JPH09325227A - 光導波路グレーティング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射モード結合型光導波路グレーティングの
阻止率を充分に大きくできるようにする。 【解決手段】 基板１上にクラッド層２を形成し、クラ
ッド層２内にクラッド層２よりも高屈折率のコア３を形
成するとともに、コア３の光導波方向にコア幅を周期的
に変化させて基板型光導波路グレーティングを構成す
る。基板１として屈折率がクラッド層２と等しいものを
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバグレーテ
ィングおよび基板型光導波路グレーティングを含む光導
波路グレーティングに関し、特に放射モード結合型グレ
ーティングの阻止率を増大できるようにした光導波路グ
レーティングに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバグレーティングは、光ファイ
バ中に波長フィルタを作製する技術、あるいは光ファイ
バ増幅器におけるゲイン調整のための技術として用いら
れている。一般にグレーティングには、放射モード結合
型と反射モード結合型があり、放射モード結合型グレー
ティングは、コアを伝搬するモードとクラッドを伝搬す
るモードとを結合させることによって、特定波長の光を
光導波路外に放射して減衰させる特性が得られるように
したものである。また反射モード結合型グレーティング
は、コアを正の方向に伝搬するモードと、コアをこれと
は反対の方向（負の方向）に伝搬するモードとを結合さ
せることによって、特定波長の光を反射させる特性が得
られるようにしたものである。放射モード結合型グレー
ティングにあっては、特定の波長帯の光の透過損失が選
択的に大きくなり、この波長帯の幅を阻止帯域幅、その
中心の波長を中心波長、透過損失の変化の変化の大きさ
を阻止率という。

【０００３】このような伝搬モードの結合を可能として
いるのはコアに生じる摂動である。一般に、光ファイバ
において実現されているグレーティングの場合、この摂
動はコア屈折率の周期的変化による場合が多く、放射モ
ード結合型グレーティングは、コアの屈折率変化の周期
（以下、グレーティングピッチということがある）を数
百μｍにすることによって作製され、反射モード結合型
グレーティングは、グレーティングピッチを１μｍ程度
とすることによって作製されている。

【０００４】また基板型光導波路においてもコアに生じ
る摂動によって、同様に放射モード結合型グレーティン
グまたは反射モード結合型グレーティングを形成するこ
とができる。そしてこの摂動は、放射モード結合型グレ
ーティングの場合は導波路のコア径（コアの幅）の周期
的変化により比較的簡単に実現されており、反射モード
結合型グレーティングの場合はグレーティングピッチが
短いために、導波路のコア屈折率の変化により実現され
ている。

【０００５】ところが、基板型光導波路において実現し
ている放射モード結合型グレーティングでは、光ファイ
バにおける放射モード結合型グレーティングに比べて、
阻止率を充分に大きくすることができないという問題が
あった。すなわち、放射モード結合型グレーティングで
は、グレーティング長を長くすれば阻止率は周期的に変
化するが、光ファイバグレーティングの場合はこの阻止
率変化の周期が比較的長く変化量も大きいので、通常用
いられる範囲でグレーティング長を長くすれば阻止率を
単調増加的に大きくすることができる。これに対して、
放射モード結合型の基板型光導波路グレーティングで
は、阻止率変化の周期が短く変化量も比較的小さいため
に、グレーティング長を長くしても阻止率が周期的に変
化するだけで、ある値以上に大きくすることができなか
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、放射モード結合型光導波路グレーティング
の阻止率を充分に大きくできるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、コアの周囲に、該コアよりも
低屈折率のクラッドを有する光導波路の光導波方向に導
波構造の周期的変化を形成してなる基板型光導波路グレ
ーティングであって、コアの厚さの１３倍以上の厚さの
クラッドを有することを特徴とする基板型光導波路グレ
ーティングである。請求項２記載の発明は、基板上にク
ラッド層を形成し、該クラッド層内に該クラッド層より
も高屈折率のコアを形成してなる基板型光導波路の光導
波方向に導波構造の周期的変化を形成してなる基板型光
導波路グレーティングであって、前記基板の屈折率が前
記クラッド層と等しいことを特徴とする基板型光導波路
グレーティングである。請求項３記載の発明は、コアの
周囲に、該コアよりも低屈折率のクラッドを有する光導
波路の光導波方向に導波構造の周期的変化を形成してな
る基板型光導波路グレーティングであって、前記クラッ
ドの厚さ方向外側に該クラッドよりも高屈折率のクラッ
ドモード吸収層を有することを特徴とする基板型光導波
路グレーティングである。請求項４記載の発明は、コア
の周上に、該コアよりも低屈折率のクラッドを有する光
ファイバの光導波方向に導波構造の周期的変化を形成し
てなる光ファイバグレーティングであって、前記クラッ
ドの周上に該クラッドよりも高屈折率のクラッドモード
吸収層を有することを特徴とする光ファイバグレーティ
ングである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を詳しく説明する。本発明
における光導波路とは、コアの周囲に、コアよりも低屈
折率のクラッドを有するものを言い、基板上にクラッド
層が形成され、クラッド層内にクラッド層よりも高屈折
率のコアが形成された埋め込み型の基板型光導波路の
他、光ファイバも含まれる。本発明における光導波路グ
レーティングは、これら光導波路の光導波方向に導波構
造に周期的変化が形成され、放射モード結合型の特性を
示すものである。光導波路の導波構造の具体的なものと
しては、コア径（コアの幅）、コア屈折率、屈折率差な
どが挙げられるが、特に基板型光導波路においてはコア
の幅（光導波方向に対して垂直かつ基板に対して平行な
方向におけるコアの大きさ、以下同様）が好ましく、周
期的変化の形成が容易である。本発明において、光導波
路として基板型光導波路を用いた場合、コアの厚さとは
光導波方向に対して垂直かつ基板に対しても垂直な方向
におけるコアの大きさを言い、クラッドの厚さとはコア
の厚さ方向と同じ方向におけるコア表面からクラッド表
面までの距離を言う。また光導波路として光ファイバを
用いた場合は、コアの厚さとはコア径を言い、クラッド
の厚さとはコア周面からクラッド周面までの距離を言
う。

【０００９】以下、第１の実施例として放射モード結合
型基板型光導波路グレーティング（以下、単に基板型光
導波路グレーティングということもある）を例に挙げて
説明する。図１および２は本実施例の基板型光導波路グ
レーティングを示すもので、図１は斜視図、図２は正面
図である。図中符号１は基板である。基板１上には、ク
ラッド層２が形成されており、クラッド層２内にコア３
が形成されている。すなわち、コア３の周囲にクラッド
層２が形成された構造となっている。基板１は、クラッ
ド層２と同じ屈折率を有する材料からなる平板状のもの
で、石英系ガラス基板が好適に用いられる。

【００１０】コア３は、その幅が光導波方向（図中Ｘで
示す）に沿って周期的に変化したグレーティング構造と
なっている。すなわち、コア３は、基板１の上方に光導
波方向に沿って帯状の幹部３ａが延びており、この幹部
３ａから、コア３の幅方向（図中Ｚで示す）に延びる矩
形の枝部３ｂが光導波方向に沿って所定の等間隔で形成
されてなっている。クラッド層２は、基板１上であって
コア３の下部に形成された下部クラッド層２ａと、この
下部クラッド層２ａ上、すなわちコア３の上部および側
部に形成された上部クラッド層２ｂとからなっている。

【００１１】コア３の材質は例えばＧｅ、Ｂ、Ｐなどが
添加されたＳｉＯ₂からなり、クラッド層２の材質は例
えばＢ、Ｐなどが添加されたＳｉＯ₂からなっており、
下部クラッド層２ａと上部クラッド層２ｂとは同じ材質
からなっている。またコア３の屈折率はクラッド層２の
屈折率よりも高くなっている。コア３とクラッド層２と
の比屈折率差は適宜設定することができるが、例えば△
＝０．３％程度に好ましく設定することができる。本実
施例において、基板１に対して垂直でかつ導波方向に対
しても垂直な方向（図中Ｙで示す）における基板１、下
部クラッド層２ａ、およびコア３の厚さは、基板１の厚
さＴ₁が１ｍｍ、コア３の厚さ（Ｔ₂）×幹部３ａの幅
（Ｗ₁）が８μｍ×８μｍ、コア３の枝部３ｂの幅
（Ｗ₂）が５μｍ、下部クラッド層２ａの厚さＴ₃が１０
μｍ、上部クラッド層２ｂの厚さＴ₄が１１０μｍに好
ましく形成されている。これらの寸法は、要求される性
質機能等に応じて適宜変更可能である。

【００１２】このような構成の基板型光導波路グレーテ
ィングは、例えば以下のようにして製造される。図３
（ａ）〜（ｄ）は本実施例の基板型光導波路グレーティ
ングの製造方法の例を工程順に示したものである。まず
図３（ａ）に示すように、基板１を用意し表面を洗浄す
る。次に図３（ｂ）に示すように、基板１上に下部クラ
ッド層２ａとなる第１のクラッドガラス層１２、および
コア３となるコアガラス層１３を順次形成する。これら
のガラス層はいずれも、ＦＨＤ法（火炎加水分解堆積
法）により基板１上にガラススートを堆積させた後、こ
のガラススートが堆積された基板１をヘリウム（Ｈｅ）
および酸素（Ｏ₂）雰囲気下で１２９０℃で焼結してガ
ラススートを透明ガラス化することによって形成するこ
とができる。

【００１３】次いで、コアガラス層１３上にＳｉレジス
ト膜１４を形成する。このＳｉレジスト膜はＡｒスパッ
タリング堆積法により好ましく形成することができる。
この後、周知のフォトリソグラフ法によりコアガラス層
１３をエッチングして、図３（ｃ）に示すようにコア３
のパターン形成を行う。このパターン形成は、例えば、
まずＳｉレジスト膜１４上にフォトレジスト層（図示せ
ず）を形成し、コア３の形状に対応したマスクパターン
（図示せず）を介して露光した後、エッチングを行って
Ｓｉレジスト膜１４にコア３のパターン形状を形成す
る。この後、Ｓｉレジスト膜１４をマスクとして反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）を行って、コアガラス層１
３をコア３の形状に加工する。

【００１４】続いて、図３（ｄ）に示すように、第１の
クラッドガラス層１２およびパターン形成されたコア３
上に、上部クラッド層２ｂとなる第２のクラッドガラス
層１５を形成する。この第２のクラッドガラス層１５
は、第１のクラッドガラス層１２と同様に形成される。
第２のクラッドガラス層１５は、コア３の厚さよりも厚
い所定の厚さに形成され、コア３が第１のクラッドガラ
ス層１２および第２のクラッドガラス層１５とによって
埋め込まれた状態となる。また第１のクラッドガラス層
１２および第２のクラッドガラス層１５はいずれもコア
３より低屈折率の材料で形成され、これにより埋め込ま
れたコア３がそのままグレーティング構造の光導波路と
なる。そして、このようにコア３で光導波路が形成され
た基板１は、必要に応じて、コア３の周囲を所望の形状
に切断され、光フィルタ等の光部品となる。

【００１５】以下、本実施例の基板型光導波路グレーテ
ィングの作用について説明する。上述の従来の放射モー
ド結合型の基板型光導波路グレーティングにおいて、グ
レーティング長を長くしても阻止率は周期的に変化する
だけで、ある値以上に大きくすることができなかったの
は、クラッド層の厚みが薄いためにクラッドモードから
の再結合が生じていたためと考えられる。すなわち基板
型光導波路構造にあっては、通常、コアの幅方向両側の
クラッド層の幅は充分に大きく形成されているが、コア
の厚さ方向両側のクラッド層の厚さは、それぞれコアの
厚さの３〜４倍程度と比較的小さい。

【００１６】これに対して本実施例の基板型光導波路グ
レーティングは、基板１の屈折率がクラッド層２と等し
いので、基板１は光導波構造上クラッドとして機能して
おり、実質的にコア３の下方には、下部クラッド層２ａ
の厚さＴ₃と基板１の厚さＴ₁の合計の厚さのクラッドが
形成されていることになる。よって、本実施例において
は、基板１として石英系ガラス基板を用いるだけで、コ
ア３の下方のクラッドの厚さを、コア３の厚さの１２５
倍程度にも厚くすることができる。これにより下部クラ
ッド層２ａが薄いために生じていたクラッドモードから
コア伝搬モードへの再結合を減少させることができ、放
射モード結合型光導波路グレーティングにおける阻止率
を増大させることができる。また、本実施例の基板型光
導波路グレーティングは、基板１として石英系ガラスを
用いるだけで阻止率を増大させることができるので、基
板型光導波路の製造工程を大きく変更せずに容易に実施
可能であり、新しい製造設備を導入するための費用も発
生しないのでコスト的に有利である。

【００１７】また、基板１の屈折率をクラッド層２と等
しくすることによって下部クラッド層２ａの厚さを実質
的に増大させるだけでなく、これに加えて上部クラッド
層２ｂの厚さＴ₄も増大させてもよく、こうすればより
効果的に阻止率を大きくすることができる。上部クラッ
ド層２ｂを厚くする方法としては、例えばこの層をＦＨ
Ｄ法により形成する際に、ガラススートを厚く堆積させ
ればよい。そしてこの場合、コア３の上側のクラッド層
２の厚さ（Ｔ₄−Ｔ₂）は、コア３の厚さＴ₂の１３倍以
上となる程度に好ましく設定され、厚いほど阻止率は大
きくなる。ただし、上部クラッド層２ｂを厚くすれば、
製造効率が悪くなり、製造コストも高くなってしまう。
したがって、基板型光導波路グレーティングの用途によ
っては、上部クラッド層２ｂの厚さＴ₄は放射モード結
合型グレーティングとしての特性が得られる範囲で設定
し、下部クラッド層２ａの厚さを増大させるだけで、好
ましい阻止率を得ることが可能であり、コスト的に有利
である。

【００１８】さらに、上記第１の実施例では光導波路と
して基板型光導波路を用いたが、放射モード結合型光フ
ァイバグレーティングにおいても、同様にクラッドの厚
さをコアに対して厚くすることによって阻止率を増大さ
せる効果が得られる。通常、光ファイバグレーティング
に用いられる光ファイバにおけるクラッドの厚さはコア
径の１５倍程度であるが、クラッドの厚さがコア径の１
３倍以上であれば、阻止率を効果的に増大させることが
できる。

【００１９】以下、本発明の第２の実施例を放射モード
結合型基板型光導波路グレーティングを例に挙げて説明
する。図４は本実施例の基板型光導波路グレーティング
を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）はコアを通る厚
さ方向における屈折率変化を示したグラフである。図中
符号２１は基板である。基板２１上には、クラッドモー
ド吸収層２４、クラッド層２２、クラッドモード吸収層
２５が順次積層されており、クラッド層２２内にコア２
３が形成されている。すなわち、コア２３の周囲にクラ
ッド層２２が形成された構造となっている。基板１は、
平板状のもので、石英系ガラス基板、シリコン（Ｓｉ）
基板等、各種の材質のものを適宜使用できる。

【００２０】コア２３は、上記第１の実施例と同様に、
その幅が光導波方向に沿って周期的に変化したグレーテ
ィング構造となっている。すなわち、コア２３は、基板
２１の上方に光導波方向に沿って帯状の幹部２３ａが延
びており、この幹部２３ａから、幅方向（図中Ｚで示
す）に延びる矩形の枝部２３ｂが光導波方向に沿って所
定の等間隔で形成されてなっている。クラッド層２２
は、コア２３の下部に形成された下部クラッド層２２ａ
と、下部クラッド層２２ａ上、すなわちコア２３の上部
および側部に形成された上部クラッド層２２ｂとからな
っている。

【００２１】コア２３の材質は例えばＧｅ、Ｂ、Ｐなど
が添加されたＳｉＯ₂からなり、クラッド層２２の材質
は例えばＢ、Ｐなどが添加されたＳｉＯ₂からなってお
り、下部クラッド層２２ａと上部クラッド層２２ｂとは
同じ材質からなっている。またコア２３の屈折率はクラ
ッド層２２の屈折率よりも高くなっている。コア２３と
クラッド層２２との比屈折率差は適宜設定することがで
きるが、例えば△＝０．３％程度に好ましく設定するこ
とができる。

【００２２】クラッド層２２の厚さ方向（図中Ｙで示
す）両外側、すなわちクラッド層２２と基板２１との
間、およびクラッド層２２の上面にはそれぞれクラッド
モード吸収層２４，２５が形成されている。これらクラ
ッドモード吸収層２４，２５は図４（ｂ）に示すよう
に、クラッド層２２よりも高屈折率に形成され、例えば
Ｇｅ、Ｂ、Ｐなどが添加されたＳｉＯ₂で構成される。
クラッドモード吸収層２４，２５とクラッド層２２との
比屈折率差は△＝１〜５％程度が好ましい。またクラッ
ドモード吸収層２４，２５の厚さは、これによりクラッ
ドモード吸収層２４，２５で吸収、減衰される光の波長
が変化するので、得ようとするグレーティング特性に応
じて適宜設定される。

【００２３】このような構成の基板型光導波路グレーテ
ィングは、例えば以下のようにして製造される。図５
（ａ）〜（ｅ）は本実施例の基板型光導波路グレーティ
ングの製造方法の例を工程順に示したものである。まず
図５（ａ）に示すように、基板２１を用意し表面を洗浄
する。Ｓｉ基板を用いた場合には、ＲＣＡ洗浄を行うの
が好ましい。

【００２４】次に図５（ｂ）に示すように、基板２１上
にクラッドモード吸収層２４となる高屈折率ガラス層３
１、下部クラッド層２２ａとなる第１のクラッドガラス
層３２、およびコア２３となるコアガラス層３３を順次
形成する。これらのガラス層はいずれも、ＦＨＤ法（火
炎加水分解堆積法）により基板２１上にガラススートを
堆積させた後、このガラススートが堆積された基板２１
をヘリウム（Ｈｅ）および酸素（Ｏ₂）雰囲気下で１２
９０℃で焼結してガラススートを透明ガラス化すること
によって形成することができる。また高屈折率ガラス層
３１の形成は、ＦＨＤ法によりガラススートを堆積させ
る際に、クラッド層２２よりも高屈折率となるようなド
ーパント材料を加えて、所定の厚さだけガラススートを
堆積させればよい。あるいは、この上層に形成される第
１のクラッドガラス層３２の形成工程に含めて、はじめ
の数分間だけ屈折率を上げるドーパント材料を加えてガ
ラススートの堆積を行ってもよい。

【００２５】次いで、コアガラス層３３上にＳｉレジス
ト膜３４を形成する。このＳｉレジスト膜３４はＡｒス
パッタリング堆積法により好ましく形成することができ
る。この後、周知のフォトリソグラフ法によりコアガラ
ス層３３をエッチングして、図５（ｃ）に示すようにコ
ア２３のパターン形成を行う。このパターン形成は、例
えば、まずＳｉレジスト膜３４上にフォトレジスト層
（図示せず）を形成し、コア２３の形状に対応したマス
クパターン（図示せず）を介して露光した後、エッチン
グを行ってＳｉレジスト膜３４にコア３のパターン形状
を形成する。この後、Ｓｉレジスト膜３４をマスクとし
て反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行って、コアガ
ラス層３３をコア２３の形状に加工する。

【００２６】続いて、図５（ｄ）に示すように、第１の
クラッドガラス層３２およびパターン形成されたコア２
３上に、上部クラッド層２２ｂとなる第２のクラッドガ
ラス層３５を形成する。この第２のクラッドガラス層３
５は、第１のクラッドガラス層３２と同様に形成され
る。第２のクラッドガラス層３５は、コア２３の厚さよ
りも厚い所定の厚さに形成され、コア２３が第１のクラ
ッドガラス層３２および第２のクラッドガラス層３５と
によって埋め込まれた状態となる。また第１のクラッド
ガラス層３２および第２のクラッドガラス層３５はいず
れもコア２３より低屈折率の材料で形成され、これによ
り埋め込まれたコア２３がそのままグレーティング構造
の光導波路となる。

【００２７】この後、図５（ｅ）に示すように、第２の
クラッドガラス層３５上にクラッドモード吸収層２５と
なる高屈折率ガラス層３６を形成する。この高屈折率ガ
ラス層３６の形成は、ＦＨＤ法によりガラススートを堆
積させる際に、クラッド層２２よりも高屈折率となるよ
うなドーパント材料を加えて、所定の厚さだけガラスス
ートを堆積させればよい。あるいは、この下層に形成さ
れた第２のクラッドガラス層３５の形成工程に含めて、
終わりの数分間だけ屈折率を上げるドーパント材料を加
えてガラススートの堆積を行ってもよい。そして、この
ようにコア２３による光導波路が形成された基板２１
は、必要に応じて、コア２３の周囲を所望の形状に切断
され、光フィルタ等の光部品となる。

【００２８】以下、本実施例の基板型光導波路グレーテ
ィングの作用について説明する。本実施例の基板型光導
波路グレーティングは、クラッド層２２の厚さ方向外側
に、クラッド層２２よりも高屈折率のクラッドモード吸
収層２４，２５がそれぞれ形成されているので、このク
ラッドモード吸収層２４，２５にクラッドモードを結合
させて、効率よく吸収、減衰させることができる。これ
によりクラッド層２２からのクラッドモードの再結合を
減少させることができ、よって、放射モード結合型光導
波路グレーティングにおける阻止率を増大させることが
できる。また、本実施例の基板型光導波路グレーティン
グは、クラッドモード吸収層２４，２５の厚さによっ
て、クラッドモード吸収層２４，２５で吸収、減衰され
るクラッドモードの波長が変化するので、クラッドモー
ド吸収層２４，２５の厚さを適切に設定することによっ
て、この基板型光導波路グレーティングで減衰される光
の波長選択性をさらに強めることができる。

【００２９】また、上記第２の実施例では、クラッド層
２２の両外側にクラッドモード吸収層２４，２５をそれ
ぞれ設けた構成としたが、これら２つのクラッドモード
吸収層２４，２５のうちいずれか一方を設けるだけで
も、阻止率を増大させる効果、および波長選択性を強め
る効果を得ることは可能である。ただし、両方に設けた
方がこれらの効果をより効率良く得ることができる。例
えば図１および図２に示す構造の基板型光導波路グレー
ティングにおいて、基板１として屈折率がクラッド層２
よりも高いものを用いれば、クラッド層２の外側の一方
だけにクラッドモード吸収層を設けた構成とすることが
可能である。

【００３０】さらに、上記第２の実施例では光導波路と
して基板型光導波路を用いたが、放射モード結合型光フ
ァイバグレーティングにおいても、同様にクラッドの周
上にクラッドより高屈折率のクラッドモード吸収層を形
成することによって、阻止率を増大させる効果、および
波長選択性を強める効果を得ることができる。この場
合、光ファイバのクラッドの周上にクラッドモード吸収
層を形成する方法としては、クラッド周上にコーティン
グ層を形成する際に高屈折率のコーティング材料を用い
る方法、あるいはＦＨＤ法により光ファイバ母材を作製
する際に、クラッド部分を形成、焼結した後、その周囲
に屈折率を高くするドーパントを含むガラススートを堆
積させ、焼結する方法等がある。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）図１および２に示す構造の基板型光導波路
グレーティングを作製した。基板１としては合成石英
（ＳｉＯ₂）（屈折率１．４４７）を用い、クラッド層
２はＳｉＯ₂（屈折率１．４４７）、コア３はＧｅＯ₂添
加ＳｉＯ₂（屈折率１．４５１６）で構成した。基板１
の厚さＴ₁は１ｍｍ、下部クラッド層２ａの厚さＴ₃は１
０μｍ、上部クラッド層２ｂの厚さＴ₄は１１０μｍと
した。またコア３の厚さＴ₂は８μｍ、幹部の幅Ｗ₁は６
μｍとした。またコア３の枝部の幅Ｗ₂は９μｍ、コア
３の幅の周期変化のピッチは４００μｍ、グレーティン
グ長は１０ｍｍとした。この基板型光導波路グレーティ
ングについて、波長を変化させたときの透過光強度の変
化を測定した。その結果を図６に実線で示す。図６のグ
ラフにおいて、横軸は波長、縦軸は透過率を示してい
る。得られた基板型光導波路グレーティングは放射モー
ド結合型のグレーティング特性を示し、その中心波長は
１．３２μｍ、阻止率は５．５ｄＢ、阻止帯域幅は０．
３μｍであった。

【００３２】（比較例１）上記実施例１において、基板
１としてシリコン（Ｓｉ）（屈折率３．５）を用い、下
部クラッド層２ａの厚さＴ₃を３０μｍ、上部クラッド
層２ｂの厚さＴ₄を３０μｍとした他は同様にして基板
型光導波路グレーティングを作製した。この基板型光導
波路グレーティングについて、波長を変化させたときの
透過光強度の変化を測定した。その結果を図６に破線で
示す。得られた基板型光導波路グレーティングは放射モ
ード結合型のグレーティング特性を示し、その中心波長
は１．２７μｍ、阻止率は２．５ｄＢ、阻止帯域幅は
０．３μｍであった。

【００３３】（実施例２）図４に示す構造の基板型光導
波路グレーティングを作製した。基板２１としてはシリ
コン（Ｓｉ）を用い、クラッドモード吸収層２４，２５
はＧｅＯ₂添加ＳｉＯ₂（屈折率１．５）、クラッド層２
２はＰ₂Ｏ₃添加ＳｉＯ₂（屈折率１．４４７２６）、コ
ア２３はＧｅＯ₂添加ＳｉＯ₂（屈折率１．４５１６）
で構成した。基板２１の厚さは１ｍｍ、クラッドモード
吸収層２４，２５の厚さは４μｍ、クラッド層２２の厚
さは２５μｍとした。コア２３の厚さは８μｍ、幹部の
幅は６μｍとした。またコア３の枝部の幅は９μｍ、コ
ア３の幅の周期変化のピッチは４００μｍ、グレーティ
ング長は１０ｍｍとした。この基板型光導波路グレーテ
ィングについて、波長を変化させたときの透過光強度の
変化を測定した。その結果を図７に□で示す。図７のグ
ラフにおいて、横軸は波長、縦軸は阻止率を示してい
る。得られた基板型光導波路グレーティングは放射モー
ド結合型のグレーティング特性を示し、その中心波長は
１．３６μｍ、阻止率は９ｄＢ、阻止帯域幅は０．０５
μｍであった。

【００３４】（比較例２）上記実施例２において、クラ
ッドモード吸収層２４，２５を形成しない他は同様にし
て基板型光導波路グレーティングを作製した。この基板
型光導波路グレーティングについて、波長を変化させた
ときの透過光強度の変化を測定した。その結果を図７に
●で示す。この光導波路は放射モード結合型グレーティ
ング特性を示さなかった。

【００３５】上記実施例１および比較例１の結果より、
基板１の屈折率をクラッド層２の屈折率と等しくするこ
とによって、阻止率を増大できることが認められる。ま
た実施例２および比較例２の結果より、クラッドモード
吸収層２４，２５を設けることによって、特定波長の光
を選択的に減衰させる放射モード結合型グレーティング
特性が得られるとともに、比較的大きな阻止率を達成で
きることが認められる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載の光導波路グレーティングは、コアの周囲に、該コア
よりも低屈折率のクラッドを有する光導波路の光導波方
向に導波構造の周期的変化を形成してなる基板型光導波
路グレーティングであって、コアの厚さの１３倍以上の
厚さのクラッドを有することを特徴とするものである。
したがって、コアに対してクラッドが十分に厚いので、
クラッドモードに結合させたコアの伝搬モードが再びコ
アに結合するのを減少させることができ、阻止率を大き
くすることができる。

【００３７】本発明の請求項２記載の光導波路グレーテ
ィングは、基板上にクラッド層を形成し、該クラッド層
内に該クラッド層よりも高屈折率のコアを形成してなる
基板型光導波路の光導波方向に導波構造の周期的変化を
形成してなる基板型光導波路グレーティングであって、
前記基板の屈折率が前記クラッド層と等しいことを特徴
とするものである。したがって、基板型光導波路グレー
ティングのクラッド層をコアに対して十分に厚くするこ
とができるので、クラッドモードに結合させたコアの伝
搬モードが再びコアに結合するのを減少させることがで
き、阻止率を大きくすることができる。また、基板の材
質を屈折率がクラッド層と等しいものにするだけで阻止
率を増大させることができるので、基板型光導波路の製
造工程を大きく変更せずに容易に実施可能であり、新し
い製造設備を導入するための費用も発生しないのでコス
ト的に有利である。

【００３８】本発明の請求項３記載の光導波路グレーテ
ィングは、コアの周囲に、該コアよりも低屈折率のクラ
ッドを有する光導波路の光導波方向に導波構造の周期的
変化を形成してなる基板型光導波路グレーティングであ
って、前記クラッドの厚さ方向外側に該クラッドよりも
高屈折率のクラッドモード吸収層を有することを特徴と
するものである。したがって、基板型光導波路グレーテ
ィングにおいて、クラッドモードをクラッドモード吸収
層に結合させて、効率よく吸収、減衰させることができ
るので、クラッドモードからコア伝搬モードへの再結合
を減少させることができ、阻止率を増大させることがで
きる。また、クラッドモード吸収層厚さを変化させるこ
とによって、クラッドモード吸収層で吸収、減衰される
クラッドモードの波長が変化するので、基板型光導波路
グレーティングで減衰される光の波長選択性をさらに強
めることができる。

【００３９】本発明の請求項４記載の光導波路グレーテ
ィングは、コアの周上に、該コアよりも低屈折率のクラ
ッドを有する光ファイバの光導波方向に導波構造の周期
的変化を形成してなる光ファイバグレーティングであっ
て、前記クラッドの周上に該クラッドよりも高屈折率の
クラッドモード吸収層を有することを特徴とするもので
ある。したがって、光ファイバグレーティングにおい
て、クラッドモードをクラッドモード吸収層に結合させ
て、効率よく吸収、減衰させることができるので、クラ
ッドモードからコア伝搬モードへの再結合を減少させる
ことができ、阻止率を増大させることができる。また、
クラッドモード吸収層厚さを変化させることによって、
クラッドモード吸収層で吸収、減衰されるクラッドモー
ドの波長が変化するので、光ファイバグレーティングで
減衰される光の波長選択性をさらに強めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光導波路グレーティングの第１の実
施例を示す斜視図である。

【図２】 本発明の光導波路グレーティングの第１の実
施例を示す正面図である。

【図３】 本発明の光導波路グレーティングの第１の実
施例の製造方法の例を工程順に示す斜視図である。

【図４】 本発明の光導波路グレーティングの第２の実
施例を示すもので（ａ）は正面図、（ｂ）は屈折率変化
を示すグラフである。

【図５】 本発明の光導波路グレーティングの第２の実
施例の製造方法の例を工程順に示す正面図である。

【図６】 本発明に係る実施例で得られた光導波路グレ
ーティングの特性を示すグラフである。

【図７】 本発明に係る実施例で得られた光導波路グレ
ーティングの特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１，２１…基板、２，２２…クラッド層、３，２３…コ
ア、２４，２５…クラッドモード吸収層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアの周囲に、該コアよりも低屈折率の
   クラッドを有する光導波路の光導波方向に導波構造の周
   期的変化を形成してなる基板型光導波路グレーティング
   であって、コアの厚さの１３倍以上の厚さのクラッドを
   有することを特徴とする基板型光導波路グレーティン
   グ。
2. 【請求項２】 基板上にクラッド層を形成し、該クラッ
   ド層内に該クラッド層よりも高屈折率のコアを形成して
   なる基板型光導波路の光導波方向に導波構造の周期的変
   化を形成してなる基板型光導波路グレーティングであっ
   て、前記基板の屈折率が前記クラッド層と等しいことを
   特徴とする基板型光導波路グレーティング。
3. 【請求項３】 コアの周囲に、該コアよりも低屈折率の
   クラッドを有する光導波路の光導波方向に導波構造の周
   期的変化を形成してなる基板型光導波路グレーティング
   であって、前記クラッドの厚さ方向外側に該クラッドよ
   りも高屈折率のクラッドモード吸収層を有することを特
   徴とする基板型光導波路グレーティング。
4. 【請求項４】 コアの周上に、該コアよりも低屈折率の
   クラッドを有する光ファイバの光導波方向に導波構造の
   周期的変化を形成してなる光ファイバグレーティングで
   あって、前記クラッドの周上に該クラッドよりも高屈折
   率のクラッドモード吸収層を有することを特徴とする光
   ファイバグレーティング。