JP2001021746A - Manufacture of optical waveguide - Google Patents

Manufacture of optical waveguide

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JP2001021746A
JP2001021746A JP18986499A JP18986499A JP2001021746A JP 2001021746 A JP2001021746 A JP 2001021746A JP 18986499 A JP18986499 A JP 18986499A JP 18986499 A JP18986499 A JP 18986499A JP 2001021746 A JP2001021746 A JP 2001021746A
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JP
Japan
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oxyhydrogen flame
glass layer
burner
optical waveguide
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JP18986499A
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Shigeru Konishi
繁 小西
Masaki Ejima
正毅 江島
Shinji Makikawa
新二 牧川
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently manufacturing an optical waveguide having a glass layer capable of obtaining uniform distribution of concentration of dopant of P and B by adopting a flame accumulation method by bringing a surface temperature of a substrate to a specific value, a flow rate of hydrogen supplied to an oxyhydrogen flame burner to a specific value, and a relative travel speed of the burner and the substrate to a specific value. SOLUTION: A surface temperature of a substrate 1 is properly adjusted within a scope of 500 to 800 deg.C by heating it by a heater arranged in a lower part of a table 10. Glass minute particles are sprayed toward a Si substrate 1 which is one of the substrates together with oxyhydrogen flame from an oxyhydrogen flame burner 11. An amount of hydrogen supplied to the oxyhydrogen flame burner 11 at this time is properly adjusted within a scope of 2 to 8 liters/min. The oxyhydrogen flame burner 11 reciprocates from an outer periphery of the table 10 toward the direction of center. A travel speed of the oxyhydrogen flame burner 11 at this time is adjusted in a scope of 50 to 300 mm/sec.

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、火炎堆積法によっ
て形成した多孔質ガラス層から、光導波路を製造する方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an optical waveguide from a porous glass layer formed by a flame deposition method.

【0002】[0002]

【従来の技術】光導波路は、光を多数に分割するビーム
スプリッタや、所望の光路に信号を切り換える光スイッ
チなどの光回路の部品として使用される。さらには単一
の基板の上に光導波路と電気的な集積回路とを共存させ
た構造のものが開発されている。前者の光導波路は基板
として石英が用いられ、後者の光導波路の基板はSiで
あり、基板上にアンダークラッド、コア、オーバークラ
ッドを形成してある。
2. Description of the Related Art An optical waveguide is used as a component of an optical circuit such as a beam splitter for splitting light into a large number of lights and an optical switch for switching a signal to a desired optical path. Further, a structure in which an optical waveguide and an electric integrated circuit coexist on a single substrate has been developed. For the former optical waveguide, quartz is used as a substrate, and for the latter optical waveguide, the substrate is Si, and an under clad, a core, and an over clad are formed on the substrate.

【0003】基板としてSiを用いる光導波路の製造プ
ロセスは、先ず基板上にアンダークラッドとなるガラス
層を形成し、その上にコア層が形成され、このコア層を
リソグラフィー及び異方性エッチングにより光を導波す
るパターンに加工した後、オーバークラッドとなるガラ
ス層を形成する。各ガラス層の形成手段として、火炎堆
積法や電子ビーム蒸着法、スパッタリング、プラズマC
VD法などが知られている。一般には、厚さ数十μmの
ガラス層の作製に適す方法として火炎堆積法が採用され
ている。
[0003] In the manufacturing process of an optical waveguide using Si as a substrate, first, a glass layer serving as an under cladding is formed on a substrate, and a core layer is formed thereon. After processing into a waveguide pattern, a glass layer serving as an over cladding is formed. Flame deposition, electron beam evaporation, sputtering, plasma C
The VD method and the like are known. Generally, a flame deposition method is adopted as a method suitable for producing a glass layer having a thickness of several tens of μm.

【0004】火炎堆積法は、図1に示すような装置で、
SiやB、Pなどのハロゲン化物を酸水素炎バーナー1
1に供給すると酸水素炎による加水分解によりSiO
やB 、Pなどの酸化物ガラス微粒子が生成
し、これをテーブル10の上に置かれた基板1の表面に
多孔質のガラス微粒子を堆積させる。酸水素炎バーナー
11はテーブル10の外周から中心方向に向けて(矢印
参照)往復動することにより、ガラス微粒子の堆積が繰
り返され、多孔質ガラス層が形成される。これを電気炉
中1200〜1400℃の温度で焼結すると透明なガラ
ス層が造られる。
[0004] The flame deposition method uses an apparatus as shown in FIG.
Oxy-hydrogen flame burner 1 for halides such as Si, B and P
When supplied to 1, SiO2 is hydrolyzed by oxyhydrogen flame2
And B 2O3, P2O5Generates oxide glass particles such as
And place it on the surface of the substrate 1 placed on the table 10.
Deposit porous glass particles. Oxyhydrogen flame burner
11 is from the outer periphery of the table 10 toward the center (arrow
Reciprocating movement causes repeated deposition of glass particles.
Then, a porous glass layer is formed. This is an electric furnace
Transparent glass when sintered at a temperature of 1200 to 1400 ° C
A layer is created.

【0005】しかしながら、かかる火炎堆積法により形
成したガラス層で、ドーパントであるBO、PO
厚さ方向の濃度は必ずしも均一ではない。特にガラス層
の厚さ20μm以上といった比較的厚いものでは、濃度
の不均一性が著しい。
[0005] However, in the glass layer formed by the flame deposition method, the concentrations of the dopants B 2 O 3 and P 2 O 5 in the thickness direction are not always uniform. In particular, in the case of a relatively thick glass layer having a thickness of 20 μm or more, the unevenness of the concentration is remarkable.

【0006】このようなドーパント濃度の不均一性を解
消するため、例えば特開平7−43541号公報には、
一度に形成するガラス層の厚さを一定以下とし、堆積と
ガラス化を繰り返すことで層の深さ方向のPの濃度分布
が小さいガラス層が得られる旨を開示している。しかし
アンダークラッドやオーバークラッドに必要な厚さのガ
ラス層を得るためには、堆積とガラス化の操作を数多く
繰り返す必要があり、効率が悪い。
In order to eliminate such non-uniformity of the dopant concentration, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
It discloses that a glass layer having a small P concentration distribution in the depth direction of the layer can be obtained by reducing the thickness of a glass layer formed at a time to a certain value or less and repeating deposition and vitrification. However, in order to obtain a glass layer having a thickness necessary for the undercladding or overcladding, many operations of deposition and vitrification must be repeated, which is inefficient.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の技術の問題点を解消する決するためなされたもの
で、火炎堆積法を採用しPやBのドーパントの濃度分布
が均一に得られるガラス層を持った光導波路を能率よく
製造する方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and a uniform concentration distribution of P and B dopants can be obtained by employing a flame deposition method. An object of the present invention is to provide a method for efficiently manufacturing an optical waveguide having a glass layer.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】発明者は火炎堆積法の種
々の条件により、堆積される多孔質ガラス層のドーパン
トの濃度分布傾向を詳細に検討した。その結果、多孔質
ガラス層が堆積する面の温度変化が大きければ厚さ方向
の濃度分布が不均一になり、小さければ均一になること
を見出した。酸水素炎の燃焼原料であるHを酸水素炎
バーナーに供給する流量を少なくすれば、ガラス層の厚
さ方向の濃度分布は均一化されるが、同時に堆積速度に
も影響を及ぼし、堆積されたガラス層の厚さのばらつき
や、表面粗さにも影響を及ぼすことが分かった。そこで
基板の温度を高く保つ一方で、供給するHの流量を少
なくして酸水素炎による基板の温度上昇を抑制し、さら
に基板に対する酸水素炎バーナーの相対移動速度を速く
して酸水素炎により基板が温度上昇しないようにするこ
とが必要であるという知見を得た。
The inventors have studied in detail the tendency of the concentration distribution of dopant in the deposited porous glass layer under various conditions of the flame deposition method. As a result, they have found that if the temperature change on the surface on which the porous glass layer is deposited is large, the concentration distribution in the thickness direction becomes non-uniform, and if it is small, the concentration distribution becomes uniform. If the flow rate of supplying H 2 , which is a combustion raw material of the oxyhydrogen flame, to the oxyhydrogen flame burner is reduced, the concentration distribution in the thickness direction of the glass layer becomes uniform, but at the same time, the deposition rate is also affected, and It was found that the variation in the thickness of the obtained glass layer and the surface roughness were also affected. Therefore, while keeping the temperature of the substrate high, the flow rate of the supplied H 2 is reduced to suppress the temperature rise of the substrate due to the oxyhydrogen flame, and the relative movement speed of the oxyhydrogen flame burner to the substrate is increased to increase the oxyhydrogen flame. It has been found that it is necessary to prevent the temperature of the substrate from rising.

【0009】この知見の下になされた、前記目的を達成
するための本発明の光導波路の製造方法は、実施例に対
応する図1に示すとおり、基板1と酸水素炎バーナー1
1とが相対的に移動しており、酸水素炎バーナー11に
に主成分およびドーパントのガラス原料を供給し、火炎
加水分解反応により合成される酸化物ガラス微粒子を基
板1の表面に堆積させて多孔質ガラス層を形成し、該多
孔質ガラス層を加熱溶融することによって透明なガラス
層を得る光導波路の製造方法において、基板1の表面温
度を500〜800℃、酸水素炎バーナー11に供給さ
れる水素の流量を2〜8リットル/min、バーナー11と
基板1との相対移動速度を50〜300mm/secにするこ
とを特徴としている。
Based on this finding, a method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention for achieving the above object is shown in FIG. 1 corresponding to an embodiment, in which a substrate 1 and an oxyhydrogen flame burner 1 are provided.
1 are relatively moved, supply the glass material of the main component and the dopant to the oxyhydrogen flame burner 11, and deposit the oxide glass fine particles synthesized by the flame hydrolysis reaction on the surface of the substrate 1. In the method for manufacturing an optical waveguide in which a porous glass layer is formed and a transparent glass layer is obtained by heating and melting the porous glass layer, the surface temperature of the substrate 1 is supplied to the oxyhydrogen flame burner 11 at 500 to 800 ° C. The flow rate of hydrogen is set to 2 to 8 liters / min, and the relative moving speed between the burner 11 and the substrate 1 is set to 50 to 300 mm / sec.

【0010】この光導波路の製造方法は、透明なガラス
層の厚さが20μm以上であるような光導波路の製造に
有効である。
This method of manufacturing an optical waveguide is effective for manufacturing an optical waveguide having a transparent glass layer having a thickness of 20 μm or more.

【0011】またガラス層のドーパントの成分元素がB
または/およびPであるような光導波路の製造に有効で
ある。
The component element of the dopant of the glass layer is B
And / or P is effective for manufacturing an optical waveguide.

【0012】この光導波路の製造方法では、基板の表面
温度、水素の流量、バーナーと基板との相対移動速度を
前記のとおりにすることで、多孔質ガラス層を堆積する
面の温度が堆積期間を通じてほぼ一定となるため、得ら
れた光導波路を構成するガラス層は、含まれれるドーパ
ントの濃度が厚さ方向に均一な分布となる。そのため本
発明を適用する製造方法で製造された光導波路は、各層
の屈折率は所期の値になり、光導波路の伝搬特性は設計
値どうりに得られる。
In this method of manufacturing an optical waveguide, the surface temperature of the substrate, the flow rate of hydrogen, and the relative movement speed between the burner and the substrate are set as described above, so that the temperature of the surface on which the porous glass layer is deposited is reduced during the deposition period. , The concentration of the dopant contained in the glass layer constituting the obtained optical waveguide has a uniform distribution in the thickness direction. Therefore, in the optical waveguide manufactured by the manufacturing method to which the present invention is applied, the refractive index of each layer becomes an expected value, and the propagation characteristics of the optical waveguide can be obtained as designed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を詳細に説明する。本発明の製造方法により得られる
目的物の光導波路は、図2に示すとおり、Si基板1の
上にアンダークラッド2(厚さ20μm)、コア3(厚
さ20μm)の、オーバークラッド4(厚さ30μm)
を形成したものである。かかる光導波路は、火炎堆積法
を採用し以下のように製造される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. As shown in FIG. 2, the target optical waveguide obtained by the manufacturing method of the present invention comprises an under clad 2 (20 μm thick), a core 3 (20 μm thick), and an over clad 4 (thickness) on a Si substrate 1. 30μm)
Is formed. Such an optical waveguide is manufactured as follows using a flame deposition method.

【0014】先ずSi基板1の上にガラス層を形成す
る。図1に示すとおり、円形テーブル10の上にSi基
板1が複数載置される。テーブル10の下部に配置され
たヒーターにより加熱し、基板1の表面温度が500〜
800℃の範囲内で適宜に調整する。そのうちの1枚の
Si基板1に向けて、酸水素炎バーナー11から酸水素
炎とともにガラス微粒子が吹き付けられる。酸水素炎バ
ーナー11には酸水素炎の燃焼原料であるHとO
ガラス微粒子の原料であるSiCl、さらに必要に応じて
BBrがキャリアガスであるOに混合されて供給され
る。このときの酸水素炎バーナー11に供給されるH
の流量は2〜8リットル/minの範囲内で適宜に調整され
る。テーブル10はゆっくりと回転する一方で、酸水素
炎バーナー11はテーブル10の外周から中心方向に向
けて(矢印参照)、炎がSi基板1を十分に掃引するよ
うな幅を往復動する。このときの酸水素炎バーナー11
の移動速度は50〜300mm/secの範囲内で適宜に調整
される。尚、排気管12もバーナー11に連動して往復
運動させる。
First, a glass layer is formed on a Si substrate 1. As shown in FIG. 1, a plurality of Si substrates 1 are mounted on a circular table 10. Heated by a heater arranged at the lower part of the table 10, the surface temperature of the substrate 1 is 500 to
Adjust appropriately within the range of 800 ° C. Glass particles are sprayed together with the oxyhydrogen flame from the oxyhydrogen flame burner 11 toward one of the Si substrates 1. The oxyhydrogen flame burner 11 has H 2 and O 2 , which are the raw materials for burning the oxyhydrogen flame,
SiCl 4 which is a raw material of glass particles, and if necessary
BBr 3 is supplied by being mixed with O 2 which is a carrier gas. H 2 supplied to the oxyhydrogen flame burner 11 at this time
Is appropriately adjusted within the range of 2 to 8 liter / min. While the table 10 rotates slowly, the oxyhydrogen flame burner 11 reciprocates from the outer periphery of the table 10 toward the center (see the arrow) over a width such that the flame sufficiently sweeps the Si substrate 1. The oxyhydrogen flame burner 11 at this time
Is appropriately adjusted within the range of 50 to 300 mm / sec. The exhaust pipe 12 also reciprocates in conjunction with the burner 11.

【0015】上記のように酸水素炎バーナー11に供給
されるガラス原料SiCl、BBrから酸水素炎との火炎
加水分解反応によりガラス微粒子のSiO、BOが合
成され、Si基板1に堆積し、多孔質なガラス微粒子層
が形成される。一方、テーブル10はゆっくりと回転
し、複数のSi基板1に順にガラス微粒子が堆積し、多
孔質なガラス微粒子層が形成される。これらを1200
〜1400℃、HeとO の混合雰囲気の電気炉中で焼
結すると透明なガラス層(アンダークラッド2)とな
る。
Supply to the oxyhydrogen flame burner 11 as described above
Glass material SiCl4, BBr3Flame with oxyhydrogen flame from
SiO of glass particles by hydrolysis reaction2, B2O3Go
And deposited on the Si substrate 1 to form a porous glass particle layer.
Is formed. On the other hand, the table 10 rotates slowly
Then, glass particles are sequentially deposited on the plurality of Si substrates 1,
A porous glass particle layer is formed. These are 1200
~ 1400 ° C, He and O 2In an electric furnace with a mixed atmosphere of
When tied, it becomes a transparent glass layer (under clad 2)
You.

【0016】次いでアンダークラッド2の上にコア3を
形成する。前記によりアンダークラッド2が形成されて
いるSi基板1の複数を、円形テーブル10の上に戻
す。基板1の表面温度は前回の設定と同一に調整する。
酸水素炎バーナー11には燃焼原料、ガラス微粒子原料
のSiCl、必要に応じPOClをキャリアガスOととも
に供給する。すると火炎加水分解反応によりガラス微粒
子のSiO、POがアンダークラッド2の上に吹き付
けられ堆積してゆく。このときのHの流量、酸水素炎
バーナー11の移動速度は前記の範囲内で適宜に調整さ
れる。テーブル10が回転し、複数のSi基板1に形成
されているアンダークラッド2の上にガラス微粒子が堆
積し、多孔質なガラス微粒子層が形成される。これらを
焼結すると透明なコア3となるべきガラス層となる。こ
のガラス層から常法のリソグラフィによりコア3が形成
する。
Next, a core 3 is formed on the under clad 2. The plurality of Si substrates 1 on which the under cladding 2 is formed as described above are returned on the circular table 10. The surface temperature of the substrate 1 is adjusted to be the same as the previous setting.
The oxyhydrogen flame burner 11 is supplied with a combustion raw material, glass fine particle raw material SiCl 4 and, if necessary, POCl 3 together with a carrier gas O 2 . Then, the fine glass particles SiO 2 and P 2 O 5 are sprayed and deposited on the under clad 2 by the flame hydrolysis reaction. At this time, the flow rate of H 2 and the moving speed of the oxyhydrogen flame burner 11 are appropriately adjusted within the above ranges. The table 10 is rotated, and the glass fine particles are deposited on the under clad 2 formed on the plurality of Si substrates 1 to form a porous glass fine particle layer. When these are sintered, a glass layer to be a transparent core 3 is obtained. The core 3 is formed from the glass layer by a conventional lithography.

【0017】さらにアンダークラッド2の上のコア3を
覆ってオーバークラッド4が形成される。この手順はア
ンダークラッド2の形成手順と同一であり、酸水素炎バ
ーナー11に供給する燃焼原料、ガラス微粒子原料も同
一であるから、同一のガラス層が形成される。基板1の
表面温度、Hの流量、酸水素炎バーナー11の移動速
度は前記のアンダークラッド2の場合と同一に調整され
る。このようにして、図2に示すSi基板1が製造され
る。
Further, an over cladding 4 is formed so as to cover the core 3 on the under cladding 2. This procedure is the same as the procedure for forming the undercladding 2, and the same raw material to be supplied to the oxyhydrogen flame burner 11 and the raw material for glass particles are the same, so that the same glass layer is formed. The surface temperature of the substrate 1, the flow rate of H 2, the moving speed of the oxyhydrogen flame burner 11 is adjusted to the same as that of the under-cladding 2. Thus, the Si substrate 1 shown in FIG. 2 is manufactured.

【0018】上記好ましい実施の形態にしたがい、Si
基板の上にガラス層を形成した実施例を以下に記載す
る。
According to the preferred embodiment, Si
An embodiment in which a glass layer is formed on a substrate will be described below.

【0019】(実施例1)直径80cmの円形テーブル1
0の外周部に、直径10cm、厚さ1mmのSi基板を9枚搭
載した。基板1からバーナー11の火口までの距離を2
0cm、基板1の法線方向に対するバーナーの傾斜角度は
70°、バーナーと排気管との距離を6.6mmとした。
バーナー11には燃焼原料としてHを8リットル/mi
n、Oを6リットル/min、それにシールArを1リッ
トル/min、ガラス原料としてSiCl4を43cc/min、Bbr
を20cc/min、POClを20cc/minをキャリアガスのO
とともに供給した。テーブル10の下部に設けてある
ヒーターにより基板1の温度を約500℃に加熱した。
基板1を載せたテーブル10を2rpmで回転させなが
ら、バーナー11を10mm/minでストローク幅16cmを
往復動させた。この往復動中基板と火口の距離、バーナ
ーの傾斜角度は70°、バーナーと排気管との距離は一
定に保つようにした。バーナー11を点火し、SiO、B
O、POのガラス微粒子の堆積を約90min行っ
た。このように多孔質なガラス微粒子層が形成されてい
るSi基板1を、Heが2.5リットル/min、O
0.3リットル/min流されている1350℃の電気炉中
で2時間保持して焼結処理を行った。この処理により透
明ガラス化された層の厚さは約20μmであった。
(Embodiment 1) A circular table 1 having a diameter of 80 cm.
On the outer periphery of No. 0, nine Si substrates having a diameter of 10 cm and a thickness of 1 mm were mounted. The distance from the substrate 1 to the crater of the burner 11 is 2
0 cm, the angle of inclination of the burner with respect to the normal direction of the substrate 1 was 70 °, and the distance between the burner and the exhaust pipe was 6.6 mm.
8 liters / mi of H 2 as a raw material for combustion in the burner 11
n, O 2 at 6 liter / min, seal Ar at 1 liter / min, glass material as SiCl 4 at 43 cc / min, Bbr 3
20 cc / min, POCl 3 at 20 cc / min and carrier gas O
Supplied with 2 . The temperature of the substrate 1 was heated to about 500 ° C. by a heater provided below the table 10.
The burner 11 was reciprocated at a stroke width of 16 cm at 10 mm / min while rotating the table 10 on which the substrate 1 was mounted at 2 rpm. During the reciprocation, the distance between the substrate and the crater, the inclination angle of the burner was 70 °, and the distance between the burner and the exhaust pipe was kept constant. Ignition burner 11, SiO 2 , B
Glass particles of 2 O 3 and P 2 O 5 were deposited for about 90 minutes. The Si substrate 1 on which the porous glass particle layer is formed is placed in an electric furnace at 1350 ° C. for 2 hours in which He is flowing at 2.5 L / min and O 2 is flowing at 0.3 L / min. The sintering process was performed while holding. The thickness of the layer vitrified by this treatment was about 20 μm.

【0020】ガラス層2が形成されているSi基板1を
1cm×1cmに切断し、図3に示すように約1°の角度に
斜め研磨し、距離Dの範囲に渡ってPの濃度分布を電子
線マイクロアナライザー(EPMA)で測定した。その
結果は、図4に示してあるとおり、最大濃度に対する最
少濃度は80%であった。もう一方のドーパントである
BについてはEPMAの測定感度が低いため、走査型オ
ージェ電子分光法(AES:Auger Electron Spectrosco
py)で測定した。その結果、図5のとおり、Bの濃度分
布は均一であった。
The Si substrate 1 on which the glass layer 2 is formed is cut into 1 cm × 1 cm and polished obliquely at an angle of about 1 ° as shown in FIG. It was measured with an electron beam microanalyzer (EPMA). As a result, as shown in FIG. 4, the minimum density with respect to the maximum density was 80%. The other dopant, B, has a low EPMA measurement sensitivity, and is therefore subject to scanning Auger electron spectroscopy (AES).
py). As a result, as shown in FIG. 5, the concentration distribution of B was uniform.

【0021】(実施例2)バーナー11に供給するH
を6リットル/minにしたこと、およびガラス微粒子の堆
積時間を120minとしたこと以外は、実施例1と同一
条件で厚さ約20μmのガラス層を得た。このガラス層
の厚さ方向のPの濃度分布を実施例1と同様の手順によ
りEPMAで測定した。その結果、図6に示すとおり、
Pの濃度分布は均一であった。
(Embodiment 2) H 2 to be supplied to the burner 11
Was set to 6 liter / min, and the glass layer having a thickness of about 20 μm was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the deposition time of the glass particles was set to 120 min. The concentration distribution of P in the thickness direction of the glass layer was measured by EPMA in the same procedure as in Example 1. As a result, as shown in FIG.
The concentration distribution of P was uniform.

【0022】(比較例)基板1の温度を約300℃に加
熱し、バーナー11に供給するHを4リットル/minに
し、ガラス微粒子の堆積時間を80minとしたこと以外
は、実施例1と同一条件で厚さ約20μmのガラス層を
得た。このガラス層の厚さ方向のPの濃度分布を実施例
1と同様の手順で測定した。その結果、図7に示すとお
り、ガラス層の厚さ方向におけるPの最小値は、最大値
の約50%になっている。同じくBの濃度分布を実施例
1と同様にAESにより測定した。その結果、図8に示
すとおり、ガラス層の厚さ方向におけるBの濃度の最小
値は、最大値の約50%以下になっている。
(Comparative Example) Example 1 was repeated except that the temperature of the substrate 1 was heated to about 300 ° C., H 2 supplied to the burner 11 was set to 4 liter / min, and the deposition time of the glass particles was set to 80 min. Under the same conditions, a glass layer having a thickness of about 20 μm was obtained. The concentration distribution of P in the thickness direction of the glass layer was measured in the same procedure as in Example 1. As a result, as shown in FIG. 7, the minimum value of P in the thickness direction of the glass layer is about 50% of the maximum value. Similarly, the concentration distribution of B was measured by AES in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in FIG. 8, the minimum value of the concentration of B in the thickness direction of the glass layer is about 50% or less of the maximum value.

【0023】尚、光導波路においてアンダークラッド、
コア、オーバークラッドの各層は、ドーパントの厚さ方
向の濃度分布がどこまで均一であればよいかについて調
べた。そこで実施例1でSi基板に形成した20μmの
厚さのガラス層を、研磨により薄くしその屈折率が均一
かどうかで調べた。その結果、図4に示されるドーパン
トの最大濃度に対する最少濃度の比が80%以上のとき
に、屈折率の層厚依存性が見られなくなった。
In the optical waveguide, an under clad,
In each layer of the core and the over cladding, it was examined how much the concentration distribution of the dopant in the thickness direction should be uniform. Therefore, the glass layer having a thickness of 20 μm formed on the Si substrate in Example 1 was thinned by polishing, and it was examined whether or not the refractive index was uniform. As a result, when the ratio of the minimum concentration to the maximum concentration of the dopant shown in FIG. 4 was 80% or more, the dependency of the refractive index on the layer thickness was not observed.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明を適
用する光導波路の製造方法は、火炎堆積法を採用し、多
孔質ガラス層を堆積する面の温度が堆積期間を通じてほ
ぼ一定となるため、得られた光導波路を構成するガラス
層は、含まれれるドーパントの濃度が厚さ方向に均一な
分布となる。そのため本発明の方法で製造された光導波
路は、各層の屈折率は所期の値になり、光導波路の伝搬
特性は設計値どうりに得られる。
As described in detail above, the method for manufacturing an optical waveguide to which the present invention is applied employs the flame deposition method, and the temperature of the surface on which the porous glass layer is deposited becomes substantially constant throughout the deposition period. Therefore, in the glass layer forming the obtained optical waveguide, the concentration of the contained dopant has a uniform distribution in the thickness direction. Therefore, in the optical waveguide manufactured by the method of the present invention, the refractive index of each layer becomes an expected value, and the propagation characteristics of the optical waveguide can be obtained as designed.

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

【図1】本発明を適用する光導波路の製造方法の実施途
中を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a process in the course of a method of manufacturing an optical waveguide to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用する方法で製造した光導波路の構
造を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of an optical waveguide manufactured by a method to which the present invention is applied.

【図3】性能測定のサンプルを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a sample of performance measurement.

【図4】本発明を適用する方法で製造したガラス層のド
ーパントのEPMA分布を示す図である。
FIG. 4 is a view showing an EPMA distribution of a dopant in a glass layer manufactured by a method to which the present invention is applied.

【図5】本発明を適用する方法で製造したガラス層のド
ーパントのAES濃度を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an AES concentration of a dopant in a glass layer manufactured by a method to which the present invention is applied.

【図6】本発明を適用する方法で製造したガラス層のド
ーパントのEPMA分布を示す図である。
FIG. 6 is a view showing an EPMA distribution of a dopant in a glass layer manufactured by a method to which the present invention is applied.

【図7】本発明を適用外の方法で製造したガラス層のド
ーパントのEPMA分布を示す図である。
FIG. 7 is a view showing an EPMA distribution of a dopant in a glass layer manufactured by a method excluding the present invention.

【図8】本発明を適用外の方法で製造したガラス層のド
ーパントのAES濃度を示す図である。
FIG. 8 is a graph showing the AES concentration of a dopant in a glass layer manufactured by a method excluding the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は基板、2はアンダークラッド、3はコア、4はオー
バークラッド、10はテーブル、11は酸水素炎バーナ
ー、12は排気管である。
1 is a substrate, 2 is an under clad, 3 is a core, 4 is an over clad, 10 is a table, 11 is an oxyhydrogen flame burner, and 12 is an exhaust pipe.

フロントページの続き (72)発明者 牧川 新二 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 Fターム(参考) 2H047 PA05 PA14 PA24 QA04 TA42 TA44 4G014 AH12 AH15 AH19 AH21 AH23Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Makikawa 2-13-1, Isobe, Annaka-shi, Gunma Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Precision Functional Materials Research Laboratory F-term (reference) 2H047 PA05 PA14 PA24 QA04 TA42 TA44 4G014 AH12 AH15 AH19 AH21 AH23

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と酸水素炎バーナーとが相対的に
移動しており、該酸水素炎バーナーに主成分およびドー
パントのガラス原料を供給し、火炎加水分解反応により
合成される酸化物ガラス微粒子を該基板の表面に堆積さ
せて多孔質ガラス層を形成し、該多孔質ガラス層を加熱
溶融することによって透明なガラス層を得る光導波路の
製造方法において、該基板の表面温度を500〜800
℃、該酸水素炎バーナーに供給される水素の流量を2〜
8リットル/min、バーナーと基板との相対移動速度を5
0〜300mm/secにすることを特徴とする光導波路の形
成方法。
1. An oxide-hydrogen flame burner in which a substrate and an oxyhydrogen flame burner are relatively moved, and a glass material of a main component and a dopant is supplied to the oxyhydrogen flame burner, and oxide glass fine particles synthesized by a flame hydrolysis reaction are provided. Is deposited on the surface of the substrate to form a porous glass layer, and the porous glass layer is heated and melted to obtain a transparent glass layer.
℃, the flow rate of hydrogen supplied to the oxyhydrogen flame burner is 2 to
8 liter / min, relative movement speed between burner and substrate 5
A method for forming an optical waveguide, which is performed at 0 to 300 mm / sec.
【請求項2】 前記透明なガラス層の厚さが20μm
以上であることを特徴とする請求項1に記載の光導波路
の形成方法。
2. The transparent glass layer has a thickness of 20 μm.
2. The method for forming an optical waveguide according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記ドーパントの成分元素がBまたは
/およびPであることを特徴とする請求項1に記載の光
導波路の形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the component element of the dopant is B and / or P.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101435828A (en) * 2007-11-12 2009-05-20 希森美康株式会社 Analyzer and method for limiting application program function thereof

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