JP2718476B2 - 光導波路用ガラス薄膜の作製方法 - Google Patents
光導波路用ガラス薄膜の作製方法Info
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- JP2718476B2 JP2718476B2 JP63044558A JP4455888A JP2718476B2 JP 2718476 B2 JP2718476 B2 JP 2718476B2 JP 63044558 A JP63044558 A JP 63044558A JP 4455888 A JP4455888 A JP 4455888A JP 2718476 B2 JP2718476 B2 JP 2718476B2
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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、光導波路用ガラス薄膜の作製方法に関し、
さらに詳しくは、光通信用部品分野において利用価値の
高い平面型ガラス導波路への適用を目的とするものであ
って、光スイッチ、レーザなどの能動素子となる光導波
路を形成するのに好適な光導波路用ガラス薄膜の作製方
法に関する。
さらに詳しくは、光通信用部品分野において利用価値の
高い平面型ガラス導波路への適用を目的とするものであ
って、光スイッチ、レーザなどの能動素子となる光導波
路を形成するのに好適な光導波路用ガラス薄膜の作製方
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
ガラス導波路は、石英系ファイバとの整合性がよいこと
から実用的な導波形光部品の実現手段として研究開発が
活発に進められている。上記基板上にガラス光導波路を
形成する方法としては、酸水素トーチを用いた気相成長
法がある。この方法でガラス薄膜を作製するには、まず
ターンテーブル上に基板を並べ、これを回転させるとと
もに、ガラス微粒子合成トーチにO2ガス、H2ガスを供給
し、トーチ吹出部に酸水素炎を形成させて基板上に吹き
つける。つぎに、トーチにガラス原料を送入すると、酸
水素火炎中で加水分解反応が生じ、基板上にガラス微粒
子が堆積される。ガラス微粒子を堆積させて多孔質状の
ガラス薄膜を形成させた基板を、電気炉などで高温に加
熱して透明なガラス薄膜にする方法である。
ガラス導波路は、石英系ファイバとの整合性がよいこと
から実用的な導波形光部品の実現手段として研究開発が
活発に進められている。上記基板上にガラス光導波路を
形成する方法としては、酸水素トーチを用いた気相成長
法がある。この方法でガラス薄膜を作製するには、まず
ターンテーブル上に基板を並べ、これを回転させるとと
もに、ガラス微粒子合成トーチにO2ガス、H2ガスを供給
し、トーチ吹出部に酸水素炎を形成させて基板上に吹き
つける。つぎに、トーチにガラス原料を送入すると、酸
水素火炎中で加水分解反応が生じ、基板上にガラス微粒
子が堆積される。ガラス微粒子を堆積させて多孔質状の
ガラス薄膜を形成させた基板を、電気炉などで高温に加
熱して透明なガラス薄膜にする方法である。
このような石英系ガラス導波路では、低損失な光導波
路を形成させることができ、受動素子を形成するうえで
は大きな利点がある。しかし、この反面、光スイッチや
レーザなどの能動素子を形成させることができないとい
う欠点があった。そのため、石英系ガラス導波路を用い
て光ICやOEICなどを形成する場合には、シリコン基板上
に別工程で半導体レーザを形成するか、または、基板上
に半導体レーザを接着剤で固着することが行われてき
た。しかし、このようなモノリシックでない光回路を形
成することは工程が煩雑になる。そこで、石英系ガラス
導波路自体に光スイッチやレーザなどの機能を付与する
ために、これらの機能の基本となる光増幅、光双安定を
発現させるための機能性物質を石英系ガラス導波路に効
果的に添加する方法が必要とされてきた。
路を形成させることができ、受動素子を形成するうえで
は大きな利点がある。しかし、この反面、光スイッチや
レーザなどの能動素子を形成させることができないとい
う欠点があった。そのため、石英系ガラス導波路を用い
て光ICやOEICなどを形成する場合には、シリコン基板上
に別工程で半導体レーザを形成するか、または、基板上
に半導体レーザを接着剤で固着することが行われてき
た。しかし、このようなモノリシックでない光回路を形
成することは工程が煩雑になる。そこで、石英系ガラス
導波路自体に光スイッチやレーザなどの機能を付与する
ために、これらの機能の基本となる光増幅、光双安定を
発現させるための機能性物質を石英系ガラス導波路に効
果的に添加する方法が必要とされてきた。
一方、機能性物質を添加したガラス部品の例として、
石英系ガラス光ファイバにおいてコアに希土類元素を添
加した光ファイバ形レーザが作製されている。なかで
も、ネオジウム（Nd）を添加したファイバレーザの作製
については種々の方法で開発が進められているが、ファ
イバ形の部品で光回路の集積化をはかることは極めて困
難であった。
石英系ガラス光ファイバにおいてコアに希土類元素を添
加した光ファイバ形レーザが作製されている。なかで
も、ネオジウム（Nd）を添加したファイバレーザの作製
については種々の方法で開発が進められているが、ファ
イバ形の部品で光回路の集積化をはかることは極めて困
難であった。
また、最近、可視領域の色ガラスフィルタとして知ら
れている半導体ドープガラスにおいて、３次の非線形効
果が大きいことが明らかにされ光スイッチへの適用が試
みられている。この色ガラスフィルタは、ケイ酸塩ガラ
スに半導体の混晶であるCdSexS1-xをドープしたもの
で、このCdSexS1-xはガラス中で100Å程度の大きさで分
散している。色ガラスフィルタでは、微小な半導体にお
ける量子サイズ効果とキャリアの閉じ込め効果により非
線形効果が大きくなると考えられている。CdSexS1-xを
ドープしたケイ酸塩ガラスはバッチ式溶融法により作製
される。半導体用の原料としては金属セレンと硫化カド
ミウムを用い、それらをケイ砂、ソーダ灰、炭酸カリ、
酸化亜鉛などのガラス原料中に混合して溶融し冷却して
作製する。このガラス冷却過程において、CdSが微細な
結晶核として析出する。この後、ガラスを再度熱処理す
ることによって、Cd2+、S2-、Se2-が拡散し、CdSの結晶
核を中心にCdS−CdSeの混晶形成され発色する。しか
し、このバッチ式溶融法では膜厚を制御したガラス薄膜
を作製することは極めて困難であった。
れている半導体ドープガラスにおいて、３次の非線形効
果が大きいことが明らかにされ光スイッチへの適用が試
みられている。この色ガラスフィルタは、ケイ酸塩ガラ
スに半導体の混晶であるCdSexS1-xをドープしたもの
で、このCdSexS1-xはガラス中で100Å程度の大きさで分
散している。色ガラスフィルタでは、微小な半導体にお
ける量子サイズ効果とキャリアの閉じ込め効果により非
線形効果が大きくなると考えられている。CdSexS1-xを
ドープしたケイ酸塩ガラスはバッチ式溶融法により作製
される。半導体用の原料としては金属セレンと硫化カド
ミウムを用い、それらをケイ砂、ソーダ灰、炭酸カリ、
酸化亜鉛などのガラス原料中に混合して溶融し冷却して
作製する。このガラス冷却過程において、CdSが微細な
結晶核として析出する。この後、ガラスを再度熱処理す
ることによって、Cd2+、S2-、Se2-が拡散し、CdSの結晶
核を中心にCdS−CdSeの混晶形成され発色する。しか
し、このバッチ式溶融法では膜厚を制御したガラス薄膜
を作製することは極めて困難であった。
本発明は、従来技術における薄膜ガラス導波路では受
動素子しか形成できなかったという欠点を解消し、機能
性物質を添加したガラス導波路を作製する方法を提供
し、ガラス導波路における能動素子の形成を可能とする
ものである。
動素子しか形成できなかったという欠点を解消し、機能
性物質を添加したガラス導波路を作製する方法を提供
し、ガラス導波路における能動素子の形成を可能とする
ものである。
上述した従来技術における問題点を解決するために、
