JPS6396606A - 導波路型レンズ装置 - Google Patents
導波路型レンズ装置Info
- Publication number
- JPS6396606A JPS6396606A JP24340886A JP24340886A JPS6396606A JP S6396606 A JPS6396606 A JP S6396606A JP 24340886 A JP24340886 A JP 24340886A JP 24340886 A JP24340886 A JP 24340886A JP S6396606 A JPS6396606 A JP S6396606A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- type lens
- diffraction grating
- exposing method
- light
- 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
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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)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は導波光を集光して外部に取り出す導波路型レン
ズ装置に関するものである。
ズ装置に関するものである。
従来の技術
近年、光による情報処理技術が著しく進歩しディスク上
に書込まれた情報を光によって読出す方式が盛んに研究
されている。
に書込まれた情報を光によって読出す方式が盛んに研究
されている。
光導波路と導波路型レンズを用いた光集積型ディスクピ
ックアップとしては、第５図に示す構造が提案されてい
る（例えば電子通信学会枝根０ＱＫ８５−７２ 、Ｐ３
９〜４６ ）。
ックアップとしては、第５図に示す構造が提案されてい
る（例えば電子通信学会枝根０ＱＫ８５−７２ 、Ｐ３
９〜４６ ）。
第６図において、１は元の導波層、２はバッファ層、３
は基板、４は元ディスク、６は集光レンズ、６はビーム
スプリッタ、７は半導体レーザ、８はホトダイオード、
９は読出信号、１０はフォーカス信号、１１Ｕ）ラック
信号である。
は基板、４は元ディスク、６は集光レンズ、６はビーム
スプリッタ、７は半導体レーザ、８はホトダイオード、
９は読出信号、１０はフォーカス信号、１１Ｕ）ラック
信号である。
半導体レーザ了から出射したレーザ光は導波層１の内部
を伝搬して集光レンズ５によって元ディスク４の上に集
光して元ディスク上に書き込まれた情報を読んで反射す
る０反射した元は集光レンズ６によって導波光となり導
波層１の内部を伝搬するがその一部はビームスプリッタ
θによって分けられホトダイオード８で電気信号に変換
され読出信号９．フォーカス信号１ｏ、トラック信号１
１となる。
を伝搬して集光レンズ５によって元ディスク４の上に集
光して元ディスク上に書き込まれた情報を読んで反射す
る０反射した元は集光レンズ６によって導波光となり導
波層１の内部を伝搬するがその一部はビームスプリッタ
θによって分けられホトダイオード８で電気信号に変換
され読出信号９．フォーカス信号１ｏ、トラック信号１
１となる。
この光集積型ディスクピックアップは、小型。
軽量であり、元による情報処理技術の応用をさらに拡げ
るものである。
るものである。
発明が解決しようとする問題点
ところが前述したような従来の導波路型レンズ（第６図
における集光レンズ５）は、その形状が複雑でなおかつ
そのパターン幅が１μｍ以下の微細なものであるために
従来法のフォトリングラフィ技術によって作製すること
が困難である。従来例は電子ビーム露光装置によってパ
ターンを描画しているが、電子ビーム露光技術は、大面
積露光が困難であるうえ露光時間が長い、露光装置が犬
がかりであるなどの産業上問題がある。
における集光レンズ５）は、その形状が複雑でなおかつ
そのパターン幅が１μｍ以下の微細なものであるために
従来法のフォトリングラフィ技術によって作製すること
が困難である。従来例は電子ビーム露光装置によってパ
ターンを描画しているが、電子ビーム露光技術は、大面
積露光が困難であるうえ露光時間が長い、露光装置が犬
がかりであるなどの産業上問題がある。
問題点全解決するだめの手段
すなわち本発明は上記した問題点に鑑み、光の伝搬方向
に対して実効屈折率が次第に減少する光導波路と、既光
導波路上部に設けられた一定周期の回折格子を用いるこ
とにより容易に導波路型レンズ機能を達成できるようと
したものである。また回折格子によって導波路外部に出
射する回折光は、円筒型レンズによって一点に集光する
ことができる。
に対して実効屈折率が次第に減少する光導波路と、既光
導波路上部に設けられた一定周期の回折格子を用いるこ
とにより容易に導波路型レンズ機能を達成できるようと
したものである。また回折格子によって導波路外部に出
