JP3433540B2 - シリカ系光部品及びその製造方法 - Google Patents
シリカ系光部品及びその製造方法Info
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- JP3433540B2 JP3433540B2 JP30605594A JP30605594A JP3433540B2 JP 3433540 B2 JP3433540 B2 JP 3433540B2 JP 30605594 A JP30605594 A JP 30605594A JP 30605594 A JP30605594 A JP 30605594A JP 3433540 B2 JP3433540 B2 JP 3433540B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信用の機器等に用い
られるシリカガラスの導波路型光部品に関する。
られるシリカガラスの導波路型光部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路の作成技術としては、従来、微
細加工技術を用いたもの（西原他共著）、イオンの拡散
を用いたもの（西原他共著）、及び、光照射による局所
的な屈折率変化を利用したもの（V.Mizrahi et.al.）が
あった。
細加工技術を用いたもの（西原他共著）、イオンの拡散
を用いたもの（西原他共著）、及び、光照射による局所
的な屈折率変化を利用したもの（V.Mizrahi et.al.）が
あった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の光導波路作成技
術のうち、微細加工技術を用いたものは、高精度に屈折
率の制御された透明な多層薄膜の作成と、さらに高精度
の微細加工技術を必要としているため、工程数が多く、
そのため、製品の安定性も良くないという問題があっ
た。また、イオンの拡散を利用した方法は、溶液中から
固体内部への拡散現象を利用することから、プロセス速
度が非常に遅く、大量の工業生産には向かない。また、
光照射によって局所的に屈折率を変化させる方法は、高
圧の水素ガス中に長時間曝露し、水素ガスを拡散させる
必要があり、処理に、約２０日間かかっている。従っ
て、光導波路作成上の課題としては、プロセスの工程を
いかに少なくするか及び、処理時間をいかに短縮するか
と云うことが課題であった。
術のうち、微細加工技術を用いたものは、高精度に屈折
率の制御された透明な多層薄膜の作成と、さらに高精度
の微細加工技術を必要としているため、工程数が多く、
そのため、製品の安定性も良くないという問題があっ
た。また、イオンの拡散を利用した方法は、溶液中から
固体内部への拡散現象を利用することから、プロセス速
度が非常に遅く、大量の工業生産には向かない。また、
光照射によって局所的に屈折率を変化させる方法は、高
圧の水素ガス中に長時間曝露し、水素ガスを拡散させる
必要があり、処理に、約２０日間かかっている。従っ
て、光導波路作成上の課題としては、プロセスの工程を
いかに少なくするか及び、処理時間をいかに短縮するか
と云うことが課題であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、波長１６５ｎ
ｍの輻射線について、少なくとも１ｄＢ／ｍの損失を有
する描画用シリカガラス面上に、欠陥濃度の低いシリカ
ガラス層を形成し、当該シリカガラス層の上から、波長
３３０ｎｍ以下の輻射線を前記描画用シリカガラスに照
射して描画されたシリカ系光部品であり、かつ、シリカ
ガラス中に光回路を描画する際に、母材のガラス体より
切断研磨した描画用シリカガラス面に透過部分を有する
マスクを介して光を照射することを特徴とするシリカ系
光部品の製造方法である。
ｍの輻射線について、少なくとも１ｄＢ／ｍの損失を有
する描画用シリカガラス面上に、欠陥濃度の低いシリカ
ガラス層を形成し、当該シリカガラス層の上から、波長
３３０ｎｍ以下の輻射線を前記描画用シリカガラスに照
射して描画されたシリカ系光部品であり、かつ、シリカ
ガラス中に光回路を描画する際に、母材のガラス体より
切断研磨した描画用シリカガラス面に透過部分を有する
マスクを介して光を照射することを特徴とするシリカ系
光部品の製造方法である。
【０００５】光導波路作成において、その工程数を少な
くし、しかもプロセスに必要な時間を短縮させるための
具体的な方法を以下に示す。まず、光部品作製の手順を
図１に示す。図１中で、シリカガラスは、まず、母材１
として形成される。母材１は、内面堆積法または、外面
堆積法もしくは、ゾルゲル法によっても製造することが
