平面光波導電路的制作方法
【專利摘要】本發明涉及平面光波導電路。本發明以防止從MZI泄漏的泄漏光進入抽頭用耦合器中來降低抽頭率的變動為目的。與本發明有關的平面光波導電路的特征在于，具備：包覆層；光波導，具有嵌入在包覆層中的芯；以及溝(15)，形成在包覆層中且具有反射界面(31)，所述反射界面(31)對從光波導向包覆層泄漏的泄漏光向包覆層進行全反射。通過在包覆層中形成對泄漏光進行全反射的反射界面(31)，來防止泄漏光進入抽頭用耦合器中，能夠防止抽頭率的變動。
【專利說明】平面光波導電路
[0001]本申請是申請號為200980128645.0、申請日為2009年7月29日、發明名稱為“平面光波導電路”的發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種用于光通信系統中的光學設備，特別是涉及在基板上由包覆層、和由嵌入在包覆層中的芯所形成的光波導所構成的平面光波導電路。
【背景技術】
[0003]作為用于光通信系統中的光學設備，使用搭載了光學開關等光學電路的平面光波導電路(例如參照專利文獻I以及非專利文獻I)。有在使用平面光波導電路構成的光通信系統節點的一個中使用了波長復用信號的光分插復用(R0ADM:ReconfigurabIe OpticalAdd Drop Multiplexer)方式。該方式具有在節點內只對任意的WDM信道信號在與下層網絡之間進行交換之后將全部信號向相鄰節點傳輸的功能，主要用作構成環狀網絡的方式。為了實現該功能，提出在一個模組內集成了平面光波導電路的高功能光學設備。
[0004]圖10表示現有的平面光波導電路的一個例子。從構成光學電路的MZI (Mach-Zehnder Interferometer:馬赫-曾德爾干涉儀)51輸出的光分路為兩個，其中一個輸入到抽頭用耦合器52中。輸入到抽頭用耦合器52中的光分路為兩個，其中一個作為光輸出從輸出端53a輸出，另一個作為監視器用從輸出端53b輸出。從輸出端53b輸出的光通過監視器用H) (Photo Detector:光檢測器)檢測光強度。在現有的平面光波導電路中，為了提高平面光波導電路的集成度，MZI51和抽頭用耦合器52排列在大致同一直線上。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻1:日本專利第3755762號公報
[0007]非專利文獻1:Y.Hashizume, et.al.，“Compact32_channel2X 2optical switcharray based on PLC technology for OADM systems”，EC0C2003，M03-5-4
【發明內容】
[0008](發明要解決的問題)
[0009]以往，由于抽頭用耦合器與MZI排列在大致同一直線上，所以從MZI的芯向包覆層泄漏的泄漏光進入抽頭用耦合器中，使抽頭率變動。
[0010]因此，本發明的目的在于，防止從MZI泄漏的泄漏光進入抽頭用耦合器中，降低抽頭率的變動。
[0011](用于解決問題的方案)
[0012]為了解決上述問題，與本發明有關的平面光波導電路的特征在于，具備:包覆層；光波導，具有嵌入在所述包覆層中的芯；以及溝，形成在所述包覆層中且具有反射界面，所述反射界面對從所述光波導向所述包覆層泄漏的泄漏光進行全反射。
[0013]通過在包覆層中形成對泄漏光進行全反射的反射界面，防止泄漏光進入抽頭用耦合器中，能夠降低抽頭率的變動。
[0014]在與本發明有關的平面光波導電路中，優選具備抽頭用耦合器，所述反射界面對向所述抽頭用耦合器傳輸的所述泄漏光進行全反射。
[0015]反射界面對在抽頭用耦合器中傳輸的泄漏光進行全反射，因此，能夠防止泄漏光進入抽頭用耦合器中，降低抽頭率的變動。
[0016]在與本發明有關的平面光波導電路中，優選具備多個所述溝，各個所述溝具備:入射界面，入射從其它所述溝中的所述反射界面反射的泄漏光；以及出射界面，使從所述入射界面入射到所述溝中的所述泄漏光出射到所述包覆層，其中，所述出射界面使所述泄漏光相對于所述抽頭用耦合器的軸方向以45°以上的角度出射。
[0017]有時由反射界面反射的泄漏光進入相鄰信道的抽頭用耦合器中。因此，設置有使由相鄰的溝反射的泄漏光一度取入溝中的入射界面。而且，以不進入其它抽頭用耦合器中的角度從出射界面出射。由此，能夠設為泄漏光難以進入其它信道的抽頭用耦合器中的結構。
[0018]優選地，在與本發明有關的平面光波導電路中，具備多個所述溝，各個所述溝具備:入射界面，入射從其它所述溝中的所述反射界面反射的泄漏光；以及出射界面，使從所述入射界面入射到所述溝中的所述泄漏光出射到所述包覆層，其中，所述入射界面與所述軸方向大致平行，所述入射界面和所述反射界面的角度為30°，所述反射界面和所述出射界面的角度為120°。
[0019]有時由反射界面反射的泄漏光進入相鄰信道的抽頭用耦合器中。因此，設置有使由相鄰的溝反射的泄漏光一度取入溝中的入射界面。而且，相對于入射界面的反射界面以及出射界面的角度設為30°。由此，能夠設為泄漏光難以進入其它信道的抽頭用耦合器中的結構。
[0020]在與本發明有關的平面光波導電路中，所述抽頭用耦合器的軸方向相對于所述反射界面的法線的角度優選為所述反射界面的臨界角以上90°以下。
[0021]能夠使從抽頭用耦合器的軸方向入射到抽頭用耦合器的泄漏光在反射界面全反射。
[0022]與本發明有關的平面光波導電路的特征在于，具備:包覆層；光波導，具有嵌入在所述包覆層中的芯；溝，形成在所述包覆層中；以及抽頭用耦合器，其中，所述抽頭用耦合器的軸方向相對于所述溝的第一界面的法線的角度Θ為臨界角以上。
[0023]根據本發明，能夠防止向抽頭用耦合器以淺的角度入射的泄漏光進入抽頭用耦合器中，降低抽頭率的變動。
[0024]優選地，在與本發明有關的平面光波導電路中，配置有多個所述溝，所述溝具有第二界面以及第三界面，所述第二界面與所述軸方向大致平行，所述第三界面與所述第一界面所成的角度(θ + θ。滿足數式I。
[0025]有時由反射界面反射的泄漏光進入相鄰信道的抽頭用耦合器中。因此，設置有使由相鄰的溝反射的泄漏光一度取入溝中的第二界面。而且，以不進入其它抽頭用耦合器中的角度從第三界面出射。由此，能夠設為泄漏光難以進入其它信道的抽頭用耦合器中的結構。
[0026]優選地，在與本發明有關的平面光波導電路中，所述溝具備使入射到所述溝內的泄漏光的光強度衰減的遮光材料。
[0027]能夠使從反射界面、入射界面入射的泄漏光的光強度衰減。
[0028]根據本發明，能夠防止從光電路泄漏的泄漏光進入抽頭用耦合器中，降低抽頭率的變動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是與本實施方式有關的平面光波導電路的結構概要圖。
[0030]圖2是A-A ’剖面的一個例子。
[0031]圖3是表示反射溝的一個例子的示意圖。
[0032]圖4是平面光波導電路具備多信道的MZI以及抽頭用耦合器且各信道具備反射溝時的光路的說明圖。
[0033]圖5是入射角Θ、角度以及出射角Φ的評價的一個例子。
[0034]圖6是平面光波導電路具備多信道的MZI以及抽頭用耦合器且各信道中具備反射溝時的光路的具體例。
[0035]圖7是與本實施例有關的平面光波導電路的結構概要圖。
[0036]圖8是沒有反射溝15的比較例的抽頭率。
[0037]圖9是具有反射溝15的實施例的抽頭率。
[0038]圖10是表示搭載了現有的平面光波導電路的光學模組的一個例子的框圖。
[0039]附圖標記說明
[0040]11:基板；12:MZI ;13a、13b:輸出端；14:抽頭用耦合器;15、15a、15b:反射溝；21:芯；22:包覆層；23:基板；31:反射界面；32:入射界面;33:出射界面；41 =VOAl ；42:V0A2 ；43:抽頭用耦合器；51 MZI ；52:抽頭用耦合器;53a、53b:輸出端。
【具體實施方式】
[0041]參照附圖來說明本發明的實施方式。下面所說明的實施方式是本發明的結構的例子，本發明不限于下面的實施方式。
[0042]圖1是與本實施方式有關的平面光波導電路的結構概要圖。與本實施方式有關的平面光波導電路具備:基板11、作為光學電路的MZI12、輸出端13a和13b、抽頭用耦合器14以及反射溝15，MZI12以及抽頭用耦合器14是由光波導來連接的。
[0043]平面光波導電路是例如通過下面的工序來制作的。通過使用SiCL4、GeCl4等原料氣體的火焰水解反應的石英系玻璃膜的堆積技術和反應離子蝕刻技術的組合來制作在厚度1mm、直徑6in的硅基板上具有由石英系玻璃形成的包覆層以及嵌入型芯的單模光波導，通過真空蒸鍍以及圖案化來在包覆層的表面上制作用于薄膜加熱器以及供電的電極。所制作的光波導的通常的芯尺寸為7 μ mX 7 μ m，與包覆層的相對折射率差Λ設為0.75。
[0044]輸出端13a以及13b輸出在MZI12的芯中傳輸的光。抽頭用耦合器14調整在MZI12的芯中傳輸的光的分路比，調整從輸出端13a以及13b輸出的信號電平。抽頭用耦合器14例如是波長不相關的I禹合器(WINC:ffavelength INsensitive Coupler)。輸出端13a以及13b分別連接在AWG以及PD上。
[0045]在反射溝15中，在填充MZI12與抽頭用耦合器14之間的包覆層中形成使從MZI12的芯向包覆層泄漏的泄漏光反射的反射界面31。反射溝15與包覆層的邊界中位于MZI12一側的邊界面成為作為第一界面的反射界面31。
[0046]圖2是A-A’剖面的一個例子。在基板23上層疊包覆層22以及芯21。反射溝15是通過除去包覆層22直到比芯21更深的位置為止來形成的。例如，如果包覆層22的高度HA約為60 μ m、從基板23到芯21中心為止的高度HB為46 μ m,則反射溝15的深度HC為52 μ m0優選地，反射界面31的表面光滑。因此，優選地，包覆層22的除去是通過干蝕刻來進行。
[0047]圖3是表示反射溝的一個例子的示意圖。反射溝15具有反射界面31,泄漏光對于反射界面31的入射角Θ成為反射界面31的臨界角以上。例如，抽頭用耦合器14的軸方向D相對于反射界面31的法線的角度Θ成為反射界面31的臨界角以上。如果反射溝15與包覆層的媒質為空氣和玻璃，則折射率分別為1.00和1.46，因此根據Snell法則，反射界面31的臨界角成為43°。因此，如果向反射界面31的入射角Θ為43°以上90°以下，則泄漏光全反射，能夠防止使抽頭用耦合器14中的抽頭率變動的泄漏光入射到抽頭用率禹合器14中。
[0048]圖4是平面光波導電路具備多信道的MZI和抽頭用耦合器且各信道中具備反射溝時的光路的說明圖。在這種情況下，有時由反射溝15a反射的泄漏光入射到其它反射溝15b中，光路發生改變。各個反射溝15a以及15b具備:反射界面31、作為第二界面的平行于方向D的入射界面32、以及作為第三界面的出射界面33。相對于方向D的反射界面31和出射界面33的傾斜角分別設為(90° -Θ)和(90° -Θ》。此時，泄漏光以入射角Θ入射到反射溝15a的反射界面31。從反射溝15a中的反射界面31反射的泄漏光以入射角Θ -(90° - Θ )入射到反射溝15b所具備的入射界面32。從入射界面32入射到反射溝15b的泄漏光從反射溝15b所具備的出射界面33出射到包覆層。
[0049]因為在抽頭用耦合器中以淺的角度入射的泄漏光成為問題，所以泄漏光相對于方向D的出射角Φ優選為45°以上。因此，入射界面32與軸方向大致平行，出射界面33與反射界面31所成的角度(Θ + Θ r)優選滿足出射角Φ為45°以上的條件下的數式I。當包覆層的折射率設為H1、反射溝15的折射率設為112時，泄漏光相對于方向D的出射角Φ用下式表示。
[0050][數式I]
【權利要求】
1.一種平面光波導電路，其特征在于，具備: 包覆層； 光波導，具有嵌入在所述包覆層中的芯； 溝，形成在所述包覆層中；以及 抽頭用耦合器， 所述抽頭用耦合器的軸方向相對于所述溝的第一界面的法線的角度Θ為臨界角以上。
2.根據權利要求1所述的平面光波導電路，其特征在于， 所述平面光波導電路配置有多個所述溝， 所述溝具有第二界面以及第三界面， 所述第二界面與所述軸方向大致平行， 所述第三界面與所述第一界面所成的角度(Θ + Θ J滿足下式，
3.根據權利要求1或2所述的平面光波導電路，其特征在于， 所述溝具備使入射到所述溝內的泄漏光的光強度衰減的遮光材料。
【文檔編號】G02B6/26GK103941335SQ201410194208
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2009年7月29日 優先權日:2008年7月30日
【發明者】永野充, 姬野明, 奧野將之, 內藤正彥, 土居明人, 小川大輔, 永井彰 申請人:Ntt電子股份有限公司