波路のコアは矩形とし、サイズは
７×７μｍとした。また、コアとクラッドとの屈折率差
は0.75％とした。方向性結合器１２ａ，１２ｂでは結合
率が波長1.3 μｍでほぼ５０％になるようにした。
ＧｅＯ2 添加石英系ガラス導波路型のＭＺ干渉計１０を
作製した。ここで、導波路のコアは矩形とし、サイズは
７×７μｍとした。また、コアとクラッドとの屈折率差
は0.75％とした。方向性結合器１２ａ，１２ｂでは結合
率が波長1.3 μｍでほぼ５０％になるようにした。
【００２２】前記作製したＭＺ干渉計１０を、図３に示
すようなＨ2 ガス高圧封入容器に入れ、水素ガス圧力を
５気圧に設定し、水素の含浸を約２４時間行った。な
お、図３において、２７は容器、２８は水素ガス供給
系、２９は圧力ゲージ、３０はリーク用バルブである。
続いて、水素を含浸させたＭＺ干渉計１０を、電気炉に
よって200 ℃で約２４時間アニーリングを行い、光誘起
屈折率変化の敏感性向上処理を行った。
すようなＨ2 ガス高圧封入容器に入れ、水素ガス圧力を
５気圧に設定し、水素の含浸を約２４時間行った。な
お、図３において、２７は容器、２８は水素ガス供給
系、２９は圧力ゲージ、３０はリーク用バルブである。
続いて、水素を含浸させたＭＺ干渉計１０を、電気炉に
よって200 ℃で約２４時間アニーリングを行い、光誘起
屈折率変化の敏感性向上処理を行った。
【００２３】前述した処理を行った導波路型ＭＺ干渉計
１０にＫｒＦエキシマレーザ２３より、ミラー２４、レ
ンズ２５及びシリンドリカルレンズ２６を介して、波長
248ｎｍの紫外レーザ光を照射し、照射前後の特性変化
を調べた。レーザ光はＭＺ干渉計１０の上部より、金属
膜２２で覆われていない部分を照射した。従って、該レ
ーザ光は光導波路１３ａの一部分だけに屈折率変化を誘
起することになる。この際、ＫｒＦエキシマレーザ２３
の照射パワーは100 ｍＪ／ｃｍ2 ・pulse 、パルス繰り
返し周波数は５Ｈｚ、照射時間は２分間とした。
１０にＫｒＦエキシマレーザ２３より、ミラー２４、レ
ンズ２５及びシリンドリカルレンズ２６を介して、波長
248ｎｍの紫外レーザ光を照射し、照射前後の特性変化
を調べた。レーザ光はＭＺ干渉計１０の上部より、金属
膜２２で覆われていない部分を照射した。従って、該レ
ーザ光は光導波路１３ａの一部分だけに屈折率変化を誘
起することになる。この際、ＫｒＦエキシマレーザ２３
の照射パワーは100 ｍＪ／ｃｍ2 ・pulse 、パルス繰り
返し周波数は５Ｈｚ、照射時間は２分間とした。
【００２４】前述したＭＺ干渉計１０の特性を調べるた
め、中心波長1.3 μｍの電流掃引型半導体レーザを光フ
ァイバ２１ａから導入した。本実施例では、レーザ光の
照射中にＭＺ干渉計１０の特性変化をモニターすること
ができた。
め、中心波長1.3 μｍの電流掃引型半導体レーザを光フ
ァイバ２１ａから導入した。本実施例では、レーザ光の
照射中にＭＺ干渉計１０の特性変化をモニターすること
ができた。
【００２５】図４は２分間照射後における光ファイバ２
１ｃからの出力の波長依存性を、照射前と比較して示す
ものである。図４に示すように、照射前は光周波数ｆi
で消光していたＭＺ干渉計１０の特性を、照射後、所望
の光周波数ｆ0 で消光するように調整することができ
た。この光周波数ｆi からｆ0 への調整はＫｒＦエキシ
マレーザ光照射による光誘起屈折率変化Δｎによるもの
である。
１ｃからの出力の波長依存性を、照射前と比較して示す
ものである。図４に示すように、照射前は光周波数ｆi
で消光していたＭＺ干渉計１０の特性を、照射後、所望
の光周波数ｆ0 で消光するように調整することができ
た。この光周波数ｆi からｆ0 への調整はＫｒＦエキシ
マレーザ光照射による光誘起屈折率変化Δｎによるもの
である。
【００２６】従来の光導波路では、光周波数ｆi からｆ
0 への変化に相当する屈折率変化Δｎを得るためには、
ＫｒＦエキシマレーザの照射パワー100 ｍＪ／ｃｍ2 ・
pulse 、パルス繰り返し周波数５０Ｈｚ、照射時間約２
０分間を要していた。従って、本発明により、光誘起屈
折率変化の敏感性（効率）は、約100 倍向上したことが
確認された。
0 への変化に相当する屈折率変化Δｎを得るためには、
ＫｒＦエキシマレーザの照射パワー100 ｍＪ／ｃｍ2 ・
pulse 、パルス繰り返し周波数５０Ｈｚ、照射時間約２
０分間を要していた。従って、本発明により、光誘起屈
折率変化の敏感性（効率）は、約100 倍向上したことが
確認された。
【００２７】なお、前記光誘起屈折率変化の敏感性向上
処理に用いた水素ガスは、石英ガラスに含浸し還元反応
する気体のものであれば代用することができる。また、
本発明はアモルファスシリコン或いはステンレス等の金
