JPH0474728A - 石英系光導波路の製造方法および装置 - Google Patents
石英系光導波路の製造方法および装置Info
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- JPH0474728A JPH0474728A JP18280090A JP18280090A JPH0474728A JP H0474728 A JPH0474728 A JP H0474728A JP 18280090 A JP18280090 A JP 18280090A JP 18280090 A JP18280090 A JP 18280090A JP H0474728 A JPH0474728 A JP H0474728A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1415—Reactant delivery systems
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- C03B2207/64—Angle
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (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１
本発明は、平面導波路型の光部品の一つである石英系光
導波路の製造方法および装置に関するものである。
導波路の製造方法および装置に関するものである。
［従来の技術］
周知のように、石英ガラス基板やシリコン基板の上に形
成可能な石英系先導波路は、石英系光ファイバとの整合
性が良いことから実用的な導波形光部品の実現手段とし
て期待されている。
成可能な石英系先導波路は、石英系光ファイバとの整合
性が良いことから実用的な導波形光部品の実現手段とし
て期待されている。
第５図は、石英系光導波路の従来の製造方法を説明する
ための工程図である。この石英系先導波路の製造方法を
図面を参照して工程順に説明すると、 （ａ）ＳｉＣ１，を主成分とするガラス形成原料ガスの
火炎加水分解反応により、基板１上にバッファ用ガラス
微粒子層２ａ、コア用ガラス微粒子層３ａを順次堆積す
る。
ための工程図である。この石英系先導波路の製造方法を
図面を参照して工程順に説明すると、 （ａ）ＳｉＣ１，を主成分とするガラス形成原料ガスの
火炎加水分解反応により、基板１上にバッファ用ガラス
微粒子層２ａ、コア用ガラス微粒子層３ａを順次堆積す
る。
（ｂ）次に、両ガラス微粒子層２ａ、３ａを基板１とと
もに電気炉中で加熱透明化して、バソラア層２ｂ、コア
層３ｂとからなる石英系先導波膜を形成する。
もに電気炉中で加熱透明化して、バソラア層２ｂ、コア
層３ｂとからなる石英系先導波膜を形成する。
（Ｃ）続いて、コア層３ｂの不要部分を反応性イオンエ
ツチング法により除去して、リッジ状のコア路３ｃを形
成する。
ツチング法により除去して、リッジ状のコア路３ｃを形
成する。
（ｄ）最後に、コア路３ｃを覆うようにバッファ層と同
等の屈折率値を有するクラッド層ガラス層４の堆積には
、再度、火炎加水分解反応を利用するか、または、Ｓｉ
Ｏ□板をターゲットとするスパッタ法を利用する等の方
法が用いて行う。
等の屈折率値を有するクラッド層ガラス層４の堆積には
、再度、火炎加水分解反応を利用するか、または、Ｓｉ
Ｏ□板をターゲットとするスパッタ法を利用する等の方
法が用いて行う。
第６図は、第５図の製造工程で重要な役割を果たすガラ
ス微粒子層の堆積方法をさらに詳しく説明する図である
。図中、符号１は基板、１０はガラス微粒子合成トーチ
、１０ａは酸水素炎、１１は排気管である。ガラス微粒
子合成トーチ１０に送り込まれたＳ １ｃ１４等のガラ
ス形成原料ガスは、ｏ２ガス、Ｈ２ガスにより構成され
る酸水素炎１０ａ内で火炎加水分解反応を受け、ガラス
微粒子が合成される。合成されたガラス微粒子は酸水素
炎とともに基板表面に吹き付けられ、基板１上にガラス
微粒子層が堆積される。この時、基板Ｉに付着しなかっ
た余剰のガラス微粒子は、排ガスとともに排気管１１を
経て排出されることになる。トーチ１０と基板ｌはトー
チ移動装置または基板移動装置（図示せず）により相対
運動せしめられており、これによって膜面内に−様なガ
ラス微粒子層が堆積される。また、堆積期間中にガラス
形成原料ガス中の屈折率抑制用ドーパント（ＧｅＣ１４
やＴｉＣ１４）の濃度を変化させることにより、バッフ
ァ層とコア層を区別して形成することができる。
ス微粒子層の堆積方法をさらに詳しく説明する図である
。図中、符号１は基板、１０はガラス微粒子合成トーチ
、１０ａは酸水素炎、１１は排気管である。ガラス微粒
子合成トーチ１０に送り込まれたＳ １ｃ１４等のガラ
ス形成原料ガスは、ｏ２ガス、Ｈ２ガスにより構成され
る酸水素炎１０ａ内で火炎加水分解反応を受け、ガラス
微粒子が合成される。合成されたガラス微粒子は酸水素
炎とともに基板表面に吹き付けられ、基板１上にガラス
微粒子層が堆積される。この時、基板Ｉに付着しなかっ
た余剰のガラス微粒子は、排ガスとともに排気管１１を
経て排出されることになる。トーチ１０と基板ｌはトー
チ移動装置または基板移動装置（図示せず）により相対
運動せしめられており、これによって膜面内に−様なガ
ラス微粒子層が堆積される。また、堆積期間中にガラス
形成原料ガス中の屈折率抑制用ドーパント（ＧｅＣ１４
やＴｉＣ１４）の濃度を変化させることにより、バッフ
ァ層とコア層を区別して形成することができる。
第５図、第６図にて説明した従来の製造方法で得られた
石英系光導波路は、０．１ｄＢ／ｃｍ程度以下の低伝搬
損失を有し、生産性や耐候性も高く、実用性に優れてい
る。
石英系光導波路は、０．１ｄＢ／ｃｍ程度以下の低伝搬
損失を有し、生産性や耐候性も高く、実用性に優れてい
る。
［発明が解決しようとする課題］
前記従来の石英系光導波路の製造装置では、酸水素バー
ナ１０を鉛直下方向に向けて基板１にガラス微粒子を堆
積させていた。この場合、基板１の堆積面１ａが上方に
向いているため、排気管１１が設けられていても、反応
容器内に存在する不純物および堆積せずに反応容器内に
浮遊しているガラス微粒子が、基板１の表面に落下、付
着することがある。これは、ガラス膜の欠陥の原因とな
り、伝送損失を劣化させることとなる。
ナ１０を鉛直下方向に向けて基板１にガラス微粒子を堆
積させていた。この場合、基板１の堆積面１ａが上方に
向いているため、排気管１１が設けられていても、反応
容器内に存在する不純物および堆積せずに反応容器内に
浮遊しているガラス微粒子が、基板１の表面に落下、付
着することがある。これは、ガラス膜の欠陥の原因とな
り、伝送損失を劣化させることとなる。
［課題を解決するための手段］
本発明では、前記課題を解決するために、基板を酸水素
バーナ上方に配置するとともに基板の堆積面を下方に向
けて配置する。この構成を採用することによって、反応
容器内に存在する不要な物体が基板の表面に落下し、付
着する可能性を防止することができる。この場合、酸水
素バーナの噴出の流れが鉛直線に対して成す角度が、０
゜〜８５″の間、換言すれば、酸水素バーナの流れと基
板との成す角度が９０゜〜５°の間であるように配置さ
れることが必要である。
バーナ上方に配置するとともに基板の堆積面を下方に向
けて配置する。この構成を採用することによって、反応
容器内に存在する不要な物体が基板の表面に落下し、付
着する可能性を防止することができる。この場合、酸水
素バーナの噴出の流れが鉛直線に対して成す角度が、０
゜〜８５″の間、換言すれば、酸水素バーナの流れと基
板との成す角度が９０゜〜５°の間であるように配置さ
れることが必要である。
基板表面に付着堆積させるガラス微粒子は、バーナ火炎
により十分加熱されることによって粒子同士が化学的に
結合しているため、上方に浮遊することがなく、それゆ
え、堆積面を下方に向けても落下等の恐れは全くない。
により十分加熱されることによって粒子同士が化学的に
結合しているため、上方に浮遊することがなく、それゆ
え、堆積面を下方に向けても落下等の恐れは全くない。
なお、基板は真空吸着法により固定してもよく、金属製
の止め具で固定してもよい。
の止め具で固定してもよい。
第１図に本発明の基本的構成を示す。図中、符号２１は
シード棒、２２は反応容器であり、２３は回転テーブル
であり、２８は排気管である。
シード棒、２２は反応容器であり、２３は回転テーブル
であり、２８は排気管である。
基板２４を回転テーブル２３の下方に固定し、さらに下
方に配置した酸水素バーナ２６により形成される斜め上
方に噴出する酸水素火炎２７によりガラス微粒子を合成
し、基板２４の下面２４ａにガラス微粒子膜２５を付着
させ、堆積させる。
方に配置した酸水素バーナ２６により形成される斜め上
方に噴出する酸水素火炎２７によりガラス微粒子を合成
し、基板２４の下面２４ａにガラス微粒子膜２５を付着
させ、堆積させる。
［作用］
ガラス微粒子の堆積工程において、ガラス微粒子の堆積
効率は、７０〜９０％であり、付着されなかった粒子は
、排気管２８より吸引されるが、完全に取り除くことは
困迅である。そのため余分の煤が反応容器内に浮遊し、
また、反応容器の内壁に付着する。このような反応容器
内の浮遊煤や、内壁に付着している煤は、前記したよう
にバーナ火炎により十分加熱されることによって粒子同
士が化学的に結合しているため、反応容器の下方に落下
する可能性が高い。したがって、従来のように、基板を
その堆積面を上方に向けて配置している場合、排気管の
吸引があるにもかかわらず、堆積面上に余分の煤が落下
することは十分に考えられる。
効率は、７０〜９０％であり、付着されなかった粒子は
、排気管２８より吸引されるが、完全に取り除くことは
困迅である。そのため余分の煤が反応容器内に浮遊し、
また、反応容器の内壁に付着する。このような反応容器
内の浮遊煤や、内壁に付着している煤は、前記したよう
にバーナ火炎により十分加熱されることによって粒子同
士が化学的に結合しているため、反応容器の下方に落下
する可能性が高い。したがって、従来のように、基板を
その堆積面を上方に向けて配置している場合、排気管の
吸引があるにもかかわらず、堆積面上に余分の煤が落下
することは十分に考えられる。
これを避けるためには、基板２４を酸水素バーナ２６の
上方に配置するとともに、基板２４の堆積面２４ａを下
に向けて配置させればよいことに、本発明者らは気が付
いた。基板２４の固定方法は、第２図に示したように、
中空なシード棒２１による真空吸着法によるか、第３図
