JP3057621B2 - Manufacturing method of nonlinear optical element - Google Patents

Manufacturing method of nonlinear optical element

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JP3057621B2 JP25435291A JP25435291A JP3057621B2 JP 3057621 B2 JP3057621 B2 JP 3057621B2 JP 25435291 A JP25435291 A JP 25435291A JP 25435291 A JP25435291 A JP 25435291A JP 3057621 B2 JP3057621 B2 JP 3057621B2
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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、非線形性を有する
高分子をコアとした光非線形チャネル導波路の作製方法
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 nonlinear channel waveguide having a polymer having nonlinearity as a core.

【0002】[0002]

【従来の技術及び問題点】光非線形材料を用いた代表的
な応用として、2次非線形感受率の大きな材料を用いた
電気光学素子があり、能動素子として光集積回路に組み
入れられることが期待されている。2次の非線形性に起
因する1次電気光学効果(ポッケルス効果)を示す材料
としては、燐酸2水素カリウム(KH2PO4)やニオブ
酸リチウム(LiNbO3)などの無機物が知られてい
たが、近年、これらの材料に比べ大きな電気光学定数
や、より速い応答性を示す有機結晶材料が見いだされて
きた。しかし、有機結晶材料は、一般に脆く、加工性に
劣るため電気光学素子作製には困難さが伴っていた。
2. Description of the Related Art As a typical application using an optical nonlinear material, there is an electro-optical element using a material having a high second-order nonlinear susceptibility, and it is expected to be incorporated into an optical integrated circuit as an active element. ing. Inorganic substances such as potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ) and lithium niobate (LiNbO 3 ) have been known as materials exhibiting a first-order electro-optic effect (Pockels effect) due to second-order nonlinearity. In recent years, organic crystal materials exhibiting a larger electro-optic constant and faster response than these materials have been found. However, organic crystal materials are generally brittle and have poor processability, so that it has been difficult to manufacture electro-optical elements.

【0003】これに対し、成形加工性に優れた高分子材
料の主鎖に2次非線形材料を結合させ、スピンコート法
などにより容易に薄膜作製を可能にすることができる材
料が開発された。代表的な材料としてポリメチルメタク
リレート(PMMA)の主鎖にアゾ色素を結合したもの
が知られている。これらの材料を電気光学素子として使
用する場合、上記材料をコアとし、上記材料より屈折率
の僅かに小さな材料をクラッドとしたチャネル型導波路
にして使用すると様々な応用展開がはかれ、さらに有利
である。
On the other hand, a material has been developed in which a second-order nonlinear material is bonded to the main chain of a polymer material having excellent moldability, so that a thin film can be easily formed by spin coating or the like. As a typical material, a material in which an azo dye is bonded to the main chain of polymethyl methacrylate (PMMA) is known. When these materials are used as an electro-optical element, various applications are developed by using the above materials as a core and using a material having a refractive index slightly smaller than that of the above materials as a clad as a channel type waveguide. It is.

【0004】従来行なわれていた非線形高分子チャネル
導波路の作製工程を図3に示す。ここでは、光透過性が
優れていることで知られているPMMAをクラッドとし
て使用した場合について図3に従って従来技術を説明す
る。まず、任意の基板15上((1)工程)にクラッド
となるPMMA16をスピンコートにより塗布し、充分
乾燥する。次に、コアとなる2次非線形材料を含む高分
子層17をスピンコートする((2)工程)。
[0004] FIG. 3 shows a conventional manufacturing process of a nonlinear polymer channel waveguide. Here, the prior art will be described with reference to FIG. 3 in the case where PMMA, which is known to have excellent light transmittance, is used as a clad. First, PMMA 16 serving as a clad is applied on an arbitrary substrate 15 (step (1)) by spin coating and dried sufficiently. Next, the polymer layer 17 containing a secondary nonlinear material serving as a core is spin-coated (step (2)).

【0005】このとき、下層のPMMA16と非線形高
分子17がインターミキシングしないようにする必要が
ある。しかし、非線形高分子17の溶媒がPMMA16
の良溶媒のときは、非線形高分子17とPMMA16の
インターミキシングが起こり、境界が明瞭でなくなり問
題点となっていた。
At this time, it is necessary to prevent the lower layer PMMA 16 and the non-linear polymer 17 from intermixing. However, the solvent of the nonlinear polymer 17 is PMMA16
In the case of the good solvent, the non-linear polymer 17 and the PMMA 16 were intermixed, and the boundary was not clear, which was a problem.

