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JP3426154B2 - Manufacturing method of optical waveguide with grating - Google Patents

Manufacturing method of optical waveguide with grating

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Publication number
JP3426154B2
JP3426154B2 JP4955599A JP4955599A JP3426154B2 JP 3426154 B2 JP3426154 B2 JP 3426154B2 JP 4955599 A JP4955599 A JP 4955599A JP 4955599 A JP4955599 A JP 4955599A JP 3426154 B2 JP3426154 B2 JP 3426154B2
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JP
Japan
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refractive index
optical waveguide
laser light
pulsed laser
grating
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裕己 近藤
健太郎 野内
一之 平尾
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Japan Science and Technology Agency
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Japan Science and Technology Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、集光照射により屈折率
変調のグレーティングを付けた光導波路を製造する方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an optical waveguide having a refractive index modulation grating by means of focused irradiation.

【0002】[0002]

【従来の技術】光導波路は、光が閉じ込められる屈折率
の高いコア及びコアを取り囲む屈折率の低いクラッドを
基板上に設けることにより形成されている。基板にはシ
リコン,石英ガラス等、コアガラスにはGeドープ石英
系ガラス、クラッドには石英系ガラスが使用されてい
る。紫外線を照射すると、Geドープ石英系ガラスが紫
外線を吸収し、紫外線照射部分の屈折率が増加する。屈
折率が周期的に変化した領域を光導波路のコア中に形成
することによりブラッググレーティングが付けられる。
紫外線の露光には、2光束干渉露光法,位相マスク法,
ポイント露光法等が採用されている。光導波路内部にグ
レーティングが形成されると、ブラッグの反射条件を満
足する光のみが反射されるため、光通信分野等で波長選
択デバイスとして利用できる。屈折率が変化する原因は
一律でないが、主として紫外線照射によりGeドープ石
英系ガラス中に生成する原子間結合欠陥に依るものと考
えられている。ガラス中の原子間結合欠陥を形成させる
紫外光源には、KrFエキシマレーザ(波長248n
m),Arイオンレーザの第2高調波(波長244n
m)等がある。
2. Description of the Related Art An optical waveguide is formed by providing a core having a high refractive index for confining light and a clad having a low refractive index surrounding the core on a substrate. Silicon, quartz glass, etc. are used for the substrate, Ge-doped quartz glass for the core glass, and quartz glass for the clad. When irradiated with ultraviolet rays, the Ge-doped quartz glass absorbs the ultraviolet rays, and the refractive index of the portion irradiated with the ultraviolet rays increases. A Bragg grating is attached by forming a region where the refractive index changes periodically in the core of the optical waveguide.
For exposure of ultraviolet rays, two-beam interference exposure method, phase mask method,
The point exposure method is used. When the grating is formed inside the optical waveguide, only the light satisfying the Bragg reflection condition is reflected, so that it can be used as a wavelength selection device in the optical communication field and the like. The cause of the change in the refractive index is not uniform, but it is considered that it is mainly due to the interatomic bond defects generated in the Ge-doped silica-based glass due to the ultraviolet irradiation. A KrF excimer laser (wavelength 248n is used as an ultraviolet light source for forming interatomic bond defects in glass.
m), the second harmonic of the Ar ion laser (wavelength 244n
m) etc.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】Geドープ石英系ガラ
スでは、紫外線照射による光誘起屈折率変化が小さいた
め、高圧水素処理,Geの高濃度化,Sn等の感光性物
質の添加等により紫外線照射に対する屈折率変化の感度
を高めている。しかし、高圧水素処理では工数の増加に
より生産性が低下し、Geの高濃度化ではコアクラッド
の屈折率調整が困難になる。感光性物質を添加する方法
では、光損失が増大する虞れがある。紫外線照射で誘起
された屈折率変化が長期にわたって安定していることも
光導波路に要求される特性である。しかし、ガラス中の
原子間結合欠陥を起因とする屈折率変化は、室温におい
ても緩和してしまう可能性がある。更には、パルスレー
ザ光の集光照射で光ファイバに屈折率変化を生じさせよ
うとすると、ファイバ周囲が円形状であるため、平面に
集光する場合と集光点が異なり、パルスレーザ光をファ
イバコアに絞る際に集光点をファイバコアに合致させる
工夫が必要になる。
In the case of Ge-doped silica glass, since the photo-induced change in refractive index due to UV irradiation is small, UV irradiation is performed by high-pressure hydrogen treatment, high concentration of Ge, addition of a photosensitive substance such as Sn, and the like. The sensitivity of the change of the refractive index to is increased. However, in the high-pressure hydrogen treatment, the productivity decreases due to the increase in man-hours, and it becomes difficult to adjust the refractive index of the core cladding when the Ge concentration is increased. The method of adding a photosensitive substance may increase light loss. It is also a characteristic required for the optical waveguide that the change in refractive index induced by ultraviolet irradiation is stable for a long period of time. However, the change in the refractive index due to the interatomic bond defect in glass may be relaxed even at room temperature. Furthermore, when an attempt is made to cause a change in the refractive index of the optical fiber by converging and irradiating the pulsed laser light, the concentrating point differs from that when converging on a flat surface because the fiber periphery is circular, and When focusing on the fiber core, it is necessary to devise a way to match the focal point with the fiber core.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、吸収係数が特定
された波長領域のパルスレーザ光で光導波路内部を集光
照射することにより、選択された部位の屈折率を増加さ
せ、簡単な方法で安定性に優れたグレーティングを付け
た光導波路を提供することを目的とする。本発明の製造
方法は、その目的を達成するため、高屈折率のコアに低
屈折率のクラッド層を積層した光導波路のコア内部に集
光点を調節し、光導波路の吸収係数:5cm -1 以下の波
長領域,ピークパワー密度:10 5 〜10 15 W/cm 2
パルスレーザ光を集光照射し、集光点における屈折率を
選択的に増加させることを特徴とする。コア内部で長さ
方向に集光点を間歇的に相対移動させながらパルスレー
ザ光の集光照射を繰り返すとき、複数の屈折率変化部を
光導波路の長さ方向に形成することができる。グレーテ
ィング周期は、集光点の相対移動距離によって調節でき
る。また、パルスレーザ光のピークパワー密度を変化さ
せるとき、集光点ごとに屈折率変化が異なるグレーティ
ングをつけることもできる。パルスレーザ光としては、
パルス幅が10-10秒以下のパルスレーザ光が好まし
い。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve such a problem, and focuses and irradiates the inside of an optical waveguide with pulsed laser light in a wavelength region having a specified absorption coefficient. Thus, it is an object of the present invention to increase the refractive index of a selected portion and provide an optical waveguide with a grating excellent in stability by a simple method. In order to achieve the object, the manufacturing method of the present invention adjusts the converging point inside the core of an optical waveguide in which a high refractive index core and a low refractive index clad layer are laminated, and the optical waveguide absorption coefficient: 5 cm Less than 1 wave
A long region and a peak power density of 10 5 to 10 15 W / cm 2 are focused and irradiated, and the refractive index at the focusing point is selectively increased. When the focused irradiation of the pulsed laser light is repeated while the focusing point is relatively moved in the length direction inside the core, a plurality of refractive index changing portions can be formed in the length direction of the optical waveguide. The grating period can be adjusted by the relative moving distance of the focusing point. Further, when changing the peak power density of the pulsed laser light, it is possible to attach a grating having a different refractive index change at each condensing point. For pulsed laser light,
A pulsed laser beam having a pulse width of 10 -10 seconds or less is preferable.

【0005】[0005]

【作用】基板上に形成されている光導波路は、光が閉じ
込められる屈折率の高いコアガラスを屈折率の低いクラ
ッドガラスで取り囲んだ構造をもっている。基板にはシ
リコン,石英ガラス等が使用され、コアガラス及びクラ
ッドガラスには石英ガラス,Geドープ石英系ガラス,
フッ化物ガラス,酸化物ガラス,硫化物ガラス,カルコ
ゲナイドガラス等が使用される。酸化物ガラスには、ケ
イ酸塩ガラス,ホウ酸塩ガラス,リン酸塩ガラス,弗リ
ン酸塩ガラス,酸化ビスマス系ガラス等がある。本発明
で使用するガラスは、パルスレーザ光の集光照射により
屈折率変化を生じる限り、材質的な制約を受けるもので
はない。光導波路は、火炎堆積法,プラズマCVD法,
スパッタ法等で基板上に形成される。本発明では、基板
上に形成された平坦な表面形状をもつ光導波路にパルス
レーザ光を集光照射して屈折率変化を誘起させているの
で、光ファイバを集光照射する場合のように特別な工夫
を必要とすることなく、コアガラスの内部に集光点を容
易に調節できる。
The optical waveguide formed on the substrate has a structure in which a core glass having a high refractive index for confining light is surrounded by a clad glass having a low refractive index. Silicon, quartz glass, etc. are used for the substrate, and quartz glass, Ge-doped quartz glass, for core glass and clad glass,
Fluoride glass, oxide glass, sulfide glass, chalcogenide glass, etc. are used. Examples of the oxide glass include silicate glass, borate glass, phosphate glass, fluorophosphate glass, and bismuth oxide-based glass. The glass used in the present invention is not subject to material restrictions as long as the refractive index changes due to the focused irradiation of pulsed laser light. The optical waveguide is a flame deposition method, a plasma CVD method,
It is formed on the substrate by a sputtering method or the like. In the present invention, the pulsed laser light is focused and irradiated on the optical waveguide having a flat surface shape formed on the substrate to induce the change in the refractive index. The converging point can be easily adjusted inside the core glass without requiring any special measures.

【0006】コアガラスは、パルスレーザ光の集光照射
により構造、ひいては屈折率が変化する。本発明では、
屈折率変化に及ぼすパルスレーザ光の作用を利用し、集
光点が光導波路の内部に位置するように調節して光導波
路を集光照射する。パルスレーザ光の集光照射による屈
折率変化は、Geドープ石英系ガラスに限らず、他の石
英ガラス,フッ化物ガラス,酸化物ガラス,硫化物ガラ
ス,カルコゲナイドガラス等でも生じる。そのため、紫
外線照射による従来のグレーティングと異なり、グレー
ティング可能な材質に関する制約が大幅に緩和される。
また、紫外線照射に比較して屈折率変化量が大きいた
め、別途の問題が派生しがちな高感度化処理を省略でき
る。パルスレーザ光としては、光導波路の内部に光誘起
屈折率変化を生じさせるエネルギ量を持ち、光導波路の
吸収係数が5cm-1以下の波長領域のパルスレーザ光が
使用される。光導波路の吸収係数は、光導波路のコア及
びクラッドを形成しているガラス材料の吸収係数から求
められる。光導波路を構成しているガラス材料の固有吸
収は紫外領域にあるので、固有吸収のない5cm-1以下
の長波長側にパルスレーザ光の波長を設定するとき、屈
折率変化が集光点のみで生じ、集光点以外の屈折率変化
が抑えられる。
The core glass has its structure, and hence its refractive index, changed by the focused irradiation of pulsed laser light. In the present invention,
Utilizing the effect of pulsed laser light on the change in the refractive index, the optical waveguide is focused and irradiated by adjusting the focal point to be located inside the optical waveguide. The change in the refractive index due to the focused irradiation of the pulsed laser light occurs not only in the Ge-doped silica glass but also in other silica glass, fluoride glass, oxide glass, sulfide glass, chalcogenide glass and the like. Therefore, unlike conventional gratings that are irradiated with ultraviolet rays, the restrictions on the materials that can be used for grating are greatly relaxed.
Further, since the amount of change in the refractive index is large as compared with the irradiation with ultraviolet rays, it is possible to omit the sensitization treatment which tends to cause another problem. As the pulsed laser light, pulsed laser light having a wavelength region in which the absorption coefficient of the optical waveguide is 5 cm -1 or less, which has an energy amount that causes a photo-induced refractive index change inside the optical waveguide, is used. The absorption coefficient of the optical waveguide is obtained from the absorption coefficient of the glass material forming the core and the clad of the optical waveguide. Since the intrinsic absorption of the glass material that constitutes the optical waveguide is in the ultraviolet region, when setting the wavelength of the pulsed laser light to the long wavelength side of 5 cm -1 or less where there is no intrinsic absorption, the change in the refractive index is only at the focal point. Occurs, and changes in the refractive index at points other than the focal point are suppressed.

【0007】光導波路の内部に屈折率変化を生じさせる
パルスレーザ光のエネルギ量は、ガラスの種類によって
も異なるが、1パルス当りの出力エネルギ(J)をパル
ス幅(秒)で割ったピークパワー(W)の単位面積当り
の密度(W/cm2 )で表わされるピークパワー密度が
集光点で105 〜1015W/cm2 の範囲にあることが
好ましい。ピークパワー密度が105 W/cm2 に達し
ないと、集光照射によっても集光点の屈折率増加が十分
でない。逆に1015W/cm2 を超えるピークパワー密
度では、過剰量のエネルギ量が投入されるため、集光点
以外の部分でも屈折率が増加する虞れがある。パルスレ
ーザ光の繰返し周期は、特に制約されるものではない
が、1〜250kHzの範囲が好ましい。250kHz
を超える繰返し周期では、集光点における屈折率変化量
の制御が困難になる。逆に1Hz未満の繰返し周期で
は、グレーティングの形成に長時間がかかる。
The amount of energy of pulsed laser light that causes a change in the refractive index inside the optical waveguide varies depending on the type of glass, but the peak power obtained by dividing the output energy (J) per pulse by the pulse width (second). It is preferable that the peak power density represented by the density (W / cm 2 ) per unit area of (W) is in the range of 10 5 to 10 15 W / cm 2 at the converging point. If the peak power density does not reach 10 5 W / cm 2 , the increase in the refractive index at the converging point is not sufficient even by converging irradiation. On the contrary, at a peak power density of more than 10 15 W / cm 2 , an excessive amount of energy is input, so that the refractive index may increase even in a portion other than the condensing point. The repetition cycle of the pulsed laser light is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 250 kHz. 250 kHz
If the repetition period exceeds, it becomes difficult to control the amount of change in the refractive index at the focal point. On the contrary, if the repetition period is less than 1 Hz, it takes a long time to form the grating.

【0008】パルスレーザ光は、レンズ等の集光装置で
集光でき、集光点をガラス材料の内部に設定できる。集
光点を相対移動させることにより、光導波路の内部に屈
折率変調のグレーティングが形成される。具体的には、
パルスレーザ光の集光点に対して光導波路を移動させ、
光導波路内部でパルスレーザ光の集光点を移動させ、或
いは光導波路及び集光点の双方を移動させることによ
り、集光点を相対移動させる。このとき集光点の相対移
動量によってグレーティングの周期が調整されるため、
周期の異なるグレーティングも容易に書き込まれる。ま
た、パルスレーザ光の強度及びパルス数に対する屈折率
変化量の依存性を活用し、集光点ごとにパルスレーザ光
の強度及び/又はパルス数を変えるとき、屈折率変化量
が異なるグレーティングを書き込むこともできる。
The pulsed laser light can be condensed by a condenser such as a lens, and the condensing point can be set inside the glass material. By moving the focusing point relatively, a refractive index modulation grating is formed inside the optical waveguide. In particular,
Move the optical waveguide to the condensing point of the pulsed laser light,
The focusing point of the pulsed laser light is moved inside the optical waveguide, or both the optical waveguide and the focusing point are moved to relatively move the focusing point. At this time, the period of the grating is adjusted by the relative movement amount of the focal point,
Gratings with different periods are easily written. Further, when the intensity and / or the number of pulses of the pulsed laser light is changed for each converging point by utilizing the dependence of the variation of the refractive index on the intensity of the pulsed laser light and the number of pulses, a grating with a different amount of refractive index change is written You can also

【0009】パルスレーザ光の集光照射で屈折率増加を
誘起させて屈折率変調のグレーティングを形成している
とき、グレーティングの透過特性を同時観察することに
より所望のグレーティングが作製できる。同時観察に
は、グレーティング作製中の光導波路の一端から白色光
を入射させ、他端に接続した光スペクトラムアナライザ
で光の透過スペクトルを測定する方法が採用される。光
スペクトラムアナライザで測定される特性は、屈折率増
加域を透過してきた光の強度の波長依存性である。そこ
で、パルスレーザ光の集光照射及び光導波路の相対移動
を繰り返しながら複数の屈折率増加域を形成していく過
程で透過光強度の波長依存性をモニタリングすると、あ
る波長を中心として透過光強度が減衰し始める。したが
って、目標とするフィルタ特性を示した時点でパルスレ
ーザ光の集光照射を中止することにより、必要特性をも
つグレーティング付き光導波路が得られる。
When a refractive index modulation grating is formed by inducing an increase in the refractive index by converging irradiation of pulsed laser light, a desired grating can be manufactured by simultaneously observing the transmission characteristics of the grating. For simultaneous observation, a method is adopted in which white light is made incident from one end of the optical waveguide during fabrication of the grating, and the transmission spectrum of the light is measured by an optical spectrum analyzer connected to the other end. The characteristic measured by the optical spectrum analyzer is the wavelength dependence of the intensity of the light transmitted through the refractive index increasing region. Therefore, when the wavelength dependence of the transmitted light intensity is monitored in the process of forming multiple refractive index increase regions by repeating focused irradiation of pulsed laser light and relative movement of the optical waveguide, the transmitted light intensity is centered at a certain wavelength. Begins to decay. Therefore, by stopping the focused irradiation of the pulsed laser light at the time when the target filter characteristic is exhibited, an optical waveguide with a grating having the required characteristic can be obtained.

【0010】[0010]

【実施例】火炎堆積法で作成した石英系の光導波路をパ
ルスレーザ光で集光照射することによりグレーティング
を付けた。光導波路Wは、図1に示すように石英基板S
上に堆積させた膜厚8μmのコア層Cをドライエッチン
グして導波路パターンを形成した後、クラッド層Lで埋
め込むことにより作製した。コア層Cには96.5重量
%SiO2 −3.5重量%GeO2 のガラス、クラッド
層Lには純SiO2 を使用した。波長1.55μmでニ
アフィールドパターンを観察することにより、コア層C
を伝播する光がシングルモードであることを確認した。
レーザ光源1としてTiサファイアレーザを用い、波長
800nm,パルス幅1.2×10-13 秒,繰返し周波
数200kHzで吸収係数5cm-1以下の波長領域をも
つパルスレーザ光2を出射させた。光導波路の内部に集
光点Fが位置するようにパルスレーザ光2を集光レンズ
3で集光した。集光点Fでは、パルスレーザ光2のピー
クパワー密度が3×1013W/cm2 に高められ、集光
点Fに当たる部分に屈折率増加域Gが形成された。
[Example] A grating was attached by converging and irradiating a silica-based optical waveguide prepared by the flame deposition method with pulsed laser light. The optical waveguide W has a quartz substrate S as shown in FIG.
The core layer C having a film thickness of 8 μm deposited thereon was dry-etched to form a waveguide pattern, and then embedded by the clad layer L. The core layer C 96.5 wt% SiO 2 -3.5 wt% GeO 2 glass, the cladding layer L using pure SiO 2. By observing the near field pattern at a wavelength of 1.55 μm, the core layer C
It was confirmed that the light propagating in was a single mode.
A Ti sapphire laser was used as the laser light source 1, and a pulsed laser light 2 having a wavelength range of 800 nm, a pulse width of 1.2 × 10 −13 seconds, a repetition frequency of 200 kHz and an absorption coefficient of 5 cm −1 or less was emitted. The pulsed laser light 2 was condensed by the condenser lens 3 so that the condensing point F was located inside the optical waveguide. At the focusing point F, the peak power density of the pulsed laser beam 2 was increased to 3 × 10 13 W / cm 2 , and the refractive index increasing region G was formed at the portion corresponding to the focusing point F.

【0011】次いで、グレーティング周期分だけ光導波
路Wを移動させた。移動後の光導波路Wに同じ条件下で
パルスレーザ光2を集光照射し、次の屈折率増加域Gを
形成した。以下、必要とするグレーティング長に応じて
パルスレーザ光2の集光照射及び光導波路Wの移動を繰
り返し、複数の屈折率増加域Gが形成されたグレーティ
ング付き光導波路を作製した。屈折率の変化度は、パル
スレーザ光2の強度及びパルス数に依存する。パルスレ
ーザ光2の強度又はパルス数を増加させると、屈折率の
変化量が大きくなる。強度一定の条件下では、照射時間
の延長又は繰返し周期の増加により、必要な屈折率変化
を生じさせることができる。本実施例では、一つの屈折
率増加域Gごとにパルスレーザ光2の集光照射に光導波
路Wを5秒間曝した。
Next, the optical waveguide W was moved by the grating period. The pulsed laser light 2 was focused and irradiated on the moved optical waveguide W under the same conditions to form the next refractive index increasing region G. Hereinafter, focused irradiation of the pulsed laser light 2 and movement of the optical waveguide W were repeated in accordance with the required grating length to manufacture an optical waveguide with a grating in which a plurality of refractive index increasing regions G were formed. The degree of change in the refractive index depends on the intensity of the pulsed laser light 2 and the number of pulses. When the intensity of the pulsed laser light 2 or the number of pulses is increased, the amount of change in the refractive index increases. Under constant intensity conditions, the required change in refractive index can be caused by extending the irradiation time or increasing the repetition period. In the present embodiment, the optical waveguide W was exposed to the focused irradiation of the pulsed laser light 2 for 5 seconds for each refractive index increasing region G.

【0012】屈折率変化の周期が数百μmと比較的長い
場合、光導波路Wのコア層Cを伝播する光のうち、一部
の光はコア層Cを伝播する導波モードからクラッド層L
を伝播するクラッドモードに結合する。導波モードに対
する実効的屈折率をng ,クラッドモードに対する実効
的屈折率をncl,グレーティング周期をΛとするとき、
λ=(ng −ncl)Λの条件を満足する波長λの光が導
波モードからクラッドモードに結合する。波長λを1.
3〜1.6μmにするためには、およそ100〜200
0μmのグレーティング周期Λが必要になる。クラッド
モードに結合する光は、10〜数十nmと比較的広い帯
域の光であり、コア層Cの外に漏れ出ることにより減衰
する(A.M. Vengsarkar et al., J. Lightwave Technol
ogy, Vol.14, 1996, p.58 )。結果的に長周期型グレー
ティングは、波長λ近傍の比較的広帯域の光に損失を与
えるフィルタとして機能する。そこで、本実施例では、
グレーティング周期を460μm,グレーティング長を
30mmに設定した。作製されたグレーティング付き光
導波路の透過光強度の波長依存性を調査したところ、図
2に示すように、ほぼ20nmの帯域幅にわたって透過
率が緩やかに減衰していた。透過率が減衰したピーク波
長では、ほぼ12dBの損失であった。
When the period of change in the refractive index is relatively long, such as several hundreds of μm, a part of the light propagating in the core layer C of the optical waveguide W changes from the waveguide mode propagating in the core layer C to the cladding layer L.
Coupled to the propagating cladding mode. When the effective refractive index for the guided mode is n g , the effective refractive index for the cladding mode is n cl , and the grating period is Λ,
Light of wavelength λ that satisfies the condition of λ = ( ng− ncl ) Λ is coupled from the guided mode to the cladding mode. The wavelength λ is 1.
To obtain 3 to 1.6 μm, approximately 100 to 200
A grating period Λ of 0 μm is required. The light coupled to the clad mode has a relatively wide band of 10 to several tens nm and is attenuated by leaking out of the core layer C (AM Vengsarkar et al., J. Lightwave Technol.
ogy, Vol.14, 1996, p.58). As a result, the long-period grating functions as a filter that gives a loss to light in a relatively wide band near the wavelength λ. Therefore, in this embodiment,
The grating period was set to 460 μm and the grating length was set to 30 mm. When the wavelength dependency of the transmitted light intensity of the produced optical waveguide with a grating was investigated, the transmittance was gradually attenuated over a bandwidth of about 20 nm as shown in FIG. At the peak wavelength where the transmittance was attenuated, the loss was about 12 dB.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、光導波路の吸収係数が5cm-1以下の波長領域のパ
ルスレーザ光を光導波路内部に集光点を調節して集光照
射することにより、屈折率が増加した領域を集光点に形
成させ、屈折率変調のグレーティングを光導波路に付け
ている。この方法によるとき、従来の紫外線照射による
グレーティングの形成に比較して、光損失の増加を生じ
易い高圧水素処理,感光性イオン添加などの工程を必要
としないため、必要なグレーティング特性をもつグレー
ティングが光導波路に付けられる。しかも、投入エネル
ギ量に応じて屈折率変化量が容易に制御され、グレーテ
ィングの周期及び長さが自由に変えられるため、要求特
性に応じたグレーティング付き光導波路が得られる。更
に、光ファイバに比較して平坦な表面をもつ光導波路に
パルスレーザ光を集光照射するため、集光点の調節を始
めとして照射作業も容易になる。
As described above, in the present invention, the pulsed laser light in the wavelength region where the absorption coefficient of the optical waveguide is 5 cm -1 or less is focused and irradiated inside the optical waveguide by adjusting the focusing point. As a result, a region having an increased refractive index is formed at the converging point, and a refractive index modulation grating is attached to the optical waveguide. Compared to the conventional grating formation by UV irradiation, this method does not require steps such as high-pressure hydrogen treatment and addition of photosensitive ions, which tend to cause an increase in optical loss, so that a grating with the required grating characteristics can be obtained. Attached to the optical waveguide. Moreover, the amount of change in the refractive index is easily controlled according to the amount of energy input, and the period and length of the grating can be freely changed, so that an optical waveguide with a grating according to required characteristics can be obtained. Further, since the pulsed laser light is focused and irradiated on the optical waveguide having a flat surface as compared with the optical fiber, the irradiation work including the adjustment of the focusing point becomes easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に従ったグレーティング付き光導波路
を作製する方法を説明する図
FIG. 1 is a diagram illustrating a method of manufacturing an optical waveguide with a grating according to the present invention.

【図2】 実施例で得られたグレーティング付き光導波
路の透過強度の波長依存性を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing the wavelength dependence of the transmission intensity of the optical waveguide with a grating obtained in the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:レーザ光源 2:パルスレーザ光 3:集光レ
ンズ W:光導波路 S:石英基板 C:コア層 L:
クラッド層 F:集光点 G:屈折率変化域
1: Laser light source 2: Pulse laser light 3: Condensing lens W: Optical waveguide S: Quartz substrate C: Core layer L:
Clad layer F: Focus point G: Refractive index change region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平尾 一之 京都府相楽郡木津町木津川台三丁目5番 8号 (56)参考文献 特開 平5−307118(JP,A) 特開 平8−286015(JP,A) 特開 平9−311237(JP,A) 特開 平10−288799(JP,A) 英国特許出願公開2210470(GB,A) 島研介 et.al.,フジクラ技 報,1997年 5月31日,第92号,pp. 11−13 Miura et.al.,Appl ied Physics Letter s,1997年12月 8日,Vol.71 N o.23,pp.3329−3331 三浦清貴 et.al.,レーザー研 究,1998年 2月15日,第26巻第2号, pp.150−154 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/10 - 6/16 G02B 5/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuyuki Hirao 3-5-8, Kizugawadai, Kizu-cho, Soraku-gun, Kyoto (56) Reference JP-A-5-307118 (JP, A) JP-A-8- 286015 (JP, A) JP 9-311237 (JP, A) JP 10-288799 (JP, A) British Patent Application Publication 2210470 (GB, A) Shima Kensuke et. al. Fujikura Technical Report, May 31, 1997, No. 92, pp. 11-13 Miura et. al. , Applied Physics Letters, December 8, 1997, Vol. 71 No. 23, pp. 3329-3331 Kiyoshi Miura et. al. , Laser Research, February 15, 1998, Vol. 26, No. 2, pp. 150-154 (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/10-6/16 G02B 5/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高屈折率のコアに低屈折率のクラッド層
を積層した光導波路のコア内部に集光点を調節し、光導
波路の吸収係数:5cm -1 以下の波長領域,ピークパワ
ー密度:10 5 〜10 15 W/cm 2 のパルスレーザ光を集
光照射し、集光点における屈折率を選択的に増加させる
ことを特徴とするグレーティング付き光導波路の製造方
法。
[Claim 1] to adjust the core inside the focal point of the optical waveguide formed by stacking a cladding layer having a low refractive index to a high refractive index of the core, optical
Waveguide absorption coefficient: wavelength region below 5 cm -1 , peak power
-Density: 10 5 to 10 15 W / cm 2 of pulsed laser light is condensed and irradiated to selectively increase the refractive index at the condensing point.
【請求項2】 高屈折率のコアに低屈折率のクラッド層
を積層した光導波路のコア内部で長さ方向に集光点を間
歇的に相対移動させながらパルスレーザ光の集光照射を
繰り返す請求項1記載のグレーティング付き光導波路の
製造方法。
2. A core having a high refractive index and a cladding layer having a low refractive index
2. The method for producing an optical waveguide with a grating according to claim 1, wherein the focused irradiation of the pulsed laser light is repeated while intermittently moving the focusing point in the length direction inside the core of the laminated optical waveguide.
【請求項3】 パルス幅が10-10 秒以下のパルスレー
ザ光を使用する請求項1又は2記載のグレーティング付
き光導波路の製造方法。
3. The method for producing an optical waveguide with a grating according to claim 1, wherein pulsed laser light having a pulse width of 10 −10 seconds or less is used.
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