[go: up one dir, main page]

JPH10239547A - Optical waveguide, optical component and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical waveguide, optical component and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JPH10239547A
JPH10239547A JP3954197A JP3954197A JPH10239547A JP H10239547 A JPH10239547 A JP H10239547A JP 3954197 A JP3954197 A JP 3954197A JP 3954197 A JP3954197 A JP 3954197A JP H10239547 A JPH10239547 A JP H10239547A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
layer
waveguide
optical waveguide
ion implantation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP3954197A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3224087B2 (en
Inventor
Kuninori Hattori
邦典 服部
Kazuyuki Moriwaki
和幸 森脇
Atsushi Abe
淳 阿部
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
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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 filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP3954197A priority Critical patent/JP3224087B2/en
Publication of JPH10239547A publication Critical patent/JPH10239547A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3224087B2 publication Critical patent/JP3224087B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏波依存性のない、光回路および光部品を提
供すること。 【解決手段】 平面基板上に光を伝搬するコア部とコア
部より屈折率の低いクラッド層とを有する光導波路であ
って、クラッド層の中にコア部と底部で接するようにイ
オン注入層が設けられている。
(57) [Problem] To provide an optical circuit and an optical component having no polarization dependency. An optical waveguide having a core portion for transmitting light on a planar substrate and a cladding layer having a lower refractive index than the core portion, wherein an ion implantation layer is provided in the cladding layer so as to be in contact with the core portion at the bottom. Is provided.

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、光信号処
理、光計測の分野における光導波路と導波路型光部品お
よびその製造方法に関するものであり、詳しくは、偏波
依存性のない光回路および光部品を提供するためのもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide, a waveguide type optical component, and a method of manufacturing the same in the fields of optical communication, optical signal processing, and optical measurement. It is for providing circuits and optical components.

【0002】[0002]

【従来の技術】石英系光導波路型回路は、干渉効果を利
用した光回路において温度変化に対する動作波長の安定
性に優れている。そのため石英型光導波路型回路は、光
通信の分野での応用が期待される受動型光部品である。
石英系光導波路は、数μmから数十μm厚の石英系ガラ
ス膜を形成する技術と、形成されたコアガラス膜をフォ
トリソグラフを利用して数μm幅のパターン形状に加工
する技術とを組み合わせて作製される。かかる光導波路
を用いて様々な光回路が実現されている。これら光回路
の中で、光合分波機能を有するアレー導波路型回折格子
は、回路設計による特性自由度に優れ、かつ、低挿入損
失であることから光通信システムを構成する実用的な光
部品として有望である。
2. Description of the Related Art A silica-based optical waveguide type circuit is excellent in stability of an operating wavelength with respect to a temperature change in an optical circuit utilizing an interference effect. Therefore, the quartz type optical waveguide type circuit is a passive optical component expected to be applied in the field of optical communication.
The silica-based optical waveguide combines the technology of forming a silica-based glass film with a thickness of several μm to several tens of μm and the technology of processing the formed core glass film into a pattern shape with a width of several μm using photolithography. Produced. Various optical circuits have been realized using such optical waveguides. Among these optical circuits, the array waveguide type diffraction grating having an optical multiplexing / demultiplexing function is a practical optical component constituting an optical communication system because of its excellent degree of freedom in circuit design and low insertion loss. As promising.