に示したように、金属あるいはセラミックス製の止め具
２９を用いるかすれば問題はない。この場合、前記した
ように、第４図に示すように、酸水素バーナ２６の噴出
の流れが鉛直線に対して成す角度が、０゜〜８５°の間
、換言すれば、酸水素バーナの流れと基板２４との成す
角度が９０゜〜５°の間であるように配置されることが
必要である。
上方に配置するとともに、基板２４の堆積面２４ａを下
に向けて配置させればよいことに、本発明者らは気が付
いた。基板２４の固定方法は、第２図に示したように、
中空なシード棒２１による真空吸着法によるか、第３図
に示したように、金属あるいはセラミックス製の止め具
２９を用いるかすれば問題はない。この場合、前記した
ように、第４図に示すように、酸水素バーナ２６の噴出
の流れが鉛直線に対して成す角度が、０゜〜８５°の間
、換言すれば、酸水素バーナの流れと基板２４との成す
角度が９０゜〜５°の間であるように配置されることが
必要である。
「実施例］
第１図において、バーナ２６に５ｉＣ１４３００ｃｃ／
分を投入し、酸水素火炎により加水分解させ、微粒子を
生成させ、基板２４に付着、堆積させた。基板２４はシ
リコン製で、直径１２゜７ｃｍのものを用い、直径１ｍ
の回転テーブル２３の外周に２０枚並べた。基板の固定
は真空吸着法を用いた。回転テーブル２３の回転数はｌ
ｒｐｍで、３時間、煤付けを行った。
分を投入し、酸水素火炎により加水分解させ、微粒子を
生成させ、基板２４に付着、堆積させた。基板２４はシ
リコン製で、直径１２゜７ｃｍのものを用い、直径１ｍ
の回転テーブル２３の外周に２０枚並べた。基板の固定
は真空吸着法を用いた。回転テーブル２３の回転数はｌ
ｒｐｍで、３時間、煤付けを行った。
その結果、基板２４の堆積面２４ａに付着した余分の煤
は全くなく、基板２４上に欠陥のないガラス薄膜が得ら
れた。
は全くなく、基板２４上に欠陥のないガラス薄膜が得ら
れた。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、ガラス微粒子を
堆積させる基板を酸水素バーナの」一方に基板の堆積面
を下方に向けて配置させることにより、基板上にガラス
微粒子を堆積させている間に余分の煤が落下、付着する
ことがなくなり、基板上にガラス欠陥の少ないガラス膜
を得ることが可能となり、低損失な光導波路の作製に適
用するに有効である。
堆積させる基板を酸水素バーナの」一方に基板の堆積面
を下方に向けて配置させることにより、基板上にガラス
微粒子を堆積させている間に余分の煤が落下、付着する
ことがなくなり、基板上にガラス欠陥の少ないガラス膜
を得ることが可能となり、低損失な光導波路の作製に適
用するに有効である。
第１図は本発明の石英系光導波路の製造方法に好適な製
造装置の概略構成図、 第２図および第３図はそれぞれ本発明において基板をそ
の堆積面を下に向けて固定する構造例を示す概略構成図
、 第４図は本発明における酸水素バーナの基板に対する配
置角度を説明するための概念図、第５図は従来の石英系
光導波路の製造工程図、第６図は従来の石英系光導波路
の製造装置の概略構成図である。 ２１・・・シード棒、 具。 ・反応容器、 ・回転テーブル、 ・基板、 ・基板の下面、 ・ガラス微粒子膜、 ・酸水素バーナ、 ・酸水素火炎、 ・排気管、 ・金属あるいはセラミックス製の止め 特許出願人 住友電気工業株式会社
造装置の概略構成図、 第２図および第３図はそれぞれ本発明において基板をそ
の堆積面を下に向けて固定する構造例を示す概略構成図
、 第４図は本発明における酸水素バーナの基板に対する配
置角度を説明するための概念図、第５図は従来の石英系
光導波路の製造工程図、第６図は従来の石英系光導波路
の製造装置の概略構成図である。 ２１・・・シード棒、 具。 ・反応容器、 ・回転テーブル、 ・基板、 ・基板の下面、 ・ガラス微粒子膜、 ・酸水素バーナ、 ・酸水素火炎、 ・排気管、 ・金属あるいはセラミックス製の止め 特許出願人 住友電気工業株式会社
Claims (2)
- （１）酸水素火炎バーナにガラス原料を投入して合成さ
れたガラス微粒子を、基板に直接堆積させた後、この堆
積膜を高温で透明ガラス化することにより、前記基板上
に石英ガラス膜を合成する石英系光導波路の製造方法に
おいて、 前記ガラス微粒子を堆積させる基板を前記酸水素バーナ
より上方に配置するとともに前記基板の堆積面を下方に
向けて配置し、 前記酸水素バーナは、バーナの噴出の流れ方向が鉛直方
向に対して０゜〜８５゜の範囲の角度になるように配置
することを特徴とする石英系光導波路の製造方法。 - （２）基板上のガラス微粒子堆積膜を高温で透明ガラス
化して前記基板上に石英ガラス膜を合成する石英系光導
波路の製造方法に用いる装置であって、ガラス原料を投
入して合成されたガラス微粒子を基板の堆積面に噴射す
る酸水素火炎バーナと、前記基板を支持するシード棒と
を有してなり、前記ガラス微粒子を基板に直接堆積させ
る石英系光導波路の製造装置において、 前記ガラス微粒子を堆積させる基板が前記酸水素バーナ
より上方に配置されるとともに前記基板の堆積面が下方
に向けて配置され、 前記酸水素バーナが、バーナの噴出の流れ方向が鉛直方
向に対して０゜〜８５゜の範囲の角度になるように配置
されていることを特徴とする石英系光導波路の製造装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18280090A JPH0474728A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 石英系光導波路の製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18280090A JPH0474728A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 石英系光導波路の製造方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474728A true JPH0474728A (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=16124643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18280090A Pending JPH0474728A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 石英系光導波路の製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0474728A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998027018A1 (en) * | 1996-12-16 | 1998-06-25 | Corning Incorporated | Organometallics for lightwave optical circuit applications |
| WO1999054259A1 (en) * | 1998-04-22 | 1999-10-28 | Corning Incorporated | Methods for making ultra-low expansion silica-titania glasses |
| EP1188723A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-03-20 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Synthetic quartz glass and method of production |
| US6376010B1 (en) | 1996-12-16 | 2002-04-23 | Corning Incorporated | Germanium doped silica forming feedstock and method |
| US6990836B2 (en) * | 2000-02-23 | 2006-01-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of producing fluorine-containing synthetic quartz glass |
| US7089766B2 (en) | 2000-04-28 | 2006-08-15 | Corning Inc | Method of forming optical fiber preforms |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP18280090A patent/JPH0474728A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998027018A1 (en) * | 1996-12-16 | 1998-06-25 | Corning Incorporated | Organometallics for lightwave optical circuit applications |
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| WO1999054259A1 (en) * | 1998-04-22 | 1999-10-28 | Corning Incorporated | Methods for making ultra-low expansion silica-titania glasses |
| US6990836B2 (en) * | 2000-02-23 | 2006-01-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of producing fluorine-containing synthetic quartz glass |
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| US7159418B2 (en) | 2000-08-18 | 2007-01-09 | Shin-Etsu Chemical Co, Ltd. | Method of producing synthetic quartz glass |
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