JP4263552B2 - Optical material, optical amplifier and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅器のコア層の材料として好適な光学材料、該光学材料を使用した光増幅器及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、高速且つ大容量の信号伝送に石英系の光ファイバが使用されている。光ファイバは信号を伝送する際の損失が少ないものの、長距離の伝送では伝播損及び接続損等が原因で光信号が減衰する。そこで、光信号の減衰を補うために、光増幅器が必要となる。
【0003】
従来、1.55μmの波長帯の光信号の増幅には、エルビウム(Er)を石英ファイバにドープしたErドープファイバ増幅器が用いられている。しかし、石英中にErを高濃度にドープすることができないため、十分な利得を確保するためには数m〜数10mのファイバ長が必要となり、光増幅器が大きくなるという欠点がある。
【0004】
Erを高濃度にドープできるガラスとして、ビスマス系ガラスが知られている。しかし、ビスマス系ガラスにErをドープして光増幅器を作製しても、母材となるビスマス系ガラスの光学損失が大きいため、光増幅器として要求される仕様を満足することができない。
【0005】
特開2000−208851号公報(特許文献1)には、ポリマ中にユウロビウム(Eu)を導入した光学材料を用いた光増幅器が提案されている。しかし、この光増幅器は500nm〜900nmの波長帯の光信号の増幅に用いられるものであり、1.55μmの波長帯の光信号の増幅に用いることはできない。
【0006】
ポリマ中にErを導入することも考えられるが、一般的にポリマ中に希土類元素を高濃度に混合すると凝集してしまうという問題が発生し、光損失も大きくなる。また、Erは3価のイオン状態でのみ1.55μmの波長帯で発光し増幅性能を示すが、ポリマ中でイオン状態を保つことが困難であるという問題もある。
【0007】
Teem Photonics社のTechnical article (非特許文献1)には、Erを拡散させたガラスを用いた導波路型光増幅器が記載されている。しかし、この導波路型光増幅器は、材料がガラスに限定されることから、一般的に用いることが難しい。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−208851号公報
【非特許文献1】
Teem Photonics社(USA) のTechnical article (Andrew Benn 2002/3)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、Erをドープした石英ファイバにより構成されるファイバ増幅器では、ファイバ中にErを高濃度にドープすることができないためにファイバ長が数m〜数10mになり、小型化できない。また、ポリマ中にErを高濃度に導入して光増幅器を作製しようとしても、Erの凝集を回避することが難しく、且つポリマ中で3価のイオン状態を保つことが困難である。
【0010】
更に、Erを拡散させたガラスを用いた導波路型光増幅器は、材料がガラスに限定されることから、一般的に用いることが難しいという問題点がある。
【0011】
以上から、本発明の目的は、Er等の希土類元素を高濃度に混合しても凝集が発生せず、1.55μmの波長帯の光信号を増幅する光増幅器のコア層の材料として好適な光学材料を提供することである。
【0012】
また、本発明の他の目的は、比較的簡単な工程で製造することができ、小型で大きな増幅効果が得られる光増幅器及びその製造方法を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、Er等の希土類元素を高濃度に混合することができて、光学損失が小さく、1.55μmの波長帯の光信号に対し増幅性能を示す光学材料を提供すべく、種々実験検討を行った。その結果、希土類元素Mのアルコキシド(但し、Mは、Er(エルビウム)、Eu(ユウロビウム)、Pr(プラセオジム)及びY(イットリウム)のうちのいずれか1種の元素)を、下記(3)式に示すポリシランに混合して作製される光学材料が、光増幅器のコア層の材料として良好な性能を示すとの知見を得た。
【0014】
【化2】
【0015】
但し、R1 〜R4 は、Ph(フェニル基),Me(メチル基),Et(エチル基),OMe(O−メチル基),OEt(O−エチル基)又はO−Si−O(クロスリンク)である。また、R1 〜R4 は相互に異なるものでもよいし、同じでもよい。R1 〜R4 がO−Si−Oの結合を持ち、上記のポリシラン基本構造がクロスリンクしていてもよい。
【0016】
また、希土類元素Mのアルコキシド(但し、Mは、Er、Eu、Pr及びYのうちのいずれか1種の元素)を、下記(4)式に示すアルコキシドから生成される有機無機ハイブリッド材料と混合して作製される光学材料でも、同様の効果を得ることができることが判明した。本発明は、このような実験結果に基づいてなされたものである。
【0017】
R−Si(OR1 )3 …(4)
但し、Rは、(CX2 )n −CH=CHC(=O)OR2
nは、1〜3の整数
R1 は、CH3 、C2 H5 又はC3 H7
R2 は、H、CH3 、CF3 、C2 H5 又はC2 F5
Xは、H又はF。
【0018】
本発明においては、Er等の希土類元素の錯体と有機部分との間に水素結合などの結合が働くため、希土類元素をポリシラン又は有機無機ハイブリッド材料に高濃度に混合することが可能になり、希土類元素の凝集が回避される。これにより、小型で増幅効果が大きい光増幅器を製造することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の光学材料は、Er等の希土類元素のアルコキシドを所定のポリシラン又は有機無機ハイブリッド材料に混合して作製されている。また、本発明の光増幅器は、第1のクラッド層と、上述の光学材料を用いて形成されたコア層と、第2のクラッド層とが基板上にこの順に積層されて形成されてなる導波路を有している。この光増幅器では、基板上に第1及び第2のクラッド層、並びにコア層が形成されているので、基板の材質が限定されず、種々の基板を使用することができる。例えば、ガラス基板、プリント配線基板又はシリコン基板などを使用することができる。
【0020】
本発明の光増幅器は、後述の実施例1,2で示すように、予め調整した液を基板上に塗布して第1及び第2のクラッド層、並びにコア層を形成すればよいので、製造が簡単である。また、コア層に増幅作用を有する希土類元素を均一且つ高濃度に含有しているので、小型で増幅効果が大きい。
【0021】
以下、本発明に係る光学材料を用いて実際に光増幅器を製造し、その増幅率を調べた結果について説明する。
【0022】
【実施例1】
まず、コア材料を用意した。すなわち、ジフェニルジクロロシラン及びテトラクロロシランをTHF(テトラヒドロフラン)中に混合した。そして、この混合液中に更にエルビウム−(2,4−ペンタジオネート)を混合した後、ナトリウム(Na)を用いてカップリングさせることによって、分子内にエルビウム(Er)を有するポリシランを合成した。また、クラッド材料として、屈折率が1.51のエポキシ樹脂を用意した。
【0023】
次に、図1(a)に示すように、シリコン基板10の上に、クラッド材料であるエポキシ樹脂をスピンコートして、屈折率が1.51、厚さが約8μmの下部クラッド層11を形成した。
【0024】
次に、上述したコア材料を下部クラッド層11上にスピンコートした後、200℃の温度で1時間加熱することにより、屈折率が1.53、厚さが約8μmのEr混合ポリシランからなるコア層12を形成した。
【0025】
更に、コア層12上にエポキシ樹脂をスピンコートして、屈折率が1.51、厚さが約7.5〜8μmの上部クラッド層13を形成した。
【0026】
次に、上部クラッド層13の上にアルミニウム膜をスパッタ法により形成した後、フォトリソグラフィ法によりアルミニウム膜をパターニングして、図1(b)に示すように、メタルマスク14を形成した。
【0027】
次に、メタルマスク14を保護層として上部クラッド層13及びコア層12をエッチングし、更に下部クラッド層11を若干エッチングして、図1(c)に示すように、幅が約8μm、長さが約10cmの導波路18を形成した。その後、酢酸−硝酸−燐酸−水の混合液でメタルマスク14をエッチング除去した。
【0028】
次いで、図2(a)に上面図、図2(b)に側面図を示すように,導波路18の両端に光ファイバー19を光結合し、ケース30内に封入した。
【0029】
このようにして製造した光増幅器に対し、光カプラを用いて波長が980nmの励起光と波長が1.55μmの信号光とを混合し、光増幅器の導波路18に導入した。その結果、入射光のパワーが1mWであるのに対し、パワーが1.5mWの出射光が観測された。すなわち、10cmの導波路で約1.7dBの増幅効果が得られた。
【0030】
【実施例2】
まず、コア材料を用意した。すなわち、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、エルビウム−(2, 4−ペンタジオネート)及びポリ(シクロヘキシル)シランを酢酸エチルに溶解した後、水を加えて加水分解を行い、ゾルゲル液を作成した。また、クラッド材料として、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを加水分解したゾルゲル液を用意した。
【0031】
次に、図3(a)に示すように、シリコン基板10上にクラッド材料であるゾルゲル液をスピンコートし、その後200℃の温度で1時間加熱することで、屈折率が1.49、厚さが約8μmの有機無機ハイブリッド材料からなる下部クラッド層21を形成した。
【0032】
次に、下部クラッド層21の上に、上述したコア材料のゾルゲル液をスピンコートし、その後200℃の温度で加熱することによって、屈折率が1.51、厚さが約8μmのコア層22を形成した。
【0033】
次に、コア層22の上に、クラッド材料であるゾルゲル液をスピンコートして、屈折率が1.49、厚さが約8μmの有機無機ハイブリッド材料からなる上部クラッド層23を作成した。
【0034】
次に、上部クラッド層23の上にアルミニウム膜をスパッタ法により形成した後、フォトリソグラフィ法によりアルミニウム膜をパターニングして、図3(b)に示すように、メタルマスク24を形成した。
【0035】
次に、メタルマスク24を保護層として上部クラッド層23、コア層22をエッチングし、更に下部クラッド層21を若干エッチングして、図3(c)に示すように、幅が約8μm、長さが約10cmの導波路28を形成した。その後、酢酸−硝酸−燐酸−水の混合液でメタルマスク24をエッチング除去した。
【0036】
次に、導波路28に、波長が254nmのUV光を照射した後、200℃の温度でベーキング処理を施した。このUV照射及びベーキング処理により上部クラッド層23、コア層22及び下部クラッド層21の膜質が安定する。この工程は必須ではないが、光増幅効果をより確実に得るために、実施することが好ましい。
【0037】
次いで、実施例1と同様に、導波路28の両端に光ファイバーを光結合して、ケース内に封入した。
【0038】
このようにして製造した光増幅器に対し、光カプラを用いて波長が980nmの励起光と波長が1.55μmの信号光を混合し、光増幅器の導波路28に導入した。その結果、入射光のパワーが1mWであるのに対し、パワーが2.5mWの出射光が観測された。すなわち、10cmの導波路で約4dBの増幅効果が得られた。
【0039】
なお、本発明は上述した実施例1,2に限定されるものではなく、上記以外の薬品を用いて実施することも可能である。
【0040】
(付記1)希土類元素Mのアルコキシド(但し、Mは、Er、Eu、Pr及びYのうちのいずれか1種の元素)を、下記(5)式に示すポリシランに混合して作製されたことを特徴とする光学材料。
【0041】
【化3】
【0042】
但し、R1 〜R4 は、Ph(フェニル基),Me(メチル基),Et(エチル基),OMe(O−メチル基),OEt(O−エチル基)又はO−Si−O(クロスリンク)
(付記2) 希土類元素Mのアルコキシド(但し、Mは、Er、Eu、Pr及びYのうちのいずれか1種の元素)を、下記(6)式に示すアルコキシドから生成された有機無機ハイブリッド材料に混合して作製されたことを特徴とする光学材料。
R−Si(OR1 )3 …(6)
但し、Rは、(CX2 )n −CH=CHC(=O)OR2
nは、1〜3の整数
R1 は、CH3 、C2 H5 又はC3 H7
R2 は、H、CH3 、CF3 、C2 H5 又はC2 F5
Xは、H又はF。
【0043】
(付記3)コア層と、該コア層の周囲を覆うクラッド層とにより構成される光導波路を有する光増幅器において、前記コア層が付記1又は2に記載の光学材料により形成されていることを特徴とする光増幅器。
【0044】
(付記4)基板上に第1のクラッド層を形成する工程と、前記第1のクラッド層上に、付記1又は2に記載の光学材料を塗布してコア層を形成する工程と、前記コア層の上に第2のクラッド層を形成する工程と、前記第2のクラッド層及び前記コア層をパターニングして導波路を形成する工程とを有することを特徴とする光増幅器の製造方法。
【0045】
(付記5)前記第1及び第2のクラッド層、並びに前記コア層に対し、UV照射を行う工程を有することを特徴とする付記4に記載の光増幅器の製造方法。
【0046】
(付記6)前記第1及び第2のクラッド層、並びに前記コア層に対しベーキング処理を施す工程を有することを特徴とする付記5に記載の光増幅器の製造方法。
【0047】
(付記7)前記第1及び第2のクラッド層をエポキシ樹脂により形成することを特徴とする付記4に光増幅器の製造方法。
【0048】
(付記8)前記第1及び第2のクラッド層を有機無機ハイブリッド材料により形成することを特徴とする付記4に記載の光増幅器の製造方法
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学材料は、Er等の希土類元素のアルコキシドを所定のポリシラン又は有機無機ハイブリッド材料に混合して作製されているので、希土類元素をポリシラン又は有機無機ハイブリッド材料に高濃度に混合することが可能である。これにより、小型であり、且つ1.55μmの波長帯の光信号に対する増幅効果が大きい光増幅器を容易に製造することができて、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)〜(c)は実施例1に係る光増幅器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図2】図2(a)はケース内に封入した実施例1に係る光増幅器を示す上面図、図2(b)は同じくその側面図である。
【図3】図3(a)〜(c)は実施例2に係る光増幅器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
10…シリコン基板、
11,21…下部クラッド層、
12,22…コア層、
13,23…上部クラッド層、
14,24…メタルマスク、
18,28…導波路、
19…光ファイバー、
30…ケース。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical material suitable as a material for a core layer of an optical amplifier, an optical amplifier using the optical material, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, quartz optical fibers have been used for high-speed and large-capacity signal transmission. Although the optical fiber has a small loss when transmitting a signal, the optical signal is attenuated due to a propagation loss, a connection loss, and the like in long-distance transmission. Therefore, an optical amplifier is necessary to compensate for the attenuation of the optical signal.
[0003]
Conventionally, an Er-doped fiber amplifier in which erbium (Er) is doped into a quartz fiber has been used to amplify an optical signal having a wavelength band of 1.55 μm. However, since Er cannot be doped at a high concentration in quartz, a fiber length of several meters to several tens of meters is required to secure a sufficient gain, and there is a disadvantage that an optical amplifier becomes large.
[0004]
Bismuth glass is known as a glass that can be doped with Er at a high concentration. However, even if an optical amplifier is manufactured by doping Er into bismuth-based glass, the optical loss of the bismuth-based glass as a base material is large, so that the specifications required as an optical amplifier cannot be satisfied.
[0005]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-208551 (Patent Document 1) proposes an optical amplifier using an optical material in which eurobium (Eu) is introduced into a polymer. However, this optical amplifier is used to amplify an optical signal having a wavelength band of 500 nm to 900 nm, and cannot be used to amplify an optical signal having a wavelength band of 1.55 μm.
[0006]
Although it is conceivable to introduce Er into the polymer, generally, when a rare earth element is mixed in the polymer at a high concentration, a problem of aggregation occurs, and the light loss also increases. In addition, Er emits light in a wavelength band of 1.55 μm only in the trivalent ion state and exhibits amplification performance, but there is a problem that it is difficult to maintain the ion state in the polymer.
[0007]
A Teem Photonics Technical article (Non-Patent Document 1) describes a waveguide type optical amplifier using glass in which Er is diffused. However, this waveguide optical amplifier is generally difficult to use because the material is limited to glass.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-208551 A [Non-Patent Document 1]
Teem Photonics (USA) Technical article (Andrew Benn 2002/3)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a fiber amplifier composed of a quartz fiber doped with Er, the fiber length is several meters to several tens of meters because Er cannot be doped at a high concentration in the fiber, and the fiber amplifier cannot be miniaturized. Even if an optical amplifier is produced by introducing Er at a high concentration in the polymer, it is difficult to avoid the aggregation of Er and it is difficult to maintain a trivalent ion state in the polymer.
[0010]
Furthermore, a waveguide type optical amplifier using glass in which Er is diffused has a problem that it is generally difficult to use because the material is limited to glass.
[0011]
From the above, the object of the present invention is suitable as a material for a core layer of an optical amplifier that amplifies an optical signal in a wavelength band of 1.55 μm without causing aggregation even when a rare earth element such as Er is mixed at a high concentration. It is to provide an optical material.
[0012]
Another object of the present invention is to provide an optical amplifier that can be manufactured through a relatively simple process and that can provide a small amplification effect and a manufacturing method thereof.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to provide optical materials that can mix rare earth elements such as Er at a high concentration, have small optical loss, and exhibit amplification performance with respect to an optical signal in a wavelength band of 1.55 μm, An experimental study was conducted. As a result, an alkoxide of rare earth element M (where M is any one element of Er (erbium), Eu (eurobium), Pr (praseodymium) and Y (yttrium)) is represented by the following formula (3): It was found that the optical material produced by mixing with the polysilane shown in the above shows good performance as a material for the core layer of the optical amplifier.
[0014]
[Chemical formula 2]
[0015]
However, R1 to R4 are Ph (phenyl group), Me (methyl group), Et (ethyl group), OMe (O-methyl group), OEt (O-ethyl group) or O-Si-O (crosslink). It is. R1 to R4 may be different from each other or the same. R 1 to R 4 may have an O—Si—O bond, and the above polysilane basic structure may be cross-linked.
[0016]
Also, an alkoxide of rare earth element M (where M is any one element of Er, Eu, Pr and Y) is mixed with an organic-inorganic hybrid material generated from an alkoxide represented by the following formula (4) Thus, it has been found that the same effect can be obtained with the optical material produced in this way. The present invention has been made based on such experimental results.
[0017]
R-Si (OR 1 ) 3 (4)
Here, R is, (CX 2) n -CH = CHC (= O) OR 2
n is an integer of 1 to 3, R 1 is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7.
R 2 is H, CH 3 , CF 3 , C 2 H 5 or C 2 F 5
X is H or F.
[0018]
In the present invention, since a bond such as a hydrogen bond works between a rare earth element complex such as Er and an organic portion, it becomes possible to mix the rare earth element with polysilane or an organic-inorganic hybrid material at a high concentration. Aggregation of elements is avoided. As a result, an optical amplifier that is small and has a large amplification effect can be manufactured.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The optical material of the present invention is produced by mixing a rare earth element alkoxide such as Er with a predetermined polysilane or organic-inorganic hybrid material. Further, the optical amplifier of the present invention includes a first clad layer, a core layer formed using the above-described optical material, and a second clad layer laminated in this order on a substrate. It has a waveguide. In this optical amplifier, since the first and second clad layers and the core layer are formed on the substrate, the material of the substrate is not limited, and various substrates can be used. For example, a glass substrate, a printed wiring board, a silicon substrate, or the like can be used.
[0020]
The optical amplifier of the present invention can be manufactured because the first and second clad layers and the core layer may be formed by applying a liquid prepared in advance on the substrate as shown in Examples 1 and 2 to be described later. Is simple. Further, since the core layer contains a rare earth element having an amplification effect uniformly and at a high concentration, the core layer is small and has a large amplification effect.
[0021]
Hereinafter, the result of actually manufacturing an optical amplifier using the optical material according to the present invention and examining the amplification factor will be described.
[0022]
[Example 1]
First, a core material was prepared. That is, diphenyldichlorosilane and tetrachlorosilane were mixed in THF (tetrahydrofuran). Then, after further mixing erbium- (2,4-pentadionate) in the mixed solution, coupling with sodium (Na) was performed to synthesize polysilane having erbium (Er) in the molecule. . Further, an epoxy resin having a refractive index of 1.51 was prepared as a cladding material.
[0023]
Next, as shown in FIG. 1A, the lower
[0024]
Next, after spin-coating the above-mentioned core material on the lower
[0025]
Further, an epoxy resin was spin coated on the
[0026]
Next, after an aluminum film was formed on the upper clad
[0027]
Next, the upper clad
[0028]
Next, as shown in a top view in FIG. 2A and a side view in FIG. 2B,
[0029]
The optical amplifier thus manufactured was mixed with pump light having a wavelength of 980 nm and signal light having a wavelength of 1.55 μm using an optical coupler, and introduced into the
[0030]
[Example 2]
First, a core material was prepared. That is, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, erbium- (2,4-pentadionate) and poly (cyclohexyl) silane were dissolved in ethyl acetate and then hydrolyzed with water to prepare a sol-gel solution. . A sol-gel solution obtained by hydrolyzing 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane was prepared as a cladding material.
[0031]
Next, as shown in FIG. 3A, a sol-gel solution as a clad material is spin-coated on the
[0032]
Next, the above-described core material sol-gel solution is spin-coated on the lower
[0033]
Next, a sol-gel solution as a clad material was spin-coated on the
[0034]
Next, after an aluminum film was formed on the upper clad
[0035]
Next, the upper clad
[0036]
Next, the
[0037]
Next, as in Example 1, optical fibers were optically coupled to both ends of the
[0038]
The optical amplifier manufactured as described above was mixed with pump light having a wavelength of 980 nm and signal light having a wavelength of 1.55 μm using an optical coupler and introduced into the
[0039]
In addition, this invention is not limited to Example 1, 2 mentioned above, It is also possible to implement using chemicals other than the above.
[0040]
(Appendix 1) An alkoxide of rare earth element M (where M is any one element of Er, Eu, Pr and Y) mixed with polysilane represented by the following formula (5) An optical material characterized by
[0041]
[Chemical 3]
[0042]
However, R1 to R4 are Ph (phenyl group), Me (methyl group), Et (ethyl group), OMe (O-methyl group), OEt (O-ethyl group) or O-Si-O (crosslink).
(Supplementary Note 2) Organic-inorganic hybrid material produced from alkoxide of rare earth element M (where M is any one element of Er, Eu, Pr and Y) represented by the following formula (6) An optical material produced by mixing with the above.
R-Si (OR 1 ) 3 (6)
Here, R is, (CX 2) n -CH = CHC (= O) OR 2
n is an integer of 1 to 3, R 1 is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7.
R 2 is H, CH 3 , CF 3 , C 2 H 5 or C 2 F 5
X is H or F.
[0043]
(Additional remark 3) In the optical amplifier which has an optical waveguide comprised by the core layer and the clad layer which covers the circumference | surroundings of this core layer, the said core layer is formed with the optical material of Additional remark 1 or 2 A characteristic optical amplifier.
[0044]
(Additional remark 4) The process of forming a 1st clad layer on a board | substrate, The process of apply | coating the optical material of Additional remark 1 or 2 on the said 1st clad layer, and forming a core layer, The said core A method of manufacturing an optical amplifier, comprising: forming a second clad layer on the layer; and patterning the second clad layer and the core layer to form a waveguide.
[0045]
(Additional remark 5) The manufacturing method of the optical amplifier of Additional remark 4 characterized by including the process of performing UV irradiation with respect to the said 1st and 2nd clad layer and the said core layer.
[0046]
(Additional remark 6) The manufacturing method of the optical amplifier of Additional remark 5 which has the process of performing a baking process with respect to the said 1st and 2nd clad layer and the said core layer.
[0047]
(Supplementary note 7) The method for manufacturing an optical amplifier according to supplementary note 4, wherein the first and second cladding layers are formed of an epoxy resin.
