平面光波导电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及平面光波导电路。本发明以防止从MZI泄漏的泄漏光进入抽头用耦合器中来降低抽头率的变动为目的。与本发明有关的平面光波导电路的特征在于，具备：包覆层；光波导，具有嵌入在包覆层中的芯；以及沟(15)，形成在包覆层中且具有反射界面(31)，所述反射界面(31)对从光波导向包覆层泄漏的泄漏光向包覆层进行全反射。通过在包覆层中形成对泄漏光进行全反射的反射界面(31)，来防止泄漏光进入抽头用耦合器中，能够防止抽头率的变动。
【专利说明】平面光波导电路
[0001]本申请是申请号为200980128645.0、申请日为2009年7月29日、发明名称为“平面光波导电路”的发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种用于光通信系统中的光学设备，特别是涉及在基板上由包覆层、和由嵌入在包覆层中的芯所形成的光波导所构成的平面光波导电路。
【背景技术】
[0003]作为用于光通信系统中的光学设备，使用搭载了光学开关等光学电路的平面光波导电路(例如参照专利文献I以及非专利文献I)。有在使用平面光波导电路构成的光通信系统节点的一个中使用了波长复用信号的光分插复用(R0ADM:ReconfigurabIe OpticalAdd Drop Multiplexer)方式。该方式具有在节点内只对任意的WDM信道信号在与下层网络之间进行交换之后将全部信号向相邻节点传输的功能，主要用作构成环状网络的方式。为了实现该功能，提出在一个模组内集成了平面光波导电路的高功能光学设备。
[0004]图10表示现有的平面光波导电路的一个例子。从构成光学电路的MZI (Mach-Zehnder Interferometer:马赫-曾德尔干涉仪)51输出的光分路为两个，其中一个输入到抽头用耦合器52中。输入到抽头用耦合器52中的光分路为两个，其中一个作为光输出从输出端53a输出，另一个作为监视器用从输出端53b输出。从输出端53b输出的光通过监视器用H) (Photo Detector:光检测器)检测光强度。在现有的平面光波导电路中，为了提高平面光波导电路的集成度，MZI51和抽头用耦合器52排列在大致同一直线上。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1:日本专利第3755762号公报
[0007]非专利文献1:Y.Hashizume, et.al.，“Compact32_channel2X 2optical switcharray based on PLC technology for OADM systems”，EC0C2003，M03-5-4
【发明内容】
[0008](发明要解决的问题)
[0009]以往，由于抽头用耦合器与MZI排列在大致同一直线上，所以从MZI的芯向包覆层泄漏的泄漏光进入抽头用耦合器中，使抽头率变动。
[0010]因此，本发明的目的在于，防止从MZI泄漏的泄漏光进入抽头用耦合器中，降低抽头率的变动。
[0011](用于解决问题的方案)
[0012]为了解决上述问题，与本发明有关的平面光波导电路的特征在于，具备:包覆层；光波导，具有嵌入在所述包覆层中的芯；以及沟，形成在所述包覆层中且具有反射界面，所述反射界面对从所述光波导向所述包覆层泄漏的泄漏光进行全反射。
[0013]通过在包覆层中形成对泄漏光进行全反射的反射界面，防止泄漏光进入抽头用耦合器中，能够降低抽头率的变动。
[0014]在与本发明有关的平面光波导电路中，优选具备抽头用耦合器，所述反射界面对向所述抽头用耦合器传输的所述泄漏光进行全反射。
[0015]反射界面对在抽头用耦合器中传输的泄漏光进行全反射，因此，能够防止泄漏光进入抽头用耦合器中，降低抽头率的变动。
[0016]在与本发明有关的平面光波导电路中，优选具备多个所述沟，各个所述沟具备:入射界面，入射从其它所述沟中的所述反射界面反射的泄漏光；以及出射界面，使从所述入射界面入射到所述沟中的所述泄漏光出射到所述包覆层，其中，所述出射界面使所述泄漏光相对于所述抽头用耦合器的轴方向以45°以上的角度出射。
