JPH05297234A - 導波管から部分的に光を集める方法および部分的光集積装置 - Google Patents
導波管から部分的に光を集める方法および部分的光集積装置Info
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- JPH05297234A JPH05297234A JP4357670A JP35767092A JPH05297234A JP H05297234 A JPH05297234 A JP H05297234A JP 4357670 A JP4357670 A JP 4357670A JP 35767092 A JP35767092 A JP 35767092A JP H05297234 A JPH05297234 A JP H05297234A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単かつ効率のよい光学的部分集積器を実現
する。 【構成】 ポリマー導波管（１１，５６）から部分的に
光を集めるための方法が提供される。光信号（１７）が
そこを通って進行するポリマー導波管（１１，５６）が
提供される。切子面で形成された溝（２８）がポリマー
導波管（１１，５６）に配置され、ポリマー導波管（１
１，５６）を通って進行する光（２２）の制御可能な部
分を前記切子面（２１）から斜めに反射する。典型的に
は、反射された光は光検出器（２４，４１）に導かれ、
該光検出器は基板（５１）上の集積回路（５２，５３）
に含まれる。
する。 【構成】 ポリマー導波管（１１，５６）から部分的に
光を集めるための方法が提供される。光信号（１７）が
そこを通って進行するポリマー導波管（１１，５６）が
提供される。切子面で形成された溝（２８）がポリマー
導波管（１１，５６）に配置され、ポリマー導波管（１
１，５６）を通って進行する光（２２）の制御可能な部
分を前記切子面（２１）から斜めに反射する。典型的に
は、反射された光は光検出器（２４，４１）に導かれ、
該光検出器は基板（５１）上の集積回路（５２，５３）
に含まれる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般的には、光デバ
イスに関しかつ、より特定的には、光導波路または光導
波管（ｏｐｔｉｃａｌ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ）に関す
る。
イスに関しかつ、より特定的には、光導波路または光導
波管（ｏｐｔｉｃａｌ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、光信号は導波管と呼ばれる相互接
続によって、送信されている。典型的には、これらの導
波管は、光放射器および光検出器のような、光子デバイ
ス（ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）を相互接続す
る。
続によって、送信されている。典型的には、これらの導
波管は、光放射器および光検出器のような、光子デバイ
ス（ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）を相互接続す
る。
【０００３】Ｔｒｏｍｍｅｒ他による米国特許第４，７
７２，７８７号およびＦｏｒｒｅｓｔ他による米国特許
第４，７５６，５９０号は共にそれぞれＩＩＩ−Ｖ材料
または光ファイバからなる導波管を通って進行する光の
全体的な反射方法を教示する。Ｔｒｏｍｍｅｒ他および
Ｆｏｒｒｅｓｔ他のいずれもポリマーの導波管から光を
部分的にわきへそらしあるは部分的に集める問題を解決
しない。さらに、技術上光ファイバをえぐり取りあるい
は切込みを入れることにより光がそのえぐり取った部分
または切込み部分から抜け出すようにすることが可能な
ことが知られているが、光ファイバをえぐり取りあるい
は切込むことは該光ファイバを壊す恐れがあり、従って
制御された様式で光ファイバから光を取出すことが可能
な解決方法を提供しない。
７２，７８７号およびＦｏｒｒｅｓｔ他による米国特許
第４，７５６，５９０号は共にそれぞれＩＩＩ−Ｖ材料
または光ファイバからなる導波管を通って進行する光の
全体的な反射方法を教示する。Ｔｒｏｍｍｅｒ他および
Ｆｏｒｒｅｓｔ他のいずれもポリマーの導波管から光を
部分的にわきへそらしあるは部分的に集める問題を解決
しない。さらに、技術上光ファイバをえぐり取りあるい
は切込みを入れることにより光がそのえぐり取った部分
または切込み部分から抜け出すようにすることが可能な
ことが知られているが、光ファイバをえぐり取りあるい
は切込むことは該光ファイバを壊す恐れがあり、従って
制御された様式で光ファイバから光を取出すことが可能
な解決方法を提供しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の導波管における
光信号分割方法は信頼性ある製造上厳しい制約を有する
ことが容易に分かる。さらに、製造上の複雑さおよび光