[0048]
(Supplementary note 8) The method for manufacturing an optical amplifier according to supplementary note 4, wherein the first and second cladding layers are formed of an organic-inorganic hybrid material.
【The invention's effect】
As described above, the optical material of the present invention is produced by mixing a rare earth element alkoxide such as Er with a predetermined polysilane or organic-inorganic hybrid material. It is possible to mix to a concentration. As a result, an optical amplifier that is small in size and has a large amplification effect on an optical signal in the 1.55 μm wavelength band can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing a method of manufacturing an optical amplifier according to a first embodiment in the order of steps.
2A is a top view showing the optical amplifier according to the first embodiment sealed in a case, and FIG. 2B is a side view of the same. FIG.
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an optical amplifier according to a second embodiment in the order of steps.
[Explanation of symbols]
10 ... silicon substrate,
11, 21, ... lower cladding layer,
12, 22 ... Core layer,
13, 23 ... upper clad layer,
14, 24 ... Metal mask,
18, 28 ... waveguide,
19 ... Optical fiber,
30 ... Case.
Claims (2)
前記コア層が、
希土類元素Mのアルコキシド(但し、Mは、Er、Eu、Pr及びYのうちのいずれか1種の元素)を下記(1)式に示すポリシラン又は下記(2)式に示すアルコキシドから生成された有機無機ハイブリッド材料に混合して作製された光学材料により形成されていることを特徴とする光増幅器。
R−Si(OR1)3 …(2)
但し、Rは、(CX2)n−CH=CHC(=O)OR2、
nは、1〜3の整数、
R1は、CH3、C2H5又はC3H7、
R2は、H、CH3、CF3、C2H5又はC2F5、
Xは、H又はF。In an optical amplifier having an optical waveguide composed of a core layer and a cladding layer covering the periphery of the core layer,
The core layer,
Rare earth element M alkoxide (where M is any one element of Er, Eu, Pr and Y) produced from polysilane represented by the following formula (1) or alkoxide represented by the following formula (2) An optical amplifier formed of an optical material mixed with an organic-inorganic hybrid material .
R-Si (OR 1 ) 3 (2)
Here, R is, (CX 2) n -CH = CHC (= O) OR 2,
n is an integer of 1 to 3,
R 1 is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7 ,
R 2 is H, CH 3 , CF 3 , C 2 H 5 or C 2 F 5 ,
X is H or F.
前記第1のクラッド層上に、希土類元素Mのアルコキシド(但し、Mは、Er、Eu、Pr及びYのうちのいずれか1種の元素)を下記(1)式に示すポリシラン又は下記(2)式に示すアルコキシドから生成された有機無機ハイブリッド材料に混合して作成された光学材料を塗布してコア層を形成する工程と、
前記コア層の上に第2のクラッド層を形成する工程と、
前記第2のクラッド層及び前記コア層をパターニングして導波路を形成する工程とを有することを特徴とする光増幅器の製造方法。
R−Si(OR1)3 …(2)
但し、Rは、(CX2)n−CH=CHC(=O)OR2
nは、1〜3の整数、
R1は、CH3、C2H5又はC3H7。
R2は、H、CH3、CF3、C2H5又はC2F5、
Xは、H又はF。Forming a first cladding layer on the substrate;
On the first cladding layer, an alkoxide of rare earth element M (where M is any one element of Er, Eu, Pr and Y) is polysilane represented by the following formula (1) or the following (2 ) A step of forming a core layer by applying an optical material prepared by mixing with an organic-inorganic hybrid material generated from an alkoxide represented by the formula :
Forming a second cladding layer on the core layer;
And a step of patterning the second cladding layer and the core layer to form a waveguide.
R-Si (OR 1 ) 3 (2)
Here, R is, (CX 2) n -CH = CHC (= O) OR 2
n is an integer of 1 to 3,
R 1 is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7 .
R 2 is H, CH 3 , CF 3 , C 2 H 5 or C 2 F 5 ,
X is H or F.
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