WO2024142894A1 - Spot size converter, and method for manufacturing spot size converter - Google Patents
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
Definitions
- This disclosure relates to a spot size converter and a method for manufacturing a spot size converter.
- Optical wiring technology uses optical devices that use optical fiber and/or optical waveguide elements as the transmission medium to transmit information between elements, boards, or chips in information processing equipment using optical signals.
- the optical connection between the optical waveguide core of an optical device and an external element such as an optical fiber be performed efficiently with low loss.
- the mode field diameter (MFD) of light between them may be converted.
- a spot size converter (SSC) is known as an element that converts MFD.
- the spot size converter can reduce or expand the MFD of light input/output between the external element and the optical waveguide core.
- Patent Document 1 discloses a spot size converter that includes a first optical waveguide core having a tapered end and a second optical waveguide core that covers the lower surface of the first optical waveguide core. Patent Document 1 teaches that the refractive index of the second optical waveguide core is greater than the refractive index of the cladding layer and less than the refractive index of the first optical waveguide core.
- the spot size converter includes: A first cladding layer; a first waveguide core formed on the first cladding layer; a second waveguide core formed on the first cladding layer, covering the first waveguide core, and having a refractive index lower than that of the first waveguide core; a second clad layer formed on the first clad layer, covering the first waveguide core and the second waveguide core, the second clad layer having a refractive index lower than that of the second waveguide core; Equipped with.
- the second waveguide core is a first portion having a first height in a stacking direction relative to the first cladding layer; a second portion having a second height in a stacking direction relative to the first cladding layer that is lower than the first height; has.
- a method for manufacturing a spot size converter includes the steps of: forming a first cladding layer; forming a first waveguide core on the first cladding layer; forming a second waveguide core having a lower refractive index than the first waveguide core on the first cladding layer so as to cover the first waveguide core; forming a second clad layer on the first clad layer so as to cover the first waveguide core and the second waveguide core, the second clad layer having a refractive index lower than that of the second waveguide core; including.
- the second waveguide core is a first portion having a first height in a lamination direction relative to the first cladding layer; a second portion having a second height in a stacking direction relative to the first cladding layer that is lower than the first height;
- the substrate is formed so as to have
- 1A to 1C are diagrams illustrating a method for manufacturing a spot size converter according to an embodiment.
- 1A to 1C are diagrams illustrating a method for manufacturing a spot size converter according to an embodiment.
- FIG. 13 is a cross-sectional view of a spot size converter according to another embodiment.
- connection loss in order to achieve low-loss board mounting.
- the core diameter changes significantly. Therefore, in such a structure, efficient board mounting is desirable.
- the size (MFD) of the beam passing through the Si waveguide and the optical fiber respectively differs significantly. Therefore, a spot size converter (SSC) is used to suppress the loss of light during such coupling.
- SSC spot size converter
- the spot size converter 1 may include a first cladding layer 11, a second cladding layer 12, a first waveguide core 21, and a second waveguide core 22.
- the spot size converter 1 shown in FIG. 1 In the spot size converter 1 shown in FIG. 1, light is input from one end in the direction indicated by the arrow A1. In addition, in the spot size converter 1, light is output from the other end in the direction indicated by the arrow A2. That is, the spot size converter 1 shown in FIG. 1 to FIG. 3 propagates light in the positive direction of the Z axis.
- the end of the spot size converter 1 indicated by the arrow A1 is also referred to as the "first end" of the spot size converter 1.
- the end of the spot size converter 1 indicated by the arrow A2 is also referred to as the "second end" of the spot size converter 1.
- the direction of the Z axis shown in Figures 1 to 3 may be parallel to the direction in which light is guided (propagated) in the spot size converter 1.
- the spot size converter 1 can convert (enlarge) the MFD of light input to the first end (side indicated by arrow A1) and output it from the second end (side indicated by arrow A2). In this case, in the spot size converter 1, light is guided (propagated) in the positive direction of the Z axis. Conversely, the spot size converter 1 can convert (reduce) the MFD of light input to the second end (side indicated by arrow A2) and output it from the first end (side indicated by arrow A1). In this case, in the spot size converter 1, light is guided (propagated) in the negative direction of the Z axis.
- the direction of the Z axis shown in Figures 1 to 3 refers to the axial direction (axial direction) of the spot size converter 1, the first waveguide core 21, the second waveguide core 22, etc.
- the axial direction (axis direction) of the spot size converter 1 and the first and second waveguide cores 21 and 22 may be the direction in which light is guided (propagated) in these components, for example, the direction of the optical axis.
- the direction of the Y-axis shown in Figures 1 to 3 may be parallel to the thickness direction of the spot size converter 1.
- the direction of the Y-axis shown in Figures 1 to 3 indicates the thickness direction (thickness direction) of the spot size converter 1 and each component in the spot size converter 1.
- the positive direction of the Y-axis shown in Figures 1 to 3 may be, for example, vertically upward.
- the negative direction of the Y-axis shown in Figures 1 to 3 may be, for example, vertically downward.
- the direction of the X-axis shown in Figures 1 to 3 may be parallel to the width direction of the spot size converter 1.
- the width of the spot size converter 1 may be the length in a plane parallel to the XZ plane, in a direction perpendicular to the axis (Z-axis direction) of the spot size converter 1.
- the direction of the X-axis shown in Figures 1 to 3 indicates the width direction (width direction) of the spot size converter 1 and each component in the spot size converter 1.
- the first cladding layer 11 may be a lower cladding or undercladding in the spot size converter 1.
- the first cladding layer 11 may be designed to have a lower refractive index than the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22.
- the refractive index of the first cladding layer 11 is not particularly limited, but may be, for example, about 1.45 to 1.46.
- the first waveguide core 21 is formed on the first cladding layer 11.
- the first waveguide core 21 may be partially formed on the upper surface of the first cladding layer 11.
- the first waveguide core 21 may be designed to have a higher refractive index than the first cladding layer 11.
- the refractive index of the first waveguide core 21 is not particularly limited, but may be, for example, about 1.463 to 1.467.
- the second waveguide core 22 is formed on the first clad layer 11.
- the second waveguide core 22 is formed so as to cover the first waveguide core 21.
- the second waveguide core 22 may be formed so as to cover the periphery of the first waveguide core 21 except for the first end portion of the spot size converter 1.
- the second waveguide core 22 may be designed to have a higher refractive index than the first clad layer 11.
- the refractive index of the first waveguide core 21 is not particularly limited, but may be, for example, about 1.463 to 1.467.
- the second waveguide core 22 may be designed to have a lower refractive index than the first waveguide core 21.
- the second cladding layer 12 may be an upper cladding or overcladding in the spot size converter 1.
- the second cladding layer 12 is formed on the first cladding layer 11.
- the second cladding layer 12 is formed to cover the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22.
- the second cladding layer 12 may be formed to cover the periphery of the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22 except for the portion of the first end of the spot size converter 1. More specifically, as described above, the second waveguide core 22 may be formed to cover the periphery of the first waveguide core 21 except for the portion of the first end of the spot size converter 1.
- the spot size converter 2 may include a third waveguide core 23 formed between the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12 and covering the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22.
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Abstract
This spot size converter comprises: a first cladding layer; a first waveguide core formed on the first cladding layer; a second waveguide core formed on the first cladding layer in a manner covering the first waveguide core, and having a lower refractive index than the first waveguide core; and a second cladding layer formed on the first cladding layer in a manner covering the first waveguide core and the second waveguide core, and having a lower refractive index than the second waveguide core. The second waveguide core comprises a first portion having the first height in the lamination direction in relation to the first cladding layer, and a second portion having the second height in the lamination direction in relation to the first cladding, the second height being shorter than the first height.
Description
本出願は、2022年12月26日に日本国に特許出願された特願2022-208848の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2022-208848, filed on December 26, 2022, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
本開示は、スポットサイズ変換器、及びスポットサイズ変換器の製造方法に関する。
This disclosure relates to a spot size converter and a method for manufacturing a spot size converter.
情報技術(Information Technology:IT)又は情報通信技術(Information and Communication Technology:ICT)の進歩に伴い、伝達が望まれる情報の量は著しく増加する傾向にある。このような状況において、近年、光配線技術が注目を集めている。光配線技術では、光ファイバ及び/又は光導波路素子などを伝送媒体とした光デバイスを用いて、情報処理機器における素子間、ボード間、又はチップ間などの情報伝達を、光信号によって行う。
With the advancement of information technology (IT) and information and communication technology (ICT), the amount of information that needs to be transmitted has been increasing dramatically. In this situation, optical wiring technology has been attracting attention in recent years. Optical wiring technology uses optical devices that use optical fiber and/or optical waveguide elements as the transmission medium to transmit information between elements, boards, or chips in information processing equipment using optical signals.
光デバイスの光導波路コアと、例えば光ファイバ等の外部素子との間の光学的な接続は、低損失で効率よく行われることが望ましい。そのような接続のために、光導波路コアと光ファイバ等の外部素子との間を光学的に接続する際に、これらの間において光のモードフィールド径(Mode Field Diameter:MFD)を変換することがある。MFDを変換する素子として、例えばスポットサイズ変換器(Spot Size Converter:SSC)が知られている。スポットサイズ変換器によれば、外部素子と光導波路コアとの間で入出力される光のMFDを縮小又は拡大することができる。例えば、特許文献1は、一方の端部がテーパ状の第1光導波路コアと、その下面を被覆する第2光導波路コアとを備えるスポットサイズ変換器を開示している。特許文献1は、第2光導波路コアの屈折率を、クラッド層の屈折率よりも大きく、第1光導波路コアの屈折率よりも小さくすることを教示している。
It is desirable that the optical connection between the optical waveguide core of an optical device and an external element such as an optical fiber be performed efficiently with low loss. For such a connection, when optically connecting an optical waveguide core and an external element such as an optical fiber, the mode field diameter (MFD) of light between them may be converted. For example, a spot size converter (SSC) is known as an element that converts MFD. The spot size converter can reduce or expand the MFD of light input/output between the external element and the optical waveguide core. For example, Patent Document 1 discloses a spot size converter that includes a first optical waveguide core having a tapered end and a second optical waveguide core that covers the lower surface of the first optical waveguide core. Patent Document 1 teaches that the refractive index of the second optical waveguide core is greater than the refractive index of the cladding layer and less than the refractive index of the first optical waveguide core.
一実施形態に係るスポットサイズ変換器は、
第1クラッド層と、
前記第1クラッド層上に形成される第1導波路コアと、
前記第1クラッド層上に形成され、前記第1導波路コアを覆う、前記第1導波路コアより屈折率が低い第2導波路コアと、
前記第1クラッド層上に形成され、前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアを覆う、前記第2導波路コアより屈折率が低い第2クラッド層と、
を備える。
前記第2導波路コアは、
前記第1クラッド層に対して積層方向に第1の高さを有する第1部分と、
前記第1クラッド層に対して積層方向に前記第1の高さより低い第2の高さを有する第2部分と、
を有する。 The spot size converter according to one embodiment includes:
A first cladding layer;
a first waveguide core formed on the first cladding layer;
a second waveguide core formed on the first cladding layer, covering the first waveguide core, and having a refractive index lower than that of the first waveguide core;
a second clad layer formed on the first clad layer, covering the first waveguide core and the second waveguide core, the second clad layer having a refractive index lower than that of the second waveguide core;
Equipped with.
The second waveguide core is
a first portion having a first height in a stacking direction relative to the first cladding layer;
a second portion having a second height in a stacking direction relative to the first cladding layer that is lower than the first height;
has.
第1クラッド層と、
前記第1クラッド層上に形成される第1導波路コアと、
前記第1クラッド層上に形成され、前記第1導波路コアを覆う、前記第1導波路コアより屈折率が低い第2導波路コアと、
前記第1クラッド層上に形成され、前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアを覆う、前記第2導波路コアより屈折率が低い第2クラッド層と、
を備える。
前記第2導波路コアは、
前記第1クラッド層に対して積層方向に第1の高さを有する第1部分と、
前記第1クラッド層に対して積層方向に前記第1の高さより低い第2の高さを有する第2部分と、
を有する。 The spot size converter according to one embodiment includes:
A first cladding layer;
a first waveguide core formed on the first cladding layer;
a second waveguide core formed on the first cladding layer, covering the first waveguide core, and having a refractive index lower than that of the first waveguide core;
a second clad layer formed on the first clad layer, covering the first waveguide core and the second waveguide core, the second clad layer having a refractive index lower than that of the second waveguide core;
Equipped with.
The second waveguide core is
a first portion having a first height in a stacking direction relative to the first cladding layer;
a second portion having a second height in a stacking direction relative to the first cladding layer that is lower than the first height;
has.
一実施形態に係るスポットサイズ変換器の製造方法は、
第1クラッド層を形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、第1導波路コアを形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、前記第1導波路コアを覆うように、前記第1導波路コアより屈折率が低い第2導波路コアを形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアを覆うように、前記第2導波路コアより屈折率が低い第2クラッド層を形成するステップと、
を含む。
前記製造方法において、前記第2導波路コアは、
前記第1クラッド層に対する積層方向に第1の高さを有する第1部分と、
前記第1クラッド層に対する積層方向に前記第1の高さより低い第2の高さを有する第2部分と、
を有するように形成される。 A method for manufacturing a spot size converter according to one embodiment includes the steps of:
forming a first cladding layer;
forming a first waveguide core on the first cladding layer;
forming a second waveguide core having a lower refractive index than the first waveguide core on the first cladding layer so as to cover the first waveguide core;
forming a second clad layer on the first clad layer so as to cover the first waveguide core and the second waveguide core, the second clad layer having a refractive index lower than that of the second waveguide core;
including.
In the manufacturing method, the second waveguide core is
a first portion having a first height in a lamination direction relative to the first cladding layer;
a second portion having a second height in a stacking direction relative to the first cladding layer that is lower than the first height;
The substrate is formed so as to have
第1クラッド層を形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、第1導波路コアを形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、前記第1導波路コアを覆うように、前記第1導波路コアより屈折率が低い第2導波路コアを形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアを覆うように、前記第2導波路コアより屈折率が低い第2クラッド層を形成するステップと、
を含む。
前記製造方法において、前記第2導波路コアは、
前記第1クラッド層に対する積層方向に第1の高さを有する第1部分と、
前記第1クラッド層に対する積層方向に前記第1の高さより低い第2の高さを有する第2部分と、
を有するように形成される。 A method for manufacturing a spot size converter according to one embodiment includes the steps of:
forming a first cladding layer;
forming a first waveguide core on the first cladding layer;
forming a second waveguide core having a lower refractive index than the first waveguide core on the first cladding layer so as to cover the first waveguide core;
forming a second clad layer on the first clad layer so as to cover the first waveguide core and the second waveguide core, the second clad layer having a refractive index lower than that of the second waveguide core;
including.
