(57)【要約】【課題】光導波路の生産性を向上させるとともに、良好な伝搬モード屈折率、および伝搬損失の改善を達成した光導波路を提供する。【解決手段】光導波路のコアを覆う上部クラッド層を構成する第一の上部クラッド層の屈折率よりも、第二の上部クラッド層の屈折率を小さくし、さらにこの第二の上部クラッド層の厚さをコアの上面から第二の上部クラッド層の上面までの厚さの３分の１以下にすることによって、生産性および光伝播特性に優れた光導波路を提供できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部クラッドと、この下部クラッドよりも大きい屈折率を有するコアと、このコアを覆う上部クラッド層を有する光導波路であって、
前記上部クラッド層は、少なくともコアを覆う第一の上部クラッド層とこの第一の上部クラッド層上に形成された第二の上部クラッド層とを含む複数の層を有し、前記第二の上部クラッド層の屈折率は、前記第一の上部クラッド層の屈折率よりも小さいことを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記第二の上部クラッド層の厚さは、前記コアの上面から前記第二の上部クラッド層の上面までの厚さの３分の１以下であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記コアの上面から、前記第二の上部クラッド層の下面までの厚さが５μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記第二の上部クラッド層はフッ素を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項５】
下部クラッドと、この下部クラッドよりも大きい屈折率を有するコアと、このコアを覆う上部クラッド層を有する光導波路であって、
前記上部クラッド層は複数の層から構成され、この複数の層は屈折率が連続的に変化することを特徴とする光導波路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、通信、計測、情報処理の分野に適した低損失の石英系材料を主成分とする光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信システムにおいては、石英系材料を用いた光導波路が、光伝送での低損失および信頼性が高く、かつ複雑な回路を平面基板に一括形成可能であることから、注目されている。これら光導波路は下部クラッド上にこの下部クラッドよりも屈折率の大きいコアと呼ばれる光の伝搬領域を形成し、さらにコアをコアより屈折率の小さい上部クラッド層で覆った構造をとるのが一般的である。
【０００３】
そして、このような光導波路は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）や火炎堆積法（ＦＨＤ）などを用いて、下部クラッド膜、次いでコア膜を成膜し、コア膜をパターニングすることによって所望の導波路パターンのコア部分を凸状に残し、さらに、上部クラッド層を形成することにより製造される（特許文献１参照）。また上部クラッド層を２層以上の多層構造とすることにより、偏光依存性損失や過剰損失を小さくしつつ、かつコアの狭間隙部の埋め込み特性を良好とした光導波路およびその製造方法が開示されている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３３７２４１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−１５５２２９号公報
【０００６】
【発明が解決する課題】
一般に、光導波路を伝搬する光はコア内だけでなく上下クラッド領域にも広がっている。しかしながら、この光の広がりが上下クラッド領域からさらに広がり、クラッド領域の外にまで達すると、そこに配置される媒質の性質によって、光が散乱したり、吸収されることにより、光導波路の伝搬特性が影響を受け劣化してしまう。そのゆえ、特に上部クラッド領域においては、この影響による光伝搬特性の劣化を避けるため、コアを覆う上部クラッド層を３０μｍ以上堆積しなければならなかった。
【０００７】
一方、上部クラッド層を形成する際は、成膜時に蓄積される応力を取り除いたり、或いはガラスを軟化させて導波路間ギャップへの埋め込みを行なったりするため、成膜後に熱処理が必要とされる。そのため、上部クラッド層が厚い場合にはこの熱処理時間が長くなってしまうことや、また成膜時間そのものが長くなってしまい生産性が著しく劣化してしまうという問題があった。