【0003】図6(a)〜(d)に従来のアレー導波路
型回折格子に用いられる光導波路の製造工程を示す。ま
ず図6(a)に示すように、シリコン基板1上に下部ク
ラッドガラス層2を火炎堆積法を用いて形成する。次に
図6(b)に示すように、火炎堆積法によりコア層4を
形成し、図6(c)に示すように、コア層4を導波路パ
ターンになるようフォトプロセスと反応性イオンエッチ
ングを用いて矩形コア部5に加工する。最後に図6
(d)に示すように、上部クラッドとなるガラス層6を
火炎堆積法を用いて形成し、埋め込み型の石英系光導波
路を作製する。
FIGS. 6A to 6D show a manufacturing process of an optical waveguide used in a conventional arrayed waveguide type diffraction grating. First, as shown in FIG. 6A, a lower clad glass layer 2 is formed on a silicon substrate 1 by using a flame deposition method. Next, as shown in FIG. 6B, a core layer 4 is formed by a flame deposition method, and as shown in FIG. 6C, a photo process and reactive ion etching are performed so that the core layer 4 has a waveguide pattern. Is used to process the rectangular core portion 5. Finally, FIG.
As shown in (d), a glass layer 6 serving as an upper clad is formed by a flame deposition method, and a buried quartz optical waveguide is manufactured.

【0004】この製造方法には、任意の回路パターンを
フォトマスクに忠実に作製することができるという特徴
がある。従って、少なくともアレー導波路部を有する複
雑な回路構成であるアレー導波路型回折格子の作製に好
適である。また、アレー導波路部の導波路長差、入出力
導波路の本数、スラブ導波路の大きさを設計通り作製す
ることができ、チャンネル数8〜32、分波波長間隔が
16nmと広いWDM用回路から0.4nmと狭いFD
M用回路に至るまでの透過特性を消光比25dB以上、
挿入損失3dB以下で実現している。さらに、基板とし
て熱伝導率の高いシリコンを用いていることから、基板
の温度を制御することにより導波路を構成する石英ガラ
スの温度を制御することが可能となる。現在、石英系光
導波路で構成されるアレー導波路型回折格子の動作波長
は温度係数0.01nm/℃で変化するが、ペルチェ素
子を用いて基板温度を制御することで安定な動作が実現
している。
[0004] This manufacturing method has a feature that an arbitrary circuit pattern can be faithfully manufactured on a photomask. Therefore, it is suitable for manufacturing an arrayed waveguide type diffraction grating having a complicated circuit configuration having at least an arrayed waveguide portion. In addition, the waveguide length difference of the array waveguide portion, the number of input / output waveguides, and the size of the slab waveguide can be manufactured as designed, and the number of channels is 8 to 32, and the wavelength separation interval for WDM is as wide as 16 nm. 0.4nm narrow FD from the circuit
The extinction ratio of 25 dB or more, up to the M circuit,
This is realized with an insertion loss of 3 dB or less. Further, since silicon having a high thermal conductivity is used as the substrate, it is possible to control the temperature of the quartz glass constituting the waveguide by controlling the temperature of the substrate. At present, the operating wavelength of an arrayed waveguide type diffraction grating composed of a silica-based optical waveguide changes with a temperature coefficient of 0.01 nm / ° C. However, stable operation is realized by controlling the substrate temperature using a Peltier device. ing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アレー導波路型回折格子においては、光導波路が複屈折
を有することから、TE偏波における動作波長とTM偏
波における動作波長が異なるという問題点があった。光
導波路の複屈折の原因は光回路を構成する石英系ガラス
膜とシリコン基板の熱膨張係数が異なることによるガラ
ス中に誘起された応力である。一方、アレー導波路型回
折格子を光通信システムで用いる場合には、動作波長は
偏波状態に依存しないことが望まれていた。
However, in the conventional array waveguide type diffraction grating, since the optical waveguide has birefringence, there is a problem that the operating wavelength in the TE polarization is different from the operating wavelength in the TM polarization. was there. The cause of the birefringence of the optical waveguide is a stress induced in the glass due to the difference in the thermal expansion coefficient between the quartz glass film and the silicon substrate that constitute the optical circuit. On the other hand, when an arrayed waveguide grating is used in an optical communication system, it has been desired that the operating wavelength does not depend on the polarization state.

