JP3341007B2 - Aluminum hollow waveguide and method of manufacturing the same - Google Patents

Aluminum hollow waveguide and method of manufacturing the same

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JP3341007B2 JP35399497A JP35399497A JP3341007B2 JP 3341007 B2 JP3341007 B2 JP 3341007B2 JP 35399497 A JP35399497 A JP 35399497A JP 35399497 A JP35399497 A JP 35399497A JP 3341007 B2 JP3341007 B2 JP 3341007B2
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

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、紫外域から赤外域
にわたる広範囲の波長帯の光を伝送することが可能な、
中空導波路およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a light source capable of transmitting light in a wide wavelength range from the ultraviolet to the infrared.
The present invention relates to a hollow waveguide and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】紫外線の波長域で発振するエキシマレー
ザは、高い発振効率で短い幅のパルスが発生されるた
め、きわめて大きい尖頭出力が得られるという特徴をも
つ。そのため、その紫外光の大きなエネルギーにより誘
起される物質の蒸散やアブレーションを利用して、金属
板の切断・穿孔や、表面処理、塗膜除去などの工業分野
への応用が進んでいる。また、医療分野においても、腫
瘍やシミ・アザの除去など幅広い領域で実用化が進んで
いる。
2. Description of the Related Art An excimer laser which oscillates in the ultraviolet wavelength range is characterized in that a pulse having a short oscillation width is generated with a high oscillation efficiency, so that an extremely large peak output can be obtained. Therefore, application to industrial fields such as cutting / perforating a metal plate, surface treatment, and removal of a coating film using a vaporization or ablation of a substance induced by a large energy of ultraviolet light is progressing. In the medical field as well, practical application is being promoted in a wide range of fields such as removal of tumors, spots and bruises.

【0003】ところで、一般の通信用の石英系光ファイ
バは、波長が200nm程度という紫外域の光に対して
は、レイリー散乱や二光子吸収というガラス固有の現象
によってその伝送損失が急激に増加してしまう。それゆ
え、大きなエネルギーを発生するエキシマレーザ光の伝
送路としては、通常の石英系の光ファイバを使用するこ
とはできない。このため、特殊な処理を施した純粋石英
ガラスファイバなどが開発されているが、これらのファ
イバでも、特にKrFやArFガスをレーザ媒質として
用いた、発振波長が短いエキシマレーザに対しては、損
失や耐久性の面で多くの問題があり、大きなエネルギー
の伝送には適さない。
[0003] By the way, in a quartz optical fiber for general communication, the transmission loss of ultraviolet light having a wavelength of about 200 nm sharply increases due to the inherent glass phenomenon such as Rayleigh scattering and two-photon absorption. Would. Therefore, an ordinary silica-based optical fiber cannot be used as a transmission path for excimer laser light that generates large energy. For this reason, specially treated pure silica glass fibers and the like have been developed. However, even with these fibers, loss is particularly high for excimer lasers using KrF or ArF gas as a laser medium and having a short oscillation wavelength. And many problems in terms of durability and are not suitable for transmitting large energy.

【0004】そこで、レイリー散乱が無視できるほどに
小さい、空気をコアとして用いた中空導波路が、エキシ
マレーザの伝送路として検討されている。紫外域の光を
効率よく伝送するためには、導波路の材質としてはアル
ミニウムなどの高反射率を呈する金属が適しており、か
つ、その表面は散乱損失を抑えるために極めて平滑であ
る必要がある。そこで従来の中空導波路は、図4に構造
を示すように、2枚の光学研磨を施した帯状のアルミニ
ウム板、もしくは真空蒸着法によりアルミニウム薄膜を
形成した金属板11Aを、スペーサー11Bを用いて矩
形に組合わせたものであった。
[0004] Therefore, a hollow waveguide using air as a core, in which Rayleigh scattering is so small as to be negligible, is being studied as a transmission line of an excimer laser. In order to efficiently transmit light in the ultraviolet region, a metal exhibiting high reflectivity, such as aluminum, is suitable for the material of the waveguide, and its surface must be extremely smooth to suppress scattering loss. is there. Therefore, as shown in FIG. 4, the conventional hollow waveguide is formed by using two strips of an optically polished aluminum plate or a metal plate 11A on which an aluminum thin film is formed by a vacuum evaporation method using a spacer 11B. It was a combination of rectangles.