−信号結合の効率も制限されることが明らかである。
光信号分割方法は信頼性ある製造上厳しい制約を有する
ことが容易に分かる。さらに、製造上の複雑さおよび光
−信号結合の効率も制限されることが明らかである。
【０００５】従って、本発明の目的は、簡単かつ効果的
に、高い効率を備えた光学的部分集積器（ｏｐｔｉｃａ
ｌ ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を提供する
ことにある。
に、高い効率を備えた光学的部分集積器（ｏｐｔｉｃａ
ｌ ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】要約して述べ
ると、本発明によれば、ポリマーの導波管から部分的に
光を集めあるいは分け取る（ｔａｐｐｉｎｇ）ための方
法が提供される。ポリマーの導波管が与えられ、光信号
がそのポリマーの導波管を進行している。そのポリマー
の導波管に刻まれた溝が設けられ、それによって前記ポ
リマー導波管からの光の一部がその切子面（ｆａｃｅ
ｔ）によって傾斜した角度に反射される。
ると、本発明によれば、ポリマーの導波管から部分的に
光を集めあるいは分け取る（ｔａｐｐｉｎｇ）ための方
法が提供される。ポリマーの導波管が与えられ、光信号
がそのポリマーの導波管を進行している。そのポリマー
の導波管に刻まれた溝が設けられ、それによって前記ポ
リマー導波管からの光の一部がその切子面（ｆａｃｅ
ｔ）によって傾斜した角度に反射される。
【０００７】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の１実施例に係わる基板２９上の光
学的ポリマー導波管１１における部分的コレクタ１０の
単純化した断面図を示す。
る。図１は、本発明の１実施例に係わる基板２９上の光
学的ポリマー導波管１１における部分的コレクタ１０の
単純化した断面図を示す。
【０００８】伝統的には、コア層または領域１４および
クラッド層または領域１２および１３が、基板２９上に
設けられたポリイミドまたはプラスチックのような光学
的に透明なポリマー材料から形成される。コア領域１４
およびクラッド領域１２および１３のためのポリマーま
たはプラスチック材料の選択は通常いくつかの要因、す
なわち、光の所望の波長におけるポリマー材料の光学的
透明性、選択されたポリマー材料の使用の容易さ、およ
び光信号を伝送するために必要な距離、に依存する。
クラッド層または領域１２および１３が、基板２９上に
設けられたポリイミドまたはプラスチックのような光学
的に透明なポリマー材料から形成される。コア領域１４
およびクラッド領域１２および１３のためのポリマーま
たはプラスチック材料の選択は通常いくつかの要因、す
なわち、光の所望の波長におけるポリマー材料の光学的
透明性、選択されたポリマー材料の使用の容易さ、およ
び光信号を伝送するために必要な距離、に依存する。
【０００９】さらに、コア領域１４およびクラッド領域
１２および１３の間の屈折率の差がポリマー導波管１１
の性能を改善するために使用される。典型的には、コア
１４の屈折率がクラッド領域１２および１３の屈折率よ
りも高く、それにより、光の導波の改良、光の吸収の低
減、その他のような、性能パラメータの改善をもたら
す。また、いくつかの特定の用途においては、クラッド
領域１２および１３は種々の材料によって形成される
が、該材料は依然としてコア１４よりも低い屈折率を保
持することが理解されるべきである。従来技術において
行なわれているように、ポリマー導波管１１からの光の
部分的な方向転換（ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ）または集積は
導波管１１のＹ分岐によりあるいは導波管１１のビーム
分割により行なわれているが、これらのいずれも、コス
ト、製造上の複雑さ、および境界部を通って伝達する場
合の固有の損失のような問題を解決しない。
１２および１３の間の屈折率の差がポリマー導波管１１
の性能を改善するために使用される。典型的には、コア
１４の屈折率がクラッド領域１２および１３の屈折率よ
りも高く、それにより、光の導波の改良、光の吸収の低
減、その他のような、性能パラメータの改善をもたら
す。また、いくつかの特定の用途においては、クラッド
領域１２および１３は種々の材料によって形成される
が、該材料は依然としてコア１４よりも低い屈折率を保
持することが理解されるべきである。従来技術において
行なわれているように、ポリマー導波管１１からの光の
部分的な方向転換（ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ）または集積は
導波管１１のＹ分岐によりあるいは導波管１１のビーム
分割により行なわれているが、これらのいずれも、コス
ト、製造上の複雑さ、および境界部を通って伝達する場
合の固有の損失のような問題を解決しない。
【００１０】本発明においては、切子面（ｆａｃｅｔ）
２１がポリマー導波管１１に形成され、それによってポ
リマー導波管１１からの光を集める簡単な、低価格の、
