JP2002258075A - 導波路およびその製造方法 - Google Patents
導波路およびその製造方法Info
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- JP2002258075A JP2002258075A JP2001053993A JP2001053993A JP2002258075A JP 2002258075 A JP2002258075 A JP 2002258075A JP 2001053993 A JP2001053993 A JP 2001053993A JP 2001053993 A JP2001053993 A JP 2001053993A JP 2002258075 A JP2002258075 A JP 2002258075A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝播損失が少なく、かつ導波路の作製に費や
される時間を短縮し、安価に導波路を作製することを目
的とするものである。 【解決手段】 コア層１２となる材料の熱膨張率をα
１、下部クラッド層１１および上部クラッド層１４とな
る材料の熱膨張率をα２としたとき、α１−α２の熱膨
張率差の絶対値を４０×１０-7／℃以内とするものであ
る。
される時間を短縮し、安価に導波路を作製することを目
的とするものである。 【解決手段】 コア層１２となる材料の熱膨張率をα
１、下部クラッド層１１および上部クラッド層１４とな
る材料の熱膨張率をα２としたとき、α１−α２の熱膨
張率差の絶対値を４０×１０-7／℃以内とするものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光部品である導波
路およびその製造方法に関するものである。
路およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光分波合波器、分岐結合器等の導
波路は、基板上に導波路を作製する方法として、堆積法
とイオン交換法の２種類に大別することができる。
波路は、基板上に導波路を作製する方法として、堆積法
とイオン交換法の２種類に大別することができる。
【０００３】堆積法は、シリコン等からなる基板上にＳ
ｉＯ2膜を付ける方法であって、火炎堆積法、Ｐ−ＣＶ
Ｄ法、ＭＢＥ蒸着等がある。
ｉＯ2膜を付ける方法であって、火炎堆積法、Ｐ−ＣＶ
Ｄ法、ＭＢＥ蒸着等がある。
【０００４】堆積法で導波路を製造するには、図２に示
す工程で行われる。
す工程で行われる。
【０００５】まず、図２（ａ）に示すように、石英基板
１上に火炎堆積法により、コア層２としてＧｅＯ2添加
ＳｉＯ2スートあるいはＴｉＯ2添加ＳｉＯ2スートを数
μｍの厚さに堆積させた後、これを焼結透明化する。
１上に火炎堆積法により、コア層２としてＧｅＯ2添加
ＳｉＯ2スートあるいはＴｉＯ2添加ＳｉＯ2スートを数
μｍの厚さに堆積させた後、これを焼結透明化する。
【０００６】次いで、図２（ｂ）に示すように、フォト
リソグラフィー法、反応性イオンエッチング法によりコ
ア層２をパターニングしてコア部３を形成する。
リソグラフィー法、反応性イオンエッチング法によりコ
ア層２をパターニングしてコア部３を形成する。
【０００７】その後、図２（ｃ）のように、再び火炎堆
積法により、コア部３および石英基板１上に、上部クラ
ッド層４としてＰ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3が添加されたＳｉＯ
2を堆積させ、これを焼結透明化して導波路を製造して
いた。
積法により、コア部３および石英基板１上に、上部クラ
ッド層４としてＰ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3が添加されたＳｉＯ
2を堆積させ、これを焼結透明化して導波路を製造して
いた。
【０００８】また、イオン交換法においては、ボロシリ
ケートガラス基板上に導波路パターンの金属マスクを形
成する。次いで、基板をドーパントを含む溶融塩中に浸
漬し、導波路パターン上にイオン交換現象を利用して、
ドーパントをガラス基板中に拡散させる（コア層の表面
形成）。
ケートガラス基板上に導波路パターンの金属マスクを形
成する。次いで、基板をドーパントを含む溶融塩中に浸
漬し、導波路パターン上にイオン交換現象を利用して、
ドーパントをガラス基板中に拡散させる（コア層の表面
形成）。
【０００９】さらに、ガラス内のイオン（ドーパントで
ないもの）と同種のイオンのみを含む溶融塩中にガラス
基板を浸漬し、電界を印加して表面のコア層（ドーパン
ト）をガラス内部に泳動させて（コア部の内部形成）、
導波路となる高屈折率部を形成する。なお、マスクを除
去後に導波路を基板内部に押し込みかつ表面層を低屈折
率に形成する。
ないもの）と同種のイオンのみを含む溶融塩中にガラス
基板を浸漬し、電界を印加して表面のコア層（ドーパン
ト）をガラス内部に泳動させて（コア部の内部形成）、
導波路となる高屈折率部を形成する。なお、マスクを除
去後に導波路を基板内部に押し込みかつ表面層を低屈折
率に形成する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た堆積法、イオン交換法においては、以下の問題点があ
る。
た堆積法、イオン交換法においては、以下の問題点があ
る。
【００１１】堆積法で形成したものは最も伝播損失が小
さいものであるが、コア層、クラッド層の堆積と焼結工
程、フォトリソグラフィーによるパターニング工程を有
し、特に、コア層の堆積には１．５時間、焼結に１０時
間を要し、導波路の作製に工数および時間がかかってい
た。
さいものであるが、コア層、クラッド層の堆積と焼結工
程、フォトリソグラフィーによるパターニング工程を有
し、特に、コア層の堆積には１．５時間、焼結に１０時
間を要し、導波路の作製に工数および時間がかかってい
た。
【００１２】また、イオン交換法で形成したものは比較
的短時間で作製が可能であるが、コア層のイオン拡散の
分布を生じるため、屈折率分布を生じ、伝播損失が悪く
なる。
的短時間で作製が可能であるが、コア層のイオン拡散の
分布を生じるため、屈折率分布を生じ、伝播損失が悪く
なる。
【００１３】本発明は、上記従来の問題点を解決し、伝
播損失が少なく、かつ導波路の作製に費やされる時間を
短縮し、安価に導波路を作製することを目的とするもの
である。
播損失が少なく、かつ導波路の作製に費やされる時間を
短縮し、安価に導波路を作製することを目的とするもの
である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成を有する。
に本発明は以下の構成を有する。
【００１５】第１の発明は、コアとなる材料の熱膨張率
α１、クラッドとなる材料の熱膨張率をα２とすると、
α１−α２の熱膨張率差の絶対値が４０×１０-7／℃以
内となる材料で構成するもので、プレスによって導波路
の製造が可能となり、かつ、導波路の作製に費やされる
時間を短縮できるという作用を有する。
α１、クラッドとなる材料の熱膨張率をα２とすると、
α１−α２の熱膨張率差の絶対値が４０×１０-7／℃以
内となる材料で構成するもので、プレスによって導波路
の製造が可能となり、かつ、導波路の作製に費やされる
時間を短縮できるという作用を有する。
【００１６】第２の発明は、コアとなる材料はＳｉＯ2
−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ−ＬＯ（Ｒ：アルカリ金属、Ｌ：二価
金属）からなるホウケイ酸クラウンガラス、クラッドと
なる材料はＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物とからなる
フッ素クラウンガラスとからなるもので、伝播損失特性
に優れるという作用を有する。
−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ−ＬＯ（Ｒ：アルカリ金属、Ｌ：二価
金属）からなるホウケイ酸クラウンガラス、クラッドと
なる材料はＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物とからなる
フッ素クラウンガラスとからなるもので、伝播損失特性
に優れるという作用を有する。
【００１７】第３の発明は、コアとなる材料はＳｉＯ2
−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物からなるフッ素クラウンガラ
ス、クラッドとなる材料はＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化
合物からなるフッ素クラウンガラスとからなるもので、
一層伝播損失特性に優れるという作用を有する。
−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物からなるフッ素クラウンガラ
ス、クラッドとなる材料はＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化
合物からなるフッ素クラウンガラスとからなるもので、
一層伝播損失特性に優れるという作用を有する。
【００１８】第４の発明は、コアとなる材料はＰ2Ｏ5と
フッ素化合物とからなるフツリン酸ガラス、クラッドと
なる材料はＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物からなるフ
ッ素クラウンガラスとからなり、より一層伝播損失特性
に優れるという作用を有する。
フッ素化合物とからなるフツリン酸ガラス、クラッドと
なる材料はＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物からなるフ
ッ素クラウンガラスとからなり、より一層伝播損失特性
に優れるという作用を有する。
【００１９】第５の発明は、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素
化合物からなるフッ素クラウンガラスとからなる下部ク
ラッド層に、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ−ＬＯ（Ｒ：アル
カリ金属、Ｌ：二価金属）のホウケイ酸クラウンガラス
からなるコア層を貼り付け、前記コア層を所定の形状に
エッチングした後、前記コア層を内包するようにＳｉＯ
2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化合物のフッ素クラウンガラス
からなる上部クラッド層と前記下部クラッド層とを熱プ
レスにより一体化するもので、導波路が簡易的なプロセ
スで作製できるという作用を有する。
化合物からなるフッ素クラウンガラスとからなる下部ク
ラッド層に、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ−ＬＯ（Ｒ：アル
カリ金属、Ｌ：二価金属）のホウケイ酸クラウンガラス
からなるコア層を貼り付け、前記コア層を所定の形状に
エッチングした後、前記コア層を内包するようにＳｉＯ
2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化合物のフッ素クラウンガラス
からなる上部クラッド層と前記下部クラッド層とを熱プ
レスにより一体化するもので、導波路が簡易的なプロセ
スで作製できるという作用を有する。
【００２０】第６の発明は、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素
化合物からなるフッ素クラウンガラスからなる下部クラ
ッド層に、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化合物のフッ
素クラウンガラスからなるコア層を貼り付け、前記コア
層を所定の形状にエッチングした後、前記コア層を内包
するようにＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化合物のフッ
素クラウンガラスからなる上部クラッド層と前記下部ク
ラッド層とを熱プレスにより一体化して形成するもの
で、簡易的なプロセスで作製可能となるという作用を有
する。
化合物からなるフッ素クラウンガラスからなる下部クラ
ッド層に、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化合物のフッ
素クラウンガラスからなるコア層を貼り付け、前記コア
層を所定の形状にエッチングした後、前記コア層を内包
するようにＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化合物のフッ
素クラウンガラスからなる上部クラッド層と前記下部ク
ラッド層とを熱プレスにより一体化して形成するもの
で、簡易的なプロセスで作製可能となるという作用を有
する。
【００２１】第７の発明は、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3およびフ
ッ素化合物のフッ素クラウンガラスとからなる下部クラ
ッド層に、Ｐ2Ｏ5およびフッ素化合物のフツリン酸ガラ
スからなるコア層を貼り付け、前記コア層を所定の形状
にエッチングした後、ＳｉＯ 2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化
合物のフッ素クラウンガラスとからなる上部クラッド層
と前記下部クラッド層とを熱プレスにより一体化したも
ので、導波路が簡易的なプロセスで作製できるという作
用を有する。
ッ素化合物のフッ素クラウンガラスとからなる下部クラ
ッド層に、Ｐ2Ｏ5およびフッ素化合物のフツリン酸ガラ
スからなるコア層を貼り付け、前記コア層を所定の形状
にエッチングした後、ＳｉＯ 2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化
合物のフッ素クラウンガラスとからなる上部クラッド層
と前記下部クラッド層とを熱プレスにより一体化したも
ので、導波路が簡易的なプロセスで作製できるという作
用を有する。
【００２２】第８の発明は、下部クラッド層とコア層と
を貼り付ける工程は、熱プレス、または、下部クラッド
およびコア層との接合面の各々を鏡面に磨いた後、熱処
理によって分子間結合させて貼り付けるもので、一層確
実に簡易的なプロセスで導波路を作製できるという作用
を有する。
を貼り付ける工程は、熱プレス、または、下部クラッド
およびコア層との接合面の各々を鏡面に磨いた後、熱処
理によって分子間結合させて貼り付けるもので、一層確
実に簡易的なプロセスで導波路を作製できるという作用
を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態にお
ける導波路について図面を参照しながら説明する。
ける導波路について図面を参照しながら説明する。
【００２４】図１は本発明の一実施の形態における導波
路の工程を説明する図である。
路の工程を説明する図である。
【００２５】まず、図１（ａ）に示すように、下部クラ
ッド層１１となるフッ素クラウンガラスの上面に、片面
を光学研磨したコア層１２となるホウケイ酸クラウンガ
ラスの研磨面と接するように置き、下部クラッド層１１
のガラス転移温度より５０〜６０℃高い温度で熱プレス
し、下部クラッド層１１とコア層１２とを一体化する。
ッド層１１となるフッ素クラウンガラスの上面に、片面
を光学研磨したコア層１２となるホウケイ酸クラウンガ
ラスの研磨面と接するように置き、下部クラッド層１１
のガラス転移温度より５０〜６０℃高い温度で熱プレス
し、下部クラッド層１１とコア層１２とを一体化する。
【００２６】次に、図１（ｂ）に示すようにコア層１２
側から、コア層１２の厚みが５〜７μｍとなるまで光学
研磨する。
側から、コア層１２の厚みが５〜７μｍとなるまで光学
研磨する。
【００２７】次に、図１（ｃ）に示すようにレジスト層
１３をスピンコートで塗布する。
１３をスピンコートで塗布する。
【００２８】次に、図１（ｄ）に示すようにフォトリソ
グラフィー法でレジスト層１３をパターニングし、その
後反応性イオンエッチング法によりコア層１２をエッチ
ングする。次に、図１（ｅ）に示すレジスト層１３を除
去し、図１（ｆ）に示すように下部クラッド層１１の上
面にコア層１２のみとする。
グラフィー法でレジスト層１３をパターニングし、その
後反応性イオンエッチング法によりコア層１２をエッチ
ングする。次に、図１（ｅ）に示すレジスト層１３を除
去し、図１（ｆ）に示すように下部クラッド層１１の上
面にコア層１２のみとする。
【００２９】次に、図１（ｇ）に示すように、厚みが一
定の上部クラッド層１４となるフッ素クラウンガラスを
用意し、コア層１２上においた後、上部クラッド層１４
のガラス転移温度より５０〜６０℃高い温度で熱プレス
し、図１（ｈ）に示すような導波路を製造する。
定の上部クラッド層１４となるフッ素クラウンガラスを
用意し、コア層１２上においた後、上部クラッド層１４
のガラス転移温度より５０〜６０℃高い温度で熱プレス
し、図１（ｈ）に示すような導波路を製造する。
【００３０】また、他の製造方法として、分子間結合に
よって、コア層１２となるホウケイ酸クラウンガラスと
クラッドとなるフッ素クラウンガラスを貼り付けて導波
路を製造する方法について説明する。
よって、コア層１２となるホウケイ酸クラウンガラスと
クラッドとなるフッ素クラウンガラスを貼り付けて導波
路を製造する方法について説明する。
【００３１】まず、厚みが一定で、かつ片面を光学研磨
した下部クラッド層１１となるフッ素クラウンガラス
と、片面を光学研磨したコア層１２となるホウケイ酸ク
ラウンガラスを用意する。次に、コア層１２の研磨面を
下部クラッド層１１の研磨面上に置き、下部クラッド層
１１のガラス転移温度より５０〜６０℃高い温度で熱処
理し、図１（ａ）に示すような下部クラッド層１１とコ
ア層１２とを貼り付ける。その後の工程は、上述した方
法と同様である。
した下部クラッド層１１となるフッ素クラウンガラス
と、片面を光学研磨したコア層１２となるホウケイ酸ク
ラウンガラスを用意する。次に、コア層１２の研磨面を
下部クラッド層１１の研磨面上に置き、下部クラッド層
１１のガラス転移温度より５０〜６０℃高い温度で熱処
理し、図１（ａ）に示すような下部クラッド層１１とコ
ア層１２とを貼り付ける。その後の工程は、上述した方
法と同様である。
【００３２】同様に、コアとクラッドがフッ素クラウン
ガラスからなる導波路およびコアがフツリン酸ガラス、
クラッドがフッ素クラウンガラスからなる導波路も上記
方法により製造できる。
ガラスからなる導波路およびコアがフツリン酸ガラス、
クラッドがフッ素クラウンガラスからなる導波路も上記
方法により製造できる。
【００３３】（実施例１）下部クラッド層１１となるガ
ラスとしてガラス転移温度：５００℃、屈折率：１．４
８７６、熱膨張率９５×１０-7／℃のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3
−Ｋ2Ｏ−ＫＨＦ2からなる厚みが１ｍｍのフッ素クラウ
ンガラスと、コア層１２となるガラスとして片面を光学
研磨した厚みが５０μｍのガラス転移温度：５７６℃、
屈折率：１．５１３９、熱膨張率８６×１０-7／℃のＳ
ｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｎａ2Ｏ−Ｋ2Ｏ−ＢａＯからなるホウ
ケイ酸クラウンガラスを用意し、ホウケイ酸クラウンガ
ラスの研磨面がフッ素クラウンガラスと接するように置
き、５７０℃で３０秒間熱プレスした。次に、この基板
のホウケイ酸クラウンガラスの厚みが７μｍになるまで
ホウケイ酸クラウンガラス側から光学研磨した。次に、
ホウケイ酸クラウンガラス上にフォトレジスト層１３を
形成し、これにマスクパターンを重ねて露光・現像して
パターン化されたフォトレジスト層を形成した。パター
ン化されたフォトレジスト層をマスクとして反応性イオ
ンエッチングを行い、ホウケイ酸クラウンガラスからな
る７μｍ角のコア層を形成した。
ラスとしてガラス転移温度：５００℃、屈折率：１．４
８７６、熱膨張率９５×１０-7／℃のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3
−Ｋ2Ｏ−ＫＨＦ2からなる厚みが１ｍｍのフッ素クラウ
ンガラスと、コア層１２となるガラスとして片面を光学
研磨した厚みが５０μｍのガラス転移温度：５７６℃、
屈折率：１．５１３９、熱膨張率８６×１０-7／℃のＳ
ｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｎａ2Ｏ−Ｋ2Ｏ−ＢａＯからなるホウ
ケイ酸クラウンガラスを用意し、ホウケイ酸クラウンガ
ラスの研磨面がフッ素クラウンガラスと接するように置
き、５７０℃で３０秒間熱プレスした。次に、この基板
のホウケイ酸クラウンガラスの厚みが７μｍになるまで
ホウケイ酸クラウンガラス側から光学研磨した。次に、
ホウケイ酸クラウンガラス上にフォトレジスト層１３を
形成し、これにマスクパターンを重ねて露光・現像して
パターン化されたフォトレジスト層を形成した。パター
ン化されたフォトレジスト層をマスクとして反応性イオ
ンエッチングを行い、ホウケイ酸クラウンガラスからな
る７μｍ角のコア層を形成した。
【００３４】続いて、下部クラッド層１１と同一組成の
上部クラッド層１４となる厚みが１ｍｍのフッ素クラウ
ンガラスをホウケイ酸クラウンガラスからなるコア層上
に置き、５７０℃で３０秒間熱プレスして、導波路を形
成した。この導波路のコア層１２となるホウケイ酸クラ
ウンガラスは熱プレスによる熱変形は起こらず、形状精
度も優れていた。また、クラッド−コア界面でのクラッ
クや剥離等も発生しなかった。
上部クラッド層１４となる厚みが１ｍｍのフッ素クラウ
ンガラスをホウケイ酸クラウンガラスからなるコア層上
に置き、５７０℃で３０秒間熱プレスして、導波路を形
成した。この導波路のコア層１２となるホウケイ酸クラ
ウンガラスは熱プレスによる熱変形は起こらず、形状精
度も優れていた。また、クラッド−コア界面でのクラッ
クや剥離等も発生しなかった。
【００３５】同様に、分子間結合によってフッ素クラウ
ンガラスとホウケイ酸クラウンガラスを貼り付けて形成
された導波路も同様に形状精度に優れ、クラックや剥離
発生のないものであった。
ンガラスとホウケイ酸クラウンガラスを貼り付けて形成
された導波路も同様に形状精度に優れ、クラックや剥離
発生のないものであった。
【００３６】（実施例２）下部クラッド層１１となるガ
ラスとしてガラス転移温度：４２２℃、屈折率：１．４
７６０、熱膨張率９８×１０-7／℃のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3
−Ａｌ2Ｏ3−ＫＦからなる厚みが１ｍｍのフッ素クラウ
ンガラスと、コア層１２となるガラスとして片面を光学
研磨した厚みが５０μｍのガラス転移温度：５００℃、
屈折率：１．４８７６、熱膨張率９５×１０-7／℃のＳ
ｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｋ2Ｏ−ＫＦからなるフッ素クラウンガ
ラスを用意し、コア用フッ素クラウンガラスの研磨面が
クラッド用フッ素クラウンガラスと接するように置き、
５００℃で３０秒間熱プレスした。次に、この基板のコ
ア用フッ素クラウンガラスの厚みが７μｍになるまでコ
ア用フッ素クラウンガラス側から光学研磨した。次に、
コア用フッ素クラウンガラス上にフォトレジスト層１３
を形成し、これにマスクパターンを重ねて露光・現像し
てパターン化されたフォトレジスト層を形成した。パタ
ーン化されたフォトレジスト層をマスクとして反応性イ
オンエッチングを行い、フッ素クラウンガラスからなる
７μｍ角のコア層を形成した。
ラスとしてガラス転移温度：４２２℃、屈折率：１．４
７６０、熱膨張率９８×１０-7／℃のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3
−Ａｌ2Ｏ3−ＫＦからなる厚みが１ｍｍのフッ素クラウ
ンガラスと、コア層１２となるガラスとして片面を光学
研磨した厚みが５０μｍのガラス転移温度：５００℃、
屈折率：１．４８７６、熱膨張率９５×１０-7／℃のＳ
ｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｋ2Ｏ−ＫＦからなるフッ素クラウンガ
ラスを用意し、コア用フッ素クラウンガラスの研磨面が
クラッド用フッ素クラウンガラスと接するように置き、
５００℃で３０秒間熱プレスした。次に、この基板のコ
ア用フッ素クラウンガラスの厚みが７μｍになるまでコ
ア用フッ素クラウンガラス側から光学研磨した。次に、
コア用フッ素クラウンガラス上にフォトレジスト層１３
を形成し、これにマスクパターンを重ねて露光・現像し
てパターン化されたフォトレジスト層を形成した。パタ
ーン化されたフォトレジスト層をマスクとして反応性イ
オンエッチングを行い、フッ素クラウンガラスからなる
７μｍ角のコア層を形成した。
【００３７】続いて、下部クラッド層１１と同一組成の
上部クラッド層１４となる厚みが１ｍｍの上部クラッド
用フッ素クラウンガラスをフッ素クラウンガラスからな
るコア層１２上に置き、５００℃で３０秒間熱プレスし
て、導波路を形成した。この導波路のコア層となるフッ
素クラウンガラス層も実施例１と同様、熱プレスによる
熱変形は起こらず、形状精度も優れていた。また、クラ
ッド−コア界面でのクラックや剥離等も発生しなかっ
た。
上部クラッド層１４となる厚みが１ｍｍの上部クラッド
用フッ素クラウンガラスをフッ素クラウンガラスからな
るコア層１２上に置き、５００℃で３０秒間熱プレスし
て、導波路を形成した。この導波路のコア層となるフッ
素クラウンガラス層も実施例１と同様、熱プレスによる
熱変形は起こらず、形状精度も優れていた。また、クラ
ッド−コア界面でのクラックや剥離等も発生しなかっ
た。
【００３８】（実施例３）コア層１２としてフツリン酸
ガラス（Ｐ2Ｏ5−ＡｌＦ3−ＣａＦ2−ＢａＦ2−ＳｒＦ2
系ガラス、ガラス転移温度：４５５℃、屈折率：１．４
６５７、熱膨張率：１５２×１０-7／℃）、クラッド層
としてフッ素クラウンガラス（ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ
Ｆ3−ＫＦ系ガラス、ガラス転移温度：３７０℃、屈折
率：１．４５９０、熱膨張率：１１６×１０-7／℃）を
用い、実施例１と同様な方法で、熱プレス温度は４５０
℃で行って導波路を作製した。この導波路のフツリン酸
ガラスからなるコア層１２も熱プレスによる熱変形は起
こらず、形状精度も優れていた。また、クラッド−コア
界面でのクラックや剥離等も発生しなかった。この時の
ＢＫ１２ガラスとＫ２ガラスのガラス転移温度差は６３
℃であることから、本発明の方法で導波路を形成するた
めには、クラッドガラスとコアガラスのガラス転移温度
差を６０℃以上にすれば良い。
ガラス（Ｐ2Ｏ5−ＡｌＦ3−ＣａＦ2−ＢａＦ2−ＳｒＦ2
系ガラス、ガラス転移温度：４５５℃、屈折率：１．４
６５７、熱膨張率：１５２×１０-7／℃）、クラッド層
としてフッ素クラウンガラス（ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ
Ｆ3−ＫＦ系ガラス、ガラス転移温度：３７０℃、屈折
率：１．４５９０、熱膨張率：１１６×１０-7／℃）を
用い、実施例１と同様な方法で、熱プレス温度は４５０
℃で行って導波路を作製した。この導波路のフツリン酸
ガラスからなるコア層１２も熱プレスによる熱変形は起
こらず、形状精度も優れていた。また、クラッド−コア
界面でのクラックや剥離等も発生しなかった。この時の
ＢＫ１２ガラスとＫ２ガラスのガラス転移温度差は６３
℃であることから、本発明の方法で導波路を形成するた
めには、クラッドガラスとコアガラスのガラス転移温度
差を６０℃以上にすれば良い。
【００３９】（比較例１）コア層として軽バリウムクラ
ウンガラス（ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｎａ2Ｏ−Ｋ2Ｏ−Ｂａ
Ｏ−ＺｎＯ系ガラス、ガラス転移温度：５０５℃、屈折
率：１．５１８４、熱膨張率：１０５×１０-7／℃）、
クラッド層としてフツリン酸ガラス（Ｐ2Ｏ5−ＡｌＦ3
−ＣａＦ2−ＢａＦ2−ＳｒＦ2系ガラス、ガラス転移温
度：４５５℃、屈折率：１．４９２３、熱膨張率：１５
５×１０-7／℃）を用い、コア層とクラッド層の貼り付
けを５０５℃の熱プレスにより行ったが、冷却後ガラス
にクラックが発生し、導波路を作製することはできなか
った。
ウンガラス（ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｎａ2Ｏ−Ｋ2Ｏ−Ｂａ
Ｏ−ＺｎＯ系ガラス、ガラス転移温度：５０５℃、屈折
率：１．５１８４、熱膨張率：１０５×１０-7／℃）、
クラッド層としてフツリン酸ガラス（Ｐ2Ｏ5−ＡｌＦ3
−ＣａＦ2−ＢａＦ2−ＳｒＦ2系ガラス、ガラス転移温
度：４５５℃、屈折率：１．４９２３、熱膨張率：１５
５×１０-7／℃）を用い、コア層とクラッド層の貼り付
けを５０５℃の熱プレスにより行ったが、冷却後ガラス
にクラックが発生し、導波路を作製することはできなか
った。
【００４０】（実施例１）、（実施例２）、（実施例
３）、（比較例１）を比較すると、（実施例１）のクラ
ッドとコアの熱膨張率差は９×１０-7／℃、（実施例
２）のクラッドとコアの熱膨張率差は３×１０-7／℃、
（実施例３）のクラッドとコアの熱膨張率差は３６×１
０-7／℃、（比較例１）のクラッドとコアの熱膨張率差
は５０×１０-7／℃で、コアとクラッドの熱プレスによ
る貼り付け工程でクラックが発生したことから、本発明
の方法で導波路を形成するためには、クラッドガラスと
コアガラスの熱膨張率差は４０×１０-7／℃以内である
ことが必要条件である。
３）、（比較例１）を比較すると、（実施例１）のクラ
ッドとコアの熱膨張率差は９×１０-7／℃、（実施例
２）のクラッドとコアの熱膨張率差は３×１０-7／℃、
（実施例３）のクラッドとコアの熱膨張率差は３６×１
０-7／℃、（比較例１）のクラッドとコアの熱膨張率差
は５０×１０-7／℃で、コアとクラッドの熱プレスによ
る貼り付け工程でクラックが発生したことから、本発明
の方法で導波路を形成するためには、クラッドガラスと
コアガラスの熱膨張率差は４０×１０-7／℃以内である
ことが必要条件である。
【００４１】また、本発明のように熱プレスで導波路を
作製する場合、熱プレスによるコア層の変形を考慮する
とコアガラスのガラス転移温度はクラッドガラスのガラ
ス転移温度より高く、かつその温度差は６０℃以上が好
ましい。
作製する場合、熱プレスによるコア層の変形を考慮する
とコアガラスのガラス転移温度はクラッドガラスのガラ
ス転移温度より高く、かつその温度差は６０℃以上が好
ましい。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、従来の火炎堆積
法、Ｐ−ＣＶＤ法で導波路を作製するのに比べ、本発明
は熱プレスで導波路を作製でき、従来法より装置コスト
が少なく、しかも作業時間も短く、容易かつ効率良く導
波路の製造が可能となる。また、クラッドガラスとコア
ガラスの熱膨張率差を４０×１０-7／℃以内とすること
で、クラックや割れのない、より信頼性の高い導波路の
作製が可能となる。
法、Ｐ−ＣＶＤ法で導波路を作製するのに比べ、本発明
は熱プレスで導波路を作製でき、従来法より装置コスト
が少なく、しかも作業時間も短く、容易かつ効率良く導
波路の製造が可能となる。また、クラッドガラスとコア
ガラスの熱膨張率差を４０×１０-7／℃以内とすること
で、クラックや割れのない、より信頼性の高い導波路の
作製が可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態における導波路の製造工
程を説明する図
程を説明する図
【図２】従来の導波路の製造工程を説明する図
１１ 下部クラッド層 １２ コア層 １３ レジスト層 １４ 上部クラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 茂樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 立畠 直樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 PA24 PA26 QA04 QA07 TA35 TA44
Claims (8)
- 【請求項１】 クラッドと、このクラッドの中に埋め込
まれたコアとからなり、前記コアとなる材料の熱膨張率
をα１、前記クラッドとなる材料の熱膨張率をα２とす
ると、α１−α２の熱膨張率差の絶対値が４０×１０-7
／℃以内となる材料で構成された導波路。 - 【請求項２】 コアとなる材料はＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2
Ｏ−ＬＯ（Ｒ：アルカリ金属、Ｌ：二価金属）からなる
ホウケイ酸クラウンガラス、クラッドとなる材料はＳｉ
Ｏ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物とからなるフッ素クラウン
ガラスからなる請求項１記載の導波路。 - 【請求項３】 コアおよびクラッドとなる材料はＳｉＯ
2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物からなるフッ素クラウンガラ
スとからなる請求項１記載の導波路。 - 【請求項４】 コアとなる材料はＰ2Ｏ5とフッ素化合物
とからなるフツリン酸ガラス、クラッドとなる材料はＳ
ｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物からなるフッ素クラウン
ガラスとからなる請求項１記載の導波路。 - 【請求項５】 ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物からな
るフッ素クラウンガラスとからなる下部クラッド層に、
ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ−ＬＯ（Ｒ：アルカリ金属、
Ｌ：二価金属）のホウケイ酸クラウンガラスからなるコ
ア層を貼り付け、前記コア層を所定の形状にエッチング
した後、前記コア層を内包するようにＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3
とフッ素化合物からなるフッ素クラウンガラスからなる
上部クラッド層と前記下部クラッド層とを熱プレスによ
って一体化してなる導波路の製造方法。 - 【請求項６】 ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物からな
るフッ素クラウンガラスからなる下部クラッド層に、Ｓ
ｉＯ2−Ｂ2Ｏ3とフッ素化合物のフッ素クラウンガラス
からなるコア層を貼り付け、前記コア層を所定の形状に
エッチングした後、前記コア層を内包するようにＳｉＯ
2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化合物のフッ素クラウンガラス
からなる上部クラッド層と前記下部クラッド層とを熱プ
レスによって一体化してなる導波路の製造方法。 - 【請求項７】 ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3およびフッ素化合物の
フッ素クラウンガラスからなる下部クラッド層に、Ｐ2
Ｏ5およびフッ素化合物のフツリン酸ガラスからなるコ
ア層を貼り付け、前記コア層を所定の形状にエッチング
した後、前記コア層を内包するようにＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3
およびフッ素化合物のフッ素クラウンガラスからなる上
部クラッド層と前記下部クラッド層とを熱プレスによっ
て一体化した導波路の製造方法。 - 【請求項８】 下部クラッド層とコア層とを貼り付ける
工程は、熱プレスまたは、下部クラッドおよびコア層と
の接合面の各々を鏡面に磨いた後、熱処理によって分子
間結合させて貼り付ける請求項５〜７のいずれか１つに
記載の導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001053993A JP2002258075A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 導波路およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001053993A JP2002258075A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 導波路およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002258075A true JP2002258075A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=18914394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001053993A Pending JP2002258075A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 導波路およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002258075A (ja) |
-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001053993A patent/JP2002258075A/ja active Pending
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