專利名稱：光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，更詳細(xì)地說，涉及能夠使分波比以及合波比高度地均等化的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
伴隨著近年來電腦和互聯(lián)網(wǎng)的普及，信息傳輸需求急劇增大，希望有傳播速度快光傳播損耗小的光導(dǎo)波路。光導(dǎo)波路用作光傳播中的光連接器，例如光分束器(分波結(jié)合器)那種裝置作為光導(dǎo)波路的基本構(gòu)成要素是必要的。另一方面，使光傳播方向反過來的話，光分束器(分波結(jié)合器)就起合波光導(dǎo)波路的作用。
分波光導(dǎo)波路有時(shí)用于與其它光導(dǎo)波路或光纖連接。該場(chǎng)合，因制造上的偏差入射光與入射光導(dǎo)波路產(chǎn)生軸向偏離。這種場(chǎng)合，由于光強(qiáng)度峰位變動(dòng)，與輸入光導(dǎo)波路連接的分波光導(dǎo)波路的分波比成為起伏不定的結(jié)果。光強(qiáng)度峰位的變動(dòng)被認(rèn)為是因軸向偏離而在光導(dǎo)波路內(nèi)激發(fā)起基本模式以外的高階模式，因各模式的干涉而產(chǎn)生的。作為原來的分波光導(dǎo)波路，有利用高階模式相對(duì)于光導(dǎo)波路封閉效果弱的特性的結(jié)構(gòu)。
作為第一種原有的分波光導(dǎo)波路，是利用長(zhǎng)的直線輸入光導(dǎo)波路使光強(qiáng)度峰位的變動(dòng)衰減的結(jié)構(gòu)。
作為第二種原有的分波光導(dǎo)波路，是在輸入光導(dǎo)波路中設(shè)置曲線光導(dǎo)波路的結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)1、圖12及其說明)。
作為第三種原有的分波光導(dǎo)波路，是在輸入光導(dǎo)波路中設(shè)置縮頸部分的結(jié)構(gòu)。例如，可參照日本專利第2809517號(hào)公報(bào)的圖14及其說明。
上述第1、第2、第3分波光導(dǎo)波路由于因高階模式的輻射而使光強(qiáng)度峰值位置衰減，存在輻射損耗變大的問題。此外，第1分波光導(dǎo)波路由于用長(zhǎng)的直線輸入光導(dǎo)波路而使高階模式輻射，從而存在尺寸變長(zhǎng)的問題。
第2、第3分波光導(dǎo)波路除在光導(dǎo)波路形狀變化之外，由于輻射封閉效果弱的高階模式但光導(dǎo)波路形狀變化，從而還有基本模式也輻射的問題。此外，在使光導(dǎo)波路形狀變化時(shí)，為了使基本模式不輻射，需要相對(duì)于光的傳播方向形狀變化狀況遲緩。上述第1分波光導(dǎo)波路需要長(zhǎng)的直線輸入光導(dǎo)波路，有尺寸變長(zhǎng)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于原有的分波光導(dǎo)波路的上述問題而提出來的，其目的是提供部件的制作容易并且組裝調(diào)整簡(jiǎn)易的穩(wěn)定的光導(dǎo)波路的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的還在于提供能夠充分地進(jìn)行場(chǎng)分布的峰值的偏差的補(bǔ)償，并且可重復(fù)性高、光量損失小、并且能夠使分波比高精度地均等化的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的還在于提供沒有縮頸部、制作容易、并且高階模式的輻射少、輻射損耗小的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)。
在本說明書中，所謂連接，是光學(xué)的連接即可，例如，如圖2所示，在連接面上有槽或空隙也可以。此外，所謂第2出入射端部中的軸上是在使第2光導(dǎo)波路和第3光導(dǎo)波路的中心位置為光強(qiáng)度峰值位置的振動(dòng)中心時(shí)，使振動(dòng)的振幅在一半以下，較好是1/3以下，更好是1/4以下。
此外，所謂折射率差，在芯部的折射率為n1，包層的折射率為n2時(shí)，等于n12-n222n12.]]>本發(fā)明是一種光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，具有具有A端部和B端部的第1光導(dǎo)波路，具有C端部和D端部的第2光導(dǎo)波路，具有E端部和F端部的第3光導(dǎo)波路，以及把上述第1光導(dǎo)波路的B端部連接到第1出入射端部、把上述第2光導(dǎo)波路的C端部以及第3光導(dǎo)波路的E端部連接到第2出入射端部的分波合波光導(dǎo)波路，其特征在于決定上述第1光導(dǎo)波路以及分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度使得光強(qiáng)度峰在上述第1光導(dǎo)波路的A端部通過離軸位置，在上述分波合波光導(dǎo)波路的第2出入射端部通過軸上。
本發(fā)明還具有以下特征決定上述第1光導(dǎo)波路以及分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度使得所使用的波長(zhǎng)之中波長(zhǎng)最短的光強(qiáng)度峰位置在上述第1光導(dǎo)波路的A端部通過離軸位置，在上述分波合波光導(dǎo)波路的第2出入射端部通過軸上。
本發(fā)明還具有以下特征在使上述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、上述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、上述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，Lt＝450μmWt＝16μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，Ls＝N(10.6Ws+147)+6.4(N＝1、2、3、...)。
本發(fā)明還具有以下特征上述光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)起分波光導(dǎo)波路的作用。
本發(fā)明還具有以下特征上述光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)起合波光導(dǎo)波路的作用。
本發(fā)明還具有以下特征上述光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)是樹脂制光導(dǎo)波路。
本發(fā)明還具有以下特征上述光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)包含帶V形槽的光導(dǎo)波路基板。
本發(fā)明還具有以下特征決定上述第1光導(dǎo)波路以及分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度使得上述光強(qiáng)度峰對(duì)于第1波長(zhǎng)以及第2波長(zhǎng)在上述第1光導(dǎo)波路的A端部通過離軸位置，在上述分波合波光導(dǎo)波路的第2出入射端部通過軸上。
本發(fā)明還具有以下特征上述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度比上述第2以及第3光導(dǎo)波路的芯部寬度更寬。
本發(fā)明還具有以下特征在使上述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、上述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、上述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，Lt＝450μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，Ls＝N(10.6Ws+147)-12.6Wt+208(N＝1、2、3、...)。
本發(fā)明還具有以下特征在使上述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、上述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、上述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，
芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，L＝N(10.6Ws+147)-12.6Wt+658(N＝1、2、3、...)，其中，L＝Ls+Lt。
本發(fā)明還具有以下特征在使上述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、上述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、上述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，Lt＝450μmWt＝16μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，Ls＝N(32.5Ws2-415Ws+1540)+6.4(N＝1、2、3、...)。
本發(fā)明還具有以下特征在使上述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、上述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、上述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，Lt＝450μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，Ls＝N(32.5Ws2-415Ws+1540)-12.6Wt+208(N＝1、2、3、...)。
本發(fā)明還具有以下特征在使上述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、上述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、上述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，L＝N(32.5Ws2-415Ws+1540)-12.6Wt+658(N＝1、2、3、...)，其中，L＝Ls+Lt。
本發(fā)明還具有以下特征，具有具有A端部和B端部的非直線第1光導(dǎo)波路，具有C端部和D端部的非直線第2光導(dǎo)波路，具有E端部和F端部的非直線第3光導(dǎo)波路，以及把上述第1光導(dǎo)波路的B端部連接到第1出入射端部、把上述第2光導(dǎo)波路的C端部以及第3光導(dǎo)波路的E端部連接到第2出入射端部的分波合波光導(dǎo)波路，決定上述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度使得光強(qiáng)度峰通過上述第1出入射端部的離軸位置，并且光強(qiáng)度峰通過上述第2出入射端部的軸上位置。
作為本發(fā)明的曲線光導(dǎo)波路的芯部、包層材料可列舉出玻璃或半導(dǎo)體材料等無機(jī)材料、樹脂等有機(jī)材料等各種材料，但樹脂等聚合物因通過干刻蝕等易于以短時(shí)間加工，因而優(yōu)選。
此外，樹脂等材料由于與玻璃、半導(dǎo)體材料等無機(jī)材料相比富有柔軟性，從而具有不易割破、強(qiáng)韌的長(zhǎng)處。再有，能夠降低成膜所要的溫度，刻蝕速度快，由于能夠縮短光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)的制造所需的時(shí)間，從而提高量產(chǎn)性。
另一方面，對(duì)樹脂等材料來說，與石英玻璃相比材料固有的傳播損耗大。材料固有的傳播損耗由于與光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度成正比，構(gòu)成具有相同功能的光導(dǎo)波路時(shí)優(yōu)選縮短光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度。在這一點(diǎn)上，在樹脂光導(dǎo)波路的場(chǎng)合，與以往的例子相比，本發(fā)明的短尺寸化效果相對(duì)變大，可說是有效的選擇。
作為這種聚合物可以使用任何的材料，作為具體例子，可列舉出聚酰亞胺系樹脂(例如，聚酰亞胺樹脂、聚(酰亞胺·異吲哚喹唑啉二酮酰亞胺)樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚醚酮樹脂、聚酯酰亞胺樹脂等)、硅酮系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酯系樹脂、酚系樹脂、聚喹啉系樹脂、聚喹喔啉系樹脂、聚苯并噁唑系樹脂、聚苯并噻唑系樹脂、聚苯并咪唑系樹脂、以及光漂白用樹脂(例如，特開2001-296438號(hào)公報(bào)記載的具有聚硅烷、硝酸靈化合物的硅酮樹脂、含有DMAPN{(4-N，N-二甲基氨基苯基)-N-苯基硝酸靈}的聚甲基丙烯酸甲酯、含有染色聚合物、硝酸靈化合物的聚酰亞胺樹脂或者環(huán)氧樹脂、特開2000-66051號(hào)公報(bào)記載的水解性硅烷化合物等)。上述樹脂可以是具有氟原子的樹脂。作為聚合物的優(yōu)選的例子，從玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)高、耐熱性優(yōu)越的角度考慮，可列舉出聚酰亞胺樹脂；從透過率、折射率特性考慮，尤其優(yōu)選含氟的聚酰亞胺系樹脂。
作為含氟的聚酰亞胺系樹脂，可列舉出含氟的聚酰亞胺樹脂、含氟的聚(酰亞胺·異吲哚喹唑啉二酮酰亞胺)樹脂、含氟的聚醚酰亞胺樹脂、含氟的聚酰胺酰亞胺樹脂等。
上述含氟的聚酰亞胺系樹脂的前驅(qū)體溶液通過在N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、γ-丁內(nèi)酯、二甲基亞砜等極性溶劑中使四羧酸二酐和二胺反應(yīng)而得到。氟可以被包含在四羧酸二酐和二胺兩者中，也可以被包含在任何一者中。
另外，上述不含氟的聚酰亞胺系樹脂的前驅(qū)體溶液通過在N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、γ-丁內(nèi)酯、二甲基亞砜等極性溶劑中使不含氟的四羧酸二酐和不含氟的二胺反應(yīng)而得到。
作為含有氟的酸二酐的例子，可舉出(三氟甲基)苯均四酸二酐、二(三氟甲基)苯均四酸二酐、二(七氟丙基)苯均四酸二酐、五氟乙基苯均四酸二酐、二{3，5-二(三氟甲基)苯氧基}苯均四酸二酐、2，2-二(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、5，5’-二(三氟甲基)-3，3’，4，4’-四羧基聯(lián)苯二酐、2，2’，5，5’-四(三氟甲基)-3，3’，4，4’-四羧基聯(lián)苯二酐、5，5’-二(三氟甲基)-3，3’，4，4’-四羧基二苯醚二酐、5，5’-二(三氟甲基)-3，3’，4，4’-四羧基苯酮二酐、二{(三氟甲基)二羧基苯氧基}苯二酐、二{(三氟甲基)二羧基苯氧基}(三氟甲基)苯二酐、二(二羧基苯氧基)(三氟甲基)苯二酐、二(二羧基苯氧基)二(三氟甲基)苯二酐、二(二羧基苯氧基)四(三氟甲基)苯二酐、2，2-二{4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基}六氟丙烷二酐、二{(三氟甲基)二羧基苯氧基}聯(lián)苯二酐、二{(三氟甲基)二羧基苯氧基}二(三氟甲基)聯(lián)苯二酐、二{(三氟甲基)二羧基苯氧基}二苯醚二酐、二(二羧基苯氧基)二(三氟甲基)聯(lián)苯二酐等。
作為含有氟的二胺，可舉出例如4-(1H，1H，11H-二十氟十一烷氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H-全氟-1-丁烷氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H-全氟-1-庚烷氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H-全氟-1-辛烷氧基)-1，3-二氨基苯、4-五氟苯氧基-1，3-二氨基苯、4-(2，3，5，6-四氟苯氧基)-1，3-二氨基苯、4-(4-氟苯氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H，2H，2H-全氟-1-己烷氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H，2H，2H-全氟-1-十二烷氧基)-1，3-二氨基苯、2，5-二氨基苯并三氟化物、二(三氟甲基)苯二胺、二氨基四(三氟甲基)苯、二氨基(五氟乙基)苯、2，5-二氨基(全氟己基)苯、2，5-二氨基(全氟丁基)苯、2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基聯(lián)苯、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基聯(lián)苯、八氟聯(lián)苯胺、4，4’-二氨基二苯醚、2，2-二(對(duì)氨基苯基)六氟丙烷、1，3-二(苯胺基)六氟丙烷、1，4-二(苯胺基)八氟丁烷、1，5-二(苯胺基)十氟戊烷、1，7-二(苯胺基)十四氟庚烷、2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯醚、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯醚、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯醚、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基苯酮、4，4’-二氨基對(duì)三聯(lián)苯、1，4-二(對(duì)氨基苯基)苯、對(duì)二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、二(氨基苯氧基)二(三氟甲基)苯、二(氨基苯氧基)四(三氟甲基)苯、2，2-二{4-(4-氨基苯氧基)苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(3-氨基苯氧基)苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(2-氨基苯氧基)苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(4-氨基苯氧基)-3，5-二甲基苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(4-氨基苯氧基)-3，5-二(三氟甲基)苯基}六氟丙烷、4，4’-二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯、4，4’-二(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯、4，4’-二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、4，4’-二(3-氨基-5-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、2，2-二{4-(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)苯基}六氟丙烷、二{(三氟甲基)氨基苯氧基}聯(lián)苯、二[{(三氟甲基)氨基苯氧基}苯基]六氟丙烷、二{2-[(氨基苯氧基)苯基]六氟異丙基}苯等。
上述的四羧酸二酐及二胺可以并用2種或者2種以上。作為聚酰亞胺系樹脂的前驅(qū)體溶液也可以使用具有感光性的前驅(qū)體溶液。
聚酰亞胺系樹脂的前驅(qū)體溶液通過旋涂或者印刷等方法涂布在基板表面上，在最終溫度為200～400℃進(jìn)行熱處理而固化，形成聚酰亞胺系樹脂覆膜。
在連接為了向第1光導(dǎo)波路的A端部入射光信號(hào)而接有的其他光導(dǎo)波路或者光纖維時(shí)，一邊向一個(gè)光導(dǎo)波路傳輸光，一邊經(jīng)過連接部監(jiān)測(cè)向另一光導(dǎo)波路傳輸?shù)墓鈴?qiáng)度，同時(shí)高精度地微調(diào)整兩個(gè)光導(dǎo)波路的位置關(guān)系以得到最適宜的連接，并連接固定。
使用本發(fā)明的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)時(shí)，可以緩和上述調(diào)芯要求精度，可以大幅縮短組裝所需的時(shí)間，可以低成本且高合格率地制造光部件。
另外，本發(fā)明的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)除了通過如上所述的有源調(diào)芯法組裝的光導(dǎo)波路以外，還可以適用于例如在第1光導(dǎo)波路的A端部具有V形槽等無源實(shí)裝光纖維用的構(gòu)件的光導(dǎo)波路部件。對(duì)于無源實(shí)裝用光導(dǎo)波路的情況，由于可以容許V形槽等和第1光導(dǎo)波路的準(zhǔn)線偏移，因而可以進(jìn)行制造偏差允許范圍大的高合格率的制造。
根據(jù)本發(fā)明的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，具有部件的制作容易，并且可以構(gòu)成組裝調(diào)整簡(jiǎn)易、穩(wěn)定的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)的效果。
根據(jù)本發(fā)明的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，還具有可以構(gòu)成能夠充分地進(jìn)行場(chǎng)分布的峰值的偏差的補(bǔ)償、且可重復(fù)性高、光量損失小、進(jìn)而能夠使分波比及合波比高精度地均等化的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)的效果。
進(jìn)而，本發(fā)明還具有可以構(gòu)成沒有縮頸部、制作容易、并且高階模式的輻射少、輻射損耗小的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)的效果。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，是在光導(dǎo)波路之間有空隙的例子的說明圖。
圖3是使用了本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路的帶V形槽1×4光分束器光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖4是使用了本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路的馬赫-增德爾干涉儀型光導(dǎo)波路的俯視圖。
圖5是本發(fā)明的其它實(shí)施方式的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)的說明圖。
具體實(shí)施例方式
以下基于附圖對(duì)把本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)用作分波光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
如圖1所示，分波光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)10具有具有A端部12和B端部14的第1光導(dǎo)波路16，具有C端部22和D端部24的第2光導(dǎo)波路26，具有E端部32和F端部34的第3光導(dǎo)波路36，以及把上述第1光導(dǎo)波路16的B端部14連接到第1出入射端部42、把上述第2光導(dǎo)波路26的C端部22以及第3光導(dǎo)波路36的E端部32連接到第2出入射端部44的分波合波導(dǎo)波路48。
第1光導(dǎo)波路16的長(zhǎng)度以及分波合波光導(dǎo)波路48的長(zhǎng)度之和由在第1光導(dǎo)波路的A端部通過離軸位置、在分波合波光導(dǎo)波路的第2出入射端部通過軸上來決定。
在使第1光導(dǎo)波路16的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s，分波合波光導(dǎo)波路48的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、第2出入射端部44的芯部寬度為Wt，Lt＝450μmWt＝16μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，決定第1光導(dǎo)波路16以及分波合波光導(dǎo)波路48的長(zhǎng)度以滿足
Ls＝N(10.6Ws+147)+6.4(N＝1、2、3、...)。
進(jìn)行使用了本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路的1×8光分束器和原有的1×8光分束器的模擬。使用了本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路的1×8光分束器是從1個(gè)頻道輸入在最初的分波段設(shè)置本發(fā)明的光導(dǎo)波路來進(jìn)行模擬。原有的1×8光分束器是在1個(gè)頻道側(cè)輸入光導(dǎo)波路設(shè)置縮頸部來進(jìn)行模擬。
本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路的形狀是使輸入直線光導(dǎo)波路為第1光導(dǎo)波路，設(shè)定芯部寬度Ws為6.5μm，長(zhǎng)度Ls為4×(10.6×6.5+147)+6.4＝870μm，分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度Lt為450μm，第2出入射部的芯部寬度Wt為16μm。原有的分波光導(dǎo)波路的形狀設(shè)定成輸入直線光導(dǎo)波路的芯部寬度為6.5μm，縮頸部的芯部寬度為3.5μm。入射光離軸0.5μm。
表1表示模擬結(jié)果。使用了本發(fā)明的1×8光分束器的剩余損耗在波長(zhǎng)1.31μm為0.47dB，在1.55μm為0.44dB。這與原有的在直線輸入光導(dǎo)波部設(shè)置縮頸部的場(chǎng)合相比，剩余損耗變小。此外，對(duì)均一性也表示在表1中，使用了本發(fā)明的場(chǎng)合的光分束器起伏小0.3dB。由此，通過使用本發(fā)明的光導(dǎo)波路，可以做成能夠高精度地均一化、損失小的光分束器。
表1區(qū)分 本發(fā)明參考例輸入波長(zhǎng)(μm) 剩余損耗(dB) 均一性(dB)剩余損耗(dB) 均一性(dB)1.310.47 0.20 0.92 0.521.550.44 0.48 0.60 0.74用本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路制作帶V型槽的1×4光分束器，評(píng)價(jià)其光學(xué)特性。如圖3所示，分波光導(dǎo)波路的結(jié)構(gòu)是配置設(shè)有1條V形槽100的入射部102和設(shè)有4條V形槽100的出射部104，從1頻道輸入在最初的分波段使用本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路110。為了進(jìn)行比較而制作了使用同一入射部以及出射部、使原有結(jié)構(gòu)的輸入光導(dǎo)波路為直線的光分束器。
制造是按以下的順序進(jìn)行。在帶V形槽的硅晶圓上形成SiO2層，用旋轉(zhuǎn)涂層法使有機(jī)鋯螯合物成為干燥膜厚100埃來涂敷。干燥后，在其上形成由含氟的聚酰亞胺樹脂組成的下部包層(8μm)以及芯層(6.5μm)。其次，在芯層之上涂敷0.5μm厚的含硅的光刻膠，干燥后，通過芯部圖案進(jìn)行曝光及顯影。通過該光刻膠圖案進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，形成芯層。剝離光刻膠后，形成上部包層(15μm)而制作了聚酰亞胺光導(dǎo)波路的帶V形槽的1×4光分束器。
其次，進(jìn)行上述1×4光分束器的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)是以把光纖passive安裝在V形槽的方式進(jìn)行，作為光源使用的是波長(zhǎng)1.31μm和1.55μm的半導(dǎo)體激光器。
結(jié)果，使用了本發(fā)明的1×4光分束器的插入損耗在波長(zhǎng)1.31μm為7.31dB，均一性為0.41dB，在波長(zhǎng)1.55μm為7.19dB，均一性為0.33dB。另一方面，原有結(jié)構(gòu)的1×4光分束器的插入損耗在波長(zhǎng)1.31μm為7.87dB，均一性為0.79dB，在波長(zhǎng)1.55μm為7.65dB，均一性為0.47dB。通過使用本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路，就能夠得到比原有結(jié)構(gòu)均一性更高且損耗更小的特性。
對(duì)其它實(shí)施例進(jìn)行說明。把本發(fā)明的1×4光分束器用于1頻道輸入側(cè)的初段分波。Ws為6.7μm，Wt為16μm，L為1330μm，Lt為450μm，Ls為880μm。作為參考例，假設(shè)Wt為6.5μm、Ls為任意長(zhǎng)度的480μm的1×4光分束器，進(jìn)行模擬。
在模擬中使用了2維光束傳播法。使入射光離軸0.5μm。表2表示模擬結(jié)果。從表2中可知，在本發(fā)明的1×4光分束器中，即使在輸入偏離0.5μm的場(chǎng)合，4頻道輸出側(cè)的各頻道損耗起伏變小，能夠保持均一性。在不采用本發(fā)明而任意設(shè)定Ls的參考例中起伏大，難以保證均一性。這樣，通過使用本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路，能夠做成可高精度地保持均一性、損耗小的光分束器。
表2區(qū)分 本發(fā)明 參考例輸入波長(zhǎng)(μm) 剩余損耗(dB) 均一性(dB) 剩余損耗(dB) 均一性(dB)1.31 0.38 0.04 0.50 0.721.55 0.36 0.05 0.50 1.49
本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路在光分束器以外，還可以用于例如，如馬赫-增德爾干涉儀型光導(dǎo)波路等那樣，具有分波結(jié)構(gòu)、需要高精度地均等化的光學(xué)裝置。如圖4所示，該馬赫-增德爾干涉儀型光導(dǎo)波路200具有2個(gè)本發(fā)明的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，一個(gè)為分波光導(dǎo)波路202，另一個(gè)為合波光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)。此外，具有不同長(zhǎng)度的光導(dǎo)波路220、222。一個(gè)光導(dǎo)波路220其一端是分波光導(dǎo)波路202的一個(gè)出射光導(dǎo)波路，另一端是合波光導(dǎo)波路204的一個(gè)入射光導(dǎo)波路。另一個(gè)光導(dǎo)波路222其一端是分波光導(dǎo)波路202的另一個(gè)出射光導(dǎo)波路，另一端是合波光導(dǎo)波路204的另一個(gè)入射光導(dǎo)波路。
對(duì)本發(fā)明的其它實(shí)施方式的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖5所示的分波光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)10具有具有A端部12和B端部14的非直線第1光導(dǎo)波路16，具有C端部22和D端部24的非直線第2光導(dǎo)波路26，具有E端部32和F端部34的非直線第3光導(dǎo)波路36，以及把上述第1光導(dǎo)波路16的B端部14連接到第1出入射端部42、把上述第2光導(dǎo)波路26的C端部22以及第3光導(dǎo)波路36的E端部32連接到第2出入射端部44的分波合波光導(dǎo)波路48。分波合波光導(dǎo)波路48的長(zhǎng)度T由光強(qiáng)度峰通過第1出入射端部42的離軸位置并通過第2出入射端部44的軸上位置來決定。例如，在連接有光分束器的曲線光導(dǎo)波路和分波光導(dǎo)波路的結(jié)構(gòu)中，通過使用本發(fā)明的分波光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，就能夠做成可以高精度地使光的分波比均一化、低損耗的光分束器。
權(quán)利要求
1.一種光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，具有具有A端部和B端部的第1光導(dǎo)波路，具有C端部和D端部的第2光導(dǎo)波路，具有E端部和F端部的第3光導(dǎo)波路，以及把所述第1光導(dǎo)波路的B端部連接到第1出入射端部、把所述第2光導(dǎo)波路的C端部以及第3光導(dǎo)波路的E端部連接到第2出入射端部的分波合波光導(dǎo)波路，其特征在于決定所述第1光導(dǎo)波路以及分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度使得光強(qiáng)度峰在所述第1光導(dǎo)波路的A端部通過離軸位置，在所述分波合波光導(dǎo)波路的第2出入射端部通過軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于決定所述第1光導(dǎo)波路以及分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度使得所使用的波長(zhǎng)之中波長(zhǎng)最短的光強(qiáng)度峰位置在所述第1光導(dǎo)波路的A端部通過離軸位置，在所述分波合波光導(dǎo)波路的第2出入射端部通過軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于在使所述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、所述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、所述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，Lt＝450μmWt＝16μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，Ls＝N(10.6Ws+147)+6.4(N＝1、2、3、...)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)起分波光導(dǎo)波路的作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)起合波光導(dǎo)波路的作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)是樹脂制光導(dǎo)波路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)包含帶V形槽的光導(dǎo)波路基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于決定所述第1光導(dǎo)波路以及分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度使得所述光強(qiáng)度峰對(duì)于第1波長(zhǎng)以及第2波長(zhǎng)在所述第1光導(dǎo)波路的A端部通過離軸位置，在所述分波合波光導(dǎo)波路的第2出入射端部通過軸上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度比所述第2以及第3光導(dǎo)波路的芯部寬度更寬。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于在使所述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、所述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、所述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，Lt＝450μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，Ls＝N(10.6Ws+147)-12.6Wt+208(N＝1、2、3、...)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于在使所述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、所述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、所述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，L＝N(10.6Ws+147)-12.6Wt+658(N＝1、2、3、...)，其中，L＝Ls+Lt。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于在使所述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、所述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、所述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，Lt＝450μmWt＝16μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，Ls＝N(32.5Ws2-415Ws+1540)+6.4(N＝1、2、3、...)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于在使所述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、所述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、所述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，Lt＝450μm芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，Ls＝N(32.5Ws2-415Ws+1540)-12.6Wt+208(N＝1、2、3、...)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于在使所述第1光導(dǎo)波路的芯部寬度為Ws、長(zhǎng)度為L(zhǎng)s、所述分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t、所述第2出入射端部的芯部寬度為Wt，芯部和包層的折射率差＝0.4％時(shí)，L＝N(32.5Ws2-415Ws+1540)-12.6Wt+658(N＝1、2、3、...)，其中，L＝Ls+Lt。
15.一種光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有具有A端部12和B端部14的非直線第1光導(dǎo)波路16，具有C端部22和D端部24的非直線第2光導(dǎo)波路26，具有E端部32和F端部34的非直線第3光導(dǎo)波路36，以及把所述第1光導(dǎo)波路16的B端部14連接到第1出入射端部42、把所述第2光導(dǎo)波路26的C端部22以及第3光導(dǎo)波路36的E端部32連接到第2出入射端部44的分波合波光導(dǎo)波路48，決定所述分波合波光導(dǎo)波路48的長(zhǎng)度使得光強(qiáng)度峰通過所述第1出入射端部42的離軸位置，并且光強(qiáng)度峰通過所述第2出入射端部44的軸上位置。
全文摘要
一種光導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，具有具有A端部和B端部的第1光導(dǎo)波路，具有C端部和D端部的第2光導(dǎo)波路，具有E端部和F端部的第3光導(dǎo)波路，以及把上述第1光導(dǎo)波路的B端部連接到第1出入射端部、把上述第2光導(dǎo)波路的C端部以及第3光導(dǎo)波路的E端部連接到第2出入射端部的分波合波光導(dǎo)波路，其特征在于決定上述第1光導(dǎo)波路以及分波合波光導(dǎo)波路的長(zhǎng)度使得光強(qiáng)度峰在上述第1光導(dǎo)波路的A端部通過離軸位置，在上述分波合波光導(dǎo)波路的第2出入射端部通過軸上。
文檔編號(hào)G02B6/12GK1748163SQ20048000342
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者山本禮, 宮寺信生 申請(qǐng)人:日立化成工業(yè)株式會(huì)社