【０００８】
上述の特許文献１や特許文献２には、上部クラッド層を多層構造にする構成が開示されているものの、複数の層からなる上部クラッド層の各層の屈折率と厚さとを適切な関係に保つことによって、生産性や光伝搬特性を向上させることついては何ら示唆されていない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上部クラッド層を構成する各層の屈折率と厚さとを、適切な関係に維持することによって、光導波路の生産性および伝搬特性の向上を両立させた光導波路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決する手段】
上部クラッド層外への光の広がりは、コアと上部クラッド層との屈折率分布によって決まるが、それらの屈折率差が大きいとコア内への光の閉じ込めは強くなり、上部クラッド層外への光の広がりは小さくなる。しかし一方で、屈折率差が大きくなるにつれ、光導波路をシングルモードとするためには、コアのサイズを小さくする必要がある。コアのサイズを小さくすると、光導波路とそれを繋ぐ入出力光ファイバとの光軸合わせが難しくなるため、コアと上部クラッド層の屈折率差はある一定の範囲の値に抑える必要がある。
【００１１】
従来知られている技術によると、光導波路をシングルモードとするためには、コアと上部クラッド層との屈折率差を０．３％から１．５％程度の範囲に保つ必要がある。屈折率差がこれ以上大きくなると、入出力光ファイバとの接続損が大きくなり、実用に供することが困難になる。逆に、屈折率差がこれ以上小さくなると、光導波路の許容しうる曲率半径が大きくなり、光導波路デバイスの大型化を招いてしまう。
【００１２】
それゆえ、光導波路のシングルモードを維持しつつ、上部クラッド層外への光の広がりを小さくするには、上部クラッド層を構成する複数の層のうち、コアを覆う層の屈折率とコアの屈折率との屈折率差を上記の範囲に保ちながら、コアから離れた部位の層の屈折率をこのコアを覆う層の屈折率よりも小さくすればよい。
【００１３】
そこで、請求項１の発明のように、コアを覆う第一の上部クラッド層の屈折率よりも、この第一の上部クラッド層を覆う第二のクラッド層の屈折率を小さくすることにより、上部クラッド層外への光の広がりを効率的に抑えることができ、光導波路の伝搬特性を良好に保つことができる。また、屈折率をこのような関係にすることにより、上部クラッド層全体を適切な厚みに抑えることができ、生産性を良好に保つことができる。
【００１４】
また、上述の構成に加えて、請求項２の発明のように、第二の上部クラッド層の厚さを、コアの上面から第二の上部クラッド層の上面までの厚さの３分の１以下にすることによって、さらに良好な生産性を実現でき、本発明の効果は一層顕著になる。
【００１５】
そして、請求項３の発明のように、コアの上面から、第二の上部クラッド層の下面までの厚さを５μｍ以上とすると光の広がりをより効果的に抑えることができる。
【００１６】
さらに、第二の上部クラッド層に屈折率を低下させる働きのあるフッ素を添加することによって、本件発明の効果はさらに向上する。
【００１７】
上部クラッド層は、成膜中に連続的にドーパント濃度が変わるようにして、屈折率が段階的に小さくなるような構造としてもよい。この場合、上部クラッド層は、各層の境界が存在しない構成となる。
【００１８】
現在実用化されている光導波路に適用される技術では、通常、波長が１．３μｍおよび１．５μｍの光が用いられ、本発明はそれらいずれの波長の光にも対応できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明の実施形態の一例である光導波路の断面図を示す。この実施形態の例に係る光導波路１０は、基板１００とこの基板上に設けた下部クラッド１０１と、下部クラッド１０１よりも大きい屈折率を有するコア１０２と、そのコアを覆う上部クラッド層１０５を有する。
【００２０】
基板１００には石英を用い、その上面に石英からなる下部クラッド１０１をプラズマＣＶＤ法により成膜する。さらに、下部クラッド上にコア膜を成膜し、コア膜の不要部分をドライエッチングにより除去し、コア１０２を形成する。
【００２１】
コア１０２は、下部クラッドよりも大きい屈折率を有する材質により構成される。具体的には、ＧｅＯ２をドープしたＳｉＯ２や、ＴｉＯ２をドープしたＳｉＯ２を用いることができる。
