JPS6321881B2 - - Google Patents
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- JPS6321881B2 JPS6321881B2 JP55126018A JP12601880A JPS6321881B2 JP S6321881 B2 JPS6321881 B2 JP S6321881B2 JP 55126018 A JP55126018 A JP 55126018A JP 12601880 A JP12601880 A JP 12601880A JP S6321881 B2 JPS6321881 B2 JP S6321881B2
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光分岐回路と光フアイバとを基板上
に一体化して形成する光分岐回路の製造方法に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing an optical branch circuit in which an optical branch circuit and an optical fiber are integrally formed on a substrate.
従来のこの種の光分岐回路としては、2本以上
の光フアイバを束ね、フアイバをねじりながら
1500℃以上に加熱して融着し、更に引き伸ばして
結合器を形成する光分岐回路がある。この光分岐
回路は、フアイバを用いて容易に作製できる利点
を有するが、各フアイバの光分岐比を一様にする
のが困難であり、また、1500℃以上に光フアイバ
を加熱するため、例えば、放電加熱を行うが、そ
の場合に光分岐路作製上の再現性が悪いなどの欠
点がある。 Conventional optical branching circuits of this type bundle two or more optical fibers together and twist the fibers.
There is an optical branch circuit that is heated to 1500°C or higher to fuse and then stretch to form a coupler. This optical branching circuit has the advantage of being easily fabricated using fibers, but it is difficult to make the optical branching ratio of each fiber uniform, and since the optical fibers are heated to 1500°C or higher, e.g. , discharge heating is performed, but in this case there are drawbacks such as poor reproducibility in optical branch path fabrication.
また、全反射ミラーまたはハーフミラーを集束
形ロツドレンズ中に形成し、その集束形ロツドレ
ンズをフアイバ端に接続して光分岐回路とする従
来方法もある。この方法は、ミラーの反射率を変
えることにより光パワ分割比を任意に設定するこ
とが可能であるが、集束形ロツドレンズの光軸と
光フアイバの光軸とを一致させる工程が煩雑であ
り、しかもまた、集束形ロツドレンズおよび光フ
アイバの固定に通常接着剤を使用することに起因
して分岐特性に経時変化があるなどの欠点を有す
る。 There is also a conventional method in which a total reflection mirror or a half mirror is formed in a focusing rod lens, and the focusing rod lens is connected to the end of a fiber to form an optical branch circuit. With this method, it is possible to arbitrarily set the optical power division ratio by changing the reflectance of the mirror, but the process of aligning the optical axis of the converging rod lens with the optical axis of the optical fiber is complicated; Furthermore, there are disadvantages such as changes in branching properties over time due to the use of adhesives to fix the focusing rod lens and the optical fiber.
本発明の目的は、上述した種々の欠点を排除し
て、光フアイバと光分岐回路とを基板上に一体化
して形成する光分岐回路の製造方法を提供するこ
とにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the various drawbacks mentioned above and provide a method for manufacturing an optical branch circuit in which an optical fiber and an optical branch circuit are integrally formed on a substrate.
かかる目的を達成するために、本発明では、ガ
ラス基板上に光フアイバを固定し、更にそのガラ
ス基板上に気相反応堆積法によりガラス膜を形成
し、そのガラス膜を加工して光分岐回路を形成
し、以て、光フアイバと光分岐回路とをガラス基
板上に一体化する。 In order to achieve such an object, in the present invention, an optical fiber is fixed on a glass substrate, a glass film is further formed on the glass substrate by a vapor phase reaction deposition method, and the glass film is processed to form an optical branch circuit. Then, the optical fiber and the optical branch circuit are integrated on the glass substrate.
以下、図面について本発明を詳細に説明する。 The invention will now be explained in detail with reference to the drawings.
第1図A〜Fは本発明光分岐回路の製作工程の
一例を示す。ここで、基板として、第1図Aに示
すように、例えば、寸法50×50mm、厚さ1mmのガ
ラス板1を用意する。次に第1図Bに示すように
基板1上にフアイバを固定する溝2および3を形
成する。これら溝2および3は、例えば、次のよ
うな工程により形成することができる。まず、研
磨により表面を平滑にしたガラス基板1の表面に
Ti、Si等の金属を蒸着する。次に、蒸着面にホ
トレジストを塗布して通常の写真蝕刻法により所
望のパターンを形成し、そのレジストパターンを
マスクとして、CF4、CBrF3ガスプラズマ中で不
用な金属膜を除去する。次に、この金属膜パター
ンをマスクとしてフレオンガスプラズマ中でガラ
ス基板をリアクテイブスパツタエツチングし、所
望形状の溝を形成する。残存する金属膜はCF4、
CBrF3ガスプラズマで除去する。溝2は入射フア
イバ固定用の溝であり、フアイバ外径を2b、フ
アイバコア直径を2aとすると、この溝の深さは
(b−a)、幅は2√2−2であることが望まし
い。溝3は出射フアイバ固定用の溝であり、深さ
は(b−a)、幅はほぼ(n−1)2b+2√2−
a2であることが望ましい。ここでnは出射フアイ
バの本数である。また、入射フアイバ固定用の溝
2と出射フアイバ固定用の溝3とは適当な間隔で
設置するものとする。 FIGS. 1A to 1F show an example of the manufacturing process of the optical branch circuit of the present invention. Here, as shown in FIG. 1A, a glass plate 1 having, for example, dimensions of 50×50 mm and a thickness of 1 mm is prepared as a substrate. Next, as shown in FIG. 1B, grooves 2 and 3 for fixing the fibers are formed on the substrate 1. These grooves 2 and 3 can be formed, for example, by the following process. First, on the surface of the glass substrate 1 whose surface has been made smooth by polishing,
Deposit metals such as Ti and Si. Next, a photoresist is applied to the deposition surface to form a desired pattern by ordinary photolithography, and using the resist pattern as a mask, unnecessary metal films are removed in CF 4 and CBrF 3 gas plasma. Next, using this metal film pattern as a mask, the glass substrate is subjected to reactive sputter etching in Freon gas plasma to form grooves of a desired shape. The remaining metal film is CF 4 ,
Remove with CBrF3 gas plasma. Groove 2 is a groove for fixing the input fiber, and if the outer diameter of the fiber is 2b and the diameter of the fiber core is 2a, the depth of this groove is preferably ( ba ) and the width is 2√2-2 . Groove 3 is a groove for fixing the output fiber, and has a depth of (ba) and a width of approximately (n-1)2b+ 2√2-
A 2 is desirable. Here, n is the number of output fibers. Further, the groove 2 for fixing the input fiber and the groove 3 for fixing the output fiber are installed at appropriate intervals.
次に、第1図Cに示すように、溝2に入射フア
イバ4を、溝3に出射フアイバ5をそれぞれ配設
して固定する。固定する方法として、例えば、放
電加熱またはCO2レーザ光の照射により光フアイ
バ4,5とガラス基板1とを融着する方法を用い
ることができる。 Next, as shown in FIG. 1C, the input fiber 4 is placed in the groove 2, and the output fiber 5 is placed in the groove 3 and fixed. As a fixing method, for example, a method of fusing the optical fibers 4 and 5 and the glass substrate 1 by discharge heating or irradiation with CO 2 laser light can be used.
次の工程は、入射フアイバ4から出射された光
を出射フアイバ5に分割するための導波路を製作
する工程である。かかる導波路のコアを形成する
にあたつては、ガラス基板1より高い屈折率を持
つガラス材料を、入出射フアイバ4および5が固
定された基板表面に堆積させる。この工程は、コ
アとなるガラス原料を処理して得られたコア形成
用ガラス微粒子を基板1上に堆積し、これを透明
ガラス化することにより行われる。すなわち、上
述した入出射フアイバ4および5を有する基板1
を反応容器内に設置し、約600〜1100℃の温度に
加熱する。コアガラス原料となるSiCl4、GeCl4、
TiCl4、PCl3、BBr3等を酸素と共に反応容器内に
導入し、約1000〜1400℃に加熱して反応させてコ
ア形成用ガラス微粒子を形成し、これらのガラス
微粒子を基板1上に堆積させる。次に、反応容器
からガラス微粒子が堆積した基板1を取り出して
グラフアイトおよびジルコニア等の耐火性材料で
作られた表面が平滑な基板台上に固定して載置
し、この基板1を、気泡発生防止のため、He雰
囲気中で加熱する。加熱温度が約1300〜1600℃の
範囲でガラス微粒子は透明ガラス化し、第1図D
に示すように、基板1の表面はコアガラス層6′
で覆われる。 The next step is to fabricate a waveguide for splitting the light emitted from the input fiber 4 into the output fiber 5. In forming the core of such a waveguide, a glass material having a higher refractive index than the glass substrate 1 is deposited on the surface of the substrate to which the input and output fibers 4 and 5 are fixed. This step is performed by depositing core-forming glass particles obtained by processing a glass raw material that will become a core on the substrate 1, and converting the glass particles into transparent glass. That is, the substrate 1 having the above-described input and output fibers 4 and 5
is placed in a reaction vessel and heated to a temperature of approximately 600-1100°C. SiCl 4 , GeCl 4 , which becomes the core glass raw material,
TiCl 4 , PCl 3 , BBr 3 , etc. are introduced into a reaction vessel together with oxygen, heated to approximately 1000 to 1400°C to react, and form glass particles for core formation, and these glass particles are deposited on the substrate 1. let Next, the substrate 1 on which the glass particles have been deposited is taken out from the reaction vessel, fixed and placed on a substrate table with a smooth surface made of a fire-resistant material such as graphite and zirconia, and the substrate 1 is To prevent generation, heat in He atmosphere. When the heating temperature ranges from about 1300 to 1600℃, the glass particles become transparent vitrified, as shown in Figure 1D.
