(57)【要約】【解決手段】偏波保持平面型光導波路の製造方法において、基板４上にコア１及びクラッド２からなる導波路３を形成する際に、導波路３に温度勾配を付与して形成する。また、基板４に応力を付加して導波路３を形成する。あるいは線膨張係数の異なる少なくとも２層の基板４ａ及び４ｂ上に導波路３を形成する。【効果】導波路３のコア１に応力が付加され、偏波保持特性を有する平面型光導波路を製造することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に屈折率の高いコアとその周囲を覆った屈折率の低いクラッドからなる導波路を有する平面型光導波路の偏波保持特性を付与する製造方法において、前記導波路を冷却しながら形成する際に温度勾配を付与して冷却することを特徴とする偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記冷却の際の温度勾配は前記平面型光導波路の基板側を下部とした場合、前記導波路の上部ほど温度が高く、下部ほど温度が低くなるように付与すること特徴とする請求項１記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記冷却の際の温度勾配の付与は前記基板を冷却すること特徴とする請求項２記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記冷却の際の温度勾配の付与は前記導波路に上部から温風を吹き付けて行うこと特徴とする請求項２記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記冷却の際の温度勾配の付与は前記導波路の下部に冷気を吹き付けて行うこと特徴とする請求項２記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記冷却の際の温度勾配は前記平面型光導波路の基板側を下部とした場合、前記導波路の上部ほど温度が低く、下部ほど温度が高くなるように付与すること特徴とする請求項１記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記冷却の際の温度勾配の付与は前記基板を加熱すること特徴とする請求項６記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記冷却の際の温度勾配の付与は前記導波路に上部から冷気を吹き付けて行うこと特徴とする請求項６記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項９】
前記冷却の際の温度勾配の付与は前記導波路の下部に温風を吹き付けて行うこと特徴とする請求項６記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項１０】
前記冷却の際の温度勾配は前記導波路の左右若しくは前後に付与すること特徴とする請求項１記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項１１】
前記温度勾配の付与は前記導波路の左右の一方向若しくは前後の一方向から冷気を吹き付けて行うことを特徴とする請求項１０記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項１２】
前記温度勾配の付与は前記導波路の左右の一方向若しくは前後の一方向から温風を吹き付けて行うことを特徴とする請求項１０記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項１３】
基板上に屈折率の高いコアとその周囲を覆った屈折率の低いクラッドからなる導波路を有する平面型光導波路の偏波保持特性を付与する製造方法において、前記導波路を冷却しながら形成する際に前記基板に応力を付加して冷却することを特徴とする偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項１４】
前記基板への応力の付加は前記基板の前後若しくは左右に引っ張り応力若しくは圧縮応力を付加することを特徴とする請求項１３記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項１５】
基板上に屈折率の高いコアとその周囲を覆った屈折率の低いクラッドからなる導波路を有する平面型光導波路の偏波保持特性を付与する製造方法において、線膨張係数の異なる少なくとも２層の基板上に前記導波路を冷却しながら形成することを特徴とする偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【請求項１６】
前記線膨張係数の異なる少なくとも２層の基板を加熱若しくは冷却することを特徴とする請求項１５記載の偏波保持平面型光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏波保持特性を有する平面型光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信ネットワークの進展に伴い基板上に屈折率の高いコアとその周囲を覆った屈折率の低いクラッドから形成された導波路を有する平面型光導波路の使用が拡大されてきている。
ところで、偏波を利用する光センサやコヒーレント光通信等の需要も高まってきているが、通常の光通信に用いられる平面型光導波路を偏波を利用する光センサやコヒーレント光通信等に用いるとコア径の変動や温度変化等による外乱により光信号に出力変動が生じてしまうという問題がある。