【００２２】
次に、このコア１０２を覆うように上部クラッド層の第一層目である第一の上部クラッド層を形成する。第一の上部クラッド層１０３の屈折率は、主成分であるＳｉＯ２にＢおよびＰをドーパントとして添加することで制御できる。このように屈折率を制御することで、第一の上部クラッド層１０３と下部クラッド１０１とをほぼ等しい屈折率とすることができ、光を効率的にコアに閉じこめることができる。
【００２３】
このとき、ＳｉＯ２膜に添加されるＢは、その膜の屈折率を下げる効果を有し、一方、Ｐは屈折率を上げる効果を有する。そして、Ｐは、ガラスの軟化温度あるいは透明ガラス化温度を低下させることができる。すなわち、Ｂ、Ｐのドーパント量を適宜調整することにより、上部クラッド層の屈折率を制御すると同時にガラスの軟化温度を低下させることができる。
【００２４】
次に、この第一の上部クラッド層を覆うように第二の上部クラッド層を形成する。第二の上部クラッド層１０４の屈折率は、第一の上部クラッド層１０３の屈折率よりも小さくなるようＢ、Ｐが添加されている。このように屈折率を調整することで、光を効率的にコアに閉じこめることができる。
【００２５】
上部クラッド層を多層とする場合、たとえば３層とする場合は、コアを覆う第一の上部クラッド層と第二の上部クラッド層の間に別の層を堆積してもよい。ただし、この別の層の屈折率は、第一の上部クラッド層１０３の屈折率よりも小さく、かつ第二の上部クラッド層１０４の屈折率よりも大きくなければならない。
【００２６】
このように上部クラッド層は、ＳｉＯ２を主成分とする複数の層からなり、各層には屈折率の調整のためＢ、Ｐなどが添加されている。このとき、上部クラッド層を形成する複数の層のうち、第一の上部クラッド層の屈折率が、その他の層の屈折率よりも大きくなるよう構成されている。
【００２７】
本発明において、コア上面から上部クラッド層の表面までの厚さは、１５μｍ〜２５μｍであることが好ましい。１５μｍよりも薄いとコアを覆うカバレッジ性やコアに光を閉じこめる効果も劣る。上部クラッド層が２５μｍより厚くなると、上部クラッド層の成膜や熱処理に時間を要し、光導波路の生産性を劣化させてしまう。また、コアの熱膨張係数と第一の上部クラッド層の熱膨張係数との差は、０．５×１０−６以下が好ましく、これより大きいと偏光依存性損失が大きくなってしまう。
【００２８】
以上の構成が本発明の目的は達成できることを検証するために、２次元スラブ導波路の上部クラッド層が２層からなる構造（図１）を用い、上部クラッド層外への光の広がりを調べた。
【００２９】
図１において、コア上面から第一の上部クラッド層の上面までの厚さをｄ１、第二の上部クラッド層の厚さをｄ２とし、常にｄ１＋ｄ２＝１６μｍとなるように、第一上部クラッド層と第二の上部クラッド層の厚さとをそれぞれ変え、その固有導波モードに与える影響を計算した。
【００３０】
このとき、上部クラッド層のうち、第二の上部クラッド層の屈折率を第一の上部クラッド層の屈折率より０．００２小さくした。
【００３１】
図２にＴＥモードに対する固有導波モードの光振幅分布をｄ１、ｄ２の値を変化させて計算した結果を示す。計算は次のように行なった。
【００３２】
ＣＦＭ（相関関数法）によって固有モードにおける電界分布を求め、コア直上における第二の上部クラッド層の上側表面での光振幅分布を、相対値で表した。このとき、コアの厚さと幅は共に７μｍとし、コアと第一の上部クラッド層の屈折率は、それぞれ、１．４５１７、１．４４６０とした。
【００３３】
この結果より、上部クラッド層表面での光振幅は、第二の上部クラッド層ｄ２が厚くなるにつれて減少することが分かる。このことは、上部クラッド層を超えて広がる光が減少し、上部クラッド層上に配置される材料の影響を受けにくくなることを示している。
【００３４】
図３には、コアの上面から第一の上部クラッド層の上面までの厚さｄ１と第二の上部クラッド層の厚さｄ２とを変えたときの伝搬モード屈折率の変化を計算した結果を示す。計算モデルは簡略化のため、スラブ導波路によるものとし、ｄ１、ｄ２の値を変えたときの基本モードの伝搬定数をモード固有値方程式によって求めた。このとき、コアの厚さと幅は共に７μｍとし、コアと第一の上部クラッド層の屈折率は、それぞれ、１．４５１７、１．４４６０とした。
【００３５】
Ｌ５とＬ６は各々コアと上部クラッド層の屈折率差が、それぞれ０．４％、０．３％に対する曲線である。上部クラッド層が一層（ｄ１＝１６μｍ）のみからなるときの伝搬モード屈折率を基準とし、第二の上部クラッド層に第一の上部クラッド層よりも小さい屈折率の層を設けたときの導波モードに与える影響を示している。
【００３６】
この結果から分かるとおり、ｄ１が概ね５μｍよりも小さくなると、第二の上部クラッド層がコアに近接してくることによる影響が大きくなり、光の伝搬状態は、屈折率差を一定の範囲に抑えるために設けた第一の上部クラッド層と第二の上部クラッド層とを設けた場合と異なってくる。従って、コアの上面から第二の上部クラッド層の下面までの厚さは、少なくとも５μｍ以上でなければならない。
【００３７】
以上の結果より、上部クラッド層が、下部クラッドと同じ屈折率を有する第一の上部クラッド層とそれよりも低い屈折率を有する第二の上部クラッド層とを含む複数の層で構成されている場合、第二の上部クラッド層をコアの上面から５μｍ以上離れた領域に配置しなければならないことが分かる。これにより、上部クラッド層を超えた光の拡がりを抑制できる。その結果、上部クラッド層上に配置する材料が光導波路に与える影響を低減することが可能となり、光伝搬特性を良好に維持することができる。
【００３８】
すなわち、上部クラッド層を構成する第二の上部クラッド層の下面が、コアの上面から５μｍ以上離れていれば、コアを伝搬する光が第二の上部クラッド層の存在によって大きな影響を受けないということが理解できる。
【００３９】
第一の上部クラッド層１０３から第二の上部クラッド層１０４までは、連続的に組成が変化する一つの上部クラッド層１０５であってもよい。すなわち、上部クラッド層１０５は、ＢおよびＰを含むＳｉＯ２により構成される第一の上部クラッド層と、この第一の上部クラッド層を覆う第二のクラッド層とが連続的に成膜され、各層の境界が存在しない構成であってもよい。第一の上部クラッド層と第二の上部クラッド層の間に別の層を設ける場合であっても、このような構成は可能である。これは、成膜時のガスを制御することによって徐々に組成を変化させ、上部クラッド層の各層の屈折率を適宜調整することで達成できる。
【００４０】
次に、本発明の実施形態の一例である光導波路の製造方法を説明する。
【００４１】
まず、図６（ａ）に示されるように基板１００上に設けた下部クラッド１０１上にコア膜１０２ａを成膜する。基板は、石英ガラスを用いて基板自体を下部クラッドとしてもよい。また、シリコン等の基板を用いて基板表面を熱酸化させ、下部クラッド１０１としたものや、シリコン基板上にＳｉＯ２をＣＶＤや火炎堆積法により堆積させたものを下部クラッド１０１としてもよい。
【００４２】
コア膜１０２ａの成膜は、下部クラッドよりも高い屈折率を有する材質、具体的には、ＧｅＯ２をドープしたＳｉＯ２や、ＴｉＯ２をドープしたＳｉＯ２をＣＶＤ（化学蒸着法）等の方法により行なうことができる。
【００４３】
次に、図６（ｂ）に示すように、ドライエッチング加工によりコア膜１０２ａの不用部分を除去してコア１０２をパターニングする。
【００４４】
また、コア１０２の屈折率を安定化するため、コア１０２のパターニング後、熱処理を行なうことが好ましい。熱処理条件は、熱処理温度７００℃〜１，１００℃、Ｏ２雰囲気にて、約２〜２４時間とすればよい。
【００４５】
次に、上部クラッド層の形成工程について述べる。上部クラッド層の形成は、プラズマＣＶＤ法で行なうことが好ましい。図６（ｃ）に示すように、まず、矩形断面形状のコア１０２上にこのコアを覆うようにＢおよびＰを含むＳｉＯ２からなる第一の上部クラッド層１０３を形成する。
【００４６】
プラズマＣＶＤ法による第一の上部クラッド層１０３の形成は、原料ガスとして、ＴＥＯＳ（テトラエトキシオルソシリケート）に、ＴＭＢ（テトラメトキシボレート）、ＴＭＰ（テトラメトキシフォスファ）、およびＯ２を混合させた混合ガスを用いて行なえばよい。これらの原料ガスをプラズマ中で反応させることにより、ＢおよびＰが添加されたＳｉＯ２膜を成膜することができる。
【００４７】
ついで、図６（ｄ）に示すように、第二の上部クラッド層１０４を形成する。第二の上部クラッド層１０４は、第一の上部クラッドと同様に原料ガスとして、ＴＥＯＳに、ＴＭＢ、ＴＭＰ、およびＯ２を混合させた混合ガスを用いて、プラズマＣＶＤ法により形成される。これらの原料ガスをプラズマ中で反応させることにより、ＢおよびＰが添加されたＳｉＯ２膜を成膜することができる。このとき、混合ガスの流量比を調整することにより、第一の上部クラッド層の屈折率よりも第二の上部クラッド層の屈折率が小さくなるように組成を制御すればよい。
