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公開番号2024172878
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023090913
出願日2023-06-01
発明の名称アイソレータ、光スイッチ、光送受信器、データセンタ、及びアイソレータの製造方法
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 27/28 20060101AFI20241205BHJP(光学)
要約【課題】半導体プロセスにおけるYIGの影響を低減するアイソレータ及びその製造方法並びに光スイッチ、光送受信器及びデータセンタを提供する。
【解決手段】アイソレータ10は、基板50と導波路20と絶縁層54と非相反性部材40とを備える。絶縁層54は、凹部30を有する。凹部30は、導波路20の少なくとも一部に重なって位置する。非相反性部材40は、凹部30に位置する。導波路20は、第1導波路21と第2導波路22とを含む。凹部30は、第1凹部31と第2凹部32とを含む。非相反性部材40は、第1凹部31に位置する第1非相反性部材と、第2凹部32に位置する第2非相反性部材とを含む。第1導波路21のうち第1非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、第2導波路22のうち第2非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板面を有する基板と、
前記基板面の上に延在し、延在方向に沿ってＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路と、
前記基板面の上に位置し、前記第１導波路及び前記第２導波路の少なくとも一部を囲んで位置する絶縁層と、
第１非相反性部材及び第２非相反性部材と
を備え、
前記絶縁層は、前記第１導波路及び前記第２導波路の上面よりも上に位置する表面と、第１凹部及び第２凹部とを有し、
前記第１凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なって位置し、
前記第２凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なって位置し、
前記第１非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なるように前記第１凹部の底面に位置し、
前記第２非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なるように前記第２凹部の底面に位置し、
前記第１導波路のうち前記基板面の平面視において前記第１非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、前記第２導波路のうち前記基板面の平面視において前記第２非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なる、
アイソレータ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１導波路の上面の少なくとも一部が前記第１非相反性部材に接し、
前記第２導波路の上面の少なくとも一部が前記第２非相反性部材に接する、
請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項３】
前記基板面に垂直な方向における前記第１凹部の底面の位置は、前記第１導波路の上面の位置よりも低く、
前記基板面に垂直な方向における前記第２凹部の底面の位置は、前記第２導波路の上面の位置よりも低い、請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項４】
前記第１導波路の上面と前記第１非相反性部材との間に前記絶縁層が位置し、
前記第２導波路の上面と前記第２非相反性部材との間に前記絶縁層が位置する、
請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項５】
前記第１導波路の上面と前記第１非相反性部材との間に位置する前記絶縁層の厚み、及び、前記第２導波路の上面と前記第２非相反性部材との間に位置する前記絶縁層の厚みは、前記基板面に垂直な方向における前記第１導波路及び前記第２導波路のモードフィールド径と前記第１導波路及び前記第２導波路の断面における高さとに基づいて定まる値以下である、請求項４に記載のアイソレータ。
【請求項６】
前記第１導波路の幅方向における前記第１凹部の長さは、前記第１非相反性部材の結晶サイズより長く、
前記第２導波路の幅方向における前記第２凹部の長さは、前記第２非相反性部材の結晶サイズより長い、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。
【請求項７】
前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材は、ＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）を含む、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。
【請求項８】
前記第１凹部を区画する側面のうち前記第１導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記第１導波路の延在方向の垂直面に対して傾斜し、
前記第２凹部を区画する側面のうち前記第２導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記第２導波路の延在方向の垂直面に対して傾斜する、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。
【請求項９】
前記第１凹部を区画する側面のうち前記第１導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記基板面に垂直な方向に対して前記第１凹部の外側に向かって傾斜し、
前記第２凹部を区画する側面のうち前記第２導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記基板面に垂直な方向に対して前記第２凹部の外側に向かって傾斜する、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。
【請求項１０】
前記第１導波路及び前記第２導波路は、前記基板面の平面視において略円形の範囲に位置する、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、アイソレータ、光スイッチ、光送受信器、データセンタ、及びアイソレータの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気光学材料Ｃｅ：ＹＩＧを導波層として用いる光アイソレータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２００７／０８３４１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＹＩＧを導波層として用いたアイソレータを半導体基板上に形成する場合、半導体プロセスにおけるＹＩＧの影響を低減することが求められる。
【０００５】
本開示は、半導体プロセスにおけるＹＩＧの影響を低減するアイソレータ及びその製造方法並びに光スイッチ、光送受信器及びデータセンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態に係るアイソレータは、基板面を有する基板と、第１導波路及び第２導波路と、絶縁層と、第１非相反性部材及び第２非相反性部材とを備える。前記第１導波路及び前記第２導波路は、前記基板面の上に延在し、延在方向に沿ってＴＭモードの電磁波を伝搬させる。前記絶縁層は、前記基板面の上に位置し、前記第１導波路及び前記第２導波路の少なくとも一部を囲んで位置する。前記絶縁層は、前記第１導波路及び前記第２導波路の上面よりも上に位置する表面と、第１凹部及び第２凹部とを有する。前記第１凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なって位置する。前記第２凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なって位置する。前記第１非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なるように前記第１凹部の底面に位置する。前記第２非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なるように前記第２凹部の底面に位置する。前記第１導波路のうち前記基板面の平面視において前記第１非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、前記第２導波路のうち前記基板面の平面視において前記第２非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なる。
【０００７】
本開示の一実施形態に係る光スイッチは、前記アイソレータを備える。
【０００８】
本開示の一実施形態に係る光送受信器は、前記アイソレータと、前記アイソレータに光学的に接続される光源とを備える。
【０００９】
本開示の一実施形態に係るデータセンタは、前記アイソレータを備えるデバイスによって通信する、データセンタ。
【００１０】
本開示の一実施形態に係るアイソレータの製造方法は、ＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路を基板の上に形成することを含む。前記アイソレータの製造方法は、前記第１導波路及び前記第２導波路の上に絶縁層を形成することを含む。前記アイソレータの製造方法は、前記絶縁層をエッチングすることによって、前記第１導波路の少なくとも一部に重なる第１凹部と、前記第２導波路の少なくとも一部に重なる第２凹部とを形成することを含む。前記第１凹部及び前記第２凹部は、前記第１導波路のうち前記第１凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向と前記第２導波路のうち前記第２凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なるように形成される。前記アイソレータの製造方法は、前記第１凹部の底面に第１非相反性部材を形成し、前記第２凹部の底面に第２非相反性部材を形成することを含む。前記アイソレータの製造方法は、前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材にレーザ光を照射することを含む。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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