(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外波長領域のフェムト秒レーザ光を石英ガラスからなる基板に集光照射し、該基板またはレーザ光導入光学系を走査し、該基板内部に高屈折領域を連続的に誘起して光導波路コアを形成した後、この光導波路コアが形成された基板を６００℃から１０００℃の温度範囲内で２時間以上加熱処理することを特徴とする光導波路部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野において用いられる光導波路部品の製造方法に関し、特に、損失を低減し、損失の偏波依存性を抑制した光導波路部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光導波路を形成するにあたり、近年フェムト秒パルスレーザ光をレンズによって、ガラス等の透明材料内部に集光照射することにより屈折率の高い領域を誘起し、これを精密ステージを用いて走査して透明材料内部に直接３次元形状の光導波路を形成する方法が提案されており、この技術が特開平９−３１１２３７号公報において開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法で作製した光導波路は伝搬損失が大きく、光導波路部品として光通信システムで用いる場合には信号光の劣化などの問題を引き起こす。また、損失の偏波依存性も大きく信号光の偏光状態によって光導波路の特性が変化するという問題点もあった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、損失を低減し、損失の偏波依存性を抑制することが可能な光導波路部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、近赤外波長領域のフェムト秒レーザ光を石英ガラスからなる基板に集光照射し、該基板またはレーザ光導入光学系を走査し、該基板内部に高屈折領域を連続的に誘起して光導波路コアを形成した後、この光導波路コアが形成された基板を６００℃から１０００℃の温度範囲内で２時間以上加熱処理することを特徴とする光導波路部品の製造方法である。
これにより、伝搬損失を低減し、伝搬損失の偏波依存性を抑制することが可能な光導波路部品の製造方法を実現することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１に、本発明の光導波路部品の製造方法において用いられる装置の一例を示す。
図１中、符号１は光源であり、符号２は光源１から送られたレーザ光である。レーザ光２は、ハーフミラー３で反射され、対物レンズ４で集光される。対物レンズ４によって集光されたレーザ光２は、導波路が形成される基板５に集光照射される。この基板５として、例えば光学研磨されたガラスが用いられるが、これに限定されるものではなく、使用波長帯域において透明であり、レーザ光の集光照射によって屈折率上昇領域を誘起することができるものであれば、石英ガラス、石英を主成分とした石英系ガラス等に限定されず、高分子樹脂等、他の材料を用いてもよい。
符号６は精密ステージであり、この精密ステージ６は、ＣＣＤカメラ７によって基板５の位置がモニタされ、この結果に基づいて位置が調整される。この精密ステージ６をＸ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向に走査することにより、レーザ光２の集光点を基板５内部で相対移動させ、光導波路として機能する連続した高屈折率領域を基板５内部に形成することによって、光導波路部品が製造される。
【０００８】
この例の光導波路部品の製造方法においては、上述した方法により、石英ガラス等からなる基板５にフェムト秒レーザを集光照射して作製した光導波路部品に対して熱処理を行うことによって、光導波路の伝搬損失及び伝搬損失の偏波依存性を低減している。なお、伝搬損失の偏波依存性とは、あらゆる偏波を伝搬させたときの伝搬損失の最大値と最小値の差として定義されるものである。
加熱処理の温度範囲は、後述するように、６００℃から１０００℃の温度範囲内とすることが好ましく、加熱処理時間は２時間以上とすることが好ましい。
【０００９】
ここでは、中心波長800nm、パルス幅170fs、繰り返し周波数200kHzのフェムト秒レーザをN.A.0.5の対物レンズ４で集光して基板５に照射し、この基板５を30μm/sで走査することによって、長さ20ｍｍの直線導波路を形成した。この条件を固定し、以下に示す条件で光導波路を作製し熱処理を行った。
以下に、その具体例を示す。
【００１０】
（実施例１）
光源１から出射したフェムト秒レーザを、対物レンズ４を用いて基板５に集光照射して光導波路を形成した。基板５内部に照射されるレーザ光の強度は85mWである。
作製した光導波路の伝搬損失と伝搬損失の偏波依存性を評価し、600℃で2時間熱処理を行った後、再度光導波路の伝搬損失と伝搬損失の偏波依存性を評価した。図２と図３に、熱処理前と熱処理後での伝搬損失と、伝搬損失の偏波依存性を示す。 熱処理前での伝搬損失は6〜9dB、熱処理前での伝搬損失の偏波依存性は0.3dBであるのに対し、600℃で２時間の熱処理後には伝搬損失は4〜5dB、伝搬損失の偏波依存性は0.1dBとなり、熱処理の効果が確認された。
【００１１】
（実施例２）
光源１から出射したフェムト秒レーザを、対物レンズ４を用いて基板５に集光照射して光導波路を形成した。基板５内部に照射されるレーザ光の強度は80ｍＷである。
作製した光導波路の伝搬損失と伝搬損失の偏波依存性を評価し、850℃で2時間熱処理を行った後、再度光導波路の伝搬損失と伝搬損失の偏波依存性を評価した。図４と図５に、熱処理前と熱処理後での伝搬損失と、伝搬損失の偏波依存性を示す。熱処理前での伝搬損失は5〜7dB、熱処理前での伝搬損失の偏波依存性は0.1〜0.2dBであるのに対して、850℃で2時間の熱処理後には伝搬損失は4〜5dB、伝搬損失の偏波依存性は0.1dBとなり、熱処理の効果が確認された。
【００１２】
（実施例３）
光源１から出射したフェムト秒レーザを、対物レンズ４を用いて基板５に集光照射して光導波路を形成した。基板５表面に照射されるレーザ光の強度は85mWである。
作製した光導波路の伝搬損失と伝搬損失の偏波依存性を評価し、1000℃で2時間熱処理を行った後、再度光導波路の伝搬損失と伝搬損失の偏波依存性を評価した。図６と図７に、熱処理前と熱処理後での伝搬損失と、伝搬損失の偏波依存性を示す。熱処理前では伝搬損失は8〜10dB、伝搬損失の偏波依存性は0.1dBであるのに対して、1000℃で2時間の熱処理後には伝搬損失は5〜6dB、伝搬損失の偏波依存性は0.05dBとなり、熱処理の効果が確認された。
【００１３】
この例の光導波路部品の製造方法によると、レーザ光２を透明材料からなる基板５に集光照射し、基板５またはレーザ光導入光学系を走査し、基板５内部に高屈折率領域を連続的に誘起して光導波路コアを形成した後、この光導波路コアが形成された基板５を一定時間加熱処理することにより、伝搬損失を低減し、伝搬損失の偏波依存性を抑制することが可能な光導波路部品の製造方法を実現することができる。
この効果は、好ましくは加熱処理の温度範囲を６００℃から１０００℃の温度範囲内とし、加熱処理時間を２時間以上とすることによって得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、レーザ光を透明材料からなる基板に集光照射し、基板またはレーザ光導入光学系を走査し、基板内部に高屈折率領域を連続的に誘起して光導波路コアを形成した後、この光導波路コアが形成された基板を一定時間加熱処理することにより、伝搬損失を低減し、伝搬損失の偏波依存性を抑制することが可能な光導波路部品の製造方法を実現することができる。
この効果は、好ましくは加熱処理の温度範囲を６００℃から１０００℃の温度範囲内とし、加熱処理時間を２時間以上とすることによって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光導波路部品の製造方法において用いられる装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の光導波路部品の製造方法において、６００℃で２時間加熱したときの伝搬損失を、熱処理前の伝搬損失と比較して示した図である。
【図３】本発明の光導波路部品の製造方法において、６００℃で２時間加熱したときの伝搬損失の偏波依存性を、熱処理前の伝搬損失の偏波依存性と比較して示した図である。
【図４】本発明の光導波路部品の製造方法において、８５０℃で２時間加熱したときの伝搬損失を、熱処理前の伝搬損失と比較して示した図である。
【図５】本発明の光導波路部品の製造方法において、８５０℃で２時間加熱したときの伝搬損失の偏波依存性を、熱処理前の伝搬損失の偏波依存性と比較して示した図である。
【図６】本発明の光導波路部品の製造方法において、１０００℃で２時間加熱したときの伝搬損失を、熱処理前の伝搬損失と比較して示した図である。
【図７】本発明の光導波路部品の製造方法において、１０００℃で２時間加熱したときの伝搬損失の偏波依存性を、熱処理前の伝搬損失の偏波依存性と比較して示した図である。
【符号の説明】
１…光源、２…レーザ光、３…ハーフミラー、４…対物レンズ、
５…基板、６…精密ステージ、７…ＣＣＤカメラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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