そこで、コアの屈折率に異方性を持たせて複屈折率を発生させると、基底モードであるＨＥ１１モードの中の縮退していたＨＥｘ１１モードとＨＥｙ１１モードが分離し別々の伝搬定数を持つようになるため偏波依存損失（ＰＤＬ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｌｏｓｓ）や偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）が発生するので偏波保持型の平面型光導波路を作製することができ偏波を利用する光センサやコヒーレント光通信等に用いることが可能となる。
ここで、導波路を形成する工程は、例えば基板上に下部クラッドを堆積させ、その上に屈折率を上昇させる元素が添加されたコアを堆積させ、次いでこのコアの周囲に上部クラッドを堆積させた後に１２００〜１４００℃の温度でガラス化して冷却して製造する。通常は等速冷却を行い平面型光導波路を製造している。
偏波保持型の平面型光導波路を作製するにはコアに応力を付与することが行われている。即ちコアの周辺に応力付与部を設けコアに応力を与えるようにする。従来はコアの周辺のクラッドの領域内にイオンを注入して応力付与部を設けコアに応力を付与し複屈折率を発生させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開２００３−１６７１４３号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
【０００４】
即ち、特許文献１に開示されているイオン注入によりコアに応力を付与し複屈折率を発生させる方法では、イオン注入のための大がかりの装置が必要となり製造のためのコストが高価になるという問題があった。また、イオン注入のための条件の設定を精密に行わなければならないという問題もあった。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決し、工程が簡略で偏波保持特性を実現できる平面型光導波路の製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の偏波保持平面型光導波路の製造方法は前記した課題を解決するために次のような構成とする。
【０００７】
まず第１の発明は、基板上に屈折率の高いコアとその周囲を覆った屈折率の低いクラッドからなる導波路を有する平面型光導波路の偏波保持特性を付与する製造方法において、前記導波路を冷却しながら形成する際に温度勾配を付与して冷却することを特徴とする。
【０００８】
また第２の発明は、前記第１の発明において、前記冷却の際の温度勾配は前記平面型光導波路の基板側を下部とした場合、前記導波路の上部ほど温度が高く、下部ほど温度が低くなるように付与すること特徴とする。
【０００９】
さらに第３の発明は、前記第２の発明において、前記冷却の際の温度勾配の付与は前記基板を冷却すること特徴とする。
【００１０】
また第４の発明は、前記２発明において、前記冷却の際の温度勾配の付与は前記導波路に上部から温風を吹き付けて行うこと特徴とする。
【００１１】
さらに第５の発明は、前記第２の発明において、前記冷却の際の温度勾配の付与は前記導波路の下部に冷気を吹き付けて行うこと特徴とする。
【００１２】
また第６の発明は、前記第１の発明において、前記冷却の際の温度勾配は前記平面型光導波路の基板側を下部とした場合、前記導波路の上部ほど温度が低く、下部ほど温度が高くなるように付与すること特徴とする。
【００１３】
さらに第７の発明は、前記第６の発明において、前記冷却の際の温度勾配の付与は前記基板を加熱すること特徴とする。
【００１４】
また第８の発明は、前記第６の発明において、前記冷却の際の温度勾配の付与は前記導波路に上部から冷気を吹き付けて行うこと特徴とする。
【００１５】
さらに第９の発明は、前記第６の発明において、前記冷却の際の温度勾配の付与は前記導波路の下部に温風を吹き付けて行うこと特徴とする。
【００１６】
また第１０の発明は、前記第１の発明において、前記冷却の際の温度勾配は前記導波路の左右若しくは前後に付与すること特徴とする。
【００１７】
さらに第１１の発明は、前記第１０の発明において、前記温度勾配の付与は前記導波路の左右の一方向若しくは前後の一方向から冷気を吹き付けて行うことを特徴とする。
【００１８】
また第１２の発明は、前記第１０の発明において、前記温度勾配の付与は前記導波路の左右の一方向若しくは前後の一方向から温風を吹き付けて行うことを特徴とする。
【００１９】
そして第１３の発明は、基板上に屈折率の高いコアとその周囲を覆った屈折率の低いクラッドからなる導波路を有する平面型光導波路の偏波保持特性を付与する製造方法において、前記導波路を冷却しながら形成する際に前記基板に応力を付加して冷却することを特徴とする。
【００２０】
また第１４の発明は、前記第１３の発明において、前記基板への応力の付加は前記基板の前後若しくは左右に引っ張り応力若しくは圧縮応力を付加することを特徴とする。
【００２１】
また第１５の発明は、基板上に屈折率の高いコアとその周囲を覆った屈折率の低いクラッドからなる導波路を有する平面型光導波路の偏波保持特性を付与する製造方法において、線膨張係数の異なる少なくとも２層の基板上に前記導波路を冷却しながら形成することを特徴とする。
【００２２】
さらに第１６の発明は、前記第１５の発明において、前記線膨張係数の異なる少なくとも２層の基板を加熱若しくは冷却することを特徴とする。
ことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。
【００２４】
図１は本発明の偏波保持平面型光導波路の製造方法の一実施の形態を表した図である。図１（ａ）はコア１とその周囲を覆ったクラッド２から形成される導波路３を基板４上でガラス化後に冷却しながら形成する際に、基板４を下部とした場合おおよそＡ−Ａ´から上部の領域では温度が高くなるように、下部の領域では温度が低くなるようにして温度勾配を付与して冷却する方法を模式的に示したものである。