As shown in , the surface of the substrate 1 is covered with a core glass layer 6'.
covered with
次いで、コアガラス層6′のうち、光分岐用導
波路のコアガラス6以外の基板表面に形成された
不要なコアガラスは、第1図Eに示すように、上
述したところと同様のフレオンガスプラズマ中で
リアクテイブスパツタエツチングにより除去され
る。このエツチング用マスクとしては、KOH溶
液等により異方性エツチングされたSi結晶基板を
利用できる。分岐用導波路幅としては、ほぼ(n
−1)2b+2√2−2であることが望ましい。 Next, unnecessary core glass formed on the substrate surface other than the core glass 6 of the optical branching waveguide in the core glass layer 6' is treated with Freon gas similar to that described above, as shown in FIG. 1E. Removed by reactive sputter etching in plasma. As this etching mask, a Si crystal substrate anisotropically etched with a KOH solution or the like can be used. The branching waveguide width is approximately (n
−1) 2b+2√ 2 − 2 is desirable.
コアガラス6の上部は露出しているので、導波
路形成のために、その露出したコアガラス6の平
面上にクラツドガラスを形成する必要がある。ク
ラツドを形成するにあたつては、上述した露出し
たコアガラス6を有する基板1の表面にクラツド
を形成するガラス微粒子を堆積し、これを透明ガ
ラス化する。すなわち、基板1の表面に、コアガ
ラス6より低い軟化温度を有するガラス材料を用
い、コアガラス6の場合と同様の手法により、第
1図Fに示すように、クラツドを形成するガラス
材料7を被着させる。この場合、形成されるクラ
ツドガラスの屈折率を下げるため、ガラス原料以
外に適当なドーパント、例えば、SiF4、BF3、
SF6を反応容器内に導入してクラツドを形成する
ガラス微粒子を上述したコア形成の場合と同様に
して基板1上に堆積し、この基板1を取り出して
約800〜1200℃に加熱してガラス微粒子を透明ガ
ラス化する。この場合には、比較的低温で透明ガ
ラス化するので、コアガラス6の部分の変形は起
こらない。以上の工程により光フアイバが装着さ
れた光分岐回路が形成される。 Since the upper part of the core glass 6 is exposed, it is necessary to form clad glass on the exposed plane of the core glass 6 in order to form a waveguide. In forming the cladding, glass fine particles forming the cladding are deposited on the surface of the substrate 1 having the exposed core glass 6 described above, and this is made into transparent glass. That is, a glass material having a softening temperature lower than that of the core glass 6 is used on the surface of the substrate 1, and the glass material 7 forming the cladding is formed as shown in FIG. to cover. In this case, in order to lower the refractive index of the clad glass to be formed, suitable dopants such as SiF 4 , BF 3 ,
SF 6 is introduced into the reaction vessel to deposit the glass particles forming the cladding on the substrate 1 in the same manner as in the core formation described above, and the substrate 1 is taken out and heated to approximately 800 to 1200°C to form glass particles. Turn fine particles into transparent glass. In this case, since the glass becomes transparent at a relatively low temperature, the core glass 6 is not deformed. Through the above steps, an optical branch circuit equipped with an optical fiber is formed.
なお、以上では、入射フアイバが1本、出射フ
アイバが5本の場合について本発明を説明してき
たが、任意所望の本数の入射フアイバおよび出射
フアイバの場合でも同様な工程により光分岐回路
を製作することができ、本発明を実施するにあた
つてフアイバ本数については特に限定するもので
はない。また、分岐用導波路の側面または途中に
回折格子を挿入すれば、光分岐回路は出射特性に
波長選択性を付加することができる。 Although the present invention has been described above for the case where there is one input fiber and five output fibers, the optical branching circuit can be manufactured by the same process even when using any desired number of input fibers and output fibers. The number of fibers is not particularly limited when implementing the present invention. Further, by inserting a diffraction grating on the side surface or in the middle of the branching waveguide, the optical branching circuit can add wavelength selectivity to the output characteristics.
以上説明したように、本発明光分岐回路の製造
方法には次のような利点がある。 As explained above, the method for manufacturing an optical branch circuit according to the present invention has the following advantages.
(1) 光分岐回路をホトリソグラフイ技術を用いて
平面基板上に形成しているので、製造上の再現
性がよく、また任意特性の分岐回路を製造する
ことができる。(1) Since the optical branch circuit is formed on a flat substrate using photolithography technology, manufacturing reproducibility is good and branch circuits with arbitrary characteristics can be manufactured.
(2) 光フアイバと光分岐回路とが一体化されて形
成されるので、分岐特性の経時変化が少なく、
また光軸調整が不用である。(2) Since the optical fiber and optical branching circuit are integrated, there is little change in branching characteristics over time.
Also, optical axis adjustment is not required.
第1図A〜Fは本発明による光分岐回路の製造
工程の一例を示す斜視図である。
1……ガラス基板、2……入射フアイバ固定用
溝、3……出射フアイバ固定用溝、4……入射フ
アイバ、5……出射フアイバ、6,6′……コア
ガラス、7……クラツドガラス。
FIGS. 1A to 1F are perspective views showing an example of the manufacturing process of the optical branch circuit according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Glass substrate, 2... Input fiber fixing groove, 3... Output fiber fixing groove, 4... Input fiber, 5... Output fiber, 6, 6'... Core glass, 7... Clad glass.
Claims (1)
反応性スパツタエツチングによつて掘る第1の工
程と、 前記溝にフアイバを固定する第2の工程と、 前記フアイバが固定された基板表面にコアガラ
スとなるガラス微粒子を堆積させ、その堆積され
たガラス微粒子を透明化してコアガラス層を形成
する第3の工程と、 前記コアガラス層から不要なコアガラス部分を
除去してコアを形成する第4の工程と、 前記コアの上にクラツドガラスとなるガラス微
粒子を堆積させ、その堆積されたガラス微粒子を
透明化してクラツドを形成する第5の工程 とを有することを特徴とする光分岐回路の製造方
法。[Claims] 1. A first step of digging grooves for fixing the fiber in both ends of a glass substrate by reactive sputter etching, a second step of fixing the fiber in the groove, and a second step of fixing the fiber in the groove. A third step of depositing glass particles to become core glass on the surface of the fixed substrate and making the deposited glass particles transparent to form a core glass layer; and removing unnecessary core glass portions from the core glass layer. a fourth step of forming a core by depositing glass fine particles to become clad glass on the core, and a fifth step of making the deposited glass fine particles transparent to form a clad glass. A method for manufacturing an optical branch circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12601880A JPS5752012A (en) | 1980-09-12 | 1980-09-12 | Manufacture of optical branching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12601880A JPS5752012A (en) | 1980-09-12 | 1980-09-12 | Manufacture of optical branching circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5752012A JPS5752012A (en) | 1982-03-27 |
| JPS6321881B2 true JPS6321881B2 (en) | 1988-05-10 |
Family
ID=14924675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12601880A Granted JPS5752012A (en) | 1980-09-12 | 1980-09-12 | Manufacture of optical branching circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5752012A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62111214A (en) * | 1985-11-11 | 1987-05-22 | Hitachi Cable Ltd | Manufacturing method of glass film optical waveguide with optical fiber |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994559A (en) * | 1975-12-22 | 1976-11-30 | International Business Machines Corporation | Bidirectional guided mode optical film-fiber coupler |
| JPS5362538A (en) * | 1976-11-16 | 1978-06-05 | Mitsubishi Electric Corp | Optical fiber coupler and its production |
| JPS5370839A (en) * | 1976-12-07 | 1978-06-23 | Fujitsu Ltd | Production of optical wave guide circuit |
-
1980
- 1980-09-12 JP JP12601880A patent/JPS5752012A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5752012A (en) | 1982-03-27 |
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