【0006】動作波長の偏波依存性を解消する方法とし
て、アレー導波路中に溝を加工し、波長板を挿入する方
法がある(Y. Inoue et al, "Polarization mode concer
terwith polyimide half waveplate in silica-based p
lanar lightwave circuits", IEEE Photonics Technol.
Lett., Vol.6, pp.626-628, 1994) 。この方法では、
アレー導波路の中央部に波長板を挿入することにより、
任意の分波波長間隔、任意のチャンネル数のアレー導波
路型回折格子について偏波依存性を解消できるという特
徴を有するが、従来の導波路型光回路の製造工程に対し
て、溝加工、波長板挿入、固定の追加の工程が加わり、
製造工程が複雑になるという問題点があった。また、か
かる製造工程は大量生産には不向きなものであった。
As a method for eliminating the polarization dependence of the operating wavelength, there is a method of forming a groove in an array waveguide and inserting a wave plate (Y. Inoue et al, "Polarization mode concer").
terwith polyimide half waveplate in silica-based p
lanar lightwave circuits ", IEEE Photonics Technol.
Lett., Vol. 6, pp. 626-628, 1994). in this way,
By inserting a wave plate in the center of the array waveguide,
It has the characteristic that the polarization dependence can be eliminated for an arrayed waveguide type diffraction grating having an arbitrary wavelength separation wavelength and an arbitrary number of channels. Additional steps of board insertion and fixing are added,
There is a problem that the manufacturing process becomes complicated. Further, such a manufacturing process is not suitable for mass production.

【0007】本発明は、これらの問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、偏波依存性のない、光導波
路と光部品およびその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide, an optical component, and a method of manufacturing the same, which have no polarization dependence.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、平面
基板上に光を伝搬するコア部とコア部より屈折率の低い
クラッド層とを有する光導波路であって、クラッド層の
中にコア部と底部で接するようにイオン注入層が設けら
れていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide having a core portion for transmitting light on a flat substrate and a cladding layer having a lower refractive index than the core portion. An ion implantation layer is provided so as to be in contact with the core at the bottom.

【0009】請求項2の光導波路の製造方法の発明は、
平面基板上に下部クラッド層を設けた後、下部クラッド
層にイオン注入法を用いてイオン注入層を形成し、イオ
ン注入層の上にコア層を設けてからエッチングによりコ
ア部を形成し、イオン注入層およびコア部の上に上部ク
ラッド層を形成して、コア部を埋め込むことを特徴とす
る。
According to a second aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing an optical waveguide.
After the lower cladding layer is provided on the flat substrate, an ion implantation layer is formed on the lower cladding layer by using an ion implantation method, a core layer is formed on the ion implantation layer, and a core portion is formed by etching. An upper clad layer is formed on the injection layer and the core to bury the core.

【0010】ここで、イオン注入層に注入されるイオン
種は、窒素の荷電粒子、酸素の荷電粒子およびシリコン
の荷電粒子からなる群から選ばれることができる。
The ion species implanted into the ion implantation layer can be selected from the group consisting of charged particles of nitrogen, charged particles of oxygen, and charged particles of silicon.

【0011】請求項4のアレー導波路型回折格子の発明
は、請求項1の光導波路を用いて製造されることを特徴
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an array waveguide type diffraction grating manufactured using the optical waveguide of the first aspect.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の光導波路は、平面基板上
に下部クラッド層、上部クラッド層、コア部、コア部の
下にイオン注入層を有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical waveguide according to the present invention has a lower clad layer, an upper clad layer, a core portion, and an ion-implanted layer below the core portion on a flat substrate.

【0013】本発明の光導波路は、例えば、平面基板上
に下部クラッド層を設けた後、下部クラッド層にイオン
注入法を用いてイオン注入層を形成し、イオン注入層の
上にコア層を設けてからエッチングによりコア部を形成
し、イオン注入層およびコア部の上に上部クラッド層を
形成して、コア部を埋め込むことにより製造することが
できる。
In the optical waveguide of the present invention, for example, after a lower cladding layer is provided on a flat substrate, an ion implantation layer is formed in the lower cladding layer by ion implantation, and a core layer is formed on the ion implantation layer. After the provision, the core portion is formed by etching, the upper clad layer is formed on the ion-implanted layer and the core portion, and the core portion is buried, thereby manufacturing the semiconductor device.