In the manufacturing method, the second waveguide core is
a first portion having a first height in a lamination direction relative to the first cladding layer;
a second portion having a second height in a stacking direction relative to the first cladding layer that is lower than the first height;
The substrate is formed so as to have
スポットサイズ変換器において、モードフィールド径を変換する際の損失は、可能な限り低減することが望ましい。本開示の目的は、モードフィールド径を変換する際の損失を低減し得るスポットサイズ変換器、及びこのようなスポットサイズ変換器の製造方法を提供することにある。一実施形態によれば、モードフィールド径を変換する際の損失を低減し得るスポットサイズ変換器、及びこのようなスポットサイズ変換器の製造方法を提供することができる。
In a spot size converter, it is desirable to reduce losses as much as possible when converting the mode field diameter. An object of the present disclosure is to provide a spot size converter that can reduce losses when converting the mode field diameter, and a method for manufacturing such a spot size converter. According to one embodiment, it is possible to provide a spot size converter that can reduce losses when converting the mode field diameter, and a method for manufacturing such a spot size converter.
以下説明する実施形態において、「光導波路」とは、光デバイスの光導波路コアと、例えば光ファイバ等の外部素子との間を、光学的に接続する素子としてよい。また、以下説明する実施形態において、「光導波路」とは、上述したスポットサイズ変換器(SSC)の機能を備えるものとしてよい。以下、いくつかの実施形態に係るスポットサイズ変換器について、図面を参照して説明する。ここで、本開示において各実施形態を示す図面は、説明のために適宜簡略化などを施して概略を示すものである。したがって、本開示において各実施形態を示す図面は、必ずしも、各部材などの実際のサイズ、各部材など同士の実際のサイズの比率、又は、各部材などにおける各方向の実際のサイズの比率などを示すものではない。
In the embodiments described below, the "optical waveguide" may be an element that optically connects between an optical waveguide core of an optical device and an external element such as an optical fiber. In the embodiments described below, the "optical waveguide" may have the function of the spot size converter (SSC) described above. Below, the spot size converter according to several embodiments will be described with reference to the drawings. Here, the drawings showing each embodiment in this disclosure are schematic diagrams that have been appropriately simplified for the purpose of explanation. Therefore, the drawings showing each embodiment in this disclosure do not necessarily show the actual size of each component, the ratio of the actual sizes of each component, or the ratio of the actual sizes of each component in each direction.
例えばシリコンフォトニクスなどの分野において、低損失な基板実装を実現するために、接続損失を低減することは重要である。特に、Si導波路から光ファイバに低損失で光結合する構造においては、コアの径が著しく変わる。したがって、このような構造においては、効率の良い基板実装が望ましい。基板の端面で光ファイバと突き合わせて結合させるバットカップリング(Butt Coupling)を行うと、Si導波路及び光ファイバをそれぞれ通るビームの大きさ(MFD)が大きく異なる。したがって、このような結合時の光のロスを抑えるために、スポットサイズ変換器(SSC)が用いられる。また、直交偏波(TE波(transverse electric wave))成分のMFDを変換する際の損失を低減するのみならず、平行偏波(transverse magnetic wave(TM波))成分のMFDを変換する際の損失も低減することが望ましい。
For example, in fields such as silicon photonics, it is important to reduce connection loss in order to achieve low-loss board mounting. In particular, in a structure in which optical coupling from a Si waveguide to an optical fiber is performed with low loss, the core diameter changes significantly. Therefore, in such a structure, efficient board mounting is desirable. When butt coupling is performed by butting the end face of the substrate with an optical fiber, the size (MFD) of the beam passing through the Si waveguide and the optical fiber respectively differs significantly. Therefore, a spot size converter (SSC) is used to suppress the loss of light during such coupling. In addition, it is desirable to reduce not only the loss when converting the MFD of the orthogonal polarization (transverse electric wave (TE wave)) component, but also the loss when converting the MFD of the parallel polarization (transverse magnetic wave (TM wave)) component.
スポットサイズ変換器において、TE偏波及びTM偏波の両方についてSi導波路内のMFDを大きくするためには、一般的に、作製工程に平坦化プロセスを用いることになる。例えば、上述した特許文献1に開示のスポットサイズ変換器も、作製工程に平坦化プロセスを用いるものと想定される。このように平坦化プロセスを用いる作製工程は、煩雑になるとともに、作製コストを増大させる。しかしながら、このような製作工程を経なければ、結合効率を高めることは困難になる。また、このような製作工程は、メタル配線を施した後に行うことはできないなどの制約を生じさせる。一実施形態に係るスポットサイズ変換器は、作製時に平坦化プロセスを行うことなく、TE偏波及びTM偏波の両方について、損失の低減を実現させる。
In order to increase the MFD in the Si waveguide for both TE and TM polarization in a spot size converter, a planarization process is generally used in the manufacturing process. For example, the spot size converter disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is also expected to use a planarization process in the manufacturing process. A manufacturing process using a planarization process in this way is cumbersome and increases manufacturing costs. However, it is difficult to increase the coupling efficiency without going through such a manufacturing process. In addition, such a manufacturing process creates restrictions such as not being able to be performed after metal wiring is applied. The spot size converter of one embodiment achieves reduced loss for both TE and TM polarization without performing a planarization process during manufacturing.
まず、一実施形態に係るスポットサイズ変換器について説明する。
First, we will explain the spot size converter according to one embodiment.
図1乃至図3は、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1の概略構成を示す図である。図1は、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1の平面図である。すなわち、図1は、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1を上から見た様子を示す図である。図2及び図3は、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1の断面図である。すなわち、図2は、図1に示すスポットサイズ変換器1のII-II線の断面を示す図である。図3は、図1に示すスポットサイズ変換器1のIII-III線の断面を示す図である。
FIGS. 1 to 3 are diagrams showing a schematic configuration of a spot size converter 1 according to one embodiment. FIG. 1 is a plan view of the spot size converter 1 according to one embodiment. That is, FIG. 1 is a diagram showing the spot size converter 1 according to one embodiment as viewed from above. FIGs. 2 and 3 are cross-sectional views of the spot size converter 1 according to one embodiment. That is, FIG. 2 is a diagram showing a cross-section of the spot size converter 1 shown in FIG. 1 taken along line II-II. FIG. 3 is a diagram showing a cross-section of the spot size converter 1 shown in FIG. 1 taken along line III-III.
図1乃至図3に示すように、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1は、第1クラッド層11と、第2クラッド層12と、第1導波路コア21と、第2導波路コア22と、を備えてよい。
As shown in Figures 1 to 3, the spot size converter 1 according to one embodiment may include a first cladding layer 11, a second cladding layer 12, a first waveguide core 21, and a second waveguide core 22.