【００４８】
第二の上部クラッド層の形成は第一の上部クラッド層の形成に連続して行なうこともできる。その場合は、第一の上部クラッド層を形成後、成膜装置のチャンバーを大気開放することなく、原料ガスを切り替えることのみで第二の上部クラッド層を形成することができる。つまり、第一の上部クラッド層１０３から第二の上部クラッド層１０４までを、連続的に組成が変化する一つの上部クラッド層１０５として形成することもできる。この場合上部クラッド層は、成膜プロセス中に、ＴＥＯＳに混合するＴＭＢ、ＴＭＰおよびＯ２の量を経時的に変化させ、ＢおよびＰが添加されたＳｉＯ２膜の屈折率が、上述の関係を満たすようにドーパントの量を調整しながら形成される。
【００４９】
また、第一から第二の上部クラッド層の屈折率を安定化するため、上部クラッド層を形成したのち熱処理を行なうことが好ましい。熱処理条件は、熱処理温度５００℃〜１１００℃、Ｏ２雰囲気にて、約３時間行えばよい。熱処理は、第二の上部クラッド層を形成する前に行ってもよいし、第二の上部クラッド層を形成したのちに行なってもよい。すなわち、第一、二の上部クラッド層の屈折率を安定化するために、各層の形成後に熱処理を行ってもよいし、すべての層を形成後に行なってもよい。
【００５０】
以上の工程により本発明の光導波路は完成する。
【００５１】
【実施例】
次に実施例を基に本発明をさらに詳しく説明する。
厚さ１ｍｍの石英基板上に厚さ１０μｍの石英膜からなる下部クラッドをプラズマＣＶＤ法により成膜した。このとき、下部クラッドの屈折率は１．４４６で、コアの屈折率が１．４５１７となり、その差は０．００５７となった。同様に、Ｇｅを添加した石英ガラスをコア膜として成膜した。このとき、コア膜の厚さは７μｍとした。次にコア膜の不要部分をドライエッチング加工により除去し、幅７μｍのコアを形成した。
【００５２】
この後、成膜時の膜の内部応力を緩和するために１１００℃、Ｏ２雰囲気中で３時間熱処理を行なった。
【００５３】
次にこのコアを覆うように、第一の上部クラッド層をプラズマＣＶＤで形成した。この第一の上部クラッド層は、屈折率が下部クラッドと同じになるように、Ｂが２ｍｏｌ％、Ｐが７ｍｏｌ％含まれたＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓの略）とした。
【００５４】
第一の上部クラッド層は、ＴＥＯＳ、ＴＭＢ、ＴＭＰおよびＯ２の流量をそれぞれ、１６．０、５．０、０．５、６８０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ／ｍｉｎ）とし、約３．５時間で成膜した。
【００５５】
成膜後、軟化リフローと応力緩和のための熱処理を１１００℃、Ｏ２の雰囲気中で２４時間行なった。ここで、軟化リフローとは、温度を上げてクラッドを軟らかくし、隣接するコアとの隙間を埋める工程をいう。
【００５６】
第一の上部クラッド層の膜厚は、熱処理後にコア上部分において１０μｍとなるように形成した。熱処理することで、上部クラッド層が成膜直後の厚さよりも薄くなるため、あらかじめその分を考慮し、成膜時は、約２μｍほど厚く形成した。
【００５７】
その後、第一の上部クラッド層を覆うようにフッ素を添加した石英からなる厚さ６．０μｍの第二の上部クラッド層を形成した。第二の上部クラッド層を形成後、同様に５００℃、Ｏ２雰囲気中で２時間熱処理を行った。第二の上部クラッド層も、熱処理工程を考慮して成膜してあるため、熱処理後の厚さは５．０μｍとなった。
【００５８】
第二の上部クラッド層であるフッ素添加石英膜には、その屈折率が第一の上部クラッド層の屈折率よりも小さくなるように、ＳｉＯ２にＦが含有されている。この第二の上部クラッド層は、ＴＥＯＳ、ＣＦ４、およびＯ２の混合ガスの流量を、それぞれ７、１０、１９３ｓｃｃｍとし、プラズマＣＶＤにて約２時間で成膜した。
【００５９】
第一の上部クラッド層と第二の上部クラッド層を屈折率が連続的に変化する一つの層として形成したときは次のように行った。
【００６０】
始めに、ＴＥＯＳ、ＴＭＢ、ＴＭＰ、およびＯ２の混合ガス流量をそれぞれ、１６．０、５．０、０．５、６８０ｓｃｃｍとし、プラズマＣＶＤを行った。約２時間ほどガス流量を変化させずに成膜した後、ＴＭＰのみを４時間かけて漸減し、その間、他のガスの流量を変えずに成膜を続けた。４時間後、ＴＭＰの流量が零になったところで成膜は完了した。このとき、コア上部分の上部クラッド層の厚さは、約２１μｍとなった。また、上記の成膜工程は、プラズマＣＶＤ装置のチャンバーを開放することなく、混合ガスの流量のみを調整することで行った。
