DE3807606A1 - Verfahren zum herstellen eines doppelbrechenden streifenwellenleiters in einem integriert-optischen bauelement sowie ein nach dem verfahren hergestelltes integriert-optisches bauelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines doppelbrechenden Streifenwellenleiters in einem integriert-optischen Bauelement, bei dem ein Glassub­ strat mit einer einen Schlitz aufweisenden Maske ver­ sehen wird und das strukturiert maskierte Glassubstrat mit einer einwertige Kationen enthaltenden Salzschmelze in Kontakt gebracht wird, um einen Ionenaustausch mit Ionen des Glassubstrates vorzunehmen, sowie ein inte­ griert-optisches Bauelement mit einem einen doppel­ brechenden Wellenleiter aufweisenden Glassubstrat.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein integriert-optisches Bauelement mit einem doppelbre­ chenden Wellenleiter sind aus "Stress in Ion-Exchanged Glass Waveguides", Journal of Lightwave Technology, Vol. LT-4, No. 10 October 1986, Seiten 1580 bis 1593 bekannt. Aus der konventionellen Freistrahl-Optik sind doppelbrechende Elemente wie λ/2- und λ/4-Platten be­ kannt, die als optische Isolatoren verwendet werden, wenn beispielsweise das Licht eines Lasers über einen Polarisator in einen optischen Aufbau eingestrahlt wird und vermieden werden soll, daß unerwünschte Reflexionen in den Laser zurückgelangen und dort zu Instabilitäten führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein inte­ griert-optisches Bauelement zu schaffen, das den Aufbau eines integriert-optischen Isolators, insbesondere zur Speisung eines faseroptischen Fabry-Perot-Inteferome­ ters gestattet.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach einem ersten Ionenaustauschprozeß eine zweite, einen mit dem Schlitz der ersten Maske fluchtenden Schlitz aufweisende Maske auf das Substrat aufgebracht und ein zweiter Ionenaustauschprozeß mit einer anderen einwer­ tige Kationen enthaltenden Salzschmelze durchgeführt wird.

Das Verfahren kann so ausgestaltet sein, daß die erste Maske einen durchgehenden langen Schlitz und die zweite Maske einen kurzen den ersten Schlitz über einen Ab­ schnitt in Längsrichtung überdeckenden gleichbreiten Schlitz aufweist. Es ist auch möglich, die erste Maske mit einem durchgehenden langen Schlitz zu versehen, wobei die zweite Maske zwei miteinander fluchtende durch einen Steg voneinander getrennte Schlitze auf­ weist, die den Schlitz der ersten Maske überdecken.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die erste Maske einen kurzen Schlitz und die zweite Maske einen den ersten Schlitz überdeckenden längeren Schlitz aufweist. Gemäß einer Abwandlung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erste Maske einen durch einen Steg unterbrochenen langen Schlitz und die zweite Maske einen im Bereich des Stegs der ersten Maske liegenden kurzen Schlitz aufweist. Schließlich ist es auch möglich, das Verfahren so auszugestalten, daß die erste Maske einen kurzen Schlitz und die zweite Maske einen durch einen Steg im Bereich des Schlitzes der ersten Maske unterbrochenen langen Schlitz aufweist.

Bei dem Verfahren werden die Konzentrationen und Zu­ sammensetzungen der beiden Salzschmelzen so aufeinander abgestimmt, daß im Wellenleiter zwischen zwei nicht doppelbrechenden Wellenleiterelementen ein doppelbre­ chendes Wellenleiterelement entsteht, das aufgrund seiner Länge als λ/4- oder λ/2-Element eines optischen Aufbaus wirksam ist.

Die verwendeten Salzschmelzen enthalten einzeln oder in Mischung beispielsweise Silbernitrat, Natriumnitrat und Kaliumnitrat.

Bei einem besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird neben dem doppelbrechenden Wellen­ leiterabschnitt auf einer Seite eine Grube geätzt. Dies kann beispielsweise so geschehen, daß die Grube durch eine einen kurzen Schlitz aufweisende Maske hindurch geätzt wird. Die Tiefe und/oder der seitliche Abstand der Grube können zur Einstellung der Richtung der Hauptachsen der Doppelbrechung gewählt werden.

Das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte integriert-optische Bauelement mit einem einen doppel­ brechenden Wellenleiter aufweisenden Glassubstrat ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter zwischen zwei nicht doppelbrechenden Abschnitten einen doppel­ brechenden Abschnitt aufweist.

Wenn der doppelbrechende Abschnitt sich parallel ent­ lang einer Grube in der Glassubstratoberfläche er­ streckt, kann durch die Gestalt und Anordnung der Grube die Lage der Hauptachsen der Doppelbrechung beeinflußt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel begrenzt die Grube seitlich den doppelbrechenden Ab­ schnitt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Glassubstrat mit einer aufgebrachten Schlitzmaske,

Fig. 2 das Glassubstrat mit einem Streifenwellen­ leiter und einer zweiten Maske,

Fig. 3 ein integriert-optisches Bauelement gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines Glassubstrates mit einer Maske nach dem Herstellen eines eine durchgehend gleiche Doppelbrechung aufweisenden Wellenleiters,

Fig. 5 das mit dem doppelbrechenden Wellenleiter versehene Glassubstrat nach dem Entfernen der ersten Maske,

Fig. 6 das Substrat nach dem Aufbringen der zweiten Maske,

Fig. 7 einen Querschnitt durch das Substrat im Bereich des doppelbrechenden Wellenleiterab­ schnitts,

Fig. 8 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße integriert-optische Bauelement im Bereich einer die Hauptachsenlage des doppelbrechen­ den Wellenleiterabschnitts bestimmenden Grube,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 8 im Schnitt dargestellen integriert-optischen Bauelementes und

Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung der Grube und des doppelbrechenden Wellenleiterabschnitts in perspektivischer Ansicht im Ausschnitt.

In Fig. 1 erkennt man in perspektivischer Ansicht ein Glassubstrat 1 bzw. einen rechteckigen Ausschnitt aus einem größeren Glassubstrat. Das Glassubstrat 1 hat beispielsweise eine Dicke von 2 mm. Auf dem Glassubs­ trat 1 befindet sich eine Diffusionsmaske 2 mit einem Schlitz 3, der beispielsweise 3 µm breit ist. Bei der Diffusionsmaske 2 handelt es sich um eine dielektrische oder metallische Diffusionsmaske, die z.B. mit Hilfe photolithographischer Techniken hergestellt ist und aus Aluminium oder Titan besteht. Bei dem Glassubstrat 1 handelt es sich um ein Natriumionen und Kaliumionen enthaltendes Glas, das z.B. von der Firma Schott unter der Typenbezeichnung BK 7 vertrieben wird.

Das in Fig. 1 dargestellte und mit einer Diffusions­ maske 2 versehene Glassubstrat 1 wird zum Herstellen eines Wellenleiters entlang dem Schlitz 3 innerhalb des Glassubstrates 1 zunächst einem ersten Ionenaustausch­ prozess unterworfen. Dies geschieht durch Eintauchen des mit der Diffusionsmaske 2 versehenen Glassubstrates 1 in eine Salzschmelze, die beispielsweise eine Tempe­ ratur von 330°C hat. Die Salzschmelze besteht aus Salzen mit Silberionen, Natriumionen und Kaliumionen. Insbesondere besteht sie aus einer Mischung von AgNO₃, NaNO₃ und KNO₃. Der Anteil des Silbernitrats in der Salzschmelze beträgt weniger als 1 mol-%.

Der Ionenaustauschprozeß, der nach dem Eintauchen des Glassubstrates 1 in die Salzschmelze stattfindet, kann entweder als thermischer oder auch als feldunterstütz­ ter Ionenaustauschprozeß durchgeführt werden. Während des Ionenaustauschprozesses dringen Silberionen und Natriumionen durch den Schlitz 3 in das Glassubstrat 1 ein, während Kaliumionen aus dem Glassubstrat 1 durch den Schlitz 3 austreten und in die Salzschmelze gelan­ gen.

Aufgrund des Ionenaustauschs im Glassubstrat 1 entlang dem Schlitz 3 wird im Glassubstrat 1 entlang dem Schlitz ein Wellenleiter 4 gebildet, dessen optische Eigenschaften davon abhängen, welche Ionen in das Glas­ substrat 1 eindringen und welche Ionen aus dem Glas­ substrat 1 austreten. Dies wiederum hängt von den in der Salzschmelze vorhandenen Konzentrationen der Sil­ berionen, Natriumionen und Kaliumionen ab.

Das Verhältnis der Kalium- und Natriumionen in der Salzschmelze, bezogen auf die Silberionenkonzentration, ist so gewählt, daß sich im Wellenleiter 4 ein höherer Brechungsindex als im übrigen Glassubstrat 1 ergibt, ohne daß jedoch im Wellenleiter 4 eine Doppelbrechung auftritt.

Der Einfluß verschiedener für die Ionenaustauschpro­ zesse verwendbarer Ionen auf die Eigenschaften von Glaswellenleitern nach deren Eindringen im Austausch gegen Natriumionen und Kaliumionen ist in der nach­ folgenden Tabelle dargestellt:

Aus der obigen Tabelle erkennt man, daß sich ein Wel­ lenleiter 4 ohne Doppelbrechung einstellt, wenn Silber­ ionen in das Glassubstrat eindringen, was zu einer Erhöhung des Brechungsindexes und zu einer Doppelbre­ chung führt, die jedoch vermieden wird, wenn aus der Salzschmelze Natriumionen gegen Kaliumionen im Glas­ substrat ausgetauscht werden. Bezüglich der Doppel­ brechung ergibt sich aus der obigen Tabelle, daß das Eindringen von Silberionen eine positive Doppelbrechung und das Einbringen von Natriumionen eine negative Doppelbrechung bewirkt, die sich bei gleicher Größe gegenseitig aufheben.

Wenn in der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise im Glassubstrat 1 der Wellenleiter 4 hergestellt worden ist, wird die erste Diffusionsmaske 2 durch eine zweite Diffusionsmaske 5 ersetzt, die über ein Schlitz­ fenster 6 verfügt, das genau über dem nichtdoppelbre­ chenden Wellenleiter 4 ausgebildet ist. Die Länge des Schlitzfensters 6 liegt zwischen 0,2 und 2 mm und beträgt insbesondere etwa 1 mm.

Das Schlitzfenster 6 dient dazu, im nichtdoppelbrechen­ den Wellenleiter 4 einen doppelbrechenden Wellenleiter­ abschnitt 7 zu erzeugen, der in Fig. 3 dargestellt ist. Nach dem Aufbringen der zweiten Diffusionsmaske 5 mit dem Schlitzfenster 6 wird das in Fig. 2 dargestellte Glassubstrat 1 einem zweiten Ionenaustauschprozeß unterworfen, bei dem wiederum ein thermischer oder feldunterstützter Ionenaustausch stattfindet. Vorzugs­ weise wird für den zweiten Ionenaustauschprozeß ein feldunterstützter Austausch mit den Ionen einer zweiten Salzschmelze mit von den Salzen der ersten Salzschmelze verschiedenen Salzen durchgeführt, um die weitere Diffusion des bereits erzeugten Wellenleiters 4 mög­ lichst gering zu halten.

Wenn das in Fig. 2 dargestellte Glassubstrat 1 mit der zweiten Diffusionsmaske 5 in eine Salzschmelze aus Kaliumnitrat eingetaucht wird, dringen Kaliumionen durch das Schlitzfenster 6 in den Wellenleiter 4 ein, wobei Natriumionen und Silberionen gegen die Kalium­ ionen ausgetauscht werden. Aus der obigen Tabelle ergibt sich, daß sich durch Austausch von Natriumionen im Wellenleiter 4 gegen Kaliumionen aus der Salzschmel­ ze eine große positive Doppelbrechung ergibt. Der Verlust von Silberionen im Austausch gegen Kaliumionen ergibt ebenfalls einen kleinen positiven Beitrag zur Doppelbrechung unter dem Schlitzfenster 6, wie sich indirekt aus der obigen Tabelle ergibt.

Nach dem zweiten Ionenaustauschprozeß enthält der Wellenleiter 4 einen doppelbrechenden Wellenleiterab­ schnitt 7, dessen Doppelbrechung durch die Erzeugung mechanischer Spannungen infolge des Ionenaustauschs entstanden ist. Die Spannungsdoppelbrechung hängt im wesentlichen von den Größen der Ionenradien ab, die bei der Wellenleiterherstellung gegeneinander ausgetauscht werden. Aus der obigen Tabelle erkennt man, daß sowohl negative als auch positive Werte für die Doppelbrechung (n _TM-n_TE) entstehen, und zwar je nachdem ob Druck- oder Zugspannungen durch den Ionenaustausch bewirkt werden. Die obige Tabelle gibt die Größenordnung des Anteils der Doppelbrechung für verschiedene Kombinationen von Austauschionen an.

Je nach den verwendeten Mischungen mehrerer verschie­ dener Ionen in den Salzschmelzen ergeben sich unter­ schiedliche Einwirkungen auf den Brechungsindex und die Doppelbrechung. Im Glassubstrat 1 können verschiedene Austauschionen enthalten sein, wobei es sich normaler­ weise um Kaliumionen und Natriumionen handelt. Aus diesem Grunde ist es möglich, bei annähernd gleichen Brechungsindex-Profilen sehr verschiedene Doppelbre­ chungen zu erzeugen. Es können sowohl positive als auch negative Werte für die Doppelbrechung und insbesondere auch der Fall verschwindender Doppelbrechung einge­ stellt werden. Eine formbedingte Doppelbrechung auf­ grund polarisationsabhängiger Totalreflexion im Wellen­ leiter wird dabei in einigen Fällen kompensiert. Die formbedingte Doppelbrechung läßt sich durch den Bre­ chungsindex dünner Beschichtungen aus dielektrischem Material beeinflussen, die nach dem Entfernen der zweiten Diffusionsmaske auf das in Fig. 3 dargestellte Chip 8 aufgebracht werden können.

Aus der obigen Tabelle ergibt sich, daß der Silber­ ionenanteil in der Salzschmelze vorwiegend das Bre­ chungsindexprofil des Wellenleiters 4 bestimmt, während das Verhältnis des Natriumionenanteils zum Kaliumionen­ anteil in der Salzschmelze vorwiegend das Spannungspro­ fil bestimmt. Dies ergibt sich aus den hohen Spannun­ gen, die ein Austausch von Kaliumionen gegen Natrium­ ionen erzeugt.

Der Fachmann erkennt ohne weiteres, daß statt der oben erörterten Ionenkombinationen andere Möglichkeiten gegeben sind, die sich ebenfalls der Tabelle entnehmen lassen. Das in Fig. 3 perspektivisch dargestellte Chip 8 enthält auf dem Glassubstrat 1 mit einer Stärke von etwa 2 mm den Wellenleiter 4, der sich rinnenförmig mit einer Tiefe von etwa 5 bis 10 µm entlang der Oberfläche 9 des Glassubstrates 1 erstreckt und einen doppelbre­ chenden Wellenleiterabschnitt 7 aufweist. Die Länge des doppelbrechenden Wellenleiterabschnittes 7 ist gerade so gewählt, daß der doppelbrechende Wellenleiterab­ schnitt 7 ein λ/4- oder ein λ/2-Element entsprechend einer λ/4- oder λ/2-Platte in der Freistrahloptik darstellt.

Selbstverständlich läßt sich auf die oben beschriebene Weise ein doppelbrechender Wellenleiterabschnitt 7 nicht nur in einem geradlinig verlaufenden Wellenleiter 4 ausbilden, sondern auch in einer komplizierteren Wellenleiterstruktur.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch das Glassubstrat im Bereich des doppelbrechenden Wellenleiterabschnitts 7 zur Veranschaulichung der Orientierung der Haupt­ achsen 10, 11 der Doppelbrechung, die sich rechtwink­ lig bzw. parallel zur Oberfläche 9 des Glassubstrates 1 erstrecken.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Herstellung eines doppelbrechenden Wellenleiter­ abschnitts 7 durch einen doppelten Ionenaustauschprozeß unter der Verwendung zweier verschiedener Salzschmel­ zenzusammensetzungen beschrieben.

Fig. 4 zeigt das Glassubstrat 1 mit der ersten Diffu­ sionsmaske 2, die entsprechend der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Diffusionsmaske 2 mit einem Schlitz 3 ausgebildet und hergestellt ist. In Abwei­ chung von dem zusammen mit Fig. 1 beschriebenen Ver­ fahren wird jedoch beim ersten Ionenaustauschprozeß eine Kaliumnitratschmelze verwendet. Nach dem Ein­ tauchen des Glassubstrates 1 erfolgt daher ein Aus­ tausch der im Glassubstrat 1 vorhandenen Natriumionen gegen Kaliumionen im Glassubstrat 1 entlang dem Schlitz 3. Aus der obigen Tabelle ergibt sich, daß beim Aus­ tausch von Natriumionen gegen Kaliumionen in der Salz­ schmelze eine große positive Doppelbrechung infolge der Erzeugung mechanischer Spannungen aufgrund der unter­ schiedlichen Ionengrößen auftritt. Der so erzeugte und in Fig. 4 dargestellte Wellenleiter 12 weist somit entlang seiner gesamten Länge eine hohe positive Dop­ pelbrechung auf.

Nach dem Ersetzen der ersten Diffusionsmaske 2 durch eine in Fig. 6 gezeigte zweite Diffusionsmaske 13 mit einem Steg 14 bzw. nach einem Ergänzen der ersten Diffusionsmaske 2 durch einen Steg 14, erfolgt ein zweiter Ionenaustauschprozeß in einer Salzschmelze, die aus einem Gemisch von Silbernitrat, Kaliumnitrat und Natriumnitrat hergestellt ist. Der Kaliumnitratanteil der Salzschmelze dient dazu, den Verlust an Kaliumionen aus dem doppelbrechenden Wellenleiter 12 zu puffern. Aus dem Natriumnitratanteil treten Natriumionen in den doppelbrechenden Wellenleiter 12 ein, was gemäß der obigen Tabelle einen großen negativen Einfluß auf die Doppelbrechung hat. Der Verlust von Kaliumionen führt zu einer Brechungsindexerniedrigung, die jedoch durch das Eindringen von Silberionen kompensiert wird. Insge­ samt ergibt sich durch den zweiten Ionenaustauschpro­ zeß, daß im Bereich der Schlitze 15 und 16 neben dem Steg 14 der ursprünglich doppelbrechende Wellenleiter 12 so verändert wird, daß im Bereich der Schlitze 15, 16 Wellenleiterabschnitte ohne Doppelbrechung erzeugt werden, die in Fig. 3 mit den Bezugszeichen 17 und 18 bezeichnet sind.

Durch den anhand der Fig. 4 beschriebenen ersten Ionen­ austauschprozeß wird somit der in Fig. 5 perspektivisch dargestellte doppelbrechende Wellenleiter 12 mit Haupt­ achsen 10 und 11 erzeugt, um im Anschluß mit Hilfe der in Fig. 6 dargestellten Diffusionsmaske 13 und einem zweiten Ionenaustauschprozeß zu einem Wellenleiter 4 entsprechend Fig. 3 zu gelangen, der über nichtdoppel­ brechende Wellenleiterabschnitte 17 und 18 verfügt, die beidseitig an einen doppelbrechenden Wellenleiterab­ schnitt 7 angekoppelt sind. Der Doppelpfeil 19 in den Fig. 2, 3, 6 und 9 veranschaulicht dabei jeweils die Länge des herzustellenden bzw. hergestellten doppel­ brechenden Wellenleiterabschnitts 7.

Wie der Fachmann aus den obigen Erörterungen erkennt, ist es auch möglich, gemäß einer weiteren Abwandlung der Erfindung, den ersten Ionenaustauschprozeß mit einer Diffusionsmaske 5 entsprechend Fig. 2 durchzu­ führen, wobei eine nur Kaliumionen oder Kaliumionen und Natriumionen enthaltende Salzmischung für die Salz­ schmelze verwendet wird. Dieser Prozeß erzeugt eine Verspannung des Wellenleiterabschnitts bei geringer Indexerhöhung. Vor dem zweiten Austausch wird gemäß dieser Abwandlung eine Diffusionsmaske 2 entsprechend Fig. 1 auf das Substrat aufgebracht. Der Austausch erfolgt dann in einer Schmelze mit Silberionen, Kalium­ ionen und Natriumionen, wobei das Verhältnis der Ka­ lium- und Natriumionen so ausgelegt ist, daß bei dem Prozeß in dem verwendeten Glas keine Doppelbrechung entsteht. Hier wird also durch leichte Verspannung des Glases die formbedingte Doppelbrechung kompensiert. Auch mit diesem in der Zeichnung nicht gesondert darge­ stellten Verfahren kann eine integriert-optische Ver­ sion eines optischen Isolators hergestellt werden, bei dem Licht mit einer Polarisation in 45° zur Oberfläche eingestrahlt wird. Der doppelbrechende Wellenleiterab­ schnitt wird durch Einstellung der Doppelbrechung (Kaliumionen/Natriumionenverhältnis beim ersten Prozeß) und durch Vorgabe der Länge so ausgelegt, daß die TE- und die TM-Wellen des Lichtstrahles nach Durchlaufen des Wellenleiterabschnitts um eine halbe Wellenlänge phasenverschoben sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des doppelten Ionenaustauschprozesses besteht darin, als erste Maske die in Fig. 6 dargestellte Diffusionsmaske und als zweite Maske die in Fig. 2 dargestellte Diffusionsmaske 5 zu verwenden, um nach Durchführung der beiden Ionen­ austauschprozesse zu der in Fig. 3 veranschaulichten Struktur zu gelangen.

Der in Fig. 3 perspektivisch und in Fig. 7 im Schnitt dargestellte Wellenleiterabschnitt 7 verfügt über Hauptachsen 10, 11, die rechtwinklig bzw. parallel zur Oberfläche 9 des Glassubstrates 1 verlaufen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Hauptachsen 10, 11 auch mit anderen Orientierungen hergestellt werden. Da die Orientierung der Hauptachsen bei hoher Verspannung des Wellenleiterabschnitts 7 hauptsächlich durch die Orientierung der Hauptspan­ nungen gegeben ist, erfolgt gemäß der Erfindung eine mechanische Nachbehandlung, durch die die Richtungen der Hauptspannungen verändert werden.

Dazu wird auf das in Fig. 3 bzw. 7 dargestellte Chip erneut eine Maskierung aufgebracht, die jedoch diesmal keinen mit dem Wellenleiter 4 fluchtenden Schlitz, sondern einen neben dem Wellenleiterabschnitt 7 paral­ lel zu diesem verlaufenden Schlitz aufweist. Diese in der Zeichnung nicht dargestellte dritte Maskierung deckt das Chip 8 somit bis auf einen kurzen Schlitzbe­ reich neben dem doppelbrechenden Wellenleiterabschnitt 7 vollkommen ab.

Zur Veränderung der Orientierung der Hauptachsen 10, 11 wird durch den Schlitz der dritten Maskierung eine Grube 20 entlang dem doppelbrechenden Wellenleiterab­ schnitt 7 in das Glassubstrat 1 eingeätzt. Die Tiefe der Grube 20 entspricht dabei in etwa der Ausdehnung des Wellenleiterabschnitts 7 rechtwinklig zur Ober­ fläche 9. Je nach der Tiefe der Grube 20 kann die Orientierung der Hauptachsen 10, 11 verändert werden.

Das Ätzen der Grube 20 entlang dem Wellenleiterab­ schnitt 7 erfolgt beispielsweise durch reaktives Ionen­ ätzen, durch ein trockenes Ätzen mit Gasen oder ein Ätzen mit Flüssigkeiten.

Fig. 9 zeigt in perspektivischer Ansicht die Lage der Grube 20 auf der Oberfläche 9 eines fertigen Chips 8. Die geätzte Grube 20 ist in Fig. 10 zusammen mit dem doppelbrechenden Wellenleiterabschnitt 7 vergrößert und gesondert dargestellt.

Bei dem in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel befindet sich die Grube 20 unmittelbar neben dem Wellenleiterabschnitt 7. Abwandlungen, bei denen die Grube auf der anderen Seite oder auf beiden Seiten des Wellenleiterabschnitts 7 vorgesehen ist, sind möglich. Ebenso kann die Grube mit einem kleinen Abstand zum Wellenleiterabschnitt 7 vorgesehen sein.

Claims (16)

1. Verfahren zum Herstellen eines doppelbrechenden Streifenwellenleiters in einem integriert-opti­ schen Bauelement, bei dem ein Glassubstrat mit einer einen Schlitz aufweisenden Maske versehen wird, und das strukturiert maskierte Glassubstrat mit einer einwertige Kationen enthaltenden Salz­ schmelze in Kontakt gebracht wird, um einen Ionen­ austausch mit Ionen des Glassubstrates vorzuneh­ men, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem ersten Ionenaustauschprozeß eine zweite, einen mit dem Schlitz der ersten Maske fluchtenden Schlitz aufweisende Maske auf das Substrat aufge­ bracht und ein zweiter Ionenaustauschprozeß mit einer anderen einwertige Kationen enthaltenden Salzschmelze durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Maske einen durch­ gehenden langen Schlitz und die zweite Maske einen kurzen, den ersten Schlitz über einen Abschnitt in Längsrichtung überdeckenden gleichbreiten Schlitz aufweist (Fig. 2).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Maske einen durch­ gehenden langen Schlitz und die zweite zwei mit­ einander fluchtende, durch einen Steg voneinander getrennte Schlitze aufweist, die den Schlitz der ersten Maske überdecken (Fig. 6).

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Maske einen kurzen Schlitz und die zweite Maske einen den ersten Schlitz überdeckenden längeren Schlitz aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Maske einen durch einen Steg unterbrochenen langen Schlitz und die zweite Maske einen im Bereich des Stegs der ersten Maske liegenden kurzen Schlitz aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Maske einen kurzen Schlitz und die zweite Maske einen durch einen Steg im Bereich des Schlitzes der ersten Maske unterbrochenen langen Schlitz aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Konzen­ trationen und Zusammensetzungen der beiden Salz­ schmelzen so aufeinander abgestimmt sind, daß im Wellenleiter zwischen zwei nichtdoppelbrechenden Wellenleiterelementen ein doppelbrechendes Wellen­ leiterelement entsteht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Salzschmelzen Silbernitrat und/oder Natriumnitrat und/oder Kaliumnitrat enthalten.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem doppelbre­ chenden Wellenleiterabschnitt eine Grube geätzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Grube durch eine einen kurzen Schlitz aufweisende Maske hindurchgeätzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tiefe und/oder der seitliche Abstand der Grube zur Einstellung der Richtungen der Hauptachsen der Doppelbrechung gewählt werden.

12. Integriert optisches Bauelement mit einem einen doppelbrechenden Wellenleiter aufweisenden Glas­ substrat, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (4) zwischen zwei nichtdoppelbre­ chenden Abschnitten (17, 18) einen doppelbrechen­ den Abschnitt (7) aufweist.

13. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der doppelbrechende Abschnitt (7) sich parallel entlang einer Grube (20) in der Glassubstratoberfläche (9) erstreckt.

14. Bauelement nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der doppelbrechende Ab­ schnitt (7) die Grube (20) seitlich begrenzt.

15. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Beeinflussung der formbedingten Doppelbrechung eine Beschichtung aus einem dielektrischen Material auf die Oberfläche (9) des den Wellenleiter (4) enthaltenen Glas­ substrates (1) aufgebracht ist.

16. Integriert optisches Bauelement mit einem einen doppelbrechenden Wellenleiter aufweisenden Glas­ substrat, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (4) mehrere Abschnitte (7, 17, 18) mit unterschiedlich ausgeprägter Doppelbre­ chung aufweist.