DE2309788C3

DE2309788C3 - Process for the production of light guides with a rectangular cross-section

Info

Publication number: DE2309788C3
Application number: DE19732309788
Authority: DE
Inventors: Toru; Matsushita Shigeo; Fujiwara Tadafumi; Tokio; Koizumi Ken Kawanishi; Yamazaki Tetsuya Itami; Hyogo; Sumimoto (Japan)
Original assignee: Nippon Selfoc Co, Ltd, Tokio
Priority date: 1972-02-28
Filing date: 1973-02-27
Publication date: 1977-11-17

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lichtleitern in einem flachen, von parallelen Breitseiten begrenzten, dielektrischen Lichtleitkörper mit einheitlichem Brechungsindex, wobei wenigstens eine erste Metallionenari des Lichtleitkörpers zur Bildung des Lichtleitweges mit einem höheren Brechungsindex des Lichtleitkörpers durch wenigstens eine zweite Metallionenart aus einer äußeren Ionenquelle ausgetauscht wird, die eine bestimmte Zeitlang mit einer die eine Breitseite des Lichtleitkörpers gegen die ionenquelle abschirmender. Deckschicht in Kontakt gebracht wird, welche eine der Gestalt des zu bildenden Lichtleitweges entsprechende Durchbrechung aufweist.The invention relates to a method for producing light guides in a flat, parallel one Broadly limited, dielectric light guide body with a uniform refractive index, with at least a first Metallionenari of the light guide body for forming the light guide path with a higher refractive index of the light guide body by at least one second type of metal ion from an external ion source is exchanged for a certain period of time with a broad side of the light guide against the ion source shielding. Top layer in contact is brought, which has an opening corresponding to the shape of the light guide path to be formed.

Ein Verfahren der vorstehenden Art ist durch die DT-OS 20 64 204 bekanntgeworden. Der Ionenaustausch zwischen Metallionen aus dem Lichtleitkörper und einem Salzbad als äußere Ionenquelle geht hierbei durch Wärmediffusion vorsieh.A method of the above type has become known from DT-OS 20 64 204. The ion exchange between metal ions from the light guide body and a salt bath as an external ion source by heat diffusion.

Um die Behandlungszeil so kurz wie möglich zu halten, muß eine hohe Temperatur gewählt werden, die jedoch unter dem Erweichungspunkt des transparenten Lichtleitkörpers liegen muß. Auf Grund dieser Forderung ergaben sich Behandlungszeiten von 1 bis 3 Stunden, die dazu führten, daß die metallischen Abdeckschichten mit den Durchbrechungen in der Gestalt der zu bildenden Lichtleitkörper stark erodiert wurden. Hierdurch konnten in der Abdeckschicht feine Löcher entstehen oder es konnte eine Ablösung der Abdeckschicht von dem Lichtleitkörper eintreten.In order to keep the treatment line as short as possible, a high temperature must be selected but must be below the softening point of the transparent light guide body. Because of this requirement treatment times of 1 to 3 hours resulted, which resulted in the metallic Cover layers with the perforations in the shape of the light guide body to be formed are severely eroded became. This could result in fine holes in the cover layer or the Enter cover layer from the light guide body.

Nach dem bekannten Verfahren mußte daher die Abdeckschicht aus relativ stark ausgebildeten, teuren Materialien bestehen und hinsichtlich der Haftung der Abdeckschicht rn dem Lichtleitkörper waren hohe Anforderungen gestellt. Diese Bedingungen, vor allem die erhöhte Stärke der Abdeckschicht, sind aufwendig und erschweren photoätztechnische Verfahren zur Herstellung der Durchbrechungen in der Abdeckschicht. According to the known method, therefore, the cover layer had to be made of relatively strong, expensive Materials exist and with regard to the adhesion of the cover layer to the light guide body were high Requirements. These conditions, especially the increased thickness of the cover layer, are complex and make photo-etching processes for producing the perforations in the cover layer more difficult.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß die allein durch Wärmediffusion gebildeten Lichtleitwege in dem Lichtleitkörper einen wesentlich größeren Durchmesser als die Weite der Durchbrechungen in der Abdeckplatte besitzen. Vor allem sind die seitlichen Begrenzungen der hergestellten Lichtleitwege nach außen gekrümmt und in ihrer Gestalt unbestimmt. Daher müssen benachbarte Lichtleitwege, zwischen denen ein Kontakt sicher vermieden werden muß, einen relativ großen Abstand voneinander haben, so daß die Integrierungsdichte der Lichtleitwege in den bekannten Lichtleitkörpern unbefriedigend war, wodurch auch die Kupplungslaugen zwischen zwei Lichtleitwegen relativ groß ausfielen.Another major disadvantage of the known method is that the alone by Light guide paths formed by heat diffusion in the light guide body have a significantly larger diameter than the width of the openings in the cover plate. Above all, the side boundaries are the produced light guide paths curved outwards and indeterminate in their shape. Therefore need neighboring Light guide paths, between which contact must be reliably avoided, a relatively large distance from each other, so that the integration density of the light guide paths in the known light guide bodies is unsatisfactory which meant that the coupling leaches between two light guide paths were also relatively large.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem sich Lichtleitwege in einem Lichtleitkörper in möglichst kurzer Zeit mit rechteckigen Querschnitten herstellen lassen, die eine weitgehend hohe Integrierungsdichte erlauben und wobei die Weite der Lichtleitwege den Weiten der zugehörigen Durchbrechungen in der Deckschicht entsprechen, ohne daß die Deckschicht von der Ionenquelle erhöhten Beanspruchungen ausgesetzt wird.The object of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned above with which Produce light guide paths in a light guide body with rectangular cross-sections in the shortest possible time let, which allow a largely high integration density and where the width of the light guide paths Widths of the associated openings in the cover layer correspond without the cover layer of the ion source is exposed to increased stresses.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bildung einer Vielzahl von Lichtleitern mit rechteckigem Querschnitt, die möglichst dicht nebeneinander angeordnet werden, ein elektrisches Gleichslromfeld mit senkrecht zu den Breitseiten verlaufenden Feldlinien zur Einwirkung gebracht wird.The object is achieved according to the invention in that to form a plurality of light guides with rectangular cross-section, which are arranged as closely as possible next to each other, an electrical direct current field is brought into action with field lines running perpendicular to the broad sides.

Vorteilhafte Ausführungen nach der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.Advantageous embodiments according to the invention result from the features of the subclaims.

Es ist zwar bereits bekannt, zur Oberflächenbehandlung von Gläsern Ionendiffusionen auch im elektrischen Feld vorzunehmen. Hierbei handelt es sich jedoch um das andersartige Problem, die Oberflächen der Gläser über ihrer gesamten Erstreckung beidseitig möglichst gleichmäßig durch Ionenaustauschverfahren zu härten. Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand von beispielsweisen Vorrichtungen zu seiner Durchführung sowie eriiiidüiigsgemäß hergestellter Lichtleitkörper näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung einesIt is already known, for the surface treatment of glasses, ion diffusions also in the electrical Field. However, this is a different problem, the surfaces of the glasses to harden as evenly as possible on both sides over their entire extent by ion exchange processes. The method according to the invention is carried out on the basis of exemplary devices as well as light guide bodies produced in accordance with the requirements described in more detail. In the drawings, F i g. 1 an apparatus for producing a

V. /V. /

Lichtleiters in einem Lichtleitkörper,Light guide in a light guide body,

F i g. 2a eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Lichtleitkörpers nach Fig. 1, während der Herstellung des Lichtleiters, wobei die Feldlinien eines angelegten Feldes eingezeichnet sind,F i g. 2a shows an enlarged illustration of part of the light guide body according to FIG. 1, during manufacture of the light guide, with the field lines of an applied field being drawn in,

Fig.2b den Lichtleitkörper in Fig. 2a nach der herstellung des Lichtleiters,Fig.2b shows the light guide body in Fig. 2a after the manufacture of the light guide,

ρ j g. 3 eine weitere Vorrichtung zur Herstellung eines Lichtleiters in einem Lichtleitkörper,ρ j g. 3 a further device for producing a light guide in a light guide body,

pig.4a einen Abschnitt eines Lichtleitkörpers entsprechend Fig.2b, wobei sich jedoch der Lichtleiter tiefer im Inneren des Körpers befindet und nach außen von einer Schicht abgedeckt ist,pig.4a a section of a light guide body accordingly Fig.2b, but the light guide is deeper inside the body and outwards is covered by a layer,

Fig. 4b eine perspektivische Darstellung eines Lichtleitkörpers mit einem im Inneren des Körpers befindlichen Lichtleiter entsprechend F i g. 4a,4b shows a perspective illustration of a light guide body with an inside the body located light guide according to FIG. 4a,

Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Verteilungen der Tl-lonenkonzentrationen in einem bekannten und einem erfindungsgemrß hergestellten Lieh iiei (körper.5 shows a diagram to illustrate the distributions of the Tl ion concentrations in a known and a Lieh iiei (body.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter 11 zur Aufnahme eines flüssigen oder geschmolzenen Salzbades 12, das hier beispielsweise als Ionenquelle dient. Bei dem flüssigen oder geschmolzenen Salzbad kann es sich um ein Sulfat oder Nitrat handeln, das wenigstens eine Ionenart, wie z. B. Tl- oder Cs-lonen, enthält, die stärker zur Beeinflussung des Brechungsindex beitragen als einwertige Ionen in dem Lichtleitkörper 13, in dem Lichtleiter gebildet werden. Der Körper kann eine optische Glasplatte sein, die wenigstens eine Ionenart, wie K- oder Na-Ionen, enthält, welche den Brechungsindex weniger beeinflussen als wenigstens eine Ionenart in der Ionenquelle. Eine Abdeckung 14 enthält mehrere im Beispielsfalle zwei Durchbrechungen, entsprechend den zu bildenden Lichtleitern und befindet sich in einem engen Kontakt mit dem Körper. Die Abdeckung kann aus Metall, Metalloxid oder einem dielektrischen Material oder dergleichen Stoff allein oder in Kombination mit solchen Stoffen bestehen, die eine lonenbewegung in dem Körper verhindern. Die Durchbrechungen in der Abdeckung stellen das negative Bild der Lichtleiter dar. Elektroden 15 und 16 sind vorgesehen, um in dem Körper 13 ein elektrisches Feld zu erzeugen. Die Elektrode 15 liegt an einem negativen und die Elektrode 16 an einem positiven Potential. Die Elektroden sind an eine Gleichstromquelle 17 zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in dem Körper 13 angeschlossen. Zwischen der negativen Elektrode 15 und dem Körper 13 befindet sich eine Schicht 18, die eine Ionenwanderung aus dem Körper 13 heraus in sie hinein erlaubt und die z. B. aus Ton besteht, der Nitrate oder Sulfate enthält.In Fig. 1 an apparatus for performing the method according to the invention is shown. The device comprises a container 11 for holding a liquid or molten salt bath 12, which is here for example serves as an ion source. The liquid or molten salt bath can be a sulfate act or nitrate, the at least one type of ion, such as. B. Tl or Cs ions contains, which are stronger for Influencing the refractive index contribute as monovalent ions in the light guide body 13 in the light guide are formed. The body can be an optical glass plate containing at least one type of ion, such as K- or Na ions, which influence the refractive index less than at least one type of ion in the Ion source. A cover 14 contains several, in the case of the example, two openings, corresponding to to be formed light guides and is in close contact with the body. The cover can of metal, metal oxide or a dielectric material or the like substance alone or in combination with substances that prevent ion movement in the body. The breakthroughs in the cover represent the negative image of the light guide. Electrodes 15 and 16 are provided, in order to generate an electric field in the body 13. The electrode 15 is connected to a negative and the Electrode 16 at a positive potential. The electrodes are connected to a direct current source 17 Generation of an electric field in the body 13 connected. Between the negative electrode 15 and the body 13 is a layer 18 that allows ions to migrate out of the body 13 into it allowed into it and the z. B. consists of clay containing nitrates or sulfates.

F i g. 2 zeigt einen Teil des Lichtleitkörper 13 mit den Teilen 14, 15 und 18 von Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung. Ist an die Vorrichtung nach Fig. 1 ein elektrischer Strom angelegt, bildet sich in dem Körper 13 ein elektrisches Feld aus, dessen Linien durch gestrichelte Pfeile in F i g. 2a verdeutlicht sind. Dabei gelangen aus dem geschmolzenen Salz einwertige Ionen, die den Brechungsindex stärker beeinflussen, über die unabgedeckten oder offen liegenden Teile des Körpers 13 mit Hilfe des elektrischen Feldes in den Körper 13 hinein. Als Ergebnis wird, wie F i g. 2b zeigt, ein Lichtleiter 21 erhalten, dessen Brechungsindex höher ist als der des übrigen Körpers 13 und der sich an der Unterseite des Körpers 13 befindet. Die seitlichen Begrenzungsflächen des Lichtleiters 21 verlaufen senkrecht zur Unterfläche des Körpers 13. Die weitere Begrenzungsfläche des Lichtleiters 21 zwischen seinen seitlichen Begrenzungsflächen verläuft parallel zur Unterfläche des Körpers 13. Die Ionenwanderung geht bei einer Geschwindigkeit vor sich, die höher ist als die natürliche Diffusion der Ionen. Die Brechungsindexverteilung des Lichtleiters erhält damit die gewünschte Rechteckgestalt.F i g. 2 shows part of the light guide body 13 with the Parts 14, 15 and 18 of Fig. 1 in an enlarged Depiction. If an electric current is applied to the device according to FIG. 1, it is formed in the body 13 an electric field, the lines of which are indicated by dashed arrows in FIG. 2a are illustrated. Included monovalent ions come out of the molten salt, which have a stronger influence on the refractive index, via the uncovered or exposed parts of the body 13 with the help of the electric field in the Body 13 into it. As a result, as shown in FIG. 2b shows a light guide 21 obtained, its refractive index is higher than that of the rest of the body 13 and which is located on the underside of the body 13. The side Boundary surfaces of the light guide 21 run perpendicular to the lower surface of the body 13. The other The boundary surface of the light guide 21 between its lateral boundary surfaces runs parallel to the Undersurface of the body 13. Ion migration occurs at a rate greater than that natural diffusion of ions. The refractive index distribution of the light guide is thus given the desired one Rectangular shape.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Beispieles zur Herstellung eines einzelnen Lichtleiters noch näher erläutert.The method according to the invention is illustrated using an example for the production of a single light guide explained in more detail.

Eine 3 mm starke optische Glasplatte hatte folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten: 72% SiO₂, 12% Na₃O, 2% K₂O, 8% CaO, 4% MgO und 2% AI₂O₃. Eine metallische Abdeckung zur Verhinderung einer Ionenbewegung besaß eine Durchbrechung entsprechend den negativen Konturen des gewünschten Lichtleiters. Die Durchbrechung in der Form eines Schlitzes hatte eine Breite von 50 Mikron und eine Gesamtlänge von 12 cm und eine Stärke von 0,1 Mikron. Die Abdeckung wurde auf die eine Seite der Glasplatte aufgestäubt bzw. aufgesprüht. Ein Gemisch aus KNO3 und Ton in gleichen Gewichtsteilen wurde pulverisiert und besaß eine durchschnittliche Korngröße von 1 Mikron. Anschließend wurde dem Pulver Wasser zugegeben, bis eine breiige Substanz entstand, die auf der anderen Oberfläche der Glasplatte in einer Stärke von im wesentlichen 1 mm aufgetragen und sodann getrocknet wurde.A 3 mm thick optical glass plate had the following composition in percent by weight: 72% SiO ₂ , 12% Na ₃ O, 2% K ₂ O, 8% CaO, 4% MgO and 2% Al ₂ O ₃ . A metallic cover to prevent ion movement had an opening corresponding to the negative contours of the desired light guide. The perforation in the form of a slot was 50 microns wide and 12 cm long and 0.1 microns thick. The cover was dusted or sprayed onto one side of the glass plate. A mixture of KNO3 and clay in equal parts by weight was pulverized and had an average grain size of 1 micron. Then water was added to the powder until a pulpy substance was formed, which was applied to the other surface of the glass plate in a thickness of essentially 1 mm and then dried.

Anschließend wurde die Glasplatte auf der Oberfläche eines geschmolzenen Salzes schwimmend aufgelegt, wobei die abgedeckte Seite der Glasplatte nach unten zeigte. Das flüssige Salzbad bestand aus TI1O3 und ZnSO-! in gleichen Molverhältnissen.Then the glass plate was placed floating on the surface of a molten salt, with the covered side of the glass plate facing down. The liquid salt bath consisted of TI1O3 and ZnSO-! in equal molar ratios.

Elektrodenplatten aus metallischem Ti befanden sich in dem Salzbad und auf der mit der tonhaltigen Schicht versehenen Seite der Glasplatte. Die Temperatur des flüssigen Salzbades wurde bei 450⁰C gehalten. Eine Gleichspannung mit 50 Volt wurde 1 Minute ar. die Elektroden gelegt, wobei die Elektrode in dem Salzbad an positiver und die Elektrode auf der tonhaltigen Schicht auf der Glasplatte an negativer Spannung lag. Die Stromstärke betrug 200 Mikroampere. Hierdurch gelangten Tl-Ionen aus dem Salzbad durch den Spalt der Abdeckung in die Glasplatte hinein. Andererseits wanderten K-Ionen und Na-Ionen aus der Glasplatte in die tonhaltige Schicht. Nach dem Entfernen der Abdeckung wurde Laserlicht zum Einfallen auf den Lichtleiter gebracht.Electrode plates made of metallic Ti were located in the salt bath and on the side of the glass plate provided with the clay-containing layer. The temperature of the liquid salt bath kept at 450 ⁰ C. A DC voltage of 50 volts was applied for 1 minute. The electrodes were placed, with the electrode in the salt bath at a positive voltage and the electrode on the clay-containing layer on the glass plate at a negative voltage. The current was 200 microamps. As a result, Tl ions from the salt bath entered the glass plate through the gap in the cover. On the other hand, K ions and Na ions migrated from the glass plate into the clay-containing layer. After removing the cover, laser light was made incident on the light guide.

F i g. 5 zeigt in einer ausgezogenen Kurve eine durch einen Röntgenstrahl-Mikroanalysator ermittelte Tl-Konzentrationsverteilung. Es zeigte sich, daß der in dem Glas erzeugte Lichtleiter 50 Mikron breit und 5 Mikron tief war und einen Brechungsindex besaß, der um 0.02 höher war a!s der des umgebenden Glases.F i g. Fig. 5 shows, in a solid curve, a Tl concentration distribution determined by an X-ray microanalyzer. The light guide created in the glass was found to be 50 microns wide and 5 microns was deep and had an index of refraction around 0.02 was higher than that of the surrounding glass.

Die gestrichelte Kurve in F i g. 5 verdeutlicht das Ergebnis bei Verwendung der gleichen Glasplatte und des gleichen Salzbades in der vorstehend angegebenen Art, wobei jedoch bei 50O⁰C 2'/.'Std. lang nach herkömmlicher Art der Ionenaustausch vorgenommen wurde. Beim Vergleich der beiden Ergebnisse zeigt sich, daß die erforderliche Zeit für den Ionenaustausch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren um einige Hundert kurzer ausfällt als nach den herkömmlichen Verfahren und daß die Brechungsindexverteilung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wurde, innerhalb eines Bereiches mit einem genau rechteckigen Quer-The dashed curve in FIG. 5 illustrates the result when using the same glass plate and the same salt bath in the manner indicated above, but with 50O ⁰ C 2 '/.' Hours. long ion exchange has been carried out in the conventional manner. A comparison of the two results shows that the time required for the ion exchange after the method according to the invention is several hundred shorter than according to the conventional method and that the refractive index distribution obtained with the method according to the invention is within a range with an exactly rectangular cross-section -

schnitt begrenzt ist, wobei sich der Brechungsindex an den äußeren Grenzflächen dieses Bereichs abrupt ändert.cut is limited, the refractive index increasing abruptly at the outer boundaries of this area changes.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch in der Weise durchführen, daß die in Verbindung mit F i g. 1 und 2 und dem Beispiel beschriebenen Verfahrensschritte kombiniert ausgeführt werden. Statt der Verwendung eines pastenförmigen tonhaltigen Materials, das Nitrate oder Sulfate enthielt und auf dem Glaskörper aufgebracht wurde, kann ein Salzbad verwendet werden, wie es in Fig.3 dargestellt ist. In F i g. 3 ist ein Salzbad 31 vorgesehen, das Ionen aus dem Lichtleitkörper 13 aufnimmt, während ein Salzbad 32 Ionen enthält, die stärker zur Änderung des Brechungsindex beitragen. Zur Aufnahme des flüssigen Salzbades 32 auf dem Körper ist dieser mit einem umlaufenden Rand versehen. Die Elektrode 15 in dem flüssigen Salzbad unterhalb des Körpers 13 befindet sich an einem negativen Potential und die Elektrode 16 in dem geschmolzenen Salzbad 32 oberhalb des Körpers 13 befindet sich an einem positiven Potential. Die Elektroden 15. 16 sind an eine Gleichstromquelle 17 angeschlossen. Die Ionen, die den Brechungsindex stärker beeinflussen, wandern aus dem Salzbad 31 durch den Spalt in einer Abdeckung 14 in den Körper 13 hinein, wobei die Abdeckung eine Ionendiffusion außerhalb des Spaltes verhindert. Auf diese Weise wird ein Lichtleiter in dem Körper mit einem Brechungsindex gebildet, der höher ist als der des übrigen Körpers.The inventive method can also be carried out in such a way that the in connection with F i g. 1 and 2 and the method steps described in the example are carried out in combination. Instead of the Use of a pasty clay-containing material that contained nitrates or sulfates and on which Glass body was applied, a salt bath can be used, as shown in Fig. 3. In F i g. 3 a salt bath 31 is provided, the ions from the Light guide body 13 receives, while a salt bath 32 contains ions that are more likely to change the refractive index contribute. In order to receive the liquid salt bath 32 on the body, the latter is provided with a circumferential Edge provided. The electrode 15 in the liquid salt bath below the body 13 is on a negative potential and the electrode 16 in the molten salt bath 32 above the body 13 is at a positive potential. The electrodes 15, 16 are connected to a direct current source 17 connected. The ions, which have a stronger influence on the refractive index, migrate from the salt bath 31 the gap in a cover 14 into the body 13, the cover being an ion diffusion outside the gap prevented. In this way, a light guide is created in the body with an index of refraction higher than that of the rest of the body.

Andererseits ist es auch möglich, Lichtleiter im Inneren des Körpers zu bilden. Der in Fig.2b dargestellte erfindungsgemäß hergestellte Lichtleiterkörper wird in eine Vorrichtung ähnlich o'er nach F i g. 1 eingesetzt. Hierbei ist jedoch das geschmolzene Salzbad 12 durch ein Bad ersetzt, das Ionen, z. B. Na- und K-Ionen enthält, die den Brechungsindex des Körpers 13 weniger beeinflussen.On the other hand, it is also possible to form light guides inside the body. The in Fig.2b The light guide body shown in accordance with the invention is inserted into a device similar to that shown in FIG F i g. 1 used. Here, however, the molten salt bath 12 is replaced by a bath containing ions, e.g. B. Na- and contains K ions which have less of an effect on the refractive index of the body 13.

Die Gleichspannung wird an die Elektroden in einer Anordnung entsprechend F i g. 2b gelegt. Wie in F i g. 4a veranschaulicht, wandert dabei der Lichtleiter 21 mit dem höheren Brechungsindex in den Körper 13 tiefer hinein und ein entsprechender Abschnitt 41, in den die Ionen hineindiffundiert sind, besitzt einen geringeren Brechungsindex als der Lichtleiter 21. Der Brechungsindex in dem Abschnitt 41 ist im wesentlichen gleich dem des Körpers außerhalb des Lichtleiters. Auf diese Weise wird ein Lichtleiter im Inneren des Körpers 13 erhalten, wie es in Fi g. 4b veranschaulicht ist. Durch den Lichtleiter wird Licht ohne Totalreflexion an denThe DC voltage is applied to the electrodes in an arrangement as shown in FIG. 2b laid. As in Fig. 4a As illustrated, the light guide 21 with the higher refractive index migrates deeper into the body 13 and a corresponding section 41 into which the ions have diffused has a smaller one Refractive index than the light guide 21. The refractive index in the section 41 is substantially equal to that of the body outside the light guide. In this way a light guide is obtained inside the body 13, as it is in Fig. 4b is illustrated. The light guide transmits light without total reflection to the

ίο Körperflächen übertragen. Auf diese Weise können Einflüsse auf Grund kleiner Fehler in dem Körper ausgeschaltet und die optischen Eigenschaften des Lichtleiters wesentlich verbessert werden.ίο Transfer areas of the body. That way you can Influences due to small defects in the body are eliminated and the optical properties of the Light guide can be significantly improved.

In den Ausführungsbeispielen ist als Ionenquelle einIn the exemplary embodiments, an ion source is used

ij flüssiges Salzbad verwendet. Der gewünschte Ionenaustausch kann auch erzielt werden, wenn ein dünner Film als Ionenquelle verwendet wird. Der dünne Film besteht beispielsweise aus einer Legierung oder einem Gemisch, welche bzw. welches z. B. Tl und Ca enthält Dabei kannij uses liquid salt bath. The desired ion exchange can also be achieved when a thin film is used as an ion source. The thin film exists for example from an alloy or a mixture, which or which z. B. Tl and Ca contains it can

x> der Gehalt an Ca etwa 20 bis 60% betragen. Der dünne Film wird z. B. von oben auf das Substrat aufgedampft oder aufgesprüht. Die Abdeckung besitzt Durchbrechungen, die ein Negativbild des zu erzielenden Lichtleiters darstellen. Die erfindungsgemäß verwendete Ionenquelle ist demnach nicht auf ein flüssiges Salzbad beschränkt.x> the Ca content is about 20 to 60%. The thin one Film is z. B. vapor-deposited or sprayed onto the substrate from above. The cover has openings which represent a negative image of the light guide to be achieved. The one used in the present invention The ion source is therefore not limited to a liquid salt bath.

Der lichtleitende Körper, der in den vorstehenden Ausführungsbeispielen als eine flache Glasplatte dargestellt worden ist, ist nicht auf eine solche Gestalt beschränkt.The light-guiding body, which is shown in the previous embodiments as a flat glass plate is not limited to such a shape.

Wie vorstehend nur anhand einzelner Lichtleiter näher beschrieben, können entsprechend mehrere im Querschnitt rechteckige Lichtleiter mit einem bestimmten Brechungsindex in einer Fläche eines oder im Inneren eines Lichtleitkörpers in relativ kurzer Zeit hergestellt werden. Dabei läßt sich ein integrierter optischer Kreis mit hoher Integrationsdichte leicht in einem einzigen Verfahrensgang herstellen, wobei optische Kupplungen zwischen den Lichtleitern auf einfache Weise möglich sind.As described in more detail above only with reference to individual light guides, several im Cross-section of rectangular light guides with a certain refractive index in a surface of or in Inside a light guide body can be produced in a relatively short time. An integrated Easily produce an optical circuit with a high integration density in a single operation, wherein optical couplings between the light guides are possible in a simple manner.

!Hierzu 2 Blatt Zeichnungen! 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of light guides in a flat, delimited by parallel broad sides, dielectric light guide body with a uniform refractive index, wherein at least one type of metal ions of the light guide body for the image, g of the light guide path with a higher refractive index of the light guide body by at least one second type of metal ion from an external ion source is exchanged for a certain period of time with a broad side of the light guide body against the ion source shielding cover layer is brought into contact, which has one of the shape of the has a corresponding opening to be formed light guide path, characterized in that, that zui formation of a large number of light guides with a rectangular cross-section, which are as close as possible be arranged side by side, an electrical direct current field with perpendicular to the broadsides running field lines is brought into action.

2. The method according to claim 1, characterized in that in a first process step a Ion source is used that has at least one type of exchange ion to strongly influence the Has refractive index in the region of the light guide to be formed and that in a second Method step, an ion source is used which has at least one type of exchange ion which does not influence the refractive index, or does so to a lesser extent.

3. The method according to claim I or 2, characterized in that the electrically conductive substance a thin, clay-containing material layer containing nitrates and / or sulfates is used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ion source as Anode and the electrically conductive layer is used as a cathode.

5. The method according to claim 4, characterized in that one is used as the anode and / or cathode Salt bath is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that an ion source thin layer applied to the top layer is used.

7. The method according to claim 6, characterized in that a thin layer is on the top layer Tl-containing layer with 20 to 60% Ca is vapor-deposited or sprayed on.