射する回折光は、円筒型レンズによって一点に集光する
ことができる。
作用
本発明は、このような構成であるので、容易に導波路型
レンズ機能２得ることができる。
レンズ機能２得ることができる。
実施例
本発明の原理を第１図および第２図、第３図を用いて説
明する。第１図は導波路型レンズ装置の断面構造を示し
ている。第１図において、２１は回折格子、２２は導波
層、２３はバッファ層、２４は基板、２５は導波光、２
６は導波路型レンズの出射光である。第２図、第３図は
第１図中の点Ａおよび点Ｂにおける位相整合条件である
。第２図、第３図においてｅよ、１βＢは各点における
伝搬定数ベクトルＩＫｇ−は回折格子の波数ベクトル、
ｌＫＡ ｊＫＢは各点における回折光の波数ベクトルで
あり、以下の関係式を満たす。
明する。第１図は導波路型レンズ装置の断面構造を示し
ている。第１図において、２１は回折格子、２２は導波
層、２３はバッファ層、２４は基板、２５は導波光、２
６は導波路型レンズの出射光である。第２図、第３図は
第１図中の点Ａおよび点Ｂにおける位相整合条件である
。第２図、第３図においてｅよ、１βＢは各点における
伝搬定数ベクトルＩＫｇ−は回折格子の波数ベクトル、
ｌＫＡ ｊＫＢは各点における回折光の波数ベクトルで
あり、以下の関係式を満たす。
１βＡ ＝ＩＫ ｇ ＋ｌ ｌＫｈ ” ” Ｓθ、・
・・・・・（１）１βＡ ＝１Ｋｇ ＋ ｌ ＩＫＢ
ｌ −ｃｏｓθ、 ・−・−・−（２）ここで
、 １１βｈ Ｉ ＝ＮＡ ・ｌ ＩＫｏ １ ＝ＮＡ ・
ｚ ・・”・（３）１１βＢｌ＝ＮＢ・ＩＩＫ
０１＝Ｎ、−、−・−・−ｃａ）１１に、 ｌ ＝ Ｉ
ＩＫＢｌ ＝ ＩＩＫｏｌ ＝ Ｔ −・・・
−（５）であり、θ、、θＢは回折光の出射角度ｋ Ｎ
Ａ”Ｂは導波路の実効屈折率である。
・・・・・（１）１βＡ ＝１Ｋｇ ＋ ｌ ＩＫＢ
ｌ −ｃｏｓθ、 ・−・−・−（２）ここで
、 １１βｈ Ｉ ＝ＮＡ ・ｌ ＩＫｏ １ ＝ＮＡ ・
ｚ ・・”・（３）１１βＢｌ＝ＮＢ・ＩＩＫ
０１＝Ｎ、−、−・−・−ｃａ）１１に、 ｌ ＝ Ｉ
ＩＫＢｌ ＝ ＩＩＫｏｌ ＝ Ｔ −・・・
−（５）であり、θ、、θＢは回折光の出射角度ｋ Ｎ
Ａ”Ｂは導波路の実効屈折率である。
いま、実効屈折率を導波路厚を連続的に変化することに
より、第２図、第３図において一点に集光することがで
きる。
より、第２図、第３図において一点に集光することがで
きる。
第４図および第５図を用いて本発明の実施例について説
明する。第４図は本発明の第１の実施例の斜視図である
。以下の説明において前述と同一の箇所には同一の番号
を付し説明を省略する。
明する。第４図は本発明の第１の実施例の斜視図である
。以下の説明において前述と同一の箇所には同一の番号
を付し説明を省略する。
２８は回折光の集光位置である。基板２４としての８１
ウエハー上に、バッファ層２３を熱酸化による５ｉ０２
層で６μｍ厚程度に形成する。次にレンズ部分のバッフ
ァ層が所定のテーパ形状となるようにフッ酸等によるエ
ツチング処理を行なう。
ウエハー上に、バッファ層２３を熱酸化による５ｉ０２
層で６μｍ厚程度に形成する。次にレンズ部分のバッフ
ァ層が所定のテーパ形状となるようにフッ酸等によるエ
ツチング処理を行なう。
次に導波層２２としてコーニング◆７０５９ガラス全ス
パッタ法により形成し平坦部でＱ、９０μｍ厚とする。
パッタ法により形成し平坦部でＱ、９０μｍ厚とする。
次にシリコン窒化膜’ｆ Ｏ，２７１ｍ堆積し、２光束
干渉露光法およびマスク露光法によりパターニングし、
ドライエツチングで回折格子２１を形成する。回折格子
の周期Ａは０．６μｍとした。
干渉露光法およびマスク露光法によりパターニングし、
ドライエツチングで回折格子２１を形成する。回折格子
の周期Ａは０．６μｍとした。
この装置に平行な波長０．８μｍの導波光２５全入射す
ると前述した作用により、光は回折格子２１により回折
して２８の集光位置にストライプ状に集光する。
ると前述した作用により、光は回折格子２１により回折
して２８の集光位置にストライプ状に集光する。
次に第６図を用いて本発明の第２の実施例について説明
する。第５図において、２６は出射光、２７に円筒型レ
ンズ、２８′は集光位置である。
する。第５図において、２６は出射光、２７に円筒型レ
ンズ、２８′は集光位置である。
第１の実施例と同様に作られた装置に、波長Ｏ，Ｓμｍ
の導波光を入射すると前述した作用と円筒型レンズ２７
の作用により出射光２６′は集光位置２８′で点状に集
光することができる。
の導波光を入射すると前述した作用と円筒型レンズ２７
の作用により出射光２６′は集光位置２８′で点状に集
光することができる。
なお、以上の実施例における装置の材料は、屈折率と導
波損失等を考慮すれば他の物を用いても何ら本発明を妨
げるものではない。
波損失等を考慮すれば他の物を用いても何ら本発明を妨
げるものではない。
また、回折格子の周期や、導波路膜厚等は用いる光の波
長によって選べば良い０ 発明の効果 本発明は前述した構成で容易に導波路型レンズ装置を得