【0005】一方、波長が2μm以上の赤外レーザにつ
いても、ガラスの分子共鳴から生じる赤外吸収により、
通常の石英系ファイバは損失が大きくなり使用できない
ため、医療や工業の多くの分野で中空導波路が有用とな
る。従来は液相法による銀鏡反応を利用して、中空導波
路の内面に銀の薄膜を形成していた。
On the other hand, an infrared laser having a wavelength of 2 μm or more also has an infrared absorption caused by molecular resonance of glass.
Since ordinary silica-based fibers cannot be used because of high loss, hollow waveguides are useful in many fields of medicine and industry. Conventionally, a silver thin film has been formed on the inner surface of a hollow waveguide using a silver mirror reaction by a liquid phase method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示した従来技術による紫外レーザ伝送用中空導波路で
は、その構造上、曲げることが可能な方向が限定される
うえ、導波路の断面寸法も幅8mm程度、厚さ2mm程
度と比較的大きくなってしまい、可撓性の面で大きな難
点をもつ。そのため、導波路に高いフレキシビリティが
必要とされる、臨床応用などの分野では、操作性に問題
があり実用化は難しかった。また、その製作工程も金属
板の光学研磨からはじまり、アルミニウム蒸着、組み立
てと補強など、煩雑かつコストの大きいものであるため
に量産は困難である。
However, in the hollow waveguide for transmitting ultraviolet laser according to the prior art shown in FIG. 4, the direction in which it can be bent is limited due to its structure, and the cross-sectional dimension of the waveguide is also limited. It is relatively large, about 8 mm in width and about 2 mm in thickness, and has a great difficulty in terms of flexibility. Therefore, in fields such as clinical applications where high flexibility is required for waveguides, there is a problem in operability, and practical use has been difficult. In addition, the manufacturing process is also complicated and costly, such as starting from optical polishing of a metal plate, aluminum deposition, assembling and reinforcing, and mass production is difficult.

【0007】一方、赤外レーザ用中空導波路について
は、銀鏡反応により生成される銀の薄膜に、比較的大き
な表面粗さが存在するため、レーザ光が導波路内面で反
射される際に散乱損失が生じてしまう。また、銀鏡反応
では、生成される銀の薄膜から不純物を除去することが
難しいために、赤外域で吸収損失を生じさせ、更には、
不純物により誘引される化学反応のために、導波路の化
学的・熱的耐久性に問題を生じさせてしまう。また、原
料が液体であるために、極めて細いパイプ内には原料を
一様に流すことが不可能であり、高い可撓性を有する細
径の中空導波路の製造は困難である。
On the other hand, in a hollow waveguide for an infrared laser, since a relatively large surface roughness is present in a silver thin film formed by a silver mirror reaction, scattering occurs when laser light is reflected on the inner surface of the waveguide. Loss occurs. Further, in the silver mirror reaction, it is difficult to remove impurities from the formed silver thin film, so that absorption loss occurs in the infrared region, and further,
The chemical reaction induced by the impurities causes a problem in the chemical and thermal durability of the waveguide. In addition, since the raw material is a liquid, it is impossible to flow the raw material uniformly in an extremely thin pipe, and it is difficult to manufacture a small-diameter hollow waveguide having high flexibility.

【0008】そこで本発明の目的は、上記課題を解決
し、可撓性に優れ、量産が可能な、紫外から赤外域の光
を低損失で伝送する中空導波路、およびその製造方法を
提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a hollow waveguide which solves the above-mentioned problems, has excellent flexibility, can be mass-produced, transmits light in the ultraviolet to infrared region with low loss, and a method of manufacturing the same. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、ガラス、金属あるいはプラスチックで構成
されたパイプの内壁に、アルミニウムの薄膜が形成され
ていることを特徴とする中空導波路を提供する。
According to the present invention, there is provided a hollow waveguide in which a thin film of aluminum is formed on an inner wall of a pipe made of glass, metal or plastic. I will provide a.

【0010】ここで、前記の中空導波路は、アルミニウ
ムの薄膜の内壁面に、無機物もしくは有機樹脂の誘電体
薄膜が設けられているものでも良く、その誘電体が、ア
ルミニウムの表面を酸化させて形成された酸化アルミニ
ウムであっても良い。
Here, the hollow waveguide may be one in which a dielectric thin film of an inorganic or organic resin is provided on the inner wall surface of the aluminum thin film, and the dielectric oxidizes the surface of the aluminum. The formed aluminum oxide may be used.

【0011】また、本発明の中空導波路の製造方法は、
アルミニウム有機化合物の蒸気を、金属または非金属パ
イプの中空領域に流入させながら、化学気相成長法によ
りパイプ内壁面にアルミニウムの薄膜を形成することを
特徴とする中空導波路の製造方法である。
[0011] The method for manufacturing a hollow waveguide according to the present invention comprises:
A method of manufacturing a hollow waveguide, comprising forming a thin film of aluminum on an inner wall surface of a pipe by a chemical vapor deposition method while flowing a vapor of an aluminum organic compound into a hollow region of a metal or nonmetal pipe.

【0012】ここで、アルミニウム薄膜形成の前処理と
して、パイプの中空領域に塩化チタンの蒸気を流入させ
ることが好ましい。また、前記アルミニウム有機化合物
はトリメチルアミンアラン、トリエチルアミンアラン、
ジメチルエチルアミンアラン、トリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、またはトリイソブチルア
ルミニウムのいずれかが好適である。また、アルミニウ
ムを生成する際に、複数のパイプを束ねることにより、
それらの内面に同時にアルミニウムの薄膜を形成するこ
とが好ましい。
Here, as a pretreatment for forming the aluminum thin film, it is preferable to flow titanium chloride vapor into the hollow region of the pipe. Further, the aluminum organic compound is trimethylamine alane, triethylamine alane,
Any of dimethylethylaminealane, trimethylaluminum, triethylaluminum, or triisobutylaluminum is preferred. Also, by bundling multiple pipes when producing aluminum,
It is preferable to form a thin film of aluminum simultaneously on the inner surfaces thereof.

【0013】そして、このような本発明の中空導波路で
あれば、紫外から赤外にわたる広範囲の波長の光に対し
て低損失性を示し、かつ可撓性・耐久性に優れるため
に、医療や工業の幅広い分野で実用可能となる。
[0013] The hollow waveguide of the present invention exhibits low loss with respect to light of a wide range of wavelengths from ultraviolet to infrared, and is excellent in flexibility and durability. And practical in a wide range of industries.

【0014】また、本発明の中空導波路の製造方法によ
れば、各種材質の中空パイプの内面に極めて平滑な表面
をもつアルミニウムの薄膜を形成することが可能で、紫
外領域の光に対しても、散乱による付加損失が小さい導
波路を製造可能である。本発明の製造方法では、原料を
蒸気としてパイプ内に流入させるため、極めて細いパイ
プ内にも一様に原料を流すことが可能で、可撓性に優れ
た細径の中空導波路を製造することができる。さらにこ
の製造法によれば、複数のパイプを束ねて同時にアルミ
ニウム薄膜を生成することが可能なため、量産性にも優
れている。
Further, according to the hollow waveguide manufacturing method of the present invention, it is possible to form an aluminum thin film having an extremely smooth surface on the inner surface of a hollow pipe made of various materials, and to prevent light in the ultraviolet region. In addition, it is possible to manufacture a waveguide with small additional loss due to scattering. In the manufacturing method of the present invention, since the raw material is allowed to flow into the pipe as vapor, the raw material can be uniformly flowed even in an extremely thin pipe, and a small-diameter hollow waveguide excellent in flexibility is manufactured. be able to. Furthermore, according to this manufacturing method, since a plurality of pipes can be bundled to simultaneously form an aluminum thin film, mass productivity is excellent.

【0015】[0015]

【本発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添
付図面に基づいて詳述する。図1は本発明の中空導波路
の一実施形態を示す断面図である。同図に示すように、
パイプ1Aと、このパイプ1Aの内壁に設けられたアル
ミニウム薄膜1Bと、このアルミニウム薄膜1Bの内壁
によって区画される中空領域1Cとでアルミニウム中空
導波路1が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the hollow waveguide of the present invention. As shown in the figure,
An aluminum hollow waveguide 1 is formed by a pipe 1A, an aluminum thin film 1B provided on the inner wall of the pipe 1A, and a hollow region 1C defined by the inner wall of the aluminum thin film 1B.

【0016】中空導波路1内に入射される光は、中空領
域1Cとアルミニウム薄膜1Bとの境界で反射を繰り返
し伝搬する。アルミニウム薄膜1Bは、反射の際に光の
エネルギーがパイプ1Aに染み出さないように、スキン
デプスより厚いこと必要であるが、厚すぎると表面粗さ
の増加やパイプ1Aへの付着強度の低下を招くので、本
実施例では使用する光の波長に応じて、膜厚を50nm
から500nmとしている。
Light incident on the hollow waveguide 1 repeatedly propagates at the boundary between the hollow region 1C and the aluminum thin film 1B. The aluminum thin film 1B needs to be thicker than the skin depth so that light energy does not seep into the pipe 1A at the time of reflection. However, if it is too thick, an increase in surface roughness or a decrease in adhesion strength to the pipe 1A is required. In this embodiment, the film thickness is set to 50 nm in accordance with the wavelength of light used.
From 500 nm.

【0017】中空導波路1の伝送損失を低く抑えるため
には、導波路内面における光の反射率が大きく、100
%に十分近いことが望ましい。その点、アルミニウムは
紫外から赤外の幅広い波長域にわたり高い反射率を呈す
るために、中空導波路の材質として適している。また、
特に紫外域の短波長の光に対しては、アルミニウム薄膜
1Bと中空領域1Cの境界面に表面粗さが存在すると、
散乱により反射率が低下し、損失の増加を招いてしまう
ため、その境界面は極めて平滑であることが重要であ
る。
In order to suppress the transmission loss of the hollow waveguide 1, the light reflectance on the inner surface of the waveguide is large, and
% Is desirable. In that regard, aluminum exhibits a high reflectance over a wide wavelength range from ultraviolet to infrared, and is therefore suitable as a material for the hollow waveguide. Also,
In particular, for light having a short wavelength in the ultraviolet region, if there is surface roughness at the interface between the aluminum thin film 1B and the hollow region 1C,
It is important that the boundary surface be extremely smooth, because the scattering lowers the reflectance and increases the loss.

【0018】パイプ1Aは、光学的には伝送する光に作
用しないので、いかなる材質であっても構わないが、パ
イプ1Aが中空導波路1の構造を保持するため、可撓性
に優れ、かつ実用に耐えうる機械的強度を持つものであ
ることが必要であり、その内径は使用する光の波長や用
途に応じて、0.1mm〜3mmであることが好まし
い。また、パイプ1Aの内壁の表面状態が、アルミニウ
ム薄膜1Bと中空領域1Cの境界面の表面粗さに大きく
影響するため、パイプ1の内壁は十分平滑であることが
重要であり、その表面粗さは0.1μm以下が好適であ
る。そのため本発明では、パイプ1Aの材質を石英、パ
イレックスなどのガラス、ポリカーボネート、テフロン
などのプラスチック、ステンレス、ニッケルなどの金属
としている。また、ガラスをパイプ1Aとして使用する
際には、ガラス表面に微細な傷が付き、強度が低下する
ことを防ぐために、パイプ1の表面にアクリル樹脂、ポ
リイミドなどの保護コーティングが施されていることが
好ましい。
Since the pipe 1A does not act on light to be transmitted optically, it may be made of any material. However, since the pipe 1A retains the structure of the hollow waveguide 1, it has excellent flexibility and It is necessary to have mechanical strength that can withstand practical use, and its inner diameter is preferably 0.1 mm to 3 mm depending on the wavelength of light used and the application. In addition, since the surface condition of the inner wall of the pipe 1A greatly affects the surface roughness of the boundary surface between the aluminum thin film 1B and the hollow region 1C, it is important that the inner wall of the pipe 1 is sufficiently smooth. Is preferably 0.1 μm or less. Therefore, in the present invention, the material of the pipe 1A is quartz, glass such as Pyrex, plastic such as polycarbonate and Teflon, and metal such as stainless steel and nickel. When glass is used as the pipe 1A, a protective coating such as an acrylic resin or polyimide is applied to the surface of the pipe 1 in order to prevent the glass surface from being finely scratched and reduced in strength. Is preferred.

【0019】図2は本発明の実施形態の一例を示す断面
図であり、アルミニウム薄膜2Bの表面に無機物もしく
は有機樹脂の誘電体薄膜2Dを形成した例である。特に
赤外域の波長の光に対しては、誘電体薄膜2Dをアルミ
ニウム薄膜2Bの表面に形成することにより、光の反射
率が高まるために、中空導波路の低損失化に有効であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the embodiment of the present invention, in which a dielectric thin film 2D made of an inorganic or organic resin is formed on the surface of an aluminum thin film 2B. In particular, with respect to light having a wavelength in the infrared region, forming the dielectric thin film 2D on the surface of the aluminum thin film 2B increases the light reflectance, which is effective in reducing the loss of the hollow waveguide.

【0020】誘電体薄膜2Dの材質としては、使用する
光の波長域において吸収が十分小さいことが重要であ
り、たとえばフッ化カルシウム、フッ化マグネシウムな
どのフッ化物や、石英、酸化マグネシウム、酸化ジルコ
ニウム、酸化銅、酸化チタニウム、酸化アルミニウム、
酸化イットリウムなどの金属酸化物、ゲルマニウム、シ
リコンなどの半導体、セレン化亜鉛、硫化亜鉛などのI
I−VI族化合物、もしくは、ポリイミド、ポリカーボ
ネート、ポリエチレン、ポリシロキサン、ポリシロキサ
ン、環状オレフィン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂
等の高分子樹脂が使用できる。これらの誘電体薄膜2D
は、液相法やゾルゲル法などにより、アルミニウム薄膜
3の表面に形成することができる。この薄膜2Dの厚さ
は、使用する波長に応じて、0.1μmないし3μmが
好適である。
It is important for the material of the dielectric thin film 2D that the absorption is sufficiently small in the wavelength range of the light to be used, for example, fluorides such as calcium fluoride and magnesium fluoride, quartz, magnesium oxide and zirconium oxide. , Copper oxide, titanium oxide, aluminum oxide,
Metal oxides such as yttrium oxide, semiconductors such as germanium and silicon, and I such as zinc selenide and zinc sulfide
A group I-VI compound or a polymer resin such as polyimide, polycarbonate, polyethylene, polysiloxane, polysiloxane, cyclic olefin resin, fluororesin, and silicone resin can be used. These dielectric thin films 2D
Can be formed on the surface of the aluminum thin film 3 by a liquid phase method or a sol-gel method. The thickness of the thin film 2D is preferably 0.1 μm to 3 μm, depending on the wavelength used.

【0021】また、誘電体薄膜2Dは、アルミニウム薄
膜3に対し、熱酸化などの処理により、表面の一部を酸
化させることによって得られる、酸化アルミニウムであ
ってもよい。
The dielectric thin film 2D may be aluminum oxide obtained by oxidizing a part of the surface of the aluminum thin film 3 by a treatment such as thermal oxidation.

【0022】次に、本発明の中空導波路の製造方法を、
図3(a)を用いて説明する。トリメチルアミンアラ
ン、トリエチルアミンアラン、ジメチルエチルアミンア
ラン、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウ
ム、またはトリイソブチルアルミニウムなどの原料の蒸
気ガスを、パイプ3の内部に流入させる。その際には、
使用する原料により、アルゴン、ヘリウムなどの不活性
ガスや酸素、窒素、水素などのガスと混合させてパイプ
3内に流入させても良い。なお本実施例では内径は0.
5〜1.0mm、長さ10〜20cmの石英およびパイ
レックスガラスパイプをパイプ3として使用している。
Next, a method for manufacturing a hollow waveguide according to the present invention will be described.
This will be described with reference to FIG. A raw material vapor gas such as trimethylaminealane, triethylaminealane, dimethylethylaminealane, trimethylaluminum, triethylaluminum, or triisobutylaluminum flows into the pipe 3. In that case,
Depending on the raw material to be used, it may be mixed with an inert gas such as argon or helium or a gas such as oxygen, nitrogen or hydrogen and flow into the pipe 3. In this embodiment, the inner diameter is set to 0.
A quartz and Pyrex glass pipe having a length of 5 to 1.0 mm and a length of 10 to 20 cm is used as the pipe 3.

【0023】これらの原料のうち、ジメチルエチルアミ
ンアランが、自然発火性が低いために取り扱いが容易で
ある。しかも比較的蒸気圧が高く、かつ常温で液体であ
るためにバブリングによる蒸気の発生が容易なため、本
実施例の原料として用いた。ジメチルエチルアミンアラ
ンを原料として用いる場合は、10〜20℃に保温した
原料液体をアルゴンでバブリングすることにより蒸気を
発生させ、毎分0.1〜10ccの流量のもとで、パイ
プ3の内部に流入させる。
Of these raw materials, dimethylethylaminealane is easy to handle because of its low spontaneous combustion. In addition, since the vapor pressure is relatively high and the liquid is liquid at room temperature, the vapor is easily generated by bubbling. When dimethylethylaminealane is used as a raw material, a vapor is generated by bubbling the raw material liquid kept at 10 to 20 ° C. with argon, and the vapor is generated inside the pipe 3 at a flow rate of 0.1 to 10 cc per minute. Let it flow in.

【0024】パイプ1Aの下流側にはターボ分子ポンプ
または油拡散ポンプなどの高真空が得られるポンプ4と
メカニカルブースターポンプなどの大きな排気量が得ら
れるポンプ5を配置してある。原料蒸気を流入させる前
に、パイプ3の内部の空気等を除去するために、高真空
ポンプ4を駆動させ、パイプ内の圧力を10−3Pa以
下の真空状態にする。その後、原料蒸気を流入させる際
には、ポンプを大排気量ポンプ5に切り替え、圧力が1
0ないし1000Paとなるように原料の流量およびバ
ルブのコンダクタンスを調整する。
A pump 4 such as a turbo molecular pump or an oil diffusion pump for obtaining a high vacuum and a pump 5 for obtaining a large displacement such as a mechanical booster pump are disposed downstream of the pipe 1A. Before the raw material vapor is introduced, the high vacuum pump 4 is driven to remove the air and the like inside the pipe 3, and the pressure in the pipe is reduced to a vacuum of 10 −3 Pa or less. Thereafter, when the raw material vapor is introduced, the pump is switched to the large displacement pump 5 and the pressure is reduced to 1
The flow rate of the raw material and the conductance of the valve are adjusted so as to be 0 to 1000 Pa.

【0025】また、アルミニウム成膜の前処理として、
パイプ内に四塩化チタンの蒸気を通すと、パイプの内面
が活性化され、低い温度でアルミニウムの薄膜を生成で
き、表面が極めて平滑なアルミニウム薄膜が形成できる
ようになる。本実施例では、圧力10〜1000Paの
もと四塩化チタンの入った容器6のバルブを開き、発生
した蒸気を1ないし3分程度パイプ内に流入させてい
る。
Further, as a pretreatment for aluminum film formation,
When titanium tetrachloride vapor is passed through the pipe, the inner surface of the pipe is activated, and a thin aluminum film can be formed at a low temperature, and an aluminum thin film having an extremely smooth surface can be formed. In this embodiment, the valve of the container 6 containing titanium tetrachloride is opened under a pressure of 10 to 1000 Pa, and the generated steam is allowed to flow into the pipe for about 1 to 3 minutes.

