JP2018109700A - Optical waveguide component and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】表面実装した光素子との間での低損失な光結合を実現する光導波路部品、及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板上に設けられ、コア106、アンダークラッド104及びオーバークラッド108からなる光導波路と、コアへ信号光を入力するポートと、基板の垂直方向に対して傾斜し、コアよりも深く形成された傾斜面の、少なくともコアの出射方向と交わる領域に、反射膜を被着させたミラー110が形成された光路変換ポートと、光路変換ポートにおいて光路変換されたビームが通過するオーバークラッドの表面に設けられた凸レンズ160とを備えた光導波路部品であって、オーバークラッド108と凸レンズ160との間に、オーバークラッド及び凸レンズの材料よりも軟化温度の高い材料からなる仕切り層150を備えた。仕切り層にレンズ層を形成した後にアニールすることで凸レンズは形成される。【選択図】図6An optical waveguide component that realizes low-loss optical coupling with a surface-mounted optical element, and a method for manufacturing the same. An optical waveguide provided on a substrate and made up of a core, an underclad and an overclad, a port for inputting signal light to the core, and inclined with respect to the vertical direction of the substrate and deeper than the core. An optical path conversion port in which a mirror 110 with a reflecting film is formed at least in a region intersecting the exit direction of the core of the formed inclined surface, and an overcladding through which the beam whose optical path has been converted in the optical path conversion port passes An optical waveguide component including a convex lens 160 provided on the surface, and a partition layer 150 made of a material having a softening temperature higher than that of the material of the over cladding and the convex lens, between the over cladding 108 and the convex lens 160. . The convex lens is formed by annealing after forming the lens layer in the partition layer. [Selection] Figure 6
Description
本発明は、光導波路部品及びその製造方法に関し、より詳細には、光通信システムに応用可能な光導波路部品に関し、フォトダイオードやレーザーダイオードなどの光素子を実装する際に用いる反射ミラー構造を有する光導波路部品及びその作製方法に関する。 The present invention relates to an optical waveguide component and a method of manufacturing the same, and more particularly to an optical waveguide component applicable to an optical communication system, and has a reflection mirror structure used when mounting an optical element such as a photodiode or a laser diode. The present invention relates to an optical waveguide component and a manufacturing method thereof.
近年、光ファイバ伝送の普及に伴い、多数の光機能素子を高密度に集積する技術が求められており、その一つとして、石英系平面光波回路(以下、PLC(Planar Lightwave Circuit))が知られている。PLCは低損失、高信頼性、高い設計自由度といった優れた特徴を有する導波路型光デバイスであり、実際に光通信伝送端における伝送装置には合分波器、分岐・結合器等の機能を集積したPLCが搭載されている。また、伝送装置内にはPLC以外の光デバイスとして、光と電気の信号を変換するフォトダイオード(以下PD(Photodiode))や、レーザーダイオード(LD(Laser diode))などの光素子も搭載されている。さらなる通信容量の拡大に向けて、光信号処理を行うPLC等の光導波路と光電変換を行うPD等の光デバイスを集積した高機能な光電子集積型デバイスが求められている。このような集積型光デバイスのプラットフォームとしてPLCは有望であり、PDチップとPLCチップをハイブリッドに集積した光電子集積型デバイスが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の例では、導波路の一部の領域に45度ミラーを設け、その導波路上にPDを実装することで、光導波路を伝搬する光をミラーで垂直に光路変換し、PDとの光結合を行う方法が採用されている。このようなPLC上に光結合用の光路変換ミラー、及びPD等の光素子を実装するデバイス構造は、デバイスの小型化、及び光回路の設計自由度の面で利点がある。 In recent years, with the spread of optical fiber transmission, a technology for integrating a large number of optical functional elements at a high density has been demanded. As one of them, a quartz-based planar lightwave circuit (hereinafter referred to as PLC (Planar Lightwave Circuit)) is known. It has been. The PLC is a waveguide type optical device with excellent characteristics such as low loss, high reliability, and high design flexibility. Actually, the transmission equipment at the optical communication transmission end has functions such as multiplexer / demultiplexer, branch / coupler, etc. A PLC in which is integrated is mounted. In addition, optical devices other than PLC, such as photodiodes (hereinafter referred to as PD (Photodiode)) and laser diodes (LD (Laser diode)), which convert optical and electrical signals, are mounted in the transmission apparatus. Yes. For further expansion of communication capacity, there is a demand for a highly functional optoelectronic integrated device in which an optical waveguide such as a PLC that performs optical signal processing and an optical device such as a PD that performs photoelectric conversion are integrated. PLC is promising as a platform for such an integrated optical device, and an optoelectronic integrated device in which a PD chip and a PLC chip are integrated in a hybrid manner has been proposed (for example, see Patent Document 1). In the example of Patent Document 1, a 45-degree mirror is provided in a partial region of the waveguide, and a PD is mounted on the waveguide, whereby light propagating through the optical waveguide is vertically converted by the mirror, A method of performing optical coupling is employed. Such a device structure in which an optical path conversion mirror for optical coupling and an optical element such as a PD are mounted on a PLC is advantageous in terms of downsizing of the device and the degree of freedom in designing an optical circuit.
さらに、近年では数十GHzに及ぶ高速な光素子を集積するため、PLC表面へのレンズ集積が検討されている。 Furthermore, in recent years, in order to integrate high-speed optical elements of several tens of GHz, lens integration on the PLC surface has been studied.
図1に示すように、例えば、ミラー110による光路変換でPLC100から光を出射する場合、ビームは導波路から出射されるときに回折され広がっていく。そのため、高速PD200が有する小さい径の受光部202へ低損失に光結合するにはレンズなどの光結合素子により集光する必要がある。また、LDからビームが入射されることを想定すると、レンズが無い限りはビームが拡がってしまう。そのため、この場合もレンズ無しでは導波路への高効率な光結合が困難であることがわかる。 As shown in FIG. 1, for example, when light is emitted from the PLC 100 by optical path conversion by the mirror 110, the beam is diffracted and spread when it is emitted from the waveguide. Therefore, in order to optically couple to the light receiving unit 202 with a small diameter included in the high-speed PD 200 with low loss, it is necessary to collect light by an optical coupling element such as a lens. Assuming that a beam is incident from the LD, the beam is expanded unless there is a lens. Therefore, it can be seen that in this case as well, high-efficiency optical coupling to the waveguide is difficult without a lens.
しかし、レンズなどの光結合素子を別途実装するとなると、部材自体のサイズに加えて実装用の余分な面積が必要になる。したがって、光結合部が大型化してしまうため、低損失かつ小型な光結合部を実現するべく、図2に示すようにPLC表面に直接レンズ160を作製することが求められている。 However, when an optical coupling element such as a lens is separately mounted, an extra area for mounting is required in addition to the size of the member itself. Therefore, since the optical coupling portion is increased in size, it is required to manufacture the lens 160 directly on the PLC surface as shown in FIG. 2 in order to realize a low-loss and small optical coupling portion.
このような表面レンズ形成方法として、下記の方法が挙げられる。
第1の方法は、レジストや樹脂によりレンズを形成する方法である。図3は、基板102上に形成されたアンダークラッド104、コア106、及びオーバークラッド108からなる光導波路の断面を示す図である。例えば、図3に示すように、オーバークラッド108の表面に樹脂を成膜し(図3(a))、これを円柱加工することでレジストを生成し(図3(b))、さらにアニール処理すること(図3(c))により、レンズ160となる半球状の樹脂を表面に設ける方法がある。あるいは、成膜した樹脂に対して、同心円状のシャドウマスクでレジストを露光する手法により、レンズとなる半球状の樹脂を表面に設ける方法がある。
The following method is mentioned as such a surface lens formation method.
The first method is a method of forming a lens with a resist or resin. FIG. 3 is a view showing a cross section of an optical waveguide formed of the underclad 104, the core 106, and the overclad 108 formed on the substrate 102. For example, as shown in FIG. 3, a resin film is formed on the surface of the overcladding 108 (FIG. 3A), and a resist is produced by cylindrical processing of the resin (FIG. 3B), followed by annealing treatment. By doing this (FIG. 3C), there is a method of providing a hemispherical resin to be the lens 160 on the surface. Or there exists the method of providing hemispherical resin used as a lens on the surface by the technique which exposes a resist with the concentric shadow mask with respect to resin formed into a film.
しかし、材料的な問題があり、例えば、熱によりレジストや樹脂が変形し、温度による屈折率変化が大きいなど、レンズ特性が変化しやすく、レンズ材料として樹脂は不向きである。 However, there is a material problem, for example, the resist and the resin are deformed by heat, and the refractive index change due to the temperature is large, so that the lens characteristics are easily changed.
第2の方法は、光回路表面にレンズ形状を転写する方法である。例えば、図4に示すように、第1の方法と同様の方法によりレジストや樹脂で半球形状を表面に形成した後(図4(a))、さらに形成したレジストや樹脂をマスクとしてオーバークラッド108をドライエッチングすることでレンズ形状を表面へ転写する方法がある。これにより、レンズ材料としてオーバークラッド108を利用する、あるいはオーバークラッド上に予め製膜した材料を用いることが可能になるため、樹脂ではないレンズの形成ができる。 The second method is a method of transferring the lens shape to the optical circuit surface. For example, as shown in FIG. 4, after a hemispherical shape is formed on the surface with a resist or resin by the same method as the first method (FIG. 4A), the overcladding 108 is formed using the formed resist or resin as a mask. There is a method of transferring the lens shape to the surface by dry etching. This makes it possible to use the overcladding 108 as a lens material, or to use a material previously formed on the overcladding, so that a lens that is not a resin can be formed.
しかし、エッチングの選択比や速度により転写されるレンズ形状が変化するため、選択比や速度のわずかな違いによる仕上がりレンズ形状の誤差が生じやすく、所望のレンズ形状を作製することが困難である。また、ドライエッチングされた面は表面荒れが生じるため、光散乱による損失が発生する。したがって、ドライエッチングで半球形状をオーバークラッド108の表面へ転写する手法は、レンズ形成においては好ましくない。 However, since the transferred lens shape changes depending on the etching selection ratio and speed, errors in the finished lens shape due to slight differences in the selection ratio and speed are likely to occur, making it difficult to produce a desired lens shape. In addition, since the dry-etched surface is rough, loss due to light scattering occurs. Therefore, the method of transferring the hemispherical shape to the surface of the over clad 108 by dry etching is not preferable in lens formation.
上記の2つの手法の問題をクリアする第3の手法として、図5に示すような、ドライエッチングによりPLC(オーバークラッド108)の表面にレジストを成膜し(図5(a)、円柱形状144を形成し(図5(b))、ドライエッチングでオーバークラッドに円柱を転写し(図5(c)、アニールすることで半球状のレンズ160を設ける(図5(d))手法がある。図5(b)に示す円柱形状144の加工は、従来のフォト・ドライエッチングプロセスで精密にできるため、加工誤差が小さい。また、熱で円柱をなますことにより、表面荒れの無い滑らかなレンズ表面を形成できるため光散乱が生じにくいというメリットがある。このような利点から円柱をアニールする第3の手法はPLC表面にレンズを形成するのに適した手法と言える。 As a third technique for clearing the problems of the above two techniques, a resist is formed on the surface of the PLC (over clad 108) by dry etching as shown in FIG. (FIG. 5B), a cylinder is transferred to the overcladding by dry etching (FIG. 5C), and a hemispherical lens 160 is provided by annealing (FIG. 5D). The processing of the cylindrical shape 144 shown in Fig. 5 (b) can be precisely performed by the conventional photo / dry etching process, so that the processing error is small. Since the surface can be formed, there is a merit that light scattering hardly occurs, and from this advantage, the third method of annealing the cylinder is a method suitable for forming a lens on the PLC surface. That.
しかしながら、実際に想定される複数の高速PDやLDを集積するためには、レンズを均一かつ精密に形成して集光することが必要であり、そういった観点でみると2つの問題がある。 However, in order to integrate a plurality of high-speed PDs and LDs that are actually assumed, it is necessary to form a lens uniformly and precisely to collect light. From such a viewpoint, there are two problems.
第1の問題は、曲率半径の小さいレンズ形状の作製が困難ということである。円柱をアニールでなましてレンズを形成する際に、材料が溶融して周りに広がるため、曲率半径の小さいレンズ形状の作製が難しい。曲率半径を小さくする手法として、円柱半径の小径化やアニール温度を低温化があるものの、前者はレンズへ入射できるビーム径が小さくなってしまうという問題があり、後者は精密な温度制御が必要で、再現性が低くなるという問題があるため、形成可能な曲率半径には限界がある。曲率半径を小さくすることで高屈折な集光用レンズとなるため、受光径の小さい高速PDを始め、様々なPDへの高効率な光結合を実現するためには、曲率半径の小さいレンズの実現が必要である。 The first problem is that it is difficult to produce a lens shape with a small radius of curvature. When a lens is formed by annealing a cylinder, the material melts and spreads around, making it difficult to produce a lens shape with a small radius of curvature. Although methods for reducing the radius of curvature include reducing the diameter of the cylinder and lowering the annealing temperature, the former has the problem of reducing the beam diameter that can enter the lens, while the latter requires precise temperature control. Because of the problem of low reproducibility, there is a limit to the radius of curvature that can be formed. By reducing the radius of curvature, it becomes a highly refracting condensing lens. Therefore, in order to realize high-efficiency optical coupling to various PDs, including high-speed PDs with a small light receiving diameter, lenses with small radius of curvature are used. Realization is necessary.
第2の問題は、レンズ形成の再現性・均一性が低いということである。形成されるレンズ形状(高さ、曲率半径)は、アニール前の円柱形状や円柱材料、及びアニール温度により変化する。先に述べたように円柱は従来のフォト・エッチングプロセスにより加工可能であり、円柱材料も従来の成膜プロセス(CVD(chemical vapor deposition)やスパッタ、FHD(Flame Hydrolysis Deposition))を利用できるため、良好な再現性・均一性をもって加工可能である。しかし、数度のアニール温度の違いでもレンズ形状が大きく変化してしまうことから、温度トレランスが低く、したがって再現性が低いという問題がある。アニール温度は数百度から千度近いため、加熱炉内のヒーターからの距離により生じる僅かな温度勾配でも数度から十度近くの温度の違いとなる。この加熱炉内温度の位置依存性により、レンズ形状のウェハ面内位置依存性が生じ、均一性が低下してしまう。再現性・均一性が低いということは、レンズをアレイ化してPDアレイに入射した際に、ビーム径がばらつくことになり、均一にPDへ光結合することが困難であることを示している。 The second problem is that the reproducibility and uniformity of lens formation is low. The formed lens shape (height, radius of curvature) varies depending on the columnar shape and column material before annealing and the annealing temperature. As mentioned above, the cylinder can be processed by the conventional photo-etching process, and the columnar material can also use the conventional film formation process (CVD (chemical vapor deposition), sputtering, FHD (Flame Hydrolysis Deposition)), It can be processed with good reproducibility and uniformity. However, since the lens shape changes greatly even when the annealing temperature is different by several degrees, there is a problem that the temperature tolerance is low and therefore the reproducibility is low. Since the annealing temperature is from several hundred degrees to close to 1000 degrees, even a slight temperature gradient caused by the distance from the heater in the heating furnace causes a temperature difference of several degrees to nearly 10 degrees. Due to the position dependency of the temperature in the heating furnace, the position dependency of the lens shape in the wafer surface occurs, and the uniformity is degraded. The low reproducibility and uniformity indicates that when the lens is arrayed and incident on the PD array, the beam diameter varies, and it is difficult to uniformly optically couple to the PD.
このようにPLCのプラットフォームと光素子とのミラーを用いたハイブリッド集積の小型化、高速化、低損失化に必要となる表面レンズにおいて、レンズ特性の温度依存性が小さく、光散乱が小さい滑らかな表面を有するレンズ形成と、小さい曲率半径で再現性・均一性の高いレンズ形成とは、相反する事項であり、これらを両立することにより高機能化が可能な集積型デバイスの実現が課題であった。 Thus, in surface lenses that are required for downsizing, speeding up, and reducing loss of hybrid integration using a mirror of a PLC platform and optical elements, the lens characteristics have low temperature dependence and smooth light scattering. The formation of a lens having a surface and the formation of a lens with a small radius of curvature and high reproducibility and uniformity are contradictory matters, and the realization of an integrated device capable of achieving high functionality by achieving both of these is an issue. It was.
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、表面実装した光素子との間での低損失な光結合を実現する光導波路部品、及びその製造方法を提供する。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an optical waveguide component that realizes low-loss optical coupling with a surface-mounted optical element, and a method for manufacturing the same. provide.
このような目的を達成するために、本発明の一態様は、基板上に設けられ、コア、アンダークラッド及びオーバークラッドからなる光導波路を備えた光導波路部品である。一実施形態の光導波路部品は、当該光導波路部品の端部に設けられた、コアへ信号光を入力するまたはコアから信号光を出力するポートと、コアの出射方向と交わり、基板の垂直方向に対して傾斜し、コアよりも深く形成された傾斜面の、少なくともコアの出射方向と交わる領域に、反射膜を被着させたミラーが形成された光路変換ポートと、光路変換ポートにおいて光路変換されたビームが通過するオーバークラッドの表面に設けられた凸レンズとを備える。一実施形態では、光導波路部品は、オーバークラッドと凸レンズとの間に、オーバークラッド及び凸レンズの材料よりも軟化温度の高い材料からなる仕切り層を備える。 In order to achieve such an object, one embodiment of the present invention is an optical waveguide component including an optical waveguide provided on a substrate and including a core, an underclad, and an overclad. The optical waveguide component of one embodiment intersects with the exit direction of the core and the port that inputs the signal light to the core or outputs the signal light from the core, provided at the end of the optical waveguide component, and in the vertical direction of the substrate An optical path conversion port in which a mirror with a reflective film is formed at least in a region intersecting with the exit direction of the core, and an optical path conversion at the optical path conversion port. And a convex lens provided on the surface of the over clad through which the transmitted beam passes. In one embodiment, the optical waveguide component includes a partition layer made of a material having a softening temperature higher than that of the material of the overcladding and the convex lens, between the overcladding and the convex lens.
本発明の一態様は、基板上に設けられ、コア、アンダークラッド及びオーバークラッドからなる光導波、並びに基板の垂直方向に対して傾斜し、コアよりも深く形成された傾斜面に反射膜を被着させたミラーを備えた光導波路部品の製造方法である。一実施形態では、光導波路部品の製造方法は、オーバークラッド上へ、オーバークラッドより軟化温度の高い材料からなる仕切り層を形成することと、仕切り層の上に、軟化温度がオーバークラッドと略等しいまたは低い材料からなるレンズ層を形成することと、ミラーにより光路変換されたビームが通過する位置でフォトリソグラフィー及びエッチングでレンズ層を柱状の突起に加工することと、柱状の突起に加工されたレンズ層をアニールすることで突起を溶融し、凸レンズを形成することとを備える。 According to one embodiment of the present invention, a reflective film is provided on an inclined surface provided on a substrate, inclined with respect to an optical waveguide including a core, an underclad, and an overclad, and a vertical direction of the substrate and formed deeper than the core. This is a method of manufacturing an optical waveguide component including a mirror that is attached. In one embodiment, a method of manufacturing an optical waveguide component includes forming a partition layer made of a material having a softening temperature higher than that of the over clad on the over clad, and having a softening temperature substantially equal to that of the over clad on the partition layer. Alternatively, a lens layer made of a low material is formed, and the lens layer is processed into a columnar protrusion by photolithography and etching at a position where a beam whose optical path has been changed by a mirror passes, and a lens processed into a columnar protrusion Melting the protrusions by annealing the layer and forming a convex lens.
以上説明したように、本発明によれば、表面実装した光素子との間での低損失な光結合を実現する光導波路部品、及びその製造方法を提供するが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical waveguide component that realizes low-loss optical coupling with a surface-mounted optical element, and a method for manufacturing the same.
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。表面実装した光素子との間での低損失な光結合を実現する光導波路部品、及びその製造方法の実施形態として、フォトダイオードの表面集積において、ミラーによる光路変換で光導波路素子と光素子と間で光信号を入出力する際に、低損失で光結合できる構造を備えた光導波路部品、及びその製造方法を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As an embodiment of an optical waveguide component that realizes low-loss optical coupling with a surface-mounted optical element, and a method for manufacturing the same, an optical waveguide element and an optical element are obtained by optical path conversion using a mirror in surface integration of a photodiode. An optical waveguide component having a structure capable of optical coupling with low loss when inputting / outputting an optical signal between them and a manufacturing method thereof will be described.
図6は、本実施形態の光導波路部品の断面を示す図である。本実施形態の光導波路部品は、Si基板102上に順次形成された、アンダークラッド104、コア106、及びオーバークラッド108からなる導波路と、仕切り層150と、レンズ160とを備える。また、Si基板102の面を基準として、30〜60度の角度でPLC面内に形成され、光路変換して導波路へ光信号を入出力するミラー110も備える。 FIG. 6 is a view showing a cross section of the optical waveguide component of the present embodiment. The optical waveguide component of the present embodiment includes a waveguide formed of an underclad 104, a core 106, and an overclad 108, a partition layer 150, and a lens 160, which are sequentially formed on the Si substrate 102. The mirror 110 is also formed in the PLC plane at an angle of 30 to 60 degrees with respect to the surface of the Si substrate 102, and converts the optical path to input and output an optical signal to the waveguide.
仕切り層150は、オーバークラッドより高い軟化温度を有する。レンズ160は、オーバークラッドの軟化温度以下の軟化温度を有する層からなる円柱状の突起を形成し、アニールすることで溶融させて形成したマイクロレンズ160である。 The partition layer 150 has a higher softening temperature than the overclad. The lens 160 is a microlens 160 formed by forming a columnar protrusion made of a layer having a softening temperature equal to or lower than the softening temperature of the overclad and melting it by annealing.
図6に示す光導波路部品を用いて、光信号の入出力の際に拡がったビームをレンズ160により集光することで、レンズの上方のフォトダイオード(不図示)への光結合効率を改善する。レンズ160の下に軟化温度の高い材料からなる仕切り層150を設けることで、曲率半径の小さい集光用レンズ160を形成することが可能であり、結果として、焦点距離が短くなり、光結合が短距離化するため、小型な集積を実現することができる。 By using the optical waveguide component shown in FIG. 6 and condensing the beam expanded at the time of optical signal input / output by the lens 160, the optical coupling efficiency to the photodiode (not shown) above the lens is improved. . By providing the partition layer 150 made of a material having a high softening temperature under the lens 160, the condensing lens 160 having a small curvature radius can be formed. As a result, the focal length is shortened and the optical coupling is reduced. Since the distance is shortened, a small integration can be realized.
以上説明したように、本発明は、光路変換用ミラーと、基板表面に形成されたレンズと、レンズとオーバークラッドの間に設けられた軟化温度の高い層が形成されていることを最大の特長としている。一般的にPLCの断面構造はSiやSiO2の基板上に、SiO2の薄膜が、アンダークラッド104として約20μm、コア106として3〜10μm、オーバークラッド108として約20μm堆積されている。このようなPLCに、PLCの基板に対して垂直方向に光路変換する角度45°のミラー110を形成し、導波路を伝搬する光を跳ね上げたと想定すると、オーバークラッド108の面におけるビーム中心とミラー端との距離はちょうど20μmとなる。このとき、そのビーム中心をレンズ中心として円形の凸をレンズ形成することを想定すると、その際のビーム径(ガウシアンビームを想定した際に、ビーム強度分布の1/e2の強度となる全幅)に依存するものの、レンズ部に到達するまでに広がったビームを集光するための曲率半径の小さいレンズが必要である。このようなレンズ付きミラーに対しPDやLD等の光素子を集積する際に、低損失に光結合するためには、レンズの曲率半径を10〜40μmで制御することで焦点距離やビームのスポットサイズを光素子やその実装形態に合わせることが求められる。 As described above, the greatest feature of the present invention is that the optical path conversion mirror, the lens formed on the substrate surface, and the layer having a high softening temperature provided between the lens and the overcladding are formed. It is said. In general, the cross-sectional structure of PLC is that a thin film of SiO 2 is deposited on an Si or SiO 2 substrate by about 20 μm as an underclad 104, 3-10 μm as a core 106, and about 20 μm as an overclad 108. Assuming that a mirror 110 having an angle of 45 ° that changes the optical path in the direction perpendicular to the PLC substrate is formed in such a PLC, and the light propagating through the waveguide is bounced up, the beam center on the surface of the overclad 108 The distance from the mirror end is exactly 20 μm. At this time, assuming that a lens having a circular convex with the beam center as the center of the lens is formed, the beam diameter at that time (full width that becomes 1 / e 2 intensity of the beam intensity distribution when a Gaussian beam is assumed) However, a lens having a small radius of curvature is necessary to collect the beam that has spread before reaching the lens unit. When optical elements such as PD and LD are integrated on such a mirror with lens, in order to optically couple with low loss, the focal length and beam spot are controlled by controlling the radius of curvature of the lens at 10 to 40 μm. The size is required to match the optical element and its mounting form.
図7は、図5を参照して上述した半球形状をオーバークラッド108の表面へ転写する手法を示す図である。図7(a)〜(c)は、図5(a)〜(c)にそれぞれ対応する。図7に示すように、単純にオーバークラッド108を円柱状に加工しただけでは、アニールした際に、レンズとなる円柱とオーバークラッド材料が同じため、図7(d)に示すように周りへ広がりつつ、オーバークラッド側に融解してしまうため、曲率半径を小さいレンズ形成は困難である。また、オーバークラッド上に軟化温度の低いレンズ層を設けて円柱加工した場合でも、アニールすると周りに広がってしまい、曲率半径を小さくすることが困難である。これは、レンズ層の軟化温度を下げるため、ホウ素やリンなどの酸化物をドーパントとして導入されるが、オーバークラッドも屈折率調整のため、ドーパントが導入されており、レンズ層が溶融した際に、濡れ性の近いオーバークラッド上で広がってしまうためである。 FIG. 7 is a diagram showing a method for transferring the hemispherical shape described above with reference to FIG. 5 to the surface of the over clad 108. FIGS. 7A to 7C correspond to FIGS. 5A to 5C, respectively. As shown in FIG. 7, when the over clad 108 is simply processed into a cylindrical shape, the cylinder that becomes the lens and the over clad material are the same when annealed. However, since it melts to the over clad side, it is difficult to form a lens with a small radius of curvature. Even when a lens layer having a low softening temperature is provided on the overcladding and processed into a cylinder, it is spread around when annealed, and it is difficult to reduce the radius of curvature. In order to lower the softening temperature of the lens layer, an oxide such as boron or phosphorus is introduced as a dopant, but the over clad is also introduced with a dopant for adjusting the refractive index. This is because it spreads on the over clad which is close to wettability.
一方、本実施形態では、レンズ層108bとオーバークラッド108aとの間に、レンズ層及びオーバークラッド層よりもドーパント量が少なく軟化温度が高い仕切り層148を導入することで、このような問題を解決し、より曲率半径の小さいレンズを実現することができる。 On the other hand, in the present embodiment, such a problem is solved by introducing a partition layer 148 having a lower dopant amount and a higher softening temperature than the lens layer and the over clad layer between the lens layer 108b and the over clad 108a. Thus, a lens having a smaller curvature radius can be realized.
図8は、本実施形態の光導波路部品の製造方法を説明する図である。図8(a)に示すように、ミラーを形成する前の段階で、PLCのオーバークラッド108a上に該オーバークラッドより軟化温度が高く、ドーパント量の少ない仕切り層148を形成し、仕切り層148の上にオーバークラッド108aと同じ、あるいはオーバークラッドより軟化温度が低いレンズ層108bを形成し、レジストを成膜する。次いで、レジストを円柱形状144加工する(図8(b))。 FIG. 8 is a diagram for explaining a method of manufacturing the optical waveguide component according to this embodiment. As shown in FIG. 8A, before the formation of the mirror, a partition layer 148 having a softening temperature higher than that of the over cladding 108a and having a small amount of dopant is formed on the PLC over cladding 108a. A lens layer 108b having the same softening temperature as that of the overcladding 108a or a softening temperature lower than that of the overcladding is formed thereon, and a resist film is formed thereon. Next, the resist is processed into a cylindrical shape 144 (FIG. 8B).
その後、図8(b)に示すように、ミラーにより光路変換されたビームが通過すると見積もられる位置でフォトリソグラフィー及びエッチングで円柱形状を転写して、レンズ層142を柱状の突起に加工する(図8(c))。さらに、柱状のレンズ層142をアニールすることで、レンズ160を得る(図8(d))。アニールによって柱状の突起が溶融し、角が流れることで滑らかな面を形成し、凸レンズ形状が得られる(図8(d))。仕切り層148として、例えば、ドーパントを導入無しのSiO2をCVDあるいはスパッタによりオーバークラッド108a上に成膜し、その上に軟化温度の低いレンズ層108bを設け、円柱146を形成してアニールすることで、レンズ層108bと仕切り層148の間の濡れ性の違いにより表面張力が発生し、レンズ層108bが周りに広がることなく融解、その結果、曲率半径の小さいレンズを実現できる。このとき、仕切り層はドーパント導入量が少なく、熱膨張係数が小さいため、熱膨張・収縮によりクラックなどの欠陥が生じやすい。したがって、仕切り層厚は2μm以下まで薄くすることが望ましい。また、円柱形成時のエッチングを仕切り層の途中、あるいは仕切り層以下までエッチングし、各円柱のレンズ層を孤立させることで、アニールの際、レンズ層が周りに広がることをより効果的に抑制することができる。このとき、上記の熱膨張係数差による仕切り層の欠陥発生を抑制するため、仕切り層以下まで円柱エッチングすることが望ましい。 Thereafter, as shown in FIG. 8B, the cylindrical shape is transferred by photolithography and etching at a position where the beam whose optical path has been changed by the mirror is estimated to pass, and the lens layer 142 is processed into a columnar protrusion (FIG. 8B). 8 (c)). Further, the lens 160 is obtained by annealing the columnar lens layer 142 (FIG. 8D). By annealing, the columnar protrusions are melted and the corners flow to form a smooth surface, thereby obtaining a convex lens shape (FIG. 8D). As the partition layer 148, for example, SiO 2 without introduction of a dopant is formed on the over clad 108a by CVD or sputtering, a lens layer 108b having a low softening temperature is provided thereon, and a column 146 is formed and annealed. Thus, surface tension is generated due to the difference in wettability between the lens layer 108b and the partition layer 148, and the lens layer 108b is melted without spreading around. As a result, a lens having a small radius of curvature can be realized. At this time, since the partition layer has a small amount of dopant introduced and a small thermal expansion coefficient, defects such as cracks are likely to occur due to thermal expansion and contraction. Therefore, it is desirable to make the partition layer thickness as thin as 2 μm or less. In addition, etching at the time of forming the cylinder is etched to the middle of the partition layer or below the partition layer, and by isolating the lens layer of each cylinder, the lens layer is more effectively prevented from spreading around during annealing. be able to. At this time, in order to suppress the occurrence of defects in the partition layer due to the difference in the thermal expansion coefficient, it is desirable to perform cylindrical etching below the partition layer.
このように、光路変換のためのミラーを備えた光導波路部品と光素子とのハイブリッド集積において、オーバークラッドとレンズの間に、軟化温度が高い仕切り層を設ける工夫により、集積型デバイスのより一層の低損失化と小型化に貢献する光導波路部品を提供することが可能となる。 As described above, in the hybrid integration of the optical waveguide component having the mirror for the optical path conversion and the optical element, by providing a partition layer having a high softening temperature between the over clad and the lens, the integrated device is further improved. It is possible to provide an optical waveguide component that contributes to low loss and downsizing.
(実施例1)
本発明の実施例1にかかる光導波路部品は、入力用光導波路と、光路変換ミラー及びレンズを含む光路変換部とを備える。入力用光導波路に入力された光信号は、ミラーで跳ね上げられた(光路変換された)後、レンズで集光される。上記の光導波路部品を用い、レンズで集光されたビームの直径を求めた。
Example 1
An optical waveguide component according to Example 1 of the present invention includes an input optical waveguide, and an optical path conversion unit including an optical path conversion mirror and a lens. The optical signal input to the input optical waveguide is bounced up by the mirror (changed in the optical path) and then collected by the lens. Using the above optical waveguide component, the diameter of the beam condensed by the lens was obtained.
図9は、光導波路部品の上面図である。図9の光導波路部品のサイズは、縦が5mm、横が10mmであり、コア径が6μm、コア上面からみたオーバークラッドの膜厚が14μm、コアとクラッドの屈折率差が1.5%の導波路904がシリコン基板上に形成された石英系PLCを用いた。光入力はPLCの短辺側に設けられた導波路(入力ポート)から行い、光路変換部(ミラー110及びレンズ160を含む光路変換ポート)はチップの中央に形成されている。 FIG. 9 is a top view of the optical waveguide component. The size of the optical waveguide component shown in FIG. 9 is 5 mm in length and 10 mm in width, the core diameter is 6 μm, the thickness of the over clad as viewed from the top of the core is 14 μm, and the refractive index difference between the core and the clad is 1.5%. A quartz PLC having a waveguide 904 formed on a silicon substrate was used. Optical input is performed from a waveguide (input port) provided on the short side of the PLC, and an optical path conversion unit (optical path conversion port including the mirror 110 and the lens 160) is formed at the center of the chip.
図10は、光路変換部の構造を示す断面図である。図10に示すように、傾斜面には反射膜としてアルミが蒸着されており、コア904の傾斜面側から出射されたビームを光路変換するためのミラー110として機能する。このとき、基板102に対する傾斜面の角度をミラー角度とし、ここでは角度45°のミラー110を形成した。レンズ160は、中心位置が光路変換されたビーム中心と一致するように設計されている。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the optical path changing unit. As shown in FIG. 10, aluminum is deposited as a reflective film on the inclined surface, and functions as a mirror 110 for changing the optical path of the beam emitted from the inclined surface side of the core 904. At this time, the angle of the inclined surface with respect to the substrate 102 was taken as the mirror angle, and here, the mirror 110 having an angle of 45 ° was formed. The lens 160 is designed so that the center position coincides with the beam center whose optical path has been changed.
レンズ形成は次のように行った。まず、PLCの上に仕切り層としてSiO2を1μm成膜し、その上にレンズ層としてホウ素及びリンの酸化物をドーパントとして導入して、軟化温度をオーバークラッドより低くしたレンズ層を10μm成膜した。製膜方法としてスパッタやCVD、FHDなどが挙げられるが、本発明はこれらの製膜方法に限定されるものではない。その後フォトリソグラフィーとドライエッチングでホウ素およびリンの酸化物をドーパントとして導入したSiO2膜を、直径が10〜60μmで高さが11.5μmの円柱に加工した後、円柱を1000℃でアニールすることでレンズ160を作製した。円柱加工の際、仕切り層以下までエッチングすることで、アニール時にレンズ層が周りに広がるのを防ぐだけでなく、残る仕切り層にかかる応力を低減し、クラックなどの欠陥が生じるのを防ぐことができる。この場合でも、仕切り層の膜厚は2μm以上にすると、欠陥が発生しやすいため、2μmより薄く成膜することが望ましい。作製したレンズの曲率半径、高さを、それぞれ図11、図12に示す。図11、図12には、比較のため仕切り層無しでレンズ層を11μm堆積し、上記と同様の手順で作製したレンズの曲率半径及び高さもあわせて載せている。図11より、仕切り層を設けた場合、円柱の直径が小さくなるにつれて、レンズの曲率半径が小さくなっており、所望の曲率半径に合わせて円柱の直径を設定することで、集光に必要な40μm以下の曲率半径のレンズ形状を形成することが可能となる。一方で仕切り層が無い場合は、円柱直径が小さくなるにつれて、レンズの曲率半径が小さくなるという傾向は同様であるものの、最小の曲率半径でも集光に必要な40μm以下まで到達しないことがわかる。ここで図12をみると、仕切り層が無い場合、円柱の直径が小さくなるにつれてレンズ高さが減少していることがわかる。これはアニールによりレンズ層が融解し、周りに広がったためである。円柱の外周側から周りにひろがるため、円柱の直径が大きくなると高さが減少しにくいといえる。しかし仕切り層を設けると、レンズ高さが減少することなく、一定となっていることがわかる。これはレンズ層が周りに広がることなく、その場に留まったまま融解していることを示しており、上記の円柱構造にすることで、濡れ性を制御しつつ、レンズ層が周りに広がることを抑制していることが確認できた。仕切り層を設けたPLCにて、実際に波長1.55μmの光を入力し、ミラーで跳ね上げたビームを評価したところ、40μmより小さい直径の円柱から作製したレンズにおいて、レンズ無しの場合のビーム径よりも小さいビーム径へと集光できることを確認した。以上のように本発明のオーバークラッドとレンズの間に、軟化温度が高い仕切り層を設けた光導波路部品を用いることで、より低損失な光デバイスを簡便に提供することができる。 Lens formation was performed as follows. First, a SiO 2 film having a thickness of 1 μm is formed on the PLC as a partition layer, and a lens layer having a softening temperature lower than that of the overcladding is formed thereon by introducing boron and phosphorus oxides as dopants on the lens layer. did. Examples of the film forming method include sputtering, CVD, and FHD, but the present invention is not limited to these film forming methods. Then, after processing the SiO 2 film introduced with boron and phosphorus oxides as dopants by photolithography and dry etching into a cylinder having a diameter of 10 to 60 μm and a height of 11.5 μm, the cylinder is annealed at 1000 ° C. Thus, a lens 160 was produced. Etching to below the partition layer during cylinder processing not only prevents the lens layer from spreading around during annealing, but also reduces the stress applied to the remaining partition layer and prevents defects such as cracks from occurring. it can. Even in this case, if the thickness of the partition layer is 2 μm or more, defects are likely to occur. Therefore, it is desirable to form a film thinner than 2 μm. The curvature radius and height of the produced lens are shown in FIGS. 11 and 12, respectively. In FIGS. 11 and 12, for comparison, a lens layer is deposited with a thickness of 11 μm without a partition layer, and the curvature radius and height of a lens manufactured by the same procedure as described above are also shown. As shown in FIG. 11, when the partition layer is provided, the radius of curvature of the lens decreases as the diameter of the cylinder decreases, and it is necessary to collect light by setting the diameter of the cylinder in accordance with the desired radius of curvature. It becomes possible to form a lens shape with a radius of curvature of 40 μm or less. On the other hand, when there is no partition layer, the tendency that the radius of curvature of the lens becomes smaller as the diameter of the cylinder becomes smaller is the same, but it can be seen that the minimum radius of curvature does not reach 40 μm or less necessary for light collection. FIG. 12 shows that when there is no partition layer, the lens height decreases as the diameter of the cylinder decreases. This is because the lens layer was melted by annealing and spread around. Since it spreads from the outer peripheral side of the cylinder, it can be said that the height is less likely to decrease as the diameter of the cylinder increases. However, when the partition layer is provided, it can be seen that the lens height is constant without decreasing. This indicates that the lens layer melts while staying in place without spreading around, and the lens layer spreads around while controlling wettability by using the above cylindrical structure. It was confirmed that In a PLC provided with a partition layer, light with a wavelength of 1.55 μm was actually input and the beam bounced up by a mirror was evaluated. In a lens made from a cylinder with a diameter smaller than 40 μm, the beam without a lens was obtained. It was confirmed that light can be condensed to a beam diameter smaller than the diameter. As described above, by using the optical waveguide component in which the partition layer having a high softening temperature is provided between the overcladding and the lens of the present invention, a lower-loss optical device can be easily provided.
(実施例2)
本発明の実施例2にかかる光導波路部品は、入力用光導波路と、光路変換ミラー及びレンズを含む光路変換部とを備える。PLCを作製し、レンズを形成した後、レンズ形状を評価した。最後に光路変換ミラーを形成することで、光導波路部品を作製した。
(Example 2)
An optical waveguide component according to Example 2 of the present invention includes an input optical waveguide and an optical path conversion unit including an optical path conversion mirror and a lens. After producing PLC and forming a lens, the lens shape was evaluated. Finally, an optical waveguide component was manufactured by forming an optical path conversion mirror.
図13は、光導波路部品の上面図である。。図13の光導波路部品のサイズは、縦が5mm、横が10mmであり、コア径が4.5μm、コア上面からみたオーバークラッドの膜厚が15.5μm、コアとクラッドの屈折率差が2.5%の導波路904がシリコン基板上に形成された石英系PLCを用いた。光入力はPLCの短辺側に設けられた導波路904(入力ポート)から行い、光路変換部(ミラー110及びレンズ160を含む光路変換ポート)はチップの中央に形成されている。 FIG. 13 is a top view of the optical waveguide component. . The size of the optical waveguide component in FIG. 13 is 5 mm in length and 10 mm in width, the core diameter is 4.5 μm, the over clad film thickness as viewed from the top of the core is 15.5 μm, and the refractive index difference between the core and the clad is 2 A quartz PLC with a 5% waveguide 904 formed on a silicon substrate was used. Optical input is performed from a waveguide 904 (input port) provided on the short side of the PLC, and an optical path conversion unit (optical path conversion port including the mirror 110 and the lens 160) is formed at the center of the chip.
図14は、光路変換部の構造を示す断面図である。図14に示すように、傾斜面には反射膜としてアルミが蒸着されており、コア904の傾斜面側から出射されたビームを光路変換するためのミラー110として機能する。このとき、基板102に対する傾斜面の角度をミラー角度とし、ここでは角度45°のミラー110を形成した。レンズ160は、中心位置が光路変換されたビーム中心と一致するように設計されている。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the optical path changing unit. As shown in FIG. 14, aluminum is deposited as a reflective film on the inclined surface, and functions as a mirror 110 for changing the optical path of the beam emitted from the inclined surface side of the core 904. At this time, the angle of the inclined surface with respect to the substrate 102 was taken as the mirror angle, and here, the mirror 110 having an angle of 45 ° was formed. The lens 160 is designed so that the center position coincides with the beam center whose optical path has been changed.
PLCとして、6インチウェハ上に上記の光導波路部品が縦20列、横10列となるよう配置されたものを用いた。レンズ形成は次のように行った。まず、PLCの上に仕切り層としてSiO2を0.5μm成膜し、その上にレンズ層としてホウ素及びリンの酸化物をドーパントとして導入して、軟化温度をオーバークラッドより低くしたレンズ層を6μm成膜した。製膜方法としてスパッタやCVD、FHDなどが挙げられるが、本発明はこれらの製膜方法に限定されるものではない。その後フォトリソグラフィーとドライエッチングでホウ素およびリンの酸化物をドーパントとして導入したSiO2膜を、直径が30μm、オーバークラッドへのオーバーエッチング込みで高さが7μmの円柱に加工した。このようなウェハを3枚作製し、マッフル炉を用いて、それぞれ990、1000、1010℃でアニールすることで光導波路部品を作製した。円柱加工の際、仕切り層以下までエッチングすることで、アニール時にレンズ層が周りに広がるのを防ぐだけでなく、残る仕切り層にかかる応力を低減し、クラックなどの欠陥が生じるのを防ぐことができる。この場合でも、仕切り層の膜厚は2μm以上にすると、欠陥が発生しやすいため、2μmより薄く成膜することが望ましい。 As the PLC, one in which the above-mentioned optical waveguide components are arranged in 20 rows and 10 rows on a 6-inch wafer was used. Lens formation was performed as follows. First, a SiO 2 film having a thickness of 0.5 μm is formed on the PLC as a partition layer, and a lens layer having a softening temperature lower than that of the overcladding is introduced thereon as a lens layer by introducing boron and phosphorus oxides as a lens layer to 6 μm. A film was formed. Examples of the film forming method include sputtering, CVD, and FHD, but the present invention is not limited to these film forming methods. Thereafter, the SiO 2 film in which boron and phosphorus oxides were introduced as dopants by photolithography and dry etching was processed into a cylinder having a diameter of 30 μm and a height of 7 μm including overetching into the overclad. Three such wafers were produced and annealed at 990, 1000, and 1010 ° C. using a muffle furnace, respectively, to produce optical waveguide components. Etching to below the partition layer during cylinder processing not only prevents the lens layer from spreading around during annealing, but also reduces the stress applied to the remaining partition layer and prevents defects such as cracks from occurring. it can. Even in this case, if the thickness of the partition layer is 2 μm or more, defects are likely to occur. Therefore, it is desirable to form a film thinner than 2 μm.
各ウェハ面内位置における作製したレンズの曲率半径、高さをそれぞれ図15、図16に示す。図15、図16には、比較のため仕切り層無しでレンズ層を7μm堆積し、上記と同様の手順で作製したレンズの曲率半径及び高さもあわせて載せている。図15より、ウェハ中心をみると、仕切り層無しと比較して、仕切り層有りでは、曲率半径が小さくなっていることがわかる。これは仕切り層を設けることで、レンズ層が周りに広がることが抑制されているためである。また仕切り層無しでは、アニール温度が高くなるにつれて、曲率半径が大きくなっている。この時、レンズ高さをみるとアニール温度が高くなるにつれて、高さが減少していることから、温度が高いほど融解したレンズ層の粘度が低く、周りに広がりやすくなっていることがわかる。一方で仕切り層を設けた場合は、アニール温度の変化による曲率半径の変化が小さくなっており、温度により融解したレンズ層の粘度が変わったとしても、円柱形状の仕切り層によりレンズ層が周りに広がることが抑制される。したがって、レンズ層が融解する温度以上においては、形成されるレンズの形状をアニール前の円柱形状により制御することが可能となり、より再現性良くレンズ形状を作製することができる。ここで、ウェハ中心部とその左右でレンズ形状を比較すると、仕切り層無しでは、外側の曲率半径が大きく、高さが低くなっており、ウェハ中心から外側に向けてレンズ層が融解しやすくなっていることがわかる。これはマッフル炉内部でヒーター部に近い外側と、ヒーターから離れた内側で温度勾配が生じ、外側の温度が高くなっているためである。一方で仕切り層を設けた場合では、上記のようなウェハ面内における、レンズ形状の位置依存性が低く、均一にレンズが形成されている。これは、仕切り層を設けることで、温度変化によるレンズ形状の変化が抑制されているためである。 FIG. 15 and FIG. 16 show the curvature radius and height of the manufactured lens at each wafer in-plane position, respectively. In FIGS. 15 and 16, for comparison, a lens layer is deposited with a thickness of 7 μm without a partition layer, and the curvature radius and height of a lens manufactured by the same procedure as described above are also shown. From FIG. 15, it can be seen that the radius of curvature is smaller with the partition layer than with the partition layer when the wafer center is seen. This is because the lens layer is prevented from spreading around by providing the partition layer. Further, without the partition layer, the radius of curvature increases as the annealing temperature increases. At this time, when the lens height is seen, the height decreases as the annealing temperature increases, so it can be seen that the higher the temperature, the lower the viscosity of the melted lens layer and the easier it is to spread around. On the other hand, when the partition layer is provided, the change in the radius of curvature due to the change in the annealing temperature is small, and even if the viscosity of the melted lens layer changes due to the temperature, the lens layer is surrounded by the cylindrical partition layer. Spreading is suppressed. Therefore, at a temperature equal to or higher than the temperature at which the lens layer melts, the shape of the formed lens can be controlled by the cylindrical shape before annealing, and the lens shape can be produced with higher reproducibility. Here, comparing the lens shape between the wafer center and its left and right, without the partition layer, the outer curvature radius is large and the height is low, and the lens layer is likely to melt from the wafer center toward the outside. You can see that This is because a temperature gradient is generated inside the muffle furnace near the heater part and inside away from the heater, and the outside temperature is high. On the other hand, when the partition layer is provided, the position dependency of the lens shape is low in the wafer surface as described above, and the lenses are uniformly formed. This is because the change of the lens shape due to the temperature change is suppressed by providing the partition layer.
以上のように、仕切り層を設けることで、温度変化に対するレンズ形状の変化が抑制され、温度トレランスが向上する。その結果、複数のレンズを均一かつ再現性良く形成された光導波路部品を実現でき、より低損失な光デバイスを簡便に提供することができる。 As described above, by providing the partition layer, the change in the lens shape with respect to the temperature change is suppressed, and the temperature tolerance is improved. As a result, an optical waveguide component in which a plurality of lenses are formed uniformly and with good reproducibility can be realized, and a lower-loss optical device can be easily provided.
100 PLC
102 基板
104 アンダークラッド
106 コア
108、108a オーバークラッド
108b レンズ層
110 ミラー
142 樹脂/レジスト
148、150 仕切り層
160 集光レンズ
200 高速PD
202 受光部
902 光入力部
904 導波路
100 PLC
102 Substrate 104 Underclad 106 Core 108, 108a Overclad 108b Lens layer 110 Mirror 142 Resin / resist 148, 150 Partition layer 160 Condensing lens 200 High-speed PD
202 Light receiving portion 902 Optical input portion 904 Waveguide
Claims (6)
前記光導波路部品の端部に設けられた、前記コアへ信号光を入力するまたは前記コアから信号光を出力するポートと、
前記コアの出射方向と交わり、前記基板の垂直方向に対して傾斜し、前記コアよりも深く形成された傾斜面の、少なくとも前記コアの出射方向と交わる領域に、反射膜を被着させたミラーが形成された光路変換ポートと、
前記光路変換ポートにおいて光路変換されたビームが通過する前記オーバークラッドの表面に設けられた凸レンズと
を備え、
前記オーバークラッドと前記凸レンズとの間に、前記オーバークラッド及び前記凸レンズの材料よりも軟化温度の高い材料からなる仕切り層を備えた、ことを特徴とする光導波路部品。 An optical waveguide component including an optical waveguide provided on a substrate and including a core, an underclad, and an overclad,
A port provided at an end of the optical waveguide component for inputting signal light to the core or outputting signal light from the core;
A mirror that has a reflective film deposited on at least a region of the inclined surface that intersects the emission direction of the core, is inclined with respect to the vertical direction of the substrate, and is formed deeper than the core. An optical path conversion port formed with
A convex lens provided on the surface of the over clad through which the beam whose optical path has been converted passes through the optical path conversion port;
An optical waveguide component comprising a partition layer made of a material having a softening temperature higher than that of the material of the overcladding and the convex lens between the overcladding and the convex lens.
前記仕切り層の上に、軟化温度が前記オーバークラッドと略等しいまたは低い材料からなるレンズ層を形成することと、
前記ミラーにより光路変換されたビームが通過する位置でフォトリソグラフィー及びエッチングで前記レンズ層を柱状の突起に加工することと、
柱状の突起に加工された前記レンズ層をアニールすることで前記突起を溶融し、凸レンズを形成することと
を備える、ことを特徴とする光導波路部品の製造方法。 An optical waveguide comprising a core, an underclad and an overclad provided on the substrate, and a mirror which is inclined with respect to a vertical direction of the substrate and has a reflective film deposited on an inclined surface formed deeper than the core. Forming a partition layer made of a material having a softening temperature higher than that of the overclad on the overclad of the optical waveguide component provided;
Forming a lens layer made of a material having a softening temperature substantially equal to or lower than that of the over clad on the partition layer;
Processing the lens layer into a columnar protrusion by photolithography and etching at a position where the beam whose optical path has been changed by the mirror passes;
An optical waveguide component manufacturing method comprising: annealing the lens layer processed into a columnar protrusion to melt the protrusion to form a convex lens.
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