ることができる。本発明は、電子ビーム露光装置を用い
ることなく、従来法の三光束干渉露光法により同等の性
能を有する導波路型レンズ装置を大面積同時に作製する
ことができ、産業上大きな意義を有する。
長によって選べば良い０ 発明の効果 本発明は前述した構成で容易に導波路型レンズ装置を得
ることができる。本発明は、電子ビーム露光装置を用い
ることなく、従来法の三光束干渉露光法により同等の性
能を有する導波路型レンズ装置を大面積同時に作製する
ことができ、産業上大きな意義を有する。
第１図は本発明の詳細な説明するための導波路型レンズ
装置の断面図、第２図、第３図は本発明の詳細な説明す
るための位相整合条件模式的に示す図、第４図は本発明
第１の実施例における導波路型レンズ装置の斜視図、第
５図は本発明第２の実施例における導波路型レンズ装置
の斜視図、第６図は従来例としての光集積型ディスクピ
ックアップの斜視図である。 ２１・・・・・・回折格子、２２・・・・・・導波層、
２３・・・・・・バッファ層、２４・・・・・・基板、
２５・・・・・・導波光、２６．２６’・・・・・・出
射光、２７・・・・・・円筒型レンズ、２８．２８’・
・・・・・集光位置。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｔ−
・弯彼層 牛“−光テイスソ ５−−一果赴いズ・ Ｃ−”に−４スヂリヅタ ９−一一官克弘イ「号 ｆＯ”−フλ−カスＣ［５ ｆ（−−−）う、、りうＥ芳 区 区 Ｃ’Ｊ ｅ’つ法
稼
装置の断面図、第２図、第３図は本発明の詳細な説明す
るための位相整合条件模式的に示す図、第４図は本発明
第１の実施例における導波路型レンズ装置の斜視図、第
５図は本発明第２の実施例における導波路型レンズ装置
の斜視図、第６図は従来例としての光集積型ディスクピ
ックアップの斜視図である。 ２１・・・・・・回折格子、２２・・・・・・導波層、
２３・・・・・・バッファ層、２４・・・・・・基板、
２５・・・・・・導波光、２６．２６’・・・・・・出
射光、２７・・・・・・円筒型レンズ、２８．２８’・
・・・・・集光位置。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｔ−
・弯彼層 牛“−光テイスソ ５−−一果赴いズ・ Ｃ−”に−４スヂリヅタ ９−一一官克弘イ「号 ｆＯ”−フλ−カスＣ［５ ｆ（−−−）う、、りうＥ芳 区 区 Ｃ’Ｊ ｅ’つ法
稼
Claims (2)
- （１）光の伝搬方向に対して実効屈折率が次第に減少す
る光導波路と、既光導波路上部に設けられた一定周期の
回折格子からなる導波路型レンズ装置。 - （２）導波路外部に出射する回折光が、円筒型レンズに
より集光される特許請求の範囲第１項記載の導波路型レ
ンズ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24340886A JPS6396606A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 導波路型レンズ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24340886A JPS6396606A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 導波路型レンズ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6396606A true JPS6396606A (ja) | 1988-04-27 |
Family
ID=17103415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24340886A Pending JPS6396606A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 導波路型レンズ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6396606A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383627A2 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | A grating coupler |
-
1986
- 1986-10-14 JP JP24340886A patent/JPS6396606A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383627A2 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | A grating coupler |
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