図1に示すスポットサイズ変換器1において、矢印A1によって示される向きに、一方の端部から光が入力される。また、スポットサイズ変換器1において、他方の端部から矢印A2によって示される向きに、光が出力される。すなわち、図1乃至図3に示すスポットサイズ変換器1は、Z軸正方向に光を伝搬する。以下、本明細書では、スポットサイズ変換器1において、矢印A1によって示される側の端部を、スポットサイズ変換器1の「第1端部」とも記す。また、スポットサイズ変換器1において、矢印A2によって示される側の端部を、スポットサイズ変換器1の「第2端部」とも記す。第1端部から光を入力し、第2端部から光を出力する場合、第1端部は入力端として機能し、第2端部は出力端として機能する。第2端部から光を入力し、第1端部から光を出力する場合、第2端部は入力端として機能し、第1端部は出力端として機能する。ここで、スポットサイズ変換器1の光の第1端部及び第2端部は、それぞれ、仮想的な端部としてもよいし、実質的(物理的)な端部としてもよい。スポットサイズ変換器1の入力端は、例えば光デバイスなどに、光学的に接続される端部としてよいまた、スポットサイズ変換器1の出力端は、例えば半導体レーザ又は光ファイバなど外部素子に、光学的に接続される端部としてよい。
In the spot size converter 1 shown in FIG. 1, light is input from one end in the direction indicated by the arrow A1. In addition, in the spot size converter 1, light is output from the other end in the direction indicated by the arrow A2. That is, the spot size converter 1 shown in FIG. 1 to FIG. 3 propagates light in the positive direction of the Z axis. Hereinafter, in this specification, the end of the spot size converter 1 indicated by the arrow A1 is also referred to as the "first end" of the spot size converter 1. In addition, in the spot size converter 1, the end of the spot size converter 1 indicated by the arrow A2 is also referred to as the "second end" of the spot size converter 1. When light is input from the first end and output from the second end, the first end functions as an input end, and the second end functions as an output end. When light is input from the second end and output from the first end, the second end functions as an input end, and the first end functions as an output end. Here, the first end and the second end of the light of the spot size converter 1 may each be a virtual end or a real (physical) end. The input end of the spot size converter 1 may be an end that is optically connected to, for example, an optical device, and the output end of the spot size converter 1 may be an end that is optically connected to an external element, for example, a semiconductor laser or an optical fiber.
以下の説明において、図1乃至図3に示すZ軸の方向は、スポットサイズ変換器1において光が導波(伝搬)される方向に平行な方向としてよい。スポットサイズ変換器1は、第1端部(矢印A1によって示される側)に入力される光のMFDを変換(拡大)して、第2端部(矢印A2によって示される側)から出力することができる。この場合、スポットサイズ変換器1において、光はZ軸正方向に導波(伝搬)される。逆に、スポットサイズ変換器1は、第2端部(矢印A2によって示される側)に入力される光のMFDを変換(縮小)して、第1端部(矢印A1によって示される側)から出力することができる。この場合、スポットサイズ変換器1において、光はZ軸負方向に導波(伝搬)される。以下、図1乃至図3に示すZ軸の方向は、スポットサイズ変換器1、並びに、第1導波路コア21及び第2導波路コア22などの軸の方向(軸方向)を示すものとする。ここで、スポットサイズ変換器1、並びに、第1導波路コア21及び第2導波路コア22などの軸の方向(軸方向)とは、これらの部材において光が導波(伝搬)される方向、例えば光軸の方向としてよい。
In the following description, the direction of the Z axis shown in Figures 1 to 3 may be parallel to the direction in which light is guided (propagated) in the spot size converter 1. The spot size converter 1 can convert (enlarge) the MFD of light input to the first end (side indicated by arrow A1) and output it from the second end (side indicated by arrow A2). In this case, in the spot size converter 1, light is guided (propagated) in the positive direction of the Z axis. Conversely, the spot size converter 1 can convert (reduce) the MFD of light input to the second end (side indicated by arrow A2) and output it from the first end (side indicated by arrow A1). In this case, in the spot size converter 1, light is guided (propagated) in the negative direction of the Z axis. Hereinafter, the direction of the Z axis shown in Figures 1 to 3 refers to the axial direction (axial direction) of the spot size converter 1, the first waveguide core 21, the second waveguide core 22, etc. Here, the axial direction (axis direction) of the spot size converter 1 and the first and second waveguide cores 21 and 22 may be the direction in which light is guided (propagated) in these components, for example, the direction of the optical axis.
また、図1乃至図3に示すY軸の方向は、スポットサイズ変換器1の厚さの方向に平行な方向としてよい。以下、図1乃至図3に示すY軸の方向は、スポットサイズ変換器1及びスポットサイズ変換器1における各部材の厚さの方向(厚さ方向)を示すものとする。図1乃至図3に示すY軸正方向は、例えば鉛直上向きとしてよい。また、図1乃至図3に示すY軸負方向は、例えば鉛直下向きとしてよい。
The direction of the Y-axis shown in Figures 1 to 3 may be parallel to the thickness direction of the spot size converter 1. Hereinafter, the direction of the Y-axis shown in Figures 1 to 3 indicates the thickness direction (thickness direction) of the spot size converter 1 and each component in the spot size converter 1. The positive direction of the Y-axis shown in Figures 1 to 3 may be, for example, vertically upward. The negative direction of the Y-axis shown in Figures 1 to 3 may be, for example, vertically downward.
また、図1乃至図3に示すX軸の方向は、スポットサイズ変換器1の幅の方向に平行な方向としてよい。ここで、スポットサイズ変換器1の幅とは、XZ平面に平行な平面おいて、スポットサイズ変換器1の軸(Z軸方向)に垂直な方向の長さとしてよい。以下、図1乃至図3に示すX軸の方向は、スポットサイズ変換器1及びスポットサイズ変換器1における各部材の幅の方向(幅方向)を示すものとする。
The direction of the X-axis shown in Figures 1 to 3 may be parallel to the width direction of the spot size converter 1. Here, the width of the spot size converter 1 may be the length in a plane parallel to the XZ plane, in a direction perpendicular to the axis (Z-axis direction) of the spot size converter 1. Hereinafter, the direction of the X-axis shown in Figures 1 to 3 indicates the width direction (width direction) of the spot size converter 1 and each component in the spot size converter 1.
図2及び図3に示すように、第1クラッド層11は、スポットサイズ変換器1における下部クラッド又はアンダークラッドとしてよい。第1クラッド層11は、第1導波路コア21及び第2導波路コア22よりも屈折率が低くなるように設計されてよい。第1クラッド層11の屈折率は、特に限定されないが、例えば1.45~1.46程度としてもよい。
As shown in Figures 2 and 3, the first cladding layer 11 may be a lower cladding or undercladding in the spot size converter 1. The first cladding layer 11 may be designed to have a lower refractive index than the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22. The refractive index of the first cladding layer 11 is not particularly limited, but may be, for example, about 1.45 to 1.46.
図2及び図3に示すように、第1導波路コア21は、第1クラッド層11上に形成される。第1導波路コア21は、第1クラッド層11の上面において部分的に形成されてよい。第1導波路コア21は、第1クラッド層11よりも屈折率が高くなるように設計されてよい。第1導波路コア21の屈折率は、特に限定されないが、例えば1.463~1.467程度としてもよい。
As shown in Figures 2 and 3, the first waveguide core 21 is formed on the first cladding layer 11. The first waveguide core 21 may be partially formed on the upper surface of the first cladding layer 11. The first waveguide core 21 may be designed to have a higher refractive index than the first cladding layer 11. The refractive index of the first waveguide core 21 is not particularly limited, but may be, for example, about 1.463 to 1.467.
図2及び図3に示すように、第2導波路コア22は、第1クラッド層11上に形成される。第2導波路コア22は、第1導波路コア21を覆うように形成される。図1及び図3に示すように、第2導波路コア22は、スポットサイズ変換器1の第1端部の部分を除いて、第1導波路コア21の周囲を覆うように形成されてよい。第2導波路コア22は、第1クラッド層11よりも屈折率が高くなるように設計されてよい。第1導波路コア21の屈折率は、特に限定されないが、例えば1.463~1.467程度としてもよい。また、第2導波路コア22は、第1導波路コア21よりも屈折率が低くなるように設計されてよい。
As shown in Figs. 2 and 3, the second waveguide core 22 is formed on the first clad layer 11. The second waveguide core 22 is formed so as to cover the first waveguide core 21. As shown in Figs. 1 and 3, the second waveguide core 22 may be formed so as to cover the periphery of the first waveguide core 21 except for the first end portion of the spot size converter 1. The second waveguide core 22 may be designed to have a higher refractive index than the first clad layer 11. The refractive index of the first waveguide core 21 is not particularly limited, but may be, for example, about 1.463 to 1.467. The second waveguide core 22 may be designed to have a lower refractive index than the first waveguide core 21.
図1乃至図3に示すように、第2クラッド層12は、スポットサイズ変換器1における上部クラッド又はオーバクラッドとしてよい。第2クラッド層12は、第1クラッド層11上に形成される。第2クラッド層12は、第1導波路コア21及び第2導波路コア22を覆うように形成される。図1及び図3に示すように、第2クラッド層12は、スポットサイズ変換器1の第1端部の部分を除いて、第1導波路コア21及び第2導波路コア22の周囲を覆うように形成されてよい。より詳細には、上述のように、第2導波路コア22は、スポットサイズ変換器1の第1端部の部分を除いて、第1導波路コア21の周囲を覆うように形成されてよい。第2クラッド層12は、スポットサイズ変換器1の第1端部の部分を除いて、(第1導波路コア21の周囲を覆う)第2導波路コア22の周囲を覆うように形成されてよい。第2クラッド層12は、第2導波路コア22より屈折率が低くなるように設計されてよい。第2クラッド層12は、第1導波路コア21及び第2導波路コア22よりも屈折率が低くなるように設計されてもよい。第2クラッド層12の屈折率は、特に限定されないが、例えば1.45~1.46程度としてもよい。
As shown in Figures 1 to 3, the second cladding layer 12 may be an upper cladding or overcladding in the spot size converter 1. The second cladding layer 12 is formed on the first cladding layer 11. The second cladding layer 12 is formed to cover the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22. As shown in Figures 1 and 3, the second cladding layer 12 may be formed to cover the periphery of the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22 except for the portion of the first end of the spot size converter 1. More specifically, as described above, the second waveguide core 22 may be formed to cover the periphery of the first waveguide core 21 except for the portion of the first end of the spot size converter 1. The second cladding layer 12 may be formed to cover the periphery of the second waveguide core 22 (covering the periphery of the first waveguide core 21) except for the portion of the first end of the spot size converter 1. The second cladding layer 12 may be designed to have a lower refractive index than the second waveguide core 22. The second cladding layer 12 may be designed to have a lower refractive index than the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22. The refractive index of the second cladding layer 12 is not particularly limited, but may be, for example, about 1.45 to 1.46.
図3に示すように、第2導波路コア22は、第1部分221と、第2部分222と、を有する。第1部分221は、第1クラッド層11に対して積層方向(Y軸方向)に第1の高さh1を有する。第2部分222は、第1クラッド層11に対して積層方向(Y軸方向)に第2の高さh2を有する。一実施形態に係るスポットサイズ変換器1において、第2の高さh2は、第1の高さh1より低くなるようにしてよい。
As shown in FIG. 3, the second waveguide core 22 has a first portion 221 and a second portion 222. The first portion 221 has a first height h1 in the stacking direction (Y-axis direction) relative to the first cladding layer 11. The second portion 222 has a second height h2 in the stacking direction (Y-axis direction) relative to the first cladding layer 11. In the spot size converter 1 according to one embodiment, the second height h2 may be smaller than the first height h1.
第2導波路コア22において、第1部分221と、第2部分222とは、物理的に分離しておらず、一体形成されるものとしてよい。すなわち、第2導波路コア22において、第1部分221と、第2部分222との区分は、仮想的であってよい。図3において、第1部分221と第2部分222と仮想的な境界を、境界Bとして示してある。
In the second waveguide core 22, the first portion 221 and the second portion 222 may not be physically separated and may be formed integrally. That is, in the second waveguide core 22, the division between the first portion 221 and the second portion 222 may be virtual. In FIG. 3, the virtual boundary between the first portion 221 and the second portion 222 is shown as boundary B.
また、図3に示すように、第2導波路コア22による光の伝搬方向(Z軸方向)において、第1部分221と第2部分222との境界Bは、第1導波路コア21の終端T1と第2導波路コア22の終端T2との間に位置するように設計されてもよい。また、第2導波路コア22の第1部分221と第2部分222との境界Bは、第1クラッド層11に対する積層方向の高さの段差(高さh1-高さh2の段差)を有するようにしてもよい。このような第2導波路コア22の段差により、スポットサイズ変換器1は、TM波成分のMFDを変換する際の損失を低減することができる。
3, in the direction of light propagation through the second waveguide core 22 (Z-axis direction), the boundary B between the first portion 221 and the second portion 222 may be designed to be located between the end T1 of the first waveguide core 21 and the end T2 of the second waveguide core 22. The boundary B between the first portion 221 and the second portion 222 of the second waveguide core 22 may have a height difference (height h1-height h2) in the stacking direction relative to the first cladding layer 11. Such a step in the second waveguide core 22 allows the spot size converter 1 to reduce losses when converting the MFD of the TM wave component.
ここで、第1部分221と第2部分222とを有するように第2導波路コア22を形成する際、第1導波路コア21及び/又は第2導波路コア22の上面を平坦化するプロセスを行う必要はない。例えば、第1クラッド層11上に第1導波路コア21が形成された後、これらの上に第2導波路コア22を成膜させることにより、第1クラッド層11及び第1導波路コア21上にある程度均一の厚さの膜が形成される。その結果、第1導波路コア21及び/又は第2導波路コア22の上面を平坦化させなくても、第1部分221と第2部分222との境界Bの位置に段差が形成される。
Here, when forming the second waveguide core 22 to have the first portion 221 and the second portion 222, there is no need to perform a process of flattening the upper surface of the first waveguide core 21 and/or the second waveguide core 22. For example, after the first waveguide core 21 is formed on the first cladding layer 11, the second waveguide core 22 is deposited on the first cladding layer 11, so that a film of a relatively uniform thickness is formed on the first cladding layer 11 and the first waveguide core 21. As a result, even if the upper surface of the first waveguide core 21 and/or the second waveguide core 22 is not flattened, a step is formed at the position of the boundary B between the first portion 221 and the second portion 222.
したがって、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1によれば、平坦化プロセスを行わずに、MFDを変換する際の損失を低減することができる。また、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1は、平坦化プロセスを行わないことにより、メタル配線後でもプロセス可能となる。
Therefore, the spot size converter 1 according to one embodiment can reduce losses when converting MFD without performing a planarization process. Furthermore, by not performing a planarization process, the spot size converter 1 according to one embodiment can be processed even after metal wiring.
図4は、図1に示すスポットサイズ変換器1のIII-III線の断面を示す図である。図4は、図3に示したのと同じスポットサイズ変換器1を示している。図3においては、第2導波路コア22について重点的に説明した。図4においては、第2クラッド層12について重点的に説明する。
FIG. 4 is a diagram showing a cross section of the spot size converter 1 shown in FIG. 1 taken along line III-III. FIG. 4 shows the same spot size converter 1 as shown in FIG. 3. In FIG. 3, the second waveguide core 22 has been mainly described. In FIG. 4, the second cladding layer 12 has been mainly described.
図4に示すように、第2クラッド層12は、第3部分123と、第4部分124とを有してもよい。また、第2クラッド層12は、第5部分125を有してもよい。
As shown in FIG. 4, the second cladding layer 12 may have a third portion 123 and a fourth portion 124. The second cladding layer 12 may also have a fifth portion 125.
第3部分123は、第1クラッド層11に対して積層方向(Y軸方向)に第3の高さh3を有してもよい。第4部分124は、第1クラッド層11に対して積層方向(Y軸方向)に第4の高さh4を有してもよい。一実施形態に係るスポットサイズ変換器1において、第4の高さh4は、第3の高さh3より低くなるようにしてもよい。第5部分125は、第1クラッド層11に対して積層方向(Y軸方向)に第5の高さh5を有してもよい。一実施形態に係るスポットサイズ変換器1において、第5の高さh5は、第4の高さh4より低くなるようにしてもよい。
The third portion 123 may have a third height h3 in the stacking direction (Y-axis direction) relative to the first cladding layer 11. The fourth portion 124 may have a fourth height h4 in the stacking direction (Y-axis direction) relative to the first cladding layer 11. In the spot size converter 1 according to one embodiment, the fourth height h4 may be lower than the third height h3. The fifth portion 125 may have a fifth height h5 in the stacking direction (Y-axis direction) relative to the first cladding layer 11. In the spot size converter 1 according to one embodiment, the fifth height h5 may be lower than the fourth height h4.
第2クラッド層12において、第3部分123と、第4部分124とは、物理的に分離しておらず、一体形成されるものとしてよい。すなわち、第2クラッド層12において、第3部分123と、第4部分124との区分は、仮想的であってよい。また、第2クラッド層12において、第4部分124と、第5部分125とは、物理的に分離しておらず、一体形成されるものとしてよい。すなわち、第2クラッド層12において、第4部分124と、第5部分125との区分は、仮想的であってよい。
In the second cladding layer 12, the third portion 123 and the fourth portion 124 may not be physically separated, but may be integrally formed. That is, in the second cladding layer 12, the division between the third portion 123 and the fourth portion 124 may be virtual. In addition, in the second cladding layer 12, the fourth portion 124 and the fifth portion 125 may not be physically separated, but may be integrally formed. That is, in the second cladding layer 12, the division between the fourth portion 124 and the fifth portion 125 may be virtual.
図4に示すように、第2クラッド層12において、第3部分123と第4部分124との境界は、第2導波路コア22の第1部分221と第2部分222との境界と、第2導波路コア22の終端との間に位置するように設計されてもよい。また、第2クラッド層12の第3部分123と第4部分124との境界は、第1クラッド層11に対する積層方向の高さの段差(高さh3-高さh4の段差)を有するようにしてもよい。また、第2クラッド層12において、第4部分124と第5部分125との境界は、第2導波路コア22の終端と、第2クラッド層12の終端との間に位置するように設計されてもよい。また、第2クラッド層12の第4部分124と第5部分125との境界は、第1クラッド層11に対する積層方向の高さの段差(高さh4-高さh5の段差)を有するようにしてもよい。
As shown in FIG. 4, in the second cladding layer 12, the boundary between the third portion 123 and the fourth portion 124 may be designed to be located between the boundary between the first portion 221 and the second portion 222 of the second waveguide core 22 and the end of the second waveguide core 22. In addition, the boundary between the third portion 123 and the fourth portion 124 of the second cladding layer 12 may have a step in height in the stacking direction relative to the first cladding layer 11 (step of height h3-height h4). In addition, in the second cladding layer 12, the boundary between the fourth portion 124 and the fifth portion 125 may be designed to be located between the end of the second waveguide core 22 and the end of the second cladding layer 12. In addition, the boundary between the fourth portion 124 and the fifth portion 125 of the second cladding layer 12 may have a step in height in the stacking direction relative to the first cladding layer 11 (step of height h4-height h5).
ここで、第3部分123と第4部分124と(さらに第5部分125と)を有するように第2クラッド層12を形成する際、第2導波路コア22の上面を平坦化するプロセスを行う必要はない。例えば、第1導波路コア21上に第2導波路コア22が形成された後、これらの上に第2クラッド層12を成膜させることにより、第1導波路コア21及び第2導波路コア22上にある程度均一の厚さの膜が形成される。その結果、第1導波路コア21及び第2導波路コア22の上面を平坦化させなくても、第3部分123と第4部分124と(さらに第5部分125と)の境界の位置に段差が形成される。
Here, when forming the second cladding layer 12 to have the third portion 123 and the fourth portion 124 (and further the fifth portion 125), there is no need to carry out a process of planarizing the upper surface of the second waveguide core 22. For example, after the second waveguide core 22 is formed on the first waveguide core 21, the second cladding layer 12 is deposited on these, so that a film of a relatively uniform thickness is formed on the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22. As a result, even if the upper surfaces of the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22 are not planarized, a step is formed at the boundary between the third portion 123 and the fourth portion 124 (and further the fifth portion 125).
したがって、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1は、平坦化プロセスを行わないことにより、製造工程を簡略化することができる。
Therefore, the spot size converter 1 according to one embodiment can simplify the manufacturing process by not requiring a flattening process.
次に、一実施形態に係るスポットサイズ変換器1の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the spot size converter 1 according to one embodiment will be described.
一実施形態に係るスポットサイズ変換器1は、上述のように、平坦化プロセスを行わずに製造することができる。一実施形態に係るスポットサイズ変換器1は、平坦化プロセスを行わずに製造する以外の観点においては、既知のスポットサイズ変換器のクラッド及び/又は導波路コアと同一又は類似の方法により製造することができる。したがって、既知のスポットサイズ変換器のクラッド及び/又は導波路コアと同一又は類似となる説明は、適宜、簡略化又は省略する。
As described above, the spot size converter 1 according to one embodiment can be manufactured without performing a planarization process. In all respects other than being manufactured without performing a planarization process, the spot size converter 1 according to one embodiment can be manufactured by a method that is the same as or similar to the cladding and/or waveguide core of a known spot size converter. Therefore, descriptions that are the same as or similar to the cladding and/or waveguide core of a known spot size converter are appropriately simplified or omitted.
一実施形態に係るスポットサイズ変換器1を製造する際は、まず、第1クラッド層11を形成する。図5A及び図5Bは、第1クラッド層11が形成された様子を示す図である。図5Aは、スポットサイズ変換器1の製造工程を、図2と同じ観点から示す図である。図5Bは、スポットサイズ変換器1の製造工程を、図3と同じ観点から示す図である。
When manufacturing the spot size converter 1 according to one embodiment, first, the first cladding layer 11 is formed. Figures 5A and 5B are diagrams showing the state in which the first cladding layer 11 has been formed. Figure 5A is a diagram showing the manufacturing process of the spot size converter 1 from the same perspective as Figure 2. Figure 5B is a diagram showing the manufacturing process of the spot size converter 1 from the same perspective as Figure 3.
次に、第1クラッド層11上に、第1導波路コア21を形成する。図6A及び図6Bは、第1クラッド層11上に第1導波路コア21が形成された様子を示す図である。図6Aは、図5Aに示した第1クラッド層11上に、第1導波路コア21が形成された様子を示す図である。図6Bは、図5Bに示した第1クラッド層11上に、第1導波路コア21が形成された様子を示す図である。
Next, a first waveguide core 21 is formed on the first cladding layer 11. Figures 6A and 6B are diagrams showing the first waveguide core 21 formed on the first cladding layer 11. Figure 6A is a diagram showing the first waveguide core 21 formed on the first cladding layer 11 shown in Figure 5A. Figure 6B is a diagram showing the first waveguide core 21 formed on the first cladding layer 11 shown in Figure 5B.
次に、第1クラッド層11上に、第2導波路コア22を形成する。図7A及び図7Bは、第1クラッド層11上に第2導波路コア22が形成された様子を示す図である。図7Aは、図6Aに示した第1クラッド層11及び第1導波路コア21上に、第2導波路コア22が形成された様子を示す図である。図7Bは、図6Bに示した第1クラッド層11及び第1導波路コア21上に、第2導波路コア22が形成された様子を示す図である。上述のように、第2導波路コア22の形成は、第1導波路コア21の上面を平坦化するプロセスを経ずに行うことができる。
Next, the second waveguide core 22 is formed on the first cladding layer 11. Figures 7A and 7B are diagrams showing the second waveguide core 22 formed on the first cladding layer 11. Figure 7A is a diagram showing the second waveguide core 22 formed on the first cladding layer 11 and the first waveguide core 21 shown in Figure 6A. Figure 7B is a diagram showing the second waveguide core 22 formed on the first cladding layer 11 and the first waveguide core 21 shown in Figure 6B. As described above, the second waveguide core 22 can be formed without going through a process of flattening the top surface of the first waveguide core 21.
図7A及び図7Bに示すように、第2導波路コア22は、第1クラッド層11上に、第1導波路コア21を覆うように形成される。また、上述のように、第2導波路コア22は、第1導波路コア21より屈折率が低くなるようにしてよい。
As shown in Figures 7A and 7B, the second waveguide core 22 is formed on the first cladding layer 11 so as to cover the first waveguide core 21. As described above, the second waveguide core 22 may have a lower refractive index than the first waveguide core 21.
図7Bにおいて、第2導波路コア22の第1部分221と第2部分222と仮想的な境界を、境界Bとして示してある。また、図7Aにおいて、第2導波路コア22の第1部分221と第2部分222と仮想的な境界を、境界Cとして示してある。
In FIG. 7B, the imaginary boundary between the first portion 221 and the second portion 222 of the second waveguide core 22 is shown as boundary B. In FIG. 7A, the imaginary boundary between the first portion 221 and the second portion 222 of the second waveguide core 22 is shown as boundary C.
また、図7Aに示すX軸方向)において、第1部分221と第2部分222との境界Cは、第1導波路コア21の幅方向の終端S1と、第2導波路コア22の幅方向の終端S2との間に位置するように設計されてもよい。また、第2導波路コア22の第1部分221と第2部分222との境界Cは、第1クラッド層11に対する積層方向の高さの段差(高さh1-高さh2の段差)を有するようにしてもよい。このような第2導波路コア22の段差により、スポットサイズ変換器1は、TE波成分のMFDを変換する際の損失を低減することができる。
Also, in the X-axis direction shown in FIG. 7A , the boundary C between the first portion 221 and the second portion 222 may be designed to be located between the end S1 in the width direction of the first waveguide core 21 and the end S2 in the width direction of the second waveguide core 22. Also, the boundary C between the first portion 221 and the second portion 222 of the second waveguide core 22 may have a step in height (step of height h1-height h2) in the stacking direction relative to the first cladding layer 11. Such a step in the second waveguide core 22 allows the spot size converter 1 to reduce losses when converting the MFD of the TE wave component.
このように、図7Aに示すX軸方向において、第2導波路コア22の第1部分221と第2部分222との境界Cは、第1クラッド層11に対する積層方向の高さの段差(高さh1-h2の段差)を有するようにしてもよい。ここで、図7Aに示すX軸方向とは、図7Aに示す第2導波路コア22による光の伝搬方向に垂直な方向としてよい。
In this way, in the X-axis direction shown in Figure 7A, the boundary C between the first portion 221 and the second portion 222 of the second waveguide core 22 may have a height difference (a step of height h1-h2) in the stacking direction relative to the first cladding layer 11. Here, the X-axis direction shown in Figure 7A may be a direction perpendicular to the propagation direction of light through the second waveguide core 22 shown in Figure 7A.
一実施形態に係るスポットサイズ変換器1の製造方法において、次に、第1クラッド層11上に、第2クラッド層12を形成する。図7Aに示した第1クラッド層11、第1導波路コア21、及び第2導波路コア22上に、第2クラッド層12が形成された様子は、図2に示したようになる。図7Bに示した第1クラッド層11、第1導波路コア21、及び第2導波路コア22上に、第2クラッド層12が形成された様子は、図3に示したようになる。図2及び図3に示したように、第2クラッド層12は、第1クラッド層11上に、第1導波路コア21及び第2導波路コア22を覆うように形成されてよい。また、上述のように、第2クラッド層12は、第2導波路コア22より屈折率が低くなるようにしてよい。上述のように、第2クラッド層12の形成は、第1導波路コア21及び/又は第2導波路コア22の上面を平坦化するプロセスを経ずに行ってもよい。
In the manufacturing method of the spot size converter 1 according to one embodiment, the second cladding layer 12 is then formed on the first cladding layer 11. The state in which the second cladding layer 12 is formed on the first cladding layer 11, the first waveguide core 21, and the second waveguide core 22 shown in FIG. 7A is as shown in FIG. 2. The state in which the second cladding layer 12 is formed on the first cladding layer 11, the first waveguide core 21, and the second waveguide core 22 shown in FIG. 7B is as shown in FIG. 3. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the second cladding layer 12 may be formed on the first cladding layer 11 so as to cover the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22. Also, as described above, the second cladding layer 12 may have a lower refractive index than the second waveguide core 22. As described above, the second cladding layer 12 may be formed without a process of planarizing the upper surface of the first waveguide core 21 and/or the second waveguide core 22.
以上のような製造方法により、第2導波路コア22は、第1部分221と、第2部分222と、を有するように形成される。第1部分221は、第1クラッド層11に対する積層方向に第1の高さh1を有する。第2部分222は、第1クラッド層11に対する積層方向に第1の高さh1より低い第2の高さh2を有する。
By the manufacturing method described above, the second waveguide core 22 is formed to have a first portion 221 and a second portion 222. The first portion 221 has a first height h1 in the stacking direction relative to the first cladding layer 11. The second portion 222 has a second height h2 that is lower than the first height h1 in the stacking direction relative to the first cladding layer 11.
(他の実施形態)
上述した一実施形態に係るスポットサイズ変換器1は、第1導波路コア21及び第2導波路コア22のように、2つの導波路コアを備えるものとして説明した。しかしながら、他の実施形態においては、導波路コアは2つに限定されず、3つ以上の導波路コアを備えてもよい。 Other Embodiments
Thespot size converter 1 according to the embodiment described above has been described as including two waveguide cores, such as the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22. However, in other embodiments, the number of waveguide cores is not limited to two, and three or more waveguide cores may be included.
上述した一実施形態に係るスポットサイズ変換器1は、第1導波路コア21及び第2導波路コア22のように、2つの導波路コアを備えるものとして説明した。しかしながら、他の実施形態においては、導波路コアは2つに限定されず、3つ以上の導波路コアを備えてもよい。 Other Embodiments
The
図8は、他の実施形態に係るスポットサイズ変換器2の断面を示す図である。図8は、他の実施形態に係るスポットサイズ変換器2を、図3と同じ観点から示す図である。図8に示すように、スポットサイズ変換器2において、第1導波路コア21及び第2導波路コア22を覆うように、第3導波路コア23が形成されてもよい。第3導波路コア23は、第1クラッド層11と第2クラッド層12との間に形成されてよい。
FIG. 8 is a diagram showing a cross section of a spot size converter 2 according to another embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a spot size converter 2 according to another embodiment from the same perspective as FIG. 3. As shown in FIG. 8, in the spot size converter 2, a third waveguide core 23 may be formed so as to cover the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22. The third waveguide core 23 may be formed between the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12.
このように、一実施形態の変形例に係るスポットサイズ変換器2は、第1クラッド層11と第2クラッド層12との間に形成され、第1導波路コア21及び第2導波路コア22を覆う、第3導波路コア23を備えてもよい。
In this way, the spot size converter 2 according to a modified embodiment may include a third waveguide core 23 formed between the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12 and covering the first waveguide core 21 and the second waveguide core 22.
本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態について光導波路を中心に説明してきたが、本開示に係る実施形態は光導波路の製造方法としても実現し得る。
Although the embodiments of the present disclosure have been described based on the drawings and examples, it should be noted that a person skilled in the art would be able to easily make various modifications or amendments based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications or amendments are included in the scope of the present disclosure. For example, the functions included in each component or step can be rearranged so as not to cause logical inconsistencies, and multiple components or steps can be combined into one or divided. Although the embodiments of the present disclosure have been described mainly with respect to optical waveguides, the embodiments of the present disclosure can also be realized as a manufacturing method for optical waveguides.
1,2 スポットサイズ変換器
11 第1クラッド層
12 第2クラッド層
123 第3部分
124 第4部分
125 第5部分
21 第1導波路コア
22 第2導波路コア
23 第3導波路コア
221 第1部分
222 第2部分
REFERENCE SIGNS LIST 1, 2 Spot size converter 11 First cladding layer 12 Second cladding layer 123 Third portion 124 Fourth portion 125 Fifth portion 21 First waveguide core 22 Second waveguide core 23 Third waveguide core 221 First portion 222 Second portion
11 第1クラッド層
12 第2クラッド層
123 第3部分
124 第4部分
125 第5部分
21 第1導波路コア
22 第2導波路コア
23 第3導波路コア
221 第1部分
222 第2部分
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
- 第1クラッド層と、
前記第1クラッド層上に形成される第1導波路コアと、
前記第1クラッド層上に形成され、前記第1導波路コアを覆う、前記第1導波路コアより屈折率が低い第2導波路コアと、
前記第1クラッド層上に形成され、前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアを覆う、前記第2導波路コアより屈折率が低い第2クラッド層と、
を備え、
前記第2導波路コアは、
前記第1クラッド層に対して積層方向に第1の高さを有する第1部分と、
前記第1クラッド層に対して積層方向に前記第1の高さより低い第2の高さを有する第2部分と、
を有する、スポットサイズ変換器。 A first cladding layer;
a first waveguide core formed on the first cladding layer;
a second waveguide core formed on the first cladding layer, covering the first waveguide core, and having a refractive index lower than that of the first waveguide core;
a second clad layer formed on the first clad layer, covering the first waveguide core and the second waveguide core, the second clad layer having a refractive index lower than that of the second waveguide core;
Equipped with
The second waveguide core is
a first portion having a first height in a stacking direction relative to the first cladding layer;
a second portion having a second height in a stacking direction relative to the first cladding layer that is lower than the first height;
A spot size converter having a - 前記第2導波路コアによる光の伝搬方向において、前記第2導波路コアの前記第1部分と前記第2部分との境界は、前記第1導波路コアの終端と前記第2導波路コアの終端との間に位置する、請求項1に記載のスポットサイズ変換器。 The spot size converter of claim 1, wherein in the direction of light propagation through the second waveguide core, the boundary between the first portion and the second portion of the second waveguide core is located between an end of the first waveguide core and an end of the second waveguide core.
- 前記第2導波路コアによる光の伝搬方向において、前記第2導波路コアの前記第1部分と前記第2部分との境界は、前記第1クラッド層に対する積層方向の高さの段差を有する、請求項1に記載のスポットサイズ変換器。 The spot size converter of claim 1, wherein in the direction of light propagation through the second waveguide core, the boundary between the first and second portions of the second waveguide core has a step in height in the stacking direction relative to the first cladding layer.
- 前記第2導波路コアによる光の伝搬方向に垂直な方向において、前記第2導波路コアの前記第1部分と前記第2部分との境界は、前記第1クラッド層に対する積層方向の高さの段差を有する、請求項1に記載のスポットサイズ変換器。 The spot size converter of claim 1, wherein the boundary between the first and second portions of the second waveguide core has a step in height in the stacking direction relative to the first cladding layer in a direction perpendicular to the propagation direction of light through the second waveguide core.
- 前記第1クラッド層と前記第2クラッド層との間に形成され、前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアを覆う、第3導波路コアを備える、請求項1に記載のスポットサイズ変換器。 The spot size converter of claim 1, further comprising a third waveguide core formed between the first cladding layer and the second cladding layer and covering the first waveguide core and the second waveguide core.
- 前記第2クラッド層は、
前記第1クラッド層に対して積層方向に第3の高さを有する第3部分と、
前記第1クラッド層に対して積層方向に前記第3の高さより低い第4の高さを有する第4部分と、
を有する、請求項1に記載のスポットサイズ変換器。 The second cladding layer is
a third portion having a third height in a stacking direction relative to the first cladding layer;
a fourth portion having a fourth height that is lower than the third height in a stacking direction with respect to the first cladding layer;
The spot size converter of claim 1 , further comprising: - 前記第2クラッド層は、前記第1クラッド層に対して積層方向に前記第4の高さより低い第5の高さを有する第5部分を有する、請求項6に記載のスポットサイズ変換器。 The spot size converter of claim 6, wherein the second cladding layer has a fifth portion having a fifth height that is lower than the fourth height in the stacking direction relative to the first cladding layer.
- 第1クラッド層を形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、第1導波路コアを形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、前記第1導波路コアを覆うように、前記第1導波路コアより屈折率が低い第2導波路コアを形成するステップと、
前記第1クラッド層上に、前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアを覆うように、前記第2導波路コアより屈折率が低い第2クラッド層を形成するステップと、
を含む、スポットサイズ変換器の製造方法であって、
前記第2導波路コアは、
前記第1クラッド層に対する積層方向に第1の高さを有する第1部分と、
前記第1クラッド層に対する積層方向に前記第1の高さより低い第2の高さを有する第2部分と、
を有するように形成される、製造方法。
forming a first cladding layer;
forming a first waveguide core on the first cladding layer;
forming a second waveguide core having a lower refractive index than the first waveguide core on the first cladding layer so as to cover the first waveguide core;
forming a second clad layer on the first clad layer so as to cover the first waveguide core and the second waveguide core, the second clad layer having a refractive index lower than that of the second waveguide core;
A method for manufacturing a spot size converter, comprising:
The second waveguide core is
a first portion having a first height in a lamination direction relative to the first cladding layer;
a second portion having a second height in a stacking direction relative to the first cladding layer that is lower than the first height;
The method of manufacturing the same.
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