JPS62296102A - 導波路グレ−テイング結合器 - Google Patents
導波路グレ−テイング結合器Info
- Publication number
- JPS62296102A JPS62296102A JP14172286A JP14172286A JPS62296102A JP S62296102 A JPS62296102 A JP S62296102A JP 14172286 A JP14172286 A JP 14172286A JP 14172286 A JP14172286 A JP 14172286A JP S62296102 A JPS62296102 A JP S62296102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- grating
- grating coupler
- constituting
- coupling efficiency
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は導波路グレーティング結合器に関し、特に導波
光を薄膜導波路から外へ導く導波ｔｈグレーティング結
合器に関する。
光を薄膜導波路から外へ導く導波ｔｈグレーティング結
合器に関する。
（従来の技術）
薄膜導波路を用いた元デバイスは、元スペクトラムアナ
ライザ、元ディスク用元ピックアップ等への適用の検討
が進められておジ、従来の光学レンズやプリズムを用い
友党デバイスに比べて大幅な小型化が可能である。
ライザ、元ディスク用元ピックアップ等への適用の検討
が進められておジ、従来の光学レンズやプリズムを用い
友党デバイスに比べて大幅な小型化が可能である。
この薄膜導波路上に形成される元デバイスとして重要な
ものの一つに、導波光を導波路外へ導く導波路グレーテ
ィング結合器が上げられる。
ものの一つに、導波光を導波路外へ導く導波路グレーテ
ィング結合器が上げられる。
第２図は導波路グレーティング結合器の利用形態の一例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
半導体レーザ６の端面結合にエフ、基板１とバッファ層
２との上に形成した導波路３中に導かれた元ビームがグ
レーティング４によって再ひ導波路外へ巣元ビーム５と
して出射される。込明な基板を用いて基板側に出射させ
るものもある。
２との上に形成した導波路３中に導かれた元ビームがグ
レーティング４によって再ひ導波路外へ巣元ビーム５と
して出射される。込明な基板を用いて基板側に出射させ
るものもある。
（発明が解決しょうとする問題点）
上記の工うな来光性を有する導波路グレーティング結合
器でに、集光スポット径がどの程度になるかがその特性
の優劣を決めることになる。
器でに、集光スポット径がどの程度になるかがその特性
の優劣を決めることになる。
従来の導波路グレーティング結合器においては、グレー
ティングの導波光との結合効率が第３図（ａ）に実線で
図示する工うに導波光の導波方向に均一であり、導波光
は進行するにつれて強度が減少するので、出射ビーム強
度も第３図［ｂ）に実線で図示するようにしだいに減少
する分布となる。微小スポットを形成するためには出射
ビーム強度分布が均一に近い方がよいので、第３図（ａ
）に破線で図示する工うに結合効率を落として、第３図
（ｂ）に破線で図示するような出射ビーム強度分布を得
ることになる。しかし、グレーティング長は有限である
ため、グレーティングの結合効率を落とすと導波光全体
としての外部への結合効率が低下するという欠点がある
。来光性を持たせないような場合でも、出射ビーム強度
分布が均一である方が一般に利用価値は高い。
ティングの導波光との結合効率が第３図（ａ）に実線で
図示する工うに導波光の導波方向に均一であり、導波光
は進行するにつれて強度が減少するので、出射ビーム強
度も第３図［ｂ）に実線で図示するようにしだいに減少
する分布となる。微小スポットを形成するためには出射
ビーム強度分布が均一に近い方がよいので、第３図（ａ
）に破線で図示する工うに結合効率を落として、第３図
（ｂ）に破線で図示するような出射ビーム強度分布を得
ることになる。しかし、グレーティング長は有限である
ため、グレーティングの結合効率を落とすと導波光全体
としての外部への結合効率が低下するという欠点がある
。来光性を持たせないような場合でも、出射ビーム強度
分布が均一である方が一般に利用価値は高い。
本発明の目的は、上記のように４波元全体としての外部
への結合効率の低下をまねくことなく、均一に近い出射
ビーム強度分布を得ることができる導波路グレーティン
グ結合器を提供することにある。
への結合効率の低下をまねくことなく、均一に近い出射
ビーム強度分布を得ることができる導波路グレーティン
グ結合器を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の導波路グレーティング結合器は、薄膜の光導波
路に形成されたグレーティングにエフ前紀元導波路中の
導波光を前記光導波路の外へ導く導波路グレーティング
結合器において、前記グレーティングを構成するそれぞ
れの素子の高さ、幅または深さのうち少なくとも一つが
前記導波光の導波方向に単調に変化する工うに形成され
たことを特徴とする。
路に形成されたグレーティングにエフ前紀元導波路中の
導波光を前記光導波路の外へ導く導波路グレーティング
結合器において、前記グレーティングを構成するそれぞ
れの素子の高さ、幅または深さのうち少なくとも一つが
前記導波光の導波方向に単調に変化する工うに形成され
たことを特徴とする。
（作用）
第４図（ａｌに示すようにグレーティングの導波光との
結合効率を導波光の導波方向に対し増加させると、出射
ビーム強度分布は第４図（ｂ）に示すように均一に近い
分布になる。まｔ１導Ｖ元全体としての外部への結合効
率も、導波光との結合効率が均一なグレーティングを用
いる従来の導波路グレーティング結合器と比べて犬さく
することが可能である。第４図（σ）に示す工つな粘合
効率の分布にグレーティングを構成する各素子の高さや
幅、深さなどを導波方向に単調に変化感せて得ることが
