DE3047589A1 - Lichtwellenleiter fuer optische schaltkreise und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Lichtwellenleiter fuer optische schaltkreise und verfahren zu dessen herstellung

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Description

Beim Herstellen von Lichtwellenleitern aus Glas für optische Systeme wird mit Hilfe eines sogenannten Sputterlng-Verfahren (Sprühverfahren) auf einem Glassubstrat eine durch einen Glasfilm gebildete Kernschicht ausgebildet. Der Brechungsindex des Glasfilms ist höher als der des GlasSubstrats. Die Kernschicht mit hohem Brechungsindex wird dann etwa mit Hilfe eines photoIitholgraphischen Verfahrens mit einem gewünschten Muster geätzt. Schließlich wird das Muster mit einem Material mit niedrigerem Brechungsindex beschichtet. Ein sich in diesem Wellenleiter ausbreitender Strahl wird hauptsächlieh in dem Kern mit höherem Brechungsindex konzentriert. Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung derartiger Lichtwellenleiter aus Glas vorgeschlagen worden. Die so hergestellten Wellenleiter weisen .durch die sich hieraus ergebenden Beschränkungen einen dünnen Film mit einer Dicke von etwa Ium oder weniger auf. Es ist jedoch erwünscht, eine Kernschicht mit einer Dicke von etwa 5 bis 50 pm zu bilden, um den Wirkungsgrad bei der Verbindung mit Lichtleitfasern oder anderen optischen Systemkomponenten zu erhöhen und einen Wellenleiter mit geringen Verlusten (geringer Dämpfung) zu realisieren. Ferner ist es bevorzugt, den Kern mit einer oberen Überzugsschicht mit niedrigerem Brechungsindex zu beschichten. Darüber hinaus ist es notwendig, daß die Querschnittform und die Abmessungen des Wellenleiters genau gesteuert und eingehalten werden, um die verschiedenen Funktionen als optische Systemkomponente zu realisieren. Es ist nicht notwendigerweise einfach, alle diese Erfordernisse zu erfüllen. Ein Problem besteht insbesondere in der Deformation des Kerns beim Ausbilden der oberen Überzugsschicht nach der Bildung eines Kerns mit dem gewünschten Muster; dies ist ein ernsthaftes Problem bei der Realisierung integrierter Optischer Systeme oder optischer integrierter Schaltkreise.
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Wenn die Kernschicht 1 pm oder weniger dick ist, ist der Unterschied der Expansionskoeffizienten zwischen dem Substratmaterial und dem Material des dünnen Films unbedeutend. Bei Wellenleitern für optische Systeme mit einem dicken Film aus Glas (Dicke des Kerns z.B. 5 bis 50 pm), wird zum SiO3 ein Metalloxid, wie GeOp, Pp^S oder TiOp zugegeben, um den Brechungsindex des Glases einzustellen. Die Zugabe des Metalloxids .ändert dabei den Ausdehnungskoeffizienten des Glases. Es besteht daher die Gefahr, daß die Ausdehnungskoeffizienten des Substratglases aus beispielsweise Siliciumdioxid (SiO2) und einer Glasschicht, die den Wellenleiter bildet, sich sehr stark ändern. Wenn sich die Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substratglas und der darauf liegenden Glasschicht unterscheiden, wird aufgrund einer Temperaturänderung beim Herstellungsprozeß des Lichtwellenleiters eine Verzerrung bewirkt. Im Extremfall kann die Glasschicht zerbrechen. Selbst wenn die Glasschicht bei der Herstellung nicht bricht, kann ein geringes, auf dem oder derartigen Bedingungen hergestellten Lichtwellenleiter einwirkendes Gewicht (Kraft) bei der Benutzung den Lichtwellenleiter beschädigen. Ein derartiger Wellenleiter ist instabil.
Wegen dieser Probleme sind bisher keine praktisch einsetzbaren Lichtwellenleiter für optische Schaltkreise entwickelt worden. Optische Fasern, Prismen, Linsen, Spiegel und dergleichen werden weiterhin als Komponenten für den Aufbau von optischen Systemen eingesetzt.
So kann man beispielsweise gemäß den aus den ÜS-PSen 3 806 und 3 934 061 bekannten Verfahren Lichtwellenleiter mit relativ hoher Qualität herstellen. Diese Lichtwellenleiter haben jedoch. Nachteile dahingehend, daß die Abmessungen des Wellenleiterkerns, die Form des Kernquerschnitts und der Unterschied im Ausdehnungskoeffizienten nicht genau eingestellt werden können. So werden bei diesen bekannten Verfahren feine Glaspartikel mit Hilfe eines Reaktionsbrenners, beispielsweise
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30Α7589 einem Sauerstoff/Wasserstoff-Brenner, durch in der Flamme hydro Ils ierbares Ausgangsmaterial, wie SiCl1, oder GeCIj4, gebildet, und diese feinen Glaspartikel werden dann auf einem Glassubstrat abgeschieden. Danach wird ein Teil der feinen Glaspartikel, wo ein Wellenleiterkern ausgebildet werden soll, in durchsichtiges Glas als Kern verglast, in—dem die feinen Glaspartikel mit einem COp-Gaslaser bestrahlt werden. Im nächsten Verfahrens schritt wird der unbestrahlte Teil der feinen Glaspartikel entfernt. Danach wird eine zweite Art von feinen Glaspartikeln auf dem Kern und dem Substrat niedergeschlagen und dann zu durchsichtigem Glas verglast, um eine Überzugsschicht zu bilden. Bei der Ausbildung des Kerns kann der Reaktionsbrenner entlang einem vorgegebenen Muster bewegt werden, um die feinen Glaspartikel lokal niederzuschlagen, die dann zu durchsichtigem Glas verglast werden (vgl. US-PS 3 806 223).
Bei diesen Verfahren werden die feinen Glaspartikel durch eine Flamme hydrolisiert und fortschreitend niedergeschlagen, indem das Substrat gegenüber dem Brenner bewegt wird. Daher bewirken Fluktuationen der Flamme sowie geringfügige Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoff-Was serstoff-Gases eine Dickenänderung sowie eine Änderung der Zusammensetzung der auf dem Substrat niedergeschlagenen feinen Glaspartikel. Dies erschwert die Herstellung eines optischen Lichtwellenleiters mit gleichförmigen Eigenschaften. Ferner ist zur Musterung der Kernschicht die Verglasung mit Hilfe eines Lasers oder, der lokale Niederschlag der Kernschicht vorgeschlagen worden.
Es ist jedoch schwierig, die Abmessungen, wie die Höhe und die Breite des Lichtwellenleiters, die wichtige Parameter des Lichtwellenleiters bilden, genau zu steuern. Insbesondere ist es unmöglich, einen Lichtwellenleiter herzustellen, des-
sen Breite und Höhe 5 bis 10 um betragen müssen, wie einen Monomode-Wellenleiter. Eine unbestimmte Form des Kernquer-
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Schnitts führt zu ernstlichen Problemen beim Verbinden von Lichtwellenleitern oder zwischen dem Lichtwellenleiter und einer optischen Paser.
Zur Verbesserung der vorstehend beschriebenen, bekannten Verfahren ist in der JP-OS 75 Ο36/78 ein Verfahren zur Herstellung einer Glasschicht auf einem Substrat vorgeschlagen worden, deren Brechungsindex und Dicke sorgfältig gesteuert werden. Um eine gleichförmige Glasschicht zu erhalten, wird bei diesem Verfahren ein in einen Reaktionsbehälter gegebenes Substrat auf einer hohen Temperatur von 1200 bis 165O0C gehalten. Unter diesen Bedingungen wird Glasrohmaterial, wie SICIk oder GeCl2., zusammen mit Sauerstoff in den Behälter gegeben, wo dann das Glasrohmaterial thermisch zu Glas oxidiert wird, um auf dem Substrat eine durchsichtige Glasschicht zu bilden. Dieses Verfahren ermöglicht die Ausbildung einer gleichförmigen Glasschicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats. Bei diesem Verfahren ist jedoch die optimale Temperatur für die Oxidationsreaktion des Glasrohmaterials unterschiedlich gegenüber der optimalen Temperatur für den Niederschlag des synthenisierten Glases im durchsichtigen Zustand auf dem Substrat. Daher ist der Temperaturbereich schmal, der die bdiden Bedingungen erfüllt. Wenn eine Temperatur von dem optimalen Temperaturbereich abweicht, ändem sich der Brechungsindex sowie die Dicke der Glasschicht. Daher ist es nicht notwendigerweise einfach, eine gleichförmige Glasschicht mit guter Reproduzierbarkeit zu bilden. Ferner führt dieses Verfahren zu außerordentlichen Schwierigkeiten beim Herstellen von LichtWellenleitern mit hoher Brechungsindexdifferenz durch Zugabe von Zusätzen mit hohem Dampfdruck bei hoher Temperatur, wie GeO2 oder P2 0R* Daher ist es nicht möglich, eine Glasschicht mit einem Brechungsindex herzustellen, der um mindestens 0,5 % höher liegt als
der von reinem Siliciumdioxidglas.