属を光導波路に部分的に密着させ、光回路の一部分にの
み水素の含浸を行い、選択的に光誘起屈折率変化の敏感
性を向上させることも可能である。また、シリコン系樹
脂等を光導波路に密着させ、加熱処理を行うことによ
り、同様に光誘起屈折率変化の敏感性を向上させること
もできる。
処理に用いた水素ガスは、石英ガラスに含浸し還元反応
する気体のものであれば代用することができる。また、
本発明はアモルファスシリコン或いはステンレス等の金
属を光導波路に部分的に密着させ、光回路の一部分にの
み水素の含浸を行い、選択的に光誘起屈折率変化の敏感
性を向上させることも可能である。また、シリコン系樹
脂等を光導波路に密着させ、加熱処理を行うことによ
り、同様に光誘起屈折率変化の敏感性を向上させること
もできる。
【００２８】また、コアの屈折率変化は波長240 ｎｍの
ＧｅＯ2 に関連した吸収に起因するため、屈折率変化に
用いるレーザは240 ｎｍ付近に発振波長を有するもので
あれば良い。また、可視域に発振波長を有するレーザも
使用可能である。なぜなら、可視域のレーザでも２光子
吸収により同様の変化を誘起するからである。まとめる
と、本発明で使用するレーザは、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、Ｎ
2 レーザ、各種エキシマレーザ、Ａｒイオンレーザ、Ｎ
ｄ3+：ＹＡＧレーザ、アレキサンドライト（Ｃｒ3+：Ｂ
ｅＡｌ2 Ｏ4 ）レーザの第２次，３次，４次高調波等、
紫外・可視領域の波長を有するものであれば良い。
ＧｅＯ2 に関連した吸収に起因するため、屈折率変化に
用いるレーザは240 ｎｍ付近に発振波長を有するもので
あれば良い。また、可視域に発振波長を有するレーザも
使用可能である。なぜなら、可視域のレーザでも２光子
吸収により同様の変化を誘起するからである。まとめる
と、本発明で使用するレーザは、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、Ｎ
2 レーザ、各種エキシマレーザ、Ａｒイオンレーザ、Ｎ
ｄ3+：ＹＡＧレーザ、アレキサンドライト（Ｃｒ3+：Ｂ
ｅＡｌ2 Ｏ4 ）レーザの第２次，３次，４次高調波等、
紫外・可視領域の波長を有するものであれば良い。
【００２９】なお、ＧｅＯ2 濃度に関しては、ＭＺ干渉
計の長さにより調節が可能であるから、特に制限するも
のではない。また、前記実施例ではドーパントとしてＧ
ｅＯ2 を用いたが、その外にＴｉＯ2 ，Ｃｅ2 Ｏ3 等、
紫外領域に吸収を有し、紫外線に敏感なドーパントを用
いても良い。また、本発明は、光ファイバ２１ａ〜２１
ｄに偏波保持性を有する光ファイバを用いることを妨げ
るものではない。
計の長さにより調節が可能であるから、特に制限するも
のではない。また、前記実施例ではドーパントとしてＧ
ｅＯ2 を用いたが、その外にＴｉＯ2 ，Ｃｅ2 Ｏ3 等、
紫外領域に吸収を有し、紫外線に敏感なドーパントを用
いても良い。また、本発明は、光ファイバ２１ａ〜２１
ｄに偏波保持性を有する光ファイバを用いることを妨げ
るものではない。
【００３０】図５は本発明の第２の実施例を示すもの
で、ここでは光誘起屈折率変化の敏感性向上処理を行っ
た後、石英系光導波路において光誘起グレーティングの
作製を行った例を示す。
で、ここでは光誘起屈折率変化の敏感性向上処理を行っ
た後、石英系光導波路において光誘起グレーティングの
作製を行った例を示す。
【００３１】図５において、４０は石英系光導波路、４
１はアレキサンドライト（Ｃｒ3+：ＢｅＡｌ2 Ｏ4 ）レ
ーザ、４２ａ，４２ｂは波長変換素子（ＢＢＯ）、４３
は波長選択ミラー、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄは
ミラー、４５はレンズ、４６はシリンドリカルレンズ、
４７はハーフミラーである。
１はアレキサンドライト（Ｃｒ3+：ＢｅＡｌ2 Ｏ4 ）レ
ーザ、４２ａ，４２ｂは波長変換素子（ＢＢＯ）、４３
は波長選択ミラー、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄは
ミラー、４５はレンズ、４６はシリンドリカルレンズ、
４７はハーフミラーである。
【００３２】以下、本発明方法を説明する。
【００３３】まず、通常の方法でシリコン基板上にＧｅ
Ｏ2 添加石英系ガラス導波路４０を作製した。ここで、
導波路のコアは矩形とし、サイズは７×７μｍとした。
また、コアとクラッドとの屈折率差は0.75％とした。
Ｏ2 添加石英系ガラス導波路４０を作製した。ここで、
導波路のコアは矩形とし、サイズは７×７μｍとした。
また、コアとクラッドとの屈折率差は0.75％とした。
