JPH0353263B2 - - Google Patents
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- JPH0353263B2 JPH0353263B2 JP57047978A JP4797882A JPH0353263B2 JP H0353263 B2 JPH0353263 B2 JP H0353263B2 JP 57047978 A JP57047978 A JP 57047978A JP 4797882 A JP4797882 A JP 4797882A JP H0353263 B2 JPH0353263 B2 JP H0353263B2
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、平板ガラスを高温の溶融塩と接触さ
せる事により、ガラス中の修飾酸化物Na2O，
K2O、の一価イオンが、溶融塩中の他の一価イ
オンと置き換り、適当なマスクを通して交換させ
る事により、屈折率、吸収係数の分布が微小な空
間で制御された、レンズ作用、導波路作用のある
光学素子の作製法に関する。
せる事により、ガラス中の修飾酸化物Na2O，
K2O、の一価イオンが、溶融塩中の他の一価イ
オンと置き換り、適当なマスクを通して交換させ
る事により、屈折率、吸収係数の分布が微小な空
間で制御された、レンズ作用、導波路作用のある
光学素子の作製法に関する。
最近、光フアイバー、半導体レーザーの発展に
伴い、屈折率の空間分布を有する光学素子が注目
されている。代表例はAppl.Optics19(7)P1105
（1980）等に記載され、既に複写機に実用化され
ているセルフオツクレンズである。さらに、Jpn.
J.Appl.Phys.20(4)．L296（1981）に記載されてい
る平板マイクロレンズアレイや、薄膜導波路があ
げられる。
伴い、屈折率の空間分布を有する光学素子が注目
されている。代表例はAppl.Optics19(7)P1105
（1980）等に記載され、既に複写機に実用化され
ているセルフオツクレンズである。さらに、Jpn.
J.Appl.Phys.20(4)．L296（1981）に記載されてい
る平板マイクロレンズアレイや、薄膜導波路があ
げられる。
従来これらの作製法は、第１図に示す如く、溶
融塩中２に、適当なマスク３をした平板ガラス
４、又はフアイバーを浸し、ガラス中のＫイオ
ン、Naイオンと、溶融塩中の電子分極の異なる
イオン５と交換させる事により、拡散に伴う屈折
率分布を形成させるものであつた。
融塩中２に、適当なマスク３をした平板ガラス
４、又はフアイバーを浸し、ガラス中のＫイオ
ン、Naイオンと、溶融塩中の電子分極の異なる
イオン５と交換させる事により、拡散に伴う屈折
率分布を形成させるものであつた。
又、この工程は非常に時間がかかり、試料に
BK−７ガラスを、溶融塩に硫酸塩を用いる場
合、600℃で約１週間を要するものであつた。こ
れを短縮する方法としてAppl.Phys.Lett2.1（12）
P584（1972）に記載される如く、電界を試料表面
に垂直に印加する方法があり、従来行なわれてき
た。第２図にその原理を示す。セラミツクス製の
容器６には白金電極７と、TlN3.KNO3.NaNO3
からなる溶融塩８が入れてある。試料ガラス９
は、ホツトプレスで凹型に成形し、表面には希望
パターンに、りん酸エツチングでくり抜いたTi
のスパツタ膜からなるマスク１０がつけられてい
る。試料ガラスの凹部には、もう一方の電極１１
と、KNO3、NaNO3からなる溶融塩１２で入れ
てある。電界強度が数Ｖ／mm程度となる様直流電
源１３を印加すると、限界無印加時に比べ数倍の
交換スピードが得られる。
BK−７ガラスを、溶融塩に硫酸塩を用いる場
合、600℃で約１週間を要するものであつた。こ
れを短縮する方法としてAppl.Phys.Lett2.1（12）
P584（1972）に記載される如く、電界を試料表面
に垂直に印加する方法があり、従来行なわれてき
た。第２図にその原理を示す。セラミツクス製の
容器６には白金電極７と、TlN3.KNO3.NaNO3
からなる溶融塩８が入れてある。試料ガラス９
は、ホツトプレスで凹型に成形し、表面には希望
パターンに、りん酸エツチングでくり抜いたTi
のスパツタ膜からなるマスク１０がつけられてい
る。試料ガラスの凹部には、もう一方の電極１１
と、KNO3、NaNO3からなる溶融塩１２で入れ
てある。電界強度が数Ｖ／mm程度となる様直流電
源１３を印加すると、限界無印加時に比べ数倍の
交換スピードが得られる。
しかし、この方法は、上記説明からも明らかな
如く、次の２つの欠点を有する。
如く、次の２つの欠点を有する。
(1) 試料ガラスを事前に凹せねばならない。
(2) 後処理して周囲部を切り落とす必要がある。
特に(1)の問題は工程を複雑にしている。
本発明の特徴は、反応槽を工夫する事により、
上記２点の問題を解決し、イオン交換反応のため
の特別な制約を設けず、屈折率分布や吸収係数の
分布を形成したい平板状ガラス試料をそのままの
形で作製できる点にある。以下実施例に従い本発
明を説明する。
上記２点の問題を解決し、イオン交換反応のため
の特別な制約を設けず、屈折率分布や吸収係数の
分布を形成したい平板状ガラス試料をそのままの
形で作製できる点にある。以下実施例に従い本発
明を説明する。
実施例 １
第３図は電界印加する場合の構成図を示す。試
料ガラス１４の両側には、１対のセラミツクス製
反応槽１５，１６が密着し、試料ガラスで仕切ら
れた左側の空間にはTl2SO4，K2SO4，Na2SO4か
らなる溶融塩１７が、右側の空間には、K2SO4，
Na2SO4からなる溶融塩１８が満たされている。
ガラスの一方の面には、約1.5μのTiスパツタ膜を
りん酸で径0.5mmの円がエツチングされたマスク
１９がつけられている。反応槽のガラスに接する
面２０，２１は鏡面仕上げで、溶融塩が漏れない
様ネジ２２で固定してある。流溶融塩中には厚さ
１mmの白金板２３が浸され、数Ｖ／mm程度の電界
強度を作用させ、600℃で数時間保つ。
料ガラス１４の両側には、１対のセラミツクス製
反応槽１５，１６が密着し、試料ガラスで仕切ら
れた左側の空間にはTl2SO4，K2SO4，Na2SO4か
らなる溶融塩１７が、右側の空間には、K2SO4，
Na2SO4からなる溶融塩１８が満たされている。
ガラスの一方の面には、約1.5μのTiスパツタ膜を
りん酸で径0.5mmの円がエツチングされたマスク
１９がつけられている。反応槽のガラスに接する
面２０，２１は鏡面仕上げで、溶融塩が漏れない
様ネジ２２で固定してある。流溶融塩中には厚さ
１mmの白金板２３が浸され、数Ｖ／mm程度の電界
強度を作用させ、600℃で数時間保つ。
所定の時間が済むと、塩をとけているうちに反
応槽からとり去り、冷えた後試料ガラスを取りは
ずす。塩は温水にとかし、マスクは同じくりん酸
で剥離させると、焦点距離数mmのマイクロレンズ
が作製できる。
応槽からとり去り、冷えた後試料ガラスを取りは
ずす。塩は温水にとかし、マスクは同じくりん酸
で剥離させると、焦点距離数mmのマイクロレンズ
が作製できる。
第４図に本方法に用いる反応槽を片側の外観を
示す。材料としては、耐熱性、耐腐食性、絶縁性
があればよく、本発明に於ては、コーニング社製
切削性セラミツクス、マコール用いた。又、石英
ガラスを溶接又は流し込みでつくつてもよい。
示す。材料としては、耐熱性、耐腐食性、絶縁性
があればよく、本発明に於ては、コーニング社製
切削性セラミツクス、マコール用いた。又、石英
ガラスを溶接又は流し込みでつくつてもよい。
本発明に基づく方法は必らずしも電界を印加し
なくても適用可能である。
なくても適用可能である。
実施例 ２
第５図は、従来の同様、片面のみに無電界で交
換させる場合の実施例を示す。
換させる場合の実施例を示す。
マスクのない側の反応槽２４は空にしてあり、
マスクのある側は実施例１と同じくTl+を含む溶
融塩が満たされている。第１図に示された従来の
方法ではガラスの比重と塩の比重はその差が小さ
く、表面ぎりぎりぐらいでガラスは浮いている。
従つて反応中に、溶融塩がはねてガラスの上を侵
したりする事もある。それに比べ本方法では反応
槽を上からフタ２５をする事で完全に分離でき
る。
マスクのある側は実施例１と同じくTl+を含む溶
融塩が満たされている。第１図に示された従来の
方法ではガラスの比重と塩の比重はその差が小さ
く、表面ぎりぎりぐらいでガラスは浮いている。
従つて反応中に、溶融塩がはねてガラスの上を侵
したりする事もある。それに比べ本方法では反応
槽を上からフタ２５をする事で完全に分離でき
る。
実施例 ３
第６図は、試料ガラスの両側に異なつた種類の
イオンを拡散させる方法を示す。ガラスの両面に
はマスクが設けられている。左側２６にはTl+イ
オンを含む塩が、右側２７にはAg+イオンを含む
塩が満たされている。同様にフタ２８をしてやれ
ば各反応槽は分離され、左右両側に別々の拡散が
可能である。
イオンを拡散させる方法を示す。ガラスの両面に
はマスクが設けられている。左側２６にはTl+イ
オンを含む塩が、右側２７にはAg+イオンを含む
塩が満たされている。同様にフタ２８をしてやれ
ば各反応槽は分離され、左右両側に別々の拡散が
可能である。
上記実施例からも明らかな如く、本発明の特徴
は、試料用平板ガラスをはさんで、２つの独立な
溶融塩の槽を密着させる事により、電界の印加、
無印加に係わらず、又試料をイオン交換のために
特に加工する手間をかけずに、種々の屈折率や吸
収係数の分布を有する平板マイクロレンズアレイ
や、薄膜導波路を作製する点にある。これによ
り、イオン交換工程の前後に於て、種々の処理に
より時間のかかつていた、これら光学デバイスの
作製が非常に簡単化されたと言える。その結果本
発明がこれら光学デバイス分野の発展に果す役割
ははかりしれないものと確信する。
は、試料用平板ガラスをはさんで、２つの独立な
溶融塩の槽を密着させる事により、電界の印加、
無印加に係わらず、又試料をイオン交換のために
特に加工する手間をかけずに、種々の屈折率や吸
収係数の分布を有する平板マイクロレンズアレイ
や、薄膜導波路を作製する点にある。これによ
り、イオン交換工程の前後に於て、種々の処理に
より時間のかかつていた、これら光学デバイスの
作製が非常に簡単化されたと言える。その結果本
発明がこれら光学デバイス分野の発展に果す役割
ははかりしれないものと確信する。
第１図は、従来の電界無印加でのイオン交換法
を示す図。 １……反応槽、２……溶融塩、３……マスク、
４……試料ガラス、５……イオン。 第２図は、電界印加によるイオン交換法を示す
図。 ６……反応槽、７……白金電極、８……溶融
塩、９……試料ガラス、１０……マスク、１１…
…白金電極、１２……溶融塩、１３……直流電
源。 第３図は本発明の電界印加の場合のイオン交換
法を示す図。 １４……試料ガラス、１５，１６……反応槽、
１７，１８……溶融塩、１９……マスク、２０，
２１……鏡面仕上面、２２……ネジ、２３……白
金板。 第４図は、本発明に用いる反応槽の一方の外観
を示す図。第５図は、試料ガラスの一面のみにイ
オン交換をする場合の実施例を示す図。 ２４……空の槽、２５……フタ。 第６図は、試料ガラスの両側で異なる種類のイ
オン交換をする場合の実施例を示す図。 ２６……Tl+を含む溶融塩、２７……Ag+を含
む溶融塩、２８……フタ。
を示す図。 １……反応槽、２……溶融塩、３……マスク、
４……試料ガラス、５……イオン。 第２図は、電界印加によるイオン交換法を示す
図。 ６……反応槽、７……白金電極、８……溶融
塩、９……試料ガラス、１０……マスク、１１…
…白金電極、１２……溶融塩、１３……直流電
源。 第３図は本発明の電界印加の場合のイオン交換
法を示す図。 １４……試料ガラス、１５，１６……反応槽、
１７，１８……溶融塩、１９……マスク、２０，
２１……鏡面仕上面、２２……ネジ、２３……白
金板。 第４図は、本発明に用いる反応槽の一方の外観
を示す図。第５図は、試料ガラスの一面のみにイ
オン交換をする場合の実施例を示す図。 ２４……空の槽、２５……フタ。 第６図は、試料ガラスの両側で異なる種類のイ
オン交換をする場合の実施例を示す図。 ２６……Tl+を含む溶融塩、２７……Ag+を含
む溶融塩、２８……フタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオン交換により屈折率又は吸収係数の分布
を形成させる平板ガラスを、１対の１面が仕切り
の無いボツクス型容器の反応槽２ケではさみ、該
平板ガラスで仕切られた前記反応槽中にTl、Ｋ、
Naイオンを含む溶融塩を満たし、該溶融塩中の
イオンとガラス中のイオンを、該ガラス上に設け
たマスクを通して交換させ、屈折率又は吸収係数
の分布を形成させる事を特徴とする光学素子作製
法。 ２ 平板ガラスで仕切られた前記反応槽中に、マ
スクと接する側にはイオン交換すべき前記イオン
を含む溶融塩を、他方にはイオン交換すべきイオ
ンを含まない溶融塩を満たし、該溶融塩中に、１
対の電極を浸し、該平板ガラスに垂直に直流電界
を印加し、イオン交換反応を加速する事を特徴と
した特許請求の範囲第１項記載の光学素子作製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047978A JPS58167451A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 光学素子作製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047978A JPS58167451A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 光学素子作製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58167451A JPS58167451A (ja) | 1983-10-03 |
| JPH0353263B2 true JPH0353263B2 (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=12790397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57047978A Granted JPS58167451A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 光学素子作製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58167451A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0623080B2 (ja) * | 1984-04-11 | 1994-03-30 | セイコーエプソン株式会社 | 微小光学素子の製造方法 |
| JPS60237405A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | イオン交換による光学素子の製造方法 |
| JPS61261238A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-19 | Hoya Corp | 軸方向に屈折率分布を有するレンズの製造法 |
| WO2019035432A1 (ja) * | 2017-08-16 | 2019-02-21 | Ａｇｃ株式会社 | 化学強化ガラス板 |
-
1982
- 1982-03-25 JP JP57047978A patent/JPS58167451A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58167451A (ja) | 1983-10-03 |
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