FR2798222A1 - Equipement et procede de fabrication de composants optiques - Google Patents
Equipement et procede de fabrication de composants optiques Download PDFInfo
- Publication number
- FR2798222A1 FR2798222A1 FR9911189A FR9911189A FR2798222A1 FR 2798222 A1 FR2798222 A1 FR 2798222A1 FR 9911189 A FR9911189 A FR 9911189A FR 9911189 A FR9911189 A FR 9911189A FR 2798222 A1 FR2798222 A1 FR 2798222A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- dielectric substrate
- optical components
- manufacturing optical
- irradiation
- electron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 10
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
- C03C23/004—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by electrons, protons or alpha-particles
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un procédé et un équipement de fabrication de composants optiques par irradiation d'un substrat diélectrique recouvert par une couche conductrice déposée par évaporation, l'irradiation étant réalisée à l'aide d'un faisceau d'électrons défléchis pour former une modification structurée d'indice de réfraction caractérisé en ce que le substrat diélectrique est formé par de la silice dopée.
Description
EQUIPEMENT <B>ET</B> PROCEDE <B>DE FABRICATION DE</B> <B>COMPOSANTS OPTIQUES.</B> La présente invention concerne le domaine de l'optique et de l'optronique et plus particulièrement la fabrication de composants et de circuits optiques.
De tels circuits sont réalisés sur des substrats de silices à l'aide d'un faisceau d'électrons réalisant une variation structurée d'indice de réfraction. Les applications concernent les guides d'onde, les circuits optiques intégrés, les circuits optiques utilisés dans le domaine des télécommunications, les réseaux de Bragg, les guides optiques monomodes, les réseaux de micro lentilles pour les caméras CCD ou pour des écrans plats, les coupleurs en étoile, ou divers autres circuits optiques ou optroniques.
Le principe général de fabrication de composants optiques est décrit par exemple dans le brevet européen EP525606 concernant un procédé de fabrication de composants optiques du type guide d'ondes, comprenant les étapes de (a) former une section plaquée inférieure, qui est réalisée en verre de silice, sur un substrat ; (b) former un couche antistatique et une couche de masque, qui présente un motif souhaité, sur la surface de ladite section plaquée inférieure dans l'ordre dans lequel elles sont citées ; (c) former un noyau dudit motif souhaité dans ladite section plaquée inférieure en irradiant un faisceau d'électrons à partir du dessus de ladite couche de masque ; (d) retirer ladite couche de masque et ladite couche antistatique pour exposer la surface de ladite section plaquée inférieure ; et (e) former une section plaquée supérieure, qui présente un indice de réfraction plus faible que ledit noyau, sur la surface exposée de ladite section plaquée inférieure, ladite section plaquée supérieure étant formée pour présenter une épaisseur qui est suffisante pour sensiblement éviter les pertes de diffusion, provoquées par de petites irrégularités produites sur la surface de ladite section plaquée supérieure, en évitant ainsi les pertes de propagation. On a également décrit dans l'article "WAVEGUIDE FABRICATION FOR INTEGRATED OPTICS BY ELECTRON BEAM IRRIDATION OF SILICA" paru dans Journal of lightwave technology Vol. 9, NO 6, DUNE 1991 un procédé de fabrication consistant à modifier localement l'indice de réfraction d'un substrat en silice à l'aide d'un faisceau d'électrons.
Le problème des solutions de l'art antérieur est la lenteur du procédé d'écriture du substrat, en raison des durées d'irradiation importantes requises pour obtenir une variation d'indice.
Pour répondre à ce problème, il est apparu de façon surprenante que contrairement à l'enseignement de l'état de la technique, la silice pure ne constitue pas le substrat optimal, et que l'utilisation de silice dopée permet d'augmenter l'électrosensibilité du substrat.
L'invention concerne dans son acception la plus générale un procédé de fabrication de composants optiques par irradiation d'un substrat diélectrique recouvert par une couche conductrice déposée par évaporation, l'irradiation étant réalisée à l'aide d'un faisceau d'électrons défléchis pour former une modification structurée d'indice de réfraction caractérisé en ce que le substrat diélectrique est formé par de la silice dopée.
Selon une première variante, le substrat diélectrique est Si02dopé.
Selon une deuxième variante, le substrat en silice est dopé avec un ou plusieurs des éléments suivants Ge02, étain SnOz à une concentration molaire de quelques pour cents, P205 à une concentration molaire inférieure à 20 %, B203 à une concentration molaire inférieure à 40 De préférence, le substrat est revêtu d'une couche d'or ou de carbone d'une épaisseur de l'ordre de 10 nanomètres.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant à un exemple non limitatif de réalisation et aux figures annexées où - la figure 1 représente une vue schématique d'un équipement pour la mise en #uvre du procédé selon l'invention.