【００３４】前記作製した石英系光導波路４０を、図３
に示したＨ2 ガス高圧封入容器に入れ、水素ガス圧力を
５気圧に設定し、水素の含浸を約７２時間行った。続い
て、水素を含浸させた光導波路４０を、電気炉によって
200 ℃で約７２時間アニーリングを行い、光誘起屈折率
変化の敏感性向上処理を行った。
に示したＨ2 ガス高圧封入容器に入れ、水素ガス圧力を
５気圧に設定し、水素の含浸を約７２時間行った。続い
て、水素を含浸させた光導波路４０を、電気炉によって
200 ℃で約７２時間アニーリングを行い、光誘起屈折率
変化の敏感性向上処理を行った。
【００３５】前述した処理を行った光導波路４０にアレ
キサンドライトレーザ４１より、波長変換素子４２ａ，
４２ｂ、波長選択ミラー４３、ミラー４４ａ〜４４ｄ、
レンズ４５、シリンドリカルレンズ４６及びハーフミラ
ー４７を介して、第３高調波（３ω）を上部から約８分
間照射し、光誘起グレーティングを作製した。この際、
レーザ光強度は約400 ｍＪ／ｃｍ2 ・pulse 、パルス繰
り返し周波数は２０Ｈｚ、照射した光導波路の長さは１
０ｍｍとした。
キサンドライトレーザ４１より、波長変換素子４２ａ，
４２ｂ、波長選択ミラー４３、ミラー４４ａ〜４４ｄ、
レンズ４５、シリンドリカルレンズ４６及びハーフミラ
ー４７を介して、第３高調波（３ω）を上部から約８分
間照射し、光誘起グレーティングを作製した。この際、
レーザ光強度は約400 ｍＪ／ｃｍ2 ・pulse 、パルス繰
り返し周波数は２０Ｈｚ、照射した光導波路の長さは１
０ｍｍとした。
【００３６】グレーティングの特性を調べるため、中心
波長1.55μｍのＬＥＤからの光をファイバで光導波路へ
導入し、スペクトラムアナライザを用いて測定した。
波長1.55μｍのＬＥＤからの光をファイバで光導波路へ
導入し、スペクトラムアナライザを用いて測定した。
【００３７】図６は本発明により作製した光導波路の反
射スペクトル特性を、通常の光導波路と比較して示すも
のである。
射スペクトル特性を、通常の光導波路と比較して示すも
のである。
【００３８】通常の石英系光導波路に、同様の光照射条
件で光誘起グレーティングを作製するためには、数１０
分間以上に及ぶ光照射時間を要するが、その間、図５に
示したような光照射の光学系を安定に保つことは困難で
あったため、十分な特性が得られなかったが、本発明の
光誘起屈折率変化の敏感性向上処理を行うことにより、
十分な反射率、ここでは約８５％を示す光誘起グレーテ
ィングを作製することができた。
件で光誘起グレーティングを作製するためには、数１０
分間以上に及ぶ光照射時間を要するが、その間、図５に
示したような光照射の光学系を安定に保つことは困難で
あったため、十分な特性が得られなかったが、本発明の
光誘起屈折率変化の敏感性向上処理を行うことにより、
十分な反射率、ここでは約８５％を示す光誘起グレーテ
ィングを作製することができた。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
素を含浸させる工程と熱処理を行う工程とを分離してい
るため、水素を含浸させる工程は室温で行うことがで
き、高温水素化処理法に比べて、より安全性が高く、ま
た、大気中或いはＨｅ雰囲気下で熱処理を行うため、通
常の電気炉等を用いることができ、簡単に熱処理を行う
ことができる。また、水素を含浸させる工程における水
素圧力と水素雰囲気下に導波路を置く時間、並びに熱処
理工程における熱処理温度と熱処理時間により、屈折率
変化の敏感性（効率）の制御性及び再現性を持たせるこ
とができ、従来の光回路の作製法の変更を必要とせず、
効果的にしかも簡便に特性を調節した光回路を提供する
ことができる。また、本発明によれば、既に作製された
光回路を対象として実施できるため、規格外の出力特性
の回路を所望の特性にすることができ、光回路の生産性
が向上する。また、本発明によれば、短時間の光照射に
より大きな屈折率変化Δｎが得られるため、光誘起グレ
ーティングの特性を向上させることができる。
素を含浸させる工程と熱処理を行う工程とを分離してい
るため、水素を含浸させる工程は室温で行うことがで
き、高温水素化処理法に比べて、より安全性が高く、ま
た、大気中或いはＨｅ雰囲気下で熱処理を行うため、通
常の電気炉等を用いることができ、簡単に熱処理を行う
ことができる。また、水素を含浸させる工程における水
素圧力と水素雰囲気下に導波路を置く時間、並びに熱処
理工程における熱処理温度と熱処理時間により、屈折率
変化の敏感性（効率）の制御性及び再現性を持たせるこ
とができ、従来の光回路の作製法の変更を必要とせず、
効果的にしかも簡便に特性を調節した光回路を提供する
