JP2000155231A - Waveguide core film and its production - Google Patents

Waveguide core film and its production

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JP2000155231A
JP2000155231A JP11077093A JP7709399A JP2000155231A JP 2000155231 A JP2000155231 A JP 2000155231A JP 11077093 A JP11077093 A JP 11077093A JP 7709399 A JP7709399 A JP 7709399A JP 2000155231 A JP2000155231 A JP 2000155231A
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core film
waveguide core
initial
film
thermal annealing
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Japanese (ja)
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Yoshimichi Oki
義路 大木
Makoto Fujimaki
真 藤巻
Shigeyuki Yotsumoto
茂之 四元
Kazuo Imamura
一雄 今村
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a waveguide core film which can be used both as a normal waveguide core film stable against UV rays and as a grating core film having sensitivity to UV rays and showing large changes in the refractive index induced by light by depositing a waveguide core film by a specified method and heat treating the core film in an oxidative atmosphere as the posttreatment. SOLUTION: This waveguide core film consists of a quartz glass core film with addition of Ge, and the quartz glass core film with addition of Ge deposited by a CVD method on a substrate is heat treated in an oxidative atmosphere at a higher temp. than the temp. in the deposition process. Although an absorption band appears at 5.1 eV caused by oxygen-deficit defects of Ge in the initial waveguide core film Ias, such absorption band does not appear in the initial waveguide core film IIas. Therefore, the initial waveguide core film IIas is not an oxygen-deficit glass so that it is suitable to form a waveguide stable against UV rays.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導波路用コア膜お
よびその作製方法に関する。特に、光誘起屈折率変化を
利用して、グレーティング等の光学素子を形成するのに
適した導波路コア膜及びその作製方法に関する。
The present invention relates to a core film for a waveguide and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a waveguide core film suitable for forming an optical element such as a grating using a photo-induced refractive index change, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、導波路コア膜の製造方法とし
ては、CVD法(化学的気相堆積法;Chemical Vapor D
eposition)もしくはFHD法(火炎堆積法;Flame Hyd
rolysis Deposition)により石英系ガラスである導波路
コア膜をシリカ基板上に堆積するものが知られている。
ここで、上記CVD法とは、導波路コア膜として堆積す
る組成を有するガスを熱もしくはプラズマにより分解し
て基板上に堆積させるものである。また、上記FHD法
とは、光ファイバの製造方法であるVAD技術を応用し
たものであり、基板に多孔質ガラスを吹き付けて焼結す
るものである。そして、通常、この導波路コア膜に対し
エッチング処理等を施すことにより導波路として必要な
コア部だけに削り出すということが行われ、このコア部
に対しクラッド層等が成されて導波路として用いられ
る。また、上記の導波路コア膜には、コア部の屈折率を
クラッド部よりも高めて光をコア部内に閉じ込めておく
ためにGe(ゲルマニウム)が通常添加されている。こ
の通常の導波路コア膜中のGe添加量は、十分に光を閉
じ込めるための高い屈折率を得るとともに、伝送損失を
低く抑えるために、約3.5〜約10モル%の範囲内に
設定されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of manufacturing a waveguide core film, a CVD method (Chemical Vapor Deposition; Chemical Vapor D) has been used.
eposition) or FHD method (flame deposition method; Flame Hyd)
It is known that a waveguide core film made of quartz glass is deposited on a silica substrate by rolysis deposition.
Here, the CVD method is a method in which a gas having a composition to be deposited as a waveguide core film is decomposed by heat or plasma and deposited on a substrate. The FHD method is an application of the VAD technique, which is a method of manufacturing an optical fiber, in which porous glass is sprayed on a substrate and sintered. Usually, by etching the waveguide core film or the like, the core portion required as a waveguide is cut out only by performing an etching process or the like, and a cladding layer or the like is formed on the core portion to form a waveguide. Used. In addition, Ge (germanium) is usually added to the above-described waveguide core film in order to increase the refractive index of the core portion and confine light in the core portion. The amount of Ge added to the ordinary waveguide core film is set in the range of about 3.5 to about 10 mol% in order to obtain a high refractive index for sufficiently confining light and to suppress transmission loss. Have been.

【0003】一方、上記のGeドープされた石英系ガラ
スコア膜に紫外光を照射することにより、例えば、周期
的な屈折率変調縞であるグレーティングを書き込み、こ
のグレーティングを例えば特定波長を反射させる反射フ
ィルタ等の光学素子として利用する技術が開発されてい
る。これらの光学素子が形成された導波路は、通常の光
通信用の導波路の途中に介装され、光通信における各種
の光制御に用いられる。上記の如きGeが添加された導
波路コア膜においては、光子エネルギー(Photon Energ
y)と光の吸収係数(Absorption coefficient)あるい
は吸光度(Absorbance)との関係により定められる吸光
特性は上記の添加したGeに起因してほぼ5.1eVに
ピークを持つ吸収帯が生じるものとなる(例えばH.Hos
ono et al、Narure and origin of the 5-eV band in S
iO2:GeO2glasses、PHYSICAL REVIEW B、Vol.46、No.1
8、pp11445〜11451、1992年11月参照)。このため、上
記の吸収帯に対応する波長の紫外光を照射することによ
り、上記導波路コア部に屈折率変調を生じさせることに
なる。また、上記の屈折率変調はGe関連の常磁性欠
陥、特にGeE’center(GeのEプライムセンター;
Geを中心とする4つの結合手に対しそれぞれ酸素が結
合した本来の4配位構造から1つの酸素がとれて3配位
構造となってGeの電子の手が1つ余っている状態)に
起因するものであることが知られている(K.D.Simmons
et al、Correlation of defect centers with a wavele
ngth-dependent photosensitive response in germania
-doped silica optical fibers、OPTICS LETTERS、Vol.
16、No.3、pp141〜143、1991年2月参照)。5.1eV
に吸収のピークを持つ欠陥の数(欠陥濃度)が多い(高
い)程、紫外光照射によってこのGe関連の常磁性欠陥
がより多く誘起され、その結果、光誘起屈折率変化がよ
り大きくなると考えられている。
On the other hand, by irradiating the Ge-doped quartz glass core film with ultraviolet light, for example, a grating that is a periodic refractive index modulation fringe is written, and this grating is reflected, for example, to reflect a specific wavelength. Techniques for use as optical elements such as filters have been developed. The waveguide on which these optical elements are formed is interposed in the middle of a normal waveguide for optical communication, and is used for various light controls in optical communication. In the waveguide core film to which Ge is added as described above, the photon energy (Photon Energ
The absorption characteristic determined by the relationship between y) and the absorption coefficient or the absorbance of light (absorption coefficient) is such that an absorption band having a peak at approximately 5.1 eV is generated due to the Ge added as described above ( For example, H.Hos
ono et al, Narure and origin of the 5-eV band in S
iO 2 : GeO 2 glasses, PHYSICAL REVIEW B, Vol.46, No.1
8, pp 11445-11451, November 1992). For this reason, by irradiating ultraviolet light having a wavelength corresponding to the above-mentioned absorption band, refractive index modulation is caused in the waveguide core portion. In addition, the refractive index modulation may be caused by Ge-related paramagnetic defects, particularly GeE'center (E prime center of Ge;
One oxygen is removed from the original four-coordinate structure in which oxygen is bonded to each of the four bonding hands centered on Ge to form a three-coordinate structure, leaving one Ge electron hand. (KDSimmons
et al, Correlation of defect centers with a wavele
ngth-dependent photosensitive response in germania
-doped silica optical fibers, OPTICS LETTERS, Vol.
16, No. 3, pp 141-143, February 1991). 5.1 eV
It is believed that the more (higher) the number of defects (defect concentration) having an absorption peak in the Ge, the more this Ge-related paramagnetic defect is induced by ultraviolet light irradiation, and as a result, the change in the photoinduced refractive index becomes larger. Have been.

【0004】しかしながら、Geドープされた石英系ガ
ラスコア膜にグレーティング等を書き込むためには、上
述の通常の導波路コア膜におけるGe添加(約3.5モ
ル%〜約10モル%)だけでは、十分な光誘起屈折率変
化(感光性とも呼ばれることもある)が得られないの
で、光誘起屈折率変化を増大させるために次のような方
法が従来より知られている。すなわち、例えば、上記の
Geに加えB(ホウ素)等の他の元素をも添加する方法
(小向哲郎他、「ブラッググレーティング用光ファイバ
の高感度化」、電子情報通信学会エレクトロニクスソサ
イエティ大会、C-139、pp139、1996参照)や、Ge添
加した導波路コア膜に後工程で水素を添加する方法であ
る(例えば特開平10−82919号公報参照)。
However, in order to write a grating or the like on a Ge-doped quartz glass core film, only by adding Ge (about 3.5 mol% to about 10 mol%) in the above-described ordinary waveguide core film, Since a sufficient light-induced refractive index change (sometimes referred to as photosensitivity) cannot be obtained, the following method is conventionally known to increase the light-induced refractive index change. That is, for example, a method of adding another element such as B (boron) in addition to the above Ge (Tetsuro Komukai et al., “High Sensitivity of Optical Fiber for Bragg Grating”), IEICE Electronics Society Conference, C -139, pp139, 1996) or a method of adding hydrogen to a waveguide core film to which Ge has been added in a later step (see, for example, JP-A-10-82919).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のGe
に加え他の元素をも添加する方法によると、光誘起屈折
率変化型導波路コア膜と、通常の導波路コア膜とを別々
に作り分ける、すなわち、それぞれを異なる工程で堆積
する必要がある。通常の導波路コア膜には、紫外光を受
けても屈折率変化を起こさず安定していること、つま
り、紫外光の照射を受けても上述の欠陥が発生せずに紫
外〜可視〜赤外の全波長域にわたり透過性が良いことが
求められ、通常の導波路コア膜はこのようなものを目標
として作製される。一方、光誘起屈折率変化によってグ
レーティング等の光学素子が形成される導波路コア膜は
上記の通常の導波路コア膜とは逆特性のもの、すなわ
ち、上記の各波長に対し伝送損失は高いものの紫外光の
照射を受けて屈折率変化を誘起し易いものが好ましい。
従って、光誘起屈折率変化型導波路コア膜は、通常の導
波路コア膜とは異なる特別の材料を用いて作製する必要
があることになり、これにより、多大な手間を要し作製
効率が低い。
However, the above Ge
According to the method of adding other elements in addition to the above, the light-induced refractive index change type waveguide core film and the normal waveguide core film must be separately formed, that is, it is necessary to deposit each in a different process. . The ordinary waveguide core film is stable without causing a change in the refractive index even when receiving ultraviolet light, that is, even when irradiated with ultraviolet light, the above-mentioned defects do not occur and the ultraviolet to visible to red Good transmittance is required over the entire outside wavelength range, and a normal waveguide core film is manufactured with such a target as a target. On the other hand, a waveguide core film in which an optical element such as a grating is formed by a light-induced refractive index change has a characteristic opposite to that of the above-described ordinary waveguide core film, that is, although transmission loss is high for each of the above wavelengths, Those which are easy to induce a change in the refractive index upon irradiation with ultraviolet light are preferable.
Therefore, it is necessary to manufacture the photo-induced refractive index change type waveguide core film using a special material different from a normal waveguide core film, which requires a lot of labor and increases the manufacturing efficiency. Low.

【0006】また、光誘起屈折率変化を増大させるため
の上記の水素を添加する方法によると、その水素添加処
理が、通常、高圧水素を充填した密閉容器内に上記コア
部を入れて数週間放置することにより行われるため、こ
の添加処理のための設備に加え、多大な処理時間を必要
とすることになる。
Further, according to the above-described method of adding hydrogen for increasing the photo-induced refractive index change, the hydrogenation treatment is usually carried out for several weeks by placing the core in a closed container filled with high-pressure hydrogen. Since it is carried out by leaving it unattended, a large processing time is required in addition to the equipment for this addition processing.

【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、通常の導波路
コア膜および光誘起屈折率変化型コア膜を高効率で作製
する方法およびそのような作製方法によって得られるコ
ア膜および導波路を提供することを目的とする。特に、
光誘起屈折率変化を増大させるためにGeとは異なる元
素の添加や後処理による水素の添加を行うこと無しに、
同じ工程で堆積した導波路コア膜に対し後処理を施すこ
とにより、紫外光に対し安定な通常の導波路コア膜とし
ても、紫外光に敏感であって光誘起屈折率変化の大きな
グレーティング用コア膜としてもいずれにも適用し得る
導波路コア膜及びその作製方法を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a normal waveguide core film and a light-induced refractive index change type core film with high efficiency. It is an object to provide a core film and a waveguide obtained by such a manufacturing method. In particular,
Without adding an element different from Ge or adding hydrogen by post-processing to increase the photoinduced refractive index change,
By performing post-processing on the waveguide core film deposited in the same process, even a normal waveguide core film that is stable against ultraviolet light can be used as a grating core that is sensitive to ultraviolet light and has a large photoinduced refractive index change. An object of the present invention is to provide a waveguide core film which can be applied to any of the films and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ある特定方法によって堆積した導波路コ
ア膜に対し後処理として、酸化雰囲気下(酸素存在下)
または非酸化雰囲気下で熱処理を施すことにより紫外光
を吸収するGe関連の欠陥状態が変化してその欠陥に起
因する吸収帯の吸収ピークが低減または増大することを
見いだし、この変化性状に着目してなされたものであ
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for post-processing a waveguide core film deposited by a specific method in an oxidizing atmosphere (in the presence of oxygen).
Alternatively, by performing heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, the state of a Ge-related defect that absorbs ultraviolet light changes, and it is found that the absorption peak of an absorption band caused by the defect decreases or increases. It was done.

【0009】具体的には、第1の発明による導波路コア
膜は、Geを添加した石英系ガラスコア膜よりなる導波
路コア膜であって、基板上にCVD法によって堆積され
たGe添加の石英系ガラスコア膜に対し、酸化雰囲気下
(例えば大気雰囲気下等の酸素存在下)で少なくとも前
記堆積時よりも高い温度で熱処理されてなるものであ
る。
Specifically, the waveguide core film according to the first invention is a waveguide core film made of a silica-based glass core film doped with Ge, and is a Ge-doped core film deposited on a substrate by a CVD method. The quartz-based glass core film is subjected to a heat treatment in an oxidizing atmosphere (for example, in the presence of oxygen such as an air atmosphere) at a temperature higher than at least the deposition time.

【0010】また、第2の発明は、上記第1の発明の導
波路コア膜の作製方法に係り、Geが添加された石英系
ガラスコア膜を作製する導波路コア膜作製方法であっ
て、CVD法によってGeを添加しながら石英系ガラス
コア膜を基板上に堆積する工程と、前記堆積工程の後
に、前記石英系ガラスコア膜に対し酸化雰囲気下(例え
ば大気雰囲気下等の酸素存在下)で少なくとも前記堆積
工程よりも高い温度で熱処理を施す工程とを包含する。
前記堆積工程を酸素欠乏雰囲気下において行ってもよ
い。
[0010] A second invention relates to a method of manufacturing a waveguide core film according to the first invention, wherein the method comprises manufacturing a silica-based glass core film to which Ge is added. Depositing a quartz-based glass core film on a substrate while adding Ge by CVD, and, after the depositing step, subjecting the quartz-based glass core film to an oxidizing atmosphere (for example, in the presence of oxygen such as an air atmosphere). And performing a heat treatment at a higher temperature than at least the deposition step.
The deposition step may be performed in an oxygen-deficient atmosphere.

【0011】ここで、CVD法によるGeドープ石英系
ガラスコア膜の堆積を例えば700℃よりも高く800
℃を超えない温度範囲で行った場合には、上記熱処理は
800℃以上の温度で行えばよい。また、「酸化雰囲気
下または酸素存在下」とは、酸素欠乏雰囲気ではないこ
とを意味し、後述の実施形態の説明から明らかなよう
に、酸素欠乏欠陥のGe元素を酸化(酸素との結合を形
成)できるだけの酸素を供給できる雰囲気を指す。酸素
分圧が約0.1atm以上であることが好ましく、約
0.5atm以上であることが更に好ましい(但し還元
性の水素ガスは実質的に含まない。)。酸素分圧および
雰囲気の全圧の上限は特に無いが、簡便さのためには、
大気圧(1気圧)以下が好ましい。
Here, the deposition of the Ge-doped quartz glass core film by the CVD method is performed, for example, at a temperature higher than 700.degree.
When the heat treatment is performed in a temperature range not exceeding ℃, the heat treatment may be performed at a temperature of 800 ℃ or more. Further, “in an oxidizing atmosphere or in the presence of oxygen” means that the atmosphere is not an oxygen-deficient atmosphere, and as is clear from the description of the embodiment described below, the Ge element of the oxygen-deficient defect is oxidized (bonding to oxygen) Formation) refers to an atmosphere that can supply as much oxygen as possible. The oxygen partial pressure is preferably about 0.1 atm or more, more preferably about 0.5 atm or more (however, substantially no reducing hydrogen gas is contained). Although there is no particular upper limit for the oxygen partial pressure and the total pressure of the atmosphere, for simplicity,
It is preferably at most atmospheric pressure (1 atm).

【0012】さらに、第3の発明による導波路コア膜
は、Geが添加された石英系ガラスコア膜よりなる導波
路コア膜であって、基板上にCVD法によって堆積され
たGe添加の石英系ガラスコア膜に対し、非酸化雰囲気
下で少なくとも前記堆積時よりも高い温度で熱処理され
てなるものである。非酸化雰囲気下で熱処理が施された
前記導波路コア膜内にグレーティングが形成されていて
もよい。
Further, the waveguide core film according to the third invention is a waveguide core film made of a Ge-doped quartz glass core film, wherein the Ge-doped quartz core film is deposited on a substrate by a CVD method. The glass core film is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere at a temperature higher than at least the deposition time. A grating may be formed in the waveguide core film that has been heat-treated in a non-oxidizing atmosphere.

【0013】また、第4の発明は、上記第3の発明の導
波路コア膜の作製方法に係り、Geが添加された石英系
ガラスコア膜を作製する導波路コア膜の作製方法であっ
て、CVD法によってGeを添加しながら石英系ガラス
コア膜を基板上に堆積する工程と、前記堆積工程の後
に、前記石英系ガラスコア膜に対し非酸化雰囲気下で少
なくとも前記堆積工程よりも高い温度で熱処理を施す工
程とを包含する。ここで、前記熱処理工程における前記
非酸化雰囲気は、不活性ガス雰囲気であってもよい。
また、前記非酸化雰囲気下で熱処理が施された前記石英
系ガラスコア膜の少なくとも一部に紫外光を照射するこ
とによってグレーティングを形成する工程を更に包含し
てもよい。
A fourth invention relates to the method of manufacturing a waveguide core film according to the third invention, wherein the method is for manufacturing a silica-based glass core film to which Ge is added. Depositing a quartz-based glass core film on a substrate while adding Ge by a CVD method, and after the depositing step, applying a temperature higher than at least the deposition step to the quartz-based glass core film in a non-oxidizing atmosphere. And performing a heat treatment. Here, the non-oxidizing atmosphere in the heat treatment step may be an inert gas atmosphere.
The method may further include a step of forming a grating by irradiating at least a part of the quartz-based glass core film that has been subjected to the heat treatment in the non-oxidizing atmosphere with ultraviolet light.

【0014】上記第1もしくは第2の発明の場合、CV
D法によって堆積されたas-grownの導波路コア膜(以
下、初期導波路コア膜と称する)に対し酸化雰囲気下で
熱処理(または熱アニールと称する)を行うと、その熱
処理時間の経過と共にGeに起因する5.1eV付近の
吸収ピークが低減する。つまり、熱処理時間の経過と共
に照射紫外光の吸収強度が低下し、紫外光照射による屈
折率変化が小さくなる。換言すれば、上記の熱処理によ
って、紫外光照射を受けても屈折率変化の生じない安定
した導波路コア膜、つまり、グレーティング用ではなく
て通常の導波路コア膜に変換させることが可能になる。
これは、初期導波路コア膜が酸化雰囲気下での熱処理を
受けることにより酸素が初期導波路コア膜に取り込ま
れ、この酸素が上記Ge関連の欠陥に結合してその欠陥
が減少するためと考えられる。
In the case of the first or second invention, the CV
When heat treatment (or thermal annealing) is performed on an as-grown waveguide core film (hereinafter, referred to as an initial waveguide core film) deposited by the method D in an oxidizing atmosphere, the heat treatment time elapses. Reduce the absorption peak around 5.1 eV. That is, as the heat treatment time elapses, the absorption intensity of the irradiated ultraviolet light decreases, and the change in the refractive index due to the irradiation of the ultraviolet light decreases. In other words, the above-described heat treatment allows a stable waveguide core film having no change in refractive index even when irradiated with ultraviolet light, that is, a normal waveguide core film, not for a grating. .
This is because oxygen is taken into the initial waveguide core film when the initial waveguide core film is subjected to a heat treatment in an oxidizing atmosphere, and the oxygen is bonded to the Ge-related defect to reduce the defect. Can be

【0015】初期導波路コア膜を酸素欠乏雰囲気下でC
VD法によって堆積すれば、酸素欠乏型欠陥を多く含ん
だ初期導波路コア膜が得られる。このようにして得られ
た初期導波路コア膜は、紫外光照射により上記のGe
E’centerが増加するので、大きな光誘起屈折率変化を
有し、光学素子(グレーティング等)の書き込み用とし
て好適に利用され得る。この初期導波路コア膜に、後処
理としての上記酸化雰囲気下での熱処理を行うことによ
り、紫外光照射による屈折率変化が小さな通常の導波路
コア膜として用いるのに適した導波路コア膜が得られ
る。
[0015] The initial waveguide core film is treated with C in an oxygen-deficient atmosphere.
If deposited by the VD method, an initial waveguide core film containing many oxygen-deficient defects can be obtained. The initial waveguide core film thus obtained is exposed to the above Ge by irradiation with ultraviolet light.
Since E'center increases, it has a large photoinduced refractive index change, and can be suitably used for writing an optical element (grating or the like). By subjecting this initial waveguide core film to a heat treatment in the above-described oxidizing atmosphere as a post-treatment, a waveguide core film suitable for use as a normal waveguide core film having a small refractive index change due to ultraviolet light irradiation is obtained. can get.

【0016】従って、上述したGeとは異なる元素の添
加や後処理による水素の添加を行うことなしに、本来の
光誘起屈折率変化型導波路コア膜の作製が可能である。
一方、この光学素子形成用の光誘起屈折率変化型導波路
コア膜と同じ工程(CVD法の条件等)で作製した初期
導波路コア膜に対し上記の後処理を施すことによって、
紫外光に対し安定な通常の導波路コア膜をも作製するこ
とが可能になる。
Therefore, it is possible to manufacture the original photoinduced refractive index change type waveguide core film without adding an element different from Ge and adding hydrogen by post-processing.
On the other hand, by performing the above-mentioned post-treatment on the initial waveguide core film manufactured in the same process (such as the conditions of the CVD method) as the light-induced refractive index change type waveguide core film for forming the optical element,
It is also possible to manufacture a normal waveguide core film that is stable against ultraviolet light.

【0017】上記第3もしくは第4の発明の場合、CV
D法によって堆積された初期導波路コア膜に対し非酸化
雰囲気下で熱処理を行うと、その熱処理時間の経過と共
にGeに起因する5.1eV付近の吸収ピークが増大す
ることになる。つまり、熱処理時間の経過と共に照射紫
外光の吸収度合いが増大し、紫外光照射による屈折率変
化の度合いが増加する。換言すれば、上記の熱処理によ
って、紫外光照射を受けたときの屈折率変化が大きいグ
レーティング等の光学素子の形成に適した光誘起屈折率
変化型導波路コア膜を得ることが可能になる。これは、
初期導波路コア膜が非酸化雰囲気下での熱処理を受ける
ことにより、上記Ge関連の欠陥が増加するためと考え
られる。
In the case of the third or fourth invention, the CV
When the initial waveguide core film deposited by the method D is subjected to a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, the absorption peak near 5.1 eV due to Ge increases with the elapse of the heat treatment time. That is, as the heat treatment time elapses, the degree of absorption of the irradiated ultraviolet light increases, and the degree of change in the refractive index due to the irradiation of the ultraviolet light increases. In other words, the above heat treatment makes it possible to obtain a photoinduced refractive index change type waveguide core film suitable for forming an optical element such as a grating having a large change in refractive index when irradiated with ultraviolet light. this is,
It is considered that the Ge-related defects increase when the initial waveguide core film is subjected to a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere.

【0018】上述したように、本発明によると、上記熱
処理の雰囲気および熱処理の程度(温度及び時間)を制
御することにより、紫外域に吸収を有する欠陥の数(密
度)を変化させ、その結果、紫外光照射に対する光誘起
屈折率変化の程度を所望の範囲内に制御することも可能
になる。従って、CVD法によって作製した初期導波路
コア膜の紫外光照射に対する屈折率変化の度合いを制御
して、所望の特性を有するグレーティング等の光学素子
の形成に適した光誘起屈折率変化型導波路コア膜および
通常の導波路コア膜を作製することが可能になる。
As described above, according to the present invention, the number (density) of defects having absorption in the ultraviolet region is changed by controlling the atmosphere of the heat treatment and the degree (temperature and time) of the heat treatment. Also, it is possible to control the degree of the change in the refractive index induced by ultraviolet light irradiation within a desired range. Therefore, a light-induced refractive index change type waveguide suitable for forming an optical element such as a grating having desired characteristics by controlling the degree of change in the refractive index of the initial waveguide core film produced by the CVD method with respect to ultraviolet light irradiation. It becomes possible to produce a core film and a normal waveguide core film.

【0019】酸化雰囲気下および非酸化雰囲気下での熱
処理温度は、CVD法による導波路コア膜の堆積温度
(約700℃〜約800℃)よりも高い温度であればよ
い。導波路コア膜の材料として石英系ガラスを用いた場
合には、約1500℃〜約1600℃以下の温度で熱処
理することが好ましい。
The heat treatment temperature in the oxidizing atmosphere and the non-oxidizing atmosphere may be higher than the deposition temperature (about 700 ° C. to about 800 ° C.) of the waveguide core film by the CVD method. When quartz glass is used as the material of the waveguide core film, it is preferable to perform the heat treatment at a temperature of about 1500 ° C. to about 1600 ° C. or less.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0021】(実施形態1)本実施形態では、酸化雰囲
気下での熱処理(熱アニール)によって光誘起屈折率変
化を制御する。
(Embodiment 1) In this embodiment, a change in the photo-induced refractive index is controlled by a heat treatment (thermal annealing) in an oxidizing atmosphere.

【0022】本実施形態の導波路コア膜は、図1に示す
ようにCVD法による初期導波路コア膜堆積工程と、そ
の後処理としての熱処理(熱アニール)工程とを経るこ
とにより作製される。以下、比較例と共に説明する。
As shown in FIG. 1, the waveguide core film of this embodiment is manufactured by performing an initial waveguide core film deposition process by a CVD method and a heat treatment (thermal annealing) process as a subsequent process. Hereinafter, a description will be given together with a comparative example.

【0023】導波路コア膜としてのGeドープSiO2
コア膜をCVD法及び比較のためにFHD法の各方法に
よってシリカ基板上に堆積した(図1及び図2参照)。
CVD法によって堆積したものを導波路コア膜I(実施
例;図1参照)、FHD法によって堆積したものを導波
路コア膜II(比較例;図2参照)とする。これらの導波
路コア膜IおよびIIは、共に、Geの添加濃度を3.5
mol%にして膜厚7μmになるように堆積した。Iおよ
びIIは、導波路コア膜の堆積方法(CVD法およびFH
D)をそれぞれ表し、初期導波路コア膜IasおよびIIas
(as-grownの導波路コア膜)にx時間熱アニールを施し
た導波路コア膜を導波路コア膜IxhおよびIIxhと表記す
る。
Ge-doped SiO 2 as a waveguide core film
A core film was deposited on a silica substrate by the CVD method and the FHD method for comparison (see FIGS. 1 and 2).
The one deposited by the CVD method is referred to as a waveguide core film I (Example; see FIG. 1), and the one deposited by the FHD method is referred to as a waveguide core film II (comparative example; see FIG. 2). Both of the waveguide core films I and II have a Ge concentration of 3.5.
It was deposited so as to have a thickness of 7 μm by mol%. I and II are the waveguide core film deposition methods (CVD method and FH method).
D) respectively, and the initial waveguide core films Ias and IIas
The waveguide core films obtained by subjecting the (as-grown waveguide core film) to thermal annealing for x hours are referred to as waveguide core films I xh and II xh .

【0024】上記のCVD法としては、具体的にはLP
−CVD法(Low-pressure PlasmaChemical Vapor Depo
sition法;例えば特開平7−49429号公報参照)に
より行った。このLP−CVD法は、低圧で高周波プラ
ズマを発生させる減圧プラズマCVD法に属するもので
ある。具体的には、上記LP−CVD法は、ヒータを内
蔵し外面にプラズマを発生させる誘導コイルが配設され
た反応容器内を真空ポンプにより所定の減圧状態にしか
つ700℃よりも高く800℃を超えない範囲の温度状
態にし、上記誘導コイルに所定の高周波電圧を印加して
上記反応容器内に高周波プラズマを発生させつつ所定流
量の原料ガス(SiCl4、GeCl4、O2等)を供給
することにより上記反応容器内の基板上に導波路コア膜
Iを堆積させるようになっている。
As the above-mentioned CVD method, specifically, LP
-CVD method (Low-pressure Plasma Chemical Vapor Depo
sition method; see, for example, JP-A-7-49429). This LP-CVD method belongs to a low-pressure plasma CVD method for generating high-frequency plasma at a low pressure. Specifically, in the LP-CVD method, the inside of a reaction vessel in which a heater is built in and an induction coil for generating plasma on the outer surface is disposed is brought into a predetermined reduced pressure state by a vacuum pump, and 800 ° C. higher than 700 ° C. the temperature conditions not exceeding supplies a predetermined flow rate of the raw material gas (SiCl 4, GeCl 4, O 2 , etc.) while generating a high frequency plasma in the reaction vessel by applying a predetermined high-frequency voltage to the induction coil Thus, the waveguide core film I is deposited on the substrate in the reaction vessel.

【0025】その後に、CVD法によって得られた各初
期導波路コア膜IasおよびIIasに対し熱アニール工程を
行った。この熱アニール工程では、図3に示した熱アニ
ール装置100を用いて、1気圧(大気圧)の酸素雰囲
気の下でヒータにより800℃で所定時間ずつ加熱し
た。酸素分圧は、少なくとも約0.1atm以上である
ことが好ましい。
Thereafter, a thermal annealing step was performed on each of the initial waveguide core films Ias and IIas obtained by the CVD method. In the thermal annealing step, the thermal annealing apparatus 100 shown in FIG. 3 was used and heated at 800 ° C. for a predetermined time by a heater under an oxygen atmosphere of 1 atm (atmospheric pressure). Preferably, the oxygen partial pressure is at least about 0.1 atm or more.

【0026】図3に、本実施形態の熱アニールに用いら
れる装置の例を示す。図3の熱アニール装置100は、
加熱部20と雰囲気制御部40とを備えている。加熱部
20は、電気炉22と電気炉22内に配置された燃焼管
24とを備えている。試料(初期導波路コア膜Iasおよ
びIIas)28は、燃焼ボート26に収納された状態で燃
焼管24内に配置される。電気炉22から放出される熱
は、燃焼管24内に配置された試料28に供給される。
必要に応じて、試料28の温度を検出し、電気炉22を
制御する回路(不図示)を設けても良い。燃焼管24
は、試料28の温度および試料28の周辺の雰囲気を十
分に効率良く制御するために設けられている。燃焼管2
4および燃焼ボート26は、所望の耐熱性を有する公知
の材料を用いて形成されている。
FIG. 3 shows an example of an apparatus used for thermal annealing according to the present embodiment. The thermal annealing apparatus 100 of FIG.
A heating unit 20 and an atmosphere control unit 40 are provided. The heating section 20 includes an electric furnace 22 and a combustion tube 24 arranged in the electric furnace 22. The sample (initial waveguide core films Ias and IIas) 28 is placed in the combustion tube 24 while being housed in the combustion boat 26. The heat released from the electric furnace 22 is supplied to a sample 28 disposed in the combustion tube 24.
If necessary, a circuit (not shown) for detecting the temperature of the sample 28 and controlling the electric furnace 22 may be provided. Combustion tube 24
Is provided to control the temperature of the sample 28 and the atmosphere around the sample 28 sufficiently and efficiently. Combustion tube 2
4 and the combustion boat 26 are formed using a known material having desired heat resistance.

【0027】雰囲気制御部40は、ガス源としてのボン
ベ42、圧力調整器44および流量調整器46とを備え
ている。ボンベ42に貯蔵されているガスは、配管48
内を流れて、圧力調整器44および流量調整器46でそ
れぞれ圧力および流量が調整され、燃焼管24内に供給
される。本実施形態の酸素雰囲気下での熱アニールを大
気中で行う場合には、雰囲気制御部40を省略すること
もできる。
The atmosphere control section 40 includes a cylinder 42 as a gas source, a pressure regulator 44 and a flow regulator 46. The gas stored in the cylinder 42 is
The pressure and the flow rate are adjusted by the pressure regulator 44 and the flow rate regulator 46, respectively, and are supplied into the combustion pipe 24. In the case where the thermal annealing in the oxygen atmosphere according to the present embodiment is performed in the air, the atmosphere control unit 40 can be omitted.

【0028】なお、図3では、1種類のガスを供給する
ための装置を例示しているが、複数種類のガスを用いる
構成を採用してもよい。さらに、雰囲気制御部40は、
加熱部20内を減圧雰囲気に維持するため、チャンバー
やガス排気系を備える構成を採用してもよい。また、電
気炉22に代えて、公知の加熱装置を広く用いることが
でき、例えば、赤外線加熱炉や赤外線レーザを用いても
よい。
Although FIG. 3 illustrates an apparatus for supplying one type of gas, a configuration using a plurality of types of gases may be employed. Further, the atmosphere control unit 40
In order to maintain the inside of the heating unit 20 in a reduced pressure atmosphere, a configuration including a chamber and a gas exhaust system may be adopted. In addition, a known heating device can be widely used in place of the electric furnace 22, and for example, an infrared heating furnace or an infrared laser may be used.

【0029】各初期導波路コア膜IasおよびIIasに、K
rFエキシマレーザ(Lambda Physik社製LPX105i、光子
エネルギー5.0eV、1パルス当たりのエネルギー密
度80mJ/cm2)により紫外レーザ光を所定ショッ
ト数ずつ照射した。
Each initial waveguide core film Ias and IIas has K
A predetermined number of shots were irradiated with ultraviolet laser light by an rF excimer laser (LPX105i manufactured by Lambda Physik, photon energy: 5.0 eV, energy density per pulse: 80 mJ / cm 2 ).

【0030】上記の各導波路コア膜IおよびII(初期お
よび紫外レーザ光照射)について、吸収スペクトルの測
定、及び、JEOL製のJES−PX1060を用いた
電子スピン共鳴(Electron Spin Resonance;ESR)
法による欠陥状態の測定によって、上記の紫外レーザ光
照射が誘起するガラス構造変化を観測した。また、上記
の各導波路コア膜IおよびII(初期および熱アニール
後)について、吸収スペクトルの測定によって、上記熱
処理が導波路コア膜のガラス構造に及ぼす影響を観察し
た。
For each of the above-mentioned waveguide core films I and II (initial and ultraviolet laser light irradiation), measurement of absorption spectrum and electron spin resonance (Electron Spin Resonance; ESR) using JES-PX1060 manufactured by JEOL.
The glass structure change induced by the irradiation of the ultraviolet laser light was observed by measuring the defect state by the method. The influence of the heat treatment on the glass structure of the waveguide core film was observed by measuring the absorption spectrum of each of the waveguide core films I and II (initial and after thermal annealing).

【0031】併せて、上記各導波路コア膜IおよびII
(初期および熱アニール後)について、それぞれHF溶
液(フッ化水素酸溶液;約10%水溶液)によりエッチ
ング処理する前後の各表面性状について、走査電子顕微
鏡(SEM;株式会社日立製作所製S2500CX)を
用いて観察した。
In addition, each of the above waveguide core films I and II
(Initial and after thermal annealing), using a scanning electron microscope (SEM; S2500CX manufactured by Hitachi, Ltd.) for each surface property before and after etching with an HF solution (hydrofluoric acid solution; about 10% aqueous solution). And observed.

【0032】なお、以上の各測定及び紫外レーザ光照射
は全て室温の下で行った。
The above measurements and the irradiation of ultraviolet laser light were all performed at room temperature.

【0033】(熱アニール前後の吸収スペクトル)上記
各初期導波路コア膜IasおよびIIas、およびこの各初期
導波路コア膜IasおよびIIasに対し熱アニールを1時
間、3時間および5時間行った導波路コア膜IおよびII
について、株式会社島津製作所製のUV−3100PC
により吸収スペクトルの測定を行った。
(Absorption Spectra Before and After Thermal Annealing) The above-described initial waveguide core films Ias and IIas, and the waveguides obtained by subjecting each of the initial waveguide core films Ias and IIas to thermal annealing for 1 hour, 3 hours and 5 hours Core films I and II
About UV-3100PC manufactured by Shimadzu Corporation
Was used to measure the absorption spectrum.

【0034】熱アニール前の上記各初期導波路コア膜I
asおよびIIasについての各吸収スペクトルを図4に、上
記初期導波路コア膜Ias及び1、3および5時間の熱ア
ニールの経過時間毎の導波路コア膜I1h、I3hおよびI
5hについての各吸収スペクトルを図5にそれぞれ示す。
Each of the above-mentioned initial waveguide core films I before thermal annealing
FIG. 4 shows the absorption spectra of as and IIas in the initial waveguide core films Ias and the waveguide core films I 1h , I 3h and I 3 for each elapsed time of thermal annealing for 1, 3 and 5 hours.
Each absorption spectrum for 5h is shown in FIG.

【0035】図4をみると、初期導波路コア膜Iasでは
Geの酸素欠乏性欠陥(Geoxygen-deficient center
s;以下「GODC」という)に起因する5.1eVで
の吸収帯が現れているのに対し、初期導波路コア膜IIas
ではそのような吸収帯は現れていない。従って、初期導
波路コア膜Iasは酸素欠乏型のガラスであるのに対し、
初期導波路コア膜IIasは酸素欠乏型のガラスではなく、
この初期導波路コア膜IIasは紫外光に対しより安定な通
常の導波路形成に適したガラスであると考えられる。
Referring to FIG. 4, in the initial waveguide core film Ias, the oxygen deficiency defect of Ge (Geoxygen-deficient center) was observed.
s; hereinafter referred to as “GODC”), while an absorption band at 5.1 eV appears, whereas the initial waveguide core film IIas
No such absorption band has appeared. Therefore, while the initial waveguide core film Ias is oxygen-deficient glass,
The initial waveguide core film IIas is not oxygen-deficient glass,
This initial waveguide core film IIas is considered to be a glass suitable for forming a normal waveguide which is more stable to ultraviolet light.

【0036】図5をみると、上記の初期導波路コア膜I
asに対し熱アニールを施すと、上記GODCに起因する
5.1eVの吸収帯が熱アニールの実行時間が長くなる
程低減していることが分かる。すなわち、上記5.1e
Vの吸収帯の吸収ピーク値が、熱アニール前の初期導波
路コア膜Iasよりも1時間の熱アニール後の導波路コア
膜I1hの方が低い値となり、この導波路コア膜I1hより
も3時間の熱アニール後の導波路コア膜I3hの方が低い
値となるというように、熱アニールの時間経過に従って
低くなる。そして、5時間の熱アニール後の導波路コア
膜I5hでは5.1eV吸収帯の吸収強度が初期導波路コ
ア膜Iasと比べて約5分の1程度にまで低下している。
従って、初期導波路コア膜Iasに対して5時間を超える
熱アニールを施すことによって、5.1eV吸収帯の吸
収ピーク値が初期導波路コア膜IIasの吸収スペクトルと
ほぼ同じ程度まで低下するものと考えられる。すなわ
ち、上記5.1eV吸収帯に起因して紫外光誘起屈折率
変化が生じる光誘起屈折率変化型導波路コア膜(初期導
波路コア膜Ias)を、これに対し熱アニールを5時間以
上施すことにより紫外光誘起屈折率変化が生じ難い通常
の導波路コア膜(I5h)に変化させることが可能にな
る。これに対し、導波路コア膜IIの場合には上記の熱ア
ニールを施しても、その熱アニールの前後で吸収スペク
トルにおいてさしたる変化はなかった。
Referring to FIG. 5, the initial waveguide core film I
When thermal annealing is performed on as, it can be seen that the absorption band of 5.1 eV caused by the GODC decreases as the execution time of the thermal annealing increases. That is, the above 5.1e
Absorption peak of the absorption band of V becomes the low value towards the waveguide core layer I 1h after thermal annealing for one hour than the initial waveguide core layer Ias before thermal annealing, than the waveguide core layer I 1h Also, the waveguide core film I3h after the thermal annealing for 3 hours has a lower value as the thermal annealing time elapses. After the thermal annealing for 5 hours, the absorption intensity of the 5.1 eV absorption band of the waveguide core film I 5h is reduced to about one fifth of that of the initial waveguide core film Ias.
Therefore, by subjecting the initial waveguide core film Ias to thermal annealing for more than 5 hours, the absorption peak value in the 5.1 eV absorption band is reduced to almost the same level as the absorption spectrum of the initial waveguide core film IIas. Conceivable. That is, a light-induced refractive index change type waveguide core film (initial waveguide core film Ias) in which an ultraviolet light-induced refractive index change is caused by the 5.1 eV absorption band is subjected to thermal annealing for 5 hours or more. This makes it possible to change to a normal waveguide core film (I 5h ) in which the ultraviolet light-induced refractive index change hardly occurs. On the other hand, in the case of the waveguide core film II, even if the above thermal annealing was performed, there was no significant change in the absorption spectrum before and after the thermal annealing.

【0037】なお、上記の図4及び図5の各吸収スペク
トルは横軸を光子エネルギー(Photon Energy)、縦軸
を吸光度(Absorbance;−log10(I/I0)で表される
量。ここで、I0およびIはそれぞれ試料を通る前と後
との光の強度)とし、光子エネルギーに対する吸光度に
より定められる吸光特性を表したものである(後述の図
10、図13、図14および図16において同じ)。 (熱アニール前後の性状)上記各初期導波路コア膜Ias
およびIIasと、この各初期導波路コア膜IasおよびIIas
に対し熱アニールを5時間行った状態の導波路コア膜I
5hおよびII5hについてそれぞれ表面性状の比較観察を行
った。
In each of the absorption spectra in FIGS. 4 and 5, the horizontal axis represents photon energy (Photon Energy), and the vertical axis represents absorbance (Absorbance; -log 10 (I / I 0 )). Where I 0 and I are the light intensities before and after passing through the sample, respectively, and represent the absorption characteristics determined by the absorbance with respect to the photon energy (see FIGS. 10, 13, 14, and 14 to be described later). 16)). (Properties before and after thermal annealing) Each of the above initial waveguide core films Ias
And IIas, and these initial waveguide core films Ias and IIas
Waveguide core film I after thermal annealing for 5 hours
For 5h and II 5h , a comparative observation of the surface properties was performed.

【0038】熱アニール前の各初期導波路コア膜Iasお
よびIIasは、堆積方法の違いに拘わらず共に非常に滑ら
かな表面であった。そして、これらの両初期導波路コア
膜IasおよびIIasの表面をそれぞれ上記HF溶液により
エッチング処理した。この結果、初期導波路コア膜Ias
は図6にそのエッチング処理後の表面性状についてのS
EM写真を示すように細かい凹凸を有するものになった
のに対し、初期導波路コア膜IIasは、図7に図6と同様
のSEM写真を示すように、上記図6の初期導波路コア
膜Iasよりも滑らかな表面であった。
Each of the initial waveguide core films Ias and IIas before the thermal annealing had a very smooth surface regardless of the difference in the deposition method. Then, the surfaces of both of these initial waveguide core films Ias and IIas were etched with the HF solution. As a result, the initial waveguide core film Ias
FIG. 6 shows the surface property S after the etching process.
While the microstructure having fine irregularities as shown in the EM photograph was obtained, the initial waveguide core film IIas was replaced by the initial waveguide core film IIas shown in FIG. The surface was smoother than Ias.

【0039】ここで、HFによりSiO2は溶解し得る
ものの、GeO2は溶解し得ないことは周知である。従
って、Ge量の違いによってHFによるエッチング度合
いは異なることになる。このため、上記の如き初期導波
路コア膜Iの凹凸は、Geの分布が均一ではないこと、
つまりGeリッチの領域とプアな領域とが存在するとい
うようなGe分布の不均一に起因するGeO2分布の不
均一性によるものと考えられる。このため、初期導波路
コア膜Iasに対しHF溶液によるエッチング処理をして
も、そのエッチング後の表面が滑らかにはならなかった
ものと考えられる。加えて、初期導波路コア膜IasのG
eリッチ領域には多量のGODCが集中しているものと
考えられる。このことは上述の吸収スペクトルの測定結
果(GODCに起因する5.1eVでの吸収帯の存在)
と合致している。
It is well known that SiO 2 can be dissolved by HF but GeO 2 cannot be dissolved by HF. Therefore, the degree of etching by HF differs depending on the difference in Ge amount. Therefore, the unevenness of the initial waveguide core film I as described above is such that the Ge distribution is not uniform,
In other words, this is considered to be due to the non-uniformity of the GeO 2 distribution caused by the non-uniformity of the Ge distribution, such as the presence of a Ge-rich region and a poor region. Therefore, it is considered that even if the initial waveguide core film Ias was subjected to the etching treatment with the HF solution, the surface after the etching did not become smooth. In addition, G of the initial waveguide core film Ias
It is considered that a large amount of GODC is concentrated in the e-rich region. This means that the above-mentioned absorption spectrum measurement results (the presence of an absorption band at 5.1 eV due to GODC)
Is consistent with

【0040】これに対し、初期導波路コア膜IIasではG
eの分布がほぼ均一であるものと考えられる。そして、
初期導波路コア膜IIasにおいて、HFによるエッチング
処理後の表面が図7に示すように滑らかな状態であると
いう事実は、Geの分布が本来均一であることを示して
いる。このことは、吸収スペクトルにおいて5.1eV
での吸収帯が存在しないことに対応している。
On the other hand, in the initial waveguide core film IIas, G
It is considered that the distribution of e is almost uniform. And
The fact that the surface of the initial waveguide core film IIas after the HF etching treatment is in a smooth state as shown in FIG. 7 indicates that the Ge distribution is essentially uniform. This means that 5.1 eV in the absorption spectrum
This corresponds to the absence of the absorption band at.

【0041】次に、上記各初期導波路コア膜Iasおよび
IIas(HF溶液によるエッチング処理を行っていないも
の)に対し5時間の熱アニールを施し、上記と同様にH
F溶液によりエッチング処理を行った。上記の熱アニー
ル後であってエッチング処理前の導波路コア膜I5hの表
面は、図6に示す凹凸よりもさらに細かい凹凸を有して
いた。上述の様に、導波路コア膜IにおけるGe分布が
不均一である。導波路コア膜IにおけるGe濃度の高い
部分と低い部分の間には、大きな応力がかかっていると
考えられる。このことから、熱処理後の表面の凹凸は熱
によるこの様な応力の緩和により表面が隆起したものと
考えられる。また、SiO2とGeO2の熱膨張係数の違
いによる表面の隆起の可能性も考えられる。上述の熱ア
ニール後であってエッチング処理前の導波路コア膜II5h
は、熱アニール前のものと同様に非常に滑らかな表面形
状を有していた。一方、熱アニール後の導波路コア膜I
5hおよびII5hに上記のエッチング処理を行ったものにつ
いて見ると、導波路コア膜I5hでは図8にそのエッチン
グ処理後の表面性状についてのSEM写真を示すように
熱アニール前の図6の初期導波路コア膜Iasの場合と比
べより均一にエッチングされているのに対し、導波路コ
ア膜II5hは図9に図8と同様のSEM写真を示すように
熱アニール前の図7の初期導波路コア膜IIasと比べさし
たる変化はなかった。
Next, each of the initial waveguide core films Ias and
IIas (one not subjected to the etching treatment with the HF solution) is subjected to a thermal annealing for 5 hours, and Has described above.
The etching process was performed with the F solution. The surface of the waveguide core film I5h after the thermal annealing and before the etching treatment had finer irregularities than the irregularities shown in FIG. As described above, the Ge distribution in the waveguide core film I is non-uniform. It is considered that a large stress is applied between the portion where the Ge concentration is high and the portion where the Ge concentration is low in the waveguide core film I. From this, it is considered that the unevenness on the surface after the heat treatment was raised due to the relaxation of such stress by heat. It is also conceivable that the surface may be raised due to the difference in thermal expansion coefficient between SiO 2 and GeO 2 . Waveguide core film II 5h after thermal annealing and before etching
Had a very smooth surface profile similar to that before thermal annealing. On the other hand, the waveguide core film I after thermal annealing
When the above-mentioned etching treatment was performed on 5h and II 5h , in the waveguide core film I 5h , FIG. 8 shows an SEM photograph of the surface properties after the etching treatment. The waveguide core film II 5h is etched more uniformly than the case of the waveguide core film Ias, while the SEM photograph similar to FIG. 8 shows the waveguide core film II 5h as shown in FIG. There was no significant change compared to the waveguide core membrane IIas.

【0042】上記の初期導波路コア膜Iasから導波路コ
ア膜I5hへの変化は、熱アニールにより初期導波路コア
膜Ias(Geドープ層)におけるGeリッチの領域が減
少してGe(GeO2)分布がより均一化したことによ
るものと考えられ、このGe分布の均一化は通常の導波
路コア膜としてのガラス品質という観点から見ると、G
eドープ層のガラス品質の改善が図られたものと考えら
れる。
The change from the initial waveguide core layer Ias to the waveguide core layer I 5h is, Ge-rich regions by thermal annealing in the initial waveguide core layer Ias (Ge-doped layer) is reduced Ge (GeO 2 This is considered to be due to the more uniform distribution, and this uniform Ge distribution is considered to be G from the viewpoint of glass quality as a normal waveguide core film.
It is considered that the glass quality of the e-doped layer was improved.

【0043】すなわち、初期導波路コア膜Iasにおいて
5.1eVでの吸収帯の強度が酸化雰囲気下(酸素雰囲
気下)での熱アニールにより減少すること、及び、図8
のSEM写真のように初期導波路コア膜Iasを熱アニー
ルした後の導波路コア膜I5hがHFによる溶解によって
均一にエッチングされることの各現象は、熱アニール後
の導波路コア膜I5hにおけるGe分布の均一化によって
引き起こされる。これにより、上記の如くGeドープ層
の品質が改善されることになる。(紫外レーザ光照射に
よる変化)図10に上記初期導波路コア膜Iasに対し上
記KrFエキシマレーザによる紫外レーザ光を3000
ショット照射する前の吸収スペクトル(図10のIbi参
照)と、照射した後の吸収スペクトル(同図のIai参
照)とを示す。加えて、図11に、上記の照射後の吸収
スペクトルIaiから照射前の吸収スペクトルIbiを差し
引くことにより得られた吸光度の増加分であって、紫外
レーザ光照射により誘起される誘起吸収量(ΔAbsorban
ce)を示す。紫外レーザ光の照射による吸光度変化が大
きい導波路用コア膜ほど光誘起屈折率変化が大きく、グ
レーティングなどの光学素子の形成に適している。
That is, in the initial waveguide core film Ias, the intensity of the absorption band at 5.1 eV is reduced by thermal annealing in an oxidizing atmosphere (in an oxygen atmosphere), and FIG.
The each phenomenon of the initial waveguide core layer waveguide core after thermal annealing the Ias film I 5h is uniformly etched by dissolution with HF as SEM photographs, the waveguide after thermal annealing the core layer I 5h Is caused by the homogenization of the Ge distribution in. Thereby, the quality of the Ge-doped layer is improved as described above. (Change due to UV Laser Light Irradiation) FIG. 10 shows that the above initial waveguide core film Ias was irradiated with the UV laser light by the KrF excimer laser for 3000 times.
An absorption spectrum before shot irradiation (see Ibi in FIG. 10) and an absorption spectrum after irradiation (see Iai in FIG. 10) are shown. In addition, FIG. 11 shows the increase in absorbance obtained by subtracting the absorption spectrum Ibi before irradiation from the absorption spectrum Iai after irradiation described above, and the amount of induced absorption (ΔAbsorban) induced by ultraviolet laser beam irradiation.
ce). A waveguide core film having a larger change in absorbance due to irradiation with ultraviolet laser light has a larger change in light-induced refractive index, and is suitable for forming an optical element such as a grating.

【0044】図11におる誘起吸収スペクトルは、4.
5eV及び5.8eVにおける各ピーク位置に吸収帯を
有するGeelectron center(Ge電子捕獲中心;以下
「GEC」という)の誘起と、6.4eVにおけるピー
ク位置に吸収帯を有するGeE’centerの誘起とに起因
するものと考えられる。また、5.1eVにおける下向
きのピークはGODCの減少に起因するものと考えられ
る。
The induced absorption spectrum in FIG.
Induction of a Ge electron center (Ge electron capture center; hereinafter referred to as "GEC") having an absorption band at each peak position at 5 eV and 5.8 eV, and induction of a GeE 'center having an absorption band at the peak position at 6.4 eV. It is considered to be due to The downward peak at 5.1 eV is considered to be due to a decrease in GODC.

【0045】一方、初期導波路コア膜IIasに対して上記
と同様にKrFエキシマレーザによる紫外レーザ光を照
射しても、照射前と比較してGeに関連する吸光度の変
化は誘起されなかった。ただ、シリカ基板においては若
干の吸光度の変化が誘起された。
On the other hand, when the initial waveguide core film IIas was irradiated with an ultraviolet laser beam using a KrF excimer laser in the same manner as described above, no change in the absorbance related to Ge was induced as compared with before the irradiation. However, a slight change in absorbance was induced in the silica substrate.

【0046】図12に、上記の初期導波路コア膜Ias
と、この初期導波路コア膜Iasに対し紫外レーザ光の照
射ショット数を順次増加させた場合とについて、電子ス
ピン共鳴法(Xバンド)により測定した各ESRシグナ
ルを示す。なお、図12には、上から順に、紫外レーザ
光照射前のもの(E−1)と、紫外レーザ光を10ショ
ット照射したもの(E−2)と、同様に100ショット
照射したもの(E−3)と、1000ショット照射した
もの(E−4)と、3000ショット照射したもの(E
−5)と、この3000ショット照射したものからその
Geドープ層をHFによる溶解により除去したもの(導
波路コア膜が除去されてシリカ基板だけになったもの)
(E−6)との各ESRシグナルを同一の図面に並べて
図示している。
FIG. 12 shows the initial waveguide core film Ias described above.
The ESR signals measured by the electron spin resonance method (X band) are shown for the case where the number of shots of ultraviolet laser light irradiation on the initial waveguide core film Ias is sequentially increased. FIG. 12 shows, in order from the top, one before irradiation with ultraviolet laser light (E-1), one after irradiation with 10 shots of ultraviolet laser light (E-2), and one after irradiation with 100 shots (E -3), those irradiated with 1000 shots (E-4), and those irradiated with 3000 shots (E
-5), and a Ge-doped layer removed by dissolving with HF from the 3000-shot irradiated one (a waveguide core film removed to a silica substrate only).
Each ESR signal of (E-6) is shown side by side in the same drawing.

【0047】上記の図12の各ESRシグナルをみる
と、SiE’center(SiのEプライムセンター)は紫
外レーザ光の照射前後(E−1〜E−5)、及び、30
00ショットの紫外レーザ光照射後にGeドープ層を除
去したもの(E−6)の如何に拘わらず観測されている
ことから、図12で現れたSiE’centerはシリカ基板
に存在するものであることが分かる。
Referring to the ESR signals shown in FIG. 12, the SiE'center (E prime center of Si) shows before and after the irradiation of the ultraviolet laser beam (E-1 to E-5), and
Since the Ge-doped layer was removed after the irradiation of the 00 shot ultraviolet laser beam (E-6), it was observed regardless of whether the Ge-doped layer was removed (E-6). Therefore, the SiE'center shown in FIG. 12 was present on the silica substrate. I understand.

【0048】一方、初期導波路コア膜Iasにおいては、
常磁性欠陥であるGEC及びGeE’centerが紫外レー
ザ光の照射により誘起され、その誘起量が照射ショット
数の増加に従い増加していることが分かる(同図の〜
参照)。このような紫外レーザ光照射による常磁性欠
陥の誘起は、上記吸収スペクトルの測定結果(紫外レー
ザ光照射による吸収誘起)と合致している。これに対
し、初期導波路コア膜IIasにおいては、上記の常磁性欠
陥は紫外レーザ光照射の前後を問わず検出されなかっ
た。
On the other hand, in the initial waveguide core film Ias,
It can be seen that GEC and GeE'center, which are paramagnetic defects, are induced by the irradiation of the ultraviolet laser light, and the amount of the induction increases with an increase in the number of irradiation shots.
reference). Such induction of paramagnetic defects by irradiation with ultraviolet laser light is consistent with the above measurement results of the absorption spectrum (absorption induction by irradiation with ultraviolet laser light). On the other hand, in the initial waveguide core film IIas, the above paramagnetic defect was not detected before and after the irradiation of the ultraviolet laser light.

【0049】つまり、GODCは紫外光に対して敏感で
あって光誘起屈折率変化に非常に大きく寄与するため、
GODCが存在する初期導波路コア膜IasにおいてはK
rFエキシマレーザの照射によってGEC及びGeE’
centerという2種類の常磁性欠陥が誘起されることにな
る一方、上記のGODCが存在しない初期導波路コア膜
IIasにおいては上記の常磁性欠陥は誘起されないことに
なる。
That is, since GODC is sensitive to ultraviolet light and greatly contributes to the change of the photo-induced refractive index,
In the initial waveguide core film Ias where GODC exists, K
GEC and GeE 'by irradiation with rF excimer laser
While two types of paramagnetic defects, center, are induced, the above initial waveguide core film without GODC exists.
In IIas, the above paramagnetic defect is not induced.

【0050】上述したように、CVD法によって堆積さ
れた初期導波路コア膜Iasにおいては、Ge分布が不均
一でGODCが観察された。酸素雰囲気下での熱アニー
ルにより、GODCが減少し、かつ、Geドープ層の品
質が改善されることが分かった。加えて、上記初期導波
路コア膜Iasに対する紫外レーザ光照射は、GEC及び
GeE’centerという常磁性欠陥を誘起することが分か
った。その結果、上記初期導波路コア膜Iasは光学素子
(例えばグレーティング等の光通信用デバイス)の作製
に適していることが分かる。従って、上記初期導波路コ
ア膜Iasは、光誘起屈折率変化型導波路コア膜として適
用することができる一方、熱アニールを施すことにより
光誘起屈折率変化型導波路コア膜としてではなくて通常
の導波路コア膜としての使用に適するものに変化させる
ことができるようになる。つまり、堆積した導波路コア
膜の紫外光誘起屈折率変化特性を後処理(熱アニール)
によって変化させ得るものとなる。
As described above, in the initial waveguide core film Ias deposited by the CVD method, the Ge distribution was non-uniform and GODC was observed. It has been found that thermal annealing in an oxygen atmosphere reduces GODC and improves the quality of the Ge-doped layer. In addition, it has been found that irradiation of the initial waveguide core film Ias with ultraviolet laser light induces paramagnetic defects called GEC and GeE'center. As a result, it is understood that the initial waveguide core film Ias is suitable for manufacturing an optical element (for example, an optical communication device such as a grating). Therefore, while the initial waveguide core film Ias can be applied as a photoinduced refractive index change type waveguide core film, it is not usually used as a photoinduced refractive index change type waveguide core film by performing thermal annealing. Can be changed to one suitable for use as a waveguide core film. In other words, the post-processing (thermal annealing) of the ultraviolet light-induced refractive index change characteristics of the deposited waveguide core film
Can be changed by

【0051】上述の例では、酸化雰囲気として、酸素ガ
ス雰囲気(1気圧)を例に本実施形態を説明したが、本
実施形態の熱アニール工程における酸化雰囲気は、上記
の例に限られず、酸素分圧が約0.1atm以上である
ことが好ましく、約0.5atm以上であることが更に
好ましい(但し還元性の水素ガスは実質的に含まな
い。)。酸素分圧および雰囲気の全圧の上限は特に無い
が、簡便さのためには、大気圧(1気圧)以下が好まし
い。
In the above-described example, the present embodiment has been described by taking an oxygen gas atmosphere (1 atm) as an example of the oxidizing atmosphere. However, the oxidizing atmosphere in the thermal annealing step of the present embodiment is not limited to the above example. The partial pressure is preferably about 0.1 atm or more, more preferably about 0.5 atm or more (however, substantially no reducing hydrogen gas is contained). Although there is no particular upper limit for the oxygen partial pressure and the total pressure of the atmosphere, it is preferably at most atmospheric pressure (1 atm) for simplicity.

【0052】酸化雰囲気下での熱処理温度は、CVD法
による導波路コア膜の堆積温度(約700℃〜800
℃)よりも高い温度であればよい。この熱処理による効
果は温度が高いほど顕著となり、アレニウス型の反応
(熱酸化)に起因していると考えられる。従って、熱処
理温度の上限は、導波路コア膜材料の耐熱性によって適
宜定めればよい。導波路コア膜材料として石英系ガラス
を用いた場合には、約1500℃〜約1600℃以下の
温度で熱処理することが好ましい。また、熱処理時間
は、熱処理温度が高くなるほど短時間で良く、それぞれ
の雰囲気および熱処理温度について容易に最適化でき
る。
The heat treatment temperature in an oxidizing atmosphere is set at the deposition temperature of the waveguide core film by the CVD method (about 700 ° C. to 800 ° C.).
C.). The effect of this heat treatment becomes more remarkable as the temperature increases, and is considered to be caused by an Arrhenius-type reaction (thermal oxidation). Therefore, the upper limit of the heat treatment temperature may be appropriately determined depending on the heat resistance of the waveguide core film material. When using quartz glass as the waveguide core film material, it is preferable to perform the heat treatment at a temperature of about 1500 ° C. to about 1600 ° C. or less. The heat treatment time may be shorter as the heat treatment temperature is higher, and each atmosphere and the heat treatment temperature can be easily optimized.

【0053】また、初期導波路コア膜を酸素欠乏雰囲気
下(例えば、酸素分圧約0.1atm未満)でCVD法
によって堆積すれば、酸素欠乏型欠陥を多く含んだ初期
導波路コア膜が得られる。このようにして得られた初期
導波路コア膜は、紫外光照射により上記のGeE’cent
erが増加するので、大きな光誘起屈折率変化を有し、光
学素子(グレーティング等)の書き込み用として好適に
利用され得る。この初期導波路コア膜に、後処理として
の上記酸化雰囲気下での熱処理を行うことにより、紫外
光照射による屈折率変化が小さな通常の導波路コア膜と
して用いるのに適した導波路コア膜が得られる。
When the initial waveguide core film is deposited by a CVD method in an oxygen-deficient atmosphere (for example, an oxygen partial pressure of less than about 0.1 atm), an initial waveguide core film containing many oxygen-deficient defects can be obtained. . The initial waveguide core film thus obtained is irradiated with UV light to form the GeE'cent
Since er increases, it has a large photo-induced refractive index change and can be suitably used for writing an optical element (grating or the like). By subjecting this initial waveguide core film to a heat treatment in the above-described oxidizing atmosphere as a post-treatment, a waveguide core film suitable for use as a normal waveguide core film having a small refractive index change due to ultraviolet light irradiation is obtained. can get.

【0054】なお、本実施形態の導波路コア膜に光学素
子を形成する方法として、例えば、YAGレーザの4倍
波(266nm)光を位相マスク法によって導波路コア
膜に照射することによって光学素子を形成する方法を用
いることができる。YAGレーザの4倍波(266n
m)光は、ガスレーザよりもコヒーレンスが高いので、
高精度でグレーティングを形成できる。
As a method for forming an optical element on the waveguide core film of the present embodiment, for example, a fourth harmonic (266 nm) light of a YAG laser is applied to the waveguide core film by a phase mask method. Can be used. 4th harmonic of YAG laser (266n
m) Light has higher coherence than gas lasers,
A grating can be formed with high accuracy.

【0055】一方、FHD法によって堆積された初期導
波路コア膜IIasにおいては、紫外レーザ光を照射しても
常磁性欠陥は誘起されなかった。その理由は、Geが殆
ど均一に分布しており、加えて、導波路コア膜中に量的
にGODCがほとんど存在しないためと考えられる。従
って、上記初期導波路コア膜IIasは、過酷な放射場(例
えばガンマ線)環境下で使用される上記の通常の導波路
コア膜に適用するのに適していると考えられる。
On the other hand, in the initial waveguide core film IIas deposited by the FHD method, no paramagnetic defect was induced even when irradiated with ultraviolet laser light. It is considered that the reason is that Ge is almost uniformly distributed, and that GODC is hardly present quantitatively in the waveguide core film. Therefore, it is considered that the initial waveguide core film IIas is suitable for being applied to the above-described ordinary waveguide core film used in a severe radiation field (eg, gamma ray) environment.

【0056】(実施形態2)本実施形態では、非酸化雰
囲気下での熱アニールによって光誘起屈折率変化を制御
する。
(Embodiment 2) In this embodiment, the change in the photo-induced refractive index is controlled by thermal annealing in a non-oxidizing atmosphere.

【0057】実施形態1と同様にして、導波路コア膜と
してのGeドープSiO2コア膜をCVD法によってシ
リカ基板上に堆積した。このCVD法によって堆積した
GeドープSiO2コア膜を導波路コア膜III(実施例)
とする。また、比較のために、実施形態1と同様にして
FHD法によってシリカ基板上に堆積したGeドープS
iO2コア膜を導波路コア膜IV(比較例)とする。これ
らの導波路コア膜IIIおよびIVは、共に、Geの添加濃
度を3.5mol%にして膜厚が約7μmになるように堆
積した。すなわち、初期導波路コア膜IIIasおよびIVas
は、実施形態1の初期導波路コア膜IasおよびIIasとそ
れぞれ本質的に同じである。
In the same manner as in the first embodiment, a Ge-doped SiO 2 core film as a waveguide core film was deposited on a silica substrate by a CVD method. A Ge-doped SiO 2 core film deposited by the CVD method is used as a waveguide core film III (Example).
And For comparison, Ge-doped S deposited on a silica substrate by the FHD method in the same manner as in Embodiment 1 was used.
The iO 2 core film is referred to as a waveguide core film IV (comparative example). These waveguide core films III and IV were both deposited to a thickness of about 7 μm with the addition concentration of Ge being 3.5 mol%. That is, the initial waveguide core films IIIas and IVas
Are essentially the same as the initial waveguide core films Ias and IIas of the first embodiment, respectively.

【0058】その後に上記各初期導波路コア膜IIIasお
よびIVasに対して、図3に示した熱アニール装置100
を用いて熱アニール工程を行った。本実施形態の導波路
コア膜の作製方法においては、非酸化雰囲気下でヒータ
により約1000℃で所定時間ずつ加熱した。ここで
は、非酸化雰囲気として、窒素ガス雰囲気およびヘリウ
ムガス雰囲気(いずれも1気圧(大気圧))を採用し
た。具体的には、窒素ガスおよびヘリウムガスの流量
は、100ml/min(at20℃)とした。
Thereafter, the thermal annealing apparatus 100 shown in FIG. 3 is applied to each of the initial waveguide core films IIIas and IVas.
Was used to perform a thermal annealing step. In the method of manufacturing the waveguide core film of the present embodiment, the substrate was heated at about 1000 ° C. for a predetermined time in a non-oxidizing atmosphere. Here, a nitrogen gas atmosphere and a helium gas atmosphere (both 1 atm (atmospheric pressure)) were adopted as the non-oxidizing atmosphere. Specifically, the flow rates of the nitrogen gas and the helium gas were 100 ml / min (at 20 ° C.).

【0059】また、各初期導波路コア膜IIIasおよびIVa
sと、各初期導波路コア膜IIIasおよびIVasに上述の熱ア
ニールをx時間施した導波路コア膜IIIxh、IVxhについ
て、実施形態1と同様に、吸収スペクトルの測定、およ
びHF溶液によってエッチング処理をする前後の各表面
性状のSEM観察を行った。
Further, each of the initial waveguide core films IIIas and IVa
s and the waveguide core films III xh , IV xh obtained by subjecting each of the initial waveguide core films IIIas and IVas to the above-mentioned thermal annealing for x hours, measuring the absorption spectrum and etching with the HF solution as in the first embodiment. SEM observation of each surface property before and after the treatment was performed.

【0060】(熱アニール前後の吸収スペクトル)上記
各初期導波路コア膜IIIasおよびIVasと、非酸化雰囲気
下で熱アニールを行った各導波路コア膜IIIxhおよびIV
xhについて、吸収スペクトルの測定を行った。得られた
吸収スペクトルを図13〜図15に示す。
(Absorption Spectra Before and After Thermal Annealing) Each of the initial waveguide core films IIIas and IVas and each of the waveguide core films III xh and IV thermally annealed in a non-oxidizing atmosphere.
For xh , the absorption spectrum was measured. The obtained absorption spectra are shown in FIGS.

【0061】図13は、初期導波路コア膜IIIasと、窒
素ガス雰囲気下、約1000℃で熱アニールを1時間、
3時間および5時間行った導波路コア膜III1h、III3h
およびIII5hの吸収スペクトルを示す。図14は、初期
導波路コア膜IIIasと、ヘリウムガス雰囲気下、約10
00℃で熱アニールを1時間、2時間、3時間、4時間
および5時間行った各導波路コア膜III1h、III2h、III
3h、III4hおよびIII5hの吸収スペクトルを示す。後述す
るように、窒素ガス雰囲気とヘリウムガス雰囲気とで実
質的に同じ結果が得られたので、簡潔さのためにサンプ
ルの名称をガス種で区別していない。
FIG. 13 shows the initial waveguide core film IIIas and thermal annealing at about 1000 ° C. for 1 hour in a nitrogen gas atmosphere.
Waveguide core films III 1h , III 3h , performed for 3 hours and 5 hours,
And III 5h show absorption spectra. FIG. 14 shows an initial waveguide core film IIIas and about 10% in a helium gas atmosphere.
Each of the waveguide core films III 1h , III 2h , and III were subjected to thermal annealing at 00 ° C. for 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours, and 5 hours.
3 shows absorption spectra of 3h , III 4h and III 5h . As will be described later, since substantially the same result was obtained in the nitrogen gas atmosphere and the helium gas atmosphere, the names of the samples are not distinguished by gas type for simplicity.

【0062】図13および図14から明らかなように、
窒素ガス雰囲気下(図13)でもヘリウムガス雰囲気下
(図14)で得られるスペクトル変化と実質的に同じス
ペクトル変化が得られた。初期導波路コア膜IIIasのG
eの酸素欠乏性欠陥(GODC)に起因する5.1eV
の吸収帯は、熱アニールの実行時間が長くなる程増大し
ていることが分かる。すなわち、上記5.1eVの吸収
帯の吸収ピーク値は、熱アニール前の初期導波路コア膜
IIIasよりも1時間の熱アニール後の導波路コア膜III1h
の方が高い値となり、この導波路コア膜III1hよりも3
時間の熱アニール後の導波路コア膜III3hの方が高い値
となる。5時間の熱アニール後の導波路コア膜III5h
は5.1eV吸収帯の吸収強度が、初期導波路コア膜II
Iasと比べて約3倍程度にまで増大している。
As is clear from FIGS. 13 and 14,
Under a nitrogen gas atmosphere (FIG. 13), a spectrum change substantially the same as that obtained under a helium gas atmosphere (FIG. 14) was obtained. G of the initial waveguide core film IIIas
e due to oxygen deficiency defect (GODC)
It can be seen that the absorption band increases as the execution time of the thermal annealing increases. That is, the absorption peak value of the above 5.1 eV absorption band is determined by the initial waveguide core film before thermal annealing.
Waveguide core film III 1h after thermal annealing for 1 hour than IIIas
Is higher than that of the waveguide core film III 1h.
The waveguide core film III 3h after the time thermal annealing has a higher value. In the waveguide core film III 5h after the thermal annealing for 5 hours, the absorption intensity of the 5.1 eV absorption band is changed to the initial waveguide core film II.
It is about three times as large as Ias.

【0063】また、図15は、導波路コア膜III1h、III
2h、III3h、III4hおよびIII5hの吸収スペクトルの初期
導波路コア膜IIIasの吸収スペクトルに対する差スペク
トルを示す。図15から明らかなように、アニール時間
の増加に伴う5.1eV吸収帯の吸収強度の増大ととも
に、5.8eVの吸収強度が低下している。上述の様
に、導波路コア膜Iasの基板中には、SiE’centerが
存在している。実質的に導波路コア膜IIIasは導波路コ
ア膜Iasと同じであるから、導波路コア膜IIIasの基板
中にもSiE’centerが存在している。このSiE’ce
nterは、5.8eVをピーク値とする吸収帯を有する。
図15における5.8eVでの下向きのピークは、熱処
理によるSiE’centerの減少に起因していると考えら
れる。
FIG. 15 shows waveguide core films III 1h , III
FIG . 11 shows a difference spectrum of the absorption spectrum of 2h , III 3h , III 4h and III 5h with respect to the absorption spectrum of the initial waveguide core film IIIas. As is clear from FIG. 15, the absorption intensity at 5.8 eV decreases as the absorption intensity in the 5.1 eV absorption band increases with the increase in the annealing time. As described above, SiE'center exists in the substrate of the waveguide core film Ias. Since the waveguide core film IIIas is substantially the same as the waveguide core film Ias, SiE'center also exists in the substrate of the waveguide core film IIIas. This SiE'ce
nter has an absorption band with a peak value of 5.8 eV.
The downward peak at 5.8 eV in FIG. 15 is considered to be due to the decrease in SiE'center due to the heat treatment.

【0064】図16から分かるように、FHD法によっ
て堆積された初期導波路コア膜IVasの場合には、実施形
態1で示した酸化雰囲気下での熱アニールと同様に、非
酸化雰囲気下で熱アニールを施しても、熱アニールの前
後で吸収スペクトルの実質的な変化はみられなかった。
このことから、FHD法によって堆積された初期導波路
コア膜IVasは、熱アニールの雰囲気(酸化雰囲気または
非酸化雰囲気)に拘わらず、安定した膜であることが分
かる。
As can be seen from FIG. 16, in the case of the initial waveguide core film IVas deposited by the FHD method, similarly to the thermal annealing under the oxidizing atmosphere shown in the first embodiment, the thermal annealing under the non-oxidizing atmosphere is performed. Even after annealing, no substantial change in the absorption spectrum was observed before and after the thermal annealing.
This shows that the initial waveguide core film IVas deposited by the FHD method is a stable film regardless of the thermal annealing atmosphere (oxidizing atmosphere or non-oxidizing atmosphere).

【0065】(熱アニール前後の性状)上記の各初期導
波路コア膜IIIasおよびIVasと、窒素ガス雰囲気下およ
びヘリウムガス雰囲気下で熱アニールを5時間行った各
導波路コア膜III5hおよびIV5hについて、それぞれの表
面性状の比較観察を行った。
[0065] and (thermal annealing before and after properties) each initial waveguide core layer of the IIIas and IVAS, each waveguide core layer was performed 5 hours thermal annealing in an atmosphere and under a helium gas atmosphere of nitrogen gas III 5h and IV 5h , Comparative observation of the respective surface properties was performed.

【0066】熱アニール前の各初期導波路コア膜IIIas
およびIVasは、実施形態1の各初期導波路コア膜Iasお
よびIIasと本質的に同じであり、エッチング前の表面は
共に非常に滑らかな表面であった。これに対し、CVD
法によって堆積した初期導波路コア膜IIIasをエッチン
グした後の表面には、図6に示したのと同様に細かい凹
凸が観察された。FHD法によって堆積した初期導波路
コア膜IVasのエッチング後の表面は、図7にSEM写真
を示したのと同様に、CVD法によって堆積した初期導
波路コア膜IIIaのエッチング後の表面よりも滑らかな表
面であった。
Each initial waveguide core film IIIas before thermal annealing
And IVas were essentially the same as the initial waveguide core films Ias and IIas of Embodiment 1, and both surfaces before etching were very smooth surfaces. In contrast, CVD
As shown in FIG. 6, fine irregularities were observed on the surface after etching the initial waveguide core film IIIas deposited by the method. The etched surface of the initial waveguide core film IVas deposited by the FHD method is smoother than the etched surface of the initial waveguide core film IIIa deposited by the CVD method, as shown in the SEM photograph in FIG. Surface.

【0067】上記の非酸化雰囲気下の熱アニール後であ
ってエッチング処理前の各導波路コア膜III5hおよびIV
5hは、それぞれ、酸化雰囲気下の熱アニール後であって
エッチング処理前の各導波路コア膜I5hおよびII5hと同
様の表面形状を有していた。一方、熱アニールを施した
導波路コア膜III5hに上記のエッチング処理を施すと、
熱アニール後の導波路コア膜III5hは、熱アニール前の
初期導波路コア膜III(図6)に比べて、より均一にエ
ッチングされた。熱アニール後の導波路コア膜IV 5hに上
記のエッチング処理を施した膜の表面性状は、熱アニー
ル前の初期導波路コア膜IVasにエッチング処理を施した
膜の表面性状と比べて、さしたる差はなかった。すなわ
ち、非酸化雰囲気下での熱アニールによる導波路コア膜
の性状(均一性)への影響は、CVD法で堆積された膜
に対しても、FHD法によって堆積された膜に対して
も、それぞれ上述の酸化雰囲気下での熱アニールと同様
であった。すなわち、CVD法によって堆積された導波
路コア膜の均一性は、雰囲気(酸化雰囲気または非酸化
雰囲気)によらず熱アニールによって向上するのに対
し、FHD法によって堆積された導波路コア膜の均一性
は熱アニールの影響を受けず、堆積時(as grown)から
均一性が高いことが分かる。CVD法によって堆積した
導波路コア膜では、雰囲気によらず、いずれの熱処理で
もGeの分布が均一となった。従って、この現象は、熱
処理によって導波路コア膜に与えられた熱に起因した生
じたものと考えられる。
After the above thermal annealing in the non-oxidizing atmosphere,
Core film before etching5hAnd IV
5hAre after thermal annealing in an oxidizing atmosphere, respectively.
Each waveguide core film I before etching processing5hAnd II5hSame as
Had the same surface shape. On the other hand, thermal annealing was performed
Waveguide core film III5hWhen the above etching process is applied to
Waveguide core film after thermal annealing III5hBefore thermal annealing
Compared to the initial waveguide core film III (Fig. 6), the
It was touched. Waveguide core film after thermal annealing IV 5hOn
The surface properties of the film that has been subjected to the etching
The initial waveguide core film IVas before etching was etched.
There was no significant difference compared to the surface properties of the film. Sand
Waveguide core film by thermal annealing in non-oxidizing atmosphere
The effect on the properties (uniformity) of the film depends on the film deposited by CVD.
Also for films deposited by the FHD method
Is the same as the thermal annealing in the oxidizing atmosphere described above.
Met. That is, waveguides deposited by the CVD method.
The uniformity of the path core film depends on the atmosphere (oxidizing atmosphere or non-oxidizing
Regardless of improvement by thermal annealing regardless of atmosphere)
Of waveguide core film deposited by FHD method
Is not affected by thermal annealing, and
It can be seen that the uniformity is high. Deposited by CVD
For the waveguide core film, regardless of the atmosphere,
Also, the Ge distribution became uniform. Therefore, this phenomenon
The heat generated in the waveguide core film by the processing
It is thought that it was.

【0068】上述したように、CVD法によって堆積し
た初期導波路コア膜(Geドープした石英系ガラスコア
膜)を非酸化雰囲気下(窒素ガスまたはヘリウムガス雰
囲気下)で熱アニールを行うことによって、5.1eV
の吸収帯の強度を増大できるとともに膜質を向上できる
ので、優れた特性の光誘起屈折率変化型導波路コア膜を
作製することができる。また、初期導波路コア膜の堆積
は、通常の導波路コア膜と同一の工程で実施することが
できるので、従来よりも簡便な製造方法で、光誘起屈折
率変化型導波路コア膜を作製することができる。
As described above, the initial waveguide core film (Ge-doped quartz glass core film) deposited by the CVD method is thermally annealed in a non-oxidizing atmosphere (nitrogen gas or helium gas atmosphere). 5.1 eV
Since the intensity of the absorption band can be increased and the film quality can be improved, a light-induced refractive index change type waveguide core film having excellent characteristics can be manufactured. In addition, since the initial waveguide core film can be deposited in the same process as a normal waveguide core film, a light-induced refractive index change type waveguide core film is manufactured by a simpler manufacturing method than before. can do.

【0069】上述の例では、非酸化雰囲気として、窒素
ガス雰囲気およびヘリウムガス雰囲気を例に本実施形態
を説明したが、本実施形態の熱アニール工程における非
酸化雰囲気は、例示した不活性ガス(ヘリウムを代表さ
れる希ガスおよび窒素ガスを含むガスを指す)雰囲気に
限られず、減圧雰囲気(酸素分圧約0.1atm未満)
や水素ガスを混入した還元雰囲気であってもよい。
In the above-described example, the present embodiment has been described by taking the nitrogen gas atmosphere and the helium gas atmosphere as examples of the non-oxidizing atmosphere. However, the non-oxidizing atmosphere in the thermal annealing step of the present embodiment is the inert gas ( It is not limited to an atmosphere including a rare gas represented by helium and a nitrogen gas) and is a reduced pressure atmosphere (oxygen partial pressure less than about 0.1 atm)
Alternatively, a reducing atmosphere containing hydrogen gas may be used.

【0070】また、非酸化雰囲気下での熱処理温度は、
CVD法による導波路コア膜の堆積温度(約700℃〜
800℃)よりも高い温度であればよい。この熱処理に
よる効果は温度が高いほど顕著となり、アレニウス型の
反応に起因していると考えられる。従って、熱処理温度
の上限は、導波路コア膜材料の耐熱性によって適宜定め
ればよい。石英系ガラスを用いた場合には、約1500
℃〜約1600℃以下の温度で熱処理することが好まし
い。また、熱処理時間は、熱処理温度が高くなるほど短
時間で良く、それぞれの雰囲気および熱処理温度につい
て容易に最適化できる。
The heat treatment temperature in a non-oxidizing atmosphere is as follows:
The deposition temperature of the waveguide core film by the CVD method (about 700 ° C.
800 ° C.). The effect of this heat treatment becomes more remarkable as the temperature increases, and is considered to be caused by an Arrhenius-type reaction. Therefore, the upper limit of the heat treatment temperature may be appropriately determined depending on the heat resistance of the waveguide core film material. When using quartz glass, about 1500
Preferably, the heat treatment is performed at a temperature of from about ℃ to about 1600 ℃. The heat treatment time may be shorter as the heat treatment temperature is higher, and each atmosphere and the heat treatment temperature can be easily optimized.

【0071】上述したように、通常の導波路コア膜とし
て形成した初期導波路コア膜(通常量のGeがドープさ
れた石英系ガラス)を酸化雰囲気下で熱アニールするこ
とによって光誘起屈折率変化を低下させることが可能で
あり、非酸化雰囲気下で熱アニールすることによって光
誘起屈折率変化を増大することができる。さらに、雰囲
気によらず、熱アニールすることによって膜質(均一
性)が向上するので、光伝送損失を低減することができ
る。すなわち、従来と同様の方法によって堆積された導
波路コア膜に対して熱処理を追加または熱処理条件を変
更するだけで、従来よりも特性の優れた通常の導波路コ
ア膜および光誘起屈折率変化型導波路コア膜の両方を作
製できる。従って、特性の優れた導波路コア膜を簡便な
作製方法で効率良く形成することができる。
As described above, the initial waveguide core film (a quartz glass doped with a normal amount of Ge) formed as a normal waveguide core film is thermally annealed in an oxidizing atmosphere to change the photoinduced refractive index. Can be reduced, and the thermal induced annealing in a non-oxidizing atmosphere can increase the photoinduced refractive index change. Furthermore, the film quality (uniformity) is improved by thermal annealing regardless of the atmosphere, so that the optical transmission loss can be reduced. That is, by simply adding a heat treatment or changing the heat treatment conditions to the waveguide core film deposited by the same method as the conventional method, a normal waveguide core film having better characteristics than the conventional and a light-induced refractive index change type Both waveguide core films can be made. Therefore, a waveguide core film having excellent characteristics can be efficiently formed by a simple manufacturing method.

【0072】さらに、酸化雰囲気下での熱処理を行う際
に、初期導波路コア膜の一部(光誘起屈折率変化を大き
くすべき領域)が酸素に暴露されないようにマスクする
ことによって、マスクされた領域の初期導波路コア膜の
光誘起屈折率変化を局所的(選択的)に増大することが
できる。または、酸化雰囲気下または非酸化雰囲気下に
おける加熱を局所的に行うことによって、光誘起屈折率
変化を局所的に低下(酸化雰囲気下)または増大(非酸
化雰囲気下)することができる。もちろん、マスクを用
いて雰囲気に曝される領域を規定するとともに、局所的
に加熱しても良い。具体的には、例えば、光誘起屈折率
変化が大きい領域を選択的に形成するために、初期コア
膜の一部をマスクし、マスクした領域を局所的に加熱し
てもよい。また、逆に、光誘起屈折率変化を大きくすべ
き領域以外の領域を酸化雰囲気下で選択的に加熱しても
よい。非酸化雰囲気下で光誘起屈折率変化が大きくされ
るべき領域を選択的に加熱する場合には、光誘起屈折率
変化が大きくされるべき領域へのマスクの形成を省略す
ることもできる。酸化雰囲気下での熱アニールと非酸化
雰囲気下での熱アニールとを組み合わせて、光誘起屈折
率変化の大きな導波路コア膜を形成するためには、非酸
化雰囲気下での熱アニールを先に行い、その後で酸化雰
囲気下で熱アニールすることが好ましい。
Further, when heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere, a part of the initial waveguide core film (a region where the photoinduced refractive index change is to be increased) is masked so as not to be exposed to oxygen. The change in the photo-induced refractive index of the initial waveguide core film in the region where the light-emitting layer is located can be locally (selectively) increased. Alternatively, by locally performing heating in an oxidizing atmosphere or a non-oxidizing atmosphere, the photoinduced refractive index change can be locally reduced (in an oxidizing atmosphere) or increased (in a non-oxidizing atmosphere). Of course, the region exposed to the atmosphere may be defined using a mask, and the region may be heated locally. Specifically, for example, in order to selectively form a region where the photoinduced refractive index change is large, a part of the initial core film may be masked and the masked region may be locally heated. Conversely, a region other than a region where the photoinduced refractive index change is to be increased may be selectively heated in an oxidizing atmosphere. When selectively heating a region where the photoinduced refractive index change is to be increased in a non-oxidizing atmosphere, formation of a mask in a region where the photoinduced refractive index change is to be increased may be omitted. In order to form a waveguide core film with a large photoinduced refractive index change by combining thermal annealing in an oxidizing atmosphere with thermal annealing in a non-oxidizing atmosphere, thermal annealing in a non-oxidizing atmosphere must be performed first. After that, it is preferable to perform thermal annealing in an oxidizing atmosphere.

【0073】また、マスクとしては、例えば、窒化シリ
コン(SiNx)や酸化シリコン(SiOx)を用いるこ
とができる。局所的な加熱は、例えば、赤外線レーザを
用いて実施することができる。
As a mask, for example, silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO x ) can be used. Local heating can be performed using, for example, an infrared laser.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明によれば、CVD法によって堆積
された初期導波路コア膜に対して、後処理としての熱処
理の雰囲気および熱処理の程度(温度及び時間)を制御
することにより、紫外域に吸収を有する欠陥の数(密
度)を変化させ、その結果、紫外光に対する光誘起屈折
率変化の程度を所望の範囲内に制御することが可能にな
る。従って、CVD法によって堆積した初期導波路コア
膜の紫外光照射に対する屈折率変化の程度を制御して、
所望の特性を有する光誘起屈折率変化型導波路コア膜お
よび通常の導波路コア膜を作製することが可能になる。
According to the present invention, by controlling the atmosphere and the degree (temperature and time) of the heat treatment as the post-treatment with respect to the initial waveguide core film deposited by the CVD method, the ultraviolet region can be controlled. Thus, the number (density) of defects having absorption can be changed, and as a result, it is possible to control the degree of change in the photo-induced refractive index with respect to ultraviolet light within a desired range. Therefore, by controlling the degree of change in the refractive index of the initial waveguide core film deposited by the CVD method with respect to ultraviolet light irradiation,
It becomes possible to produce a photoinduced refractive index change type waveguide core film having desired characteristics and a normal waveguide core film.

【0075】本発明による光誘起屈折率変化型導波路コ
ア膜は、光通信用の光学素子の形成、例えば、短周期
(1ミクロン以下のピッチ)のグレーティングや長周期
(約100ミクロン〜約500ミクロンのピッチ)のグ
レーティングの形成に好適に用いられる。
The optically induced refractive index changing waveguide core film according to the present invention can be used for forming an optical element for optical communication, for example, a grating having a short cycle (pitch of 1 micron or less) or a long cycle (about 100 μm to about 500 μm). It is suitably used for forming a grating having a pitch of (micron).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態の各工程を示すブロック説明
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing each step of an embodiment of the present invention.

【図2】比較例の各工程を示すブロック説明図である。FIG. 2 is an explanatory block diagram showing each step of a comparative example.

【図3】本発明の実施形態で用いられる熱アニール装置
の例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a thermal annealing apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図4】初期導波路コア膜IasおよびIIasの吸収スペク
トルである。
FIG. 4 is an absorption spectrum of initial waveguide core films Ias and IIas.

【図5】初期導波路コア膜Iasについて酸化雰囲気下で
熱アニール後の吸収スペクトルである。
FIG. 5 is an absorption spectrum of the initial waveguide core film Ias after thermal annealing in an oxidizing atmosphere.

【図6】初期導波路コア膜IasをHF処理した後のSE
M写真を電子化した図である。
FIG. 6 shows SE after HF treatment of an initial waveguide core film Ias.
It is the figure which digitized M photograph.

【図7】初期導波路コア膜IIasをHF処理した後のSE
M写真を電子化した図である。
FIG. 7 shows SE after HF treatment of initial waveguide core film IIas.
It is the figure which digitized M photograph.

【図8】初期導波路コア膜Iasに対し酸化雰囲気下で5
時間熱アニール及びHF処理した後のSEM写真を電子
化した図である。
FIG. 8 shows an initial waveguide core film Ias in an oxidizing atmosphere for 5
It is the figure which digitized the SEM photograph after time thermal annealing and HF processing.

【図9】初期導波路コア膜IIasに対し酸化雰囲気下で5
時間熱アニール及びHF処理した後のSEM写真を電子
化した図である。
FIG. 9 shows the relationship between the initial waveguide core film IIas under an oxidizing atmosphere;
It is the figure which digitized the SEM photograph after time thermal annealing and HF processing.

【図10】紫外レーザ光照射前後の導波路コア膜Iの吸
収スペクトルである。
FIG. 10 is an absorption spectrum of a waveguide core film I before and after irradiation with an ultraviolet laser beam.

【図11】紫外レーザ光照射により誘起された誘起吸収
スペクトルである。
FIG. 11 is an induced absorption spectrum induced by irradiation with ultraviolet laser light.

【図12】導波路コア膜Iの紫外レーザ光照射によるE
SRシグナルの変化を示す図である。
FIG. 12 is a graph showing E of the waveguide core film I by irradiating an ultraviolet laser beam.
It is a figure showing change of SR signal.

【図13】初期導波路コア膜IIIasについて非酸化雰囲
気下(窒素ガス)で熱アニール後の吸収スペクトルであ
る。
FIG. 13 is an absorption spectrum of the initial waveguide core film IIIas after thermal annealing in a non-oxidizing atmosphere (nitrogen gas).

【図14】初期導波路コア膜IIIasについて非酸化雰囲
気下(ヘリウムガス)で熱アニール後の吸収スペクトル
である。
FIG. 14 is an absorption spectrum after thermal annealing of an initial waveguide core film IIIas in a non-oxidizing atmosphere (helium gas).

【図15】初期導波路コア膜IIIasについて非酸化雰囲
気下(ヘリウムガス)で熱アニール後の吸収スペクトル
と熱アニール前の吸収スペクトルとの差スペクトルであ
る。
FIG. 15 is a difference spectrum between the absorption spectrum after thermal annealing and the absorption spectrum before thermal annealing in a non-oxidizing atmosphere (helium gas) for the initial waveguide core film IIIas.

【図16】初期導波路コア膜IVasについて非酸化雰囲気
下(ヘリウムガス)で熱アニール後の吸収スペクトルで
ある。
FIG. 16 is an absorption spectrum of the initial waveguide core film IVas after thermal annealing in a non-oxidizing atmosphere (helium gas).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 加熱部 22 電気炉 24 燃焼管 26 燃焼ボート 28 試料 40 雰囲気制御部 42 ボンベ 44 圧力調整器 46 流量調整器 48 配管 100 熱アニール装置 Reference Signs List 20 heating unit 22 electric furnace 24 combustion tube 26 combustion boat 28 sample 40 atmosphere control unit 42 cylinder 44 pressure regulator 46 flow regulator 48 piping 100 thermal annealing device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 一雄 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Fターム(参考) 2H047 PA05 PA11 QA04 RA00 TA00 4G014 AH15 4G059 EA01 EB01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kazuo Imamura 4-3 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Cable Industry Co., Ltd. Itami Works F-term (reference) 2H047 PA05 PA11 QA04 RA00 TA00 4G014 AH15 4G059 EA01 EB01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Geが添加された石英系ガラスコア膜よ
りなる導波路コア膜であって、 基板上にCVD法によって堆積されたGe添加の石英系
ガラスコア膜に対し、酸化雰囲気下で少なくとも前記堆
積時よりも高い温度で熱処理されてなることを特徴とす
る導波路コア膜。
1. A waveguide core film comprising a Ge-doped quartz glass core film, wherein the Ge-doped quartz glass core film deposited on a substrate by a CVD method is at least in an oxidizing atmosphere. A waveguide core film, which is heat-treated at a higher temperature than at the time of deposition.
【請求項2】 請求項1において、 CVD法による石英系ガラスコア膜の堆積が酸素欠乏雰
囲気下において行われたものであることを特徴とする導
波路コア膜。
2. The waveguide core film according to claim 1, wherein the deposition of the quartz glass core film by the CVD method is performed in an oxygen-deficient atmosphere.
【請求項3】 Geが添加された石英系ガラスコア膜よ
りなる導波路コア膜であって、 基板上にCVD法によって堆積されたGe添加の石英系
ガラスコア膜に対し、非酸化雰囲気下で少なくとも前記
堆積時よりも高い温度で熱処理されてなることを特徴と
する導波路コア膜。
3. A waveguide core film comprising a Ge-doped quartz glass core film, wherein the Ge-doped quartz glass core film deposited on a substrate by a CVD method is treated in a non-oxidizing atmosphere. A waveguide core film which is heat-treated at least at a temperature higher than the temperature at the time of deposition.
【請求項4】 前記導波路コア膜内にグレーティングが
形成されている請求項3に記載の導波路コア膜。
4. The waveguide core film according to claim 3, wherein a grating is formed in the waveguide core film.
【請求項5】 Geが添加された石英系ガラスコア膜を
作製する導波路コア膜作製方法において、 CVD法によってGeを添加しながら石英系ガラスコア
膜を基板上に堆積する工程と、 前記堆積工程の後に、前記石英系ガラスコア膜に対し酸
化雰囲気下で少なくとも前記堆積工程よりも高い温度で
熱処理を施す工程と、を包含することを特徴とする導波
路コア膜の作製方法。
5. A waveguide core film forming method for forming a Ge-containing quartz glass core film, comprising: depositing a quartz glass core film on a substrate while adding Ge by a CVD method; A step of subjecting the quartz-based glass core film to a heat treatment at a temperature higher than at least the deposition step in an oxidizing atmosphere after the step.
【請求項6】 請求項5において、 前記堆積工程を酸素欠乏雰囲気下において行うことを特
徴とする導波路コア膜作製方法。
6. The method according to claim 5, wherein the deposition step is performed in an oxygen-deficient atmosphere.
【請求項7】 Geが添加された石英系ガラスコア膜を
作製する導波路コア膜の作製方法において、 CVD法によってGeを添加しながら石英系ガラスコア
膜を基板上に堆積する工程と、 前記堆積工程の後に、前記石英系ガラスコア膜に対し非
酸化雰囲気下で少なくとも前記堆積工程よりも高い温度
で熱処理を施す工程と、 を包含することを特徴とする導波路コア膜の作製方法。
7. A waveguide core film forming method for forming a Ge-based quartz glass core film, comprising: depositing a quartz-based glass core film on a substrate while adding Ge by a CVD method; A step of subjecting the quartz-based glass core film to a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere at a temperature higher than at least the deposition step, after the depositing step.
【請求項8】 前記熱処理工程における前記非酸化雰囲
気は、不活性ガス雰囲気である請求項7に記載の導波路
コア膜の作製方法。
8. The method according to claim 7, wherein the non-oxidizing atmosphere in the heat treatment step is an inert gas atmosphere.
【請求項9】 前記非酸化雰囲気下で熱処理が施された
前記石英系ガラスコア膜の少なくとも一部に紫外光を照
射することによってグレーティングを形成する工程を更
に包含する請求項7または8に記載の導波路コア膜の作
製方法。
9. The method according to claim 7, further comprising a step of irradiating at least a part of the quartz glass core film subjected to the heat treatment in the non-oxidizing atmosphere with ultraviolet light to form a grating. Of manufacturing a waveguide core film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6920264B2 (en) 2002-06-11 2005-07-19 Fujitsu Limited Arrayed waveguide grating type wavelength division demultiplexer

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