【0026】その後、30〜60分程度真空状態を保持
した後、原料蒸気をパイプ3内に流入させる。その状態
で、環状電気炉などの加熱機構7を用いてパイプ3を8
0〜200℃に加熱することにより、パイプ3内面にア
ルミニウム薄膜を形成する。この際の温度があまり高い
と、成膜速度が大きくなりすぎ、アルミニウム薄膜の表
面粗さが大きく。そのため、必要最低限の温度に設定す
ることが重要であり、本実施例では80〜120℃に設
定している。この状態で5〜60分程度加熱を行うこと
により、パイプ内面に50〜500nmの厚さのアルミ
ニウム薄膜が形成される。
Thereafter, after maintaining the vacuum state for about 30 to 60 minutes, the raw material vapor is caused to flow into the pipe 3. In this state, the pipe 3 is connected to the pipe 8 by using a heating mechanism 7 such as a ring electric furnace.
By heating to 0 to 200 ° C., an aluminum thin film is formed on the inner surface of the pipe 3. If the temperature at this time is too high, the film forming rate becomes too high, and the surface roughness of the aluminum thin film becomes large. Therefore, it is important to set the temperature to the minimum required, and in this embodiment, the temperature is set to 80 to 120 ° C. By heating for about 5 to 60 minutes in this state, an aluminum thin film having a thickness of 50 to 500 nm is formed on the inner surface of the pipe.

【0027】図3(b)は、長さが1mと長尺なパイプ
を複数本束ねて、それらの内面に同時にアルミニウム薄
膜の形成を行った実施例の説明図である。本実施例では
7本のガラスパイプ8を束ねてその両端をスリーブ9と
接着剤を用いて固定している。製造工程は前記のものと
ほとんど同様であるが、本実施例では、パイプ8が長尺
なため、80〜200℃に加熱した小型の環状電気炉1
0をパイプ8に沿って矢印の方向に反復移動させる。ア
ルミニウム薄膜はパイプ8の加熱された部分の内面のみ
に形成されるため、毎分1〜10cmの低い速度で電気
炉10を移動させれば、束ねられたすべての長尺パイプ
8の内面にアルミニウム薄膜が形成され、その膜厚はパ
イプ8の長手方向に均一なものとなる。また、本実施例
においては原料蒸気が非加熱部分で結露することを防ぐ
ために、原料配管およびパイプ8全体が25〜40℃程
度になるように大型の環状炉とテープ型加熱ヒータ(図
示せず)により加熱を行っている。
FIG. 3B is an explanatory view of an embodiment in which a plurality of long pipes having a length of 1 m are bundled and an aluminum thin film is simultaneously formed on the inner surfaces thereof. In this embodiment, seven glass pipes 8 are bundled and both ends are fixed to the sleeve 9 using an adhesive. The manufacturing process is almost the same as that described above, but in this embodiment, since the pipe 8 is long, the small annular electric furnace 1 heated to 80 to 200 ° C.
0 is repeatedly moved along the pipe 8 in the direction of the arrow. Since the aluminum thin film is formed only on the inner surface of the heated portion of the pipe 8, if the electric furnace 10 is moved at a low speed of 1 to 10 cm per minute, the inner surface of all the bundled long pipes 8 A thin film is formed, and its thickness becomes uniform in the longitudinal direction of the pipe 8. Further, in this embodiment, in order to prevent the raw material vapor from being condensed in the non-heated portion, a large annular furnace and a tape-type heater (not shown) are set so that the entire raw material pipe and pipe 8 are kept at about 25 to 40 ° C. ).

【0028】[0028]

【発明の効果】以上要するに、本発明によれば次のよう
な優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0029】可撓性に優れており、紫外から赤外の広
い波長範囲の光を低損失に伝送できる。
It has excellent flexibility and can transmit light in a wide wavelength range from ultraviolet to infrared with low loss.

【0030】化学的安定性が高く、耐久性、耐熱性に
優れている。
It has high chemical stability and excellent durability and heat resistance.

【0031】導波路の細径化や長尺化が容易であり、
量産性に優れている。
It is easy to reduce the diameter and length of the waveguide,
Excellent mass productivity.

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

【図1】本発明の一実施形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】アルミニウム膜表面に誘電体薄膜が形成された
中空導波路の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a hollow waveguide in which a dielectric thin film is formed on the surface of an aluminum film.

【図3】本発明の中空導波路の製造方法を示す説明図で
あり、(a)は短尺の導波路を製造する方法の説明図、
(b)は複数の長尺の導波路を同時に製造する方法の説
明図である。
3A and 3B are explanatory diagrams illustrating a method for manufacturing a hollow waveguide according to the present invention, wherein FIG. 3A is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a short waveguide,
(B) is an explanatory view of a method for simultaneously manufacturing a plurality of long waveguides.

【図4】従来技術を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アルミニウム中空導波路 1A パイプ 1B アルミニウム薄膜 1C 中空領域 2 誘電体内装アルミニウム中空導波路 2A パイプ 2B アルミニウム薄膜 2C 中空領域 2D 誘電体薄膜 3 パイプ 4 高真空ポンプ 5 大排気量ポンプ 6 四塩化チタン容器 7 加熱機構 8 長尺パイプ 9 スリーブ 10 環状炉 11 矩形アルミニウム中空導波路 11A 金属板 11B スペーサー 11C 被覆 11D 中空領域 REFERENCE SIGNS LIST 1 aluminum hollow waveguide 1A pipe 1B aluminum thin film 1C hollow region 2 dielectric-holed aluminum hollow waveguide 2A pipe 2B aluminum thin film 2C hollow region 2D dielectric thin film 3 pipe 4 high vacuum pump 5 large displacement pump 6 titanium tetrachloride container 7 Heating mechanism 8 Long pipe 9 Sleeve 10 Annular furnace 11 Rectangular aluminum hollow waveguide 11A Metal plate 11B Spacer 11C Coating 11D Hollow area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−278208(JP,A) 特開 平6−230254(JP,A) 特開 平1−188804(JP,A) 特開 平5−188225(JP,A) 特開 昭60−22103(JP,A) 特開 昭62−167887(JP,A) 特開 昭62−74083(JP,A) 特開 昭61−243179(JP,A) 特開 昭63−13003(JP,A) 特開 昭61−264175(JP,A) 特開 平6−84830(JP,A) 特開 平2−162302(JP,A) 特公 昭60−48724(JP,B1) OPTICS LETTERS,Vo l.20,No.20(1995),pp.2078 −2080 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/22 G02B 6/44 C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/88 - 21/90 IEEE/IEE Electroni c Library(IEL)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-278208 (JP, A) JP-A-6-230254 (JP, A) JP-A-1-188804 (JP, A) JP-A-5-208804 188225 (JP, A) JP-A-60-22103 (JP, A) JP-A-62-167887 (JP, A) JP-A-62-74083 (JP, A) JP-A-61-243179 (JP, A) JP-A-63-13003 (JP, A) JP-A-61-264175 (JP, A) JP-A-6-84830 (JP, A) JP-A-2-162302 (JP, A) JP-B-60-48724 (JP, B1) OPTICS LETTERS, Vol. 20, No. 20 (1995) pp. 2078 −2080 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16-6/22 G02B 6/44 C23C 16/00-16/56 H01L 21 / 88-21/90 IEEE / IEEE Electronic Library (IEL)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルミニウム有機化合物の蒸気を、ガラ
スパイプの中空領域に流入させながら、前記パイプ近傍
に設置した温度80〜200℃のヒーターを前記パイプ
に沿って移動させることにより、前記パイプ長手方向に
一様な厚さをもつ,表面が極めて平滑なアルミニウム薄
膜を、化学気相成長法により形成することを特徴とする
中空導波路の製造方法。
1. A method in which a heater of a temperature of 80 to 200 ° C. installed near the pipe is moved along the pipe while flowing a vapor of the aluminum organic compound into a hollow area of the glass pipe, thereby forming the pipe in the longitudinal direction of the pipe. A method of manufacturing a hollow waveguide, comprising forming an aluminum thin film having a very uniform surface and an extremely smooth surface by a chemical vapor deposition method.
【請求項2】 アルミニウム有機化合物の蒸気を、ガラ
スパイプの中空領域に流入させながら、前記パイプ近傍
に設置した温度80〜200℃のヒーターを前記パイプ
に沿って移動させることにより、前記パイプ長手方向に
一様な厚さをもつ,表面が極めて平滑なアルミニウム薄
膜を、化学気相成長法によって形成することにより製造
されたことを特徴とする中空導波路。
2. A method in which a heater of a temperature of 80 to 200 ° C. installed near the pipe is moved along the pipe while flowing the vapor of the aluminum organic compound into the hollow area of the glass pipe, thereby forming the pipe in the longitudinal direction of the pipe. A hollow waveguide manufactured by forming an aluminum thin film having a very uniform surface and an extremely smooth surface by a chemical vapor deposition method.
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