[0017]有时由反射界面反射的泄漏光进入相邻信道的抽头用耦合器中。因此，设置有使由相邻的沟反射的泄漏光一度取入沟中的入射界面。而且，以不进入其它抽头用耦合器中的角度从出射界面出射。由此，能够设为泄漏光难以进入其它信道的抽头用耦合器中的结构。
[0018]优选地，在与本发明有关的平面光波导电路中，具备多个所述沟，各个所述沟具备:入射界面，入射从其它所述沟中的所述反射界面反射的泄漏光；以及出射界面，使从所述入射界面入射到所述沟中的所述泄漏光出射到所述包覆层，其中，所述入射界面与所述轴方向大致平行，所述入射界面和所述反射界面的角度为30°，所述反射界面和所述出射界面的角度为120°。
[0019]有时由反射界面反射的泄漏光进入相邻信道的抽头用耦合器中。因此，设置有使由相邻的沟反射的泄漏光一度取入沟中的入射界面。而且，相对于入射界面的反射界面以及出射界面的角度设为30°。由此，能够设为泄漏光难以进入其它信道的抽头用耦合器中的结构。
[0020]在与本发明有关的平面光波导电路中，所述抽头用耦合器的轴方向相对于所述反射界面的法线的角度优选为所述反射界面的临界角以上90°以下。
[0021]能够使从抽头用耦合器的轴方向入射到抽头用耦合器的泄漏光在反射界面全反射。
[0022]与本发明有关的平面光波导电路的特征在于，具备:包覆层；光波导，具有嵌入在所述包覆层中的芯；沟，形成在所述包覆层中；以及抽头用耦合器，其中，所述抽头用耦合器的轴方向相对于所述沟的第一界面的法线的角度Θ为临界角以上。
[0023]根据本发明，能够防止向抽头用耦合器以浅的角度入射的泄漏光进入抽头用耦合器中，降低抽头率的变动。
[0024]优选地，在与本发明有关的平面光波导电路中，配置有多个所述沟，所述沟具有第二界面以及第三界面，所述第二界面与所述轴方向大致平行，所述第三界面与所述第一界面所成的角度(θ + θ。满足数式I。
[0025]有时由反射界面反射的泄漏光进入相邻信道的抽头用耦合器中。因此，设置有使由相邻的沟反射的泄漏光一度取入沟中的第二界面。而且，以不进入其它抽头用耦合器中的角度从第三界面出射。由此，能够设为泄漏光难以进入其它信道的抽头用耦合器中的结构。
[0026]优选地，在与本发明有关的平面光波导电路中，所述沟具备使入射到所述沟内的泄漏光的光强度衰减的遮光材料。
[0027]能够使从反射界面、入射界面入射的泄漏光的光强度衰减。
[0028]根据本发明，能够防止从光电路泄漏的泄漏光进入抽头用耦合器中，降低抽头率的变动。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是与本实施方式有关的平面光波导电路的结构概要图。
[0030]图2是A-A ’剖面的一个例子。
[0031]图3是表示反射沟的一个例子的示意图。
[0032]图4是平面光波导电路具备多信道的MZI以及抽头用耦合器且各信道具备反射沟时的光路的说明图。
[0033]图5是入射角Θ、角度以及出射角Φ的评价的一个例子。
[0034]图6是平面光波导电路具备多信道的MZI以及抽头用耦合器且各信道中具备反射沟时的光路的具体例。
[0035]图7是与本实施例有关的平面光波导电路的结构概要图。
[0036]图8是没有反射沟15的比较例的抽头率。
[0037]图9是具有反射沟15的实施例的抽头率。
[0038]图10是表示搭载了现有的平面光波导电路的光学模组的一个例子的框图。
[0039]附图标记说明
[0040]11:基板；12:MZI ;13a、13b:输出端；14:抽头用耦合器;15、15a、15b:反射沟；21:芯；22:包覆层；23:基板；31:反射界面；32:入射界面;33:出射界面；41 =VOAl ；42:V0A2 ；43:抽头用耦合器；51 MZI ；52:抽头用耦合器;53a、53b:输出端。
【具体实施方式】
[0041]参照附图来说明本发明的实施方式。下面所说明的实施方式是本发明的结构的例子，本发明不限于下面的实施方式。
[0042]图1是与本实施方式有关的平面光波导电路的结构概要图。与本实施方式有关的平面光波导电路具备:基板11、作为光学电路的MZI12、输出端13a和13b、抽头用耦合器14以及反射沟15，MZI12以及抽头用耦合器14是由光波导来连接的。
[0043]平面光波导电路是例如通过下面的工序来制作的。通过使用SiCL4、GeCl4等原料气体的火焰水解反应的石英系玻璃膜的堆积技术和反应离子蚀刻技术的组合来制作在厚度1mm、直径6in的硅基板上具有由石英系玻璃形成的包覆层以及嵌入型芯的单模光波导，通过真空蒸镀以及图案化来在包覆层的表面上制作用于薄膜加热器以及供电的电极。所制作的光波导的通常的芯尺寸为7 μ mX 7 μ m，与包覆层的相对折射率差Λ设为0.75。
[0044]输出端13a以及13b输出在MZI12的芯中传输的光。抽头用耦合器14调整在MZI12的芯中传输的光的分路比，调整从输出端13a以及13b输出的信号电平。抽头用耦合器14例如是波长不相关的I禹合器(WINC:ffavelength INsensitive Coupler)。输出端13a以及13b分别连接在AWG以及PD上。
[0045]在反射沟15中，在填充MZI12与抽头用耦合器14之间的包覆层中形成使从MZI12的芯向包覆层泄漏的泄漏光反射的反射界面31。反射沟15与包覆层的边界中位于MZI12一侧的边界面成为作为第一界面的反射界面31。
[0046]图2是A-A’剖面的一个例子。在基板23上层叠包覆层22以及芯21。反射沟15是通过除去包覆层22直到比芯21更深的位置为止来形成的。例如，如果包覆层22的高度HA约为60 μ m、从基板23到芯21中心为止的高度HB为46 μ m,则反射沟15的深度HC为52 μ m0优选地，反射界面31的表面光滑。因此，优选地，包覆层22的除去是通过干蚀刻来进行。
[0047]图3是表示反射沟的一个例子的示意图。反射沟15具有反射界面31,泄漏光对于反射界面31的入射角Θ成为反射界面31的临界角以上。例如，抽头用耦合器14的轴方向D相对于反射界面31的法线的角度Θ成为反射界面31的临界角以上。如果反射沟15与包覆层的媒质为空气和玻璃，则折射率分别为1.00和1.46，因此根据Snell法则，反射界面31的临界角成为43°。因此，如果向反射界面31的入射角Θ为43°以上90°以下，则泄漏光全反射，能够防止使抽头用耦合器14中的抽头率变动的泄漏光入射到抽头用率禹合器14中。
[0048]图4是平面光波导电路具备多信道的MZI和抽头用耦合器且各信道中具备反射沟时的光路的说明图。在这种情况下，有时由反射沟15a反射的泄漏光入射到其它反射沟15b中，光路发生改变。各个反射沟15a以及15b具备:反射界面31、作为第二界面的平行于方向D的入射界面32、以及作为第三界面的出射界面33。相对于方向D的反射界面31和出射界面33的倾斜角分别设为(90° -Θ)和(90° -Θ》。此时，泄漏光以入射角Θ入射到反射沟15a的反射界面31。从反射沟15a中的反射界面31反射的泄漏光以入射角Θ -(90° - Θ )入射到反射沟15b所具备的入射界面32。从入射界面32入射到反射沟15b的泄漏光从反射沟15b所具备的出射界面33出射到包覆层。
[0049]因为在抽头用耦合器中以浅的角度入射的泄漏光成为问题，所以泄漏光相对于方向D的出射角Φ优选为45°以上。因此，入射界面32与轴方向大致平行，出射界面33与反射界面31所成的角度(Θ + Θ r)优选满足出射角Φ为45°以上的条件下的数式I。当包覆层的折射率设为H1、反射沟15的折射率设为112时，泄漏光相对于方向D的出射角Φ用下式表示。
[0050][数式I]
【权利要求】
1.一种平面光波导电路，其特征在于，具备: 包覆层； 光波导，具有嵌入在所述包覆层中的芯； 沟，形成在所述包覆层中；以及 抽头用耦合器， 所述抽头用耦合器的轴方向相对于所述沟的第一界面的法线的角度Θ为临界角以上。
2.根据权利要求1所述的平面光波导电路，其特征在于， 所述平面光波导电路配置有多个所述沟， 所述沟具有第二界面以及第三界面， 所述第二界面与所述轴方向大致平行， 所述第三界面与所述第一界面所成的角度(Θ + Θ J满足下式，
3.根据权利要求1或2所述的平面光波导电路，其特征在于， 所述沟具备使入射到所述沟内的泄漏光的光强度衰减的遮光材料。
【文档编号】G02B6/26GK103941335SQ201410194208
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2009年7月29日 优先权日:2008年7月30日
【发明者】永野充, 姬野明, 奥野将之, 内藤正彦, 土居明人, 小川大辅, 永井彰 申请人:Ntt电子股份有限公司