专利名称：平面光波电路以及平面光波电路的制造方法
技术领域：
本发明涉及ー种在平面基板上形成了光波导的平面光波电路及其制造方法。
背景技术：
石英系光波导具有起因于应カ双折射的偏振相关性，因此通过深深地蚀刻到光波导下方(过蚀刻，over-etch)而解除应カ双折射来改善了偏振相关性(例如，參照专利文献I)。 现有技术文献专利文献I :日本特开2002-139640号公报
发明内容
(发明要解决的问题)但是，光波导的应力双折射因图案的粗密不同而不同。例如，在如马赫曾德干涉仪(Mach-Zehnder interferometer, MZI)那样的稀疏图案和如阵列波导光栅(AWG)那样的稠密图案中，应カ双折射不同。因此，在ー个基板上具有多个干涉仪的平面光波电路的情况下，应カ双折射因电路不同而不同，难以通过过蚀刻来同时地使全部的干涉仪偏振不相关化。因此，本发明的目的在于提供一种能够減少电路的应カ双折射差并通过过蚀刻同时地使全部的干涉仪偏振不相关化的平面光波电路及其制造方法。(解决问题的方案)为了达成上述目的，在本发明中为了消除因光波导密度不同导致的应カ双折射差，在光波导密度小的光波导的两侧设置了虚拟图案(dummy pattern)。具体地说，与本发明有关的平面光波电路具备包含多个光波导的至少两个干渉仪；以及配置在所述干涉仪中具有比最大的光波导密度小的光波导密度的所述干涉仪的所述光波导的两侧的虚拟图案。通过在光波导的两侧设置虚拟图案能够使应力双折射变化。因而，本发明能够提供ー种平面光波电路，该平面光波电路能够通过在光波导密度小的光波导的两侧设置虚拟图案来减少电路的应力双折射差，并通过过蚀刻同时地使全部的干涉仪偏振不相关化。与本发明有关的平面光波电路的所述虚拟图案的特征在于，是与所述干涉仪的所述光波导相同的材质。在形成光波导的エ序中还能够形成虚拟图案，能够降低制造成本。与本发明有关的平面光波电路的所述虚拟图案也可以是与具有最大的光波导密度的所述干涉仪大致相同的光波导密度。与本发明有关的平面光波电路的制造方法具有成膜エ序，在基板上依次形成下部包覆层以及芯层；以及蚀刻エ序，在所述成膜エ序之后，当保留成为光波导的部分以及成为配置在所述光波导的两侧的虚拟图案的部分地对所述芯层进行蚀刻时，通过蚀刻去除的所述芯层下方的下部包覆层也在厚度方向上被去除了一部分。
能够由形成光波导的蚀刻エ序在光波导密度小的光波导的两侧设置虚拟图案。因而，本发明能够提供一种能够减少电路的应力双折射差、并通过过蚀刻同时地使全部的干涉仪偏振不相关化的平面光波电路的制造方法。(发明效果)本发明能够提供一种能够减少电路的应力双折射差、并通过过蚀刻同时地使全部的干涉仪偏振不相关化的平面光波电路及其制造方法。
图I是说明以往的平面光波电路的图。图2是说明以往的平面光波电路的偏振相关性的图。图3是说明与本发明有关的平面光波电路的图，Ca)是说明平面光波电路的整体的图，(b)是放大了 MZI部分的图。图4是说明与本发明有关的平面光波电路的偏振相关性的图。图5是说明与本发明有关的平面光波电路的图。图6是说明间隙间隔与偏振相关性的关系的图。图7是说明与本发明有关的平面光波电路的制造方法的图，Ca)是成膜エ序，(b) (d)是蚀刻エ序。图8是说明与本发明有关的平面光波电路的图。图9是说明与本发明有关的平面光波电路的图。
具体实施例方式參照
本发明的实施方式。下面说明的实施方式是本发明的实施例，本发明不限于下面的实施方式。此外，在本说明书以及附图中符号相同的结构要素表示同一部分。(实施方式I)本实施方式的平面光波电路具备包含多个光波导的至少两个干涉仪；以及配置在所述干涉仪中具有比最大的光波导密度小的光波导密度的所述干涉仪的所述光波导的两侧的虚拟图案。图3是说明作为本实施方式的一个例子的平面光波电路101的图。平面光波电路101具备干涉仪Al以及干涉仪A2。干涉仪Al是将两个平板波导(12、14)用多个光波导13连接起来的AWG，干涉仪A2是由两根光波导13构成的MZI，平面光波电路101为了加宽AWG的透过频带而在前级配置了 MZI。图3 Ca)是说明平面光波电路101的整体的图，图3 (b)是将MZI部分放大了的图。干涉仪A2的光波导密度比干涉仪Al的光波导密度小。因此，平面光波电路101在干涉仪A2的光波导13的两侧具备虚拟图案17。该虚拟图案17是与干涉仪A2的光波导13相同的材质。也可以如图3的干涉仪A2那样，在由MZI的耦合器来分路的光波导13的一部分的两侧配置规定宽度的线形状的虚拟图案17。图8是说明干涉仪A2的其它例子的图。也可以如图8的干涉仪A2那样，在MZI的两个耦合器以及由耦合器进行分路的光波导13的全部中配置规定宽度的线形状的虚拟图案17。此外，虚拟图案17也可以以成为与干涉仪Al的光波导13大致相同的光波导密度的方式排列多个光波导。平面光波电路101的制造方法具有成膜エ序，在基板上依次形成下部包覆层以及芯层；以及蚀刻エ序，在所述成膜エ序之后，当保留成为光波导的部分以及成为配置在所述光波导的两侧的虚拟图案的部分地对所述芯层进行蚀刻时，通过蚀刻去除的所述芯层下方的下部包覆层也在厚度方向上被去除了一部分。图7是说明平面光波电路101的制造方法的图，Ca)是成膜エ序，(b) Cd)是蚀刻エ序。首先，说明成膜エ序。在Si基板(平板基板)51上通过火焰堆积法来堆积以SiO2为主成分的下部包覆层52，接着在堆积添加了 GeO2作为掺杂物的以SiO2为主成分的芯层
53之后进行退火来实现透明玻璃化(图7 (a))。
接着说明蚀刻エ序。通过光刻技术来形成光波导图案以及虚拟图案的抗蚀剂图案
54(图7 (b))。并且，首先将芯层53的不需要部分去除其相应厚度(图7 (c))，而且连续地将下部包覆层52蚀刻到4μ m的深度来形成脊57 (图7 (d))。在蚀刻エ序结束后，去除抗蚀剂图案54，形成以SiO2为主成分的上部包覆层55(图7 (e))。以上述制造方法制作的平面光波电路101的芯截面大小为4. 5X4. 5 μ m、相对折射率为I. 5%、下部包覆的脊高度为4. Ομπι。并且，干涉仪Al (AffG)的光波导13的间隔在阵列内侧为13. 7 μ m、在阵列外侧为8. I μ m。另外，干涉仪A2 (MZI)的光波导的间隔(两根臂之间的距离)最大是1500 μ m。虚拟图案17的长度设为从构成MZI的耦合器到耦合器，虚拟图案17的宽度设为500μπι。在排列了多个虚拟图案17的光波导的情况下，设为该光波导的间隔是光波导13的间隔(8. Γ 3.7μπι)程度。对这样制作的平面光波电路101和没有虚拟图案的以往的平面光波电路100的偏振相关性进行比较。图I是说明以往的平面光波电路100的图，图2是说明平面光波电路100的偏振相关性的图。图4是说明平面光波电路101的偏振相关性的图。图2以及图4的横轴是波长(nm)，纵轴是光损耗量(dB)。可知如图2那样，平面光波电路100在TE偏振与TM偏振中产生中心波长差,在干涉仪Al和干涉仪A2的某一个或者两者中具有偏振相关性。另ー方面，如图4那样，平面光波电路101在TE偏振与TM偏振中的中心波长差一致，同时地消除了干涉仪Al和干涉仪A2的偏振相关性。图5是将图3 (b )的干涉仪A2的B部放大了的图。图6是说明干涉仪A2的间隙G与偏振相关性的关系的图。制作间隙G为10 μ πΓ40 μ m的干涉仪A2来调查了偏振相关性。这里，在TE偏振和TM偏振中，偏振相关性用中心波长差H) λ ( μ m)来进行评价。当间隙GllOym变化到40 μ m时，偏振相关性(PD λ )从O. 063 μ m向-O. 027 μ m变化。因而，能够通过改变干涉仪A2的间隙G来调整偏振相关性。上述情况是本实施方式的ー个例子,在将可变光衰减器(VOA :Variable OpticalAttenuator)和AWG组合起来的情况、在平面光波电路中具有三个以上的干涉仪的情况下也是，通过对光波导密度为最大的干涉仪以外的干涉仪设置与各自的光波导密度相应的间隙G地制作虚拟图案，调整各自的偏振相关性，能够同时地使全部的干涉仪偏振不相关化。(实施方式2)图9是说明其它实施方式的平面光波电路的干涉仪A2部分的图。图9的干涉仪A2连接两个MZI，在MZI的两个耦合器、由耦合器进行分路的光波导13的全部、以及两个MZI的连接部配置了规定宽度的线形状的虚拟图案17。通过将具备两个MZI的干涉仪A2配置在干涉仪Al的前级，与具备ー个MZI的干涉仪A2相比，AWG的透过频带进ー步加宽。(附图标记说明)11 :输入用通道波导；12 :输入侧平板波导；13 :光波导；14 :输出侧平板波导；15 输出用通道波导；17 :虚拟图案；51 =Si基板；52 :下部包覆层；53 :芯层；54 :抗蚀剂图案；
55 :上部包覆层；57 :脊;100、101 :平面光波电路。
权利要求
1.ー种平面光波电路，其特征在于，具备 包含多个光波导的至少两个干涉仪；以及 配置在所述干涉仪中、具有比最大的光波导密度小的光波导密度的所述干涉仪的所述光波导的两侧的虚拟图案。
2.根据权利要求I所述的平面光波电路，其特征在干， 所述虚拟图案具有与所述干涉仪的所述光波导相同的材质。
3.根据权利要求I或者2所述的平面光波电路，其特征在干， 所述虚拟图案具有与具有最大的光波导密度的所述干涉仪大致相同的光波导密度。
4.ー种平面光波电路的制造方法，其特征在于，具有 成膜エ序，在基板上依次形成下部包覆层以及芯层；以及 蚀刻エ序，在所述成膜エ序之后，当保留成为光波导的部分以及成为配置在所述光波导的两侧的虚拟图案的部分地对所述芯层进行蚀刻时，通过蚀刻去除的所述芯层下方的下部包覆层也在厚度方向上被去除了一部分。
全文摘要
与本发明有关的平面光波电路具备包含多个光波导的至少两个干涉仪；以及配置在所述干涉仪中、具有比最大的光波导密度小的光波导密度的所述干涉仪的所述光波导的两侧的虚拟图案。干涉仪(A1)的光波导密度比干涉仪(A2)的光波导密度大。因此，平面光波电路(101)在干涉仪(A1)的光波导(13)的两侧具备虚拟图案(17)。
文档编号G02B6/13GK102667555SQ20108005803
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月15日 优先权日2009年12月22日
发明者内藤正彦, 村泽敦志, 阵内启光 申请人:Ntt电子股份有限公司