【0006】次に、上部クラッド層としてPMMA18
をスピンコートする。この場合にも、非線形高分子17
の溶媒がPMMA18の良溶媒であれば、インターミキ
シングの問題が起こる。次に熱硬化樹脂19をスピンコ
ートし、200℃程度でベーキングをし、次に、シリコ
ン系フォトレジスト20をスピンコートし、マスクを介
して紫外線露光し、レジスト20を任意のパタンに現像
する((3)工程)。このレジストパタンをマスクとし
て、反応性リアクティブイオンエッチング(酸素イオン
21)によりコア層17まで高分子層をエッチングする
((4)工程)。次に、エッチングによりむき出しにな
ったコア層の側璧をクラッド材料で覆うため、PMMA
16をスピンコートする((5)工程)。
Next, PMMA18 is used as an upper cladding layer.
Is spin-coated. Also in this case, the nonlinear polymer 17
If the solvent is a good solvent for PMMA 18, a problem of intermixing occurs. Next, the thermosetting resin 19 is spin-coated and baked at about 200 ° C., and then the silicon-based photoresist 20 is spin-coated, exposed to ultraviolet light through a mask, and developed into an arbitrary pattern ( (3) Step). Using the resist pattern as a mask, the polymer layer is etched down to the core layer 17 by reactive reactive ion etching (oxygen ions 21) (step (4)). Next, in order to cover the side wall of the core layer exposed by the etching with a cladding material, PMMA
16 is spin-coated (step (5)).

【0007】最後にPMMAをスピンコートする工程の
前にレジスト20や熱硬化樹脂19を取り除くことが望
ましいが、レジスト20を剥離する工程で、形成したチ
ャネル導波路の側面を強アルカリ溶液か強酸溶液に浸す
ことが必要になる。このときアゾ色素が酸またはアルカ
リに犯され、2次の非線形特性が著しく劣化するため、
従来は、レジスト20の剥離ができなかった。従って、
従来は、レジスト20を剥離しないまま、チャネル導波
路を作製していた。
[0007] Finally, it is desirable to remove the resist 20 and the thermosetting resin 19 before the step of spin-coating PMMA. However, in the step of removing the resist 20, the side surface of the formed channel waveguide is subjected to a strong alkali solution or a strong acid solution. It is necessary to soak in At this time, the azo dye is violated by acid or alkali, and the second-order nonlinear characteristic is significantly deteriorated.
Conventionally, the resist 20 cannot be removed. Therefore,
Conventionally, a channel waveguide has been manufactured without removing the resist 20.

【0008】[0008]

【発明の目的】本発明の目的は、チャネル導波路の作製
プロセスにおいて、レジストを剥離する工程で、酸やア
ルカリを用いず、中性の水のみでレジストの剥離を行な
う方法により、2次の非線形特性を劣化させることなし
にチャネル導波路の加工を行なう方法を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for removing a resist in a channel waveguide manufacturing process, in which a resist is removed using only neutral water without using an acid or an alkali. An object of the present invention is to provide a method of processing a channel waveguide without deteriorating nonlinear characteristics.

【0009】[0009]

【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ため、本発明による非線形光学素子の作製方法は、非線
形光学特性を示す高分子材料をコアとし、コアより僅か
に屈折率の小さな高分子をクラッドとするチャネル型光
導波路を作製する工程において、任意の基板上に紫外線
硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学特性を示す高分子を
塗布し、次に水溶性高分子を塗布し、次に紫外線硬化樹
脂を塗布し、さらに、レジストを塗布し、紫外線を用い
て任意のパタンに露光現像し、パタン化されたレジスト
をマスクとして、反応性イオンエッチングにより非線形
高分子の層までエッチングし、その後、水溶性高分子よ
り上の層を水でリフトオフし、その後、紫外線硬化樹脂
を塗布して作製することを特徴とする。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, a method for manufacturing a nonlinear optical element according to the present invention uses a polymer material having a nonlinear optical characteristic as a core, and has a high refractive index slightly smaller than that of the core. In the step of producing a channel type optical waveguide having a molecule as a clad, an ultraviolet curable resin is applied on an arbitrary substrate, a polymer exhibiting nonlinear optical properties is applied, and then a water-soluble polymer is applied, Next, apply an ultraviolet curable resin, apply a resist, expose and develop an arbitrary pattern using ultraviolet rays, and etch the non-linear polymer layer by reactive ion etching using the patterned resist as a mask. Thereafter, the layer above the water-soluble polymer is lifted off with water, and thereafter, an ultraviolet curable resin is applied to form a layer.