かつより効率のよい方法を提供する。典型的には、導波
管１１の一部が、少なくとも面または切子面２１が角度
２７をもって導波管１１に形成されるように、部分的に
除去される。角度２７は典型的にはコア１４への垂線か
ら２５度〜６５度に及ぶ。本発明の好ましい実施例にお
いては、角度２７はコア１４への垂線から４５度に設定
されている。切子面または面２１は平坦な面であり、導
波管１１を横切って伸びており、かつ導波管１１を通っ
て進行する矢印１７によって表わされる光信号と交差す
るが、面または切子面２１が導波管１１の全体に渡って
完全に伸びる必要はない。本発明の好ましい実施例にお
いては、導波管１１からの材料の除去は通常導波管１１
を部分的に二分しあるいは導波管１１と交差する切子溝
またはＶ字状溝２８に形成されるが、長方形または三角
形のような、他の断面形状も導波管１１に形成できる。
ポリマー導波管１１にＶ字状溝２８を形成した結果、面
または切子面２３が切子面２１に加えて形成される。ま
た、Ｖ字状溝２８は導波管１１内の所定の深さ３１まで
形成され、それによって切子面２１の反射光の量を変え
る。さらに、特定の用途に従って、３次元形状のよう
な、他の形状をポリマー導波管１１に形成することもで
き、例えば円錐、四面体、あるいはダイヤモンド型とす
ることもできる。
２１がポリマー導波管１１に形成され、それによってポ
リマー導波管１１からの光を集める簡単な、低価格の、
かつより効率のよい方法を提供する。典型的には、導波
管１１の一部が、少なくとも面または切子面２１が角度
２７をもって導波管１１に形成されるように、部分的に
除去される。角度２７は典型的にはコア１４への垂線か
ら２５度〜６５度に及ぶ。本発明の好ましい実施例にお
いては、角度２７はコア１４への垂線から４５度に設定
されている。切子面または面２１は平坦な面であり、導
波管１１を横切って伸びており、かつ導波管１１を通っ
て進行する矢印１７によって表わされる光信号と交差す
るが、面または切子面２１が導波管１１の全体に渡って
完全に伸びる必要はない。本発明の好ましい実施例にお
いては、導波管１１からの材料の除去は通常導波管１１
を部分的に二分しあるいは導波管１１と交差する切子溝
またはＶ字状溝２８に形成されるが、長方形または三角
形のような、他の断面形状も導波管１１に形成できる。
ポリマー導波管１１にＶ字状溝２８を形成した結果、面
または切子面２３が切子面２１に加えて形成される。ま
た、Ｖ字状溝２８は導波管１１内の所定の深さ３１まで
形成され、それによって切子面２１の反射光の量を変え
る。さらに、特定の用途に従って、３次元形状のよう
な、他の形状をポリマー導波管１１に形成することもで
き、例えば円錐、四面体、あるいはダイヤモンド型とす
ることもできる。
【００１１】一般に、本発明においては、光信号１７は
導波管１１をシングルモード形式またはマルチモード形
式のいずれかで伝搬する。しかしながら、簡略化のた
め、矢印１７はその形式にかかわらず導波管１１を通っ
て進行しあるいは伝搬する光信号を表している。光信号
１７が導波管１１を通って伝搬すると、光信号１７の一
部または断片が切子面２１の反射面に衝突し、それによ
り光信号１７の一部または断片を矢印２２で表される垂
線からの傾斜角で検出器２４の方向に反射する。さら
に、矢印１７で表わされる光信号は単一モード伝搬形式
またはマルチモード伝搬形式のいずれかで伝搬すること
を理解すべきである。説明の目的でのみ、マルチモード
伝搬形式について以下に説明する。
導波管１１をシングルモード形式またはマルチモード形
式のいずれかで伝搬する。しかしながら、簡略化のた
め、矢印１７はその形式にかかわらず導波管１１を通っ
て進行しあるいは伝搬する光信号を表している。光信号
１７が導波管１１を通って伝搬すると、光信号１７の一
部または断片が切子面２１の反射面に衝突し、それによ
り光信号１７の一部または断片を矢印２２で表される垂
線からの傾斜角で検出器２４の方向に反射する。さら
に、矢印１７で表わされる光信号は単一モード伝搬形式
またはマルチモード伝搬形式のいずれかで伝搬すること
を理解すべきである。説明の目的でのみ、マルチモード
伝搬形式について以下に説明する。
【００１２】切子面２１の反射率は導波管１１から切子
面２１の直後の材料への屈折率の変化および切子面２１
の深さのような、いくつかの要因に依存する。従って、
切子面２１の背後の領域を満たすために、ポリマー、ガ
ラス、またはシリコンのようなより低い屈折率を有する
材料を選択することにより、可変量の光が切子面２１か
ら反射される。典型的には、切子面２１の背後の領域は
導波管１１よりも低い屈折率となっており、それによっ
て光信号１７の少なくとも一部を検出器２４の方向に反
射する。例えば、１．５の屈折率を有するコア領域１４
を備えかつ切子面２１の背後の領域は１．０の屈折率を
有する空気であれば、光信号１７の多くの部分が検出器
２４の方法に向けられあるいは検出器２４の方向に反射
される。しかしながら、本発明の好ましい実施例におい
ては、切子面２１の背後の領域はコア領域１４またはク
ラッド領域１２および１３よりも低い屈折率を有するポ
リマーによって満されている。Ｖ字状溝２８を満たすた
めに注意深くポリマー材料を選択することにより、部分
反射器が形成され、従って光信号１７のいくらかは光信
号１９として伝搬し続け、一方光信号１７のいくらかは
検出器２４の方向に向けられる。典型的には、切子面２
１の背後の領域の充填（ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ）はポ
リマー層２６をＶ字状溝２８およびクラッド領域１２に
付加することにより達成される。さらに、アルミニウム
のような高度に反射的な材料によってポリマー層２６を
置き代えることにより、完全に反射的な切子面を形成で
き、それにより光信号１７のすべてを検出器２４に向け
ることができる。
面２１の直後の材料への屈折率の変化および切子面２１
の深さのような、いくつかの要因に依存する。従って、
切子面２１の背後の領域を満たすために、ポリマー、ガ
ラス、またはシリコンのようなより低い屈折率を有する
材料を選択することにより、可変量の光が切子面２１か
ら反射される。典型的には、切子面２１の背後の領域は
導波管１１よりも低い屈折率となっており、それによっ
て光信号１７の少なくとも一部を検出器２４の方向に反
射する。例えば、１．５の屈折率を有するコア領域１４
を備えかつ切子面２１の背後の領域は１．０の屈折率を
有する空気であれば、光信号１７の多くの部分が検出器
２４の方法に向けられあるいは検出器２４の方向に反射
される。しかしながら、本発明の好ましい実施例におい
ては、切子面２１の背後の領域はコア領域１４またはク
ラッド領域１２および１３よりも低い屈折率を有するポ
リマーによって満されている。Ｖ字状溝２８を満たすた
めに注意深くポリマー材料を選択することにより、部分
反射器が形成され、従って光信号１７のいくらかは光信
号１９として伝搬し続け、一方光信号１７のいくらかは
検出器２４の方向に向けられる。典型的には、切子面２
１の背後の領域の充填（ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ）はポ
リマー層２６をＶ字状溝２８およびクラッド領域１２に
付加することにより達成される。さらに、アルミニウム
のような高度に反射的な材料によってポリマー層２６を
置き代えることにより、完全に反射的な切子面を形成で
き、それにより光信号１７のすべてを検出器２４に向け
ることができる。
【００１３】一例として、基板２９は検出器２４が集積
回路に組込まれた商業的に入手可能なプリント回路また
はマルチチップモジュールである。クラッド層１２およ
び１３を形成するポリマー材料もまたポリイミドのよう
な液体としてあるいはアクリル酸塩光重合可能モノマ
（ａｃｒｙｌａｔｅ ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａ
ｂｌｅ ｍｏｎｏｍｅｒ）のようなプラスチックシー
ト、これは液体または固体のいずかで入手可能である、
として商業的に入手可能である。液体クラッド材料は基
板２９上にスピニングによって付加され、かつプラスチ
ックシートのクラッド材料は基板２９上に積層される。
本発明の好ましい実施例においては、クラッド領域１２
および１３の材料は１．２〜１．８の範囲に及ぶ屈折率
を有するものとして選択され、好ましい屈折率は１．４
である。
回路に組込まれた商業的に入手可能なプリント回路また
はマルチチップモジュールである。クラッド層１２およ
び１３を形成するポリマー材料もまたポリイミドのよう
な液体としてあるいはアクリル酸塩光重合可能モノマ
（ａｃｒｙｌａｔｅ ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａ
ｂｌｅ ｍｏｎｏｍｅｒ）のようなプラスチックシー
ト、これは液体または固体のいずかで入手可能である、
として商業的に入手可能である。液体クラッド材料は基
板２９上にスピニングによって付加され、かつプラスチ
ックシートのクラッド材料は基板２９上に積層される。
本発明の好ましい実施例においては、クラッド領域１２
および１３の材料は１．２〜１．８の範囲に及ぶ屈折率
を有するものとして選択され、好ましい屈折率は１．４
である。
【００１４】本発明の好ましい実施例においては、コア
領域１４はクラッド領域１３上に付加される感光性ポリ
マー層からなる。該感光性ポリマーは付着のためにスピ
ンオン方法を使用する液体として付着される。クラッド
領域１３における導波管のルーティング（ｒｏｕｔｉｎ
ｇ）または規定（ｄｅｆｉｎｉｎｇ）はよく知られたフ
ォトリソグラフィ方法によって行なわれる。フォトリソ
グラフィ方法は感光性ポリマーのある部分または領域を
露光または照明し、一方他の部分または領域は照明しな
い。照明された領域では、屈折率の変化が感光性ポリマ
ーにおいて発生しコア１４を形成し、一方照明されない
領域においては何らの変化も発生せず、従って、コア１
４の両側にクラッド領域を規定する。典型的には熱サイ