できる。
結合効率を導波光の導波方向に対し増加させると、出射
ビーム強度分布は第４図（ｂ）に示すように均一に近い
分布になる。まｔ１導Ｖ元全体としての外部への結合効
率も、導波光との結合効率が均一なグレーティングを用
いる従来の導波路グレーティング結合器と比べて犬さく
することが可能である。第４図（σ）に示す工つな粘合
効率の分布にグレーティングを構成する各素子の高さや
幅、深さなどを導波方向に単調に変化感せて得ることが
できる。
（実施例）
第１図（ａ）、（ｂ）お工び（Ｃ）はそれぞれ本発明の
第一、第二お工び第三の実施例を示す縦断面図である。
第一、第二お工び第三の実施例を示す縦断面図である。
第１図（ａ）に示す実施例においてはグレーティング４
１を構成するそれぞれの素子７１の幅を導波方向８に対
して単調に増大させることにより、第１図（ｂ）に示す
実施例においてはグレーティング４２を構成するそれぞ
れの素子７２の高さを単調に増大させることにエフ、ま
た、第１図（Ｃ）に示す実施例においては導波路３に直
接形成したグレーティング４３を構成するそれぞれの素
子７３の深さ全単調に増大させることにエフ、それぞれ
第４図（ａ）に示すような結合効率の分布を得ている。
１を構成するそれぞれの素子７１の幅を導波方向８に対
して単調に増大させることにより、第１図（ｂ）に示す
実施例においてはグレーティング４２を構成するそれぞ
れの素子７２の高さを単調に増大させることにエフ、ま
た、第１図（Ｃ）に示す実施例においては導波路３に直
接形成したグレーティング４３を構成するそれぞれの素
子７３の深さ全単調に増大させることにエフ、それぞれ
第４図（ａ）に示すような結合効率の分布を得ている。
第１図（ａ）またに（ｂｌに示す実施例の製作手段とし
ては、例えば、Ｓｌの基板１上に熱酸化等にエフ５ｉ０
２のバッファ層２を約２μｍ、その上にＣＶＬＩ法等に
ニジガラスの導波路３を約１μｍ形成する。さらにグレ
ーティング用の８ｉＮ層を約０．０５μｍ形成する。そ
の上にレジスｌ−ｉ塗布し、電子ビーム描画等によりレ
ジストパターン全形成する。そのパターンをイオンビー
ムエツチング等でＳｉＮ層に転写する。第１図（ｂＪの
ように高さの差を形成するには、レジストの露光ｉを変
えてレジスト厚がエツチング後に場所にエフ変化するよ
うにし、イオンビームエツチングに際して、レジストの
薄い所ではオーバーエツチングに工ってパターンとなる
ＳｉＮ層も一部エッチングで薄くなる工うにすれば工い
。第１図（Ｃ）に示す実施例においては、導波路３上に
直接レジストのパターンを形成し、イオンビームエツチ
ングに際して場所に工ってエツチング時間全変えればよ
い。第１図（Ｃ）に示す実施例で溝の深さでなく幅を変
えても工い。
ては、例えば、Ｓｌの基板１上に熱酸化等にエフ５ｉ０
２のバッファ層２を約２μｍ、その上にＣＶＬＩ法等に
ニジガラスの導波路３を約１μｍ形成する。さらにグレ
ーティング用の８ｉＮ層を約０．０５μｍ形成する。そ
の上にレジスｌ−ｉ塗布し、電子ビーム描画等によりレ
ジストパターン全形成する。そのパターンをイオンビー
ムエツチング等でＳｉＮ層に転写する。第１図（ｂＪの
ように高さの差を形成するには、レジストの露光ｉを変
えてレジスト厚がエツチング後に場所にエフ変化するよ
うにし、イオンビームエツチングに際して、レジストの
薄い所ではオーバーエツチングに工ってパターンとなる
ＳｉＮ層も一部エッチングで薄くなる工うにすれば工い
。第１図（Ｃ）に示す実施例においては、導波路３上に
直接レジストのパターンを形成し、イオンビームエツチ
ングに際して場所に工ってエツチング時間全変えればよ
い。第１図（Ｃ）に示す実施例で溝の深さでなく幅を変
えても工い。
（発明の幼果）
本発明にｊ！ｌｌ、導波光全体としての外部への結合効
率が高く、〃１つ、均一に近い出射ビーム強度分布を得
ることができる導波路グレーティング結合器を得ること
ができる。
率が高く、〃１つ、均一に近い出射ビーム強度分布を得
ることができる導波路グレーティング結合器を得ること
ができる。
第１図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ本発明の
第一、第二お工び第三の実施例を示す縦断面図、第２図
は導波路グレーティング結合器の利用形態の一例を示す
説明図、第３図（ａ）および（ｂ）に従来の導波路グレ
ーティング結合器におけるグレーティングの結合効率の
分布お工び出射ビーム強度の分布ヲ示すグラフ、第４図
（ａｌお工び（ｂ）は本発明の導波路グレーティング結
合器におけるグレーティングの結合効率の分布および出
射ビーム強度の分布を示すグラフである。 ｌ・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・導波路、
４・′−＋ ＋、。 （じ・ （Ｃ） Ｉ：某、ｔ ２：ｔ’；７７７層 ３；導処ｒ！
、（ｉ〜４３＝ダレティジグ ７／−７３：棄１ Ｚ
：導鍛舌幻茅 Ｉ 図 ＄ ２ 図 （（Ｌ−） 茅 ３ 回 （ａ−） Ｃ迭） 井 ４ 閏
第一、第二お工び第三の実施例を示す縦断面図、第２図
は導波路グレーティング結合器の利用形態の一例を示す
説明図、第３図（ａ）および（ｂ）に従来の導波路グレ
ーティング結合器におけるグレーティングの結合効率の
分布お工び出射ビーム強度の分布ヲ示すグラフ、第４図
（ａｌお工び（ｂ）は本発明の導波路グレーティング結
合器におけるグレーティングの結合効率の分布および出
射ビーム強度の分布を示すグラフである。 ｌ・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・導波路、
４・′−＋ ＋、。 （じ・ （Ｃ） Ｉ：某、ｔ ２：ｔ’；７７７層 ３；導処ｒ！
、（ｉ〜４３＝ダレティジグ ７／−７３：棄１ Ｚ
：導鍛舌幻茅 Ｉ 図 ＄ ２ 図 （（Ｌ−） 茅 ３ 回 （ａ−） Ｃ迭） 井 ４ 閏
Claims (1)
- 薄膜の光導波路に形成されたグレーティングにより前記
光導波路中の導波光を前記光導波路の外へ導く導波路グ
レーティング結合器において、前記グレーティングを構
成するそれぞれの素子の高さ、幅または深さのうち少な