La figure 1 représente une vue schématique d'une installation comprenant une enceinte (1) reliée à une pompe à vide (9).
Un filament (2) associé à des bobines d'accélération de modulation de l'intensité et de focalisation (3) produit un faisceau d'électrons de quelques dizaines de KeV défléchi par des bobines de déflexion (4 à 6) et focalisé par une lentille électromagnétique (7) sur la surface d'une pièce formée par un substrat diélectrique (8) revêtu par une couche conductrice (10). La densité d'irradiation électronique est de l'ordre de 0, 15 nA/pm2 à 1 mA/@tm2 . La pénétration des électrons est de l'ordre du micromètre dans le substrat.
Le substrat est formé par une plaque de silice dopée polie à k,/10 au moins. Une couche de carbone ou d'or d'une épaisseur d'une dizaine de manomètres est déposée sur la surface du substrat.
Le substrat est formé par de la silice dopée avec un oxyde de germanium, ou un dopant similaire tels que l'étain Sn02 à une concentration molaire de quelques pour cents, de l'oxyde de phosphore P205 à une concentration molaire inférieure à 20 % ou un oxyde de bore B203 à une concentration molaire inférieure à 40 % ou un mélange de plusieurs de ces dopants.
La déflexion du faisceau d'électron et l'intensité est commandée par un programme d'ordinateur pour réaliser les modifications d'indice selon un dessin prédéterminé, dont la résolution peut atteindre le micromètre.
Claims (1)
- <B>R E V E N D I C A T I O N S</B> 1 - Procédé de fabrication de composants optiques par irradiation d'un substrat diélectrique recouvert par une couche conductrice déposée par évaporation, l'irradiation étant réalisée à l'aide d'un faisceau d'électrons défléchis pour former une modification structurée d'indice de réfraction caractérisé en ce que le substrat diélectrique est formé par de la silice dopée. 2 - Procédé de fabrication de composants optiques par irradiation électronique d'un substrat diélectrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le substrat diélectrique est en S'02 dopé. 3 - Procédé de fabrication de composants optiques par irradiation électronique d'un substrat diélectrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dopant est Ge02. 4 - Procédé de fabrication de composants optiques par irradiation électronique d'un substrat diélectrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dopant est de l'étain Sn02 à une concentration molaire de quelques pour cents. 5 - Procédé de fabrication de composants optiques par irradiation électronique d'un substrat diélectrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dopant est P205 à une concentration molaire inférieure à 20 6 - Procédé de fabrication de composants optiques par irradiation électronique d'un substrat diélectrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dopant est B203 à une concentration molaire inférieure à 40 7 - Procédé de fabrication de composants optiques par irradiation électronique d'un substrat diélectrique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le substrat est revêtu d'une couche d'or ou de carbone d'une épaisseur de l'ordre de quelques dizaines de nanométres. 8 - Équipement pour la fabrication de composants optiques par irradiation d'un substrat diélectrique recouvert par une couche conductrice, l'irradiation étant réalisée à l'aide d'un faisceau d'électrons comprenant un générateur (2) de faisceau d'électrons focalisé et défléchi pour former une modification structurée d'indice de réfraction à la surface dudit substrat caractérisé en ce qu'il est destiné à recevoir un substrat diélectrique formé par de la silice dopée. 9 - Composant optique ou optronique obtenu par modification structurée d'indice de réfraction à l'aide d'un faisceau d'électron caractérisé en ce qu'il comporte un substrat diélectrique (8) formé par de la silice dopée.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9911189A FR2798222B1 (fr) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Equipement et procede de fabrication de composants optiques |
| PCT/FR2000/002455 WO2001018574A1 (fr) | 1999-09-07 | 2000-09-06 | Equipement et procede de fabrication de composants optiques |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9911189A FR2798222B1 (fr) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Equipement et procede de fabrication de composants optiques |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2798222A1 true FR2798222A1 (fr) | 2001-03-09 |
| FR2798222B1 FR2798222B1 (fr) | 2002-03-01 |
Family
ID=9549611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9911189A Expired - Fee Related FR2798222B1 (fr) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Equipement et procede de fabrication de composants optiques |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2798222B1 (fr) |
| WO (1) | WO2001018574A1 (fr) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3542536A (en) * | 1967-09-01 | 1970-11-24 | Hazeltine Research Inc | Method of forming optical waveguide by irradiation of dielectric material |
| JPS6145202A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-05 | Hitachi Ltd | 光導波路 |
| US5178658A (en) * | 1991-09-17 | 1993-01-12 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method for forming an optical waveguide by selective volatization |
| EP0525606A1 (fr) * | 1991-07-24 | 1993-02-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Fabrication de guide d'ondes par irradiation de dioxyde de silicium avec faisceau d'électrons |
| WO1997015533A1 (fr) * | 1995-10-26 | 1997-05-01 | Brown University Research Foundation | Attaque chimique selective a codage optique pour les applications de microtechnologies au verre |
| JPH1184155A (ja) * | 1997-09-02 | 1999-03-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | グレーティング型光導波路の形成方法 |
-
1999
- 1999-09-07 FR FR9911189A patent/FR2798222B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-06 WO PCT/FR2000/002455 patent/WO2001018574A1/fr active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3542536A (en) * | 1967-09-01 | 1970-11-24 | Hazeltine Research Inc | Method of forming optical waveguide by irradiation of dielectric material |
| JPS6145202A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-05 | Hitachi Ltd | 光導波路 |
| EP0525606A1 (fr) * | 1991-07-24 | 1993-02-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Fabrication de guide d'ondes par irradiation de dioxyde de silicium avec faisceau d'électrons |
| US5178658A (en) * | 1991-09-17 | 1993-01-12 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method for forming an optical waveguide by selective volatization |
| WO1997015533A1 (fr) * | 1995-10-26 | 1997-05-01 | Brown University Research Foundation | Attaque chimique selective a codage optique pour les applications de microtechnologies au verre |
| JPH1184155A (ja) * | 1997-09-02 | 1999-03-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | グレーティング型光導波路の形成方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| BARBIER D ET AL: "WAVEGUIDE FABRICATION FOR INTEGRATED OPTICS BY ELECTRON BEAM IRRADIATION OF SILICA", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,US,IEEE. NEW YORK, vol. 9, no. 6, 1 June 1991 (1991-06-01), pages 715 - 720, XP000206708, ISSN: 0733-8724 * |
| MADDEN S J ET AL: "OPTICAL CHANNEL WAVEGUIDE FABRICATION BASED ON ELECTRON BEAM IRRADIATION OF SILICA", APPLIED PHYSICS LETTERS,US,AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS. NEW YORK, vol. 57, no. 27, 31 December 1990 (1990-12-31), pages 2902 - 2903, XP000222957, ISSN: 0003-6951 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 202 (P - 477) 15 July 1986 (1986-07-15) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 08 30 June 1999 (1999-06-30) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2798222B1 (fr) | 2002-03-01 |
| WO2001018574A1 (fr) | 2001-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6356694B1 (en) | Process for producing planar waveguide structures as well as waveguide structure | |
| EP2281215B1 (fr) | Dispositif photonique intégré | |
| EP0187467A1 (fr) | Composante optique intégrée en verre | |
| EP0106752A1 (fr) | Procédé de fabrication de guides d'ondes lumineuses | |
| RU2151412C1 (ru) | Способ изготовления оптического волноводного устройства | |
| EP0050545B1 (fr) | Lentille de Fresnel intégrée et son procédé de fabrication | |
| US20010021293A1 (en) | Method for modifying refractive index in optical wave-guide device | |
| EP3100088B1 (fr) | Méthode de fabrication d'un guide d'onde optique à structure " ridge " à faibles pertes de couplage entre le guide d'onde optique à structure " ridge " et une fibre optique, et guide d'onde optique à structure " ridge " fabriqué par cette méthode | |
| US5894538A (en) | Method of forming integrated optical circuit planar waveguide turning mirrors | |
| FR2791781A1 (fr) | Filtre polarisant et son procede de fabrication | |
| EP0285499A1 (fr) | Procédé pour augmenter localement les indices de réfraction d'un matériau électro-optique utilisable en optique guidée et matériau obtenu par ce procédé | |
| JP5958933B2 (ja) | ナノファイバーフォトニック結晶の製造方法、及び、ナノファイバーフォトニック結晶の製造装置 | |
| EP0480485B1 (fr) | Lecteur intégré de disque optique | |
| FR2779239A1 (fr) | Fibre optique filtrante courte | |
| FR2590368A1 (fr) | Procede de production d'un guide d'ondes lumineuses plan | |
| FR2749672A1 (fr) | Positionnement vertical d'un composant optoelectronique sur un support, en regard d'un guide optique integre a ce support | |
| FR2798222A1 (fr) | Equipement et procede de fabrication de composants optiques | |
| EP3294680A1 (fr) | Fibre optique ruban en verre photosensible | |
| Shoji et al. | Hydrogenated amorphous silicon carbide optical waveguide for telecommunication wavelength applications | |
| FR3114316A1 (fr) | Verre photosensible et procédé d’inscription de structures de variation d’indice de réfraction en volume dans un tel verre | |
| Sundaram et al. | Chalcogenide glasses and structures for quantum sensing | |
| JP3531232B2 (ja) | マイクロレンズおよびその形成方法 | |
| JP3358184B2 (ja) | 光伝送線路 | |
| JP3317301B2 (ja) | 光導波路 | |
| WO2008090279A2 (fr) | Fibre optique dopee a symetrie spatiale brisee |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |