JP2588710B2 - 石英系光導波膜の製造方法 - Google Patents
石英系光導波膜の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導波形光部品の構成要素である石英系光導
波路の出発材料である石英系光導波膜の製造方法に関す
る。
波路の出発材料である石英系光導波膜の製造方法に関す
る。
石英ガラス基板やシリコン基板上に形成可能な石英系
光導波路は、石英系光フアイバとの整合性が良いことか
ら実用的な導波形光部品の実現手段として期待されてい
る。第５図は、石英系光導波路の従来の製造方法を説明
するための工程図である（河内正夫「石英系光導波路の
微細加工」応用物理学会光学懇話会 微小光学研究グル
ープ機関誌1986.4/第14巻、第２号、第33〜38頁）。第
５図において符号11はシリコン基板あるいは石英ガラス
基板、12aはバツフア用ガラス微粒子層、12bはバツフア
層、13aはコア用ガラス微粒子層、13bはコア層、13cは
コア路、14はクラツド層ガラスを意味する。
光導波路は、石英系光フアイバとの整合性が良いことか
ら実用的な導波形光部品の実現手段として期待されてい
る。第５図は、石英系光導波路の従来の製造方法を説明
するための工程図である（河内正夫「石英系光導波路の
微細加工」応用物理学会光学懇話会 微小光学研究グル
ープ機関誌1986.4/第14巻、第２号、第33〜38頁）。第
５図において符号11はシリコン基板あるいは石英ガラス
基板、12aはバツフア用ガラス微粒子層、12bはバツフア
層、13aはコア用ガラス微粒子層、13bはコア層、13cは
コア路、14はクラツド層ガラスを意味する。
以下、工程順に説明すると、（ａ）基板11上にSiCl4
を主成分とするガラス形成原料ガスの火炎加水分解反応
によりバツフア用ガラス微粒子層12a、コア用ガラス微
粒子層13aを順次堆積する。（ｂ）ガラス微粒子膜を基
板と共に電気炉中で加熱透明化して、バツフア層12b、
コア層13bから成る石英系光導波膜とする。（ｃ）コア
層13bの不要部分を反応性イオンエツチング法により除
去して、リツジ状のコア路13cを形成する。（ｄ）コア
路13cを覆うようにバツフア層と同等の屈折率値を有す
るクラツド層ガラス14を堆積する。クラツド層ガラスの
堆積には、再度、火炎加水分解反応を利用する。又はSi
O2板をターゲツトとするスパツタ法を利用する等の方法
が用いられる。
を主成分とするガラス形成原料ガスの火炎加水分解反応
によりバツフア用ガラス微粒子層12a、コア用ガラス微
粒子層13aを順次堆積する。（ｂ）ガラス微粒子膜を基
板と共に電気炉中で加熱透明化して、バツフア層12b、
コア層13bから成る石英系光導波膜とする。（ｃ）コア
層13bの不要部分を反応性イオンエツチング法により除
去して、リツジ状のコア路13cを形成する。（ｄ）コア
路13cを覆うようにバツフア層と同等の屈折率値を有す
るクラツド層ガラス14を堆積する。クラツド層ガラスの
堆積には、再度、火炎加水分解反応を利用する。又はSi
O2板をターゲツトとするスパツタ法を利用する等の方法
が用いられる。
第５図記載の方法により、0.1dB/cmオーダーの比較的
低損失な石英系光導波路を得ることはできるが、更に0.
1dB/cm以下のより高品質な石英系光導波路を再現性良く
実現することが困難であつた。本発明者らが、その理由
を鋭意検討した結果、原因の大半は、反応性イオンエツ
チングによる微細加工前の石英系光導波膜にあることが
判明した。石英系光導波膜は、ガラス微粒子膜を電気炉
中で加熱透明化することにより得られる膜厚数10μｍの
石英系ガラス厚膜であるが、透明化が不十分であり、わ
ずかな「曇り」が石英系光導波膜に残つているのであ
る。この曇りの無い完全に透明に石英系光導波膜を得る
には、加熱透明化時の最終到達温度を充分高温に設定す
ることが有効であるが、従来、基板材質に起因する次の
ような問題点があつた。
低損失な石英系光導波路を得ることはできるが、更に0.
1dB/cm以下のより高品質な石英系光導波路を再現性良く
実現することが困難であつた。本発明者らが、その理由
を鋭意検討した結果、原因の大半は、反応性イオンエツ
チングによる微細加工前の石英系光導波膜にあることが
判明した。石英系光導波膜は、ガラス微粒子膜を電気炉
中で加熱透明化することにより得られる膜厚数10μｍの
石英系ガラス厚膜であるが、透明化が不十分であり、わ
ずかな「曇り」が石英系光導波膜に残つているのであ
る。この曇りの無い完全に透明に石英系光導波膜を得る
には、加熱透明化時の最終到達温度を充分高温に設定す
ることが有効であるが、従来、基板材質に起因する次の
ような問題点があつた。
すなわち、石英ガラス基板では、加熱透明化温度が約
1250℃を越えると、基板の軟化が生じ、基板のそりやゆ
がみ等の塑性変形が生じ、その後のフオトリソグラフイ
ー工程等の微細加工による光導波路の形成に支障が生
じ、実際には、1350℃を越える透明化温度を設定するこ
とは不可能であつた。
1250℃を越えると、基板の軟化が生じ、基板のそりやゆ
がみ等の塑性変形が生じ、その後のフオトリソグラフイ
ー工程等の微細加工による光導波路の形成に支障が生
じ、実際には、1350℃を越える透明化温度を設定するこ
とは不可能であつた。
シリコン基板の場合には、石英ガラス基板に見られた
塑性変形を生ずることなく1400℃近くまで透明化温度を
上げることができるが、シリコン基板の融点が1412℃で
あることから、1400℃を越えて透明化温度を設定するこ
とは危険であり、不可能であつた。
塑性変形を生ずることなく1400℃近くまで透明化温度を
上げることができるが、シリコン基板の融点が1412℃で
あることから、1400℃を越えて透明化温度を設定するこ
とは危険であり、不可能であつた。
このように、従来、透明化温度は実質的に1350℃〜14
00℃を上限とされていたため、完全に透明な石英系光導
波膜が得られなかつたのである。この事情は、基板によ
る制約が無く、2000℃に近い高温に加熱された状態で線
引きフアイバ化される低損失石英系光フアイバと対照的
である。
00℃を上限とされていたため、完全に透明な石英系光導
波膜が得られなかつたのである。この事情は、基板によ
る制約が無く、2000℃に近い高温に加熱された状態で線
引きフアイバ化される低損失石英系光フアイバと対照的
である。
本発明の目的は、基板材質に起因する上記の問題点を
解決した高品質な石英系光導波膜及びその製造方法を提
供することにある。
解決した高品質な石英系光導波膜及びその製造方法を提
供することにある。
本発明を概説すれば、本発明は石英系光導波膜の製造
方法に関する発明であつて、高融点酸化物単結晶基板上
に、ガラス形成原料ガスの火炎加水分解反応により生成
したガラス微粒子を吹付けて堆積させ、コア用ガラス微
粒子層を含むガラス微粒子膜とし、その後、基板ごと14
00℃以上の高温に加熱し、該ガラス微粒子膜を透明ガラ
ス化することを特徴とする。
方法に関する発明であつて、高融点酸化物単結晶基板上
に、ガラス形成原料ガスの火炎加水分解反応により生成
したガラス微粒子を吹付けて堆積させ、コア用ガラス微
粒子層を含むガラス微粒子膜とし、その後、基板ごと14
00℃以上の高温に加熱し、該ガラス微粒子膜を透明ガラ
ス化することを特徴とする。
本発明は、石英系光導波膜の基板として高融点酸化物
単結晶板を用い、高温、例えば1400℃以上の高温で、更
に望ましくは1500℃以上の高温でガラス微粒子膜を加熱
透明化することにより、完全透明な高品質石英系光導波
膜とすることを最も主要な特徴とする。従来の技術と
は、基板の大幅な変形や溶解を伴うこと無く高品質石英
系光導波膜を提供できる点で大きく異なる。
単結晶板を用い、高温、例えば1400℃以上の高温で、更
に望ましくは1500℃以上の高温でガラス微粒子膜を加熱
透明化することにより、完全透明な高品質石英系光導波
膜とすることを最も主要な特徴とする。従来の技術と
は、基板の大幅な変形や溶解を伴うこと無く高品質石英
系光導波膜を提供できる点で大きく異なる。
高融点酸化物単結晶基板の融点は透明ガラス化温度よ
りも高い必要があることはもちろんであるが、更にアル
カリ金属等の石英系ガラスの結晶化を招き易い構成元素
を含まないことが必要である。
りも高い必要があることはもちろんであるが、更にアル
カリ金属等の石英系ガラスの結晶化を招き易い構成元素
を含まないことが必要である。
更に透明ガラス化温度から室温までの間に結晶変態温
