JPH05232335A - ガラス導波路の製造法 - Google Patents
ガラス導波路の製造法Info
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- JPH05232335A JPH05232335A JP3330892A JP3330892A JPH05232335A JP H05232335 A JPH05232335 A JP H05232335A JP 3330892 A JP3330892 A JP 3330892A JP 3330892 A JP3330892 A JP 3330892A JP H05232335 A JPH05232335 A JP H05232335A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ガラス導波路のクラッド層の屈折率を均一化す
ることを目的とする。 【構成】シリカガラス基板またはシリカ系ガラスが形成
されたシリコン基板上にコアを形成し、コアを覆うよう
に多孔質クラッド層を堆積させたのち、透明ガラス化す
ることでクラッド層を形成したガラス導波路において、
コアを覆う第１多孔質クラッド層はＰ2 Ｏ5 を含有せず
Ｂ2 Ｏ3 を含有させ、第１多孔質クラッド層を覆う第２
多孔質クラッド層はＰ2 Ｏ5 とＢ2 Ｏ3 の両方を含有さ
せたことにより、拡散後の仕上り状態において、屈折率
の均一なガラスクラッド層を形成する。
ることを目的とする。 【構成】シリカガラス基板またはシリカ系ガラスが形成
されたシリコン基板上にコアを形成し、コアを覆うよう
に多孔質クラッド層を堆積させたのち、透明ガラス化す
ることでクラッド層を形成したガラス導波路において、
コアを覆う第１多孔質クラッド層はＰ2 Ｏ5 を含有せず
Ｂ2 Ｏ3 を含有させ、第１多孔質クラッド層を覆う第２
多孔質クラッド層はＰ2 Ｏ5 とＢ2 Ｏ3 の両方を含有さ
せたことにより、拡散後の仕上り状態において、屈折率
の均一なガラスクラッド層を形成する。
Description
【０００１】本発明はガラス導波路の製造法に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】シリカ系ガラス導波路の製造には、コア
を形成した基板上に火炎加水分解反応により、多孔質ガ
ラス層を堆積した後、加熱して透明ガラス化することで
クラッド層を形成する技術が知られている。基板はシリ
カ（ＳｉＯ2 ）またはシリコン（Ｓｉ）が用いられてお
り、多孔質ガラスの透明化温度で、基板の変形をなくす
ため、加熱温度は１３５０℃以下にする必要がある。こ
のことから、主にＰ，Ｂのドーパントを添加して透明化
温度を下げている。また、クラッド層の屈折率は伝送特
性上、シリカとほぼ同等にする必要がある。これは、特
に方向性結合器型合分波ガラス導波路の場合、屈折率に
より合分波特性が大きく変化するためである。
を形成した基板上に火炎加水分解反応により、多孔質ガ
ラス層を堆積した後、加熱して透明ガラス化することで
クラッド層を形成する技術が知られている。基板はシリ
カ（ＳｉＯ2 ）またはシリコン（Ｓｉ）が用いられてお
り、多孔質ガラスの透明化温度で、基板の変形をなくす
ため、加熱温度は１３５０℃以下にする必要がある。こ
のことから、主にＰ，Ｂのドーパントを添加して透明化
温度を下げている。また、クラッド層の屈折率は伝送特
性上、シリカとほぼ同等にする必要がある。これは、特
に方向性結合器型合分波ガラス導波路の場合、屈折率に
より合分波特性が大きく変化するためである。
【０００３】多孔質ガラスにより形成されたクラッドと
なる層は、４０〜５０μｍと非常に薄いため、ガラス化
時に、Ｂ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 は多孔質ガラス層外に揮散
する。また、多孔質ガラス層内でのＢ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ5
の拡散状態が異なり、コア及び基板表面にＰ2 Ｏ5 量の
多い層が形成され伝播損失及び合分波特性等が大きく変
化する。そのため、比較例として後述するように異常ガ
ラスの発生による特性の低下が問題となった。
なる層は、４０〜５０μｍと非常に薄いため、ガラス化
時に、Ｂ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 は多孔質ガラス層外に揮散
する。また、多孔質ガラス層内でのＢ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ5
の拡散状態が異なり、コア及び基板表面にＰ2 Ｏ5 量の
多い層が形成され伝播損失及び合分波特性等が大きく変
化する。そのため、比較例として後述するように異常ガ
ラスの発生による特性の低下が問題となった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、クラッド層が
Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 であり、かつクラッド層
内の屈折率が均一となる製造法を確立する必要がある。
Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 であり、かつクラッド層
内の屈折率が均一となる製造法を確立する必要がある。
【０００５】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、伝送特性が安定したガラス導波路の製造法を
提案することにある。
を解消し、伝送特性が安定したガラス導波路の製造法を
提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、シリカ
ガラス基板またはシリカ系ガラスが形成されたシリコン
基板上にコアを形成し、コアを覆うように多孔質クラッ
ド層を堆積させたのち、透明ガラス化することでクラッ
ド層を形成したガラス導波路において、コアを覆う第１
多孔質クラッド層はＰ2 Ｏ5 を含有せずＢ2 Ｏ3 を含有
させ、第１多孔質クラッド層を覆う第２多孔質クラッド
層はＰ2 Ｏ5 とＢ2 Ｏ3 の両方を含有させたことによ
り、拡散後の仕上り状態において、屈折率の均一なガラ
スクラッド層を形成させたものである。
ガラス基板またはシリカ系ガラスが形成されたシリコン
基板上にコアを形成し、コアを覆うように多孔質クラッ
ド層を堆積させたのち、透明ガラス化することでクラッ
ド層を形成したガラス導波路において、コアを覆う第１
多孔質クラッド層はＰ2 Ｏ5 を含有せずＢ2 Ｏ3 を含有
させ、第１多孔質クラッド層を覆う第２多孔質クラッド
層はＰ2 Ｏ5 とＢ2 Ｏ3 の両方を含有させたことによ
り、拡散後の仕上り状態において、屈折率の均一なガラ
スクラッド層を形成させたものである。
【０００７】この際、第１多孔質クラッド層の厚さが、
第２多孔質クラッド層と同等もしくはそれより厚いこと
が好ましい。
第２多孔質クラッド層と同等もしくはそれより厚いこと
が好ましい。
【０００８】また、第１多孔質クラッド層及び第２多孔
質クラッド層共にＧｅＯ2 またはＴｉＯ2 が含まれてい
ても良い。
質クラッド層共にＧｅＯ2 またはＴｉＯ2 が含まれてい
ても良い。
【０００９】
【実施例】本発明の概略を図１を用いて以下に述べる。
【００１０】外径３ｉｎｃｈ，厚さ１ｍｍの石英ガラス
基板上に、８μｍ厚のＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 のコアガラス
膜を電子ビーム蒸着法で形成した。石英ガラス基板での
比屈折率差△ｎは０．３％であった。該基板表面に、ス
パッタ法でＷＳｉ膜を厚さ１μｍ形成した。さらにホト
レジストを塗布後、マスクアライナーでコアパターンを
転写し、ベーキング後余分な部分を除去した。次に、反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、まず、ホトレ
ジストのコアパターンをベースに、ＷＳｉのみをエッチ
ングしたのち、ホトレジストを除去する。しかるのち、
ＲＩＥでコアガラスをエッチングし、コアを形成した。
該基板を４５０°に加熱したターンテーブルに置き、火
炎堆積法を用いて、まず、ＳｉＣｌ4 とＢＣｌ3 を酸水
素バーナに供給し、Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 の第１多孔質ク
ラッド層を厚さ２５μｍ形成する。その後上記バーナに
ＰＣｌ3 を添加し、Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 の第
２多孔質クラッド層を厚さ２０μｍ形成した。該基板は
電気炉において石英ガラス炉心管内に位置させ、雰囲気
をＨｅガスとし５℃／ｍｉｎの昇温速度で１３００℃ま
で昇温させ、１時間保持することにより透明ガラス化し
て、ガラスクラッド層を得た。ガラスクラッド層全体の
厚さは２０μｍであった。また石英ガラス基板との比屈
折率差△ｎは−０．０２％であり、厚さ方向及び面内の
△ｎは±０．０１％以内で一致していた。
基板上に、８μｍ厚のＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 のコアガラス
膜を電子ビーム蒸着法で形成した。石英ガラス基板での
比屈折率差△ｎは０．３％であった。該基板表面に、ス
パッタ法でＷＳｉ膜を厚さ１μｍ形成した。さらにホト
レジストを塗布後、マスクアライナーでコアパターンを
転写し、ベーキング後余分な部分を除去した。次に、反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、まず、ホトレ
ジストのコアパターンをベースに、ＷＳｉのみをエッチ
ングしたのち、ホトレジストを除去する。しかるのち、
ＲＩＥでコアガラスをエッチングし、コアを形成した。
該基板を４５０°に加熱したターンテーブルに置き、火
炎堆積法を用いて、まず、ＳｉＣｌ4 とＢＣｌ3 を酸水
素バーナに供給し、Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 の第１多孔質ク
ラッド層を厚さ２５μｍ形成する。その後上記バーナに
ＰＣｌ3 を添加し、Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 の第
