光回路およびその作製方法
【課題】 光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、基板の上面または下面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、クロストークの劣化を防ぐ。
【解決手段】 基板３１上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、光導波路３７の出射方向の光軸上に、光導波路３７を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、光導波路３７と光学的に結合する第２の光導波路４０を備え傾斜面に形成された反射膜３８がミラーとなって、基板３１の上面に配置された光学素子４１へ光路変換する。
【解決手段】 基板３１上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、光導波路３７の出射方向の光軸上に、光導波路３７を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、光導波路３７と光学的に結合する第２の光導波路４０を備え傾斜面に形成された反射膜３８がミラーとなって、基板３１の上面に配置された光学素子４１へ光路変換する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光回路およびその作製方法に関し、より詳細には、光回路内の光を、基板表面または裏面に対し垂直の光路に変換する光回路およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信需要の拡大とともに、光通信システムの高度化が世界的に推進されてきた。それに伴い、光デバイスの価格競争が世界的に広がり、より安価で高性能なものが求められている。中でも、アクセス系に用いられる送受信機は、最も価格競争が激しく、性能を維持したまま如何に実装コストを削減するかが、低価格化の鍵となっている。
【０００３】
従来の送受信機において、受光素子と光導波路とは、レンズを介して光学的に結合されているので、これら光学部品の位置合わせ行う必要がある。従って、実装に多くの時間と工程が必要となり、実装コストが高い原因となっている。
【０００４】
近年、このようなレンズを介した光学的結合を用いないタイプの送受信機が、幾つか提案されている。最も低コスト化が期待されているタイプは、平面型の光回路に受光素子を直接搭載する集積型の送受信機である（例えば、特許文献１参照）。光導波路を伝搬してきた信号光を、光回路内に設けたミラーにより、光回路の上面もしくは下面に反射させ、搭載した受光素子に光を結合させる（例えば、特許文献２参照）。受光素子と光導波路端面との距離を小さくできるため、信号光の広がりを最小限に抑えることができ、結合損失を最小限にできる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２６６６２号公報
【特許文献２】特開平８−２３４０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の集積型の送受信機では、受光素子のクロストークが劣化するという問題があった。クロストークとは、受光素子で受信する信号の内、雑音に対する所望の光信号強度である。図１に、従来の集積型の送受信機の光回路を示す。例えば、石英系ガラス材料からなる光回路１０内に、光導波路１１が形成されており、光回路１０の上面には、受光素子１２が配置されている。光導波路１１を伝搬してきた信号光Ｓｉｇは、光回路内に設けたミラー１３で反射して、受光素子１２に結合される。
【０００７】
集積型の送受信機において、所望の信号光は、ミラー１３の前段にある光導波路１１を伝搬してきた光であり、光導波路１１から出射され、ミラー１３で反射された後に受光素子１２に直接入射する信号光である。しかしながら、実際の光回路では、様々な原因で光導波路以外を伝搬する漏えい光Ｌｅａｋが存在する。漏えい光Ｌｅａｋが受光素子１３に入射すると、雑音の増大につながり、受光素子１３のクロストークが劣化する。
【０００８】
このような予期しない漏えい光が存在する原因はいくつか考えられる。例えば、受信部、送信部などの複数の機能部分が同一の光回路に存在する場合、他の機能部分に配置されたミラーで乱反射された光、光回路中の曲線導波路部分において漏れた光、送信部に搭載されたレーザから漏れてきた光などが漏えい光となる。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、送受信機におけるクロストークの劣化を防ぐ光回路およびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記光導波路と光学的に結合する第２の光導波路を備え、前記ミラーは、前記傾斜面に形成された反射膜であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記第２の光導波路は、スラブ導波路であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の下面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、前記光導波路は、前記光導波路の出射方向の端面に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記ミラーは、前記傾斜面に形成された反射膜であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光回路において、前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記光導波路と光学的に結合する第２の光導波路をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面の一部に形成され、前記ミラーとなる反射膜と、前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路と光学的に結合され、前記光導波路から出射された光の残りが入射される第２の光導波路とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光回路において、前記傾斜面に形成する前記反射膜の高さを調整することにより、前記光学素子へ光路変換する光と、前記第２の光導波路に入射される光との分岐比とが決定されることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路の作製方法において、前記基板上に傾斜面を作製するための犠牲層を形成する第１工程と、前記光回路を構成する石英系材料により、下部クラッド層、コア層および第１上部クラッド層を、異方性堆積により堆積する第２工程と、前記犠牲層上に堆積された前記石英系材料を取り除く第３工程と、前記基板上に堆積された前記石英系材料をフォトリソグラフィーにより加工する第４工程と、取り除かれた前記犠牲層の周囲に堆積された傾斜面に、前記ミラーとなる反射膜をコーティングする第５工程とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の前記第１工程は、前記犠牲層を、前記下部クラッド層、前記コア層および前記第１上部クラッド層の膜厚の合計の５０％〜８０％の膜厚で形成することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の前記第３工程は、ＨＦ処理により前記犠牲層の両壁に堆積された前記石英系材料を除去する工程と、有機溶剤により前記犠牲層を溶解して、前記犠牲層と前記石英系材料とを除去する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項７、８または９に記載の光回路の作製方法において、前記基板全体を覆う第２クラッド層を堆積する第６工程をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、光導波路から出射された信号光を基板上面または基板下面へ光路変換するミラーからの漏えい光を第２の光導波路に結合させ、他の機能部分で発生した漏えい光を第２の光導波路に結合させるので、クロストークの劣化を防ぐことが可能となる。
【００２１】
また、本発明によれば、異方性堆積を用いて堆積された傾斜面に形成された反射膜をミラーとするので、平坦度の高いミラーを形成することが可能となる。さらに、エッチングやダイシング等の加工を必要とせずに、傾斜面を形成することができるので、プロセスの簡易化、作製時間の短縮、歩留まり向上、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態の光回路は、光導波路からの信号光をミラーにより基板上面に反射し、上面に搭載された光学素子へ光路変換できる構造を有する。上述したように、受光素子のクロストークを改善するために、
（１）他の受信部などの機能部分への悪影響を抑制するため、光路変換部で発生する漏えい光を抑制する。
（２）送信部などの他の機能部分で発生した漏えい光が、受光素子に入射するのを抑制する。
の２点の対策を行う。
【００２３】
図２に、本発明の一実施形態にかかる集積型の送受信機の光回路を示す。上述の対策（１）について説明する。送受信機の光回路２０内に、光導波路２１が形成されており、光回路２０の上面には、受光素子２２が配置されている。ミラー２３は、光導波路２１と受光素子２２とを光学的に結合する。ミラー２３の作製誤差等により、光導波路２１からの出射光の一部は、ミラー２３で反射されずそのまま透過し、漏えい光となる場合がある。このような漏えい光は、上述したように、他の受信部などに入射しクロストークの劣化を引き起こす他、他の導波路へ再結合し光回路の性能を劣化させる。
【００２４】
そこで、ミラー２３を挟んで、光回路２０内の光導波路２１と対向する位置に、光導波路２１と同じ高さのスラブ導波路２４を設ける。ミラー２３面で反射されずに漏えい光となった光は、スラブ導波路２４に結合される。スラブ導波路２４が無い場合、漏えい光は、図１に示したように放射光として伝搬するため、あらゆる方向に光が伝搬する。この構成によれば、スラブ導波路２４に結合させることで、漏えい光Ｌｅａｋを、放射光ではなく伝搬光として扱うことができる。
【００２５】
伝搬光として扱うことができるので、遮光剤により漏えい光を遮断したり、光回路２０の下面方向へスラブ導波路を曲げることにより、基板に漏えい光を吸収させることもできる。このようにして、スラブ導波路を設けることにより、ミラーで発生した漏えい光が、他の機能部分へ悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００２６】
上述の対策（２）について説明する。送信部などの他の機能部分で発生した漏えい光が受光素子へ入射し、クロストークが劣化することがある。そこで、図３に示したように、ミラー２３の後方から伝搬してきた漏えい光Ｌｅａｋを、スラブ導波路２４に結合させる。さらに、ミラー２３の直近に設けたスラブ導波路の曲げ部分により、漏えい光Ｌｅａｋを、光回路２０の下面方向へ光路変換して吸収させ、漏えい光Ｌｅａｋが受光素子２２に入射することを防ぐ。
【００２７】
上述の構成によれば、信号光Ｓｉｇ以外の光が受光素子２２に入射しない構造にするとともに、信号光Ｓｉｇを受光素子２２に効率良く結合させ、他の機能部分への漏えい光を発生させない構造にする。これにより、受光素子のクロストークの劣化を防ぐことができる。
【００２８】
（ミラーの作製方法）
従来のミラー作製方法は、ミラーを形成する材料を、エッチングやダイシング、レーザ加工等により加工して、ミラーとなる傾斜面を形成する。しかしながら、このような加工によって作製されたミラー面は面精度が低いため、反射効率の低下を招くという問題があった。そこで、本実施形態では、ミラー材料の堆積と同時に、ミラーとなる傾斜面が自己形成される方法を提供する。本実施形態は、ミラーを形成する面と対向する場所に、傾斜面を作製するための犠牲層を形成し、ＥＣＲ−ＣＶＤ（Electron Cyclotron Resonance − Chemical Vapor Deposition）、スパッタ法などの異方性を有する堆積方法により石英系材料を堆積する。犠牲層の上に堆積された石英系材料をリフトオフすることにより、ミラー面を形成することができる。詳細は、図４，７を参照して説明する。
【００２９】
この方法によれば、クラッド層やコア層の石英系材料を堆積すると同時に、ミラーとなる傾斜面を作製することができるため、エッチングやダイシング等の加工の必要がない。そのため、非常に面精度の優れた傾斜面を作製することができ、効率の高い光路変換用のミラーを形成することができる。また、エッチングやダイシング等の加工を必要とせずに、傾斜面を形成することができるので、プロセスの簡易化、作製時間の短縮、歩留まり向上、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
さらに、ダイシング等によるミラーの形成方法と比較して、光導波路とミラー面を近接させて作製することができるので、信号光が導波路端面から出射され受光素子に入射するまでの伝搬距離が非常に短くなる。従って、ミラーで発生する漏えい光を抑制することができ、同時に他の機能部分で発生した漏えい光が、受光素子に入射するのを防ぐことができる。
【実施例１】
【００３１】
図４に、実施例１にかかるミラーの作製方法を示す。最初に、基板３１上にミラーとなる傾斜面を形成するための犠牲層３２をパターニングする（図４（ａ））。次に、石英系ガラス材料からなる下部クラッド層３３、コア層３４、第１上部クラッド層３５の順に、異方性を有する堆積方法により堆積する（図４（ｂ））。実施例１では、異方性の強いＥＣＲ−ＣＶＤにより、犠牲層３２の両側に４５度の傾斜面を実現する。本実施例では、基板３１としてＳｉ基板または石英基板を用いる。
【００３２】
下部クラッド層３３、コア層３４、第１上部クラッド層３５の全てにおいて、４５度の傾斜面を得るために、犠牲層３２の膜厚は、下部クラッド層３３、コア層３４、第１上部クラッド層３５の膜厚の合計と同じか、またはより厚く設定した。膜厚の合計の３０％〜１００％が、犠牲層３２の膜厚として好適であるが、膜厚の合計の５０％〜８０％が最適である。なお、膜厚の合計の１０％〜２００％の範囲であっても、傾斜面を形成することができる。本実施例では、犠牲層３２としてレジストを用いる。
【００３３】
次に、犠牲層３２を取り除き、犠牲層３２上の石英系材料３６をリフトオフする（図４（ｃ））。図５に、犠牲層の上の石英系材料をリフトオフする方法を示す通常のリフトオフでは、犠牲層３２の厚さがリフトオフする石英系材料３６の厚さに比べて十分厚い必要がある。実施例１では、異方性を用いた堆積を行っているため、犠牲層３２上に堆積された石英系材料３６のうち犠牲層３２の両壁に堆積されたものは密度が低くなっている（図５（ａ））。そこで、ＨＦ１０％溶液に１０秒程度浸すＨＦ処理を行うことにより、犠牲層３２の両壁に堆積された石英系材料３６の一部のみを取り除く（図５（ｂ））。このようにして、犠牲層３２の両側に空間を設けるようにして、犠牲層３２を溶解・除去するための有機溶剤を侵入しやすくする。その結果、犠牲層３２を容易に取り除くことができ、犠牲層３２よりも厚い石英系材料３６であっても、リフトオフすることができる（図５（ｃ））。
【００３４】
その後、フォトリソグラフィーによるパターニングを行って、光導波路３７を形成する。ミラー部分についても、傾斜面を除く部分を、フォトリソグラヒィーによってパターニングして、スラブ導波路４０を形成する（図４（ｄ））。このようにして、ミラー２３を挟んで、光回路内の光導波路３１の出射方向の光軸上に、光学的に結合されるスラブ導波路２４を設ける。このとき傾斜面は、パターニングされない様に、マスクを行っておく。次に、Ａｕなどの材料を蒸着して、傾斜面に反射膜３８をコーティングする（図４（ｅ））。
【００３５】
最後に、ＣＶＤにより、第２上部クラッド層３９の埋め込みを行う（図４（ｆ））。実施例１では、反射膜３８のＡｕの融点を超えない９００度以下の低温ＣＶＤにより、第２上部クラッド層３９の埋め込みを行う。ただし、さらに高温での耐性の有する反射膜材料ならば、ＦＨＤ（火炎堆積法）等の方法で第２クラッド層３９を堆積してもよい。第２上部クラッド層３９で全体を埋め込むことにより、光導波路３７から出射された光が、反射膜３８に反射し、基板３１上面に光路変換する過程において、光の広がりを抑え、散乱損の少ない光の伝播が可能となる。
【００３６】
図６に、実施例１にかかる集積型の送受信機の光回路を示す。送受信機の光回路内に、光導波路３７が形成されており、光回路の上面には、受光素子４１が配置されている。ミラーとなる傾斜面の上の反射膜３８は、光導波路３７と受光素子４１とを光学的に結合する。反射膜３８を挟んで、光回路内の光導波路３７と対向する位置に、光導波路３７と同じ高さのスラブ導波路４０が形成されているので、ミラーで反射されずに漏えい光となった光は、スラブ導波路４０に結合される。また、スラブ導波路４０は、異方性堆積を用いて堆積された傾斜面に沿って、基板の下面方向に曲げられているので、スラブ導波路４０に結合された漏えい光を基板に吸収させることもできる
このようにして、高反射率のミラーにより、光導波路３７から出射された信号光を受光素子４１に効率良く結合させ、他の機能部分への漏えい光を発生させない構造とすることができる。また、漏えい光をスラブ導波路４０に結合させることにより、高いクロストークを有する受信機の作製を、低コストで実現することができる。
【実施例２】
【００３７】
図７に、実施例２にかかるミラーの作製方法を示す。最初に、基板５１上にミラーとなる傾斜面を形成するための犠牲層５２をパターニングする（図７（ａ））。次に、石英系ガラス材料からなる下部クラッド層５３、コア層５４、第１上部クラッド層５５の順に、異方性を有する堆積方法により堆積する（図７（ｂ））。実施例２では、異方性の強いＥＣＲ−ＣＶＤにより、犠牲層５２の両側に４５度の傾斜面を実現する。
【００３８】
下部クラッド層５３、コア層５４、第１上部クラッド層５５の全てにおいて、４５度の傾斜面を得るために、犠牲層５２の膜厚は、下部クラッド層５３、コア層５４、第１上部クラッド層５５の膜厚の合計と同じか、またはより厚く設定した。膜厚の合計の３０％〜１００％が、犠牲層３２の膜厚として好適であるが、膜厚の合計の５０％〜８０％が最適である。なお、膜厚の合計の８０％〜２００％の範囲であっても、傾斜面を形成することができる。本実施例では、犠牲層としてレジストを用いる。
【００３９】
次に、犠牲層５２を取り除き、犠牲層５２上の石英系材料５６をリフトオフする。（図７（ｃ））。リフトオフの方法は、図５に示した方法と同じである。その後、フォトリソグラフィーによるパターニングを行って、光導波路５７を形成する。ミラー部分についても、傾斜面を除く部分を、フォトリソグラヒィーによってパターニングして、光導波路６０を形成する（図７（ｄ））。このとき傾斜面は、パターニングされない様に、マスクを行っておく。次に、Ａｌ、Ａｕなどの材料を低温ＣＶＤにより、傾斜面に反射膜５８をコーティングする（図７（ｅ））。
【００４０】
最後に、ＣＶＤにより、第２上部クラッド層５９の埋め込みを行う（図７（ｆ））。埋め込みの方法は、実施例１と同じである。第２上部クラッド層５９で全体を埋め込むことにより、光導波路５７から出射された光が、反射膜５８に反射し、基板５１下面に光路変換する過程において、光の広がりを抑え、散乱損の少ない光の伝播が可能となる。
【００４１】
図８に、実施例２にかかる集積型の送受信機の光回路を示す。送受信機の光回路内に、光導波路５７が形成されており、光回路の下面には、受光素子６１が配置されている。ミラーとなる傾斜面の上の反射膜５８は、光導波路５７と受光素子６１とを光学的に結合する。また、反射膜５８を挟んで、光回路内の光導波路５７と対向する位置に、光導波路５７と同じ高さの光導波路６０が形成されている。このようにして、高反射率のミラーにより、光導波路５７から出射された信号光を受光素子６１に効率良く結合させ、他の機能部分への漏えい光を発生させない構造とすることができる。また、漏えい光を光導波路６０に結合させることにより、高いクロストークを有する受信機の作製を、低コストで実現することができる。
【実施例３】
【００４２】
図９に、実施例３にかかる集積型の送受信機の光回路を示す。光導波路から出射された信号光の一部のみを、受光素子へ入射させるタップ回路を実現する。図４に示した方法と同じく、基板７１上にミラーとなる傾斜面を形成するための犠牲層をパターニングし、石英系ガラス材料からなる下部クラッド層、コア層、第１上部クラッド層を、異方性のある堆積方法で堆積する。実施例３では、ＥＣＲ−ＣＶＤにより、犠牲層の両側に４５度の傾斜面を実現する。
【００４３】
次に、犠牲層を取り除き、犠牲層上の石英系材料をリフトオフし、フォトリソグラフィーによるパターニングを行って、光導波路７２を形成する。ミラー部分については、４５度の傾斜面のうち、コア層の上面より低いミラー部分を残すように、フォトリソグラヒィーによるパターニングを行う。パターニングによって残されたコア層の上面より低いミラー部分７５には、Ａｕなどの材料を蒸着して、傾斜面に反射膜７５をコーティングする。このミラーは、光導波路７２から出射された光の一部を受光素子へ入射させる。一方、ミラーを挟んで、光回路内の光導波路７２と対向する位置には、光導波路７２と同じ高さの光導波路７３を設ける。光導波路７３は、光導波路７２から出射された光の残りが入射される。この構成において、残されたミラー部分７４の高さにより、受光素子７７へ分岐する信号光と光導波路７３へ入射される光との分岐比を調整することができる。
【００４４】
従来の光回路では、傾斜面にコーティングする反射膜の反射率を制御することにより、分岐比を決定していた。しかしながら、傾斜面にコーティングする反射膜の反射率を正確に制御することは困難であり、光回路の歩留まりが低いという問題があった。実施例３によれば、エッチングによって残されたミラー部分７４の高さを調整することにより、分岐比を正確に制御できるので、歩留まりを向上することができる。
【００４５】
最後に、ＣＶＤにより、第２上部クラッド層７６の埋め込みを行う。埋め込みの方法は、実施例１と同じである。このようにして、信号光の一部のみを、受光素子７７へ入射させるタップ回路を含む送受信機を、低コストで実現することができる。
【００４６】
以上説明した本実施形態において、反射膜の材料としては、Ａｕ，Ａｌ，Ｗ，Ｓｉ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｇ等の金属薄膜、ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，ＴａＯ２，ＧｅＯ２、ＺｎＯ，Ａｌ２Ｏ３等の酸化膜を用いることもできる。また、反射膜のコーティング方法としては、蒸着、ＣＶＤ、スパッタ法、メッキ等の方法を用いることができる。さらに、第２上部クラッド層上部または基板下部を、光導波路側に掘り下げと、ミラーと受光素子との距離を短くすることにより、光損失の小さい光回路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるスラブ導波路の他の機能を示す断面図である。
【図４】実施例１にかかるミラーの作製方法を示す図である。
【図５】犠牲層の上の石英系材料をリフトオフする方法を示す図である。
【図６】実施例１にかかる集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【図７】実施例２にかかるミラーの作製方法を示す図である。
【図８】実施例２にかかる集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【図９】実施例３にかかる集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０，２０ 光回路内
１１，２１，３７，５７，６０，７２，７３ 光導波路
１２，２２，４１，６１，７７ 受光素子
１３，２３ ミラー
２４，４０ スラブ導波路
３１，５１，７１ 基板
３２，５２ 犠牲層
３３，５３ 下部クラッド層
３４，５４ コア層
３５，５５ 第１上部クラッド層
３６，５６ 石英系材料
３８，５８，７５ 反射膜
３９，５９，７６ 第２上部クラッド層
７４ 残されたミラー部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光回路およびその作製方法に関し、より詳細には、光回路内の光を、基板表面または裏面に対し垂直の光路に変換する光回路およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信需要の拡大とともに、光通信システムの高度化が世界的に推進されてきた。それに伴い、光デバイスの価格競争が世界的に広がり、より安価で高性能なものが求められている。中でも、アクセス系に用いられる送受信機は、最も価格競争が激しく、性能を維持したまま如何に実装コストを削減するかが、低価格化の鍵となっている。
【０００３】
従来の送受信機において、受光素子と光導波路とは、レンズを介して光学的に結合されているので、これら光学部品の位置合わせ行う必要がある。従って、実装に多くの時間と工程が必要となり、実装コストが高い原因となっている。
【０００４】
近年、このようなレンズを介した光学的結合を用いないタイプの送受信機が、幾つか提案されている。最も低コスト化が期待されているタイプは、平面型の光回路に受光素子を直接搭載する集積型の送受信機である（例えば、特許文献１参照）。光導波路を伝搬してきた信号光を、光回路内に設けたミラーにより、光回路の上面もしくは下面に反射させ、搭載した受光素子に光を結合させる（例えば、特許文献２参照）。受光素子と光導波路端面との距離を小さくできるため、信号光の広がりを最小限に抑えることができ、結合損失を最小限にできる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２６６６２号公報
【特許文献２】特開平８−２３４０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の集積型の送受信機では、受光素子のクロストークが劣化するという問題があった。クロストークとは、受光素子で受信する信号の内、雑音に対する所望の光信号強度である。図１に、従来の集積型の送受信機の光回路を示す。例えば、石英系ガラス材料からなる光回路１０内に、光導波路１１が形成されており、光回路１０の上面には、受光素子１２が配置されている。光導波路１１を伝搬してきた信号光Ｓｉｇは、光回路内に設けたミラー１３で反射して、受光素子１２に結合される。
【０００７】
集積型の送受信機において、所望の信号光は、ミラー１３の前段にある光導波路１１を伝搬してきた光であり、光導波路１１から出射され、ミラー１３で反射された後に受光素子１２に直接入射する信号光である。しかしながら、実際の光回路では、様々な原因で光導波路以外を伝搬する漏えい光Ｌｅａｋが存在する。漏えい光Ｌｅａｋが受光素子１３に入射すると、雑音の増大につながり、受光素子１３のクロストークが劣化する。
【０００８】
このような予期しない漏えい光が存在する原因はいくつか考えられる。例えば、受信部、送信部などの複数の機能部分が同一の光回路に存在する場合、他の機能部分に配置されたミラーで乱反射された光、光回路中の曲線導波路部分において漏れた光、送信部に搭載されたレーザから漏れてきた光などが漏えい光となる。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、送受信機におけるクロストークの劣化を防ぐ光回路およびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記光導波路と光学的に結合する第２の光導波路を備え、前記ミラーは、前記傾斜面に形成された反射膜であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記第２の光導波路は、スラブ導波路であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の下面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、前記光導波路は、前記光導波路の出射方向の端面に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記ミラーは、前記傾斜面に形成された反射膜であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光回路において、前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記光導波路と光学的に結合する第２の光導波路をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面の一部に形成され、前記ミラーとなる反射膜と、前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路と光学的に結合され、前記光導波路から出射された光の残りが入射される第２の光導波路とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光回路において、前記傾斜面に形成する前記反射膜の高さを調整することにより、前記光学素子へ光路変換する光と、前記第２の光導波路に入射される光との分岐比とが決定されることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路の作製方法において、前記基板上に傾斜面を作製するための犠牲層を形成する第１工程と、前記光回路を構成する石英系材料により、下部クラッド層、コア層および第１上部クラッド層を、異方性堆積により堆積する第２工程と、前記犠牲層上に堆積された前記石英系材料を取り除く第３工程と、前記基板上に堆積された前記石英系材料をフォトリソグラフィーにより加工する第４工程と、取り除かれた前記犠牲層の周囲に堆積された傾斜面に、前記ミラーとなる反射膜をコーティングする第５工程とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の前記第１工程は、前記犠牲層を、前記下部クラッド層、前記コア層および前記第１上部クラッド層の膜厚の合計の５０％〜８０％の膜厚で形成することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の前記第３工程は、ＨＦ処理により前記犠牲層の両壁に堆積された前記石英系材料を除去する工程と、有機溶剤により前記犠牲層を溶解して、前記犠牲層と前記石英系材料とを除去する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項７、８または９に記載の光回路の作製方法において、前記基板全体を覆う第２クラッド層を堆積する第６工程をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、光導波路から出射された信号光を基板上面または基板下面へ光路変換するミラーからの漏えい光を第２の光導波路に結合させ、他の機能部分で発生した漏えい光を第２の光導波路に結合させるので、クロストークの劣化を防ぐことが可能となる。
【００２１】
また、本発明によれば、異方性堆積を用いて堆積された傾斜面に形成された反射膜をミラーとするので、平坦度の高いミラーを形成することが可能となる。さらに、エッチングやダイシング等の加工を必要とせずに、傾斜面を形成することができるので、プロセスの簡易化、作製時間の短縮、歩留まり向上、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態の光回路は、光導波路からの信号光をミラーにより基板上面に反射し、上面に搭載された光学素子へ光路変換できる構造を有する。上述したように、受光素子のクロストークを改善するために、
（１）他の受信部などの機能部分への悪影響を抑制するため、光路変換部で発生する漏えい光を抑制する。
（２）送信部などの他の機能部分で発生した漏えい光が、受光素子に入射するのを抑制する。
の２点の対策を行う。
【００２３】
図２に、本発明の一実施形態にかかる集積型の送受信機の光回路を示す。上述の対策（１）について説明する。送受信機の光回路２０内に、光導波路２１が形成されており、光回路２０の上面には、受光素子２２が配置されている。ミラー２３は、光導波路２１と受光素子２２とを光学的に結合する。ミラー２３の作製誤差等により、光導波路２１からの出射光の一部は、ミラー２３で反射されずそのまま透過し、漏えい光となる場合がある。このような漏えい光は、上述したように、他の受信部などに入射しクロストークの劣化を引き起こす他、他の導波路へ再結合し光回路の性能を劣化させる。
【００２４】
そこで、ミラー２３を挟んで、光回路２０内の光導波路２１と対向する位置に、光導波路２１と同じ高さのスラブ導波路２４を設ける。ミラー２３面で反射されずに漏えい光となった光は、スラブ導波路２４に結合される。スラブ導波路２４が無い場合、漏えい光は、図１に示したように放射光として伝搬するため、あらゆる方向に光が伝搬する。この構成によれば、スラブ導波路２４に結合させることで、漏えい光Ｌｅａｋを、放射光ではなく伝搬光として扱うことができる。
【００２５】
伝搬光として扱うことができるので、遮光剤により漏えい光を遮断したり、光回路２０の下面方向へスラブ導波路を曲げることにより、基板に漏えい光を吸収させることもできる。このようにして、スラブ導波路を設けることにより、ミラーで発生した漏えい光が、他の機能部分へ悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００２６】
上述の対策（２）について説明する。送信部などの他の機能部分で発生した漏えい光が受光素子へ入射し、クロストークが劣化することがある。そこで、図３に示したように、ミラー２３の後方から伝搬してきた漏えい光Ｌｅａｋを、スラブ導波路２４に結合させる。さらに、ミラー２３の直近に設けたスラブ導波路の曲げ部分により、漏えい光Ｌｅａｋを、光回路２０の下面方向へ光路変換して吸収させ、漏えい光Ｌｅａｋが受光素子２２に入射することを防ぐ。
【００２７】
上述の構成によれば、信号光Ｓｉｇ以外の光が受光素子２２に入射しない構造にするとともに、信号光Ｓｉｇを受光素子２２に効率良く結合させ、他の機能部分への漏えい光を発生させない構造にする。これにより、受光素子のクロストークの劣化を防ぐことができる。
【００２８】
（ミラーの作製方法）
従来のミラー作製方法は、ミラーを形成する材料を、エッチングやダイシング、レーザ加工等により加工して、ミラーとなる傾斜面を形成する。しかしながら、このような加工によって作製されたミラー面は面精度が低いため、反射効率の低下を招くという問題があった。そこで、本実施形態では、ミラー材料の堆積と同時に、ミラーとなる傾斜面が自己形成される方法を提供する。本実施形態は、ミラーを形成する面と対向する場所に、傾斜面を作製するための犠牲層を形成し、ＥＣＲ−ＣＶＤ（Electron Cyclotron Resonance − Chemical Vapor Deposition）、スパッタ法などの異方性を有する堆積方法により石英系材料を堆積する。犠牲層の上に堆積された石英系材料をリフトオフすることにより、ミラー面を形成することができる。詳細は、図４，７を参照して説明する。
【００２９】
この方法によれば、クラッド層やコア層の石英系材料を堆積すると同時に、ミラーとなる傾斜面を作製することができるため、エッチングやダイシング等の加工の必要がない。そのため、非常に面精度の優れた傾斜面を作製することができ、効率の高い光路変換用のミラーを形成することができる。また、エッチングやダイシング等の加工を必要とせずに、傾斜面を形成することができるので、プロセスの簡易化、作製時間の短縮、歩留まり向上、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
さらに、ダイシング等によるミラーの形成方法と比較して、光導波路とミラー面を近接させて作製することができるので、信号光が導波路端面から出射され受光素子に入射するまでの伝搬距離が非常に短くなる。従って、ミラーで発生する漏えい光を抑制することができ、同時に他の機能部分で発生した漏えい光が、受光素子に入射するのを防ぐことができる。
【実施例１】
【００３１】
図４に、実施例１にかかるミラーの作製方法を示す。最初に、基板３１上にミラーとなる傾斜面を形成するための犠牲層３２をパターニングする（図４（ａ））。次に、石英系ガラス材料からなる下部クラッド層３３、コア層３４、第１上部クラッド層３５の順に、異方性を有する堆積方法により堆積する（図４（ｂ））。実施例１では、異方性の強いＥＣＲ−ＣＶＤにより、犠牲層３２の両側に４５度の傾斜面を実現する。本実施例では、基板３１としてＳｉ基板または石英基板を用いる。
【００３２】
下部クラッド層３３、コア層３４、第１上部クラッド層３５の全てにおいて、４５度の傾斜面を得るために、犠牲層３２の膜厚は、下部クラッド層３３、コア層３４、第１上部クラッド層３５の膜厚の合計と同じか、またはより厚く設定した。膜厚の合計の３０％〜１００％が、犠牲層３２の膜厚として好適であるが、膜厚の合計の５０％〜８０％が最適である。なお、膜厚の合計の１０％〜２００％の範囲であっても、傾斜面を形成することができる。本実施例では、犠牲層３２としてレジストを用いる。
【００３３】
次に、犠牲層３２を取り除き、犠牲層３２上の石英系材料３６をリフトオフする（図４（ｃ））。図５に、犠牲層の上の石英系材料をリフトオフする方法を示す通常のリフトオフでは、犠牲層３２の厚さがリフトオフする石英系材料３６の厚さに比べて十分厚い必要がある。実施例１では、異方性を用いた堆積を行っているため、犠牲層３２上に堆積された石英系材料３６のうち犠牲層３２の両壁に堆積されたものは密度が低くなっている（図５（ａ））。そこで、ＨＦ１０％溶液に１０秒程度浸すＨＦ処理を行うことにより、犠牲層３２の両壁に堆積された石英系材料３６の一部のみを取り除く（図５（ｂ））。このようにして、犠牲層３２の両側に空間を設けるようにして、犠牲層３２を溶解・除去するための有機溶剤を侵入しやすくする。その結果、犠牲層３２を容易に取り除くことができ、犠牲層３２よりも厚い石英系材料３６であっても、リフトオフすることができる（図５（ｃ））。
【００３４】
その後、フォトリソグラフィーによるパターニングを行って、光導波路３７を形成する。ミラー部分についても、傾斜面を除く部分を、フォトリソグラヒィーによってパターニングして、スラブ導波路４０を形成する（図４（ｄ））。このようにして、ミラー２３を挟んで、光回路内の光導波路３１の出射方向の光軸上に、光学的に結合されるスラブ導波路２４を設ける。このとき傾斜面は、パターニングされない様に、マスクを行っておく。次に、Ａｕなどの材料を蒸着して、傾斜面に反射膜３８をコーティングする（図４（ｅ））。
【００３５】
最後に、ＣＶＤにより、第２上部クラッド層３９の埋め込みを行う（図４（ｆ））。実施例１では、反射膜３８のＡｕの融点を超えない９００度以下の低温ＣＶＤにより、第２上部クラッド層３９の埋め込みを行う。ただし、さらに高温での耐性の有する反射膜材料ならば、ＦＨＤ（火炎堆積法）等の方法で第２クラッド層３９を堆積してもよい。第２上部クラッド層３９で全体を埋め込むことにより、光導波路３７から出射された光が、反射膜３８に反射し、基板３１上面に光路変換する過程において、光の広がりを抑え、散乱損の少ない光の伝播が可能となる。
【００３６】
図６に、実施例１にかかる集積型の送受信機の光回路を示す。送受信機の光回路内に、光導波路３７が形成されており、光回路の上面には、受光素子４１が配置されている。ミラーとなる傾斜面の上の反射膜３８は、光導波路３７と受光素子４１とを光学的に結合する。反射膜３８を挟んで、光回路内の光導波路３７と対向する位置に、光導波路３７と同じ高さのスラブ導波路４０が形成されているので、ミラーで反射されずに漏えい光となった光は、スラブ導波路４０に結合される。また、スラブ導波路４０は、異方性堆積を用いて堆積された傾斜面に沿って、基板の下面方向に曲げられているので、スラブ導波路４０に結合された漏えい光を基板に吸収させることもできる
このようにして、高反射率のミラーにより、光導波路３７から出射された信号光を受光素子４１に効率良く結合させ、他の機能部分への漏えい光を発生させない構造とすることができる。また、漏えい光をスラブ導波路４０に結合させることにより、高いクロストークを有する受信機の作製を、低コストで実現することができる。
【実施例２】
【００３７】
図７に、実施例２にかかるミラーの作製方法を示す。最初に、基板５１上にミラーとなる傾斜面を形成するための犠牲層５２をパターニングする（図７（ａ））。次に、石英系ガラス材料からなる下部クラッド層５３、コア層５４、第１上部クラッド層５５の順に、異方性を有する堆積方法により堆積する（図７（ｂ））。実施例２では、異方性の強いＥＣＲ−ＣＶＤにより、犠牲層５２の両側に４５度の傾斜面を実現する。
【００３８】
下部クラッド層５３、コア層５４、第１上部クラッド層５５の全てにおいて、４５度の傾斜面を得るために、犠牲層５２の膜厚は、下部クラッド層５３、コア層５４、第１上部クラッド層５５の膜厚の合計と同じか、またはより厚く設定した。膜厚の合計の３０％〜１００％が、犠牲層３２の膜厚として好適であるが、膜厚の合計の５０％〜８０％が最適である。なお、膜厚の合計の８０％〜２００％の範囲であっても、傾斜面を形成することができる。本実施例では、犠牲層としてレジストを用いる。
【００３９】
次に、犠牲層５２を取り除き、犠牲層５２上の石英系材料５６をリフトオフする。（図７（ｃ））。リフトオフの方法は、図５に示した方法と同じである。その後、フォトリソグラフィーによるパターニングを行って、光導波路５７を形成する。ミラー部分についても、傾斜面を除く部分を、フォトリソグラヒィーによってパターニングして、光導波路６０を形成する（図７（ｄ））。このとき傾斜面は、パターニングされない様に、マスクを行っておく。次に、Ａｌ、Ａｕなどの材料を低温ＣＶＤにより、傾斜面に反射膜５８をコーティングする（図７（ｅ））。
【００４０】
最後に、ＣＶＤにより、第２上部クラッド層５９の埋め込みを行う（図７（ｆ））。埋め込みの方法は、実施例１と同じである。第２上部クラッド層５９で全体を埋め込むことにより、光導波路５７から出射された光が、反射膜５８に反射し、基板５１下面に光路変換する過程において、光の広がりを抑え、散乱損の少ない光の伝播が可能となる。
【００４１】
図８に、実施例２にかかる集積型の送受信機の光回路を示す。送受信機の光回路内に、光導波路５７が形成されており、光回路の下面には、受光素子６１が配置されている。ミラーとなる傾斜面の上の反射膜５８は、光導波路５７と受光素子６１とを光学的に結合する。また、反射膜５８を挟んで、光回路内の光導波路５７と対向する位置に、光導波路５７と同じ高さの光導波路６０が形成されている。このようにして、高反射率のミラーにより、光導波路５７から出射された信号光を受光素子６１に効率良く結合させ、他の機能部分への漏えい光を発生させない構造とすることができる。また、漏えい光を光導波路６０に結合させることにより、高いクロストークを有する受信機の作製を、低コストで実現することができる。
【実施例３】
【００４２】
図９に、実施例３にかかる集積型の送受信機の光回路を示す。光導波路から出射された信号光の一部のみを、受光素子へ入射させるタップ回路を実現する。図４に示した方法と同じく、基板７１上にミラーとなる傾斜面を形成するための犠牲層をパターニングし、石英系ガラス材料からなる下部クラッド層、コア層、第１上部クラッド層を、異方性のある堆積方法で堆積する。実施例３では、ＥＣＲ−ＣＶＤにより、犠牲層の両側に４５度の傾斜面を実現する。
【００４３】
次に、犠牲層を取り除き、犠牲層上の石英系材料をリフトオフし、フォトリソグラフィーによるパターニングを行って、光導波路７２を形成する。ミラー部分については、４５度の傾斜面のうち、コア層の上面より低いミラー部分を残すように、フォトリソグラヒィーによるパターニングを行う。パターニングによって残されたコア層の上面より低いミラー部分７５には、Ａｕなどの材料を蒸着して、傾斜面に反射膜７５をコーティングする。このミラーは、光導波路７２から出射された光の一部を受光素子へ入射させる。一方、ミラーを挟んで、光回路内の光導波路７２と対向する位置には、光導波路７２と同じ高さの光導波路７３を設ける。光導波路７３は、光導波路７２から出射された光の残りが入射される。この構成において、残されたミラー部分７４の高さにより、受光素子７７へ分岐する信号光と光導波路７３へ入射される光との分岐比を調整することができる。
【００４４】
従来の光回路では、傾斜面にコーティングする反射膜の反射率を制御することにより、分岐比を決定していた。しかしながら、傾斜面にコーティングする反射膜の反射率を正確に制御することは困難であり、光回路の歩留まりが低いという問題があった。実施例３によれば、エッチングによって残されたミラー部分７４の高さを調整することにより、分岐比を正確に制御できるので、歩留まりを向上することができる。
【００４５】
最後に、ＣＶＤにより、第２上部クラッド層７６の埋め込みを行う。埋め込みの方法は、実施例１と同じである。このようにして、信号光の一部のみを、受光素子７７へ入射させるタップ回路を含む送受信機を、低コストで実現することができる。
【００４６】
以上説明した本実施形態において、反射膜の材料としては、Ａｕ，Ａｌ，Ｗ，Ｓｉ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｇ等の金属薄膜、ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，ＴａＯ２，ＧｅＯ２、ＺｎＯ，Ａｌ２Ｏ３等の酸化膜を用いることもできる。また、反射膜のコーティング方法としては、蒸着、ＣＶＤ、スパッタ法、メッキ等の方法を用いることができる。さらに、第２上部クラッド層上部または基板下部を、光導波路側に掘り下げと、ミラーと受光素子との距離を短くすることにより、光損失の小さい光回路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるスラブ導波路の他の機能を示す断面図である。
【図４】実施例１にかかるミラーの作製方法を示す図である。
【図５】犠牲層の上の石英系材料をリフトオフする方法を示す図である。
【図６】実施例１にかかる集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【図７】実施例２にかかるミラーの作製方法を示す図である。
【図８】実施例２にかかる集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【図９】実施例３にかかる集積型の送受信機の光回路を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０，２０ 光回路内
１１，２１，３７，５７，６０，７２，７３ 光導波路
１２，２２，４１，６１，７７ 受光素子
１３，２３ ミラー
２４，４０ スラブ導波路
３１，５１，７１ 基板
３２，５２ 犠牲層
３３，５３ 下部クラッド層
３４，５４ コア層
３５，５５ 第１上部クラッド層
３６，５６ 石英系材料
３８，５８，７５ 反射膜
３９，５９，７６ 第２上部クラッド層
７４ 残されたミラー部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、
前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記光導波路と光学的に結合する第２の光導波路を備え、
前記ミラーは、前記傾斜面に形成された反射膜であることを特徴とする光回路。
【請求項２】
前記第２の光導波路は、スラブ導波路であることを特徴とする請求項１に記載の光回路。
【請求項３】
基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の下面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、
前記光導波路は、前記光導波路の出射方向の端面に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、
前記ミラーは、前記傾斜面に形成された反射膜であることを特徴とする光回路。
【請求項４】
前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記光導波路と光学的に結合する第２の光導波路をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の光回路。
【請求項５】
基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、
前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面の一部に形成され、前記ミラーとなる反射膜と、
前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路と光学的に結合され、前記光導波路から出射された光の残りが入射される第２の光導波路と
を備えたことを特徴とする光回路。
【請求項６】
前記傾斜面に形成する前記反射膜の高さを調整することにより、前記光学素子へ光路変換する光と、前記第２の光導波路に入射される光との分岐比とが決定されることを特徴とする請求項５に記載の光回路。
【請求項７】
基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路の作製方法において、
前記基板上に傾斜面を作製するための犠牲層を形成する第１工程と、
前記光回路を構成する石英系材料により、下部クラッド層、コア層および第１上部クラッド層を、異方性堆積により堆積する第２工程と、
前記犠牲層上に堆積された前記石英系材料を取り除く第３工程と、
前記基板上に堆積された前記石英系材料をフォトリソグラフィーにより加工する第４工程と、
取り除かれた前記犠牲層の周囲に堆積された傾斜面に、前記ミラーとなる反射膜をコーティングする第５工程と
を備えたことを特徴とする光回路の作製方法。
【請求項８】
前記第１工程は、前記犠牲層を、前記下部クラッド層、前記コア層および前記第１上部クラッド層の膜厚の合計の５０％〜８０％の膜厚で形成することを特徴とする請求項７に記載の光回路の作製方法。
【請求項９】
前記第３工程は、ＨＦ処理により前記犠牲層の両壁に堆積された前記石英系材料を除去する工程と、有機溶剤により前記犠牲層を溶解して、前記犠牲層と前記石英系材料とを除去する工程とを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の光回路の作製方法。
【請求項１０】
前記基板全体を覆う第２クラッド層を堆積する第６工程をさらに備えたことを特徴とする請求項７、８または９に記載の光回路の作製方法。
【請求項１】
基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、
前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記光導波路と光学的に結合する第２の光導波路を備え、
前記ミラーは、前記傾斜面に形成された反射膜であることを特徴とする光回路。
【請求項２】
前記第２の光導波路は、スラブ導波路であることを特徴とする請求項１に記載の光回路。
【請求項３】
基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の下面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、
前記光導波路は、前記光導波路の出射方向の端面に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、
前記ミラーは、前記傾斜面に形成された反射膜であることを特徴とする光回路。
【請求項４】
前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面を有し、前記光導波路と光学的に結合する第２の光導波路をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の光回路。
【請求項５】
基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路において、
前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路を形成するときに異方性堆積を用いて堆積された傾斜面の一部に形成され、前記ミラーとなる反射膜と、
前記光導波路の出射方向の光軸上に、前記光導波路と光学的に結合され、前記光導波路から出射された光の残りが入射される第２の光導波路と
を備えたことを特徴とする光回路。
【請求項６】
前記傾斜面に形成する前記反射膜の高さを調整することにより、前記光学素子へ光路変換する光と、前記第２の光導波路に入射される光との分岐比とが決定されることを特徴とする請求項５に記載の光回路。
【請求項７】
基板上に形成された石英系ガラス材料からなる光回路であって、該光回路内の光導波路から出射された光の少なくとも一部を、前記基板の上面に配置された光学素子へ光路変換するミラーを含む光回路の作製方法において、
前記基板上に傾斜面を作製するための犠牲層を形成する第１工程と、
前記光回路を構成する石英系材料により、下部クラッド層、コア層および第１上部クラッド層を、異方性堆積により堆積する第２工程と、
前記犠牲層上に堆積された前記石英系材料を取り除く第３工程と、
前記基板上に堆積された前記石英系材料をフォトリソグラフィーにより加工する第４工程と、
取り除かれた前記犠牲層の周囲に堆積された傾斜面に、前記ミラーとなる反射膜をコーティングする第５工程と
を備えたことを特徴とする光回路の作製方法。
【請求項８】
前記第１工程は、前記犠牲層を、前記下部クラッド層、前記コア層および前記第１上部クラッド層の膜厚の合計の５０％〜８０％の膜厚で形成することを特徴とする請求項７に記載の光回路の作製方法。
【請求項９】
前記第３工程は、ＨＦ処理により前記犠牲層の両壁に堆積された前記石英系材料を除去する工程と、有機溶剤により前記犠牲層を溶解して、前記犠牲層と前記石英系材料とを除去する工程とを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の光回路の作製方法。
【請求項１０】
前記基板全体を覆う第２クラッド層を堆積する第６工程をさらに備えたことを特徴とする請求項７、８または９に記載の光回路の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
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【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１１９３８１（Ｐ２００６−１１９３８１Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０７４５８（Ｐ２００４−３０７４５８）
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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