ことができる。また、本発明によれば、既に作製された
光回路を対象として実施できるため、規格外の出力特性
の回路を所望の特性にすることができ、光回路の生産性
が向上する。また、本発明によれば、短時間の光照射に
より大きな屈折率変化Δｎが得られるため、光誘起グレ
ーティングの特性を向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す光学系の配置図
【図２】ＭＺ干渉計の一例を示す構成図
【図３】水素ガス高圧封入容器の一例を示す図
【図４】第１の実施例における出力光波長スペクトル特
性を示す図
性を示す図
【図５】本発明の第２の実施例を示す光学系の配置図
【図６】第２の実施例における反射スペクトル特性を示
す図
す図
１０…ＭＺ干渉計、１１…シリコン基板、１２ａ，１２
ｂ…方向性結合器、１３ａ，１３ｂ…光導波路、２１ａ
〜２１ｄ…光ファイバ、２２…金属膜、２３…ＫｒＦエ
キシマレーザ、２４，４４ａ〜４４ｄ…ミラー、２５，
４５…レンズ、２６，４６…シリンドリカルレンズ、４
０…石英系光導波路、４１…アレキサンドライトレー
ザ、４２ａ，４２ｂ…波長変換素子、４３…波長選択ミ
ラー、４７…ハーフミラー。
ｂ…方向性結合器、１３ａ，１３ｂ…光導波路、２１ａ
〜２１ｄ…光ファイバ、２２…金属膜、２３…ＫｒＦエ
キシマレーザ、２４，４４ａ〜４４ｄ…ミラー、２５，
４５…レンズ、２６，４６…シリンドリカルレンズ、４
０…石英系光導波路、４１…アレキサンドライトレー
ザ、４２ａ，４２ｂ…波長変換素子、４３…波長選択ミ
ラー、４７…ハーフミラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 正夫 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 山田 裕朗 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に形成されたコア及びクラッドか
らなる光導波路で構成される光回路の特性調整方法であ
って、 前記光導波路に室温で水素を含浸させる工程と、 前記光導波路に熱処理を行う工程と、 前記光導波路に局部的に可視光又は紫外光を照射する工
程とを備えたことを特徴とする光回路の特性調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312593A JP3374990B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 光回路の特性調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312593A JP3374990B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 光回路の特性調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06308546A true JPH06308546A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3374990B2 JP3374990B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=14073807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9312593A Expired - Lifetime JP3374990B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 光回路の特性調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3374990B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10307220A (ja) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路形フィルタの製造方法および光導波路形フィルタ |
| JP2000047046A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Toshiyuki Watanabe | 屈折率分布型光学成形体の製造方法 |
| WO2000029881A1 (en) * | 1998-11-12 | 2000-05-25 | The University Of Sydney | Tuning of optical devices |
| EP1067409A2 (en) * | 1999-07-09 | 2001-01-10 | Lucent Technologies Inc. | Optical device having modified transmission characteristics by localized thermal treatment |
| US6226428B1 (en) | 1997-07-30 | 2001-05-01 | Nec Corporation | Optical multiplexer/demultiplexer with optical waveguides and a diffraction grating |
| WO2001038909A1 (fr) * | 1999-11-24 | 2001-05-31 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Fibre optique gainee, ensemble fibre optique, procedes de fabrication et substrat pur fibre optique |
| WO2002052313A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Redfern Optical Components Pty Ltd | Tuning of optical devices |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP9312593A patent/JP3374990B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10307220A (ja) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路形フィルタの製造方法および光導波路形フィルタ |
| US6226428B1 (en) | 1997-07-30 | 2001-05-01 | Nec Corporation | Optical multiplexer/demultiplexer with optical waveguides and a diffraction grating |
| JP2000047046A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Toshiyuki Watanabe | 屈折率分布型光学成形体の製造方法 |
| WO2000029881A1 (en) * | 1998-11-12 | 2000-05-25 | The University Of Sydney | Tuning of optical devices |
| EP1067409A2 (en) * | 1999-07-09 | 2001-01-10 | Lucent Technologies Inc. | Optical device having modified transmission characteristics by localized thermal treatment |
| EP1067409A3 (en) * | 1999-07-09 | 2002-07-24 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corporation | Optical device having modified transmission characteristics by localized thermal treatment |
| WO2001038909A1 (fr) * | 1999-11-24 | 2001-05-31 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Fibre optique gainee, ensemble fibre optique, procedes de fabrication et substrat pur fibre optique |
| WO2002052313A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Redfern Optical Components Pty Ltd | Tuning of optical devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3374990B2 (ja) | 2003-02-10 |
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