２多孔質クラッド層を厚さ２０μｍ形成した。該基板は
電気炉において石英ガラス炉心管内に位置させ、雰囲気
をＨｅガスとし５℃／ｍｉｎの昇温速度で１３００℃ま
で昇温させ、１時間保持することにより透明ガラス化し
て、ガラスクラッド層を得た。ガラスクラッド層全体の
厚さは２０μｍであった。また石英ガラス基板との比屈
折率差△ｎは−０．０２％であり、厚さ方向及び面内の
△ｎは±０．０１％以内で一致していた。
【００１１】本実施例では、図３の方向性結合器型合分
波器を製造したが、図４に示す合分波特性が得られ、光
ファイバとの接続損０．１ｄＢ／ケを含んだガラス導波
路のポートα，β間の損失は、波長１．３μｍで、０．
３ｄＢと低損失であった。また、ポートのα，βのアイ
ソレーションは−２５ｄＢ以下であり、良好な分波特性
を示した。
波器を製造したが、図４に示す合分波特性が得られ、光
ファイバとの接続損０．１ｄＢ／ケを含んだガラス導波
路のポートα，β間の損失は、波長１．３μｍで、０．
３ｄＢと低損失であった。また、ポートのα，βのアイ
ソレーションは−２５ｄＢ以下であり、良好な分波特性
を示した。
【００１２】ここで、比較例として、第１多孔質クラッ
ド層の形成において、当初からＰＣｌ3 を供給し、Ｐ2
Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 の第２多孔質クラッド層のみ
を全て該基板上に形成後、透明ガラス化し、ガラスクラ
ッド膜を得たもの（図２(a)参照）は、図２（b)に示す
ように、コアと石英ガラス基板上に、Ｐ2 Ｏ5 による、
石英ガラスより屈折率の高い異常ガラス層６が形成さ
れ、伝播光は上記の層にも伝播し、損失は１０ｄＢと大
きく、また、ポートα，βのアイソレーションは−５ｄ
Ｂ以下と大幅に分波特性は悪くなった。また、別の比較
例として第１多孔質クラッド層が厚さ２０μｍで第２多
孔質クラッド層が２５μｍのものは上記と類似の現象が
見られ、損失は３ｄＢ、アイソレーションは−１０ｄＢ
であった。
ド層の形成において、当初からＰＣｌ3 を供給し、Ｐ2
Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 の第２多孔質クラッド層のみ
を全て該基板上に形成後、透明ガラス化し、ガラスクラ
ッド膜を得たもの（図２(a)参照）は、図２（b)に示す
ように、コアと石英ガラス基板上に、Ｐ2 Ｏ5 による、
石英ガラスより屈折率の高い異常ガラス層６が形成さ
れ、伝播光は上記の層にも伝播し、損失は１０ｄＢと大
きく、また、ポートα，βのアイソレーションは−５ｄ
Ｂ以下と大幅に分波特性は悪くなった。また、別の比較
例として第１多孔質クラッド層が厚さ２０μｍで第２多
孔質クラッド層が２５μｍのものは上記と類似の現象が
見られ、損失は３ｄＢ、アイソレーションは−１０ｄＢ
であった。
【００１３】
【発明の効果】第１多孔質クラッド層にＢ2 Ｏ3 をドー
ピングし、第２多孔質クラッド層にＰ2 Ｏ5 及びＢ2 Ｏ
3 をドーピングしたことで、結果的に屈折率の均一なガ
ラスクラッド層が形成でき、良好な伝送特性を有するガ
ラス導波路が製造できた。
ピングし、第２多孔質クラッド層にＰ2 Ｏ5 及びＢ2 Ｏ
3 をドーピングしたことで、結果的に屈折率の均一なガ
ラスクラッド層が形成でき、良好な伝送特性を有するガ
ラス導波路が製造できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明製造法の中間段階で第１及び第２の多孔
質クラッド層を形成した状態を示す横断面図である。
質クラッド層を形成した状態を示す横断面図である。
【図２】比較例のガラス導波路と本発明により製造した
ガラス導波路の横断面図と、Ａ−Ｂ−Ｃ断面での屈折率
分布を示す線図であり、(a),(b) は比較例の場合、(c),
(d) は本発明の場合を示す。
ガラス導波路の横断面図と、Ａ−Ｂ−Ｃ断面での屈折率
分布を示す線図であり、(a),(b) は比較例の場合、(c),
(d) は本発明の場合を示す。
【図３】方向性結合器型合分波器の一例を示す概略図。
【図４】本発明製造法による方向性結合器型合分波器の
波長１．３μｍ／１．５５μｍの合分波特性を示す線
図。
波長１．３μｍ／１．５５μｍの合分波特性を示す線
図。
１ コア ２ 第１多孔質クラッド層 ３ 第２多孔質クラッド層 ４ シリカガラス基板 ５ ガラスクラッド層 ６ 異常ガラス層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上塚 尚登 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】シリカガラス基板またはシリカ系ガラスが
形成されたシリコン基板上にコアを形成し、コアを覆う
ようにＳｉＯ2 を主成分とする多孔質ガラスのクラッド
となる層を堆積させたのち、透明ガラス化することでガ
ラスクラッド層を形成するガラス導波路の製造法におい
て、コア直上にＢ2 Ｏ3 を含有し、Ｐ2 Ｏ5 を含有しな
い第１多孔質クラッド層を形成し、第１多孔質クラッド
層を覆ってＰ2 Ｏ5 及びＢ2 Ｏ3 を含有する第２多孔質
クラッド層を形成し、その後拡散により屈折率の均一な