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Beim Herstellung von Lichtwellenleitern werden einige geeignete Dotierungsmittel zur Kernschicht zugegeben, um deren Brechungsindex zu steuern. Dadurch wird die Erweichungstemperatur der Kernschicht abgesenkt, so daß diese Kernschicht bei Wärmezufuhr verformt wird, wenn eine obere Überzugsschicht auf der Kernschicht niedergeschlagen wird. Die Verformung erschwert die Steuerung der Querschnitts form sowie der Abmessungen der Kernschicht. Daher ist es praktisch unmöglich, einen Lichtwellenleiter herzustellen, dessen Charakteristlka, wie die Ausbreitungskonstante, innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen.
Gewöhnlich wird ein Lichtwellenleiter so ausgebildet, daß die Brechungsindexdifferenz zwischen der Kernschicht und dem umgebenden Teil 0,2 bis 3 % beträgt. Daher erreicht die Differenz des Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Kernschicht und dem Substrat aus Siliciumdioxidglas maximal 3 x 10" . Daher reißt die gläserne Kernschicht leicht und neigt zu Bruch. Daher besteht der Wunsch nach der Herstellung von Lichtwellenleitern für optische Systeme, die gegenüber Temperaturänderungen stabil sind.
Bei den üblichen, vorstehend erwähnten Lichtwellenleitern, dient eine unregelmäßige Grenzfläche auf der Kernseite, die bei der Herstellung der Kernschicht gebildet wird, selbst als Grenzfläche des Lichtwellenleiters. Daher besteht ein Nachteil darin, daß die Streuverluste des geführten Lichts groß sind, d.h. man erhält keinen Lichtwellenleiter mit niedrigen Verlusten.
Ferner ist ein umhüllter Lichtwellenleiter vorgeschlagen worden, bei dem Ionen zum Erhöhen des Brechungsindex in das Glas eindiffundiert werden; vgl. JP-OS 5975/73. Bei diesem bekannten Wellenleiter wird durch Eindiffundieren von Ionen eine Kernschicht gebildet, so daß die Grenzfläche des Wellenleiters nicht unregelmäßig ist und man einen Wellenleiter
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* :"'3Ö"47589 mit niedrigen Streuverlusten erhält. Der so hergestellte Lichtwellenleiter hat jedoch die nachstehenden Nachteile:
1) Bei diesem Herstellungsverfahren muß eine Diffusion vor genommen werden, so daß es schwierig ist, die Abmessungen des Lichtwellenleiters genau zu steuern. Dies erschwert die Herstellung eines Monomode-Lichtwellenleiters, der Kernabmessungen von etwa 10 um erfordert.
2) Es ist schwierig, eine bestimmte Querschnittskonfiguration des Lichtwellenleiters zu erhalten und daher einen Querschnitt der gewünschten Form, wie kreisförmig oder rechteckig, auszubilden.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gläsernen Lichtwellenleiter für optische Systeme zu schaffen, bei dem die Querschnitts form, die Abmessungen sowie die Brechungsindexdifferenz genau gesteuert sind.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kompakten, gläsernen Lichtwellenleiter für optische Systeme zu schaffen, der gegenüber Temperaturschwankungen stabil ist. Ferner soll der erfindungsgemäße Lichtwellenleiter eine möglichst geringe Dämpfung und eine verminderte Lichtstreuung an der Grenzfläche des Wellenleiters aufweisen.
Ferner soll erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleitern aus Glas für optische Systeme angegeben werden, wobei die Lichtwellenleiter geringe Verluste aufweisen und die vorstehend erwähnten Nachteile beseitigt sind und wobei die Herstellung mit guter Reproduzierbarkeit sowie mit einem Brechungsindex erfolgt, der gleichförmig und genau gesteuert werden kann.
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Mt dem erf in dungs gemäße η Verfahren kann In für die Massenproduktion geeigneter Weise eine Schicht aus feinen Glaspartikeln auf einem Lichtwellenleiter aus Glas für optische Systeme gebildet werden.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche aus.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich insbesondere die nachstehende Vorteile:
1. In einem geschlossenen Reaktionsgefäß werden durch Oxidation oder Hydrolyse feine Glaspartikel erzeugt, die auf einem Substrat niedergeschlagen werden, wobei entlang einem Abschnitt, wo die feinen Glaspartikel niedergeschlagen werden, ein Temperaturgradient vorliegt, und die Glaspartikel werden erwärmt und zu einer durchsichtigen Glasschicht verglast. Daher weist der so gebildete Glasfilm eine hohe Reinheit mit geringen Schwankungen seiner Zusammensetzung und Dicke auf, so daß ein Glasfilm mit geringer Dämpfung für Lichtwellenleiter mit einer gewünschten Brechungsdifferenz und einer Dicke von mehreren um bis 50 pm innerhalb eines kurzen Zeitraums erzeugt werden kann. Erfindungsgemäß werden die feinen Glaspartikel gleichförmig auf mehreren Substraten gleichzeitig niedergeschlagen. Die dabei erzielbare Produktivität hochwertiger Lichtwellenleiter aus Glas ist dabei sehr hoch, so daß das erfindungsgemäße Verfahren für die Massenproduktion einsetzbar ist.
2. Unter Verwendung von Freongas wird durch einen reaktiven Sputter-Ätzprozeß mit hoher Ätzgeschwindigkeit eine Glasschicht geätzt; die Ätzselektivität ist sehr gut, und es treten keinerlei Unterschneidungen auf. Daher können sowohl Monomode- als auch Multimode-Lichtleitfasern mit hoher Abmessungsgenauigkeit In kurzer Zeit hergestellt wer-
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-13" "" : *"":'"3Cfi7589 den.
3. Zwischen einer Kernschicht und einem Substrat wird eine Übergangsschicht vorgesehen, in der sich der Ausdehnungskoeffizient von der Kernschicht zum Substrat allmählich ändert, so daß durch Wärme hervorgerufene Verformungen in dem Lichtwellenleiter verringert werden. Dadurch können rißfreie Glas-Lichtwellenleiter und ohne durch Risse hervorgerufene Brüche mit hoher Reproduzierbarkelt hergestellt werden.
4. Die Glaserweichungstemperaturen der Glas-Vielfachschichten nehmen von der Substratseite bis zur obersten Schicht fortschreitend ab, so daß die Querschnittskonfiguration sowie die Abmessungen der aufeinanderfolgenden Glaeschichten während der Erwärmung zum Verglasen genau eingehalten werden. Daher ist ein erfindungsgemäßen Glas-Lichtwellenleiter zur Herstellung von Monomode-Lichtwellenleitern, wie Richtungskopplern oder Ringresonatoren, oder von Multimode-Wellenleitern, wie Strahlteilern, Strahlkomblnierern oder Verteilungsschaltkreisen, geeignet.
5. Da der Brechungsindex der Kernschicht in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Kern und der Überzugsschicht vermindert ist, ist der optische Wellenleiterbereich innerhalb der Innenseite der Grenzfläche eingeschlossen. Dadurch wird eine Lichtstreuung aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Kernseitenflächen verhindert, und derartige Lichtwellenleiter für optische Systeme weisen geringe Transmissions Verluste auf.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm zur Darstellung der Temperaturabhängigkeit einer Gas-Oxidationsreaktion in verschiedenen
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Halogeniden,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Glasschicht bei einem erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter für optische Systeme, Fig. 3 ein Temperaturprofil in einem Ofen der Vorrichtung gemäß Fig. 2,
Fig* 4 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Niederschlagsgeschwindigkeit und dem Temperaturgradienten,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Glasschicht bei einem Glas-Lichtwellenleiter, Fig. 6 eine Kurve zur Darstellung der Beziehung zwischen der Konzentration des Dotierungsmlttels und dem Brechungsindex,
Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Verglasung-Heizvorrichtung,
Fig. 8a bis 8g Querschnittsansichten zur Erläuterung der Verfahrensschritte beim Herstellung von erfindungsgemäßen Lichtwellenleitern,
Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Glaserweichungstemperatur und der Konzentration des Dotierungsmittels,
Fig. 1OA bis 1OE Querschnittsansichten zur Erläuterung verschiedener Heizbedingungen einer Kernschicht, Fig. 11 ein Diagramm zur Erläuterung der Verformung der
Querschnittskonfiguration der Kernschicht, Fig. 12A bis 12C Querschnitte zur Erläuterung der Verfahrensschritte bei der Herstellung von erfindungsgemäßen Lichtwellenleitern, wobei die Erweichungstemperaturen der in Vielfachschichten auf dem Substrat aufgebrachten Glas schichten vom Substrat zur oberen Glas schicht fortschreitend abnehmen, Fig. 13 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Brechungsindex und dem Ausdehnungskoeffizienten einerseits sowie der Konzentration des Dotierungs-
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mittels andererseits,
Pig. I1I ein Diagramm zur Erläuterung der Rißbildung, Pig. 15A und l6A Teilschnittansichten zweier erfindungsgemäßer Ausführungsformen des Lichtwellenleiters mit jeweils einer Übergangsschicht zum Einstellen der
Aus dehnungskoe ffizienten,
Fig. 15B und l6B Diagramme zur Erläuterung der Verteilung
der Brechungsindizes bei den Fig. 15A bzw. l6A, Fig. 15C und l6C Diagramme zur Erläuterung der Verteilung der Ausdehnungskoeffizienten bei den Fig. 15A bzw. 16A,
Fig. 17A einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Lichtwellenleiters, wobei der Brechungsindex eines Kerns in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Kern und dem Überzug vermindert ist,
Fig. 17B ein Diagramm zur Erläuterung der Verteilung des Brechungsindex in dem Kern und
Fig. ISA bis I8E Querschnitte zur Erläuterung der Verfahrensschritte bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines Lichtwellenleiters, wobei der Brechungsindex eines Kerns in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Kern und dem Überzug vermindert ist.
Erfindung gemäß wird eine Glasschicht zur Ausbildung eines Kerns auf einem hitzebeständigen Substrat, etwa einem Substrat aus Slliciumdioxidglas oder Keramik, niedergeschlagen, und zwar entweder direkt oder mit dazwischenliegender Übergangsschicht zum Abstimmen des Ausdehnungskoeffizienten. Zunächst wird die Ausbildung der Glasschicht beschrieben. Bei der Bildung der Glasschicht müssen feine Glaspartikel auf dem Substrat bzw. auf der Übergangsschicht mit hoher Gleichförmigkeit und Reproduzierbarkeit niedergeschlagen werden.
Als Glasrohmaterialien werden Halogenide von Si und Ge, Ti, P oder B, wie SiCl1J als Hauptbestandteil des Rohmaterials
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3047 583 und GeCl^, TiCl^, POCl3 oder BCl3 als Additiv zur Einstellung des Brechungsindex, der Erweichungstemperatur und des Ausdehnungskoeffizienten, eingesetzt. Eine Beziehung der Reaktionsgeschwindigkeit einer thermischen Oxidationsreaktion in der Gasphase in Abhängigkeit von der Temperatur ist in Pig. I dargestellt, wobei Halogenide zusammen mit Sauerstoff erhitzt werden. Gemäß der graphischen Darstellung haben die Halogenide abgesehen von GeCl1^ etwa 100 % der Reaktionsgeschwindigkeit,
wenn die Heiztemperatur gleich oder größer als 10000C ist.
In dem Glas, dem ein Oxid mit hohem Dampfdruck bei hoher Temperatur, wie GeOp oder P2O^, zugegeben worden ist, wird das Oxid leicht verflüchtigt, wenn das Glas bei hoher Temperatur synthetisiert wird, so daß es schwierig ist, die Glasig zusammensetzung mit hoher Reproduzierbarkeit aufrecht zu erhalten. Aus diesem Grund werden feine in einer Sauerstoff-Wasserstoff -Flamme synthetisierte Glaspartikel auf einem Substrat bei niedriger Temperatur niedergeschlagen, wobei das Substrat gegenüber einer Einrichtung zur Bildung der feinen Glaspartikel bewegt wird, um einen gleichförmigen Niederschlag von feinen Glaspartikeln zu erhalten. Bei diesem Verfahren ist es jedoch praktisch schwierig, einen gleichförmigen Niederschlag der feinen Glaspartikel über eine große Fläche zu erhalten. Daher ist dieses Verfahren nicht zur Herstellung von Glas-Lichtwellenleitern geeignet, die einen gleichförmigen Niederschlag von feinen Glaspartikeln auf der Ebene des Substrats erfordern.
Zur Verglasung wird eine Schicht aus feinen Glaspartikeln nach dem Niederschlag auf 130O0C oder mehr erhitzt. Um in diesem Fall bei der Verglasung Blasenreste zu vermeiden;, und aus Gründen der Handhabung ist es wünschenswert, die feinen Glaspartikel in einem relativ gesinterten Zustand niederzuschlagen. Im Rahmen der Erfindung ist, wie die Ergebnisse gemäß der nachstehenden Tabelle I zeigen, herausgefunden worden, daß dann, wenn die Temperatur des Substrats im Bereich
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von 800 bis 12000C liegt, eine ausreichend harte Schicht niedergeschlagen wird. In dem Versuch wurde als Synthetisierungsreaktion lediglich eine Oxidation vorgenommen.
Tabelle I
10 15 20 25 30
Substrat-
Temperatur		 Sinterungsgrad der niedergeschlagenen,
feinen Glaspartikel
800°C oder
weniger		 weich
800 - 12000C hart
12000C oder
darüber		 halb-verglast
Zum Ausbilden der feinen Glaspartikelschicht werden die vorstehend erwähnten Halogenide zusammen mit Sauerstoff oder Dampf in einen Reaktionsbehälter eingeleitet. Dort erfolgt dann eine Erhitzung in der Gasphase, um durch Oxidation oder durch Hydrolyse feine Glaspartikel zu bilden; schließlich strömt das die feinen Glaspartikel enthaltende Gas gegen das Substrat. Die Ergebnisse der verschiedenen Versuche zeigen, daß dann, wenn die Temperatur dieses Gases gleich der des Substrats ist, der Niederschlag der feinen Glaspartikel behindert ist; ein guter Niederschlag der Glaspartikel erfolgt dann, wenn entlang dem Gasstrom ein Temperaturgradient vorliegt. Ein Temperaturgradient von 1 bis 200C/cm stellt einen gleichförmigen Niederschlag sowie den Sinterungsgrad der feinen Glaspartikel gemäß Tabelle I sicher. Wenn bei dem Versuch mehrere und bis zu 10 Substraten entlang der Strömungsrichtung des Gases angeordnet sind, so werden die feinen Glaspartikel auf diesen Substraten gleichzeitig und gleichförmig niedergeschlagen.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform zur Herstellung der Schicht aus feinen Glaspartikeln wird beispielsweise eine
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-18 " ": 3Ö47589"
Vorrichtung gemäß Pig. 2 verwendet. Diese Vorrichtung weist u.a» die folgenden Bestandteile auf: Ein Siliciumdioxidrohr (Quarzrohr) 1 mit 80 mm Innendurchmesser und 1,1 m Länge, einen Ofen 2 zum Erwärmen des Quarzrohrs 1, der um dieses Rohr herum angeordnet ist, ein quadratisches Siliciumdioxid (Quarz)-Substrat 3 mit 50 mm Kantenlänge, SiCl11, GeCl2J und PCI, in Sättigungseinrichtungen 7,8 bzw. 9, einen Umgehungsweg 10 für Sauerstoffgas oder Dampf, Leitungen 11,12 und zum Zuführen von Sauerstoffgas oder Dampf durch Massenströmungssteuereinrichtungen 14,15 bzw. 16 zu den Sättigungseinrichtungen 7,8 bzw. 9 sowie Leitungen 17,18 und 19 zum Einleiten von Sauerstoff gas, das das Glasrohmaterial enthält, in das Quarzrohr 1. Im Betrieb wird der Elektroofen 2 eingeschaltet, und die elektrische Leistung wird so gesteuert, daß das Quarzrohr 1 das Temperaturprofil gemäß Fig. 3 aufweist. Der Temperaturgradient wird so eingestellt, daß er an der Substratposition 3 C/cm beträgt. Im Siliciumrohr 1 ist im Bereich von 15 bis 40 cm vom Eintrittsende des Rohrs ein Reaktionsabschnitt und im Bereich von 40 bis 80 cm ein Niederschlagsabschnitt ausgebildet, in dem fünf Substrate im Abstand von 10 cm angeordnet sind. In die Anreichungseinrichtungen 7,8 und 9 wird Sauerstoffgas mit 400 cnr/min durch die Leitungen 11,12 bzw. 13 eingeblasen, wobei die Anreicherungseinrichtungen auf 200C, 150C bzw. 10°C gehalten werden. Das Sauerstoff gas wird mit dem Dampf der Rohmaterialien angereichert oder gesättigt. Das das Rohmaterial enthaltende Sauerstoffgas wird zusammen mit dem durch die Umwegleitung 10 zugeführten Sauerstoffgas von 1000 cm^/min in das Quarzrohr 1 eingeleitet. Diese Bedingung des Quarzglases 1, das mit dem Sauerstoffgas und dem Rohmaterial gefüllt 1st, wird für 60 Minuten aufrechterhalten. Unter dieser Bedingung werden feine Glaspartikel lediglich durch die Sauerstoffreaktion ausgebildet und auf den Substraten 3 niedergeschlagen. Dadurch werden auf den fünf Substraten 3 feine Glaspartikel niedergeschlagen. Die Dicke der Schicht aus den feinen Glaspartikeln i3t'iedem Substrat 3 gleichförmig. Je
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3ÖA7589 weiter das Substrat in dem Quarzrohr 1 zum Auslaßende hin angeordnet ist, umso dicker ist der Niederschlag. Am Eintrittsende des Quarzrohrs ist der Sintergrad der Glaspartikel höher, da die Temperatur des Substrats dort höher ist. Wenn die entsprechenden Substrate in einem anderen Ofen angeordnet werden und dort bei 145O0C Ofentemperatur für etwa 5 Minuten gehalten werden, um die auf dem Substrat niedergeschlagene Schicht aus feinen Glaspartikeln zu verglasen, so beträgt die Dicke der erhaltenen Schicht 1*1 um + 1,5 um. Bei dieser Ausführungsform beträgt der Temperaturgradient an der Niederschlagstelle 3°C/cm, und es werden auf den fünf Substraten 3 kaum feine Glaspartikel niedergeschlagen, wenn der Bereich von 30 bis 90 cm vom Einlaß des Quarzrohrs 1 auf 11000C erhitzt wird. Wenn der Temperaturgradient auf l4,5°C/cm eingestellt wird, so werden harte, feine Glaspartikel auf dem Substrat 3 gleichförmig niedergeschlagen, das an einer Stelle angeordnet ist, wo die Temperatur 10500C beträgt. In diesem Fall betragt die Temperatur des Substrats, dessen Position 10 cm in Strömungsrichtung nach dem vorstehenden Substrat ist, 9O5°C, so daß die auf diesem Substrat niedergeschlagenen, feinen Glaspartikel weich sind, und daher sind in Strömungsrichtung nach diesem Substrat weiter angeordneten Substrate nicht für gläserne Lichtwellenleiter geeignet.
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Temperaturgradienten (0C/cm) und der Niederschlagsgeschwindigkeit (um/min) der feinen Glaspartikel, die man mit der vorstehenden Ausführungsform und anderen experimentellen Ergebnissen erhält. Das Diagramm zeigt, daß die Niederschlagsgeschwindigkeit mit zunehmendem Temperaturgradienten ansteigt. In Fig. 4 ist die Niederschlagsgeschwindigkeit durch die Dicke der Glasschicht nach der Verglasung der Glasteilchenschicht ausgedrückt. In dem Bereich, wo der Temperaturgradient kleiner als l°C/cm ist, beträgt die Niederschlagsgeschwindigkeit weniger als 0,1 pm/min, so daft ein langer Zeitraum erforderlich 1st, um einen gläsernen Lichtwellenleiter mit einer Glas-
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schicht von 10 um bis 50 pm Dicke herzustellen; die Produktivität ist dementsprechend gering. Wenn der Temperaturgradient 20°C/cm oder mehr beträgt, ist die Niederschlagsgeschwindigkeit zwar hoch, jedoch ist die Niederschlagsbedingung nicht gegen eine Variation der Gasströmungsgeschwindigkeit stabil, so daß die feinen Glaspartikel nicht gleichförmig niedergeschlagen werden«
Während bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 die Substrate 3 senkrecht zum Gasstrom angeordnet sind, zeigt sich durch Versuche, daß im Rahmen der Erfindung auch das Substrat 3 in dem 'Quarzrohr 1 horizontal oder geneigt angeordnet werden kann.
Die Behandlungsdauer zum Verglasen beträgt vorzugsweise etwa 5 bis 10 Minuten; diese Behandlungsdauer hängt jedoch geringfügig von dem verwendeten Glasmaterial ab. Bai kürzerer Behandlungsdauer ist die Verglasung unzureichend. Wenn andererseits die Behandlungsdauer zu lang ist, geraten die Glaspartikel in einen siedeähnlichen Zustand, was beispielsweise zur Blasenbildung oder zur Verdampfung von Phosphor führt. Die Behandlungsdauer zum Verglasen beträgt vorzugsweise 90 bis 120 Minuten einschließlich der Zeit
für den Temperaturanstieg und Temperaturabfall. 25
Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Reaktionsvorrichtung zum Niederschlag von feinen Glaspartikeln auf dem Substrat. Die Reaktionsvorrichtung weist einen Reaktionsbehälter 31 aus feuerfestem Material, wie Quarzglas, einen Substrattisch 32, eine Gasblasdüse 33 für das Rohmaterial, eine Substratheizvorrichtung 31J sowie eine Gasheizvorrichtung 35 für das Rohmaterial auf. In der Vorrichtung ist ein Substrat J>6 für einen Lichtwellenleiter eines optischen Systems oder Schaltkreises vorgesehen.
Das Substrat 36 ist eine ebene Platte aus durchsichtigem Quarzglas von 1 bis 5 mm Dicke, und die Oberfläche der Platte
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" 21 * ':* " 3Ö47589 i3t glatt abgeschliffen. Das Substrat 36 ist auf dem Substrattisch 32 befestigt und wird durch die Substratheizvorrichtung 34 auf etwa 6OO bis HOO0C erwärmt. Das Material aus feinen Glaspartikeln wird zusammen mit Sauerstoff oder Dampf durch die Blasdüse 33 in den Reaktionsbehälter 31 eingeleitet. Die Zusammensetzung des Rohmaterials aus Glasteilchen wird bestimmt durch Zusätze in dem zu synthetisierenden Glas, insbesondere durch die Differenz des Brechungsindex. In diesem Fall beträgt die Differenz des Brechungsindex vorzugsweise 0,2 bis 3 %. Eine Beziehung zwischen dem Anteil der Zusätze und dem Brechungsindex ist in Fig. 6 dargestellt.
Das in den Reaktionsbehälter 31 eingeleitete Gas wird mit Hilfe der Heizvorrichtung 35» beispielsweise aus Platin, auf 1000 bis 13000C erwärmt, so daß dort eine Oxidation oder Hydrolyse zur Ausbildung von feinen, oxidierten Glaspartikeln ,wie SiO2, GeO2, B3O5, P2O5 oder TiO3, stattfindet. Wenn beispielsweise Sauerstoff dem Rohmaterial zugegeben wird, so erfolgt die Oxidation bei 10000C oder mehr. Wenn Dampf dem Rohmaterial zugegeben wird, so erfolgt die Hydrolyse bei 8000C oder darüber. Wenn in diesem Fall die Temperatur 1200°C oder mehr beträgt, so erhält man eine ausreichende Reaktionsgeschwindigkeit. Die durch eine derartige Reaktion gebildeten, freien Glaspartikel, werden auf dem Substrat 36 innerhalb des Reaktionsbehälters 31 gleichförmig niedergeschlagen. Die Dichte der auf dem Substrat 36 niedergeschlagenen feinen Glaspartikel 37 hängt von der Substrattemperatur ab. Wenn die Substrattemperatur 600°C oder weniger beträgt, so ist die Adhäsion zwischen den Teilchen und den Teilchen und dem Substrat schwach, so daß sich die Teilchenschicht leicht verformt oder abschält. Wenn die Substrattemperatur 600 bis 11000C beträgt, so wird die Dichte der Glaspartikel 1/10 bis 1/5 der Dichte des durchsichtigen Glases, und die Adhäsion der Teilchen am Substrat 36 ist stark. Selbst das Oxid mit hohem Dampfdruck, wie GeO2, kann stabil den Glaspartikeln zugegeben werden. Insbesondere
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- 22 " ": 3Ö47583 wenn die Substrattemperatur von 300 bis 110O0C beträgt, sind die Glaspartikel besonders stabil. Die auf dem Substrat 36 niedergeschlagenen Glaspartikel 37 werden zu einer durchsichtigen Glasschicht verglast, wenn die Glaspartikel auf I300 bis l600°C erwärmt werden. Der Heiztemperaturbereich hängt geringfügig von dem verwendeten Material ab, wobei der Temperaturbereich von 1*100 bis 15000C besonders bevorzugt ist.
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Verglasen der Schicht 37 aus feinen Glaspartikeln zu einer durchsichtigen Glasschicht. Das Substrat 36, auf dem die Schicht 37 aus feinen Glaspartikeln niedergeschlagen worden ist, wird auf dem Substrattisch 1H befestigt, der eine glatte Oberfläche aufweist und aus feuerfestem Material, wie Graphit oder Zirkoniumdioxid, besteht. Unter dieser Bedingung wird die Schicht 37 mit Hilfe der Heizvorrichtung 42 erwärmt. Das Material des Substrattisches 4l sollte aus feuerfestem Material hoher Reinheit bestehen, das sich bei hoher Temperatur nicht verformt, um eine Verformung des Substrats 36 zu vermeiden. Ferner ist ein Ofenrohr 43 vorgesehen.
Um den gemäß vorstehender Erläuterung verglasten Kernabschnitt mit einem Muster zu versehen, werden die unerwünschten Bereiche durch den nachstehend erläuterten Prozeß entfernt. Im Falle eines ebenen Lichtwellenleiters, bei dem kein Muster erforderlich ist, wird in ähnlicher Weise eine Quarzglas schicht oder eine Schicht aus Quarzglas, dem P2 O[5 oder Bp^ zugesetzt ist, als Überzugsschicht in ähnlicher
Weise ausgebildet.
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Um die unerwünschten Teile der Kernglasschicht zu entfernen, wird ein Metall, dessen Ätzgeschwindigkeit in Freongasplasma geringer ist als die von Glas, beispielsweise Si, Ti oder Mo, mit 1 bis 5 um Dicke auf der Kernglasschicht durch Aufdampfen, durch Aufsprühen oder durch ein CVD-Verfahren (chemical vapour deposition = chemisches Aufdampfen) aufgebracht.
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30*47583 Dann wird der dicke Metallfilm In einem CBrP_-6asplasma unter Verwendung einer Maske aus einem Resist geätzt, die das gewünschte Muster aufweist, das durch übliche Photolithographieverfahren hergestellt worden lstj die bearbeitete Fläehe des dicken Films wird im wesentlichen senkrecht zur Substratoberfläche. Unter Verwendung der geätzten, dicken Films als Maske wird die Kernglasschicht in einem Freongasplasma durch einen reaktiven Sputter-Ätzprozeß geätzt, um einen Kernabschnitt mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt zu bilden. Wenn somit das Substrat in das CgFg-Pl as ma gegeben wird, so werden die Metallschicht, beispielsweise die Si-Schicht, und die Glasschicht mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 1 bis 15 geätzt, und die Glasschicht wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 um/min geätzt. Unter Verwendung von CF21-GaS wird der restliche Metallfilm durch einen Plasmaätzprozeß entfernt.
Alternativ wird eine Quarzschicht von 0,2 bis 0,7 ^m Dicke auf dem dicken Metallfilm durch einen RF-Sputtering-Prozeß niedergeschlagen und durch übliche Photolithographie in dem gewünschten Muster photogeätzt; der so gemusterte Film kann als Maske anstelle des vorerwähnten Resist verwendet werden. Dann wird der Metallfilm in dem CBrF,-Gasplasma geätzt, so daß der geätzte Film als Maske für die Kernglasschicht verwendet werden kann. Dieses Verfahren für dicken Metallfilm ist von Seitaro Mat3ua entwickelt worden (vgl. "Selective etching of Si relative to SiO2 without undercutting by CBrF, plasma" in dem Buch "National conference book of Semiconductor and material group of the Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan" (1979), S.
100 - und Appl. Phys. Lett. 36 (9), 1. Mai 1980, S. 768 bis 770).
Im allgemeinen wird der Kernabschnitt mit einem Glas mit niedrigem Brechungsindex beschichtet, um die optischen übertragungsVerluste zu reduzieren. Hierfür wird die gleiche
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ReaktionSvorrichtung wie zum Herstellen der Kernglasschicht verwendet, und SiCl2J oder BBr, wird als Rohmaterial zum Herstellen der feinen Glaspartikel eingesetzt, die niedergeschlagen, erhitzt und verglast werden. In diesem Fall kann eine geringe Menge an POCl, dem Rohmaterial zugegeben werden, um die Erweichungstemperatur der Glasschicht abzusenken.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungs ge mäßen Verfahrens zur Herstellung von Lichtwellenleitern für optische Schaltkreise wird nachstehend in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß Fig.5 näher erläutert.
Quarzplatten 36 mit 50 mm Kantenlänge und 3 mm Dicke, deren Oberflächen glatt geschliffen sind, werden in den Reaktionsbehälter 31 gemäß Fig. 5 gegeben und auf dem Substrattisch 32 befestigt. Dabei werden die Quarzplatten ~$6 auf 10000C erwärmt. Während SiCl2, und GeCl2. in den Anreichungseinrichtungen (oder Sättigungseinrichtungen) auf 200C bzw. 200C (oder 20 C bzw. 15°C) gehalten werden, wird Sauerstoffgas in die Sättigungseinrichtungen, die SiCl2. - und GeCl21-GaSe enthalten, mit einer Geschwindigkeit von I30 cm-Vmin und I50 cnr/ min (oder I50 cm-Vmin und 210 cm^/min) eingeblasen, um das Sauerstoff gas mit SiCl2J und GeCl2^ zu sättigen. Die gesättigten Gase werden zur Düse 33 geführt, die in dem Reaktionsbehälter 31 angeordnet ist. Dabei wird die Reaktionsheizvorrichtung 35 am oberen Teil des Reaktionsgefäßes 31 auf 13000C für 50 Minuten (oder 30 Minuten) erhitzt. Nach dem Erhitzen wird der Behälter 31 abgekühlt, und die Substrate werden aus dem Behälter 31 entnommen. Beispielsweise beträgt der Temperaturgradient in dem Behälter 31 etwa 500C/cm. Auf dem herausgenommenen Substrat 51 befindet sich eine Schicht 52 aus feinen Glaspartikeln von 0,5 mm Dicke (vgl. Fig. 8A). Die Niederschlagsgeschwindigkeit beträgt 1 bis 0,6 um/min. Das Substrat 51 wird auf dem Substratti sch kl aus Graphit in dem in Fig. 7 dargestellten Heizgerät befestigt und für 3 Minuten auf 1500°C erwärmt. Dann wird das Substrat 51 abgekühlt.
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λ Bei diesem Prozeß bildet sich auf dem Substrat 51 gemäß Fig. 8b eine durchsichtige Glasschicht von 50 um Dicke. Danach wird das Substrat 51 in eine Plasmavorrichtung zum chemischen Aufdampfen gegeben, in der sich ein Gasgemisch von SIEL·- und Ar-Gas befindet. Dabei wird das Gasgemisch abgegeben, so daß sich eine Polysiliciumschicht 54 von 6 pm (oder 5 μχα) Dicke bildet. Danach wird eine Quarzechicht 55 von 1 jum Dicke auf der Siliciumoberfläche durch thermische Oxidation gebildet (vgl. Fig. 8C). Die Quarzschicht 55 wird mit Hilfe eines übliehen Photolithographieprozesses geätzt, um das gewünschte Muster zu erhalten. Das Substrat 51 wird in eine Plasmaätzvorrichtung mit parallelen Platten gegeben und in einem CBrF-,-Gasplasma während 100 Minuten gehalten. Das auf der Quarzschicht 55 gebildete Muster wird auf die Polysiliciumschicht 54 übertragen. Man erhält das in Fig. 8D dargestellte Ergebnis. Dabei ist die bearbeitete Oberfläche der Polysiliciumschicht 54 im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Substrats 51. Danach wird das Substrat 51 am Minuspol der Plasmaätzvorrichtung mit parallelen Platten über eine Graphitplatte verbunden und in dem Plasma des C2Fg-Gases, das 2 % C2H^ enthält, während 300 Minuten gehalten. Danach wird das restliche Silicium durch eine KOH-Lösung geätzt. Man erhält einen Kernabschnitt 56 mit planarer Konfiguration entsprechend dem vorstehend erwähnten Muster und mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt auf dem Substrat 51 (vgl.
Fig. 8E). Danach wird das Substrat 51 in den Reaktionsbehälter 31 gegeben, wo SiCl^, BBr, und POCl-, bei 200C, 200C bzw. 10°C (oder 200C, 5°C bzw. 200C) gehalten werden; hierzu wird Sauerstoff gas mit 130 cm /min, 100 cnr/min bzw. 50 cnr/min (oder 150 cm^/min, 150 cnr/min bzw. 150 cm^/min) zugegeben. Unter ähnlichen Reaktionsbedingungen wird das Substrat während 100 Minuten gehalten. Man erhält den Niederschlag einer Schicht 57 aus feinen Glaspartikeln (vgl. Fig. 8F), die dann bei 15000C verglast wird. Dadurch werden das Substrat 51 und der Kernabschnitt 56 mit einer durchsichtigen Glasschicht 58 von 100 um Beschichtet. Bei dieser Anordnung ist der Bre-
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Γ :
chungslndex des Kern ab Schnitts 56 um 1 % höher als der der Überzugsschicht 58, so daß man einen Lichtwellenleiter, in dem der Lichtstrahl konzentriert und in den Kernabschnitt geführt wird, erhält. Die Verluste des Wellenleiters sind 0,01 dB/ cm oder weniger und der Wellenleiter kann in zufriedenstellender Weise als optisches Schaltkreiselement eingesetzt werden.
Wie vorstehend ausgeführt ist erfindungsgemäß ein Temperaturgradient in einem Abschnitt vorgesehen, wo die feinen Glaspartikel auf dem Substrat niedergeschlagen werden. Das gasförmige Glasrohmaterial wird in dem Reaktionsbehälter erhitzt, um durch Oxidation oder Hydrolyse fein Glaspartikel zu bilden, die auf dem Substrat niedergeschlagen und verglast werden. Daher sind die Schwankungen in der Zusammensetzung und der Dicke des erhaltenen Glases im Gegensatz zu bekannten Verfahren gering, bei dem die feinen Glaspartikel, die durch Flammenhydrolyse gebildet werden, das Substrat überstreichen, während sie auf dieses aufgeblasen werden. Somit kann erfindungsgemäß der optische Wellenleiter mit vorgegebener Abmessung und vorgegebenem Brechungsindex mit guter Reproduzierbarkeit und hoher Präzision leicht hergestellt werden.
Es ist technisch schwierig, die Glasschicht mit einer Dicke von einigen pm oder mehr zu bearbeiten, um unnötige Teile
derart zu entfernen, daß die bearbeitete Oberfläche im wesentlichen senkrecht zur Substratfläche ist. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Glasschicht einem reaktiven Sputter-Ätzverfahren unter Verwendung von beispielsweise Silicium unterworfen wird, das zur Bildung einer Maske in dem CBrP,-Plasma gebildet wird. Erfindungsgemäß werden verschiedene Typen von Wellenleitern hergestellt werden, die jeweils im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, und zwar von Monomode-Wellenleitern mit einer Breite von einigen pm bis 10 pm bis zu
einem Multimode-Wellenleiter von 50 pm Breite und Dicke.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind mehrere Substrate entlang der Strömungsrichtung des Gasstroms angeordnet, und diese Substrate werden einem Temperaturgradienten unterworfen. Mit dieser Anordnung werden auf den verschiedenen Substraten gleichzeitig gleichförmige Schichten aus feinen Glaspartikeln niedergeschlagen. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Massenproduktion von Glas-Wellenleitern geeignet.
Zur Herstellung der Überzugsschicht sowie der Kernschicht mit dem vorstehenden Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter müssen die BrechungsIndizes der verschiedenen Schichten auf bestimmte Werte eingestellt werden. Die BrechungsIndizes dieser Schichten ändern sich in Abhängigkeit von den Konzentrationen der Dotierungsmittel der Oxidationsprodukte, wie GeO2, P3O5 oder B3O5 (vgl. Fig. 6). So erfordert beispielsweise ein normaler Multimode-Wellenleiter eine Kernglasschicht mit einem Brechungsindex, der etwa 1 % größer ist als der von " reinem Quarzglas. Diese Kernglasschicht kann durch ein SiO3-
GeO3-GIaS realisiert werden, in dem GeOp zu etwa 10 % enthalten ist. Der Brechungsindex der oberen Überzugsschicht ist vorzugsweise kleiner als der der Kernschicht und im allgemeinen gleich dem von reinem Quarzglas. Wenn daher reines Quarz für die obere überzugsschiöht verwendet wird, entstehen keine besonderen optischen Probleme« Jedoch wird ein geringer Anteil an Dotierungsmittel der Kernschicht zugegeben, um deren Brechungsindex einzustellen, so daß die Glaserweichungstemperatur abgesenkt wird (vgl. Fig. 9). Dadurch wird der Kernabschnitt durch die Hitze beim Bilden der oberen : 30 Übergangsschicht verformt. Wenn beispielsweise in dem Fall, wo der Kernabschnitt 62 auf dem Quarzsubstrat 61 angeordnet
j ist (vgl. Fig. 1OA, wo der Kernabschnitt 62 nicht erwärmt
wird), so wird der Kernabschnitt 62 gemäß Fig. 1OB nicht verformt, wenn der Kernabschnitt 62 auf eine Temperatur erwärmt wird, die um 1000C unter der Erweichungstemperatur liegt. Wenn der Kernabschnitt 62 auf eine Temperatur erwärmt
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erweichungstemperatur durch Ändern der Gesamtmenge an PpO und BpO, ohne Änderung des Brechungsindex eingestellt werden. Dadurch kann die Zusammensetzung der oberen Überzugsglasschicht 73 mit niedriger Erweichungstemperatur entsprechend der Zusammensetzung des Kerns ermittelt werden.
Wie vorstehend ausgeführt, werden in einem erfindungsgemäßen Wellenleiter für optische Schaltkreise, bei dem die Glasschichten nacheinander auf das Substrat aufgetragen werden, die Erweichungstemperaturen der Glasschichten mit zunehmendem Abstand vom Substrat verringert. Mit dieser Anordnung werden der Querschnittsaufbau sowie die Abmessungen der Kernschicht genau gesteuert und daher sind diese in der Folge der Herstellungsstufen stabil. Daher sind bei dem erfindungsgemäßen Glaswellenleiter die Charakteristika, wie die Ausbreitungskonstanten, innerhalb einer vorgegebenen Toleranz zufriedenstellend.
Wie vorstehend ausgeführt, wird ein Dotierungsmittel, wie GeOp, gemäß Fig. 6 dem SiOp zugegeben, so daß der Brechungsindex der Kernschicht größer ist als der der benachbarten Schichten. In dem Glas, wo das Dotierungsmittel, wie GeOp, zur Veränderung des Brechungsindex des Glases zugegeben wird, ändert sich ebenfalls der Ausdehnungskoeffizient in Abhängigkeit von der Menge des Dotierungsmittels (vgl. Flg. 13)· Die in Fig. 13 dargestellten Kurven gelten für GeO2, Ρρ^ς unc^ B2O, als Dotierungsmittel. Im allgemeinen wird als Brechungsindexdifferenz zwischen dem Kernabschnitt und seinen benachbarten Schichten etwa 0,2 bis 3 % vorgesehen. Für eine derartige Brechungsindexdifferenz zeigt der &raph gemäß Fig. 6 eine Differenz des Ausdehnungskoeffizienten von maximal 3 χ 10" zwischen dem Kern und dem Quarzglas als Substrat. Daher werden in der Glasschicht des Kerns leicht Risse ausgebildet, so daß die Glasschicht brüchig ist.
In Fig. Ik gibt die Abszisse die Brechungsindexdifferenz zwischen der Glasschicht mit GeO2-Zusatz und der Quarzglasschicht
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wird, die um 500C unter der Erweichungstemperatur liegt, so werden die Ecken des Kernabschnitts 62 gemäß Fig. IOC geringfügig verformt. Wenn ferner der Kernabschnitt bis zur Erweichungstemperatur erwärmt wird, so wird dessen Oberfläche so weit verformt, daß er im Querschnitt rund ist (vgl. Fig. IOD). Bei weiterer Erwärmung bis zu einer Temperatur von 500C oberhalb der Erweichungstemperatur schreitet die Abrundung der Oberfläche des Kernabschnitts 62 weiter fort und erstreckt sich nach außen (vgl. Fig. 10E). Wenn daher für die obere überzugsschicht 63 ein Glas verwendet wird, dessen Erweichungstemperatur über der des Kernglases liegt, so wird der Kernabschnitt 62 gemäß Fig. 11 im Querschnitt abgerundet.
Dieses Problem kann durch unabhängiges Steuern des Brechungsindex und der Erweichungstemperatur des Glases gelöst werden. Daher werden erfindungsgemäß die Glasschichten nacheinander in Mehrfachschichten auf dem Substrat derart aufgebracht, daß die Glaserweichungstemperaturen der Glasschichten jeweils niedriger werden, wenn die Glasschichten weiter von der Substratseite entfernt liegen. Erfindungsgemäß wird die Änderung des Brechungsindex der Glasschicht aufgrund der Zugabe zum Steuern der Erweichungstemperatur durch einen anderen Zusatz kompensiert.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Wellenleiters für einen optischen Schaltkreis wird nachstehend mit Bezug auf die Fig. 12A bis 12C erläutert. Gemäß Fig. 12A wird eine GeO2-SiO2-Glasschicht 72, die 10 % GeO2 enthält, auf ein Substrat 71 aus Quarzglas 50 aim dick auf getragen. Danach werden gemäß Fig. 12B die unnötigen Teile entsprechend dem gewünschten Muster von der Schicht 72 entfernt. Daraufhin wird eine P2O5-B2O5-SiO2-GIaSSChIcIIt 72, die k % P3O5 und 6 % B2O, enthält, gemäß Fig. 12C in einer Dicke von 100 um weiter auf dem Substrat aufgetragen, auf dem sich die gemusterte Schicht 72 befindet. Bei dem SiO3-GIaS, das im wesentlichen gleiche Mengen an P3O1- 1^1 d B2°"5 enthält» kann die Glasig 130038/0777 _,
und die Ordinate die Dicke der Glas schicht wieder; in dem schraffierten Bereich werden Brüche und Risse gebildet. Die graphische Darstellung zeigt, daß Risse dann gebildet werden, wenn die auf dem Substrat gebildete Glasschicht einen um 0,5 jS höheren Brechungsindex als das Quarzsubstrat aufweist.
Um diese im Zusammenhang mit den Rissen auftretenden Probleme zu lösen, wird erfindungsgemäß zwischen der Kernglasschicht und dem Substrat für den Ausdehnungskoeffizienten ein Übergangsbereich gebildet. Im allgemeinen ändert sich mit dem Ausdehnungskoeffizienten auch der Brechungsindex. Wenn daher ein Übergangsbereich direkt zwischen der Kernschicht und dem Substrat gebildet wird, treten strukturelle Probleme des Wellenleiters auf. Wenn beispielsweise der Brechungsindex der der Kernschicht benachbarten Glasschicht geändert wird oder größer ist als der der Kernschicht, ändern sich die Eigenschaften des Wellenleiters.
Erfindungsgemäß wird daher eine Übergangs schicht auf dem Substrat und die Kernschicht auf der Übergangs schicht aufgebracht, wobei der Ausdehnungskoeffizient der Übergangsschicht von der Substratseite zur Kernschichtseite hin allmählich zunimmt, um die Differenz des Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substrat und der Kernschicht einzustellen. Ein derartiger Wellenleiter wird mit Bezug auf die Fig. 15A und 15C erläutert. Bei dieser Aus fiih rungs form wird eine etwa 20 um dicke ΒρΟ,-SiOp-Glasschicht 82 auf einem Substrat 81 gebildet. In der Glasschicht 82 nimmt der Anteil von
BpO, in Dicken richtung von der Substratseite zu den darauf gebildeten Schichten allmählich von 0 bis 10 % zu. Danach wird auf der Schicht 82 eine etwa 20 pm dicke untere Überzugsschicht 83 mit einem Gehalt von 10 % BpO, gebildet. Auf der Schicht 83 wird eine 10 % GeO9 enthaltende Kernschicht 34 gebildet. Schließlich wird auf der Kernschicht eine obere Überzugs schicht 85 gebildet, die 12 % B3O, und
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2 % P2O1- enthält. Mit diesem Aufbau erhält man einen optischen Wellenleiter mit der unteren Überzugs schicht 83, der Kernschicht 84 und der oberen Überzugs schicht 85. Dadurch wird zwischen dem Substrat 8l und den Wellenleiterabschnitten 83,84 und 85 die Übergangsschicht 82 für den Expansionskoeffizienten gebildet. Verteilungen des Brechungsindex und des Ausdehnungskoeffizienten dieses Wellenleiters sind in den Fig. 15B bzw. 15c dargestellt. Durch die Übergangsschicht 82 ändert sich der Ausdehnungskoeffizient allmählich, so daß eine durch die Differenz des Expansionskoeffizienten verursachte Verzerrung wesentlich vermindert und damit eine Beschädigung des Wellenleiters vermieden wird. Um die Verhinderung von Rissen sieherzustellen, genügt es, daß die Dicke der Übergangsschicht 82 gleich oder größer ist als die der Kernschicht 84.
Bei der in Fig. l6 dargestellten weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wellenleiters sind die Übergangsschicht für den Expansionskoeffizienten und die untere Überzugsschicht bei der Herstellung des Wellenleiters integriert. Wie in Fig. 13 dargestellt, werden kann, wenn etwa die gleichen Mengen an P2O5 und B3O, dem SiO3-GIaS zugegeben werden, die Änderungen der Brechungsindizes durch diese Zusätze neutralisiert, so daß das SiO3-GIaS seinen Brechungsindex nicht ändert. Andererseits nimmt der Ausdehnungskoeffizient dee SiO3-Glases entsprechend (etwa proportional) der Menge an Zusätzen unabhängig von der Art dieser Zusätze zu. Wenn daher der in Fig. I6A dargestellte Aufbau eines Wellenleiters vorgesehen wird, können die Übergangsschicht und die untere überzugsschicht zu einer einzigen Schicht integriert werden. Gemäß Fig. 16A werden zur Ausbildung einer unteren Überzugsschicht 92 etwa gleiche Menge an P2Oc und B2O, zu dem SiO3-GIaS zugegeben, und danach wird dieses diese Zusätze enthaltende SiO3-Glas als SiO0-P ,,0.--B0O,-Glasschicht auf dem Substrat 91 mit einer Dicke von etwa 20 jum aufgetragen, wobei sich die Gesamtmenge der Zusätze allmählich von 0 bis 10 % ändert. Da-
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nach wird auf der Überzugsschicht 92 durch Niederschlag von GeO2-P2O5-B2O5-SiO2-GIaS, da3 IO % GeO2 und P3O5 und B3O3 in der gleichen Menge wie bei der unteren Überzugsschicht 92 enthält, eine etwa 50 um dicke Kernschicht 93 gebildet. Danach wird P2O5-B3O3-SiO2-GIaS, das 6 % P2O1. und 8 % B3O3 enthält, in einer Dicke von etwa 50 pm auf der Kernschicht 93 niedergeschlagen, um eine obere Überzugsschicht 9h zu bilden. Verteilungen des Brechungsindex und des Ausdehnungskoeffizienten eines derartigen Wellenleiters sind in den Fig. I6B und l6C dargestellt. Aus diesen Verteilungen ergibt sich, daß sich durch Verwendung der unteren Überzugsschicht 93 der Ausdehnungskoeffizient allmählich ändert, so daß Verzerrungen oder innere Spannungen stark vermindert werden.
Während sich bei den vorstehend erwähnten zwei Ausführungsformen der Ausdehnungskoeffizient kontinuierlich ändert, kann sich dieser auch im Rahmen der Erfindung nach anderen Charakteristika ändern, so lange nur keine aprupte Änderung zwischen den Substraten 81 und 91 einerseits und den Kernschichten 84 bzw. 93 andererseits auftritt.
Bei dem e rfin dungs ge mäßen Wellenleiter mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten gegenüber dem Substrat wird der Übergangsbereich für den Expansionskoeffizienten ohne nachteilige Auswirkungen auf die optischen Eigenschaften des Wellenleiters vorgesehen. Dadurch werden Verzerrungen oder innere Spannungen in dem Wellenleiter vermindert und dieser ist stabil.
Um erfindungsgemäß einen Wellenleiter mit niedrigen Verlusten für optische Schaltkreise herzustellen, in_dem die Lichtsteuung an der Grenzschicht zwischen der Kernschicht und den Überzugs schichten des Wellenleiters vermindert wird, wird der Brechungsindex des Kerns in der Nähe der Grenz schicht zwischen dem Kern und den Überzugsschichten derart abgesenkt, daß der optische Wellenleiterbereich Innerhalb
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der Innenseite der Grenzschicht eingeschlossen ist. Um den Brechungsindex des Kerns in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Kern und den Überzugsschichten zu vermindern, wird vorzugsweise der dem Kernglas zugegebene Zusatz nach dem Ätzen der Kernschicht verflüchtigt (entfernt), um den Brechungsindex zu erhöhen, oder der Zusatz wird in den Kern diffundiert, um den Brechungsindex des Kernglases zu vermindern. Als derartiger Zusatz dient vorzugsweise B2O, oder P.
Ein derartig aufgebauter Wellenleiter ist in Pig. 17A dargestellt, der ein Quarzglassubstrat mit einem Brechungsindex von 1,46 und einen Kern 102 aus beispielsweise SiO2-Glas aufweist, das 8 % GeO2 und 9 % P2 0C entilält. Durch Verringerung der Konzentration der Zusätze in der Nähe der Grenzschicht des Kerns 102 hat dieser eine Verteilung des Brechungsindex gemäß Fig. 17B in dem Querschnitt entlang der Linie A-A'. Im Falle eines Multimode-Wellenleiters, beispielsweise einem Glaswellenleiter, hat der Kern 102 die Abmessungen a = b = 50 um. Ferner ist ein überzug 103 aus einer SiO2-Glasschicht mit 70 um Dicke vorgesehen, der als Zusätze beispielsweise 10% P2O5 und 10 % B3O3 enthält.
Ein deratiger Wellenleiter für optische Schaltkreise kann mit den Verfahrensstufen gemäß den Fig. 18a bis I8E hergestellt werden. Eine Glasschicht 104 mit hohem Brechungsindex, die SiOp als Hauptkomponente und Oxide, wie GeO2, P3O5, TiO2 oder B3O3, als Additive enthält, wird durch Oxidation eines Rohmaterials, wie SiCl1J, GeCl21, PCl5, POCl3, TiCl2. oder BBr3, auf dem Quarzglassubstrat 101 niedergeschlagen (vgl. Fig. I8A). Danach wird eine Metallschicht 105, wie Si oder Ti, auf der Glasschicht 104 durch Aufdampfen oder durch einen Sputter-Prozeß gemäß Fig. I8B aufgebracht. Die Metallschicht 105 wird gemäß Fig. l8C photolithographisch zu dem gewünschten Wellenleitermuster IO6 geätzt. Durch Verwendung des Musters IO6 als Maske wird die Glasschicht 104
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durch reaktives Sputter-Ätzen unter Verwendung von Freongas geätzt, um den Kern 102 zu bilden (vgl. Fig. 18d). Danach wird der Kern 102 für 10 Stunden auf 12000C erhitzt, um die dem Kernglas zugegebenen GeO„ und Ρο°ς zu verflüchtigen, so daß der Brechungsindex des Kerns 102 in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Kern 102 und dem überzug 103 verringert wird. Gemäß Fig. 18E werden dann das Substrat 101 und der Kern 102 mit einer durchsichtigen Glasschicht beschichtet, die einen niedrigen Brechungsindex aufweist und SiO? als Hauptkomponente und Oxide, wie P2O,- oder BpO,, als Additive enthält, um den Überzug 103 zu bilden.
Wie vorstehend ausgeführt, wird erfindungsgemäß in dem Wellenleiter mit Vielfach-Glasschichten der Brechungsindex der Kernschicht in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Kern und dem überzug so verringert, daß der Wellenleiterbereich innerhalb der Innenseite der Grenzschicht zwischen dem Kern und dem überzug eingeschlossen ist. Dadurch wird die Streuung von Lichtstrahlen aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Kern-Seitenflächen verhindert, und der Wellenleiter für optische Schaltkreise hat geringe Verluste. Da die durch das Ätzen verursachten Unregelmäßigkeiten der Kernseitenflächen 0,1 um bis 100 S betragen, sind die Verluste bei üblichen Wellenleitern Η bis 5 dB/cm, während diese Verluste bei dem erfindungsgemäßen Wellenleiter auf etwa 0,1 dB/cm verbessert werden können.
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Claims (24)

  1. VOSSIUS VOSSIUS -TAUCHNER · H:E i/N E;MA^N N*{ p A U H
    PATENTANWÄLTE"*" " **" "·""'
    SIEBERTSTRASSE 4 ■ 8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 474O78 CABLE: aENZOLPATENT MDNCHEN-TELEX 5-29 453 VOPAT D
    u.Z.: P 932 (He/ko) .17. Dezember 1980
    Case: TA 80 582
    " Lichtwellenleiter für optische Schaltkreise und Verfahren zu dessen Herstellung "
    Patentansprüche
    [Iy Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleitern aus Glas für optische Schaltkreise durch Auflaminieren von Glasschichten mit unterschiedlichen BrechungsIndizes auf ein Substrat, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    a) Einleiten von Halogeniden von Si und Ti, B, P oder Ge zusammen mit Sauerstoff oder Dampf in einen Reaktionsbehälter,
    b) Erwärmen der Halogenide und de3 Sauerstoffs oder des Dampfes in der Dampfphase zur Bildung von feinen Glaspartikeln durch thermische Oxidation oder Hydrolyse,
    c) Niederschlagen der feinen Glaspartikel auf dem in den
    Reaktionsbehälter eingebrachten Substrat und d) Erwärmen der feinen Glaspartikel, um diese zu einer durchsichtigen Glasschicht zu verglasen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der thermischen Oxidation die Temperatur des Substrats
    L 130038/0777 J
    im Bereich von 800 bis 1200°C liegt. 3047589
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturgradient in einem Bereich, wo sich das Substrat in dem Reaktionsbehälter befindet, von l°C/cm bis 50°C/cm, vorzugsweise bis 20°C/cm, bezüglich der Richtung des in den Reaktionsbehälter eingeleiteten SäuerstoffStroms beträgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Hydrolyse die Temperatur des Substrats von 600 bis 11000C beträgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturgradient in einem Bereich, wo sich das Substrat in dem Reaktionsbehälter befindet, von l°C7cm bis 50°C/cm, vorzugsweise bis 20°C/cm, bezüglich der Richtung des in den Reaktionsbehälter eingeleiteten Dampfstroms beträgt.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter einen Reaktionsabschnitt, wo die Halogenide mit dem Sauerstoff oder dem Dampf thermisch oxidiert bzw. hydrolysiert werden, um feine Glaspartikel zu bilden, sowie einen Niederschlagabschnitt zur Aufnahme von mindestens einem Substrat aufweist, auf dem die feinen Glaspartikel niedergeschlagen werden.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, .dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Quarzglas oder aus Keramik besteht.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtige Glasschicht mit dem gewünschten Muster durch reaktives Sputter-Ätzen unter Verwendung von Preongas geätzt wird.
  9. 9. Wellenleiter aus Glas für optische Schaltkreise mit
    130038/0777
    Glasschichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschichten nacheinander auf ein Substrat auflaminiert sind und daß die Glaserweichungstemperaturen der aufeinanderfolgenden Glasschichten von der Seite des .Substrats zu der obersten Glasschicht hin allmählich abnehmen.
  10. 10. Wellenleiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Glasschicht aus einer auf dem Substrat gebildeten Kernschicht und einer auf letzterer gebildeten Überzugsschicht besteht.
  11. 11. Wellenleiter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kernschicht in Form einer GeOp-SiO2-GIaS-schicht auf dem Substrat gebildet und anschließend mit einem gewünschten Muster versehen wird und daß Quarzglas, enthaltend Pp0S 1^ ^0^ m^ ^m wesen*ücnen gleichen Anteilen, als Überzugsschicht mit niedrigerer Glaserweichungstemperatur niedergeschlagen wird, um den Kern derart abzudecken, daß die Gesamtmenge des in dem Quarzglas enthaltenen PpOp- und B2O, geändert wird, um die Glaserweichungstemperatur ohne Änderung des Brechungsindex des PJ^-BpO^-SlOp-Glases zu steuern.
  12. 12. Wellenleiter aus Glas für optische Schaltkreise aus laminierten Glasschichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes auf einem Substrat, gekennzeichnet durch
    a) eine Kernschicht und
    b) eine zwischen dem Substrat und der Kernschicht vorgesehene Glasschicht, deren Ausdehungskoeffizient sich von dem des Substrats zu dem der Kernschicht allmählich ändert .
  13. 13. Wellenleiter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht aus Quarzglas besteht, das P2°5 und B2°3
    L 130038/0777 -J
    in im wesentlichen gleicher Menge enthält, und daß die Gesamtmenge von Ρρ^ς un^L 2P0"=? s^-clri zwischen dem Substrat und der Kernschicht allmählich ändert.
  14. 14. Wellenleiter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat nacheinander eine untere Überzugsschicht, die Glasschicht, die Kernschicht und eine obere Überzugsschicht vorgesehen sind.
  15. 15. Wellenleiter aus Glas für optische Schaltkreise, gekennzeichnet durch
    a) ein Substrat,
    b) einen Kern, der durch Ätzen einer ersten Glasschicht mit dem gewünschten Muster des Wellenleiters gebildet wird, wobei die erste Glasschicht einen hohen Brechungsindex aufweist und Siliciumdioxid als Hauptkomponente enthält sowie auf dem Substrat niedergeschlagen ist, und durch
    c) einen durch eine zweite Glasschicht mit niedrigem Brechungsindex und enthaltend SiO? als Hauptkomponente gebildeten überzug, mit dem der Kern beschichtet ist, wobei der Brechungsindex des Kerns in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Kern und dem überzug verringert ist.
  16. 16. Wellenleiter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Brechungsindex der ersten Glasschicht dieser mindestens ein Zusatz zugegeben ist, der nach der Bildung des Kerns aus diesem ausgetrieben wird, so daß der Brechungsindex in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Kern und dem überzug erniedrigt wird.
  17. 17. Wellenleiter nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Brechungsindex in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Kern und dem überzug nach dem Ausbilden des Kerns mindestens ein Zusatz in den freiliegenden Oberflächenbereich des Kerns eindiffundiert wird.
    130038/0777 J
  18. 18. Wellenleiter nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz ein Oxid aus der Gruppe GeOp, PpOi5 xma Ti02 ist und das die erste Glasschicht SiO2 als Hauptkomponente enthält.
  19. 19· Wellenleiter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz B2O, oder P ist.
  20. 20. Wellenleiter nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Kernschicht in der Nähe der Grenzschicht zwischen der Kernschicht und der Überzugsschicht vermindert ist,
  21. 21. Wellenleiter nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Kernschicht in der Nähe der Grenzschicht zwischen der Kernschicht und zwi schen der Überzugsschicht zur Beschichtung eines durch die Kernschicht gebildeten Kerns vermindert ist.
  22. 22. Wellenleiter nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Substrat und der Kernschicht eine Glasschicht vorgesehen ist, deren Ausdehnungskoeffizient sich von dem des Substrats bis zu dem der Kernschicht allmählich ändert.
  23. 23. Wellenleiter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Kernschicht in der Nähe der Grenzschicht zwischen der Kernschicht und der Überzugsschicht vermindert ist.
  24. 24. Wellenleiter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht eine Gla3schicht mit hohem Brechungsindes ist, die SiOp als Hauptkomponente enthält, und daß die Überzugsschicht eine Glasschicht mit niedrigem Brechungsin-
    deχ ist, die SiO2 als Hauptkomponente enthält.
    L 130038/0777 ->
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