できる。いずれの場合も、シリカガラスの製造は、少な
くとも１ｄＢ／ｍ以上の１６５ｎｍにおける所望の損失
に関連する比較的高いＳｉＳｉ欠陥濃度を生じるように
選択された条件下で行われる処理工程を含む。
くし、しかもプロセスに必要な時間を短縮させるための
具体的な方法を以下に示す。まず、光部品作製の手順を
図１に示す。図１中で、シリカガラスは、まず、母材１
として形成される。母材１は、内面堆積法または、外面
堆積法もしくは、ゾルゲル法によっても製造することが
できる。いずれの場合も、シリカガラスの製造は、少な
くとも１ｄＢ／ｍ以上の１６５ｎｍにおける所望の損失
に関連する比較的高いＳｉＳｉ欠陥濃度を生じるように
選択された条件下で行われる処理工程を含む。
【０００６】このようにして作製した描画用のシリカガ
ラスを、所望のサイズに切断研磨してガラス片１’を作
成し、そのうえに、欠陥濃度の低いシリカガラスの層
１”を形成した後、その上から更に、強度の高い３３０
ｎｍ以下の所定の波長の光４をマスク５を通して所定時
間照射する。ここで、マスク５は、光４を通過させる部
分と、光４を通過させない部分よりなっていると共に、
所定の光４を所定時間照射することにより、図２に示す
ように、シリカガラスへの描画される深さ云い返れば屈
折率変化を特定することが出来ることは云うまでもな
い。
ラスを、所望のサイズに切断研磨してガラス片１’を作
成し、そのうえに、欠陥濃度の低いシリカガラスの層
１”を形成した後、その上から更に、強度の高い３３０
ｎｍ以下の所定の波長の光４をマスク５を通して所定時
間照射する。ここで、マスク５は、光４を通過させる部
分と、光４を通過させない部分よりなっていると共に、
所定の光４を所定時間照射することにより、図２に示す
ように、シリカガラスへの描画される深さ云い返れば屈
折率変化を特定することが出来ることは云うまでもな
い。
【０００７】なお、描画された光回路中に、”格子”と
呼ばれる部分を有する場合は、いわゆるマスクを用いた
等倍露光法を用いれば良く、描画された光回路中におけ
る”格子”と呼ばれる部分の光導波部の屈折率は、ｎ
max とｎ0 の間を、行路に沿った距離の関数として、繰
り返し変化し、ｎmax が最大有効屈折率、ｎ0 が最小有
効屈折率であり、ｎmax とｎ0 とは、（ｎmax −ｎ0 ）
／ｎ0 ＞１０‐5で表される関係にあるシリカ系光部品
である。その他、描画する光回路中に”干渉計”や”増
幅部”と呼ばれる部分を設けるには、予めマスク上に光
の透過部分を設けておけば良い。光部品の主要部はこの
ようにして作製され、これを、匡体に組み込むことによ
って光部品が完成する。
呼ばれる部分を有する場合は、いわゆるマスクを用いた
等倍露光法を用いれば良く、描画された光回路中におけ
る”格子”と呼ばれる部分の光導波部の屈折率は、ｎ
max とｎ0 の間を、行路に沿った距離の関数として、繰
り返し変化し、ｎmax が最大有効屈折率、ｎ0 が最小有
効屈折率であり、ｎmax とｎ0 とは、（ｎmax −ｎ0 ）
／ｎ0 ＞１０‐5で表される関係にあるシリカ系光部品
である。その他、描画する光回路中に”干渉計”や”増
幅部”と呼ばれる部分を設けるには、予めマスク上に光
の透過部分を設けておけば良い。光部品の主要部はこの
ようにして作製され、これを、匡体に組み込むことによ
って光部品が完成する。
【０００８】
１．マスクを通して光を照射するだけで光回路ができる
ので、処理時間を大幅に短くすることができる。 ２．欠陥濃度を変化させることによって、光照射に対す
る感度を任意に変化させることができる。 ３．珪素、酸素以外の元素を用いないので、ドーピング
元素の不均一が問題にならなくなる。
ので、処理時間を大幅に短くすることができる。 ２．欠陥濃度を変化させることによって、光照射に対す
る感度を任意に変化させることができる。 ３．珪素、酸素以外の元素を用いないので、ドーピング
元素の不均一が問題にならなくなる。
【０００９】
【実施例】シリカガラスの母材を図１（ａ）のように通
常のＶＡＤ法によって母材１を作製した。脱水工程で
は、１６５ｎｍにおける損失を高くするため、Ｈｅ中に
塩素を５０％混合した雰囲気で処理を行い、燒結の工程
においては、塩素を含まないＨｅ中にて処理を行った。
作製したシリカガラスの母材１を、第１図（ｂ）のよう
に切断加工及び表面研磨し、ガラス片１’を作成した。
さらに、そのうえに、第１図（ｃ）のようにバ−ナ３を
介して１６５ｎｍにおける欠陥濃度の低い損失の小さい
シリカガラスの層１”を火炎堆積法にて形成した。この
ようにして作製した二重構造のシリカガラス板６に、図
１（ｄ）に示すように、マスク５を通して１６５ｎｍの
真空紫外光４を３６００秒間照射し、導波路型の光部品
とした。
常のＶＡＤ法によって母材１を作製した。脱水工程で
は、１６５ｎｍにおける損失を高くするため、Ｈｅ中に
塩素を５０％混合した雰囲気で処理を行い、燒結の工程
においては、塩素を含まないＨｅ中にて処理を行った。
作製したシリカガラスの母材１を、第１図（ｂ）のよう
に切断加工及び表面研磨し、ガラス片１’を作成した。
さらに、そのうえに、第１図（ｃ）のようにバ−ナ３を
介して１６５ｎｍにおける欠陥濃度の低い損失の小さい
シリカガラスの層１”を火炎堆積法にて形成した。この
ようにして作製した二重構造のシリカガラス板６に、図
１（ｄ）に示すように、マスク５を通して１６５ｎｍの
真空紫外光４を３６００秒間照射し、導波路型の光部品
とした。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の導波路型光部品作製プロセスより、処理時間を大
幅に短縮することが可能となり、照射する光の波長も、
短波長のものが使用可能となるので、高精度で光回路を
描画することが可能となる。本発明のシリカガラスは、
１６５ｎｍで、バックグラウンド以上の、損失を有す
る。すなわち、少なくとも１ｄＢ／ｍの損失を有する。
このことは、シリカガラス内に、高濃度のＳｉＳｉ欠陥
が存在することを示している。高濃度のＳｉＳｉ欠陥
は、いままでＧｅドープなしでは一般に達成不可能であ
ったΔｎ値（例えば４８８ｎｍにおいて、Δｎ＞１０
‐4）を可能にし、光導波路作成プロセスに用いれば、
高精度の光導波路を短時間で作成することが可能にな
る。
従来の導波路型光部品作製プロセスより、処理時間を大
幅に短縮することが可能となり、照射する光の波長も、
短波長のものが使用可能となるので、高精度で光回路を
描画することが可能となる。本発明のシリカガラスは、
１６５ｎｍで、バックグラウンド以上の、損失を有す
る。すなわち、少なくとも１ｄＢ／ｍの損失を有する。
このことは、シリカガラス内に、高濃度のＳｉＳｉ欠陥
が存在することを示している。高濃度のＳｉＳｉ欠陥
は、いままでＧｅドープなしでは一般に達成不可能であ
ったΔｎ値（例えば４８８ｎｍにおいて、Δｎ＞１０
‐4）を可能にし、光導波路作成プロセスに用いれば、
高精度の光導波路を短時間で作成することが可能にな
る。
【図１】本発明の光部品作製プロセスの構成を図式化し
たものである。
たものである。
【図２】本実施例において、ＳｉＳｉ欠陥導入によって
屈折率変化Δｎ値が大きく変化する様子を示したもので
ある。
屈折率変化Δｎ値が大きく変化する様子を示したもので
ある。
１：シリカガラスの母材
２、３：バーナー
４：真空紫外光
５：マスク
６：シリカガラス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−258674（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−191210（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−322205（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−29686（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−131806（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−118257（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−298702（ＪＰ，Ａ)
特表 平８−507156（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/13
C03B 8/00
C03B 19/01
Claims (5)
- 【請求項１】 波長１６５ｎｍの輻射線について、少な
くとも１ｄＢ／ｍの損失を有し、珪素、酸素以外の元素
は導入されていない描画用シリカガラス面上に、ＳｉＳ
ｉ欠陥濃度の低いシリカガラス層を形成し、当該シリカ
ガラス層の上から、波長３３０ｎｍ以下の輻射線を前記
描画用シリカガラスに照射して描画してなることを特徴
とするシリカ系光部品。 - 【請求項２】 描画された光回路中には、“格子”と呼
ばれる部分を有し、光導波部の屈折率は、ｎｍａｘとｎ
０の間を、行路に沿った距離の関数として、繰り返し変
化し、ｎｍａｘが最大有効屈折率、ｎ０が最小有効屈折
率であり、ｎｍａｘとｎ０とは、（ｎｍａｘ−ｎ０）／
ｎ０＞１０−５で表される関係にある請求項１に記載の
シリカ系光部品。 - 【請求項３】 描画された光回路中には、“干渉計”と
呼ばれる部分を有し、光の行路を分岐する部分と、合流
する部分とが一体になった請求項１に記載のシリカ系光
部品。 - 【請求項４】 描画された光回路中には、少なくとも一
つの光の増幅部を有しており、増幅部には、珪素と酸素
以外の元素が導入されてある請求項１に記載のシリカ系
光部品。 - 【請求項５】 シリカガラス中に光回路を描画する際、
１６５ｎｍの輻射線に対して少なくとも１ｄＢ／ｍの損
失を有し、珪素、酸素以外の元素は導入されていないシ
リカガラスよりなる光の吸収する層と、ＳｉＳｉ欠陥濃
度が低いシリカガラスよりなる光を吸収しない層の２層
以上の構造であるシリカ系光部品の、前記光の吸収する
層に、透過部分を有するマスクを介して光を照射するこ
とを特徴とするシリカ系光部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30605594A JP3433540B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | シリカ系光部品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30605594A JP3433540B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | シリカ系光部品及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08160240A JPH08160240A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3433540B2 true JP3433540B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=17952510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30605594A Expired - Fee Related JP3433540B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | シリカ系光部品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3433540B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2804363B2 (ja) * | 1990-09-25 | 1998-09-24 | 日本電信電話株式会社 | 光方向性結合器 |
| US5157747A (en) * | 1991-01-18 | 1992-10-20 | At&T Bell Laboratories | Photorefractive optical fiber |
| JPH04298702A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光回路及びその特性調節方法 |
| JPH0529686A (ja) * | 1991-07-19 | 1993-02-05 | Hitachi Ltd | 光増幅装置 |
| US5287427A (en) * | 1992-05-05 | 1994-02-15 | At&T Bell Laboratories | Method of making an article comprising an optical component, and article comprising the component |
| EP0681742B1 (en) * | 1993-01-29 | 2010-02-24 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Optical device packaging |
| JP2644663B2 (ja) * | 1993-03-08 | 1997-08-25 | 工業技術院長 | 光誘起により屈折率を変化させる方法 |
| JPH07191210A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型回折格子の作製方法 |
-
1994
- 1994-12-09 JP JP30605594A patent/JP3433540B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08160240A (ja) | 1996-06-21 |
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