【0010】また本発明の第二の非線形光学素子の作製
方法によれば、非線形光学特性を示す高分子材料をコア
とし、コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッド
とするチャネル型光導波路を作製する工程において、任
意の基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学
特性を示す高分子を塗布し、次に水溶性高分子を塗布
し、次にアルミニウムなどの金属を蒸着あるいはスパッ
タリングなどにより積層し、さらに、レジストを塗布
し、紫外線を用いて任意のパタンに露光現像し、パタン
化されたレジストをマスクとして、反応性イオンエッチ
ングにより非線形高分子の層までエッチングし、その
後、水溶性高分子より上の層を水でリフトオフし、その
後、紫外線硬化樹脂を塗布して作製することを特徴とす
る。
According to the second method of manufacturing a nonlinear optical element of the present invention, a channel type optical waveguide having a polymer material having nonlinear optical characteristics as a core and a polymer having a refractive index slightly smaller than that of the core as a clad. In the process of manufacturing, a UV curable resin is applied on an arbitrary substrate, then a polymer exhibiting nonlinear optical characteristics is applied, then a water-soluble polymer is applied, and then a metal such as aluminum is deposited or Laminate by sputtering etc., further apply a resist, expose and develop an arbitrary pattern using ultraviolet rays, and use the patterned resist as a mask, etch by reactive ion etching to the layer of non-linear polymer, It is characterized in that a layer above the water-soluble polymer is lifted off with water, and thereafter, an ultraviolet curable resin is applied to produce the layer.

【0011】本発明を図面に基づき、さらに詳しく説明
する。
The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の第一の作製方法を示す工程
図であるが、この図より明らかなように、基板1
((1)工程)の上に、クラッド材となる紫外線(U
V)硬化樹脂2をスピンコートし、UVを照射し硬化さ
せ、次に、有機溶媒に溶かした2次非線形高分子3をス
ピンコートし乾燥する((2)工程)。次に例えば、水
に溶かしたポリビニルアルコール(PVA)4をスピン
コートし、さらに、UV硬化樹脂5をスピンコートし、
UVを照射し樹脂を硬化した後、シリコーン系ポジレジ
スト6をスピンコートで塗布し、任意のパタンに露光現
像をする((3)工程)。このとき、現像液は、アルカ
リ溶液を用いるが、非線形高分子と直接接触することは
ないため、非線形高分子に影響は与えない。
FIG. 1 is a process chart showing a first manufacturing method of the present invention. As is apparent from FIG.
On top of the ((1) process), ultraviolet rays (U
V) The cured resin 2 is spin-coated, irradiated with UV and cured, and then the second-order nonlinear polymer 3 dissolved in an organic solvent is spin-coated and dried ((2) step). Next, for example, polyvinyl alcohol (PVA) 4 dissolved in water is spin-coated, and further, a UV curable resin 5 is spin-coated,
After the resin is cured by irradiating UV, a silicone positive resist 6 is applied by spin coating, and an arbitrary pattern is exposed and developed (step (3)). At this time, although an alkaline solution is used as the developing solution, it does not directly contact the nonlinear polymer, and thus does not affect the nonlinear polymer.

【0013】次に、レジストをマスクとして、酸素雰囲
気中で、反応性リアクティブイオンエッチングを行な
い、酸素イオン7により、非線形高分子3の層までエッ
チングする((4)工程)。比較的圧力の低い領域で酸
素ガス7による反応性リアクティブイオンエッチングを
行なうことにより基板面に対しほぼ垂直のエッチングが
可能である。次に、エッチング後の基板1を蒸留水に浸
すとPVA4が水に溶けるため、PVA4から上の部分
が剥離される((5)工程)。すなわち、リフトオフさ
れる。この基板を乾燥し、UV樹脂2をスピンコートす
ると非線形高分子は単一の高分子クラッド材に覆われる
ことになる。
Next, using the resist as a mask, reactive reactive ion etching is performed in an oxygen atmosphere, and the layer of the nonlinear polymer 3 is etched by oxygen ions 7 (step (4)). By performing the reactive reactive ion etching with the oxygen gas 7 in a region where the pressure is relatively low, etching substantially perpendicular to the substrate surface can be performed. Next, when the substrate 1 after the etching is immersed in distilled water, the PVA 4 dissolves in the water, so that the upper portion is separated from the PVA 4 (step (5)). That is, the lift-off is performed. When the substrate is dried and the UV resin 2 is spin-coated, the nonlinear polymer is covered with a single polymer clad material.

