DE69626939T2

DE69626939T2 - Prozess zur Herstellung eines Bragg-Gitters in einem optischen Wellenleiter aus PZG-Fluoridglas sowie dadurch hergestelltes Bragg-Gitter

Info

Publication number: DE69626939T2
Application number: DE69626939T
Authority: DE
Inventors: Brigitte Boulard; Charles Jacoboni; Marc Douay
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 1995-12-11
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: DE69626939D1; FR2742234B1; EP0779522B1; EP0779522A1; FR2742234A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von photorefraktiven einbeschriebenen Gittern vom Bragg-Gitter-Typ, ausgehend von einer planaren Wellenführung, die ein Substrat aufweist, das mit einem fluorierten Glasfilm vom PbF₂, ZnF₂-, GaF₂-Typ beschichtet ist, der auch mit der Abkürzung PZG bezeichnet wird.
Sie betrifft ebenfalls photorefraktive Gitter vom Bragg-Gitter-Typ, die in eine Wellenführung lichteinbeschrieben sind, wie sie gemäß dem genannten Verfahren erhalten werden können.
Die optischen Bauteile vom Bragg-Gitter-Typ, die in einer Wellenführung ausgebildet sind, erfordern die lokale Beherrschung des Brechungsindex dieser Führungsstruktur.
Es ist bereits bekannt, solche Bragg-Gitter ausgehend von lichtempfindlichen Materialien (Lichtfasern oder planare Führungen) durch Lichteinbeschreibung mit Hilfe einer Bestrahlung im Ultraviolettbereich herzustellen.
Die am häufigsten in der Telekommunikation verwendeten optischen Fasern sind Germaniumsilicat-Monomode-Fasern. Schon 1978 ist die Lichtempfindlichkeit dieser Fasern durch K. O. Hill et al., Appl. Phys. Lett. Vol. 32 (10(1978) S. 647–649 hervorgehoben wurden.
Jedoch hat sich herausgestellt, daß die typische Größenordnung der während der UV-Bestrahlung induzierten Brechungsvariationen der Germaniumsilicat-Fasern am häufigsten auf einige 10^-5 beschränkt ist.
Die Lichtempfindlichkeit anderer Gläser mit anderen Dotiermitteln ist ebenfalls untersucht worden.
Auch die Lichtempfindlichkeit der mit Cer dotierten Silicat-Gläser ist von L. Dong et al., Vol. 10 (1991) OSA Technical Digest Series Optical Society of America, Washington D. C. 1991, Paper Nr. JTUB2 beschrieben worden.
Kürzlich ist die Lichtempfindlichkeit von fluorierten Gläsern von mit Cer dotiertem ZBLAN- und ZBLALi-Typ herausgestellt worden (H. Poignant et al., Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 184 (1995) S. 282–285).
Diese Druckschrift offenbart ein Verfahren für die Herstellung von Bragg-Gittern in einer Wellenführung, bei dem das Material der Führung ein fluoriertes Glas auf der Basis von ZrF₄ oder YbF₄ ist, das mit wenigstens einem Element (Cer) dotiert ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den Ionen seltener Erden gebildet ist, das lichtempfindliche Eigenschaften aufweist, d.h. eine Neigung, eine signifikante Änderung seines Brechungsindex unter Wirkung einer Bestrahlung mit Strahlen im Ultraviolettbereich zu erfahren, wobei die gewünschten refraktiven Gitter in dieser Führung durch eine geeignete ultraviolette Bestrahlung hergestellt werden.
Die Druckschriften Physical Review B, Vol. 39 Nr. 9, März 1989, S. 6076–6081 und Physical Review B, Vol. 34 Nr. 6, September 1986, S. 4213–4220 betreffen Analysen von Eigenschaften von Gittern, die in mit Eu dotierten Gläsern realisiert sind. Aus diesen Druckschriften geht hervor, daß alle fluorierten Gläser, die mit wenigstens einem Element aus der Familie seltener Erden dotiert sind, nicht notwendigerweise automatisch die Lichtempfindlichkeit des so dotierten fluorierten Glases nach sich ziehen.
Es sind außerdem Gläser bekannt, die in glasartigen PbF₂-, ZnF₂-, GaF₂-Systemen (PZG) auftauchen. Insbesondere beschreibt die Patentanmeldung FR-A-2 643 360 ein Verfahren zum Abscheiden aus der Gasphase eines fluorierten Glases auf ein Substrat, indem die Bestandteile des abzuscheidenden Glases in einem Aufnahmebad geschmolzen werden, das aus einer geschmolzenen Mischung von Fluoriden gebildet ist, die ihrerseits eine zu Glas verarbeitbare Zusammensetzung bildet, die aus weniger flüchtigen Elementen als die Fluoride des abzuscheidenden Glases gebildet ist.
In der Praxis wird das genannte Substrat mit den Gasen in Kontakt gebracht, die aus einem Schmelzbad metallischer Fluoride stammen, das ein Aufnahmebad mit folgender Zusammensetzung (in Mol-%, insgesamt 100%) aufweist:
– 9–26 YF₃
– 19–28 BaF₂
– 35–40 InF₃
– 18–25 M'F₂ (M'= Mn, Cd, Zn)
– 0–10 Zusatz und außerdem die anderen Zutaten des abzuscheidenden fluorierten Glases umfaßt.
In der Patentanmeldung FR-A-2 695 943 (die der EP-A-0588718 entspricht) ist der Erhalt eines Films aus Dotierelemente enthaltendem fluorierten Glas über das gleiche Verfahren mit einer Abscheidung aus der Gasphase beschrieben. Die in dieser Patentanmeldung beschriebenen Beispiele betreffen die folgenden Dotierelemente: Yttrium (Y), Erbium (Er), Ytterbium (Yb), Neodym (Nd), Praseodym (Pr). Dieses Dokument erwähnt ein Glas, das mit wenigstens einem Element aus der Familie seltener Erden dotiert ist.
Entsprechend dieser Patentanmeldung werden die Gasflüsse gleichzeitig ausgehend von wenigstens zwei Tiegeln abgegeben, wobei ein erster Tiegel ein Aufnahmebad und die metallischen Basisfluoride enthält, die das fluorierte Glas bilden, und wenigstens ein zweiter Schmelztiegel Dotierelemente enthält, die von wenigstens einem Halogenid seltener Erden gebildet sind.
Aus Kenntnis des Anmelders beschreibt kein veröffentlichtes Dokument die Lichtempfindlichkeit dieser Glastypen.
Auf unerwartete Weise haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung herausgefunden, daß bestimmte Filme aus fluoriertem Glas vom PZG-Typ, die mit Ionen seltener Erden dotiert sind, die auf geeignete Weise ausgewählt sind, eine beachtliche Lichtempfindlichkeit erkennen lassen, die durch Bestrahlung beträchtliche lichtinduzierte Indexdifferenzen erhalten läßt: typischerweise größer, oder gleich 10^-3.
Die Erfindung schlägt daher ein neues Verfahren zur Herstellung von Bragg-Gittern vor, wie es in den beigefügten Ansprüchen 1–6 definiert ist.
Unter wirkungsvoller Menge wird verstanden, daß die aus der Bestrahlung resultierende Indexvariation beträchtlich ist, vorzugsweise größer als etwa 10-³.
Das Substrat ist von der Art derart, daß es die Vereinigung mit einem Film vom PZG-Typ erlaubt.
Der Bestandteil des Substrats kann beispielsweise aus einem fluorierten Glas, Aluminium, Siliziumdioxid, einem Metall, Silizium, einem Halbleitermaterial, wie beispielsweise InP oder GaAs, ausgewählt werden. Unter den fluorierten Gläsern, die als Substrat dienen können, werden beispielsweise Gläser auf der Basis von Zirconiumfluorid (ZBLAN) oder Hafniumfluorid erwähnt, die insbesondere in den französischen Patentanmeldungen Nr. 2 354 977 und 2 384 724 beschrieben sind, und die monokristallinen Fluoride, wie die Calcium-, Bariumfluoride, etc.
Eine typische Zusammensetzung eines fluorierten Glases vom PZG-Typ für den Film umfaßt in Mol-%:
– 33 bis 43PbF₂
–32 bis 42 GaF₃
– 20 bis 30 ZnF₂ ggf. Mangan-, Cadmium-, Indium- oder Aluminiumfluoride und Zusätze.
Auf jeden Fall ist die Erfindung nicht auf eine spezielle Zusammensetzung eines fluorierten Glases vom PZG-Typ beschränkt, sondern umfaßt hingegen allgemein alle Glaszusammensetzungen vom PZG-Typ, insbesondere diejenigen, die dem Durchschnittsfachmann wohlbekannt sind.
Unter Ionen seltener Erden werden die Elemente der Familie der Lanthanide und Yttrium verstanden, deren Spektrallinien und chemische Eigenschaften ähnlich denen schwerer Lanthanide sind.
Unter den Ionen seltener Erden werden insbesondere Er³⁺, Yb³⁺, Nd³⁺, Pr³⁺, Ce³⁺, Eu²⁺ erwähnt .
Die Dotierelemente liegen vorzugsweise im Film in einem Verhältnis gleich oder kleiner 10 Mol-% vor.
Die Erfindung betrifft insbesondere die planaren Wellenführungen, deren Dotierelemente unter den Ce³⁺- oder Eu²⁺-Ionen ausgewählt sind.
Die Erfinder sind zum momentanen Stand ihrer Kenntnisse nicht im Stande, die bemerkenswerten Ergebnisse zu erläutern, die ausgehend von diesen Wellenführungen beobachtet werden. Tatsächlich sind die physikalischen Vorgänge auf der Grundlage der Photorefraktivität, die mit den Ionen seltener Erden in verschiedenen Matrizen verbunden ist, noch größtenteils unbekannt und immer noch Untersuchungsgegenstand.
Die Anregungswellenlänge muß kleiner als 300 nm sein. Die Wellenlänge wird als Funktion der Absorptionsbande im UV der verwendeten seltenen Erde, des Gitterabstands (beschränkt auf λ/2) und der verfügbaren Laser ausgewählt.
Die Anregungswellenlänge kann zwischen 240 und 245 nm für die Ce³+- , Eu²+-Ionen liegen.
Damit die Quelle kontinuierlich oder gepulst ist, können zwei Lasertypen für die Lichteinbeschreibung verwendet werden.
Die kontinuierliche Quelle stammt beispielsweise von einem mittels eines Bariumbetaboratkristalls resonatorintern frequenzverdoppelten Argon-Ionenlaser, Coherent Innova 70 mit 4 W. Die kontinuierliche Quelle (deren Bestrahlungsstärke zwischen 10 und 300 W/cm² liegt) zieht eine Verdichtung des Materials an den bestrahlten Stellen nach sich. Diese Verdichtung kann beispielsweise durch Beobachtung der Oberfläche der ebenen Führungen mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) nach Bestrahlung in einem Interferenzfeld kenntlich gemacht werden.
Die gepulste Quelle stammt beispielsweise von einem Lambda Physik System, das aus einem XeCl-Excimer-Laser gebildet ist, der einen mittels eines BBO-Kristalls frequenzverdoppelten Farblaser pumpt. Diese gepulste Quelle zieht eine Lichtablation des Materials nach sich. Eine kleinere Fluenz als die verwendete liefert zufriedenstellendere Ergebnisse.
Die lokalen lichtinduzierten Indexvariationen sind beträchtlich: typischerweise größer als 10-³, vorzugsweise größer als 5.^10-3. In einigen Fällen kann diese lichtinduzierte Indexdifferenz größer als 10^-2 sein. Dies ist insbesondere für Europium der Fall, selbstverständlich können jedoch auch andere seltene Erden oder Mischungen seltener Erden die gleichen Qualitäten aufweisen.
Die Werte der induzierten Indexdifferenzen werden ausgehend von gemessenen Brechungswirkungsgraden der in die ebenen Führungen einbeschriebenen Gitter berechnet. Das verwendete Modell berücksichtigt zwei Beiträge, die sich am Wirkungsgrad des Brechungsgitters identifizieren: die lichtinduzierte Indexvariation des Materials und das Phasengitter, das durch die im Rasterkraftmikroskop beobachtete Verdichtung erzeugt wird.
Selbstverständlich sollte die Leistung der Laserquelle ausreichend sein, um eine geeignete Indexvariation sicherzustellen. Das gleiche gilt für die Bestrahlungsdauer.
Die Erfindung betrifft auch in eine Wellenführung lichteinbeschriebene Bragg-Gitter, wie sie in den beigefügten Ansprüchen 7 und 8 definiert sind.
Entsprechend einer bevorzugten Variante weist die optische Führung eine Brechungsindexvariation größer oder gleich 10^-3 auf .
Im Falle der Mischung von Cer und Europium kann es vorteilhaft sein, diese in mehreren unterschiedlichen "zweiten" Tiegeln zu verteilen, die man für den Erhalt eines Filmes vorbestimmter Zusammensetzung gleichzeitig arbeiten läßt. Diese Bedingung ist jedoch nicht unbedingt zwingend.
Vorzugsweise weist der vom ersten Tiegel abgegebene Gasfluß die folgende Zusammensetzung (in Mol-%; insgesamt 100%) auf.
– 30 bis 50 PbF₂
– 30 bis 50 GaF₃
– 0 bis 30 ZnF₂
– 1 bis 5 MnF₂ oder CdF₂ oder CoF₂
– 1 bis 5 InF₃
– 0 bis 10 AlF₃ - 0 bis 10 Zusatz.
Es ist vorzugsweise auch vorgesehen, daß der erste Tiegel ein Aufnahmebad mit der folgenden Zusammensetzung enthält.
– 9 bis 26 YF₃
– 19 bis 28 BaF₂
– 35 bis 40 InF₃
– 18 bis 25 MnF₂ oder CdF₂ oder ZnF₂ oder CoF₂
– 0 bis 10 Zusatz.
Das anfängliche Massenverhältnis des Aufnahmebads bezüglich der Gesamtmasse des anfänglichen Bads ist ausreichend hoch, um eine stabile Zusammensetzung des Aufnahmebads aufrechtzuerhalten. Dieses Verhältnis variiert beispielsweise von 50% bis 90%.
Bestimmte Bestandteile des Aufnahmebads, insbesondere InF₃, MnF₂, CdF₂ und ggf . die Zusätze, finden sich in geringen Verhältnissen im abgeschiedenen fluorierten Glas wieder. Das Zinkfluorid kann Teil des Aufnahmebads sein, es kann sich jedoch auch in Anteilen, die relativ hoch sein können (beispielsweise von 10 bis 30%) im abgeschiedenen Glas wiederfinden, dem es eine erhöhte Stabilität verleiht.
Die Präparation des Certrifluorids ist wohlbekannt und bereitet keinerlei Schwierigkeiten. Im Gegensatz dazu erfordert die Präparation des Europiumdifluorids (Eu²+ Ion) bestimmte Vorsichtsmaßnahmen, da EuF₂ ein instabiles Fluorid ist, das zur Oxidation neigt.
Es wird vorteilhaft durch Reduktion des EuF₃ mittels Silizium entsprechend der folgenden Reaktion präpariert:
4 EuF3 + Si → 4 EuF2 + SiF4
Man verwendet vorzugsweise einen Siliziumüberschuß, der die etwaige Oxidation des EuF₂ während der Erwärmung im Verdampfungsbehälter vermeiden läßt. Die EuF₃-Si-Mischung wird unter inerter Atmosphäre eine Stunde lang bei 890°C und danach 10 Minuten lang bei 995°C erwärmt.
Nunmehr wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben, das lediglich beispielhaft ist, mit Bezug auf die beigefügten Figuren, in denen:
Die 1 eine Schnittansicht einer Verdampfungsvorrichtung für die Herstellung einer planaren Führung gemäß der Erfindung ist,
Die 2 eine perspektivische Ansicht einer optischen Führung vom Bragg-Gittertyp gemäß der Erfindung ist,
Die 3 eine perspektivische Ansicht eines optischen Bauteils ist, das eine optische Führung gemäß der Erfindung aufweist,
Die 4 ein Graph ist, der die experimentellen Kurven der Variation des Brechungswirkungsgrades als Funktion der Bestrahlungszeit für die Beispiele 1, 2 und 3 wiedergibt, die nachstehend beschrieben werden.
Gemäß 1 ist der Verdampfungsbehälter 1 eine Glocke aus rostfreiem Stahl mit 33 cm Durchmesser, 40 Liter Volumen, die mittels eines Ausgangs 2 über eine Flüssigstickstoffalle mit einer Pumpengruppe verbunden ist, die ein Vakuum von einigen 10^-4 mbar erlaubt. Der Ausgang 2 ist bezüglich der Achse der Glocke versetzt. Ein erster Tiegel 3 aus Graphit, der die Zusammensetzung des fluorierten PZG-Glases enthält, und ein zweiter Tiegel 4 ebenfalls aus Graphit, der die Zusammensetzung des Lanthanidfluorids enthält, sind im besagten Gehäuse aufgenommen. Jeder dieser Tiegel ist auf einer Wärmekopplung-Keramikträgerstange 5 bzw. 6 angeordnet und wird getrennt über Hochfrequenzwicklungen 7 bzw. 8 erwärmt.
Ein Substrat 9, das in einem Probenträger 10 mit mobiler Heizung angeordnet ist, der an einem Arm 17 befestigt ist, ist in der gemeinsamen Zone der Kegel 11 und 12 der jeweils von den beiden Tiegeln 3 und 4 abgegebenen Flüsse angeordnet. Die optimale Träger-Substrat-Tiegel-Position ist auf gleicher Höhe wie die Drehachse 13 des Probenträgers, der den Trägerarm 17 des Probenträgers trägt, einstellbar, der um den oben am Behälter 1 gelegenen dichten Drehdurchgang 14 gedreht und hin- und herbewegt werden kann. Nicht dargestellte Masken können ggf. wenigstens teilweise vor dem Substrat angeordnet sein.
Ein dritter Graphitcarbontiegel 15, der eine PZG-Glaszusammensetzung enthält, die unterschiedlich zum Tiegel 3 sein kann, was die Erzeugung von Indexsprüngen in der Führung ermöglicht, ist derart angeordnet, daß der Abgabekegel sich nicht mit den Abgabekegeln der Tiegel 3 und 4 stört. Dieser Tiegel 15, der mit Hochfrequenzheizwicklungen 16 ausgestattet ist, ermöglicht nach Abscheidung des Films aus fluoriertem PZG-Glas die Beschichtung des Films mit einer Oberflächenbeschichtung.
Ablauf einer Verdampfung
Die verwendeten Substrate sind aus CaF₂ und haben eine Dicke von 2 bis 5 mm.
Der Tiegel 3 enthält 1 g der folgenden Zusammensetzung aus fluoriertem PZG-Glas (in Mol):
30% PbF₂
50% ZnF₂
20% GaF₃ für die Beispiel 1, 2 und 3 und 3 g (Verhältnis 1 : 4) eines Aufnahmebads der Zusammensetzung (in Mol)
22% BaF₂
37% InF₃
21% CdF₂
15% YF₃
5 % LaF₃
Der Tiegel 4 enthält 200 mg CeF₃ (Beispiele 1 und 2); 200 mg einer EuF₃-Si-Mischung (Beispiel 3).
Im Gegensatz zu CeF₃ ist EuF₂ ein instabiles Fluorid, das zur Oxidation neigt. Es wird daher durch Reduktion von EuF₃ mittels des Siliziums entsprechend der folgenden Reaktion hergestellt:
4EuF3 + Si ⇒ 4 EuF2 + SiF4 ↑
Man verwendet einen Siliziumüberschuß, was eine etwaige Oxidation des EuF₂ während des Erwärmens im Verdampfungsbehälter vermeidet. Die EuF₃-Si-Mischung wird unter inerter Atmosphäre 1 Stunde lang bei 890°C, danach 10 Minuten lang bei 995°C erwärmt.
Der Substratträger 10 ist so justiert, daß er am Schnittpunkt der Verdampfungskegel jedes Tiegels (Distanz zwischen Tiegel und Substrate: ungefähr 10 cm) liegt.
Nachdem die Tiegel und das Substrat an Ort und Stelle gebracht worden sind, wird 2 Stunden lang ein primäres Vakuumpumpen durchgeführt und anschließend das sekundäre Pumpen gestartet. Wenn der Druck stabil ist, wird der Substratträger bis 200°C aufgeheizt, um später die Rißbildung der Abscheidung zu vermeiden. Die Erwärmung der beiden Tiegel wird wie folgt durchgeführt:

– Glas: Temperaturanstieg von 30°C/min, Stufe von 5 min bei 500°C, anschließend Anstieg von 20°C/min bis etwa 600°C.
– Lanthanidfluorid: Temperaturanstieg von 100°C/min, Stufe von 5 min bei 800°C, Anstieg von 30°C/min, Stufe von 5 min bei 900°C, anschließend Anstieg von 10°C/min bis zur Verdampfungstemperatur, die vom Fluorid und der gewünschten Dotiermenge abhängt.

Die Verdampfung dauert etwa 20 min, wodurch Dicken von einigen Mikrometern erhalten werden können. Nach der Verdampfung wird das Substrat langsam abgekühlt (3°C/min). Vor dem Öffnen wird der Behälter mit trockenem Stickstoff aufgefüllt.
Die Eigenschaften der erhaltenen Materialien sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengefaßt:
TABELLE I
Hervorhebung der Lichtempfindlichkeit der Wellenführungen der Beispiele 1, 2 und 3
Die Untersuchung ist mit einer Anregungswellenlänge von 244 nm durchgeführt worden. Zwei Lasertypen sind für die Untersuchung der Lichteinbeschreibung verwendet worden: eine kontinuierliche Quelle (mittels eines Bariumbetaboratkristalls resonatorintern frequenzverdoppelter Argon-Ionenlaser, Coherent Innova 70 mit 4 W) und eine gepulste Quelle (Lambda Physik System, das aus einem XeCl-Excimer-Laser gebildet ist, der einen mittels eines BBO-Kristalls frequenzverdoppelten Farblaser pumpt).
Die gepulste Quelle führt bei den angewandten Experimentierzuständen zu einer Lichtablation des Materials. Im Gegenzug führt die kontinuierliche Quelle geringerer Bestrahlungsstärke (zwischen 10 und 300 W/cm²) zu einer Verdichtung des Materials an den bestrahlten Stellen. Diese Verdichtung wird durch Beobachtung der Oberfläche der ebenen Führungen mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) nach Bestrahlung in einem Interferenzfeld hervorgehoben. Sie ist der Ursprung einer der Beiträge zur Indexvariation.
Die Dynamik der Indexvariation ist komplex und es nehmen wahrscheinlich mehrere physikalische Prozesse am Mechanismus der Photorefraktivität teil. Die 4 gibt die experimentellen Kurven der Variation des Brechungswirkungsgrads als Funktion der Bestrahlungszeit für die drei Beispiele wieder. Die lichtinduzierten Indexdifferenzen sind beträchtlich: typischerweise 5 x 10-³ mit einer Cer-Dotierung, größer als 10^-2 mit einer Europium-Dotierung (wie in der nachstehenden Tabelle II angegeben). Diese Werte der induzierten Indexdifferenzen sind ausgehend von gemessenen Brechungswirkungsgraden der einbeschriebenen Gitter in die ebenen Führungen berechnet worden. Das verwendete Modell berücksichtigt zwei Beiträge, die zum Wirkungsgrad des Brechungsgitters identifiziert werden: die lichtinduzierte Indexvariation des Materials und das durch die Verdichtung erzeugte Phasengitter, die im Rasterkraftmikroskop beobachtet wird (die verwendeten Werte sind in Tabelle II detaillierter angegeben).
Gemäß 3 weist ein optisches Bauteil 19 mit der Länge 2 cm und Breite 1 cm ein Substrat 9 mit der Dicke 2 bis 5 mm auf, das von einer PZG-Glasschicht 18 mit der Dicke 1 bis 10 μm beschichtet ist.
Das Substrat ist ein Material mit einer Glanzoptik: fluoriertes Glas (ZBLAN, ZBLA, BIZYbT), Monokristall (CaF₂, BaF₂) Metall (Cu, Al). Die Beschichtung hat eine der aus den Beispielen 1 bis 3 erhaltenen Zusammensetzungen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung erlaubt daher die Herstellung von optischen Bauteilen, die eine erhöhte lokale Indexvariation aufweisen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von photorefraktiven Gittern vom Typ eines Bragg-Gitters in einer Wellenführung aus einem fluorierten Glas, das mit wenigstens einem Element dotiert ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den Ionen seltener Erden gebildet ist, wobei das dotierte fluorierte Glas lichtempfindliche Eigenschaften aufweist, d. h. eine Neigung, eine signifikante Änderung seines Brechungsindexes unter Wirkung einer Bestrahlung mit Strahlen im Ultraviolettbereich zu erfahren, und die gewünschten Brechungsgitter in der Führung durch eine geeignete Ultraviolettbestrahlung hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenführung eine Planarführung ist, die ein Substrat aufweist, das mit einem Film ausgestattet ist, der die Führungsschicht der Planarführung bildet, und daß das lichtempfindliche dotierte fluorierte Glas diesen Film bildet und von einem fluorierten Glas vom Typ PbF₂-ZnF₂-GaF₂, d. h. PZG, gebildet ist, das mit einem oder mehreren der Elemente dotiert ist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus den Ionen seltener Erden gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung der phtorefraktiven einbeschriebenen Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Dotierelemente in dem Film in einem Verhältnis von gleich oder kleiner 10 Mol% enthalten sind.
Verfahren zur Herstellung der photorefraktiven einbeschriebenen Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung mittels einer gepulsten Laserquelle realisiert wird.
Verfahren zur Herstellung der photorefraktiven einbeschriebenen Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung mittels einer kontinuierlichen Laserquelle realisiert wird.
Verfahren zur Herstellung der photorefraktiven einbeschriebenen Gitter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Quelle kleiner als 300 nm ist.
Verfahren zur Herstellung der photorefraktiven einbeschriebenen Gitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierelemente aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus den Ionen der seltenen Erden Ce³+, Eu²+ gebildet ist .
Photorefraktive Gitter vom Typ eines Bragg-Gitters, die in eine Wellenführung lichteinbeschrieben sind, wie sie geeigneterweise gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 erhalten werden, wobei die Wellenführung aus einem fluorierten Glas ist, das mit wenigstens einem Element dotiert ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den Ionen seltener Erden gebildet ist, wobei das dotierte fluorierte Glas lichtinduzierte lokale Variationen des Brechungsindexes aufweist, welche die photorefraktiven Brechungsgitter bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenführung eine Planarführung ist, die ein Substrat umfaßt, das mit einem Film ausgestattet ist, der die Führungsschicht der Planarführung bildet, und daß das dotierte fluorierte Glas den Film bildet und durch ein fluoriertes Glas vom Typ PbF₂-ZnF₂-GaF₂, d. h. PZG, gebildet ist, das mit einem oder mehreren der Elemente dotiert ist, die aus der besagten Gruppe ausgewählt sind, die aus den Ionen seltener Erden gebildet ist.
Gitter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation des Brechungsindexes größer oder gleich 10-³ ist.