【００６１】
成膜時のＴＭＰを漸減させたことにより、屈折率を上げる効果のあるＰの、上部クラッド層に占める割合が徐々に下がるため、屈折率が次第に小さくなる。
【００６２】
上部クラッド層外への光の広がりの影響を見るために、第一の上部クラッド層の屈折率（屈折率：Ｎｆ）を１．４４６、第二の上部クラッド層の屈折率を１．４４４となるように、それぞれの層の屈折率を調整した。このとき、コア上面から第二の上部クラッド層の表面までの厚さが１５μｍとなるように一定に保ちながら、第二の上部クラッド層の厚さのみを変え、直線導波路の損失の変化を測定した。
【００６３】
その結果を図４のＬ７に示す。損失の変化は、第二の上部クラッド層上に吸収性の樹脂を塗布し、その塗布前後の直線導波路の損失を実測することで知ることができる。
【００６４】
同様に、第一の上部クラッド層の屈折率を１．４４６、第二の上部クラッド層の屈折率を１．４４１とし、その直線導波路の損失の変化を調べた。その結果を図４のＬ８に示す。
【００６５】
これらの結果によると、いずれの場合であっても、第二の上部クラッド層の厚みが０〜５μｍの範囲において、損失が徐々に小さくなることが分かる。これは、第二の上部クラッド層の屈折率が第一の上部クラッド層の屈折率よりも小さければ、光の広がりを抑えることができることを示している。
【００６６】
また、図４に示す結果によれば、第二の上部クラッド層の厚さが同じ場合、０〜５μｍの範囲において、第二の上部クラッド層の屈折率が１．４４１のときのほうが、１．４４４のときよりも損失が小さいことがわかる。これは第一の上部クラッド層の屈折率と第二の上部クラッド層の屈折率との差が大きい方が、より効率的に上部クラッド層外への光の広がりを抑えることができることを示している。
【００６７】
しかしながら、屈折率が１．４４１の場合、第二の上部クラッド層が上部クラッド層全体を占める割合が大きくなると、次第に損失が増加してしまう。これはコア近傍まで低屈折率の領域が形成されていることにより、実質的なコアとクラッド間との屈折率差が増大する結果、高次モードが生じ、損失を大きくしてしまうためであると考えられる。
【００６８】
従って、上部クラッド層を構成する第二の上部クラッド層の厚みは、コアの上面から第二の上部クラッド層の上面までの厚さの３分の１以下となるようにしなければならない。
【００６９】
以上のことより、コアの上面から第二の上部クラッド層の下面までを５μｍ以上離間させ、さらにその厚みをコアの上面から第二の上部クラッド層の上面までの厚さの３分の１以下にすればよい。こうすることによって、光導波路の伝搬特性である伝搬モード屈折率および伝搬損失共に良好な特性を達成でき、さらには上部クラッド層を必要以上に厚くする必要がなくなることから、良好な生産性を実現できる。
【００７０】
【発明の効果】
上部クラッド層を複数の層から構成し、この層を構成する第二の上部クラッド層の屈折率を、第一の上部クラッド層の屈折率よりも小さくすることにより、生産性が良好で、光伝搬特性に優れた光導波路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す光導波路の断面図である。
【図２】光導波路の光振幅分布を示す図である。
【図３】本発明の光導波路の伝搬モード屈折率の変化を示す図である。
【図４】本発明の光導波路の伝搬損失を示す図である。
【図５】本発明の光導波路を示す断面図である。
【図６】本発明の光導波路の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１０      光導波路
１００    基板
１０１    下部クラッド
１０２    コア
１０２ａ  コア膜
１０３    第一の上部クラッド層
１０４    第二の上部クラッド層
１０５    上部クラッド層
【図１】
2005043497.tif 000003
【図２】
2005043497.tif 000004
【図３】
2005043497.tif 000005
【図４】
2005043497.tif 000006
【図５】
2005043497.tif 000007
【図６】
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