JPH0312609A - 光導波路の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光コンピュータや光通信など広範囲な分野で
光制御素子として用いられる光導波路の製造方法に関し
、さらに詳しくは、非線形光学効果を有する有機化合物
の結晶を利用した光導波路の製造方法に関する。

［従来の技術］ 非線形光学材料は、レーザ光゛の周波数変換、増幅、発
振、スイッチング等の現象を生じ、第２高調波発生（Ｓ
ＨＧ）、第３高調波発生（ＴＨＧ）、高速度シャッタ、
光メモリ、光演算素子等への応用が可能である。

このように、非線形光学材料は、光周波数を変換する機
能を有しているほか、電場によって屈折率が変化する特
性を生かした光スィッチ等への応用が可能であるため、
光導波路や光ファイバ等を使った素子を製造するための
活発な研究が進められている。

特に、有機非線形光学材料は、非線形性の起源が分子内
π電子系であるため、光応答に対して格子振動を伴わず
、したがって無機材料に比べ応答が速い。また、非線形
光学定数が大きいものや吸収領域が変化できるもの等を
合成することができる等々の特徴があるため、近年特に
活発な研究が進められている。

有機化合物の結晶（以下、有機結晶と称する。

）を素子化する場合、バルク型と導波路型があり、例え
ばＳＨＧの場合１、導波路型はバルク型に比べ光を小さ
い領域に閉じ込めることができるので、パワー密度が上
がり、高い変換効率を達成できるという特徴を有する。

そこで最近では、光導波路型の波長変換素子についての
検討が活発にされている。例えば、容器の孔中に有機結
晶を融液あるいは溶液から単結晶成長させ、形成した結
晶部を光導波路として利用する方法（特開昭６２−３２
３０号公報）、基板に補助カバーを装着させた状態で結
晶性を有する有機化合物の溶液中に支持し、基板と補助
カバーの間の空隙中に有機結晶を成長させる方法（特開
昭６２−５２５０５号公報）、基板にイオンビームを照
射しながら、有機化合物を真空蒸着し薄膜を堆積させる
方法（特開昭６１−２０８０３８号公報）等がある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の特開昭６２−３２３０号公記載の発明、特開昭６
２−５２５０５号公報記載の発明の方法はいずれも溶液
あるいは融液を空隙中に毛細管現象を利用して浸入させ
て、結晶成長させる方法である。しかし、これらの方法
では、溶剤が空隙から簡単には逸散しにくく、良質の結
晶ができなかったり、成長に長時間必要であったり、大
きな面積の導波路ができにくかったりする課題があった
。

また、特開昭６１−２０８０３８号公報記載の発明の方
法で真空蒸着により有機化合物を堆積し形成した薄膜で
は、該有機化合物の分子はランダムに配向しやすく、さ
らに多結晶やアモルファスの薄膜になりやすく、配向し
た単結晶薄膜を得ることは困難で、光導波路として好適
には使用できないという課題があった。

本発明は、かかる従来の方法の課題を解決し、良質な結
晶を単時間で成長することができ、かつ大きな面積の導
波路を形成することができる光導波路の製造方法を提供
することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の第１の要旨は、有機化合物を用いた光導波路の
製造方法において、基板上に有機化合物を真空蒸着によ
り薄膜状に形成し、次いで該薄膜面を一方の端から順次
部分的に加熱することにより、前記有機化合物の単結晶
を成長させることを特徴とする光導波路の製造方法にあ
る。

本発明の第２の要旨は、前記薄膜面上に覆い板を被覆し
、次いで該薄膜面を一方の端から順次部分的に加熱する
ことにある。

［作用］ 本発明の方法においては、真空蒸着により有機化合物の
薄膜状の導波路層を形成するので、大面積の導波路層を
容易に、かつ単時間で形成することができる。

また、本発明の方法においては、真空蒸着により有機化
合物の薄膜状の導波路層を形成するので、有機化合物が
昇華して基板上に堆積するため、使用する有機化合物（
原料）中の不純物は昇華されることなく残香として未使
用の原料中に取り残される場合が多く、形成された薄膜
状の導波路層は純度が高くなり、結晶性が良好どなる。

また、本発明の方法においては、真空蒸着により有機化
合物の薄膜状の導波路層を形成し、次いで該薄膜状の導
波路層を一方の端から順次部分的に加熱するので、有機
化合物の分子は一方向に配向し、かつ単結晶に成長する
ことができる。

また、本発明の方法において、覆い板を用いて加熱すれ
ば、順次加熱する際、加熱され溶融状態となった局部の
膜厚を一定に保つことができ、全体の膜厚をさらに均一
なものとすることができる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する
。

第１図は本発明の光導波路の製造方法に用いる基板の一
例で、平滑面を有する基板を示す斜視図、第２図は基板
の平滑面上に有機化合物が真空蒸着により薄膜状に形成
された状態を示す断面図、第３図は真空蒸着により薄膜
状に形成された有機化合物の薄膜面が一方の端から順次
部分的に加熱されている状態を示す平面図、第４図は第
３図において、覆い板を用いて加熱されている状態を示
す断面図、第５図は本発明の光導波路の製造方法に用い
る基板の他の例で、任意のパターンの溝が形成された加
工面を有する基板を示す斜視図である。

まず、通常の抵抗加熱型の真空蒸着装置の試料ホルダー
に基板１を装着し、試料ルツボ中に２−メチル−４−ニ
トロアニリン（ＭＮＡ）を投入して、ルツボを１２０°
Ｃ１真空度を１×１０″５ＴＯｒｒ、蒸着速度を０．５
ｎｍ／秒に設定して、真空蒸着を行なった。かくして、
基板ｌ上にＭＮＡの導波路層２が０．３μｍの膜厚に形
成された。

本実施例では有機化合物としてＭＮＡを使用したが、用
いる有機化合物は該ＭＮＡに限定されるものではなく、
結晶性で非線形光学効果を有するものであればよく、本
発明の目的を達成しうる範囲で任意に選択することがで
きる。また、真空蒸着の条件は上記本実施例の条件に限
定されるのもではなく、本発明の目的を達成しうる範囲
で任意に選択することができる。

次いで、第３図に示したように、加熱器４の抵抗加熱ヒ
ータの直下に導波路層２が近接するように、基板１を配
置し、矢印の方向に基板１を徐々に移動させて、基板１
の一方の端から導波路層２を順次部分的に加熱した。加
熱器４のヒータ部の直下を通過すると、導波路層２は単
結晶化された導波路層３となる。加熱方法は本実施例で
は、抵抗加熱ヒータの加熱器を用いたが、これに限定さ
れるものではなく、例えば、レーザ光、遠赤外線等の加
熱源等を用いてもよく、本発明の目的を達成しうる範囲
で任意に選択できる。また、基板１を移動させる速度は
、用いる有機化合物が最適に単結晶化するよう、適宜選
択すればよく、本発明の目的を達成しうる範囲で任意に
選択できる。また、本実施例では、導波路層２が形成さ
れた基板１が移動されたが、加熱器４を基板ｌの一方の
端から徐々に移動させてもよい。

第４図に示したように、導波路層２の表面上に覆い板５
を被覆して加熱すれば、導波路層３の膜厚が一定化し、
かつ平滑化する。

［効果］ 以上のように、本発明の光導波路の製造方法によれば、
大面積の導波路を、単時間で均一に形成できるという効
果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光導波路の製造方法に用いる基板の一
例を示す斜視図、第２図は基板上に有機化合物が真空蒸
着された状態を示す断面図、第３図は基板上に真空蒸着
された有機化合物がその端から順次部分的に加熱器によ
り加熱されている状態を示す平面図、第４図は第３図に
おいて有機化合物の薄膜面上に覆い板を被覆して、加熱
されている状態を示す断面図、第５図は本発明の光導波
路の製造方法に用いる基板の他の例を示す斜視図である
。 １・・・基板、２・−単結晶化される前の導波路層、３
−単結晶化された導波路層、４−加熱器、５−・覆い板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機化合物を用いた光導波路の製造方法において
   、基板上に有機化合物を真空蒸着により薄膜状に形成し
   、次いで該薄膜面を一方の端から順次部分的に加熱する
   ことにより、前記有機化合物の単結晶を成長させること
   を特徴とする光導波路の製造方法。
2. （２）前記薄膜面上に覆い板を被覆し、次いで該薄膜面
   を一方の端から順次部分的に加熱することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光導波路の製造方法。