クルが使用されて屈折率の変化を完了するようドライブ
し、それによって安定なコア領域１４を形成する。コア
１４の屈折率は１．２〜１．８に及び、好ましい屈折率
は１．６である。さらに、本発明の好ましい実施例にお
いては、クラッド領域１２および１３の屈折率は感光性
ポリマーの照明されない領域に整合され、それによって
コア１４を囲むクラッドを形成する。一旦コア領域１４
が規定されかつ適切なプロセスが完了すると、クラッド
領域１３がコア領域１４上に加えられる。クラッド領域
１３を加えるためのプロセスはクラッド領域１２を付着
するために使用されるプロセスと同様であり、かつ前に
説明した。コア領域１４の両側の露光されない領域の屈
折率をクラッド領域１２および１３と整合することは性
能パラメータを増大し、例えば光信号の散乱を低減しか
つ導波管１１の有用な長さを増大する。
領域１４はクラッド領域１３上に付加される感光性ポリ
マー層からなる。該感光性ポリマーは付着のためにスピ
ンオン方法を使用する液体として付着される。クラッド
領域１３における導波管のルーティング（ｒｏｕｔｉｎ
ｇ）または規定（ｄｅｆｉｎｉｎｇ）はよく知られたフ
ォトリソグラフィ方法によって行なわれる。フォトリソ
グラフィ方法は感光性ポリマーのある部分または領域を
露光または照明し、一方他の部分または領域は照明しな
い。照明された領域では、屈折率の変化が感光性ポリマ
ーにおいて発生しコア１４を形成し、一方照明されない
領域においては何らの変化も発生せず、従って、コア１
４の両側にクラッド領域を規定する。典型的には熱サイ
クルが使用されて屈折率の変化を完了するようドライブ
し、それによって安定なコア領域１４を形成する。コア
１４の屈折率は１．２〜１．８に及び、好ましい屈折率
は１．６である。さらに、本発明の好ましい実施例にお
いては、クラッド領域１２および１３の屈折率は感光性
ポリマーの照明されない領域に整合され、それによって
コア１４を囲むクラッドを形成する。一旦コア領域１４
が規定されかつ適切なプロセスが完了すると、クラッド
領域１３がコア領域１４上に加えられる。クラッド領域
１３を加えるためのプロセスはクラッド領域１２を付着
するために使用されるプロセスと同様であり、かつ前に
説明した。コア領域１４の両側の露光されない領域の屈
折率をクラッド領域１２および１３と整合することは性
能パラメータを増大し、例えば光信号の散乱を低減しか
つ導波管１１の有用な長さを増大する。
【００１５】本発明の好ましい実施例においては、切子
面２１は導波管１１のＶ字状溝２８によって形成され
る。切子面２１の深さは典型的には導波管１１の高さの
５％〜９５％の範囲に及び、それによって種々の量の光
が切子面２１から反射されるよう選択できる。好ましい
実施例においては、切子面２１の深さは導波管１１の２
５％である。しかしながら、切子面２１の深さは、特定
の用途、光信号のモード変数、切子面２１の反射率のよ
うな、いくつかの要因に従って変化することを理解すべ
きである。
面２１は導波管１１のＶ字状溝２８によって形成され
る。切子面２１の深さは典型的には導波管１１の高さの
５％〜９５％の範囲に及び、それによって種々の量の光
が切子面２１から反射されるよう選択できる。好ましい
実施例においては、切子面２１の深さは導波管１１の２
５％である。しかしながら、切子面２１の深さは、特定
の用途、光信号のモード変数、切子面２１の反射率のよ
うな、いくつかの要因に従って変化することを理解すべ
きである。
【００１６】典型的には、Ｖ字状溝２８は、打抜き（ｓ
ｔａｍｐｉｎｇ）、レーザ切除（ｌａｓｅｒ ａｂｌａ
ｔｉｎｇ）、または導波管１１からＶ字状溝２８をルー
ティング（ｒｏｕｔｉｎｇ）または切除（ｃｕｔｔｉｎ
ｇ）する等の、いくつかのよく知られた方法で形成され
る。好ましい実施例においては、Ｖ字状溝２８は熱幇助
スタンピング方法（ｈｅａｔ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｓｔ
ａｍｐｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）によって形成され、それ
によって切子面２１を提供するための非常に低価格かつ
生産的方法を実現している。しかしながら、導波管１１
が小さくなるに応じて、切子面２１を作成するためにレ
ーザ切除がより有用になるであろう。
ｔａｍｐｉｎｇ）、レーザ切除（ｌａｓｅｒ ａｂｌａ
ｔｉｎｇ）、または導波管１１からＶ字状溝２８をルー
ティング（ｒｏｕｔｉｎｇ）または切除（ｃｕｔｔｉｎ
ｇ）する等の、いくつかのよく知られた方法で形成され
る。好ましい実施例においては、Ｖ字状溝２８は熱幇助
スタンピング方法（ｈｅａｔ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｓｔ
ａｍｐｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）によって形成され、それ
によって切子面２１を提供するための非常に低価格かつ
生産的方法を実現している。しかしながら、導波管１１
が小さくなるに応じて、切子面２１を作成するためにレ
ーザ切除がより有用になるであろう。
【００１７】Ｖ字状溝２８のコア領域１４よりも低い屈
折率を有するポリマー２６による後部充填（ｂａｃｋｆ
ｉｌｌｉｎｇ）は技術的によく知られた方法によって行
なわれ、従って導波管１１から反射出力される光の断片
または部分の制御を可能にする。典型的には、ポリマー
２６の屈折率は１．２〜１．８の範囲に及び、好ましい
屈折率は１．５である。
折率を有するポリマー２６による後部充填（ｂａｃｋｆ
ｉｌｌｉｎｇ）は技術的によく知られた方法によって行
なわれ、従って導波管１１から反射出力される光の断片
または部分の制御を可能にする。典型的には、ポリマー
２６の屈折率は１．２〜１．８の範囲に及び、好ましい
屈折率は１．５である。
【００１８】図２は、本発明の他の実施例の単純化した
断面図を示す。一般に、クラッド領域１２および１３、
コア１４、Ｖ字状溝２８は図１において述べたのと同様
にして作成される。
断面図を示す。一般に、クラッド領域１２および１３、
コア１４、Ｖ字状溝２８は図１において述べたのと同様
にして作成される。
【００１９】本発明のこの実施例においては、基板３１
はクラッド領域１３を支持するために使用される。基板
３１は、マルチチップモジュール、プリント回路板、シ
リコンウェハーのような、任意の数の基板であってもよ
いことを理解すべきである。一旦Ｖ字状溝が形成され切
子面２１および２３が提供されると、高度に反射的なミ
ラーが導波管１１の切子面２３上に形成される。
はクラッド領域１３を支持するために使用される。基板
３１は、マルチチップモジュール、プリント回路板、シ
リコンウェハーのような、任意の数の基板であってもよ
いことを理解すべきである。一旦Ｖ字状溝が形成され切
子面２１および２３が提供されると、高度に反射的なミ
ラーが導波管１１の切子面２３上に形成される。
【００２０】典型的には、高度に反射的な材料は、アル
ミニウム、シリコン、窒化物（ｎｉｔｒｉｄｅｓ）シリ
コン有機ガラス、および二酸化シリコンのような、いく
つかの異なる材料から形成される。さらに、上に述べた
材料の組合わせを用いて前記高度に反射的な材料の反射
率を調整できる。例えば、アルミニウムからなる高度に
反射的な材料３２は切子面２３を露出するために基板３
１を傾斜させかつ高度に反射的な材料を、電子ビーム蒸
着システムのような、方向性被着システムによって被着
することにより達成される。高度に反射的な材料の被着
は方向性システムによって達成されるから、切子面２１
は比較的クリーンに保たれ、従って光が切子面２１を通
って切子面２３上の反射材料３２の方向に通過できるよ
うになる。高度に反射的な材料３２を切子面２３上に被
着することにより、光反射またはミラー面３４が作成さ
れる。さらに、高度に反射的な材料３２の被着の間に、
クラッド領域１２上にも層が被着される。しかし、層３
２は、もし望むならば、リフトオフまたは選択エッチン
グ方法のような、いくつかの伝統的な方法によって除去
できることが理解されるべきである。さらに、層３２の
存在は光信号１７の送信または伝搬に悪影響を与えない
ことが理解されるべきである。さらに、高度に反射的な
材料３２の被着手順は使用される材料に応じて変化す
る。Ｖ字状溝２８における領域３６は典型的にはポリマ
ー材料により後部充填または背面充填され、それによっ
てＶ字状溝２８によって生成される空洞を満たす、層３
７を生成する。層３７はコア領域１４と等しい屈折率を
持つよう形成され、従って反射光３９を、基板４２に装
着された、検出器４１の方向に導く。
ミニウム、シリコン、窒化物（ｎｉｔｒｉｄｅｓ）シリ
コン有機ガラス、および二酸化シリコンのような、いく
つかの異なる材料から形成される。さらに、上に述べた
材料の組合わせを用いて前記高度に反射的な材料の反射
率を調整できる。例えば、アルミニウムからなる高度に
反射的な材料３２は切子面２３を露出するために基板３
１を傾斜させかつ高度に反射的な材料を、電子ビーム蒸
着システムのような、方向性被着システムによって被着
することにより達成される。高度に反射的な材料の被着
は方向性システムによって達成されるから、切子面２１
は比較的クリーンに保たれ、従って光が切子面２１を通
って切子面２３上の反射材料３２の方向に通過できるよ
うになる。高度に反射的な材料３２を切子面２３上に被
着することにより、光反射またはミラー面３４が作成さ
れる。さらに、高度に反射的な材料３２の被着の間に、
クラッド領域１２上にも層が被着される。しかし、層３
２は、もし望むならば、リフトオフまたは選択エッチン
グ方法のような、いくつかの伝統的な方法によって除去
できることが理解されるべきである。さらに、層３２の
存在は光信号１７の送信または伝搬に悪影響を与えない
ことが理解されるべきである。さらに、高度に反射的な
材料３２の被着手順は使用される材料に応じて変化す
る。Ｖ字状溝２８における領域３６は典型的にはポリマ
ー材料により後部充填または背面充填され、それによっ
てＶ字状溝２８によって生成される空洞を満たす、層３
７を生成する。層３７はコア領域１４と等しい屈折率を
持つよう形成され、従って反射光３９を、基板４２に装
着された、検出器４１の方向に導く。
【００２１】一般に、矢印１７によって表わされる光信
号は前に述べたように通常の様式で導波管１１を通って
伝搬する。光信号１７は切子面２１を通って伝送され、
該切子面２１はいまや優先的に該光信号をミラー３４に
よって覆われている切子面２３に向けて導く。切子面２
１は光をミラー３４の方向に伝送しあるいは導くが、そ
れは切子面２１の背後の領域３６がほぼ導波管１１に等
しい屈折率を有する材料３７で満たされているからであ
る。光信号１７はミラー３４から傾斜した角度で反射さ
れ、これは矢印３９によって表わされている。本発明の
好ましい実施例においては、光信号１７はミラー３４か
ら反射されかつ領域３６を通って進み、該領域３６はコ
ア領域１４に等しい屈折率を有するポリマー３７によっ
て満たされており、従って当然光信号３９を検出器４１
に導くことになる。さらに、光信号２５はミラー３４か
ら反射されない残りの断片または部分の光１７を表わし
ている。
号は前に述べたように通常の様式で導波管１１を通って
伝搬する。光信号１７は切子面２１を通って伝送され、
該切子面２１はいまや優先的に該光信号をミラー３４に
よって覆われている切子面２３に向けて導く。切子面２
１は光をミラー３４の方向に伝送しあるいは導くが、そ
れは切子面２１の背後の領域３６がほぼ導波管１１に等
しい屈折率を有する材料３７で満たされているからであ
る。光信号１７はミラー３４から傾斜した角度で反射さ
れ、これは矢印３９によって表わされている。本発明の
好ましい実施例においては、光信号１７はミラー３４か
ら反射されかつ領域３６を通って進み、該領域３６はコ
ア領域１４に等しい屈折率を有するポリマー３７によっ
て満たされており、従って当然光信号３９を検出器４１
に導くことになる。さらに、光信号２５はミラー３４か
ら反射されない残りの断片または部分の光１７を表わし
ている。
【００２２】検出器４１は感光性の面がＶ字状溝２８に
向かって配置されており、それによって最大量の光信号
３９を捕捉する。典型的には、検出器４１は上部基板４
２の一体化部分である。基板４２は、マルチチップモジ
ール、プリント回路板、またはシリコンウェハーのよう
な、いくつかの異なる構造で形成できる。
向かって配置されており、それによって最大量の光信号
３９を捕捉する。典型的には、検出器４１は上部基板４
２の一体化部分である。基板４２は、マルチチップモジ
ール、プリント回路板、またはシリコンウェハーのよう
な、いくつかの異なる構造で形成できる。
【００２３】図３は、基板５１の単純化された部分的平
面図を示し、該基板５１は本発明の実施例とその上に相
互結合されて装着された集積回路５２および５３を有す
る。一般に、基板５１は、技術的によく知られた方法で
いくつかの方法によって製造されるマルチチップモジュ
ール、プリント回路板またはシリコンウェハーのよう
な、いくつかの異なる技術によって作成される。しかし
ながら、基板５１の小さな部分のみが図示されており、
また基板５１上に装着可能な多数の回路の内２つの集積
回路５２および５３のみが図示されていることが理解さ
れるべきである。導波管５６は図１または図２のいずれ
かで説明したように、集積回路５２および５３の上部に
形成されているが、導波管５６はさらに多くを形成でき
る導波管の内の１つにすぎないことが理解されるべきで
ある。矢印５７は導波管５６を通って伝搬しあるいは進
行する光を表わす。部分的なコレクタ６２，６４および
６７は光５７の一部を集積回路５２および５３に配置さ
れた導波管５６の下の光検出器（図示せず）に分岐す
る。矢印のテイル６３，６６，および６８は集積回路５
２および５３における光検出器（図示せず）に反射し降
下する光を表わす。矢印５８で表わされる光は導波管５
６を通って他の目的地に伝搬することが理解されるべき
である。さらに、矢印６９は導波管５６を矢印５７およ
び５８で表わされる光と逆方向に伝搬する光信号を表わ
す。矢印テイル７１，７２および７３は導波管５６の下
の光検出器に部分的に反射される光６９を表わす。
面図を示し、該基板５１は本発明の実施例とその上に相
互結合されて装着された集積回路５２および５３を有す
る。一般に、基板５１は、技術的によく知られた方法で
いくつかの方法によって製造されるマルチチップモジュ
ール、プリント回路板またはシリコンウェハーのよう
な、いくつかの異なる技術によって作成される。しかし
ながら、基板５１の小さな部分のみが図示されており、
また基板５１上に装着可能な多数の回路の内２つの集積
回路５２および５３のみが図示されていることが理解さ
れるべきである。導波管５６は図１または図２のいずれ
かで説明したように、集積回路５２および５３の上部に
形成されているが、導波管５６はさらに多くを形成でき
る導波管の内の１つにすぎないことが理解されるべきで
ある。矢印５７は導波管５６を通って伝搬しあるいは進
行する光を表わす。部分的なコレクタ６２，６４および
６７は光５７の一部を集積回路５２および５３に配置さ
れた導波管５６の下の光検出器（図示せず）に分岐す
る。矢印のテイル６３，６６，および６８は集積回路５
２および５３における光検出器（図示せず）に反射し降
下する光を表わす。矢印５８で表わされる光は導波管５
６を通って他の目的地に伝搬することが理解されるべき
である。さらに、矢印６９は導波管５６を矢印５７およ
び５８で表わされる光と逆方向に伝搬する光信号を表わ
す。矢印テイル７１，７２および７３は導波管５６の下
の光検出器に部分的に反射される光６９を表わす。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から、部分的コレクタを作成
しかつ使用する新規な方法が説明されたことが理解され
るべきである。新規な部分的コレクタは低価格でありか
つ製造が容易である。さらに、該部分的コレクタは所定
量の光が光検出器に導かれるように選択可能である。ま
た、この新規な光コレクタは反射された光を基板または
集積回路の一体化部分である光検出器に分岐することが
できる。
しかつ使用する新規な方法が説明されたことが理解され
るべきである。新規な部分的コレクタは低価格でありか
つ製造が容易である。さらに、該部分的コレクタは所定
量の光が光検出器に導かれるように選択可能である。ま
た、この新規な光コレクタは反射された光を基板または
集積回路の一体化部分である光検出器に分岐することが
できる。
【図１】本発明の１実施例によるポリマー導波管の一部
の単純化された断面図である。
の単純化された断面図である。
【図２】本発明の他の実施例に係わるポリマー導波管の
一部の単純化された断面図である。
一部の単純化された断面図である。
【図３】本発明の実施例に係わる導波管と相互結合され
た集積回路を有する基板を示す単純化された平面図であ
る。
た集積回路を有する基板を示す単純化された平面図であ
る。
１０ 部分的コレクタ １１ 光学的ポリマー導波管 １２，１３ クラッド層 １４ コア層 １７，１９，２５ 光信号 ２１，２３ 切子面 ２４，４１ 検出器 ２６，３６ ポリマー層 ２８ Ｖ字状溝 ２９ 基板 ３２ 高度に反射的な材料 ３４ ミラー ４２ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・エス・レビー アメリカ合衆国アリゾナ州85224、チャン ドラー、ウエスト・ハイランド・ストリー ト 2900 ＃221
Claims (2)
- 【請求項１】 導波管から部分的に光を集める方法であ
って、 そこを通って光信号が移動する、ポリマー導波管を準備
する段階、 前記ポリマー導波管に切子面を有する溝を配置し、それ
によって前記導波管を通って伝搬する光の一部分を少な
くとも１つの切子面において前記ポリマー導波管から傾
斜した角度で反射する段階、そして前記切子面を有する
溝を前記ポリマー導波管と異なる屈折率を有する材料で
充填し、それによって前記切子面を有する溝によって集
められる光の量を制御する段階、 を具備することを特徴とする導波管から部分的に光を集
める方法。 - 【請求項２】 導波管からの光信号の一部を反射するた
めの部分的光集積装置であって、 少なくとも１つの面を有するコア部、 前記コア部を囲み、それによって導波管を生成するクラ
ッド領域、そして前記クラッド領域の少なくとも一部に
挿入され、それにより前記導波管からの光の一部を反射
する第１の切子面および第２の切子面を備えたＶ字状
溝、 を具備することを特徴とする光信号の一部を反射するた
めの部分的光集積装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/817,224 US5170448A (en) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | Optical waveguide apparatus and method for partially collecting light |
| US817,224 | 1992-01-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05297234A true JPH05297234A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=25222612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4357670A Pending JPH05297234A (ja) | 1992-01-06 | 1992-12-24 | 導波管から部分的に光を集める方法および部分的光集積装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5170448A (ja) |
| JP (1) | JPH05297234A (ja) |
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