ガラスクラッド層とすることを特徴とするガラス導波路
の製造法。 - 【請求項２】第１多孔質クラッド層の厚さが、第２多孔
質クラッド層と同等もしくはそれより厚いことを特徴と
する請求項１記載のガラス導波路の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033308A JP2927597B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ガラス導波路の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033308A JP2927597B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ガラス導波路の製造法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3940599A Division JPH11314941A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | ガラス導波路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232335A true JPH05232335A (ja) | 1993-09-10 |
| JP2927597B2 JP2927597B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=12382933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4033308A Expired - Fee Related JP2927597B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ガラス導波路の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2927597B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267864A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路デバイスの作製方法及び光導波路デバイス |
| WO2008108422A1 (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-12 | Nec Corporation | 光導波路モジュール |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139708A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Production of optical waveguide |
| JPS62124511A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波膜付シリコンウエハの製造方法 |
| JPH05208836A (ja) * | 1992-01-30 | 1993-08-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス薄膜の製造方法及び装置 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4033308A patent/JP2927597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139708A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Production of optical waveguide |
| JPS62124511A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波膜付シリコンウエハの製造方法 |
| JPH05208836A (ja) * | 1992-01-30 | 1993-08-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス薄膜の製造方法及び装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267864A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路デバイスの作製方法及び光導波路デバイス |
| WO2008108422A1 (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-12 | Nec Corporation | 光導波路モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2927597B2 (ja) | 1999-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |