反射器を備えた光通信デバイスおよび光通信デバイスへの反射器の形成方法
【課題】Ａｕ薄膜層を反射面とする反射器を光学媒体に高い付着力で形成する方法を実現して低損失で高い信頼性を有する光通信デバイスを提供する。
【解決手段】本発明の光通信デバイスは、導波路チップ１の一端面に到達した光を反射して光路を折り返す反射器２を備え、該反射器２は、導波路１２を伝搬する光に対して透明な物質に、Ａｕと金属間化合物等を形成する金属を添加した材料を用いて、導波路チップ１の端面に形成した透明薄膜層２１と、該透明薄膜層２１の表面に形成したＡｕ薄膜層２２と、を有する。
【解決手段】本発明の光通信デバイスは、導波路チップ１の一端面に到達した光を反射して光路を折り返す反射器２を備え、該反射器２は、導波路１２を伝搬する光に対して透明な物質に、Ａｕと金属間化合物等を形成する金属を添加した材料を用いて、導波路チップ１の端面に形成した透明薄膜層２１と、該透明薄膜層２１の表面に形成したＡｕ薄膜層２２と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返すための反射器を備えた光通信デバイスおよび光通信デバイスへの反射器の形成方法に関し、特に、金（Ａｕ）薄膜を反射面とする反射器を高い付着力で形成するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光を用いた技術が広く用いられており、なかでも光を用いた通信技術は急激に発達している。光通信分野で用いられているデバイスは、更なる多機能化や複数の機能部の多段接続などが不可欠となっている反面、デバイスの小型化技術に対する要求も高い。
光通信デバイスの小型化に関する従来技術の１つとして、例えば図６に示すように、複数の機能デバイス部１０１，１０２を縦続接続した導波路チップ１００について、機能デバイス部１０１から出力される光をチップ端面に形成した反射器１０３で折り返して機能デバイス部１０２に送るようにすることによって、導波路チップ１００の全長を短くして小型化を図る技術が知られている。なお、図６には、機能デバイス部１０１，１０２の一例として音響光学チューナブルフィルタ（Acousto-Optic Tunable Filter：ＡＯＴＦ）を示したが、ＡＯＴＦ以外の様々な機能デバイス部を縦続接続する場合にも反射器を用いた小型化の技術は有効である。
【０００３】
上記のような光通信デバイスの小型化に利用される反射器の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）などが一般的に用いられてきた。しかしながら、Ａｌを用いた反射器は、光を反射する際に若干の吸収が生じるため、光の損失の原因となってしまうという問題点があった。また、Ａｇを用いた反射器は、反射の際の吸収が殆どないものの、酸化されやすい材料であるため、酸化に伴って反射率が低下し、光の損失が発生してしまうという欠点があった。
【０００４】
一方、Ａｕを用いた反射器は、赤外領域において反射による光の吸収がないため低損失の反射器を形成することができ、また、Ａｕは酸化による劣化がないため安定した反射特性が得られるという利点がある。しかしながら、導波路チップの端面にＡｕ薄膜を直接成膜した反射器は、導波路チップに対するＡｕ薄膜の付着力が弱いため剥離しやすいという問題点があった。
【０００５】
導波路チップの端面に対するＡｕ薄膜の付着力を向上させるための従来技術としては、チップ端面とＡｕ薄膜との間に、チタン（Ｔｉ）などの金属薄膜を下地層として形成する方法が知られている。また、前述の図６に示したような光通信デバイスの小型化に利用される反射器とは用途が異なるが、大出力レーザ用ミラーや赤外線ヒータ用反射鏡などについて、Ａｕ薄膜の下地層として酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の薄膜を形成する方法もある（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平１１−３０７８４５号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、Ｔｉなどの金属薄膜を下地層としてＡｕ薄膜の付着力向上を図る従来技術については、導波路チップの端面から出射される光が下地層を介してＡｕ薄膜に到達することになるため、下地層が反射面として機能するようになり、Ａｕ薄膜におけるミラー効果が失われてしまうという問題点がある。また、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３の薄膜を下地層とする従来技術を光通信デバイス用の反射器に応用した場合、導波路チップの端面から出射される光に対してＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３の薄膜は透明であるため下地層が反射面として機能することはないが、これらの薄膜に対するＡｕ薄膜の付着力は十分ではなく、長期の信頼性を確保し得るレベルまでＡｕ薄膜の剥離の問題を解決することは難しい。
【０００７】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、Ａｕ薄膜層を反射面とする反射器を光学媒体に高い付着力で形成する方法を実現して低損失で高い信頼性を有する光通信デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため本発明は、光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明層と、該透明層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする。
また、光が伝搬する光学媒体と、該光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返す反射器と、を備えた光通信デバイスにおいて、前記反射器は、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明薄膜層と、該透明薄膜層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属、または、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属とするのが好ましい。
上記のような構成の光通信デバイスでは、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した透明材料を用いて光学媒体の端面に形成した透明薄膜層がＡｕ薄膜層の下地層となる。透明薄膜層は、光学媒体を伝搬する光に対して実質的に透明であるので反射面として機能することはなく、Ａｕ薄膜層が光学媒体の端面からの光の反射面となるため、反射器での光の損失が殆ど発生しなくなる。また、透明薄膜層とＡｕ薄膜層の界面付近では、透明薄膜層に添加された金属とＡｕが化学結合して金属間化合物や全率固溶体などが形成され、その結合力よって透明薄膜層に対するＡｕ薄膜層の付着力が向上するようになる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように本発明によれば、酸化による劣化がないＡｕ薄膜層を反射面とし、光の損失が殆ど発生しない反射器を、光学媒体に高い付着力で形成することができるようになるため、低損失で高い信頼性を有する光通信デバイスを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明の第１実施形態による光通信デバイスの主要部分の構成を示す平面図である。
図１において、本光通信デバイスは、例えば、光学媒体としての導波路チップ１と、該導波路チップ１の一端面に形成された反射器２と、を備える。
【００１２】
導波路チップ１は、光学基板１１に形成された導波路１２を有し、該導波路１２が上述の図６に示した場合と同様にして光学基板１１の端面で折り返されることでチップサイズの小型化が図られている。光学基板１１の材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、平面光回路（Planer Light-wave Circuit：ＰＬＣ）に用いられる酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、または、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系若しくはインジウムリン（ＩｎＰ）系等の光半導体デバイスなどを使用することが可能である。
【００１３】
反射器２は、透明薄膜層２１および金（Ａｕ）薄膜層２２からなる。透明薄膜層２１は、導波路チップ１を伝搬する光に対して透明な物質に、Ａｕと化学結合する金属を添加した材料を用いて、上記光学基板１１の導波路１２が折り返される端面に形成されている。Ａｕ薄膜層２２は、光学基板１１の端面に形成され透明薄膜層２１の表面に形成されている。
【００１４】
具体的に、ここでは上記の透明薄膜層２１の材料として、例えば、光通信に利用される一般的な光の波長に対して高い透過率を有する酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に、Ａｕと金属間化合物を形成する金属を添加したものを使用する。Ａｕと金属間化合物を形成する金属としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、水銀（Ｈｇ）などがあり、これらの金属のうちの少なくとも１つがＳｉＯ２に添加される。ＳｉＯ２に添加される金属の種類および濃度は、金属間化合物の形成によるＡｕ薄膜層２２の付着力向上効果と、導波路チップ１を伝搬する光に対する透明薄膜層２１の透過率とを考慮して設定される。すなわち、金属の添加濃度を高くするほど、金属間化合物が形成されやすくなるのでＡｕ薄膜層２２の付着力を強くすることができるが、金属の添加濃度の上昇により透明薄膜層２１の透過率が低下して、反射器２における光損失は増加してしまう。このため、導波路チップ１を伝搬する光に対して透明薄膜層２１が実質的に透明となる範囲内で金属の添加濃度をより高くすることにより、低損失で付着力の強い反射器２を形成することが可能になる。具体的な一例を挙げておくと、ＳｉＯ２に対してＩｎおよびＳｎを６０ｗｔ％（重量パーセント）の濃度で添加した材料は、図２に示すように光通信に利用される一般的な光波長に対して略１００％の透過率が得られるため、透明薄膜層２１を形成するのに好適である。ただし、本発明で用いる透明薄膜層２１の材料が上記の具体例に限定されることを意味するものではない。
【００１５】
上記のような構成の光通信デバイスでは、導波路チップ１の導波路１２内を伝搬する光は、反射器２の形成された基板端面に到達すると透明薄膜層２１を通過してＡｕ薄膜層２２で反射され、該反射光が透明薄膜層２１を介して導波路チップ１の導波路１２に戻される。このとき、透明薄膜層２１は、導波路チップ１からの光に対して高い透過率を有しているため反射面として機能するようなことはない。一方、Ａｕ薄膜層２２は、０．６μｍ以上の波長領域の光に対して高い反射率を有しており、光通信に利用される一般的な光に対して全反射ミラーとして機能する。また、透明薄膜層２１とＡｕ薄膜層２２の界面付近では、透明薄膜層２１に添加された金属とＡｕの間で化合物が形成されており、この金属間化合物の結合力により透明薄膜層２１に対するＡｕ薄膜層２２の付着力が向上する。なお、導波路チップ１の端面に対する透明薄膜層２１の付着力は、透明薄膜層２１に対するＡｕ薄膜層２２の付着力よりも更に強い。
【００１６】
したがって、上記のような第１実施形態によれば、酸化による劣化がないＡｕ薄膜層２２を反射面とし、かつ、光の損失が殆ど発生しない反射器２を導波路チップ１の端面に高い付着力で形成することができるようになる。これにより、低損失で高い信頼性を有する小型の光通信デバイスを提供することが可能になる。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００１７】
第２実施形態の光通信デバイスは、前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様に、導波路チップ１の端面に対して、透明薄膜層２１およびＡｕ薄膜層２２からなる反射器２を形成したものであって、第１実施形態の構成と相違する点は、透明薄膜層２１の材料としてＳｉＯ２に添加される金属を、Ａｕと全率固溶体を形成する金属とした点である。
Ａｕと全率固溶体を形成する金属としては、例えば、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）などがあり、これらの金属のうちの少なくとも１つがＳｉＯ２に添加される。ＳｉＯ２に添加される金属の種類および濃度は、第１実施形態の場合と同様に、Ａｕ薄膜層２２の付着力向上効果と、透明薄膜層２１の透過率とを考慮して設定される。
【００１８】
上記のような材料を用いて透明薄膜層２１が形成されることで、該透明薄膜層２１とＡｕ薄膜層２２の界面付近でＡｕとＡｇまたはＰｔの全率固溶体が形成されるようになり、この全率固溶体の結合力により透明薄膜層２１に対するＡｕ薄膜層２２の付着力が向上する。よって、ＳｉＯ２に対してＡｕと全率固溶体を形成する金属を添加した材料を用いて透明薄膜層２１を形成するようにしても、前述した第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の光通信デバイスは、前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様に、導波路チップ１の端面に対して、透明薄膜層２１およびＡｕ薄膜層２２からなる反射器２を形成したものであって、第１実施形態の構成と相違する点は、透明薄膜層２１の材料としてＳｉＯ２に添加される金属を、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール（＝−１５０キロカロリー）以下の金属とした点である。
【００２０】
酸化物生成自由エネルギーは、酸素に対する金属の反応性を表しており、その値が小さな金属ほど、即ち酸化しやすい金属ほど界面結合が大きくなる。Ａｕ薄膜層２２との界面結合を考えた場合、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下となる金属が透明薄膜層２１に含まれるようにすることで、Ａｕとの間の金属結合が形成されやすくなる。酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）などがあり、これらの金属のうちの少なくとも１つがＳｉＯ２に添加される。なお、Ｔｉの酸化物生成自由エネルギーは、−８．６×１０５ジュール（−２０４キロカロリー）、Ｃｒの酸化物生成自由エネルギーは、−１０．５×１０５ジュール（−２５０キロカロリー）、Ｍｏの酸化物生成自由エネルギーは、−６．８１０５ジュール（−１６２キロカロリー）である。ＳｉＯ２に添加される金属の種類および濃度は、第１実施形態の場合と同様に、Ａｕ薄膜層２２の付着力向上効果と、透明薄膜層２１の透過率とを考慮して設定される。
【００２１】
上記のような材料を用いて透明薄膜層２１が形成されることで、該透明薄膜層２１とＡｕ薄膜層２２の界面付近で形成される金属結合により透明薄膜層２１に対するＡｕ薄膜層２２の付着力が向上する。よって、ＳｉＯ２に対して酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属を添加した材料を用いて透明薄膜層２１を形成するようにしても、前述した第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