【0014】ここでは、レジストを塗布する前に、水溶
性のPVAを塗布することにより、レジストを剥離する
際、酸やアルカリを使用せずに水のみでレジストを剥離
することができる。上述の例ではPVAを用いている
が、薄膜化が容易な、すなわち、水溶液がスピンコート
可能な水溶性高分子を使用することが望ましい。このよ
うな水溶性高分子としては、PVA以外にもポリメタク
リル酸があり、PVAと同様に使用できる。
Here, by applying a water-soluble PVA before applying the resist, the resist can be removed only with water without using an acid or alkali when the resist is removed. Although PVA is used in the above-described example, it is desirable to use a water-soluble polymer that can be easily formed into a thin film, that is, that can be spin-coated with an aqueous solution. As such a water-soluble polymer, there is polymethacrylic acid other than PVA, and it can be used similarly to PVA.

【0015】また、水溶性高分子の上に直接レジストを
塗布すると現像の際、水溶性高分子も同時に溶けてしま
うため、水に不溶でしかも、レジスト溶媒にも不溶の層
が必要になる。第一の作製方法では、この条件を満足す
る高分子として、有機溶媒に溶解したUV硬化樹脂を用
いた。UV硬化樹脂のかわりに、図2に示すようにアル
ミニウムなどの金属層12を蒸着などにより積層して使
用してもよい。この場合、レジストをマスクとしてアル
ミニウムをエッチングし、続いて、水溶性高分子、非線
形高分子とエッチングすることが必要になるが、非線形
高分子の層までエッチングした後に、水溶性高分子から
上の層を水でリフトオフできることに変わりはない。
Further, if a resist is applied directly on the water-soluble polymer, the water-soluble polymer is also dissolved at the time of development, so that a layer insoluble in water and insoluble in the resist solvent is required. In the first production method, a UV curable resin dissolved in an organic solvent was used as a polymer satisfying this condition. Instead of the UV curable resin, a metal layer 12 of aluminum or the like may be laminated and used by vapor deposition as shown in FIG. In this case, it is necessary to etch aluminum using the resist as a mask, and then to etch with a water-soluble polymer and a non-linear polymer. The layers can still be lifted off with water.

【0016】アゾ色素などの色素分子を側鎖に結合した
高分子は、モノクロルベンゼン、メチルエチルケトン、
トルエンなどの有機溶媒に溶け易く、水には不溶のもの
が多い。従って、水溶性高分子は、非線形高分子の上に
塗布しても非線形高分子とインターミキシングすること
がないという利点もある。このように、非線形高分子の
すぐ上にPVAなど水溶性高分子を塗布する工程を用い
れば、非線形高分子のチャネル導波路を作製する上で有
利である。
Polymers in which dye molecules such as azo dyes are bonded to the side chains include monochlorobenzene, methyl ethyl ketone,
It is easily soluble in organic solvents such as toluene and many are insoluble in water. Therefore, there is also an advantage that the water-soluble polymer does not intermix with the nonlinear polymer even when applied on the nonlinear polymer. As described above, using the step of applying a water-soluble polymer such as PVA immediately above the nonlinear polymer is advantageous in producing a channel waveguide of the nonlinear polymer.

【0017】以下、実施例に基づいて説明を行なう。Hereinafter, description will be made based on embodiments.

【0018】[0018]

【実施例1】図1に、本発明の第一の実施例の工程図を
示す。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a process chart of a first embodiment of the present invention.

【0019】まずシリコン基板1上に((1)工程)、
アクリル系UV硬化樹脂2をスピンコート法により15
μmの厚さに塗布し、紫外線を15分照射した。次に、
非線形高分子3して、アゾ色素を5×1020cm-3含む
PMMA(M. AMANO and T.Kaino, J. Appl. Phys.、Vo
l. 68、p. 6024 (1990) )をモノクロルベンゼンに溶か
した溶液をスピンコートにより、5μm塗布した
((2)工程)。次に、5%PVA4水溶液をスピンコ
ートにより、0.5μmの厚さに塗布し、エチルアルコ
ールに溶かしたUV硬化樹脂5を0.5μmの厚さに塗
布し、15分間紫外線7を照射した。次に、シリコーン
系フォトレジスト6を厚さ0.3μmの厚さにスピンコ
ートした。この基板を紫外線露光器を用い、露光し、現
像し、幅5μmの線に加工した((3)工程)。このレ
ジストパタンをマスクとして、反応性リアクティブイオ
ンエッチング装置内で、酸素雰囲気中で酸素イオン7に
より、60分反応性リアクティブイオンエッチングを行
ない、3の非線形高分子層までエッチングしたところ、
ほぼ図1工程(4)のようなパタンが得られた。次に、
蒸留水中に浸し、PVA4より上の部分をリフトオフし
た。次に、その上から、アクリル系硬化樹脂2を15μ
mスピンコートし、図1工程(6)のような構造の素子
を作製した。
First, on the silicon substrate 1 (step (1)),
Acrylic UV curable resin 2 is applied by spin coating to 15
It was applied to a thickness of μm and irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes. next,
PMMA containing an azo dye at 5 × 10 20 cm -3 as a nonlinear polymer 3 (M. AMANO and T. Kaino, J. Appl. Phys., Vo
l. 68, p. 6024 (1990)) in monochlorobenzene was applied by spin coating to a thickness of 5 μm (step (2)). Next, a 5% PVA4 aqueous solution was applied to a thickness of 0.5 μm by spin coating, a UV curable resin 5 dissolved in ethyl alcohol was applied to a thickness of 0.5 μm, and irradiated with ultraviolet rays 7 for 15 minutes. Next, a silicone-based photoresist 6 was spin-coated to a thickness of 0.3 μm. The substrate was exposed using an ultraviolet exposure device, developed, and processed into a line having a width of 5 μm (step (3)). Using this resist pattern as a mask, reactive reactive ion etching was performed for 60 minutes with oxygen ions 7 in an oxygen atmosphere in a reactive reactive ion etching apparatus, and etching was performed up to the 3 nonlinear polymer layer.
A pattern almost as shown in step (4) of FIG. 1 was obtained. next,
It was immersed in distilled water, and the part above PVA4 was lifted off. Next, 15 μm of the acrylic cured resin 2 was applied from above.
By spin coating for m times, an element having a structure as shown in step (6) of FIG. 1 was produced.

【0020】作製された素子を長さ10mmにカット
し、ポーリング装置にいれ、140℃に加熱し、2MV
/cmの電圧を加え、1分/℃で室温まで冷却した。次
に、1.06μmのレーザーからファイバーを用いて1
00mWの光を導入して、第2高調波(SHG)の出力
を測定し、SHGの変換効率η(=SHG強度/入射パ
ワー)を求めたところ、0.3%となり、高い値を得
た。これは、水を用いたリフトオフにより非線形高分子
材料にダメージを与えることなく、また、UV樹脂をク
ラッドに使用することによりコアとインターミキシング
を起こさないチャネル型導波路を作製したからに他なら
ない。
The produced device was cut into a length of 10 mm, placed in a poling device, heated to 140 ° C.
/ Cm, and cooled to room temperature at 1 minute / ° C. Next, using a fiber from a 1.06 μm laser,
The output of the second harmonic (SHG) was measured by introducing a light of 00 mW, and the conversion efficiency η (= SHG intensity / incident power) of the SHG was obtained. . This is because a non-linear polymer material is not damaged by lift-off using water, and a channel-type waveguide that does not cause intermixing with the core is produced by using a UV resin for the clad.

【0021】[0021]

【実施例2】図2に、本発明の第二の実施例の工程図を
示す。
[Embodiment 2] FIG. 2 shows a process chart of a second embodiment of the present invention.