温度勾配を付与するには例えば基板４に矢印のごとく冷気を吹き付けて基板を冷やし上部領域より下部領域の温度を低下させるようにするとよい。その他基板４を冷却された物体に接触させて基板４を冷やすようにしてもよい。また、導波路３の下部に左右若しくは前後あるいはその双方から冷気を吹き付けたり導波路３の上部に左右若しくは前後あるいはその双方から温風を吹き付けたりして温度勾配を付与してもよい。即ち、上部と下部とで温度勾配を付与することができるならばその方法は特に限定されるものではない。
【００２５】
ここで、コア１には屈折率を上昇させるＧｅが添加されており、クラッド２は石英ガラスのみからなっている。しかしコア１及びクラッド２へ添加される元素の種類は特に限定されるものではない。また、基板４は石英ガラスからなるが例えばシリコン基板やセラミックス基板でもよく、これもまた限定されるものではない。
【００２６】
一方、温度勾配の付与は上部の領域で温度が低くなるように、下部の領域で温度が高くなるようにしてもよい。この場合には基板４に温風を吹き付けたり基板４を加熱された物体に接触させて上部領域より下部領域の温度を高くするようにするとよい。また、導波路３の上部から冷気を吹き付けてＡ−Ａ´から上部領域の温度を低下させるようにしてもよい。さらに、導波路３の上部に左右若しくは前後あるいはその双方から冷気を吹き付けたり導波路３の下部に左右若しくは前後あるいはその双方から温風を吹き付けたりして温度勾配を付与してもよい。この場合には導波路３を冷却しながら形成するので導波路３の形成過程を阻害しないように温度を制御すればよい。
【００２７】
なお、Ａ−Ａ´で区分される領域はおおよその目安であり、特に厳密に設定する必要はない。要するに本発明の目的を達成するためには適宜その領域を決めればよい。
図１（ｂ）は基板４上の導波路３をおおよそＡ−Ａ´で左右の領域に区分した場合における温度勾配の付与の方法を示したものである。即ち、おおよそＡ−Ａ´から左側の領域では温度が高くなるように、右側の領域では温度が低くなるようにして温度勾配を付与して冷却する方法を模式的に示している。本実施の形態では導波路３の右側から矢印のごとく冷気を吹き付けて温度を低下させ温度勾配を付与する。一方、導波路３の左側から温風を吹き付けてもよい。もちろん本実施の形態とは逆に右側領域の温度を高くし左側領域の温度を低くしても差し支えない。
なお、図示はしないが導波路３をおおよそ前後の領域に区分し、その前部領域と後部領域との間で温度勾配を付与してもよい。この場合の温度勾配の付与の方法は例えば温度を低下させようとする側に冷気を吹き付けたりする等前述してきた方法を用いればよい。
上記したように導波路３を形成する際に様々な方法で導波路３に温度勾配を付与すれば、導波路３はクラッド２に応力が加わり、ひいてはコア１に応力が付加された状態で形成されるので偏波保持特性を有する平面型光導波路を製造することができる。
図２は本発明の偏波保持平面型光導波路の製造方法の他の実施の形態を表した図である。なお、図１と同じ箇所は同一番号で表すこととし、以下の図においても同様とする。
図２において、本実施の形態はコア１及びクラッド２からなる導波路３を基板４上に冷却しながら形成する際に、基板４に引っ張り応力若しくは圧縮応力をかけながら導波路３を形成する方法である。このように基板４に応力をかけて導波路３を形成した後に応力を除去すると導波路３はクラッド２に応力が加わり、コア１に応力が付加された状態で形成されるので偏波保持特性を有することになる。なお、基板４に対する応力のかけ方は基板４の前後及び左右のどちらの方向からかけてもよい。本実施の形態では基板４の左右から応力をかける方法を示しているが、光導波路の形状等様々な状況を勘案した上でどのように応力をかけるかを決定すればよい。
図３は本発明の偏波保持平面型光導波路の製造方法のさらに他の実施の形態を表した図である。図３において、本実施の形態は基板４を線膨張係数の異なる基板４ａ及び基板４ｂの２層構造とし、この２層構造からなる基板４上に導波路３を形成する。このような方法では導波路３を基板４上で冷却しながら形成する際に基板４ａと基板４ｂの線膨張係数が異なるために導波路３が冷却される時にクラッド２に応力が加わり、コア１に応力が付加され、平面型光導波路が形成された後に偏波保持特性を有することになる。
ここで、より効果を高めるために線膨張係数の異なる２層の基板に冷気を吹き付けたり温風を吹き付けたりしてもよい。
また、基板４ａと基板４ｂの線膨張係数はできるだけ差が大きい方が好ましい。この方がより大きい応力を導波路３に付加することができるからである。
なお、線膨張係数の異なる組み合わせは、例えば石英ガラスとセラミックスや石英ガラスとシリコンあるいはセラミックスとシリコン等目的に応じて適宜選択すればよい。
【００２８】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、偏波保持平面型光導波路の製造方法において、基板上にコア及びクラッドからなる導波路を形成する際に温度勾配を付与して形成したり基板に応力を付加して形成したりあるいは線膨張係数の異なる少なくとも２層の基板上に形成したりしたので、導波路のコアに応力が付加され、偏波保持特性を有する平面型光導波路を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を表した図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を表した図である。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態を表した図である。
【符号の説明】
１・・・コア
２・・・クラッド
３・・・導波路
４・・・基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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