なお、上述した第１〜第３実施形態では、透明薄膜層２１の形成に用いる主材料としてＳｉＯ２を使用する一例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの透明材料を使用することも可能である。
また、光学基板１１に導波路１２が形成された導波路チップ１の端面に反射器２が形成される構成例を示したが、例えば図３に示すように、特定の導波路が形成されていない光学媒体１’の端面に反射器２を形成して、光学媒体１’内を前記端面に向けて伝搬する光を、反射器２のＡｕ薄膜層２２で反射して伝搬方向を折り返すようにしてもよい。上記のような導波路が形成されていない光学媒体１’の具体例としては、光学結晶や半導体レーザチップ、スラブ導波路基板などがある。
【００２３】
次に、上述した第１〜第３実施形態の光通信デバイスの具体的な応用例について説明する。
図４は、２段構成の音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）に本発明を適用した一例を示す平面図である。
図４において、導波路チップ１には第１機能デバイス部１０Ａおよび第２機能デバイス部１０Ｂが形成されている。各機能デバイス部１０Ａ，１０Ｂは、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板１１に形成されたマッハツェンダ型導波路１２Ａ，１２Ｂと、基板１１上に弾性表面波（surface acoustic wave：ＳＡＷ）を発生させる交差指電極（interdigital transducer：ＩＤＴ）１３Ａ，１３Ｂと、各ＩＤＴ１３Ａ，１３Ｂで発生したＳＡＷを導波路１２Ａ，１２Ｂに沿って伝搬させるＳＡＷガイド１４Ａ，１４Ｂと、を有する。機能デバイス部１０Ａの出力と機能デバイス部１０Ｂの入力の間を繋ぐ導波路は基板１１の一端面で折り返されており、該端面の導波路が位置する付近に透明薄膜層２１およびＡｕ薄膜層２２からなる反射器２が形成されている。
【００２４】
上記のような構成のＡＯＴＦでは、波長の異なる複数の光信号を多重化したＷＤＭ光が機能デバイス部１０Ａに入力されマッハツェンダ型導波路１２Ａの各アームを伝搬する。このとき、ＩＤＴ１３Ａには所要の周波数のＲＦ信号が印加され、該ＲＦ信号に応じて発生するＳＡＷがＳＡＷガイド１４Ａにより各アームに沿って伝搬し、このＳＡＷの音響光学効果によって、ＲＦ信号の周波数に対応した波長の光信号がＷＤＭ光から選択されて機能デバイス部１０Ａから出力される。機能デバイス部１０Ａの出力光は、導波路を伝搬して基板端面に到達し、反射器２の透明薄膜層２１を通過してＡｕ薄膜層２２で反射される。Ａｕ薄膜層２２で反射された光は透明薄膜層２１を通過して出力側の機能デバイス部１０Ｂに送られ、入力側の機能デバイス部１０Ａと同様に、ＩＤＴ１３Ｂに印加されるＲＦ信号の周波数に対応した波長の光信号が選択されて機能デバイス部１０Ｂから出力される。
【００２５】
図５は、上記の図４に示した２段構成のＡＯＴＦを更に応用して波長選択スイッチを構成した一例を示す平面図である。なお、２段構成のＡＯＴＦを用いた波長選択スイッチの基本的な構成は、例えば特表２００３−５０８７９５号公報で公知であるため、ここではその概略を説明することにする。
図５に示した波長選択スイッチの構成例では、第１および第２機能デバイス部１０Ａ，１０Ｂの間を接続する導波路だけでなく、図４の構成において未使用ポートとなっていた第１機能デバイス部１０Ａの出力および第２機能デバイス部１０Ｂの入力にそれぞれ繋がる導波路も基板１１の一端面まで伸長され、該端面の各々の導波路が位置する範囲を含むように反射器２が形成されている。また、導波路チップ１の入出力ポートには光サーキュレータ３１Ａ，３１Ｂが接続されており、該光サーキュレータ３１Ａ，３１Ｂを介して第１および第２機能デバイス部１０Ａ，１０ＢにＷＤＭ光が入出力される構成となっている。
【００２６】
上記のような構成の波長選択スイッチでは、例えば、図５の左上側に位置する入力ポートＩＮ１から入力されたＷＤＭ光は、光サーキュレータ３１Ａを介して第１機能デバイス部１０Ａに与えられる。第１機能デバイス部１０Ａでは、ＩＤＴ１３Ａに印加されるＲＦ信号の周波数に対応した波長の光信号が選択されて図５で下側のポートから出力され、基板端面の反射器２で反射されて第２機能デバイス部１０Ｂに送られ、第２機能デバイス部１０Ｂおよび光サーキュレータ３１Ｂを通って出力ポートＯＵＴ２から出力される。一方、第１機能デバイス部１０Ａで選択されなかった光信号は図５で上側のポートから出力され、基板端面の反射器２で反射されて第１機能デバイス部１０Ａに戻され、第１機能デバイス部１０Ａおよび光サーキュレータ３１Ａを通って出力ポートＯＵＴ１から出力される。
【００２７】
また、図５の左下側に位置する入力ポートＩＮ２から入力されたＷＤＭ光は、光サーキュレータ３１Ｂを介して第２機能デバイス部１０Ｂに与えられる。第２機能デバイス部１０Ｂでは、ＩＤＴ１３Ｂに印加されるＲＦ信号の周波数に対応した波長の光信号が選択されて図５で上側のポートから出力され、基板端面の反射器２で反射されて第１機能デバイス部１０Ａに送られ、第１機能デバイス部１０Ａおよび光サーキュレータ３１Ａを通って出力ポートＯＵＴ１から出力される。一方、第２機能デバイス部１０Ｂで選択されなかった光信号は図５で下側のポートから出力され、基板端面の反射器２で反射されて第２機能デバイス部１０Ｂに戻され、第２機能デバイス部１０Ｂおよび光サーキュレータ３１Ｂを通って出力ポートＯＵＴ２から出力される。
【００２８】
なお、図４および図５に示した応用例では、ＡＯＴＦを機能デバイス部とした一例を示したが、ＡＯＴＦ以外の様々な機能デバイス部を縦続接続する場合にも本発明は有効である。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００２９】
（付記１） 光が伝搬する光学媒体と、該光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返す反射器と、を備えた光通信デバイスにおいて、
前記反射器は、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明薄膜層と、該透明薄膜層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする光通信デバイス。
【００３０】
（付記２） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【００３１】
（付記３） 付記２に記載の光通信デバイスであって、
前記金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、水銀（Ｈｇ）および鉛（Ｐｂ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【００３２】
（付記４） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【００３３】
（付記５） 付記４に記載の光通信デバイスであって、
前記金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属は、銀（Ａｇ）および白金（Ｐｔ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【００３４】
（付記６） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【００３５】
（付記７） 付記６に記載の光通信デバイスであって、
前記酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【００３６】
（付記８） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料として用いられる、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のいずれか１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【００３７】
（付記９） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記光学媒体は、光が伝搬する導波路を形成した光学基板であり、
前記反射器は、前記光学基板の導波路が位置する端面に形成されることを特徴とする光通信デバイス。
【００３８】
（付記１０） 付記９に記載の光通信デバイスであって、
前記光学基板は、前記導波路内を伝搬する光に対して所定の処理を施す第１機能デバイス部および第２機能デバイス部を有し、
前記反射器は、前記第１機能デバイス部で処理された光を反射して前記第２機能デバイス部に与えることを特徴とする光通信デバイス。
【００３９】
（付記１１） 付記１０に記載の光通信デバイスであって、
前記第１および第２機能デバイス部は、音響光学チューナブルフィルタであることを特徴とする光通信デバイス。
【００４０】
（付記１２）
光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明層と、
該透明層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする光通信デバイス。
【００４１】
（付記１３） 光学媒体内を光が伝搬する光通信デバイスに対して、前記光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返すための反射器を形成する方法であって、
前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に透明薄膜層を形成し、
該形成した透明薄膜層の表面に金（Ａｕ）薄膜層を形成することを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４２】
（付記１４） 付記１３に記載の方法であって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４３】
（付記１５） 付記１４に記載の方法であって、
前記金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、水銀（Ｈｇ）および鉛（Ｐｂ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４４】
（付記１６） 付記１３に記載の方法であって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４５】
（付記１７） 付記１６に記載の方法であって、
前記金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属は、銀（Ａｇ）および白金（Ｐｔ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４６】
（付記１８） 付記１３に記載の方法であって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属であることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４７】
（付記１９） 付記１８に記載の方法であって、
前記酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４８】
（付記２０） 付記１３に記載の方法であって、
前記透明薄膜層の材料として用いられる、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のいずれか１つであることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による光通信デバイスの主要部分の構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の透明薄膜層について光波長に対する透過率の一例を示す図である。
【図３】本発明による光通信デバイスの主要部分の他の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明を適用した２段構成のＡＯＴＦの一例を示す平面図である。
【図５】図４のＡＯＴＦを応用した波長選択スイッチの構成例を示す平面図である。
【図６】反射器を利用して光通信デバイスの小型化を図る従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…導波路チップ
２…反射器
１０Ａ，１０Ｂ…機能デバイス部
１１…光学基板
１２，１２Ａ，１２Ｂ…導波路
１３Ａ，１３Ｂ…ＩＤＴ
１４Ａ，１４Ｂ…ＳＡＷガイド
２１…透明薄膜層
２２…Ａｕ薄膜層
３１Ａ，３１Ｂ…光サーキュレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返すための反射器を備えた光通信デバイスおよび光通信デバイスへの反射器の形成方法に関し、特に、金（Ａｕ）薄膜を反射面とする反射器を高い付着力で形成するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光を用いた技術が広く用いられており、なかでも光を用いた通信技術は急激に発達している。光通信分野で用いられているデバイスは、更なる多機能化や複数の機能部の多段接続などが不可欠となっている反面、デバイスの小型化技術に対する要求も高い。
光通信デバイスの小型化に関する従来技術の１つとして、例えば図６に示すように、複数の機能デバイス部１０１，１０２を縦続接続した導波路チップ１００について、機能デバイス部１０１から出力される光をチップ端面に形成した反射器１０３で折り返して機能デバイス部１０２に送るようにすることによって、導波路チップ１００の全長を短くして小型化を図る技術が知られている。なお、図６には、機能デバイス部１０１，１０２の一例として音響光学チューナブルフィルタ（Acousto-Optic Tunable Filter：ＡＯＴＦ）を示したが、ＡＯＴＦ以外の様々な機能デバイス部を縦続接続する場合にも反射器を用いた小型化の技術は有効である。
【０００３】
上記のような光通信デバイスの小型化に利用される反射器の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）などが一般的に用いられてきた。しかしながら、Ａｌを用いた反射器は、光を反射する際に若干の吸収が生じるため、光の損失の原因となってしまうという問題点があった。また、Ａｇを用いた反射器は、反射の際の吸収が殆どないものの、酸化されやすい材料であるため、酸化に伴って反射率が低下し、光の損失が発生してしまうという欠点があった。
【０００４】
一方、Ａｕを用いた反射器は、赤外領域において反射による光の吸収がないため低損失の反射器を形成することができ、また、Ａｕは酸化による劣化がないため安定した反射特性が得られるという利点がある。しかしながら、導波路チップの端面にＡｕ薄膜を直接成膜した反射器は、導波路チップに対するＡｕ薄膜の付着力が弱いため剥離しやすいという問題点があった。
【０００５】
導波路チップの端面に対するＡｕ薄膜の付着力を向上させるための従来技術としては、チップ端面とＡｕ薄膜との間に、チタン（Ｔｉ）などの金属薄膜を下地層として形成する方法が知られている。また、前述の図６に示したような光通信デバイスの小型化に利用される反射器とは用途が異なるが、大出力レーザ用ミラーや赤外線ヒータ用反射鏡などについて、Ａｕ薄膜の下地層として酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の薄膜を形成する方法もある（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平１１−３０７８４５号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、Ｔｉなどの金属薄膜を下地層としてＡｕ薄膜の付着力向上を図る従来技術については、導波路チップの端面から出射される光が下地層を介してＡｕ薄膜に到達することになるため、下地層が反射面として機能するようになり、Ａｕ薄膜におけるミラー効果が失われてしまうという問題点がある。また、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３の薄膜を下地層とする従来技術を光通信デバイス用の反射器に応用した場合、導波路チップの端面から出射される光に対してＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３の薄膜は透明であるため下地層が反射面として機能することはないが、これらの薄膜に対するＡｕ薄膜の付着力は十分ではなく、長期の信頼性を確保し得るレベルまでＡｕ薄膜の剥離の問題を解決することは難しい。
【０００７】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、Ａｕ薄膜層を反射面とする反射器を光学媒体に高い付着力で形成する方法を実現して低損失で高い信頼性を有する光通信デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため本発明は、光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明層と、該透明層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする。
また、光が伝搬する光学媒体と、該光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返す反射器と、を備えた光通信デバイスにおいて、前記反射器は、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明薄膜層と、該透明薄膜層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属、または、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属とするのが好ましい。
上記のような構成の光通信デバイスでは、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した透明材料を用いて光学媒体の端面に形成した透明薄膜層がＡｕ薄膜層の下地層となる。透明薄膜層は、光学媒体を伝搬する光に対して実質的に透明であるので反射面として機能することはなく、Ａｕ薄膜層が光学媒体の端面からの光の反射面となるため、反射器での光の損失が殆ど発生しなくなる。また、透明薄膜層とＡｕ薄膜層の界面付近では、透明薄膜層に添加された金属とＡｕが化学結合して金属間化合物や全率固溶体などが形成され、その結合力よって透明薄膜層に対するＡｕ薄膜層の付着力が向上するようになる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように本発明によれば、酸化による劣化がないＡｕ薄膜層を反射面とし、光の損失が殆ど発生しない反射器を、光学媒体に高い付着力で形成することができるようになるため、低損失で高い信頼性を有する光通信デバイスを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明の第１実施形態による光通信デバイスの主要部分の構成を示す平面図である。
図１において、本光通信デバイスは、例えば、光学媒体としての導波路チップ１と、該導波路チップ１の一端面に形成された反射器２と、を備える。
【００１２】
導波路チップ１は、光学基板１１に形成された導波路１２を有し、該導波路１２が上述の図６に示した場合と同様にして光学基板１１の端面で折り返されることでチップサイズの小型化が図られている。光学基板１１の材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、平面光回路（Planer Light-wave Circuit：ＰＬＣ）に用いられる酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、または、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系若しくはインジウムリン（ＩｎＰ）系等の光半導体デバイスなどを使用することが可能である。
【００１３】
反射器２は、透明薄膜層２１および金（Ａｕ）薄膜層２２からなる。透明薄膜層２１は、導波路チップ１を伝搬する光に対して透明な物質に、Ａｕと化学結合する金属を添加した材料を用いて、上記光学基板１１の導波路１２が折り返される端面に形成されている。Ａｕ薄膜層２２は、光学基板１１の端面に形成され透明薄膜層２１の表面に形成されている。
【００１４】
具体的に、ここでは上記の透明薄膜層２１の材料として、例えば、光通信に利用される一般的な光の波長に対して高い透過率を有する酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に、Ａｕと金属間化合物を形成する金属を添加したものを使用する。Ａｕと金属間化合物を形成する金属としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、水銀（Ｈｇ）などがあり、これらの金属のうちの少なくとも１つがＳｉＯ２に添加される。ＳｉＯ２に添加される金属の種類および濃度は、金属間化合物の形成によるＡｕ薄膜層２２の付着力向上効果と、導波路チップ１を伝搬する光に対する透明薄膜層２１の透過率とを考慮して設定される。すなわち、金属の添加濃度を高くするほど、金属間化合物が形成されやすくなるのでＡｕ薄膜層２２の付着力を強くすることができるが、金属の添加濃度の上昇により透明薄膜層２１の透過率が低下して、反射器２における光損失は増加してしまう。このため、導波路チップ１を伝搬する光に対して透明薄膜層２１が実質的に透明となる範囲内で金属の添加濃度をより高くすることにより、低損失で付着力の強い反射器２を形成することが可能になる。具体的な一例を挙げておくと、ＳｉＯ２に対してＩｎおよびＳｎを６０ｗｔ％（重量パーセント）の濃度で添加した材料は、図２に示すように光通信に利用される一般的な光波長に対して略１００％の透過率が得られるため、透明薄膜層２１を形成するのに好適である。ただし、本発明で用いる透明薄膜層２１の材料が上記の具体例に限定されることを意味するものではない。
【００１５】
上記のような構成の光通信デバイスでは、導波路チップ１の導波路１２内を伝搬する光は、反射器２の形成された基板端面に到達すると透明薄膜層２１を通過してＡｕ薄膜層２２で反射され、該反射光が透明薄膜層２１を介して導波路チップ１の導波路１２に戻される。このとき、透明薄膜層２１は、導波路チップ１からの光に対して高い透過率を有しているため反射面として機能するようなことはない。一方、Ａｕ薄膜層２２は、０．６μｍ以上の波長領域の光に対して高い反射率を有しており、光通信に利用される一般的な光に対して全反射ミラーとして機能する。また、透明薄膜層２１とＡｕ薄膜層２２の界面付近では、透明薄膜層２１に添加された金属とＡｕの間で化合物が形成されており、この金属間化合物の結合力により透明薄膜層２１に対するＡｕ薄膜層２２の付着力が向上する。なお、導波路チップ１の端面に対する透明薄膜層２１の付着力は、透明薄膜層２１に対するＡｕ薄膜層２２の付着力よりも更に強い。
【００１６】
したがって、上記のような第１実施形態によれば、酸化による劣化がないＡｕ薄膜層２２を反射面とし、かつ、光の損失が殆ど発生しない反射器２を導波路チップ１の端面に高い付着力で形成することができるようになる。これにより、低損失で高い信頼性を有する小型の光通信デバイスを提供することが可能になる。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００１７】
第２実施形態の光通信デバイスは、前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様に、導波路チップ１の端面に対して、透明薄膜層２１およびＡｕ薄膜層２２からなる反射器２を形成したものであって、第１実施形態の構成と相違する点は、透明薄膜層２１の材料としてＳｉＯ２に添加される金属を、Ａｕと全率固溶体を形成する金属とした点である。
Ａｕと全率固溶体を形成する金属としては、例えば、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）などがあり、これらの金属のうちの少なくとも１つがＳｉＯ２に添加される。ＳｉＯ２に添加される金属の種類および濃度は、第１実施形態の場合と同様に、Ａｕ薄膜層２２の付着力向上効果と、透明薄膜層２１の透過率とを考慮して設定される。
【００１８】
上記のような材料を用いて透明薄膜層２１が形成されることで、該透明薄膜層２１とＡｕ薄膜層２２の界面付近でＡｕとＡｇまたはＰｔの全率固溶体が形成されるようになり、この全率固溶体の結合力により透明薄膜層２１に対するＡｕ薄膜層２２の付着力が向上する。よって、ＳｉＯ２に対してＡｕと全率固溶体を形成する金属を添加した材料を用いて透明薄膜層２１を形成するようにしても、前述した第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の光通信デバイスは、前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様に、導波路チップ１の端面に対して、透明薄膜層２１およびＡｕ薄膜層２２からなる反射器２を形成したものであって、第１実施形態の構成と相違する点は、透明薄膜層２１の材料としてＳｉＯ２に添加される金属を、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール（＝−１５０キロカロリー）以下の金属とした点である。
【００２０】
酸化物生成自由エネルギーは、酸素に対する金属の反応性を表しており、その値が小さな金属ほど、即ち酸化しやすい金属ほど界面結合が大きくなる。Ａｕ薄膜層２２との界面結合を考えた場合、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下となる金属が透明薄膜層２１に含まれるようにすることで、Ａｕとの間の金属結合が形成されやすくなる。酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）などがあり、これらの金属のうちの少なくとも１つがＳｉＯ２に添加される。なお、Ｔｉの酸化物生成自由エネルギーは、−８．６×１０５ジュール（−２０４キロカロリー）、Ｃｒの酸化物生成自由エネルギーは、−１０．５×１０５ジュール（−２５０キロカロリー）、Ｍｏの酸化物生成自由エネルギーは、−６．８１０５ジュール（−１６２キロカロリー）である。ＳｉＯ２に添加される金属の種類および濃度は、第１実施形態の場合と同様に、Ａｕ薄膜層２２の付着力向上効果と、透明薄膜層２１の透過率とを考慮して設定される。
【００２１】
上記のような材料を用いて透明薄膜層２１が形成されることで、該透明薄膜層２１とＡｕ薄膜層２２の界面付近で形成される金属結合により透明薄膜層２１に対するＡｕ薄膜層２２の付着力が向上する。よって、ＳｉＯ２に対して酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属を添加した材料を用いて透明薄膜層２１を形成するようにしても、前述した第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
なお、上述した第１〜第３実施形態では、透明薄膜層２１の形成に用いる主材料としてＳｉＯ２を使用する一例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの透明材料を使用することも可能である。
また、光学基板１１に導波路１２が形成された導波路チップ１の端面に反射器２が形成される構成例を示したが、例えば図３に示すように、特定の導波路が形成されていない光学媒体１’の端面に反射器２を形成して、光学媒体１’内を前記端面に向けて伝搬する光を、反射器２のＡｕ薄膜層２２で反射して伝搬方向を折り返すようにしてもよい。上記のような導波路が形成されていない光学媒体１’の具体例としては、光学結晶や半導体レーザチップ、スラブ導波路基板などがある。
【００２３】
次に、上述した第１〜第３実施形態の光通信デバイスの具体的な応用例について説明する。
図４は、２段構成の音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）に本発明を適用した一例を示す平面図である。
図４において、導波路チップ１には第１機能デバイス部１０Ａおよび第２機能デバイス部１０Ｂが形成されている。各機能デバイス部１０Ａ，１０Ｂは、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板１１に形成されたマッハツェンダ型導波路１２Ａ，１２Ｂと、基板１１上に弾性表面波（surface acoustic wave：ＳＡＷ）を発生させる交差指電極（interdigital transducer：ＩＤＴ）１３Ａ，１３Ｂと、各ＩＤＴ１３Ａ，１３Ｂで発生したＳＡＷを導波路１２Ａ，１２Ｂに沿って伝搬させるＳＡＷガイド１４Ａ，１４Ｂと、を有する。機能デバイス部１０Ａの出力と機能デバイス部１０Ｂの入力の間を繋ぐ導波路は基板１１の一端面で折り返されており、該端面の導波路が位置する付近に透明薄膜層２１およびＡｕ薄膜層２２からなる反射器２が形成されている。
【００２４】
上記のような構成のＡＯＴＦでは、波長の異なる複数の光信号を多重化したＷＤＭ光が機能デバイス部１０Ａに入力されマッハツェンダ型導波路１２Ａの各アームを伝搬する。このとき、ＩＤＴ１３Ａには所要の周波数のＲＦ信号が印加され、該ＲＦ信号に応じて発生するＳＡＷがＳＡＷガイド１４Ａにより各アームに沿って伝搬し、このＳＡＷの音響光学効果によって、ＲＦ信号の周波数に対応した波長の光信号がＷＤＭ光から選択されて機能デバイス部１０Ａから出力される。機能デバイス部１０Ａの出力光は、導波路を伝搬して基板端面に到達し、反射器２の透明薄膜層２１を通過してＡｕ薄膜層２２で反射される。Ａｕ薄膜層２２で反射された光は透明薄膜層２１を通過して出力側の機能デバイス部１０Ｂに送られ、入力側の機能デバイス部１０Ａと同様に、ＩＤＴ１３Ｂに印加されるＲＦ信号の周波数に対応した波長の光信号が選択されて機能デバイス部１０Ｂから出力される。
【００２５】
図５は、上記の図４に示した２段構成のＡＯＴＦを更に応用して波長選択スイッチを構成した一例を示す平面図である。なお、２段構成のＡＯＴＦを用いた波長選択スイッチの基本的な構成は、例えば特表２００３−５０８７９５号公報で公知であるため、ここではその概略を説明することにする。
図５に示した波長選択スイッチの構成例では、第１および第２機能デバイス部１０Ａ，１０Ｂの間を接続する導波路だけでなく、図４の構成において未使用ポートとなっていた第１機能デバイス部１０Ａの出力および第２機能デバイス部１０Ｂの入力にそれぞれ繋がる導波路も基板１１の一端面まで伸長され、該端面の各々の導波路が位置する範囲を含むように反射器２が形成されている。また、導波路チップ１の入出力ポートには光サーキュレータ３１Ａ，３１Ｂが接続されており、該光サーキュレータ３１Ａ，３１Ｂを介して第１および第２機能デバイス部１０Ａ，１０ＢにＷＤＭ光が入出力される構成となっている。
【００２６】
上記のような構成の波長選択スイッチでは、例えば、図５の左上側に位置する入力ポートＩＮ１から入力されたＷＤＭ光は、光サーキュレータ３１Ａを介して第１機能デバイス部１０Ａに与えられる。第１機能デバイス部１０Ａでは、ＩＤＴ１３Ａに印加されるＲＦ信号の周波数に対応した波長の光信号が選択されて図５で下側のポートから出力され、基板端面の反射器２で反射されて第２機能デバイス部１０Ｂに送られ、第２機能デバイス部１０Ｂおよび光サーキュレータ３１Ｂを通って出力ポートＯＵＴ２から出力される。一方、第１機能デバイス部１０Ａで選択されなかった光信号は図５で上側のポートから出力され、基板端面の反射器２で反射されて第１機能デバイス部１０Ａに戻され、第１機能デバイス部１０Ａおよび光サーキュレータ３１Ａを通って出力ポートＯＵＴ１から出力される。
【００２７】
また、図５の左下側に位置する入力ポートＩＮ２から入力されたＷＤＭ光は、光サーキュレータ３１Ｂを介して第２機能デバイス部１０Ｂに与えられる。第２機能デバイス部１０Ｂでは、ＩＤＴ１３Ｂに印加されるＲＦ信号の周波数に対応した波長の光信号が選択されて図５で上側のポートから出力され、基板端面の反射器２で反射されて第１機能デバイス部１０Ａに送られ、第１機能デバイス部１０Ａおよび光サーキュレータ３１Ａを通って出力ポートＯＵＴ１から出力される。一方、第２機能デバイス部１０Ｂで選択されなかった光信号は図５で下側のポートから出力され、基板端面の反射器２で反射されて第２機能デバイス部１０Ｂに戻され、第２機能デバイス部１０Ｂおよび光サーキュレータ３１Ｂを通って出力ポートＯＵＴ２から出力される。
【００２８】
なお、図４および図５に示した応用例では、ＡＯＴＦを機能デバイス部とした一例を示したが、ＡＯＴＦ以外の様々な機能デバイス部を縦続接続する場合にも本発明は有効である。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００２９】
（付記１） 光が伝搬する光学媒体と、該光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返す反射器と、を備えた光通信デバイスにおいて、
前記反射器は、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明薄膜層と、該透明薄膜層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする光通信デバイス。
【００３０】
（付記２） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【００３１】
（付記３） 付記２に記載の光通信デバイスであって、
前記金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、水銀（Ｈｇ）および鉛（Ｐｂ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【００３２】
（付記４） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【００３３】
（付記５） 付記４に記載の光通信デバイスであって、
前記金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属は、銀（Ａｇ）および白金（Ｐｔ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【００３４】
（付記６） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【００３５】
（付記７） 付記６に記載の光通信デバイスであって、
前記酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【００３６】
（付記８） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料として用いられる、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のいずれか１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【００３７】
（付記９） 付記１に記載の光通信デバイスであって、
前記光学媒体は、光が伝搬する導波路を形成した光学基板であり、
前記反射器は、前記光学基板の導波路が位置する端面に形成されることを特徴とする光通信デバイス。
【００３８】
（付記１０） 付記９に記載の光通信デバイスであって、
前記光学基板は、前記導波路内を伝搬する光に対して所定の処理を施す第１機能デバイス部および第２機能デバイス部を有し、
前記反射器は、前記第１機能デバイス部で処理された光を反射して前記第２機能デバイス部に与えることを特徴とする光通信デバイス。
【００３９】
（付記１１） 付記１０に記載の光通信デバイスであって、
前記第１および第２機能デバイス部は、音響光学チューナブルフィルタであることを特徴とする光通信デバイス。
【００４０】
（付記１２）
光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明層と、
該透明層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする光通信デバイス。
【００４１】
（付記１３） 光学媒体内を光が伝搬する光通信デバイスに対して、前記光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返すための反射器を形成する方法であって、
前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に透明薄膜層を形成し、
該形成した透明薄膜層の表面に金（Ａｕ）薄膜層を形成することを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４２】
（付記１４） 付記１３に記載の方法であって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４３】
（付記１５） 付記１４に記載の方法であって、
前記金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、水銀（Ｈｇ）および鉛（Ｐｂ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４４】
（付記１６） 付記１３に記載の方法であって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４５】
（付記１７） 付記１６に記載の方法であって、
前記金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属は、銀（Ａｇ）および白金（Ｐｔ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４６】
（付記１８） 付記１３に記載の方法であって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属であることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４７】
（付記１９） 付記１８に記載の方法であって、
前記酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【００４８】
（付記２０） 付記１３に記載の方法であって、
前記透明薄膜層の材料として用いられる、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のいずれか１つであることを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による光通信デバイスの主要部分の構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の透明薄膜層について光波長に対する透過率の一例を示す図である。
【図３】本発明による光通信デバイスの主要部分の他の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明を適用した２段構成のＡＯＴＦの一例を示す平面図である。
【図５】図４のＡＯＴＦを応用した波長選択スイッチの構成例を示す平面図である。
【図６】反射器を利用して光通信デバイスの小型化を図る従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…導波路チップ
２…反射器
１０Ａ，１０Ｂ…機能デバイス部
１１…光学基板
１２，１２Ａ，１２Ｂ…導波路
１３Ａ，１３Ｂ…ＩＤＴ
１４Ａ，１４Ｂ…ＳＡＷガイド
２１…透明薄膜層
２２…Ａｕ薄膜層
３１Ａ，３１Ｂ…光サーキュレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が伝搬する光学媒体と、該光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返す反射器と、を備えた光通信デバイスにおいて、
前記反射器は、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明薄膜層と、該透明薄膜層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする光通信デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の光通信デバイスであって、
前記金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、水銀（Ｈｇ）および鉛（Ｐｂ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の光通信デバイスであって、
前記酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料として用いられる、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のいずれか１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記光学媒体は、光が伝搬する導波路を形成した光学基板であり、
前記反射器は、前記光学基板の導波路が位置する端面に形成されることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項９】
光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明層と、
該透明層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする光通信デバイス。
【請求項１０】
光学媒体内を光が伝搬する光通信デバイスに対して、前記光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返すための反射器を形成する方法であって、
前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に透明薄膜層を形成し、
該形成した透明薄膜層の表面に金（Ａｕ）薄膜層を形成することを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【請求項１】
光が伝搬する光学媒体と、該光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返す反射器と、を備えた光通信デバイスにおいて、
前記反射器は、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明薄膜層と、該透明薄膜層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする光通信デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の光通信デバイスであって、
前記金（Ａｕ）と金属間化合物を形成する金属は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、水銀（Ｈｇ）および鉛（Ｐｂ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料に添加される金属は、酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属であることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の光通信デバイスであって、
前記酸化物生成自由エネルギーが−６．３×１０５ジュール以下の金属は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記透明薄膜層の材料として用いられる、前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のいずれか１つであることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載の光通信デバイスであって、
前記光学媒体は、光が伝搬する導波路を形成した光学基板であり、
前記反射器は、前記光学基板の導波路が位置する端面に形成されることを特徴とする光通信デバイス。
【請求項９】
光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に形成した透明層と、
該透明層の表面に形成した金（Ａｕ）薄膜層と、を有することを特徴とする光通信デバイス。
【請求項１０】
光学媒体内を光が伝搬する光通信デバイスに対して、前記光学媒体の端面に到達した光を反射して光路を折り返すための反射器を形成する方法であって、
前記光学媒体内を伝搬する光に対して透明な物質に、金（Ａｕ）と化学結合する金属を添加した材料を用いて、前記光学媒体の端面に透明薄膜層を形成し、
該形成した透明薄膜層の表面に金（Ａｕ）薄膜層を形成することを特徴とする光通信デバイスへの反射器の形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−９３８１７（Ｐ２００７−９３８１７Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８１００２（Ｐ２００５−２８１００２）
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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