本発明は、ガラス薄膜を作製する工程において、基板上
に堆積させた多孔質ガラス薄膜を、機能性物質が分散も
しくは溶解した液体中に浸漬する方法（液浸法）を用い
ることを最も主要な特徴とするものである。これは、酸
水素炎を用いて気相成長法によって生成したガラス微粒
子からなる多孔質体が、非常にポーラスなものであって
通気性がよいことを利用したものである。本発明の液浸
法によれば、ガラス微粒子からなる多孔質体に高濃度で
機能性物質を添加することができる。この液浸法では、
基板上に堆積したガラス微粒子からなる多孔質薄膜の嵩
密度を0.2〜1.3g/cm3の範囲に調節することが望まし
い。なぜならば、嵩密度が上記範囲より高い場合には、
機能性物質を含む液体が多孔質ガラス薄膜中に充分に浸
入せず、高濃度の機能性物質をガラス薄膜中に添加する
ことができないからである。一方、嵩密度が上記範囲よ
り低い場合には、液浸することによって多孔質ガラス薄
膜が割れたり、基板から剥がれたりするので好ましくな
い。嵩密度は、多孔質ガラス薄膜を堆積させる際のバー
ナの温度、または、液浸の前に行なう多孔質ガラス薄膜
の仮焼結の温度によって調節することが可能である。
本発明は、ガラス薄膜を作製する工程において、基板上
に堆積させた多孔質ガラス薄膜を、機能性物質が分散も
しくは溶解した液体中に浸漬する方法（液浸法）を用い
ることを最も主要な特徴とするものである。これは、酸
水素炎を用いて気相成長法によって生成したガラス微粒
子からなる多孔質体が、非常にポーラスなものであって
通気性がよいことを利用したものである。本発明の液浸
法によれば、ガラス微粒子からなる多孔質体に高濃度で
機能性物質を添加することができる。この液浸法では、
基板上に堆積したガラス微粒子からなる多孔質薄膜の嵩
密度を0.2〜1.3g/cm3の範囲に調節することが望まし
い。なぜならば、嵩密度が上記範囲より高い場合には、
機能性物質を含む液体が多孔質ガラス薄膜中に充分に浸
入せず、高濃度の機能性物質をガラス薄膜中に添加する
ことができないからである。一方、嵩密度が上記範囲よ
り低い場合には、液浸することによって多孔質ガラス薄
膜が割れたり、基板から剥がれたりするので好ましくな
い。嵩密度は、多孔質ガラス薄膜を堆積させる際のバー
ナの温度、または、液浸の前に行なう多孔質ガラス薄膜
の仮焼結の温度によって調節することが可能である。
本発明の機能性物質を添加したガラス薄膜の作製方法
について、さらに詳しく説明すると、本発明では、基板
上にガラスの多孔質体を堆積させるが、この基板の材質
は基本的にその種類が限定されるものではなく、基板上
に形成するガラスのガラス化温度より高温の軟化温度ま
たは融点を有する材料であれば良い。また、基板上に堆
積させるガラス微粒子（ホストガラス）についても、本
発明においては、基本的にその材質が限定されるもので
はなく、例えば、石英ガラス（SiO2）、二酸化ゲルマニ
ウム（GeO2）などを好適に利用することができる。
について、さらに詳しく説明すると、本発明では、基板
上にガラスの多孔質体を堆積させるが、この基板の材質
は基本的にその種類が限定されるものではなく、基板上
に形成するガラスのガラス化温度より高温の軟化温度ま
たは融点を有する材料であれば良い。また、基板上に堆
積させるガラス微粒子（ホストガラス）についても、本
発明においては、基本的にその材質が限定されるもので
はなく、例えば、石英ガラス（SiO2）、二酸化ゲルマニ
ウム（GeO2）などを好適に利用することができる。
また、ホストガラス微粒子には、ドーパントを分散さ
せることが可能である。このドーパントの種類について
も、本発明では限定されるものではなく、たとえばガラ
スの軟化温度を下げるような、Ge、Ｐ、Ｂ、Ｆ、Al、T
i、Sb、Znなどから選ばれる少なくとも１種の元素をホ
ストガラスに添加することができる。
せることが可能である。このドーパントの種類について
も、本発明では限定されるものではなく、たとえばガラ
スの軟化温度を下げるような、Ge、Ｐ、Ｂ、Ｆ、Al、T
i、Sb、Znなどから選ばれる少なくとも１種の元素をホ
ストガラスに添加することができる。
また、本発明では、機能性材料を毛細管現象によりガ
ラス多孔質体に取り込むものであるから、添加する機能
性物質は溶媒に溶質として溶けているか、または、超微
粒子として液体中に分散している必要がある。液浸法に
おいて用いる液体については、液浸後にガラス多孔質体
を乾燥およびガラス化工程を施すので、少なくともガラ
ス化温度では蒸発するものではなくてはならない。
ラス多孔質体に取り込むものであるから、添加する機能
性物質は溶媒に溶質として溶けているか、または、超微
粒子として液体中に分散している必要がある。液浸法に
おいて用いる液体については、液浸後にガラス多孔質体
を乾燥およびガラス化工程を施すので、少なくともガラ
ス化温度では蒸発するものではなくてはならない。
本発明で用いられる機能性物質には、まず、レーザ発
振用の希土類元素および遷移金属元素がある。希土類元
素および遷移金属元素の塩化物はアルコールに可溶であ
り、液浸によって多孔質ガラス薄膜中に添加することが
できる。
振用の希土類元素および遷移金属元素がある。希土類元
素および遷移金属元素の塩化物はアルコールに可溶であ
り、液浸によって多孔質ガラス薄膜中に添加することが
できる。
また、上述したごとく、ガラス薄膜中の半導体超微粒
子または金属の超微粒子も機能性を有している。液浸法
を応用して、ガラス薄膜に半導体超微粒子を添加するに
は、以下に示す二つの方法で行うことができる。
子または金属の超微粒子も機能性を有している。液浸法
を応用して、ガラス薄膜に半導体超微粒子を添加するに
は、以下に示す二つの方法で行うことができる。
（１）直径0.1μｍ以下の半導体超微粒子をアルコール
などに分散し、多孔質ガラス薄膜を液浸する。
などに分散し、多孔質ガラス薄膜を液浸する。
（２）半導体原材料をアルコールに溶かし、その中に多
孔質ガラス薄膜を液浸する。
孔質ガラス薄膜を液浸する。
上記（１）の方法では、直径十nmから数nmの半導体ま
たは金属の超微粒子を真空蒸着法で作製することが可能
で、Si、Geなどの単元素半導体に有効である。上記
（２）の方法は、CdSeなどの多元素半導体を添加する場
合に有効であり、Cdを含む化合物とSeを含む化合物と
を、別々に溶かし順次液浸する。
たは金属の超微粒子を真空蒸着法で作製することが可能
で、Si、Geなどの単元素半導体に有効である。上記
（２）の方法は、CdSeなどの多元素半導体を添加する場
合に有効であり、Cdを含む化合物とSeを含む化合物と
を、別々に溶かし順次液浸する。
以下に本発明の一実施例を挙げ、図面を参照しなが
ら、さらに詳細に説明する。
ら、さらに詳細に説明する。
（実施例 １） 本実施例では、ガラス薄膜にNdをドープして導波路形
のレーザを作製した。第１図は、本実施例におけるガラ
ス導波路を作製する手順を示す工程図である。図に示す
ごとく、まず、酸水素トーチを用いてガラス原料の加水
分解反応により酸化物微粒子を基板１上に堆積させた。
基板１には外径75mm、厚さ0.5mmのシリコン基板を用い
た。酸水素トーチには、O2:8/min、H2:2.5/minを供
給した。ガラス原料は、それぞれ次の条件でトーチに供
給した。ｉ）バッファ層2:SiCl4:250cc/min、BCl3:10cc
/min、PCl3:25cc/min、ii）コア層3:SiCl4:250cc/min、
GeCl4:40cc/min、PCl3:20cc/min。各々の層における酸
化物微粒子の堆積時間は、バッファ層2:30分、コア層3:
20分とした〔第１図（ａ）〕。
のレーザを作製した。第１図は、本実施例におけるガラ
ス導波路を作製する手順を示す工程図である。図に示す
ごとく、まず、酸水素トーチを用いてガラス原料の加水
分解反応により酸化物微粒子を基板１上に堆積させた。
基板１には外径75mm、厚さ0.5mmのシリコン基板を用い
た。酸水素トーチには、O2:8/min、H2:2.5/minを供
給した。ガラス原料は、それぞれ次の条件でトーチに供
給した。ｉ）バッファ層2:SiCl4:250cc/min、BCl3:10cc
/min、PCl3:25cc/min、ii）コア層3:SiCl4:250cc/min、
GeCl4:40cc/min、PCl3:20cc/min。各々の層における酸
化物微粒子の堆積時間は、バッファ層2:30分、コア層3:
20分とした〔第１図（ａ）〕。
基板１に堆積したバッファ層２とコア層３からなる多
孔質ガラス薄膜（２重構造）を、電気炉でHeとO2の混合
ガス雰囲気で仮焼結した。このとき、電気炉温度が1270
℃で１時間保持した〔第１図（ｂ）〕。
孔質ガラス薄膜（２重構造）を、電気炉でHeとO2の混合
ガス雰囲気で仮焼結した。このとき、電気炉温度が1270
℃で１時間保持した〔第１図（ｂ）〕。
仮焼結した後、多孔質ガラス薄膜の液浸を行った。液
浸に用いた液は、NdCl3を溶かしたエタノール溶液で、N
dの濃度を1wt％とした。液浸後、大気中で１日乾燥し、
続いて電気炉でHeとO2の混合ガス雰囲気中で加熱して透
明ガラス化処理を行った。このとき、電気炉温度が1380
℃とした。透明ガラス化処理後の厚さは、バッファ層２
が30μｍ、コア層３が８μｍで、コア層３とバッファ層
２の屈折率差は0.3％であった〔第１図（ｃ）〕。
浸に用いた液は、NdCl3を溶かしたエタノール溶液で、N
dの濃度を1wt％とした。液浸後、大気中で１日乾燥し、
続いて電気炉でHeとO2の混合ガス雰囲気中で加熱して透
明ガラス化処理を行った。このとき、電気炉温度が1380
℃とした。透明ガラス化処理後の厚さは、バッファ層２
が30μｍ、コア層３が８μｍで、コア層３とバッファ層
２の屈折率差は0.3％であった〔第１図（ｃ）〕。
次に、シリコン基板１上のガラス薄膜に導波路部分の
マスキングを行い、Arガスによるプラズマエッチングに
より直線の導波路５を形成した。導波路５の幅は10μ
ｍ、長さは75mmとした〔第１図（ｄ）〕。導波路の上に
は、バッファ層２と同じ堆積条件でクラッド層４を堆積
し、続いて透明ガラス化処理をした〔第１図（ｅ）〕。
マスキングを行い、Arガスによるプラズマエッチングに
より直線の導波路５を形成した。導波路５の幅は10μ
ｍ、長さは75mmとした〔第１図（ｄ）〕。導波路の上に
は、バッファ層２と同じ堆積条件でクラッド層４を堆積
し、続いて透明ガラス化処理をした〔第１図（ｅ）〕。
上記の手順により作製したガラス導波路の両端面に多
層膜ミラーを蒸着した。ミラーの特性は、0.85μｍの透
過率が97％、1.06μｍの反射率が99％であった。発振波
長0.85μｍの半導体レーザを用いて、作製したガラス導
波路のレーザ発振特性を調べた。その結果、半導体レー
ザの出力10mWで、波長1.06μｍのレーザ発振が観測さ
れ、本発明の有効性が確認できた。
層膜ミラーを蒸着した。ミラーの特性は、0.85μｍの透
過率が97％、1.06μｍの反射率が99％であった。発振波
長0.85μｍの半導体レーザを用いて、作製したガラス導
波路のレーザ発振特性を調べた。その結果、半導体レー
ザの出力10mWで、波長1.06μｍのレーザ発振が観測さ
れ、本発明の有効性が確認できた。
（実施例 ２） 本実施例では、Si微結晶（平均粒径0.1μｍ）をガラ
ス導波路に添加した。多孔質ガラス薄膜の作製は実施例
１と同様である。Si微結晶を添加するには、Si微結晶を
分散させたエタノールに多孔質ガラス薄膜を液浸した。
この方法によれば、粒径の大きなSi微結晶が存在しても
多孔質ガラス薄膜の中に進入しないというメリットがあ
る。Si微結晶の粒径調節のため、透明ガラス化の前にO2
雰囲気の電気炉中で1100℃で５時間保持してSi微結晶の
表面を酸化させた。ガラス導波路の形成は実施例１と同
じ方法で行った。
ス導波路に添加した。多孔質ガラス薄膜の作製は実施例
１と同様である。Si微結晶を添加するには、Si微結晶を
分散させたエタノールに多孔質ガラス薄膜を液浸した。
この方法によれば、粒径の大きなSi微結晶が存在しても
多孔質ガラス薄膜の中に進入しないというメリットがあ
る。Si微結晶の粒径調節のため、透明ガラス化の前にO2
雰囲気の電気炉中で1100℃で５時間保持してSi微結晶の
表面を酸化させた。ガラス導波路の形成は実施例１と同
じ方法で行った。
本実施例において作製したガラス導波路では、波長1.
12μｍにSiのバンドギャップによる吸収端が観測され、
半導体微粒子の添加が可能で本発明の有効性を確認し
た。
12μｍにSiのバンドギャップによる吸収端が観測され、
半導体微粒子の添加が可能で本発明の有効性を確認し
た。
（実施例 ３） 本実施例では、ガラス導波路に半導体であるCdSeを添
加した。まず、SiO2基板上にバッファ層となる多孔質ガ
ラス薄膜を堆積し、透明ガラス化処理を行った。堆積条
件と透明ガラス化条件は実施例１と同様である。次に、
コア層となる多孔質ガラス薄膜を堆積させ仮焼結を行っ
た。コア層にCdSeを添加するには、SeCl4を0.5wt％エタ
ノールに溶解し、CdCl2を0.5wt％蒸留水に溶かし、それ
ぞれの溶液中にSiO2基板ごと順次液浸した。その後、透
明ガラス化処理を行い、実施例１と同様の方法でエッチ
ングを行いガラス導波路を形成した（ミラーは蒸着しな
かった）。
加した。まず、SiO2基板上にバッファ層となる多孔質ガ
ラス薄膜を堆積し、透明ガラス化処理を行った。堆積条
件と透明ガラス化条件は実施例１と同様である。次に、
コア層となる多孔質ガラス薄膜を堆積させ仮焼結を行っ
た。コア層にCdSeを添加するには、SeCl4を0.5wt％エタ
ノールに溶解し、CdCl2を0.5wt％蒸留水に溶かし、それ
ぞれの溶液中にSiO2基板ごと順次液浸した。その後、透
明ガラス化処理を行い、実施例１と同様の方法でエッチ
ングを行いガラス導波路を形成した（ミラーは蒸着しな
かった）。
CdSeをドープしたガラスにおいて非線形効果を大きく
するためには、CdSeの微結晶をガラス中に析出させる必
要がある。そのため、CdSeをドープしたガラス導波路を
600℃で10分間保持するアニーリング処理を行った。
するためには、CdSeの微結晶をガラス中に析出させる必
要がある。そのため、CdSeをドープしたガラス導波路を
600℃で10分間保持するアニーリング処理を行った。
作製したガラス導波路では、波長約0.79μｍにCdSeの
バンドギャップによる吸収端が観測された。また、３次
の非線形係数x(3)を屈折率の入射光強度依存性から求め
たところ、CdSeドープガラス（バルク）と同程度（約10
-8esu）であることを確認した。したがって、本実施例
で作製したガラス薄膜が光双安定用導波路として好適に
用いることができることを確認した。
バンドギャップによる吸収端が観測された。また、３次
の非線形係数x(3)を屈折率の入射光強度依存性から求め
たところ、CdSeドープガラス（バルク）と同程度（約10
-8esu）であることを確認した。したがって、本実施例
で作製したガラス薄膜が光双安定用導波路として好適に
用いることができることを確認した。
以上の実施例において、レーザ発振用としてNdをガラ
ス導波路に添加したが、同様な方法でNd以外の希土類元
素またはCrなどの遷移金属元素を添加したガラス導波路
を作製することができることは言うまでもない。
ス導波路に添加したが、同様な方法でNd以外の希土類元
素またはCrなどの遷移金属元素を添加したガラス導波路
を作製することができることは言うまでもない。
また、添加する半導体に関しては、上記本発明の実施
例で説明したごとく、CdSe、CdS、CdTe、GaAs、InP、Ga
AsAl、InGaAsPなどのすべての化合物半導体について、
それぞれの元素を含む原料を別々に液体に溶解して、ガ
ラス薄膜中で上記の半導体の微結晶を析出させることが
できる。この場合、CdSe1-xSxなどの混晶系でもそれぞ
れの原料を混合し溶解した液体を用いることによってガ
ラス薄膜中に添加することができる。また、ガス中での
蒸発法、ボールミルなどによる粉砕法などで微結晶を作
製し、これを液体中に分散させて添加する方法は、半導
体だけでなく金属の微粒子に関しても適用することが可
能である。
例で説明したごとく、CdSe、CdS、CdTe、GaAs、InP、Ga
AsAl、InGaAsPなどのすべての化合物半導体について、
それぞれの元素を含む原料を別々に液体に溶解して、ガ
ラス薄膜中で上記の半導体の微結晶を析出させることが
できる。この場合、CdSe1-xSxなどの混晶系でもそれぞ
れの原料を混合し溶解した液体を用いることによってガ
ラス薄膜中に添加することができる。また、ガス中での
蒸発法、ボールミルなどによる粉砕法などで微結晶を作
製し、これを液体中に分散させて添加する方法は、半導
体だけでなく金属の微粒子に関しても適用することが可
能である。
以上詳細に説明したごとく、本発明の機能性物質を添
加したガラス薄膜の作製方法によれば、例えばガラス導
波路に効率的に非線形媒質を添加することができ、ガラ
ス導波路を用いたレーザ、光スイッチなどの能動素子を
構成することが可能である。
加したガラス薄膜の作製方法によれば、例えばガラス導
波路に効率的に非線形媒質を添加することができ、ガラ
ス導波路を用いたレーザ、光スイッチなどの能動素子を
構成することが可能である。
また、本発明の方法は、従来のバッチ式方法とは全く
異なり、高純度のガラス原料を気相成長法で合成するの
で、不純物をほとんど含まない多孔質ガラスを合成する
ことができ、さらに、膜厚が一定で大面積のガラス薄膜
の形成が可能である。特に、石英系ガラスは耐熱性、耐
腐食性などで安定性に優れているので、高安定の機能性
を有するガラス薄膜を作製することができる。
異なり、高純度のガラス原料を気相成長法で合成するの
で、不純物をほとんど含まない多孔質ガラスを合成する
ことができ、さらに、膜厚が一定で大面積のガラス薄膜
の形成が可能である。特に、石英系ガラスは耐熱性、耐
腐食性などで安定性に優れているので、高安定の機能性
を有するガラス薄膜を作製することができる。
さらに、ドープする機能性物質に関しても、その分解
する温度に対してホストガラスに添加するドーパント物
質とその量を変化させることによって、ガラス化温度を
適切に低下させることができるので、ドープする機能性
物質を自在に選定することができる。
する温度に対してホストガラスに添加するドーパント物
質とその量を変化させることによって、ガラス化温度を
適切に低下させることができるので、ドープする機能性
物質を自在に選定することができる。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、本
発明の実施例１において作製したガラス導波路の作製手
順を示す工程図である。 １……基板、２……バッファ層 ３……コア層、４……クラッド層 ５……導波路
発明の実施例１において作製したガラス導波路の作製手
順を示す工程図である。 １……基板、２……バッファ層 ３……コア層、４……クラッド層 ５……導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀口 正治 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−185405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−139709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−281205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−30242（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】任意の基板上に、最終的にクラッド層とな
る第１の多孔質ガラス薄膜と、最終的にコア層となる第
２の多孔質ガラス薄膜を順次堆積した後、上記多孔質ガ
ラス薄膜に添加するドーパントを含む液体中に上記多孔
質ガラス薄膜を浸漬してドーパントを含浸させ、ついで
上記基板の耐熱温度以下の温度で上記多孔質ガラス薄膜
を焼結する工程を少なくとも用いた光導波路用ガラス薄
膜の作製方法において、 上記多孔質ガラス薄膜の嵩密度を0.1〜1.3g/cm3の範囲
に調整し、上記ドーパントを含む液体は、レーザ発振用
の希土類元素または遷移金属元素の塩化物をアルコール
に溶かした溶液、もしくは直径0.1μｍ以下の単元素半
導体の超微粒子をアルコールに分散させた溶液、もしく
は多元素半導体の構成元素を含む原材料化合物をアルコ
ールに溶かした溶液からなり、該液体中に、上記基板上
に堆積した第１および第２の多孔質ガラス薄膜を浸漬さ
せた後、乾燥し焼結する工程を含むことを特徴とする光
導波路用ガラス薄膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63044558A JP2718476B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 光導波路用ガラス薄膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63044558A JP2718476B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 光導波路用ガラス薄膜の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219804A JPH01219804A (ja) | 1989-09-01 |
| JP2718476B2 true JP2718476B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=12694828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63044558A Expired - Lifetime JP2718476B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 光導波路用ガラス薄膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718476B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2788652B2 (ja) * | 1989-06-30 | 1998-08-20 | 日立電線株式会社 | 希土類元素添加ガラス導波路の製造方法 |
| JPH03119305A (ja) * | 1989-10-03 | 1991-05-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波膜の製造方法 |
| JP2796741B2 (ja) * | 1989-10-05 | 1998-09-10 | 宏 小宮山 | 光学部材の形成方法 |
| JP2831407B2 (ja) * | 1989-12-21 | 1998-12-02 | 日立電線株式会社 | 希土類元素添加導波路の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139709A (en) * | 1981-02-25 | 1982-08-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Production of optical circuit |
| JPS57185405A (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Production of optical waveguide |
| JPS6130242A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Masashi Ose | コイリング装置 |
| JPS61281205A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光回路の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63044558A patent/JP2718476B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01219804A (ja) | 1989-09-01 |
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