度などを含まないことが望ましい。
度などを含まないことが望ましい。
また、実用上の観点からは、基板が比較的安価である
ことが望ましい。上記の観点から、本発明者らが選定し
た高融点酸化物単結晶基板は、サフアイア（Al2O3単結
晶）基板である。サフアイア基板の融点は2049℃と高
く、耐熱性や機械的強度が高く、また安価に入手するこ
とができる。
ことが望ましい。上記の観点から、本発明者らが選定し
た高融点酸化物単結晶基板は、サフアイア（Al2O3単結
晶）基板である。サフアイア基板の融点は2049℃と高
く、耐熱性や機械的強度が高く、また安価に入手するこ
とができる。
以下、サフアイア基板を用いた例について、本発明の
実施例を詳述するが、価格さえいとわなければ、本発明
の目的には、他の高融点酸化物単結晶基板（YAG単結晶
板など）を用いることもできる。
実施例を詳述するが、価格さえいとわなければ、本発明
の目的には、他の高融点酸化物単結晶基板（YAG単結晶
板など）を用いることもできる。
また、後記の実施例における光導波膜は、基板上のバ
ツフア層、コア層とから成つているが、コア層の上部に
更にクラツド層を設けた構造も本発明に含まれることは
いうまでもない。また、コア層の厚みが数μｍ〜10μｍ
程度の単一モード用光導波膜ばかりでなく50μｍ程度の
コア層厚をもつ多モード用光導波膜も本発明に含まれる
ことも、もちろんである。更に、このような石英系光導
波膜を加工して得られるチヤネル状光導波路も、本発明
の応用例である。
ツフア層、コア層とから成つているが、コア層の上部に
更にクラツド層を設けた構造も本発明に含まれることは
いうまでもない。また、コア層の厚みが数μｍ〜10μｍ
程度の単一モード用光導波膜ばかりでなく50μｍ程度の
コア層厚をもつ多モード用光導波膜も本発明に含まれる
ことも、もちろんである。更に、このような石英系光導
波膜を加工して得られるチヤネル状光導波路も、本発明
の応用例である。
サフアイア基板上の石英系光導波膜には、室温状態
で、膜側が凸になるわずかなそりが見られたが、従来の
石英ガラス基板を用いた場合と異なり、そりは塑性変形
によるものではなく、サフアイア基板と石英系光導波膜
の熱膨張係数差に基づく弾性変形であり、真空ステージ
上で基板下部から真空吸引するとそりは完全に解消され
る性質のものである。したがつて、レジスト塗付、露光
等のフオトリソグラフイー工程による光導波膜の微細加
工には全く支障がない。
で、膜側が凸になるわずかなそりが見られたが、従来の
石英ガラス基板を用いた場合と異なり、そりは塑性変形
によるものではなく、サフアイア基板と石英系光導波膜
の熱膨張係数差に基づく弾性変形であり、真空ステージ
上で基板下部から真空吸引するとそりは完全に解消され
る性質のものである。したがつて、レジスト塗付、露光
等のフオトリソグラフイー工程による光導波膜の微細加
工には全く支障がない。
同様の弾性変形そりは、シリコン基板を用いた場合
（但し透明ガラス化温度は1350℃）にも観察されたが、
基板厚が同一の場合、そりはサフアイア基板の場合の方
が小さかつた。また、サフアイア基板上ではシリコン基
板上と同様に石英系光導波膜には圧縮応力が作用する
が、石英系ガラスは、圧縮応力には強いため光導波膜に
ひび割れ等の発生は皆無であつた。
（但し透明ガラス化温度は1350℃）にも観察されたが、
基板厚が同一の場合、そりはサフアイア基板の場合の方
が小さかつた。また、サフアイア基板上ではシリコン基
板上と同様に石英系光導波膜には圧縮応力が作用する
が、石英系ガラスは、圧縮応力には強いため光導波膜に
ひび割れ等の発生は皆無であつた。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されない。
が、本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例１ 第１図は本発明の石英系光導波膜（単一モード用）の
一実施例の断面図であり、１は高融点酸化物単結晶基板
としてのサフアイア（Al2O3単結晶）基板、２は石英系
ガラスバツフア層、３は石英系ガラスコア層である。
一実施例の断面図であり、１は高融点酸化物単結晶基板
としてのサフアイア（Al2O3単結晶）基板、２は石英系
ガラスバツフア層、３は石英系ガラスコア層である。
サフアイア基板１の直径は75mm、厚みは0.5mmであ
る。「Ｒ面」でも「Ｃ面」でもよい。バツフア層２の厚
みは20μｍ、コア層３の厚みは８μｍである。コア層に
は、屈折率制御用ドーパントとしてTiO2が添加されてお
り、コア・クラツド間の比屈折率差はΔ＝0.25％に調節
されている。バツフア層２及びコア層３はサフアイア基
板１に堆積したガラス微粒子膜を1500℃の高温で透明ガ
ラス化することにより形成した。
る。「Ｒ面」でも「Ｃ面」でもよい。バツフア層２の厚
みは20μｍ、コア層３の厚みは８μｍである。コア層に
は、屈折率制御用ドーパントとしてTiO2が添加されてお
り、コア・クラツド間の比屈折率差はΔ＝0.25％に調節
されている。バツフア層２及びコア層３はサフアイア基
板１に堆積したガラス微粒子膜を1500℃の高温で透明ガ
ラス化することにより形成した。
本実施例において、コア層３と基板１の間にバツフア
層２を設けた理由は次の通りである。すなわちサフアイ
ア基板の屈折率は石英系ガラスコア層３の屈折率よりも
大きく、バツフア層なしでは、コア層を伝搬する光は、
基板側に移行し、光導波膜としての機能を果さないため
である。バツフア層２の厚さは、おおむねコア層３の厚
さ程度以上あれば充分である。バツフア層２の別の役割
は、基板１とガラス層の間にわずかに存在すると考えら
れる界面不整（基板の表面研磨きず等）の影響がコア層
に及ばないようにすることである。
層２を設けた理由は次の通りである。すなわちサフアイ
ア基板の屈折率は石英系ガラスコア層３の屈折率よりも
大きく、バツフア層なしでは、コア層を伝搬する光は、
基板側に移行し、光導波膜としての機能を果さないため
である。バツフア層２の厚さは、おおむねコア層３の厚
さ程度以上あれば充分である。バツフア層２の別の役割
は、基板１とガラス層の間にわずかに存在すると考えら
れる界面不整（基板の表面研磨きず等）の影響がコア層
に及ばないようにすることである。
第２図は、サフアイア基板上にガラス微粒子膜を堆積
する装置の一構成例を示す模式図であり、21はターンテ
ーブル、１はターンテーブル上に配置されたサフアイア
基板、23はテーブル駆動装置、24はガラス微粒子合成ト
ーチ、25はトーチ駆動装置、26は原料ガス供給装置、27
は排気管、28は排ガス処理装置、29は中央制御装置であ
る。これを動作させるには、原料ガス供給装置26から、
ガラス微粒子合成トーチ24にSiCl4を主成分とするガラ
ス原料ガスと、酸・水素ガスを供給し、トーチ先端の酸
水素炎中でのガラス原料ガスの火炎加水分解反応によ
り、SiO2を主成分とするガラス微粒子を合成し、これを
ターンテーブル21上に配置されたサフアイア基板１上に
堆積する。
する装置の一構成例を示す模式図であり、21はターンテ
ーブル、１はターンテーブル上に配置されたサフアイア
基板、23はテーブル駆動装置、24はガラス微粒子合成ト
ーチ、25はトーチ駆動装置、26は原料ガス供給装置、27
は排気管、28は排ガス処理装置、29は中央制御装置であ
る。これを動作させるには、原料ガス供給装置26から、
ガラス微粒子合成トーチ24にSiCl4を主成分とするガラ
ス原料ガスと、酸・水素ガスを供給し、トーチ先端の酸
水素炎中でのガラス原料ガスの火炎加水分解反応によ
り、SiO2を主成分とするガラス微粒子を合成し、これを
ターンテーブル21上に配置されたサフアイア基板１上に
堆積する。
堆積期間中にガラス形成原料ガス中の屈折率制御用ド
ーパント（TiCl4）の濃度を変化させることにより、バ
ツフア層とコア層を区別して形成することができる。
ーパント（TiCl4）の濃度を変化させることにより、バ
ツフア層とコア層を区別して形成することができる。
以下、具体的な作製条件を示す。実効直径1mのターン
テーブル上に直径75mmのサフアイア基板を複数枚並べ
て、まず次の条件でバツフア層を堆積した。
テーブル上に直径75mmのサフアイア基板を複数枚並べ
て、まず次の条件でバツフア層を堆積した。
テーブル回転速度 10rpm トーチ移動速度 30cm/分 原料ガス供給速度 SiCl4 100c.c./分 BCl3 5c.c./分 PCl3 5c.c./分 堆積時間 50分 続いて屈折率制御用ドーパントとしてTiCl4を1c.c./
分の割合で原料ガスに追加して、更に20分間コア層を堆
積した。
分の割合で原料ガスに追加して、更に20分間コア層を堆
積した。
このようにして堆積したガラス微粒子膜を基板ごと電
気炉中に入れ、1500℃まで500℃／時の昇温速度で炉温
度を上げ、1500℃で１時間保持することにより、透明ガ
ラス化した。その後、室温付近まで炉冷することにより
第１図の石英系光導波膜とした。
気炉中に入れ、1500℃まで500℃／時の昇温速度で炉温
度を上げ、1500℃で１時間保持することにより、透明ガ
ラス化した。その後、室温付近まで炉冷することにより
第１図の石英系光導波膜とした。
上記の工程を経て作製された第１図の構造の石英系光
導波膜は、極めて透明であり、失透（結晶化）等の望ま
しくない現象は見られなかつた。基板であるAl2O3結晶
と石英系ガラス膜が直接、接して高温にまで加熱されて
いるにもかかわらず失透現象が見られないのは驚異的と
もいえるが、石英系ガラス膜にわずかに添加されている
B2O3成分やP2O5成分が失透防止の役割を果しているとも
推察される。
導波膜は、極めて透明であり、失透（結晶化）等の望ま
しくない現象は見られなかつた。基板であるAl2O3結晶
と石英系ガラス膜が直接、接して高温にまで加熱されて
いるにもかかわらず失透現象が見られないのは驚異的と
もいえるが、石英系ガラス膜にわずかに添加されている
B2O3成分やP2O5成分が失透防止の役割を果しているとも
推察される。
実施例２ 第３図は、本発明の作用をより明確に説明するため
に、透明ガラス化温度を故意に変化させて光導波膜を作
製し、光伝搬損失との相関を調べた結果を透明ガラス化
温度（℃、横軸）と光伝搬損失（dB/cm、縦軸）との関
係で示すグラフである。
に、透明ガラス化温度を故意に変化させて光導波膜を作
製し、光伝搬損失との相関を調べた結果を透明ガラス化
温度（℃、横軸）と光伝搬損失（dB/cm、縦軸）との関
係で示すグラフである。
本実施例に使用したサフアイア基板は直径125mm、厚
さ1mmのものであり、光導波膜の形成条件は実施例１と
同等である。作製した透明ガラス化温度の異なる光導波
膜に反応性イオンエツチングによる微細加工を施し、幅
1mm、長さ1cm〜10cmの直線状のテスト光導波路をそれぞ
れ形成し、光伝搬損失を測定した。測定波長は1.52μｍ
である。
さ1mmのものであり、光導波膜の形成条件は実施例１と
同等である。作製した透明ガラス化温度の異なる光導波
膜に反応性イオンエツチングによる微細加工を施し、幅
1mm、長さ1cm〜10cmの直線状のテスト光導波路をそれぞ
れ形成し、光伝搬損失を測定した。測定波長は1.52μｍ
である。
第３図から明らかなように、光伝搬損失は、透明ガラ
ス化温度の上昇と共に小さくなり1350℃で0.1dB/cmを切
り、1550℃では0.01dB/cm程度にまで低減されており、
本発明の効果が良くわかる。第３図より、0.05dB/cmを
目安とすると透明ガラス化温度は1400℃以上であること
が望ましい。本実施例では、透明ガラス化温度は1650℃
が上限となつているが、これは用いた電気炉の能力によ
り制約されたものである。しかし、1700℃を越える温度
では、石英系ガラスの蒸発現象が発生するので、透明ガ
ラス化温度は1400℃〜1650℃の範囲に設定することが望
ましい。従来の石英ガラス基板、シリコン基板では、こ
のような透明ガラス化温度を設定することが事実上不可
能であることは、前述した通りである。
ス化温度の上昇と共に小さくなり1350℃で0.1dB/cmを切
り、1550℃では0.01dB/cm程度にまで低減されており、
本発明の効果が良くわかる。第３図より、0.05dB/cmを
目安とすると透明ガラス化温度は1400℃以上であること
が望ましい。本実施例では、透明ガラス化温度は1650℃
が上限となつているが、これは用いた電気炉の能力によ
り制約されたものである。しかし、1700℃を越える温度
では、石英系ガラスの蒸発現象が発生するので、透明ガ
ラス化温度は1400℃〜1650℃の範囲に設定することが望
ましい。従来の石英ガラス基板、シリコン基板では、こ
のような透明ガラス化温度を設定することが事実上不可
能であることは、前述した通りである。
実施例３ 第４図は、コア層とクラツド層の比屈折率差Δの異な
る光導波膜をサフアイア基板上に作製（透明ガラス化温
度1550℃）し、実施例２と同様の手法で光伝搬損失を測
定し、光伝搬損失と比屈折率差との相関を調べた結果で
ある。比較のためにシリコン基板上に基板の融点以下の
透明ガラス化温度（1350℃）で光導波膜を作製した例に
ついても示した。
る光導波膜をサフアイア基板上に作製（透明ガラス化温
度1550℃）し、実施例２と同様の手法で光伝搬損失を測
定し、光伝搬損失と比屈折率差との相関を調べた結果で
ある。比較のためにシリコン基板上に基板の融点以下の
透明ガラス化温度（1350℃）で光導波膜を作製した例に
ついても示した。
すなわち第４図は光伝搬損失特性を比屈折率差Δ
（％、横軸）と光伝搬損失（dB/cm、縦軸）との関係で
示すグラフである。
（％、横軸）と光伝搬損失（dB/cm、縦軸）との関係で
示すグラフである。
なお、光導波膜のコア層の厚みｈは、単一モード条件
を満たすよう、すなわち正規化周波数値が一定となるよ
う、 の値を一定に保つよう設定した。すなわちΔ＝0.25％の
際のｈ＝８μｍに対し、Δ＝１％ではｈ＝４μｍとし
た。バツフア層の厚みはΔに依らず20μｍとした。
を満たすよう、すなわち正規化周波数値が一定となるよ
う、 の値を一定に保つよう設定した。すなわちΔ＝0.25％の
際のｈ＝８μｍに対し、Δ＝１％ではｈ＝４μｍとし
た。バツフア層の厚みはΔに依らず20μｍとした。
シリコン基板の場合には、Δの増加、すなわちドーパ
ント（ここではTiO2）添加量の増加と共に光伝搬損失が
急増し、Δ＝１％以上では、1dB/cm程度以上に達してし
まう。これは、シリコン基板上では、透明ガラス化温度
が低いため、ドーパントTiO2（高融点）が、SiO2母体中
に充分に拡散固溶せず、「曇り」が残つており、そのた
めに光散乱損失の急増を招いているためと推定される。
これに対し、透明ガラス化温度を高く設定できたサフア
イア基板上では、Δ＝２％の領域まで0.1dB/cm以下の低
損失値が実現されている。
ント（ここではTiO2）添加量の増加と共に光伝搬損失が
急増し、Δ＝１％以上では、1dB/cm程度以上に達してし
まう。これは、シリコン基板上では、透明ガラス化温度
が低いため、ドーパントTiO2（高融点）が、SiO2母体中
に充分に拡散固溶せず、「曇り」が残つており、そのた
めに光散乱損失の急増を招いているためと推定される。
これに対し、透明ガラス化温度を高く設定できたサフア
イア基板上では、Δ＝２％の領域まで0.1dB/cm以下の低
損失値が実現されている。
石英系光導波膜を微細加工して最終的に単一モード光
導波路を作製した場合、許容される最小曲がり路半径
は、Δが大きい程小さいことが知られている。すなわ
ち、高Δ値光導波路は急激な曲がりに耐え、所望の光回
路を小さい占有面積で実現できる。本実施例により、サ
フアイア基板上の石英系光導波膜は、このような高Δ値
光回路の実現に特に有利であることがわかる。
導波路を作製した場合、許容される最小曲がり路半径
は、Δが大きい程小さいことが知られている。すなわ
ち、高Δ値光導波路は急激な曲がりに耐え、所望の光回
路を小さい占有面積で実現できる。本実施例により、サ
フアイア基板上の石英系光導波膜は、このような高Δ値
光回路の実現に特に有利であることがわかる。
以上説明したように、本発明によれば、高融点酸化物
単結晶基板（特にサフアイア基板）を用いることによ
り、高温で石英系光導波膜を透明ガラス化できるので、
導波形光部品の挿入損失の低減等の性能向上に貢献する
ところが大である。また上記の基板上に、更に必要に応
じて、受発光素子等の機能素子を搭載する等して、混成
光集積回路分野にも広範な応用を見出すことができる。
単結晶基板（特にサフアイア基板）を用いることによ
り、高温で石英系光導波膜を透明ガラス化できるので、
導波形光部品の挿入損失の低減等の性能向上に貢献する
ところが大である。また上記の基板上に、更に必要に応
じて、受発光素子等の機能素子を搭載する等して、混成
光集積回路分野にも広範な応用を見出すことができる。
第１図は本発明の石英系光導波膜の一実施例の断面図、
第２図は、本発明の石英系光導波膜作製工程で用いるガ
ラス微粒子膜堆積装置の構成例を示す模式図、第３図及
び第４図は本発明の石英系光導波膜の光伝搬損失特性を
示すグラフ、第５図は従来の石英系光導波路作製の工程
図である。 1:サフアイア基板、2:石英系ガラスバツフア層、3:石英
系ガラスコア層、11:シリコン基板あるいは石英ガラス
基板、12a:バツフア用ガラス微粒子層、12b:バツフア
層、13a:コア用ガラス微粒子層、13b:コア層、13c:コア
路、14:クラツド層ガラス、21:ターンテーブル、23:テ
ーブル駆動装置、24:ガラス微粒子合成トーチ、25:トー
チ駆動装置、26:原料ガス供給装置、27:排気管、28:排
気ガス処理装置、29:中央制御装置
第２図は、本発明の石英系光導波膜作製工程で用いるガ
ラス微粒子膜堆積装置の構成例を示す模式図、第３図及
び第４図は本発明の石英系光導波膜の光伝搬損失特性を
示すグラフ、第５図は従来の石英系光導波路作製の工程
図である。 1:サフアイア基板、2:石英系ガラスバツフア層、3:石英
系ガラスコア層、11:シリコン基板あるいは石英ガラス
基板、12a:バツフア用ガラス微粒子層、12b:バツフア
層、13a:コア用ガラス微粒子層、13b:コア層、13c:コア
路、14:クラツド層ガラス、21:ターンテーブル、23:テ
ーブル駆動装置、24:ガラス微粒子合成トーチ、25:トー
チ駆動装置、26:原料ガス供給装置、27:排気管、28:排
気ガス処理装置、29:中央制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 昭一 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162 番地 日本電信電話株式会社茨城電気通 信研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−105111（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】高融点酸化物単結晶基板上に、ガラス形成
原料ガスの火炎加水分解反応により生成したガラス微粒
子を吹付けて堆積させ、コア用ガラス微粒子層を含むガ
ラス微粒子膜とし、その後、基板ごと1400℃以上の高温
に加熱し、該ガラス微粒子膜を透明ガラス化することを
特徴とする石英系光導波膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083039A JP2588710B2 (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 石英系光導波膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083039A JP2588710B2 (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 石英系光導波膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63249804A JPS63249804A (ja) | 1988-10-17 |
| JP2588710B2 true JP2588710B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=13791071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62083039A Expired - Lifetime JP2588710B2 (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 石英系光導波膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2588710B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2115906C (en) * | 1993-02-17 | 2001-12-25 | Francois C. Bilodeau | Photosensitization of optical fiber and silica waveguides |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57173814A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical waveguide branching device |
| JPS58105111A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ガラス光導波膜の製造方法および製造装置 |
| JPS5944004A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜光回路用基板 |
-
1987
- 1987-04-06 JP JP62083039A patent/JP2588710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63249804A (ja) | 1988-10-17 |
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