【0014】本発明の光導波路を用いてアレー導波路型
回折格子を製造することができる。また、本発明におい
ては、かかる光導波路を適用することにより、他の光回
路や他の光部品を製造することもできる。
An arrayed waveguide type diffraction grating can be manufactured using the optical waveguide of the present invention. Further, in the present invention, by applying such an optical waveguide, other optical circuits and other optical components can be manufactured.

【0015】以下に実施例を用いて本発明を具体的に説
明する。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

【0016】実施例1 図1(a)〜(e)に本発明の光導波路製造工程を示
す。まず、シリコン基板1上に、火炎堆積法により約3
0μm厚の下部クラッドガラス層2を作製する。次に、
下部クラッドガラス層2表面にイオン注入法により、N
+ 注入層3を形成する。なお、イオン注入層3は、窒素
イオンの代わりに酸素の荷電粒子またはシリコンの荷電
粒子を注入しても同様の結果を得ることができる。注入
条件は、エネルギー300keV、注入量1×1017
cm2 とした。この条件においては、N+ イオンは深さ
方向にガウス形(gaussian状)に分布し、その濃度のピ
ークは深さ約0.27μm、ピーク濃度は5×1020
/cm3 と見積もられる。従って、深さ0.5μm程度
のイオン注入層が形成されることとなる。次に、火炎堆
積法によりコアガラススートを堆積し、電気炉中にて1
200℃で2時間保持して膜厚6μm、屈折率差0.7
5%であるコア層4を形成する。次に、反応性イオンエ
ッチングを用いてコア幅6μmである矩形コア部5を形
成する。最後に、火炎堆積法を用いて下部クラッド層2
と等しい屈折率を有する上部クラッド層6を約30μm
火炎堆積法により形成して、光導波路を製造する。
Embodiment 1 FIGS. 1A to 1E show an optical waveguide manufacturing process of the present invention. First, on a silicon substrate 1, about 3
The lower clad glass layer 2 having a thickness of 0 μm is formed. next,
The surface of the lower clad glass layer 2 is ion-implanted with N
+ Injection layer 3 is formed. Note that the same result can be obtained by injecting charged particles of oxygen or charged particles of silicon into the ion implantation layer 3 instead of nitrogen ions. The implantation conditions are as follows: energy 300 keV, implantation amount 1 × 10 17 /
cm 2 . Under these conditions, N + ions are distributed in a Gaussian shape in the depth direction, and the concentration peak is estimated to be about 0.27 μm in depth, and the peak concentration is estimated to be 5 × 10 20 / cm 3 . Therefore, an ion implanted layer having a depth of about 0.5 μm is formed. Next, a core glass soot is deposited by a flame deposition method, and is placed in an electric furnace.
Hold at 200 ° C. for 2 hours, thickness 6 μm, refractive index difference 0.7
A core layer 4 of 5% is formed. Next, a rectangular core portion 5 having a core width of 6 μm is formed using reactive ion etching. Finally, the lower cladding layer 2 is formed using a flame deposition method.
The upper cladding layer 6 having a refractive index equal to
An optical waveguide is manufactured by a flame deposition method.

【0017】実施例1ではガラス層2、6およびコアガ
ラススートのガラス膜作製に火炎堆積法を用いたが、こ
れは、この方法が比較的厚く高品質なガラス膜形成に適
しているからである。場合によっては、別のガラス膜合
成方法、例えば、CVD法やスパッタ法を一部または全
部に用いることもできる。
In Example 1, the flame deposition method was used for producing the glass layers 2, 6 and the glass film of the core glass soot, because this method is suitable for forming a relatively thick and high quality glass film. is there. In some cases, another method of synthesizing a glass film, for example, a CVD method or a sputtering method can be used for part or all.

【0018】実施例2 本発明の光導波路を用いて、偏波無依存アレー導波路型
回折格子を作製した。図2に回路構成の概略を示す。7
は入力導波路、8は入力側スラブ導波路、9はアレー導
波路部、10は出力側スラブ導波路、11は出力導波路
である。光導波路は、実施例1と同様にして製造した。
光合分波動作の設計に当たっては、光通信で用いられる
波長1.55μm帯において、16チャンネルに対し波
長間隔0.4nm(光周波数間隔50GHz)が得られ
るよう、アレー導波路型回折格子を構成するチャンネル
導波路間の光路長差を126.4μmとした。このアレ
ー導波路型回折格子を光合分波器として動作するには、
まず、入力導波路に送信側の単一モード光ファイバを接
続し周波数多重信号光(λ-j〜λj )を入射する。入力
側スラブ導波路において回折効果により広がった信号光
は、アレー導波路型回折格子を構成する複数のアレー導
波路部に伝搬し、出力側導波路スラブに達し、さらに出
力導波路に集光される。この場合、アレー導波路型回折
格子を構成する個々のアレー導波路の長さを変えて光路
長差を設けることにより、アレー導波路伝搬後の信号光
の位相にずれが生じ、この位相ずれ量に応じて出力側ス
ラブ導波路における集束光の波面が傾く。この傾き角度
により集光する位置が決定される。位相ずれ量が信号光
周波数に依存し、周波数多重光は周波数別に集光位置が
決まることになり、その集光位置に出力導波路を配置す
ることによって光周波数別に信号光(λj 〜λ-j)を取
り出すことができる。
Example 2 A polarization independent array waveguide type diffraction grating was fabricated using the optical waveguide of the present invention. FIG. 2 shows an outline of the circuit configuration. 7
Is an input waveguide, 8 is an input side slab waveguide, 9 is an array waveguide section, 10 is an output side slab waveguide, and 11 is an output waveguide. The optical waveguide was manufactured in the same manner as in Example 1.
In designing the optical multiplexing / demultiplexing operation, an array waveguide type diffraction grating is configured so that a wavelength interval of 0.4 nm (optical frequency interval of 50 GHz) can be obtained for 16 channels in a wavelength band of 1.55 μm used in optical communication. The optical path length difference between the channel waveguides was 126.4 μm. To operate this array waveguide type diffraction grating as an optical multiplexer / demultiplexer,
First, a transmission-side single-mode optical fiber is connected to the input waveguide, and frequency-multiplexed signal light (λ -j to λ j ) is incident. The signal light spread due to the diffraction effect in the input side slab waveguide propagates to a plurality of array waveguides constituting an arrayed waveguide type diffraction grating, reaches the output side waveguide slab, and is further condensed in the output waveguide. You. In this case, by changing the lengths of the individual array waveguides constituting the array waveguide type diffraction grating and providing the optical path length difference, the phase of the signal light after the propagation of the array waveguide is shifted, and this phase shift amount Accordingly, the wavefront of the focused light in the output side slab waveguide is inclined. The light condensing position is determined by the inclination angle. The amount of phase shift depends on the signal light frequency, and the focus position of the frequency multiplexed light is determined for each frequency. By arranging an output waveguide at the focus position, the signal light (λ j to λ − j ) can be taken out.

【0019】この光合分波器の波長1.5μm近傍にお
ける透過スペクトルの測定結果を図3に示す。これよ
り、透過波長はTEまたはTMの偏波状態に依存しない
ことが判明した。さらに、ピーク波長の挿入損失は3.
0dB、チャンネル間クロストークは25dBであり、
従来の製造方法で作製されるアレー導波路型回折格子の
透過特性と同等であることが明らかになった。
FIG. 3 shows the result of measurement of the transmission spectrum of this optical multiplexer / demultiplexer near a wavelength of 1.5 μm. This proved that the transmission wavelength did not depend on the polarization state of TE or TM. Further, the insertion loss at the peak wavelength is 3.
0 dB, crosstalk between channels is 25 dB,
It has been found that the transmission characteristics are equivalent to those of an arrayed waveguide grating manufactured by a conventional manufacturing method.

【0020】以上より、本発明の光導波路を用いた偏波
依存性のない低損失かつ高消光比であるアレー導波路型
回折格子を実現することができた。
As described above, it was possible to realize an arrayed waveguide type diffraction grating using the optical waveguide of the present invention and having a low loss and a high extinction ratio without polarization dependence.

【0021】本発明の偏波無依存アレー導波路型回折格
子の温度安定性を明らかにするため、TE偏波およびT
M偏波における透過波長の温度依存性を図4に示す。図
4には、アレー導波路型回折格子を電気炉中で所定の温
度で1時間保持した後、室温で測定したときの結果が示
してある。これより、アレー導波路型回折格子の偏波無
依存動作が1200℃以下で保証されており、長期信頼
性の高いことが判明した。これは、イオン注入層上に火
炎堆積法によるコアガラスを形成する工程で、1200
℃の焼結工程を経ており、また、イオン注入層がクラッ
ドガラスに埋め込まれた状態であるためである。
In order to clarify the temperature stability of the polarization independent array waveguide type diffraction grating of the present invention, TE polarization and T
FIG. 4 shows the temperature dependence of the transmission wavelength in the M polarization. FIG. 4 shows the results when the arrayed waveguide type diffraction grating was held at a predetermined temperature in an electric furnace for 1 hour and then measured at room temperature. From this, it was found that the polarization independent operation of the arrayed waveguide type diffraction grating was guaranteed at 1200 ° C. or less, and that long-term reliability was high. This is a step of forming a core glass on the ion-implanted layer by a flame deposition method.
This is because the sintering process has been performed at ℃ and the ion-implanted layer is embedded in the clad glass.

【0022】実施例2ではアレー導波路型回折格子を作
製したが、この他、光干渉を用いる光回路、例えば、マ
ッハツェンダ型合分波器、光誘起グレーティング等へ適
用することもでき、また、光分岐結合を用いて方向性結
合器、Y分岐器等へ適用することも有効である。
In the second embodiment, an arrayed waveguide type diffraction grating was manufactured. In addition, the present invention can be applied to an optical circuit using optical interference, for example, a Mach-Zehnder type multiplexer / demultiplexer, a photo-induced grating, etc. It is also effective to apply the present invention to a directional coupler, a Y-branch, or the like using optical branching coupling.

【0023】比較例1 イオン注入をしない従来の方法で光回路を作製し、これ
を用いて実施例1と同様に設計された光分波器を作製し
た。これについて、その透過スペクトルを測定したとこ
ろ図5の結果を得た。この結果から、2つの偏波(T
E,TM)に対して透過スペクトルが波長方向に約0.
2nmずれ偏波依存性があることが分かった。比較例1
の結果と比較することによって、実施例1で示したイオ
ン打ち込みの効果を確認することができた。
Comparative Example 1 An optical circuit was manufactured by a conventional method without ion implantation, and an optical demultiplexer designed in the same manner as in Example 1 was manufactured using the optical circuit. When the transmission spectrum of this was measured, the result of FIG. 5 was obtained. From this result, two polarizations (T
E, TM) has a transmission spectrum of about 0.
It was found that there was a 2 nm shift polarization dependence. Comparative Example 1
By comparing with the result of Example 1, the effect of ion implantation shown in Example 1 could be confirmed.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光導波路
によれば、イオン注入法を用いてイオン注入層をコア底
面部に設けることにより、コアガラス近傍の応力場の変
化、または、イオン注入層の屈折率変化を誘起し、任意
に設計したアレー導波路型回折格子の合分波特性におけ
る偏波依存性を解消することができる。また、イオン注
入層はガラスの中に埋め込まれて形成されており、無偏
波動作が半永久的に持続する。さらに、イオン注入法で
形成するイオン注入層は光学的に均質なガラスであるこ
とから、イオン注入層は光導波路の損失および消光比劣
化を招くことがない。また、本発明の光回路製造は、従
来の導波路型光回路の製造工程にイオン注入工程が加わ
るだけであり、製造工程の煩雑さを最小限にとどめるこ
とができた。なお、イオン注入法はLSI工程では広く
使われており、大量生産に適した技術である。従って、
本発明の光導波路は大量生産することができるので、コ
スト面で有利である。
As described above, according to the optical waveguide of the present invention, by providing the ion implantation layer on the bottom surface of the core by using the ion implantation method, the stress field near the core glass can be changed or the ion field can be reduced. A change in the refractive index of the injection layer is induced, and the polarization dependence of the multiplexing / demultiplexing characteristics of the arbitrarily designed arrayed waveguide type diffraction grating can be eliminated. Further, the ion-implanted layer is formed by being buried in the glass, and the non-polarization operation is maintained semipermanently. Further, since the ion-implanted layer formed by the ion-implantation method is optically homogeneous glass, the ion-implanted layer does not cause loss of the optical waveguide and deterioration of the extinction ratio. In addition, the manufacturing of the optical circuit according to the present invention merely adds an ion implantation step to the manufacturing process of the conventional waveguide type optical circuit, and the complexity of the manufacturing process can be minimized. Note that the ion implantation method is widely used in the LSI process and is a technique suitable for mass production. Therefore,
The optical waveguide of the present invention can be mass-produced, which is advantageous in cost.

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

【図1】本発明の光導波路製造工程を示す光導波路の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an optical waveguide showing an optical waveguide manufacturing process of the present invention.

【図2】本発明のアレー導波路型回折格子の回路構成を
示す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of an arrayed waveguide type diffraction grating of the present invention.

【図3】本発明のアレー導波路型回折格子の透過特性を
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing transmission characteristics of the arrayed waveguide grating of the present invention.

【図4】本発明のアレー導波路型回折格子の温度変化に
対する偏波依存性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the polarization dependence of the array waveguide type diffraction grating of the present invention with respect to temperature change.

【図5】比較用のアレー導波路型回折格子の透過特性を
示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing transmission characteristics of an arrayed waveguide grating for comparison.

【図6】従来の光導波路の製造工程を示す光導波路の断
面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical waveguide showing a conventional optical waveguide manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 下部クラッド層 3 イオン注入層 4 コア層 5 コア部 6 上部クラッド層 7 入力導波路 8 入力側スラブ導波路 9 アレー導波路部 10 出力側スラブ導波路 11 出力導波路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Lower cladding layer 3 Ion implantation layer 4 Core layer 5 Core part 6 Upper cladding layer 7 Input waveguide 8 Input side slab waveguide 9 Array waveguide part 10 Output side slab waveguide 11 Output waveguide

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平面基板上に光を伝搬するコア部と前記
コア部より屈折率の低いクラッド層とを有する光導波路
であって、前記クラッド層の中に前記コア部と底部で接
するようにイオン注入層が設けられていることを特徴と
する光導波路。
An optical waveguide having a core portion for transmitting light on a planar substrate and a cladding layer having a lower refractive index than the core portion, wherein the optical waveguide is in contact with the core portion at a bottom portion in the cladding layer. An optical waveguide comprising an ion implantation layer.
【請求項2】 平面基板上に下部クラッド層を設けた
後、下部クラッド層にイオン注入法を用いてイオン注入
層を形成し、前記イオン注入層の上にコア層を設けてか
らエッチングによりコア部を形成し、前記イオン注入層
およびコア部の上に上部クラッド層を形成して、コア部
を埋め込むことを特徴とする光導波路の製造方法。
2. After a lower cladding layer is provided on a planar substrate, an ion implantation layer is formed in the lower cladding layer by ion implantation, and a core layer is provided on the ion implantation layer, and then a core is formed by etching. Forming a portion, forming an upper cladding layer on the ion-implanted layer and the core portion, and burying the core portion.
【請求項3】 前記イオン注入層に注入されるイオン種
が、窒素の荷電粒子、酸素の荷電粒子およびシリコンの
荷電粒子からなる群から選ばれることを特徴とする請求
項2に記載の光導波路の製造方法。
3. The optical waveguide according to claim 2, wherein the ion species implanted into the ion implantation layer is selected from the group consisting of charged particles of nitrogen, charged particles of oxygen, and charged particles of silicon. Manufacturing method.
【請求項4】 請求項1に記載の光導波路を用いて製造
されることを特徴とするアレー導波路型回折格子。
4. An array waveguide type diffraction grating manufactured using the optical waveguide according to claim 1.
JP3954197A 1997-02-24 1997-02-24 Manufacturing method of optical waveguide Expired - Fee Related JP3224087B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3954197A JP3224087B2 (en) 1997-02-24 1997-02-24 Manufacturing method of optical waveguide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3954197A JP3224087B2 (en) 1997-02-24 1997-02-24 Manufacturing method of optical waveguide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10239547A true JPH10239547A (en) 1998-09-11
JP3224087B2 JP3224087B2 (en) 2001-10-29

Family

ID=12555922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3954197A Expired - Fee Related JP3224087B2 (en) 1997-02-24 1997-02-24 Manufacturing method of optical waveguide

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3224087B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005081027A1 (en) * 2004-02-23 2005-09-01 Waseda University Optical device with optical waveguide and manufacturing method thereof
WO2007133915A1 (en) * 2006-05-12 2007-11-22 3M Innovative Properties Company Integrated optical waveguide assemblies
WO2024258825A1 (en) * 2023-06-12 2024-12-19 Applied Materials, Inc. Selective waveguide ion implantation to adjust local refractive index for photonics

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005081027A1 (en) * 2004-02-23 2005-09-01 Waseda University Optical device with optical waveguide and manufacturing method thereof
WO2007133915A1 (en) * 2006-05-12 2007-11-22 3M Innovative Properties Company Integrated optical waveguide assemblies
WO2024258825A1 (en) * 2023-06-12 2024-12-19 Applied Materials, Inc. Selective waveguide ion implantation to adjust local refractive index for photonics

Also Published As

Publication number Publication date
JP3224087B2 (en) 2001-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kawachi Silica waveguides on silicon and their application to integrated-optic components
Miya Silica-based planar lightwave circuits: passive and thermally active devices
Kawachi Recent progress in silica-based planar lightwave circuits on silicon
WO2001059495A1 (en) Waveguide optical interferometer
JP2005010805A6 (en) Waveguide type optical interferometer
US20020181857A1 (en) Optical wavelength multiplexer/demultiplexer
Hibino An array of photonic filtering advantages: arrayed-waveguide-grating multi/demultiplexers for photonic networks
Sarathy et al. Polarization insensitive waveguide grating routers in InP
JP2001194541A (en) Optical waveguide circuit
TW499587B (en) Tree-space non-blocking switch
EP1319967A1 (en) Athermal arrayed waveguide grating (AWG) having thermal compensation in the slab waveguide
KR20020092209A (en) Optical waveguide apparatus and method of producing the same
JP3224087B2 (en) Manufacturing method of optical waveguide
JPH1068833A (en) Optical waveguide, method of manufacturing the same, and optical circuit
Oguma et al. Compactly folded waveguide-type interleave filter with stabilized couplers
JPH1048445A (en) Optical waveguide circuit
WO2002079863A2 (en) Optoelectronic filters
WO1999021038A1 (en) Phased array wavelength multiplexer
JP3963255B2 (en) Optical waveguide
KR20030018060A (en) Optical interconnection system in a microelectronic circuit produced on a SOI substrate
Mottier Integrated optics and micro-optics at LETI
JPH10197737A (en) Manufacturing method of optical waveguide circuit
JP3228233B2 (en) Optical waveguide device
JPH11223736A (en) Optical wavelength multiplexer / demultiplexer
WO2002052315A1 (en) Coupled waveguide systems

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080824

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080824

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090824

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees