DE2808457A1

DE2808457A1 - Verfahren zur herstellung einer wellenleiterstruktur

Info

Publication number: DE2808457A1
Application number: DE19782808457
Authority: DE
Inventors: Joachim Guttmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1978-02-28
Publication date: 1979-08-30

Description

?:Verfahren zur Herstellung einer Wellenleiterstruktur
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wellenleiterstruktur in der elektromagnetische Wellen ausbreitungsfähig sind, insbesondere Wellen im Wellenlängenbereich X x Solche Wellenleiterstrukturen werden bspw. in optischen Datenübertragungssystemen benötigt, welche eine Vielzahl von optischen Wellenleitern etwa Lichtleitfasern enthalten, die miteinander gekoppelt werden sollen. Die Wellenleiterstrukturen sind z.B. als Verzweigungseinrichtungen ausgebildet, welche ein passives Aufteilen oder Zusammenfassen von Lichtsignalen erlauben, oder als planare Strukturen zwischen denen ein Austausch von Lichtenefigie stattfindet.
Aus den Siemens-Forschungs- und Entwicklungsberichten, Band 5, 1976, Nr. 1, Seiten 47 - 52 ist eine Verzweigungseinrichtung bekannt, mit deren Hilfe Lichtenergie von einer ankommenden Lichtleitfaser auf mehrere abgehende Lichtleitfasern verteilt werden kann. Zur Herstellung einer solchen Verzweigungseinrichtung wird auf ein Glassubstrat eine lichtempfindliche Kunststoff-Folie geeigneter Dicke (# 1000 ,um) mit höherem Brechungsindex als dem des Substrats aufgebracht, und über einen photolithographischen Prozeß die gewünschte Wellenleiterstruktur gebildet.
Einer derart hergestellten Verzweigungseinrichtung haftet jedoch der Nachteil einer geringen Alterungsbeständigkeit an, da aus Kunststoff hergestellte Wellenleiterstrukturen im Laufe der Zeit trübe werden.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe auf einfache Weise Wellenleiterstrukturen hergestellt werden können, die eine hohe Alterungsbeständigkeit besitzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Glas verwendet wird, welches im Wellenlängenbereich x4 ko photosensible Eigenschaften aufweist, daß das Glas mit Ausnahme derjenigen Bereiche, welche die Wellenleiterstruktur bilden, einer Strahlung im Wellenlängenbereich kw kO ausgesetzt wird, daß das Glas getempert wird und anschließend mit einer Ätzlösung behandelt wird, in der die bestrahlten und unbestrahlten Bereiche des Glases unterschiedlich löslich sind.
Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, daß mit Hilfe eines photosensiblen Glases, welches auch unter der Bezeichnung "Photoform-Glas" bekannt ist, völlig klare farblose und sehr feine Wellenleiterstrukturen herstellbar sind, die zudem noch äußerst wi- derstandsfähig gegen Chemikalien sind.
Das Verfahren soll anhand der Figuren 1 bis 4 noch näher erläutert werden.
In Figur 1 ist eine Anordnung mit einem Träger aus Glas (Brechungsindex n2) und einer darauf aufgebrachten dünnen Schicht aus einem photosensiblen Glas (Brechungsindex n1#n2) dargestellt.
Zur Herstellung der Wellenleiterstruktur wird gemäß Figur 2 das photosensible Glas durch eine Maske abgedeckt die an denjenigen Bereichen, welche die Wellenleiterstruktur bilden sollen, lichtundurchlässig ausgebildet ist. Durch diese Maske hindurch wird das photosensible Glas sodann unter Verwendung einer Strahlung der Wellenlänge X zukOvorzugsweise Ultraviolett- Röntgen- oder einer Korpuskularstrahlung belichtet. Selbstverständlich kann die Belichtung auch durch einen entsprechend geführten Ultraviolettlicht- Röntgen- oder Korpuskularstrahl erfolgen, wobei dann die Maske entfallen kann. Durch die Bestrahlung werden in der photosensiblen Schicht ähnlich wie beim bekannten photographischen Prozeß metallische Kupfer-, Silber- oder Goldkeime gebildet, die bei dem nachfolgenden Temperprozeß das sie umgebende Glas zur Kristallisation anregen.
In Figur 3 ist eine Anordnung mit einer bestrahlten und getemperten oberen Schicht wiedergegeben. Die Wellenleiterstruktur ist klar und durchsichtig, der bestrahlte und getemperte Bereich, d. h. der kristallisierte Bereich, dagegen undurchsichtig .Zwischen kristalliner Phase und dem unbestrahlten restlichen Glas bestehen beträchtliche Löslichkeitsunterschiede in Atzlösungen. Die belichtete und durchkristallisierte Phase ist z.B. in verdünnter Flußsäure etwa 15 bis 50 mal leichter löslich, als das restliche Glas.
Eine derart herausgeätzte Wellenleiterstruktur ist in Figur 4 dargestellt. Zum Schutz gegen mechanische Einwirkungen kann die herausgeätzte Struktur sowie der Träger noch mit einer Schicht überzogen werden, welche einen geringeren Brechungsindex als das photosensible Glas, vorzugsweise denselben Brechungsindex wie der räger aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise zur Herstellung planarer Wellenleiterstrukturen wie etwa optischer Verzweigungseinrichtungen geeignet.
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Claims

Patentansprüche 1,. Verfahren zur Herstellung einer WeI#enleiterstruktur in der elektromagnetische Wellen ausbreitungsfähig sind, insbesondere Wellen im Wellenlängenbereich ###0 ho dadurch #eke#nzeichnet# daß ein Glas verwendet wird, welches im Wellenlängenbereich \d #<#0 photosensible Eigenschaften aufweist , daß das Glas mit Ausnahme derjenigen Bereiche, welche die Wellenleiterstruktur bilden, einer Strahlung im Wellenlängenbereich #<#0 x ausgesetzt wird9 daß das Glas getempert wird und anschließend mit einer Ätzlösung behandelt wird, in der die bestrahlten und uabestrahlten Bereiche des Glases unterschiedlich löslich sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet# daß ein photosensibles Glas verwendet wirts in dem Licht-oder Infrarot strahlung ausbreitungsfähig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlung im Wellenlängenbereich x< kOeine Ultraviolett- oder Röntgenstrahlung oder eine entsprechende Korpuskularstrahlung wie etwa Elektronenstrahlung verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als photosensibles Glas ein teilweise kristallisiertes Glas verwendet wird, in dem Keimbildner vorzugsweise Cu, Ag, Au enthalten sind.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das das photosensible Glas vor der Herstellung der Wellenleiterstruktur auf einen Träger vorzugsweise aus Glas aufgebracht wird, welcher einen geringeren Brechungsindex aufweist, als das photosensible Glas.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das photosensible Glas nach der Bestrahlung einem Temperprozeß bei etwa 11000C unterworfen wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das photosensible Glas nach der Bestrahlung mit einer sauren Ätzlösung vorzugsweise mit Flußsäure behandelt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiterstruktur sowie ggf.

der Träger mit einer transparenten Schicht überzogen wird, welche einen geringeren Brechungsindex als das photosensible Glas, vorzugsweise denselben Brechungsindex wie der Träger aufweist.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 89 dadurch gekennzeichnet, daß eine planare Wellenleiterstruktur hergestellt wird, die insbesondere als optische Verzweigungseinrichtung verwendbar ist.