JPS6271907A - グレ−テイング光デバイス - Google Patents
グレ−テイング光デバイスInfo
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- JPS6271907A JPS6271907A JP21114285A JP21114285A JPS6271907A JP S6271907 A JPS6271907 A JP S6271907A JP 21114285 A JP21114285 A JP 21114285A JP 21114285 A JP21114285 A JP 21114285A JP S6271907 A JPS6271907 A JP S6271907A
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- Japan
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- substrate
- grating
- antireflection film
- film
- antireflection
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- 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
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- 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
- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/12107—Grating
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はグレーティング光デバイスに関゛シ、特に作製
時に複数の光束の干渉によりグレーティングパターンが
形成されるグレーティング光デバイスに関する。グレー
ティング光デバイスはたとえば光導波路を用いた光学機
器の光結合部として利用される。
時に複数の光束の干渉によりグレーティングパターンが
形成されるグレーティング光デバイスに関する。グレー
ティング光デバイスはたとえば光導波路を用いた光学機
器の光結合部として利用される。
従来、グレーティング光デバイスは一般に二光束干渉法
により作製されていた。
により作製されていた。
第8図は二光束干渉法によるグレーティング光デバイス
の作製の概略を示す模式的断面図である。
の作製の概略を示す模式的断面図である。
図において、5は光導波路基板であり、たとえばL s
Nb Osからなる。4は該基板5の表面上に形成さ
れた光導波路層でちり、該層4は基板5の材料の表面か
らTI拡散やプロトン交換を行うことにより形成される
。3は該光導波路層4の表面上に付与されたフォトレジ
スト層である。該層3の上方から異なる方向にて2つの
可干渉性の光束1.2を入射させてフォトレジスト層3
において所望のピッチの干渉縞パターンを形成せしめ、
所定の現像・定着処理によりレジスト層3をストライプ
状とし、これをマスクとしてエツチング分行い光導波路
層4にグレーティングを形成せしめる。
Nb Osからなる。4は該基板5の表面上に形成さ
れた光導波路層でちり、該層4は基板5の材料の表面か
らTI拡散やプロトン交換を行うことにより形成される
。3は該光導波路層4の表面上に付与されたフォトレジ
スト層である。該層3の上方から異なる方向にて2つの
可干渉性の光束1.2を入射させてフォトレジスト層3
において所望のピッチの干渉縞パターンを形成せしめ、
所定の現像・定着処理によりレジスト層3をストライプ
状とし、これをマスクとしてエツチング分行い光導波路
層4にグレーティングを形成せしめる。
しかして、2つの光束1,2を照射する際には基板5内
に進行した光束の一部は該基板5の裏面8で反射して反
射光束6,7を生じ、該反射光束がフォトレジスト3に
到達して、入射光束1,2によシ形成される所望の干渉
縞パターンが乱されることになる。即ち、基板5として
代表的なLINbO,を用いた場合、入射光束1,2の
入射角を45’とすると裏面8における反射率は約24
俤であり、該面からの反射光束6,7によるノイズはか
なυ大きい。
に進行した光束の一部は該基板5の裏面8で反射して反
射光束6,7を生じ、該反射光束がフォトレジスト3に
到達して、入射光束1,2によシ形成される所望の干渉
縞パターンが乱されることになる。即ち、基板5として
代表的なLINbO,を用いた場合、入射光束1,2の
入射角を45’とすると裏面8における反射率は約24
俤であり、該面からの反射光束6,7によるノイズはか
なυ大きい。
この様な基板裏面の反射によるノイズを除去する手段と
して基板裏面を該基板と屈折率のほぼ等しいマツチング
オイル等で液浸する方法が考えられるが、この方法は装
置構成が複雑になったり、適当なマツチングオイルが存
在しない場合もある等の問題がある。
して基板裏面を該基板と屈折率のほぼ等しいマツチング
オイル等で液浸する方法が考えられるが、この方法は装
置構成が複雑になったり、適当なマツチングオイルが存
在しない場合もある等の問題がある。
また、基板裏面によるノイズを除去する手段として、該
裏面に反射防止膜を施す方法が考えられる。第9図はこ
の方法によるグレーティング光デバイス作製の概略を示
す模式的断面図であシ、第8図と同様の図である。ここ
では、基板5の裏面に反射防止膜9が形成される点のみ
上記第8図の場合と異なる。かくして、光束1,2は基
板5内に進行した後に大部分が反射防止膜9を透過する
光束10.11となる。
裏面に反射防止膜を施す方法が考えられる。第9図はこ
の方法によるグレーティング光デバイス作製の概略を示
す模式的断面図であシ、第8図と同様の図である。ここ
では、基板5の裏面に反射防止膜9が形成される点のみ
上記第8図の場合と異なる。かくして、光束1,2は基
板5内に進行した後に大部分が反射防止膜9を透過する
光束10.11となる。
ところで、上記の様々反射防止膜としては一般に光学特
性が良好な誇電体膜が用いられ、この様な膜は蒸着また
はスパッタ等によシ形成されるので、一度形成すると剥
離が困難であり、従ってグレーティング光デバイスが使
用される時にも該反射防止膜9はそのまま残される。
性が良好な誇電体膜が用いられ、この様な膜は蒸着また
はスパッタ等によシ形成されるので、一度形成すると剥
離が困難であり、従ってグレーティング光デバイスが使
用される時にも該反射防止膜9はそのまま残される。
第10図及び第11図は上記反射防止膜9を付して二光
束干渉法によシ作製されたグレーティング光デバイスの
模式的断面図である。第10図は光導波路からの出力用
光結合部に利用された場合を示し、第11図は光導波路
への入力用光結合部に利用された場合を示す。
束干渉法によシ作製されたグレーティング光デバイスの
模式的断面図である。第10図は光導波路からの出力用
光結合部に利用された場合を示し、第11図は光導波路
への入力用光結合部に利用された場合を示す。
第10図において、光導波路層4を進行する導波光21
はグレーティング20により回折せしめられ、空気側へ
の回折光束22及び基板側への回折光束23となる。回
折光束23は反射防止膜9によシ一部反射せしめられて
反射光束24を生じ、残りは反射防止膜9を透過して出
力光束25となる。ここで、反射防止膜9は一般に回折
光束23に対し十分に反射防止条件を満足しないため反
射光240強度は0とはならない。
はグレーティング20により回折せしめられ、空気側へ
の回折光束22及び基板側への回折光束23となる。回
折光束23は反射防止膜9によシ一部反射せしめられて
反射光束24を生じ、残りは反射防止膜9を透過して出
力光束25となる。ここで、反射防止膜9は一般に回折
光束23に対し十分に反射防止条件を満足しないため反
射光240強度は0とはならない。
第11図において入力光束26は反射防止膜9によシ一
部反射せしめられて反射光束28を生じ、残りは反射防
止膜9を透過してグレーティング20への入射光束とな
る。29は結合導波光である。
部反射せしめられて反射光束28を生じ、残りは反射防
止膜9を透過してグレーティング20への入射光束とな
る。29は結合導波光である。
ここでも、反射防と膜9は一般に入力光束26に対し十
分に反射防止条件を満足しないため反射光束28の強度
はOとはならない。
分に反射防止条件を満足しないため反射光束28の強度
はOとはならない。
以上の様に、グレーティング光デバイスの作製時に基板
裏面に付される反射防止膜は該作製時における反射防止
条件を溝光す様に形成されるため、該グレーティング光
デバイスを異々る条件下で使用すると反射防止条件が一
般に異なるため反射防止が不十分となり、反射防止膜に
よる反射光束がデバイス性能の劣化(たとえば結合効率
の低下やS/Nの低下など)をもたらすという問題が生
ずることになる。
裏面に付される反射防止膜は該作製時における反射防止
条件を溝光す様に形成されるため、該グレーティング光
デバイスを異々る条件下で使用すると反射防止条件が一
般に異なるため反射防止が不十分となり、反射防止膜に
よる反射光束がデバイス性能の劣化(たとえば結合効率
の低下やS/Nの低下など)をもたらすという問題が生
ずることになる。
この様な問題を解決するため、グレーティング構造形成
の後に、使用時の反射防止条件を満たす様に更に補正膜
を付与することも可能であるが、これでは作製工程が繁
雑になる。
の後に、使用時の反射防止条件を満たす様に更に補正膜
を付与することも可能であるが、これでは作製工程が繁
雑になる。
本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点を解決す
るものとして、基板裏面に反射防止膜が設けられてお9
、該反射防止膜がグレーティングパターン形成時の光照
射と使用時の光照射とに対しいづれも反射防止条件を満
足する様に設定されていることをfF徴とする、グレー
ティング光デバイスが提供される。
るものとして、基板裏面に反射防止膜が設けられてお9
、該反射防止膜がグレーティングパターン形成時の光照
射と使用時の光照射とに対しいづれも反射防止条件を満
足する様に設定されていることをfF徴とする、グレー
ティング光デバイスが提供される。
以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
する。
第1図は本発明のグレーティング光デバイスの第1の実
施例の作製の概略を示す模式的断面図である。本図にお
いて、上記第9図におけると同様の部材には同一の符号
が付されており、ここではこれらについての説明を省略
する。基板5の裏面には反射防止膜30が形成されてい
る。基板5はy−カッ) LiNbO3結晶からなり、
また反射防止膜30は5IO2膜(屈折率1.48)か
らなる。
施例の作製の概略を示す模式的断面図である。本図にお
いて、上記第9図におけると同様の部材には同一の符号
が付されており、ここではこれらについての説明を省略
する。基板5の裏面には反射防止膜30が形成されてい
る。基板5はy−カッ) LiNbO3結晶からなり、
また反射防止膜30は5IO2膜(屈折率1.48)か
らなる。
第2図及び第3図は上記反射防止膜30を付して三光束
干渉法によシ作製されたグレーティング光デバイスの模
式的断面図であシ、第2図は光導波路からの出力用光結
合部に利用された場合を示し、第3図は光導波路への入
力用光結合部に利用された場合を示す。これらの図にお
いて、上記第10図及び第11図におけると同様の部材
には同一の符号が付されており、ここではこれらについ
ての説明を省略する。
干渉法によシ作製されたグレーティング光デバイスの模
式的断面図であシ、第2図は光導波路からの出力用光結
合部に利用された場合を示し、第3図は光導波路への入
力用光結合部に利用された場合を示す。これらの図にお
いて、上記第10図及び第11図におけると同様の部材
には同一の符号が付されており、ここではこれらについ
ての説明を省略する。
第1図に示される様に作製時の空気側での光の入射角(
出射角)をθFとし、第2図及び第3図に示される様に
使用時の空気側での光の入射角(出射角)をhとする。
出射角)をθFとし、第2図及び第3図に示される様に
使用時の空気側での光の入射角(出射角)をhとする。
第1図において、入射光束1,2としてアルゴンレーザ
(波長λF= 0.488μm)を用い入射角θyを2
6°としたときの反射防止膜3oの膜厚dと反射率Rと
の関係は第4図の曲線Aの様になる。該曲線Aの極小値
をとる位置が作製時の反射防止条件である。
(波長λF= 0.488μm)を用い入射角θyを2
6°としたときの反射防止膜3oの膜厚dと反射率Rと
の関係は第4図の曲線Aの様になる。該曲線Aの極小値
をとる位置が作製時の反射防止条件である。
上記の様な三光束干渉法により作製されたグレーティン
グパターンの周期Aは次式で求められる。
グパターンの周期Aは次式で求められる。
Δ=λ2/2s石θ2
ここで、λF= 0.488 ttm 、θ2=26°
とすると71=0.56μmとなる。
とすると71=0.56μmとなる。
第2図及び第3図において、入出力光束25゜26とし
て半導体レーザ(波長λ、==Q、831μm)を用い
ると、上記のグレーティングパターン周期A=0.56
μmではθ8=45°となる。このときの反射防止膜3
0の膜厚dと反射率1尤との関係は第4図の曲線Bの様
になる。該曲線Bの極小値をとる位置が使用時の反射防
止条件である。
て半導体レーザ(波長λ、==Q、831μm)を用い
ると、上記のグレーティングパターン周期A=0.56
μmではθ8=45°となる。このときの反射防止膜3
0の膜厚dと反射率1尤との関係は第4図の曲線Bの様
になる。該曲線Bの極小値をとる位置が使用時の反射防
止条件である。
作製時と使用時の双方で反射防止条件が成り立つために
は曲mAとBとの極小値が一致するところを見出せばよ
く、膜厚d=1.12μm近傍(矢印で示す)で2つの
曲線の極小値が一致しており、この値が求める値でちる
ことが分る。即ち、本実施例においては反射防止膜30
の膜厚dは1.12μmとされ、従って、第1図、第2
図及び第3図に示される様に反射防止M30による反射
光束は実質上生じない。
は曲mAとBとの極小値が一致するところを見出せばよ
く、膜厚d=1.12μm近傍(矢印で示す)で2つの
曲線の極小値が一致しており、この値が求める値でちる
ことが分る。即ち、本実施例においては反射防止膜30
の膜厚dは1.12μmとされ、従って、第1図、第2
図及び第3図に示される様に反射防止M30による反射
光束は実質上生じない。
局、第4図のグラフにおいては、基板5の屈折率の波長
分散も考慮されているC n = 2.2561(λ=
0.488μm ) / n=2.1729 (λ=0
.831μff1)’)。
分散も考慮されているC n = 2.2561(λ=
0.488μm ) / n=2.1729 (λ=0
.831μff1)’)。
第5図(、)〜(f)は本実施例グレーティング光デバ
イスの作製工程図である。
イスの作製工程図である。
先ず、Y−カッ) LiNbO3結晶基板5の両面を光
学研摩し〔第5図(、) :l 、次にT1拡散やプロ
トン交換等により光導波路層4を形成し〔第5図(b〕
〕、次に蒸着またはスパッタにより上記の様な反射防止
条件を満たす膜厚dの反射防止膜30を形成する〔第5
図(C)〕。尚、この反射防止膜30の膜厚をできる限
り正確に設定するために実時間の膜厚測定を行うのが望
ましい。次に、光導波路層4上に可視域で感度を有する
マイクロポジット1350等の7オトレジスト3をスピ
ナー塗布(3500r pm t1i厚0.5μm )
L、、上記の様なアルゴンレーザ1,2による二光束
干渉を行い〔第5図(d)〕、現像・定着によシフオド
レジストをレリーフ状のグレーティングとする。続いて
、フォトレジストのグレーティングバター7をマスクと
してイオンビーム加工等のドライエツチング技術を用い
て光導波路層40表面を加工し〔第5図(、) ) 、
更にフォトレジストを除去してレリーフ型のグレーティ
ング構造20を有する光デバイスが得られる〔第5図(
f)〕。
学研摩し〔第5図(、) :l 、次にT1拡散やプロ
トン交換等により光導波路層4を形成し〔第5図(b〕
〕、次に蒸着またはスパッタにより上記の様な反射防止
条件を満たす膜厚dの反射防止膜30を形成する〔第5
図(C)〕。尚、この反射防止膜30の膜厚をできる限
り正確に設定するために実時間の膜厚測定を行うのが望
ましい。次に、光導波路層4上に可視域で感度を有する
マイクロポジット1350等の7オトレジスト3をスピ
ナー塗布(3500r pm t1i厚0.5μm )
L、、上記の様なアルゴンレーザ1,2による二光束
干渉を行い〔第5図(d)〕、現像・定着によシフオド
レジストをレリーフ状のグレーティングとする。続いて
、フォトレジストのグレーティングバター7をマスクと
してイオンビーム加工等のドライエツチング技術を用い
て光導波路層40表面を加工し〔第5図(、) ) 、
更にフォトレジストを除去してレリーフ型のグレーティ
ング構造20を有する光デバイスが得られる〔第5図(
f)〕。
第6図は本発明の第2の実施例の作製の概略を示す模式
的断面図である。本図において、第1図におけると同様
の部材には同一の符号が付されておυ、ここではこれら
についての説明を省略する。
的断面図である。本図において、第1図におけると同様
の部材には同一の符号が付されておυ、ここではこれら
についての説明を省略する。
本実施例においては、基板50表面に感光性材料40が
比較的厚く塗布される。上記実施例におけると同様の三
光束干渉法を行うべく入射光束1゜2が入射せしめられ
る。入射光束1,2の入射角はθFである。
比較的厚く塗布される。上記実施例におけると同様の三
光束干渉法を行うべく入射光束1゜2が入射せしめられ
る。入射光束1,2の入射角はθFである。
第7図はかくして作製されたグレーティング光デバイス
の模式的断面図である。本図において、第2図における
と同様の部材には同一の符号が付されており、ここでは
これらについての説明を省略する。
の模式的断面図である。本図において、第2図における
と同様の部材には同一の符号が付されており、ここでは
これらについての説明を省略する。
第1図に示される様な三光束干渉法によ#)露光され、
所定の現保・定着処理を受けた後に感光性材料40は第
2図に示される様なグレーティング構造を有する層41
となる。第2図において、42は入射光束であり、43
は透過光束であシ、44はグレーティング構造によシブ
ラッグ回折せしめられた回折光束である。回折光束44
の空気中への出射角はθ8である。
所定の現保・定着処理を受けた後に感光性材料40は第
2図に示される様なグレーティング構造を有する層41
となる。第2図において、42は入射光束であり、43
は透過光束であシ、44はグレーティング構造によシブ
ラッグ回折せしめられた回折光束である。回折光束44
の空気中への出射角はθ8である。
この様なブラッグ回折を行うグレーティング光デバイス
においても、一般にグレーティング形成時の光の波長及
び入射角θ、と使用時の光の波長及び入出射角θRとは
一般に異なるため、上記第1の実施例におけると同様の
手法にて作製時及び使用時の双方において反射防止条件
を満足させる様に反射防止膜30の膜厚を決定する。
においても、一般にグレーティング形成時の光の波長及
び入射角θ、と使用時の光の波長及び入出射角θRとは
一般に異なるため、上記第1の実施例におけると同様の
手法にて作製時及び使用時の双方において反射防止条件
を満足させる様に反射防止膜30の膜厚を決定する。
以上の如き本発明によれば、以下の様な効果が得られる
。
。
(1)作製時において基板裏面からの反射ノイズを低減
し極めて一様なグレーティング構造を得ることができる
。
し極めて一様なグレーティング構造を得ることができる
。
(2)使用時において基板裏面での反射を低減し高効率
の光結合を可能にする。
の光結合を可能にする。
(3)一度形成した反射防止膜は最後までデバイスの一
部として機能するためプロセスの簡略化に効果がありプ
ロセスの過程においては基板を保護するなどの効果があ
る。
部として機能するためプロセスの簡略化に効果がありプ
ロセスの過程においては基板を保護するなどの効果があ
る。
第1図は本発明デバイスの作製を示す模式的断面図であ
る。 第2図及び第3図は本発明デバイスの模式的断面図であ
る。 第4図は反射防止膜の膜厚と反射率との関係を示すグラ
フである。 第5図(、)〜(f)は本発明デバイスの作製工程図で
ある。 第6図は本発明デバイスの作製を示す模式的断面図であ
る。 第7図は本発明デバイスの模式的断面図である。 第8図及び第9図は従来のグレーティング光デバイスの
作製を示す模式的断面図である。 第10図及び第11図は従来のグレーティング光デバイ
スの模式的断面図である。 3:フォトレジスト層、4:光導波路層、5:基板、2
0:グレーティング、30:反射防止膜。 代理人 弁理士 山 下 穣 子 弟1 図 第2 @ 第3図 第6図 第7図 第8図
る。 第2図及び第3図は本発明デバイスの模式的断面図であ
る。 第4図は反射防止膜の膜厚と反射率との関係を示すグラ
フである。 第5図(、)〜(f)は本発明デバイスの作製工程図で
ある。 第6図は本発明デバイスの作製を示す模式的断面図であ
る。 第7図は本発明デバイスの模式的断面図である。 第8図及び第9図は従来のグレーティング光デバイスの
作製を示す模式的断面図である。 第10図及び第11図は従来のグレーティング光デバイ
スの模式的断面図である。 3:フォトレジスト層、4:光導波路層、5:基板、2
0:グレーティング、30:反射防止膜。 代理人 弁理士 山 下 穣 子 弟1 図 第2 @ 第3図 第6図 第7図 第8図
Claims (2)
- (1)感光性材料の光照射によりグレーティングパター
ンを形成せしめる工程を含んで作製され基板表面にグレ
ーティング構造を有するグレーティング光デバイスにお
いて、基板裏面に反射防止膜が設けられており、該反射
防止膜がグレーティングパターン形成時の光照射と使用
時の光照射とに対しいづれも反射防止条件を満足する様
に設定されていることを特徴とする、グレーティング光
デバイス。 - (2)基板表面に光導波路が形成されており、該光導波
路中にグレーティング構造を有する、特許請求の範囲第
1項のグレーティング光デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21114285A JPS6271907A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | グレ−テイング光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21114285A JPS6271907A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | グレ−テイング光デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6271907A true JPS6271907A (ja) | 1987-04-02 |
Family
ID=16601075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21114285A Pending JPS6271907A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | グレ−テイング光デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6271907A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01149033A (ja) * | 1987-12-07 | 1989-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光波長変換素子 |
EP1070974A1 (fr) * | 1999-07-21 | 2001-01-24 | SA Highwave Optical Technologies | Procédé d'apodisation de réseau de Bragg photoinscrit |
EP1070973A1 (fr) * | 1999-07-21 | 2001-01-24 | Highwave Optical Technologies S.A. | Guide optique permettant une photoinscription améliorée |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21114285A patent/JPS6271907A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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