【0022】シリコン基板8((1)工程)上に、アク
リル系UV硬化樹脂9をスピンコート法により15μm
の厚さに塗布し、紫外線を15分照射した。次に、非線
形高分子10して、アゾ色素を5×1020cm-3含むP
MMAをモノクロルベンゼンに溶かした溶液をスピンコ
ートにより、5μm塗布した。次に、5%PVA11水
溶液をスピンコートにより、0.5μmの厚さに塗布し
た。次に、真空蒸着装置内に基板を入れてアルミニウム
12を0.1μm積層した。次に、シリコーン系フォト
レジスト13を厚さ0.3μmの厚さにスピンコートし
た。この基板を紫外線露光器を用い、露光し、現像し、
幅5μmの線に加工した((3)工程)。このレジスト
パタンをマスクとして、反応性リアクティブイオンエッ
チング装置内で、四塩化炭素中で3分、次に酸素雰囲気
中で55分反応性リアクティブイオンエッチングを行な
い、四塩化炭素イオン又は酸素イオン14で、線形高分
子層10までエッチングしたところ、ほぼ図2(4)工
程のようなパタンが得られた。次に、蒸留水中に浸し、
PVA11より上の部分をリフトオフした((5)工
程)。次に、その上から、アクリル系硬化樹脂を15μ
mスピンコートし、図2工程(6)のような構造の素子
を作製した。
Acrylic UV curable resin 9 is applied on silicon substrate 8 (step (1)) by spin coating to a thickness of 15 μm.
And irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes. Next, the non-linear polymer 10 is used to form a P containing an azo dye at 5 × 10 20 cm −3.
A solution in which MMA was dissolved in monochlorobenzene was applied by spin coating to a thickness of 5 μm. Next, a 5% PVA11 aqueous solution was applied to a thickness of 0.5 μm by spin coating. Next, the substrate was placed in a vacuum evaporation apparatus, and aluminum 12 was laminated thereon in a thickness of 0.1 μm. Next, a silicone-based photoresist 13 was spin-coated to a thickness of 0.3 μm. This substrate is exposed and developed using an ultraviolet exposure device,
It was processed into a line having a width of 5 μm (step (3)). Using this resist pattern as a mask, reactive reactive ion etching is performed in carbon tetrachloride for 3 minutes and then in an oxygen atmosphere for 55 minutes in a reactive reactive ion etching apparatus to obtain carbon tetrachloride ions or oxygen ions 14. Then, when the etching was performed up to the linear polymer layer 10, a pattern substantially as shown in the step (4) of FIG. 2 was obtained. Next, immerse in distilled water,
The portion above the PVA 11 was lifted off (step (5)). Next, from above, 15 μl of acrylic cured resin
By spin coating for m times, an element having a structure as shown in step (6) in FIG. 2 was produced.

【0023】作製された素子を長さ10mmにカット
し、ポーリング装置にいれ、140℃に加熱し、2MV
/cmの電圧を加え、1分/℃で室温まで冷却した。次
に、1.06μmのレーザーからファイバーを用いて1
00mWの光を導入して、第2高調波(SHG)の出力
を測定し、SHGの変換効率η(=SHG強度/入射パ
ワー)を求めたところ、実施例1と同様に0.25%と
なり、高い値を得た。これは、水を用いたリフトオフに
より非線形高分子材料にダメージを与えることなく、ま
た、UV樹脂をクラッドに使用することによりコアとイ
ンターミキシングを起こさないチャネル型導波路を作製
したからに他ならない。
The produced device was cut into a length of 10 mm, placed in a poling device, heated to 140 ° C.
/ Cm, and cooled to room temperature at 1 minute / ° C. Next, using a fiber from a 1.06 μm laser,
The output of the second harmonic (SHG) was measured by introducing light of 00 mW, and the conversion efficiency η (= SHG intensity / incident power) of the SHG was determined. The result was 0.25% as in the first embodiment. , Got a high value. This is because a non-linear polymer material is not damaged by lift-off using water, and a channel-type waveguide that does not cause intermixing with the core is produced by using a UV resin for the clad.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、非線形高分子のチ
ャネル導波路を作製するにあたって、PVA等の水溶性
高分子を非線形高分子の上に積層する工程を挿入するこ
とにより、非線形高分子層にダメージを与えずに、非線
形素子を作製できる。
As described above, in fabricating a channel waveguide of a nonlinear polymer, a step of laminating a water-soluble polymer such as PVA on the nonlinear polymer is inserted. A non-linear element can be manufactured without damaging the device.

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

【図1】本発明の請求項1、および、本発明の実施例1
を示すものであって、非線形高分子を用いたチャネル導
波路の作製工程図。
FIG. 1 shows the first embodiment of the present invention and the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of a channel waveguide using a nonlinear polymer.

【図2】本発明の請求項2、および本発明の実施例2を
示すものであって、非線形高分子を用いたチャネル導波
路の作製工程図。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a second embodiment of the present invention and a second embodiment of the present invention, in which a manufacturing process of a channel waveguide using a nonlinear polymer is illustrated.

【図3】従来の非線形高分子を用いたチャネル導波路の
作製工程図。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a conventional channel waveguide using a nonlinear polymer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 UV硬化樹脂 3 非線形高分子 4 水溶性高分子 5 UV硬化樹脂 6 フォトレジスト 7 酸素イオン 8 基板 9 UV硬化樹脂 10 非線形高分子 11 水溶性高分子 12 金属膜 13 フォトレジスト 14 四塩化炭素イオンまたは酸素イオン 15 基板 16 ポリメチルメタクリレート(PMMA) 17 非線形高分子 18 PMMA 19 熱硬化樹脂 20 フォトレジスト 21 酸素イオン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 UV curable resin 3 Nonlinear polymer 4 Water soluble polymer 5 UV curable resin 6 Photoresist 7 Oxygen ion 8 Substrate 9 UV curable resin 10 Nonlinear polymer 11 Water soluble polymer 12 Metal film 13 Photoresist 14 Carbon tetrachloride Ion or oxygen ion 15 substrate 16 polymethyl methacrylate (PMMA) 17 nonlinear polymer 18 PMMA 19 thermosetting resin 20 photoresist 21 oxygen ion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都丸 暁 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 天野 道之 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/00 - 1/035 G02F 1/29 - 1/365 G02B 6/12 - 6/14 WPI/L(QUESTEL)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Tomaru 1-6-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Michiyuki Amano 1-16-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo No. Nippon Telegraph and Telephone Corporation (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/00-1/035 G02F 1/29-1/365 G02B 6/12-6/14 WPI / L (QUESTEL)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】非線形光学特性を示す高分子材料をコアと
し、コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッドと
するチャネル型光導波路を作製する工程において、任意
の基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学特
性を示す高分子を塗布し、次にスピンコート可能な水溶
性高分子を塗布し、次に紫外線硬化樹脂を塗布し、さら
に、レジストを塗布し、紫外線を用いて任意のパタンに
露光現像し、パタン化されたレジストをマスクとして、
反応性イオンエッチングにより非線形高分子の層までエ
ッチングし、その後、前記水溶性高分子より上の層を水
でリフトオフし、その後、紫外線硬化樹脂を塗布して作
製することを特徴とする非線形光学素子の作製方法。
In a step of manufacturing a channel type optical waveguide having a polymer material having nonlinear optical characteristics as a core and a polymer having a refractive index slightly smaller than the core as a clad, an ultraviolet curable resin is coated on an arbitrary substrate. Apply, then apply a polymer that exhibits nonlinear optical properties, then apply a water-soluble polymer that can be spin-coated, then apply an ultraviolet curable resin, apply a resist, and use ultraviolet light. Exposure and development to any pattern, using the patterned resist as a mask,
Nonlinear optical element characterized by etching by reactive ion etching up to the layer of the non-linear polymer, then lifting off the layer above the water-soluble polymer with water, and then applying an ultraviolet curable resin. Method of manufacturing.
【請求項2】非線形光学特性を示す高分子材料をコアと
し、コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッドと
するチャネル型光導波路を作製する工程において、任意
の基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学特
性を示す高分子を塗布し、次にスピンコート可能な水溶
性高分子を塗布し、次にアルミニウムなどの金属を蒸着
あるいはスパッタリングなどにより積層し、さらに、レ
ジストを塗布し、紫外線を用いて任意のパタンに露光現
像し、パタン化されたレジストをマスクとして、反応性
イオンエッチングにより非線形高分子の層までエッチン
グし、その後、前記水溶性高分子より上の層を水でリフ
トオフし、その後、紫外線硬化樹脂を塗布して作製する
ことを特徴とする非線形光学素子の作製方法。
2. A process for producing a channel type optical waveguide comprising a polymer material having a nonlinear optical characteristic as a core and a polymer having a refractive index slightly smaller than that of the core as a clad, wherein an ultraviolet curable resin is coated on an arbitrary substrate. Coating, then apply a polymer that exhibits nonlinear optical properties, then apply a water-soluble polymer that can be spin-coated, then deposit a metal such as aluminum by vapor deposition or sputtering, and then apply a resist Then, exposure and development are performed on an arbitrary pattern using ultraviolet light, and the patterned resist is used as a mask to etch up to the layer of the non-linear polymer by reactive ion etching. And then applying an ultraviolet curable resin to manufacture the nonlinear optical element.
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