くとも一つが前記導波光の導波方向に単調に変化するこ
とを特徴とする導波路グレーティング結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14172286A JPS62296102A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 導波路グレ−テイング結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14172286A JPS62296102A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 導波路グレ−テイング結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62296102A true JPS62296102A (ja) | 1987-12-23 |
Family
ID=15298681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14172286A Pending JPS62296102A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 導波路グレ−テイング結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62296102A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0649037A2 (en) * | 1993-10-18 | 1995-04-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Diffractive optical device |
| US5657407A (en) * | 1995-06-07 | 1997-08-12 | Biota Corp. | Optical waveguide coupling device having a parallelogramic grating profile |
| US20130136396A1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Grating coupler |
| EP1564568B2 (en) † | 1998-12-30 | 2014-10-01 | Nokia Corporation | A light pipe for providing backlighting of a flat-panel display |
| JP2015161829A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 日本電信電話株式会社 | グレーティングカプラ |
| WO2016006037A1 (ja) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | 富士通株式会社 | グレーティングカプラ及び光導波路装置 |
| WO2018091862A1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | Wave Optics Ltd | Optical device |
| US20200142120A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-07 | Applied Materials, Inc. | Depth-modulated slanted gratings using gray-tone lithography and slant etch |
| JP2020194011A (ja) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 株式会社デンソー | グレーティングカプラ、グレーティングカプラアレイ、受光アンテナおよび測距センサ |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP14172286A patent/JPS62296102A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0649037A2 (en) * | 1993-10-18 | 1995-04-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Diffractive optical device |
| EP0649037A3 (en) * | 1993-10-18 | 1995-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical diffraction device. |
| US5561558A (en) * | 1993-10-18 | 1996-10-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Diffractive optical device |
| US5742433A (en) * | 1993-10-18 | 1998-04-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Diffractive optical device including grating elements with different grating periods and duty ratios |
| US5657407A (en) * | 1995-06-07 | 1997-08-12 | Biota Corp. | Optical waveguide coupling device having a parallelogramic grating profile |
| EP1564568B2 (en) † | 1998-12-30 | 2014-10-01 | Nokia Corporation | A light pipe for providing backlighting of a flat-panel display |
| US20130136396A1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Grating coupler |
| JP2015161829A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 日本電信電話株式会社 | グレーティングカプラ |
| WO2016006037A1 (ja) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | 富士通株式会社 | グレーティングカプラ及び光導波路装置 |
| JPWO2016006037A1 (ja) * | 2014-07-08 | 2017-04-27 | 富士通株式会社 | グレーティングカプラ及び光導波路装置 |
| US9874700B2 (en) | 2014-07-08 | 2018-01-23 | Fujitsu Limited | Grating coupler and optical waveguide device |
| WO2018091862A1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | Wave Optics Ltd | Optical device |
| US20200142120A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-07 | Applied Materials, Inc. | Depth-modulated slanted gratings using gray-tone lithography and slant etch |
| US11372149B2 (en) * | 2018-11-07 | 2022-06-28 | Applied Materials, Inc. | Depth-modulated slanted gratings using gray-tone lithography and slant etch |
| JP2020194011A (ja) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 株式会社デンソー | グレーティングカプラ、グレーティングカプラアレイ、受光アンテナおよび測距センサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5033812A (en) | Grating coupler | |
| EP0651266A2 (en) | Method and arrangement for arbitrary angle mirrors in substrates for use in hybrid optical systems | |
| JPS60502021A (ja) | イントラウエ−ブガイド用光フアイバ・ビ−ムスプリツタ／カプラ− | |
| US5101297A (en) | Method for producing a diffraction grating in optical elements | |
| JPH02195309A (ja) | 光結合素子 | |
| JPS62296102A (ja) | 導波路グレ−テイング結合器 | |
| US6170297B1 (en) | Jig for manufacturing long period grating filter and apparatus and method for manufacturing long period grating filter using the same | |
| JPH08179155A (ja) | レンズと光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法 | |
| JP3666463B2 (ja) | 光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法 | |
| Laao et al. | High-efficiency focusing waveguide grating coupler with parallelogramic groove profiles | |
| JP3200996B2 (ja) | 光導波路装置 | |
| US7593610B2 (en) | Multi-mode optical coherence device and fabrication method thereof | |
| JP2002519745A (ja) | レーザ直接書き込みによる平面光波回路の製造方法 | |
| US6480662B1 (en) | Design of a variable attenuator and fabrication of its shutter element | |
| JPH04264409A (ja) | 光学結合回路 | |
| JP3238890B2 (ja) | アレイ導波路型波長合分波器 | |
| JPS63132205A (ja) | 光ファイバ・デバイス | |
| JPS6053904A (ja) | リッジ型光導波路 | |
| JP2000180645A (ja) | 光導波路素子の光接続端面の形成方法 | |
| JPH0567201B2 (ja) | ||
| Heidrich et al. | High density multichannel optical waveguides with integrated couplers | |
| JPS6358827A (ja) | 露光装置 | |
| JPH02168206A (ja) | 屈折率分布結合器 | |
| JPH0996745A (ja) | 半導体レーザモジュール | |
| JPH01134310A (ja) | 光導波路の製造方法 |