JPH02146504A - 非線形光導波路の製造方法 - Google Patents
非線形光導波路の製造方法Info
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- JPH02146504A JPH02146504A JP30196188A JP30196188A JPH02146504A JP H02146504 A JPH02146504 A JP H02146504A JP 30196188 A JP30196188 A JP 30196188A JP 30196188 A JP30196188 A JP 30196188A JP H02146504 A JPH02146504 A JP H02146504A
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、光非線形効果を用いた全光型光スイッチな
どとして好適に用いられる先導波路の製造方法に係わり
、特に高価電子イオン導入ガラスからなる導波路層を汀
した非線形光導波路の製造方法に関する。
どとして好適に用いられる先導波路の製造方法に係わり
、特に高価電子イオン導入ガラスからなる導波路層を汀
した非線形光導波路の製造方法に関する。
［゛従来技術とその課題］
近時、光電効果を用いてなる光スィッチが広く研究され
ているが、このような先スイッチにあっては、光の回路
に電気を持ち込むことについて種々の問題があり、また
応答速度も十分でないなどの理由により、光コンピュー
タなどの演算素子として用いられるまでには至っていな
い。
ているが、このような先スイッチにあっては、光の回路
に電気を持ち込むことについて種々の問題があり、また
応答速度も十分でないなどの理由により、光コンピュー
タなどの演算素子として用いられるまでには至っていな
い。
ところで、全光型光スィッチあるいは演算素子材料に用
いられる非線形材料としては、大きな非線形効果とその
早い応答性を有し、損傷限界が高く、透過領域が広いこ
とが望ましく、現在研究されているものとしては、半導
体材料、ガラス材料、および有機材料などが知られてい
る。特に、非線形性の大きな材料としては、量子井戸構
造の半導体、有機非線形材料、半導体ドープガラス材料
などがある。しかし、半導体材料は大きな非線形性を示
すらのの、吸収係数が高いことから要求される応答速度
よりもかなり低い応答速度を示すものとなり、さらに熱
依存性が大きいといった問題もある。
いられる非線形材料としては、大きな非線形効果とその
早い応答性を有し、損傷限界が高く、透過領域が広いこ
とが望ましく、現在研究されているものとしては、半導
体材料、ガラス材料、および有機材料などが知られてい
る。特に、非線形性の大きな材料としては、量子井戸構
造の半導体、有機非線形材料、半導体ドープガラス材料
などがある。しかし、半導体材料は大きな非線形性を示
すらのの、吸収係数が高いことから要求される応答速度
よりもかなり低い応答速度を示すものとなり、さらに熱
依存性が大きいといった問題もある。
またガラス材料としては、半導体ドープガラス材料、高
価電子イオン導入ガラス材料などが知られており、特に
高価電子イオン導入ガラス材料は、非線杉性は比較的小
さいものの高速応答性、低損失、対損傷性などの優れた
特性を有するものとして知られている。
価電子イオン導入ガラス材料などが知られており、特に
高価電子イオン導入ガラス材料は、非線杉性は比較的小
さいものの高速応答性、低損失、対損傷性などの優れた
特性を有するものとして知られている。
このような高価電子イオン導入ガラス材料を得るには、
通常ガラス成分系の粉末を白金るつぼ中でガラス化する
ことによって作製するが、各成分の融点の違いなどによ
りガラス化し得る温度範囲が狭く、その製造か極めて困
難である。またこの材料から導波路を製造するには、ガ
ラスバルクからウェファを作製してこれにイオン交換を
施し、導波路を形成するのが普通であるが、この方法で
は大きな光回路（先導波路）を形成するのが困難であり
、さらに得られた光回路にあってもＴｉ、Ｚｒ等の結晶
の析出などに起因して損失の大きなものとなる。またこ
の方法では、不純物として重金属などのイオンが混入し
、これにより光損傷が大きくなるといった恐れらある。
通常ガラス成分系の粉末を白金るつぼ中でガラス化する
ことによって作製するが、各成分の融点の違いなどによ
りガラス化し得る温度範囲が狭く、その製造か極めて困
難である。またこの材料から導波路を製造するには、ガ
ラスバルクからウェファを作製してこれにイオン交換を
施し、導波路を形成するのが普通であるが、この方法で
は大きな光回路（先導波路）を形成するのが困難であり
、さらに得られた光回路にあってもＴｉ、Ｚｒ等の結晶
の析出などに起因して損失の大きなものとなる。またこ
の方法では、不純物として重金属などのイオンが混入し
、これにより光損傷が大きくなるといった恐れらある。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、高価電子イオン導入ガラスからなる導
波路層を容易に製造し得、かつ大型の光回路を作製する
こともできるとともに、低損失で耐損傷性に優れた光回
路を製造し得る方法を提供することにある。
とするところは、高価電子イオン導入ガラスからなる導
波路層を容易に製造し得、かつ大型の光回路を作製する
こともできるとともに、低損失で耐損傷性に優れた光回
路を製造し得る方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段」
この発明の非線形光導波路の製造方法では、周期律表第
１Ｖａ族元素、周期律表第１［１ａ族元素あるいはＮｂ
を主成分としてなる第１の材料ガラスと、ネットワーク
フォーマ−となるガラス材料および修飾酸化物となるガ
ラス材料からなる第２の材料ガラスとをそれぞれ用意し
、次いで上記第１の材料ガラスおよび第２の材料ガラス
をそれぞれ蒸発源あるいはターゲットとして用い、基板
上にイオンビームアシストにて蒸着法あるいはスパッタ
法により成膜し、その後得られた膜を所望パターン状に
エツチングして導波路層を形成することを上記課題の解
決手段とした。
１Ｖａ族元素、周期律表第１［１ａ族元素あるいはＮｂ
を主成分としてなる第１の材料ガラスと、ネットワーク
フォーマ−となるガラス材料および修飾酸化物となるガ
ラス材料からなる第２の材料ガラスとをそれぞれ用意し
、次いで上記第１の材料ガラスおよび第２の材料ガラス
をそれぞれ蒸発源あるいはターゲットとして用い、基板
上にイオンビームアシストにて蒸着法あるいはスパッタ
法により成膜し、その後得られた膜を所望パターン状に
エツチングして導波路層を形成することを上記課題の解
決手段とした。
以下、この発明の一例について詳しく説明する。
まず、Ｔｉ、Ｚｒ等の周期律表第■ａ族元素、ＹｌＬａ
、Ｃｅ、Ｎｄ等の周期律表第ｍａ族元素あるいはＮｂの
酸化物等を主成分として含有した、すなわち、いわゆる
高価電子イオンを含有した第１の材料ガラスを用意する
。またこれとは別に、ネットワークフォーマ−となるガ
ラス材料および修飾酸化物となるガラス材料からなる第
２の材料ガラスを用意する。ここで、ネットワークフォ
ーマ−となるガラスとしてはＳ ｉＯｔ、Ａ ＬＯｓな
どからなるガラスが、また修飾酸化物としてはＩＶａ＊
Ｏ，Ｂ＊０３、ＭｇＯ、Ｋ ｔｏ 、ｃ ａｏ からな
るガラスが挙げられる。上記第１の材料ガラスを作製す
るには、例えば上記元素の塩化物を適宜な比となるよう
にして酸素気流中にて酸水素炎中で分解し、高純度化す
るとともに焼結して所望する組成を有したガラスとする
。また、第２の材料ガラスを作製するには、例えば上記
ネットワークフォーマ−となるガラス材料の成分粉末と
修飾酸化物となるガラス材料の成分粉末とを所望する成
分比となるように配合し、白金るつぼ中にてガラス化す
るといった方法が採用される。
、Ｃｅ、Ｎｄ等の周期律表第ｍａ族元素あるいはＮｂの
酸化物等を主成分として含有した、すなわち、いわゆる
高価電子イオンを含有した第１の材料ガラスを用意する
。またこれとは別に、ネットワークフォーマ−となるガ
ラス材料および修飾酸化物となるガラス材料からなる第
２の材料ガラスを用意する。ここで、ネットワークフォ
ーマ−となるガラスとしてはＳ ｉＯｔ、Ａ ＬＯｓな
どからなるガラスが、また修飾酸化物としてはＩＶａ＊
Ｏ，Ｂ＊０３、ＭｇＯ、Ｋ ｔｏ 、ｃ ａｏ からな
るガラスが挙げられる。上記第１の材料ガラスを作製す
るには、例えば上記元素の塩化物を適宜な比となるよう
にして酸素気流中にて酸水素炎中で分解し、高純度化す
るとともに焼結して所望する組成を有したガラスとする
。また、第２の材料ガラスを作製するには、例えば上記
ネットワークフォーマ−となるガラス材料の成分粉末と
修飾酸化物となるガラス材料の成分粉末とを所望する成
分比となるように配合し、白金るつぼ中にてガラス化す
るといった方法が採用される。
次に、これら第１の材料ガラスおよび第２の材料ガラス
をそれぞれ蒸発源あるいはターゲットとして用い、第１
図に示すように予め用意した基板ｌ上にイオンビームア
シストにて蒸着あるいはスパッタを施し、第１の材料ガ
ラスを構成する成分と第２の材料ガラスを構成する成分
とからなる薄膜２を形成する。ここで、蒸着法としては
電子ビーム蒸着法などが好適に採用され、その場合に蒸
着雰囲気としては酸素を僅かに含有する雰囲気が好適と
される。また、基板監としては、通常使用される結晶基
板などが用いられる。
をそれぞれ蒸発源あるいはターゲットとして用い、第１
図に示すように予め用意した基板ｌ上にイオンビームア
シストにて蒸着あるいはスパッタを施し、第１の材料ガ
ラスを構成する成分と第２の材料ガラスを構成する成分
とからなる薄膜２を形成する。ここで、蒸着法としては
電子ビーム蒸着法などが好適に採用され、その場合に蒸
着雰囲気としては酸素を僅かに含有する雰囲気が好適と
される。また、基板監としては、通常使用される結晶基
板などが用いられる。
その後、上記薄膜２にエツチング処理等を施し、所望す
るパターンの導波路層３を形成して先導波路を得る。
るパターンの導波路層３を形成して先導波路を得る。
このような非線形光導波路の製造方法によれば、第１の
材料ガラスと第２の材料ガラスとをそれぞれ用意してこ
れらを蒸発源あるいはターゲットとし、蒸着あるいはス
パッタを行って高価電子イオン導入ガラスからなる導波
路層を作製するので、高価電子イオンを含有する化合物
とネットワークフォーマ−や修飾酸化物を構成する化合
物との融点の違いなどによる製造上の問題を解消して高
価電子イオン導入ガラスを容易に作製することができる
。また、これにより大型の先導波路（光回路）を作製す
ることもでき、さらに得られた光回路にあってもＴｉ、
Ｚｒ等の結晶の析出などが防止されてその損失が低減す
る。また、蒸着法あるいはスパッタ法で導波路層を形成
することから、重金属等の不純物の混入が防止されて光
損傷が小となる。
材料ガラスと第２の材料ガラスとをそれぞれ用意してこ
れらを蒸発源あるいはターゲットとし、蒸着あるいはス
パッタを行って高価電子イオン導入ガラスからなる導波
路層を作製するので、高価電子イオンを含有する化合物
とネットワークフォーマ−や修飾酸化物を構成する化合
物との融点の違いなどによる製造上の問題を解消して高
価電子イオン導入ガラスを容易に作製することができる
。また、これにより大型の先導波路（光回路）を作製す
ることもでき、さらに得られた光回路にあってもＴｉ、
Ｚｒ等の結晶の析出などが防止されてその損失が低減す
る。また、蒸着法あるいはスパッタ法で導波路層を形成
することから、重金属等の不純物の混入が防止されて光
損傷が小となる。
また、第１の材料ガラスおよび第２の材料ガラスをそれ
ぞれ所望する成分組成比に調整することが可能であるこ
とから、作製する導波路層の組成をも適宜に調整するこ
とが可能である。
ぞれ所望する成分組成比に調整することが可能であるこ
とから、作製する導波路層の組成をも適宜に調整するこ
とが可能である。
「実施例」
以下、実施例によりこの発明をさらに具体的に説明する
。
。
まず、Ｔ ｉおよびＺｒの塩化物を酸素気流中にて酸水
素炎中で分解し、高純度化した後、得られた微粉末を焼
結ガラス化して第１の材料ガラスを得た。またこれとは
別に、ネットワークフォーマ−となる５ｉＯｚ≧Ａ １
．０３、さらに加熱することによって修飾酸化物となる
Ｎ ａｆｆｉ ＣＯ３とｔｌ ３）］ ０３とを用意し
、これらを所望する組成比となるようにして白金るつぼ
中に入れ、１２００°Ｃで加熱しガラス化して第２の材
料ガラスを得た。
素炎中で分解し、高純度化した後、得られた微粉末を焼
結ガラス化して第１の材料ガラスを得た。またこれとは
別に、ネットワークフォーマ−となる５ｉＯｚ≧Ａ １
．０３、さらに加熱することによって修飾酸化物となる
Ｎ ａｆｆｉ ＣＯ３とｔｌ ３）］ ０３とを用意し
、これらを所望する組成比となるようにして白金るつぼ
中に入れ、１２００°Ｃで加熱しガラス化して第２の材
料ガラスを得た。
次いで、電子ビーム蒸着装置の蒸発源をセットするため
の位置に上記第１の材料ガラスおよび第２の材料ガラス
をそれぞれセットするとともに、サファイヤ製基板を所
定の位置にセットし、イオンビームアシスト中にて基板
上に蒸着を行った。
の位置に上記第１の材料ガラスおよび第２の材料ガラス
をそれぞれセットするとともに、サファイヤ製基板を所
定の位置にセットし、イオンビームアシスト中にて基板
上に蒸着を行った。
この場合に蒸着雰囲気は、酸素を１０％含有する雰囲気
とした。また、製膜速度２０００人／ｍｉｎで蒸着処理
を行い、これにより厚さ！、２μｌの高価電子イオン導
入ガラスからなる薄膜を形成した。
とした。また、製膜速度２０００人／ｍｉｎで蒸着処理
を行い、これにより厚さ！、２μｌの高価電子イオン導
入ガラスからなる薄膜を形成した。
得られた薄膜の組成を調べたところ、
Ｔ ｉｏ ｔ：Ｚ ｒｏ ｔ：ｓ ｔｏ ｔ：Ａ ｌｔ
ｏ ３：Ｎ ａｔｏ ：Ｂ 、Ｏ３−！コ０．４ ：１
．５ ：０．６ ：０ 、ｓ ：ｌであった。また、こ
の薄膜の屈折率は１．８７６であった。
ｏ ３：Ｎ ａｔｏ ：Ｂ 、Ｏ３−！コ０．４ ：１
．５ ：０．６ ：０ 、ｓ ：ｌであった。また、こ
の薄膜の屈折率は１．８７６であった。
その後、上記薄膜にエツチング処理を施し、幅２μｍの
直路状の導波路層を形成して先導波路とした。
直路状の導波路層を形成して先導波路とした。
このようにして得られた先導波路の導波特性を調べたと
ころ、伝送損失が低く、また耐損傷性に優れていること
が確認された。
ころ、伝送損失が低く、また耐損傷性に優れていること
が確認された。
「発明の効果］
以上説明したようにこの発明の非線形光導波路は、第１
の材料ガラスと第２の材料ガラスとをそれぞれ用意して
これらを蒸発源あるいはターゲットとし、蒸着あるいは
スパッタを行って高価電子イオン導入ガラスからなる導
波路層を作製するものであるから、高価電子イオン導入
ガラスを構成する各成分の融点の差などによる製造上の
問題を解消して高価電子イオン導入ガラスを容易に作製
することができる。また、これにより大型の先導波路（
光回路）の作製も可能となり、さらに得られた光回路に
あっても高価電子イオンの結晶の析出などか防１にされ
てその損失が低減する。また、蒸着法あるいはスパッタ
法で導波路層を形成ずろことから、重金属等の不純物の
混入を防止することができ、光損傷を小とすることがで
きる。また、第１の材料ガラスおよび第２の材料ガラス
をそれぞれ所望する成分組成比に調整づ゛ることか可能
であることから、作製する導波路層の組成をも適宜に調
整することができ、よって屈折率などの特性値を所望す
る値とほぼ一致させることができる。
の材料ガラスと第２の材料ガラスとをそれぞれ用意して
これらを蒸発源あるいはターゲットとし、蒸着あるいは
スパッタを行って高価電子イオン導入ガラスからなる導
波路層を作製するものであるから、高価電子イオン導入
ガラスを構成する各成分の融点の差などによる製造上の
問題を解消して高価電子イオン導入ガラスを容易に作製
することができる。また、これにより大型の先導波路（
光回路）の作製も可能となり、さらに得られた光回路に
あっても高価電子イオンの結晶の析出などか防１にされ
てその損失が低減する。また、蒸着法あるいはスパッタ
法で導波路層を形成ずろことから、重金属等の不純物の
混入を防止することができ、光損傷を小とすることがで
きる。また、第１の材料ガラスおよび第２の材料ガラス
をそれぞれ所望する成分組成比に調整づ゛ることか可能
であることから、作製する導波路層の組成をも適宜に調
整することができ、よって屈折率などの特性値を所望す
る値とほぼ一致させることができる。
第１図および第２図は、この発明の非線形光導波路の製
造方法の一例を工程順に説明するための斜視図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・薄膜、３・・・・
・・導波路層。
造方法の一例を工程順に説明するための斜視図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・薄膜、３・・・・
・・導波路層。
Claims (1)
- 周期律表第IVａ族元素、周期律表第IIIａ族元素あるい
はＮｂを主成分としてなる第１の材料ガラスと、ネット
ワークフォーマーとなるガラス材料および修飾酸化物と
なるガラス材料からなる第２の材料ガラスとをそれぞれ
用意し、次いで上記第１の材料ガラスおよび第２の材料
ガラスをそれぞれ蒸発源あるいはターゲットとして用い
、基板上にイオンビームアシストにて蒸着法あるいはス
パッタ法により成膜し、その後得られた膜を所望パター
ン状にエッチングして導波路層を形成することを特徴と
する非線形光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30196188A JPH02146504A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 非線形光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30196188A JPH02146504A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 非線形光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146504A true JPH02146504A (ja) | 1990-06-05 |
Family
ID=17903204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30196188A Pending JPH02146504A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 非線形光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02146504A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0353202A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-07 | Hitachi Cable Ltd | 希土類元素添加導波路の製造方法 |
| JPH0422906A (ja) * | 1990-05-18 | 1992-01-27 | Hitachi Cable Ltd | 希土類元素添加導波路の製造方法 |
| US6466722B1 (en) | 1998-03-12 | 2002-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of fabricating optical nonlinear thin film waveguide and optical nonlinear thin film waveguide |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP30196188A patent/JPH02146504A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0353202A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-07 | Hitachi Cable Ltd | 希土類元素添加導波路の製造方法 |
| JPH0422906A (ja) * | 1990-05-18 | 1992-01-27 | Hitachi Cable Ltd | 希土類元素添加導波路の製造方法 |
| US6466722B1 (en) | 1998-03-12 | 2002-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of fabricating optical nonlinear thin film waveguide and optical nonlinear thin film waveguide |
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