JPH05246727A - ガラス導波路の製造方法 - Google Patents

ガラス導波路の製造方法

Info

Publication number
JPH05246727A
JPH05246727A JP2537792A JP2537792A JPH05246727A JP H05246727 A JPH05246727 A JP H05246727A JP 2537792 A JP2537792 A JP 2537792A JP 2537792 A JP2537792 A JP 2537792A JP H05246727 A JPH05246727 A JP H05246727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
glass
substrate
alkali metal
earth element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2537792A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
Yasuro Kimura
康郎 木村
Katsuyuki Imoto
克之 井本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP2537792A priority Critical patent/JPH05246727A/ja
Publication of JPH05246727A publication Critical patent/JPH05246727A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/12Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes

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)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はガラス導波路の製造方法に関するも
のであり、その目的はコア部内への希土類元素の均一添
加及びその制御が容易にできると共に、製造プロセスの
簡略化を達成したガラス導波路の製造方法を提供するも
のである。 【構成】 本発明は基板上に希土類元素を少なくとも1
種含んだアルカリ金属シリケートの水溶液を塗布した
後、これをマイクロ波オーブン及び加熱炉内で乾燥、硬
化させて上記基板上にガラス膜を形成し、該ガラス膜を
フォトリソグラフィ、ドライエッチングプロセスにより
パターン化して略矩形状のコアパターンを形成し、該コ
アパターン表面上に低屈折率のクラッド層を被覆するこ
とを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は希土類元素を含有したガ
ラス導波路の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ガラス導波路のコア内に希土類元
素を添加することにより、レーザーや光増幅器を実現し
ようとする研究が注目されてきている。
【0003】図4はガラス導波路のコア内に希土類元素
を添加する方法の従来例(特開平2−25083号公
報)を示したものである。図示するように、この方法は
光が伝搬するコア部と、このコア部の周りにクラッド層
を有するガラス光導波路膜を基板上に形成させる工程で
得られる基板上のコア部用ガラス多孔質を、希土類元素
と遷移金属元素から選ばれた1種類以上の元素を含む溶
液中に液浸し、この元素を上記コア部に所定濃度に添加
させ、乾燥、焼結後、フォトリソグラフィ、ドライエッ
チングプロセスによりコア部を矩形状にパターン化し、
最後に上記パターン化したコア部表面上にクラッド層を
堆積させてレーザー用、あるいは光増幅器用希土類元素
添加ガラス導波路を得るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の希土類元素添加ガラス導波路の製造方法では以下のよ
うな欠点があった。
【0005】(1)コア部内に希土類元素を均一に添加
することが困難であった。すなわち、上述した方法はガ
ラス多孔質膜中に液体を含浸させる方法であるため、ガ
ラス多孔質膜の厚さ方向に濃度分布を持つことになり、
コア部内での希土類元素の濃度勾配は励起効率の低下を
招いていた。
【0006】(2)製造プロセスが複雑であり、量産
性、経済性に問題があった。すなわち、ガラス多孔質膜
形成、液体含浸、乾燥、焼結、パターニング、クラッド
膜形成といったように工程数が多くかつ複雑であり量産
に適した方法ではなかった。
【0007】(3)コア部内に希土類元素を多量に添加
することは困難であった。
【0008】(4)複数の希土類元素をコア部内に均一
に共添加することは困難であった。
【0009】そこで、本発明は上記の問題点を有効に解
決するために案出されたものであり、その主な目的はコ
ア部内への希土類元素の均一添加及びその添加量制御が
容易にできると共に、製造プロセスの簡略化を達成した
ガラス導波路の製造方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は基板上に希土類元素を少なくとも1種含んだ
アルカリ金属シリケートの水溶液を塗布した後、これを
マイクロ波オーブン及び加熱炉内で乾燥、硬化させて上
記基板上にガラス膜を形成し、該ガラス膜をフォトリソ
グラフィ、ドライエッチングプロセスによりパターン化
して略矩形状のコアパターンを形成し、該コアパターン
表面上に低屈折率のクラッド層を被覆するものである。
【0011】本発明に用いるアルカリ金属シリケートの
水溶液Me2 O・nSiO2 ・xH2 O(Me:アルカ
リ金属)としては珪酸ナトリウム水溶液Na2 O・nS
iO2 ・xH2 O、第4級アンモニウムシリケート水溶
液(N+ 4 2 O・nSiO2 ・xH2 O等である。
【0012】また、希土類元素としてはEr、Nd、P
r、Yb、Sm、Ce、Ho、Tm等を少なくとも1種
類以上含んだものを用い、これを上記アルカリ金属シリ
ケートの水溶液内に混合するときには、例えば、ErC
3 、ErCl3 ・6H2 O、Er(NO3 3 ・5H
2 O、NdCl3 、PrCl3 ・7H2 O、Pr(NO
3 3 ・6H2 Oのような水に溶ける希土類元素を含ん
だ化合物を用いて行えばよい。
【0013】また、希土類元素を少なくとも1種類以上
含んだアルカリ金属シリケートの水溶液の中には、屈折
率調節用の水溶液、例えばP2 5 の水溶液、Nd2
3 の水溶液、Li2 CO3 の水溶液、BCl3 の水溶
液などが含まれていてもよい。
【0014】
【作用】本発明は上述したような構成により、コアガラ
ス膜中に希土類元素を均一に添加したガラス導波路を実
現することができる上に、しかも非常に簡単な製造方法
であるため、製造方法の簡略化、低コストで製造するこ
とができる。さらに複数の希土類元素をコアガラス膜中
に均一に共添加することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。
【0016】図1は本発明のガラス導波路の製造方法の
一実施例を示したものである。先ず、図1(a)に示す
ように、石英等からなる基板1(SiO2 、SiO2
P、B、Ti、Ge、F、Ta、Al、Na、K等の屈
折率制御用ドーパンドを少なくとも1種類含んだもの)
の表面上に、基板1の屈折率よりも高い屈折率を有し、
希土類元素を含むアルカリ金属シリケート水溶液3をコ
ップ2よりたらす。次に、図1(b)に示すように、こ
の基板1をスピンナーで回転させて上記水溶液3が基板
1の表面上に一様な膜厚で覆われるようにする。この膜
厚は10μm以上になるように水溶液の量とスピンナー
の回転数によって調節することができる。その後、この
基板1を図1(c)に示すように、マイクロ波オーブン
(電子レンジ)4内に入れてマイクロ波(周波数帯:2
450MHz帯)により加熱し、上記水溶液3を乾燥さ
せて希土類元素を含んだアルカリ金属シリケートの膜3
aとする。次に、図1(d)に示すように、このアルカ
リ金属シリケート膜3aが形成された基板1を加熱炉5
内に入れ、1200〜1300℃の温度で加熱し、図2
(a)に示すように、透明なガラス膜3a付きの基板1
を得る。尚、本実施例では希土類元素はErであり、そ
の化合物ErCl3 を用いた。また、アルカリ金属シリ
ケート水溶液としては珪酸カリウム水溶液(東京応化工
業株式会社の商品名オーカシールA)を用いた。そし
て、珪酸カリウム水溶液とErCl3 の重量比は10
0:1から100:0.005の範囲で調合して用い
た。
【0017】次に、この透明なガラス膜3a付きの基板
1のガラス膜3aの上にWSi膜(膜厚0.5μm)を
スパッタリング法によって形成した後、このWSi膜上
にフォトレジスト膜を塗布し、マスクを介して紫外線露
光、現像、焼付けなどの一連のフォトリソグラフィ工程
を行うことによって、上記WSi膜上にフォトレジスト
膜をパターン化する。次にこのフォトレジスト膜のパタ
ーンをマスクしてドライエッチングにより、WSi膜を
パターン化する。次いで上記フォトレジスト膜及びWS
i膜のパターンをマスクして基板1を深さTまでドライ
エッチング工程によりエッチングする。そしてこのフォ
トレジスト膜及びWSi膜を取り除くことにより、図2
(b)に示すような、幅W、厚みTの矩形状に形成した
コア部3bを形成する。その後、このコア部3bの屈折
率よりも低い値のクラッド層6をこのコア部3bの表面
上に被覆することによって図2(c)に示すような埋込
み型のガラス導波路を得ることができる。尚、このコア
部3bの厚みTも図1(b)のスピンナーによる膜厚の
調節により、数μmから数十μmのものまで任意に作る
ことができる。尚、また、コア部3bの屈折率は約1.
495(nd値)であり、クラッド用低屈折率ガラス6
にはGeO2 を用いることにより、その屈折率は約1.
476であった。また、このクラッドガラスはプラズマ
CVD法によって形成した。また、コア部3b内へのE
r濃度は前述したように、珪酸カリウム水溶液とErC
3 の重量比を調合することにより、数%から数百pp
mの範囲に渡って制御することができた。
【0018】次に、図3に示すガラス導波路は本発明の
製造方法の他の実施例を示したものである。まず図3
(a)は基板1aにSiを用いたものであり、このSi
基板1aの表面上にはバッファ層(SiO2 にP2 5
をドープしたガラス層)7が設けられ、さらにこのバッ
ファ層7の上にはコア部3bが形成されており、そして
コア部3bの表面にはクラッド6が形成されている。こ
のバッファ層7及びクラッド6はプラズマCVD法、電
子ビーム蒸着法、スパッタリング法等によって形成する
ことができる。また、図3(b)はコア部3bとクラッ
ド6との間に中間層9を設けた構造である。この中間層
9の屈折率はクラッド6の屈折率に等しいかそれよりも
低い値に選ばれ、コア部3bへの光の閉じ込め効率を高
めるように作用する。この中間層9は図1に示したよう
に、屈折率調節用ドーパンド(例えばB2 3 )を含ん
だアルカリ金属シリケート水溶液をコア部3bの表面上
全体に塗布し、乾燥、加熱工程を経て形成するようにし
てもよく、あるいは先に示したように、プラズマCVD
法、スパッタリング法等によって形成してもよい。
【0019】このように本発明は基板1、1a上に希土
類元素を少なくとも1種含んだアルカリ金属シリケート
の水溶液3を塗布した後、これをマイクロ波オーブン4
及び加熱炉5内で乾燥、硬化させてガラス膜3aを形成
し、このガラス膜3aをフォトリソグラフィ、ドライエ
ッチングプロセスによりパターン化して略矩形状のコア
パターン3bを形成し、このコアパターン3b表面上に
低屈折率のクラッド層6を被覆するものであるため、コ
アガラス膜中に希土類元素の均一添加およびその添加量
制御が容易にできるガラス導波路を実現することができ
る上に、しかも製造方法が従来方法に比較して簡単であ
るため、量産性の向上及び低コストが達成される。さら
に複数の希土類元素をコアガラス膜中に均一に共添加す
ることも同時に達成できる。
【0020】尚、これら基板1、1aには各種ガラス、
Si以外にInP、GaAs等の半導体、LiNb
3 、LiTaO3 等の強誘電体等を用いることもでき
る。また、マイクロ波オーブンのマイクロ波周波数帯は
2450MHz帯以外に915MHz帯、5800MH
z帯、22125MHz帯等を使っても良い。
【0021】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下の如
く優れた効果を有する。
【0022】(1)コア部内に希土類元素を均一に添加
することができる。また、複数の希土類元素であっても
均一に共添加することができる (2)コア部内の希土類元素の添加量を容易に制御する
ことができる。
【0023】(3)製造プロセスが簡単であり、低コス
トで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法の一実施例を示した概略図で
ある。
【図2】本発明の製造方法の他の一実施例を示した概略
図である。
【図3】本発明のガラス導波路の製造方法によって実現
できるガラス導波路の実施例を示した概略図である。
【図4】従来の希土類元素ガラス導波路の製造方法の概
略図である。
【符号の説明】
1 基板 3 アルカリ金属シリケート水溶液 3a ガラス膜 3b コアパターン 4 マイクロ波パターン 5 加熱炉 6 クラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井本 克之 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンタ内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に希土類元素を少なくとも1種含
    んだアルカリ金属シリケートの水溶液を塗布した後、こ
    れをマイクロ波オーブン及び加熱炉内で乾燥、硬化させ
    て上記基板上にガラス膜を形成し、該ガラス膜をフォト
    リソグラフィ、ドライエッチングプロセスによりパター
    ン化して略矩形状のコアパターンを形成し、該コアパタ
    ーン表面上に低屈折率のクラッド層を被覆することを特
    徴とするガラス導波路の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記アルカリ金属シリケートの水溶液と
    して、Me2 O・nSiO2 ・xH2 O(Me:アルカ
    リ金属)を用いたことを特徴とする請求項1記載のガラ
    ス導波路の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記希土類元素として、水溶性のものを
    用いたことを特徴とする請求項1記載のガラス導波路の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 上記基板として、ガラス、強誘電体、半
    導体などを用いたことを特徴とする請求項1項記載のガ
    ラス導波路の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記アルカリ金属シリケートの水溶液に
    は屈折率調節用の水溶液が含まれていることを特徴とす
    る請求項1記載のガラス導波路の製造方法。
JP2537792A 1992-02-12 1992-02-12 ガラス導波路の製造方法 Pending JPH05246727A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2537792A JPH05246727A (ja) 1992-02-12 1992-02-12 ガラス導波路の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2537792A JPH05246727A (ja) 1992-02-12 1992-02-12 ガラス導波路の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05246727A true JPH05246727A (ja) 1993-09-24

Family

ID=12164164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2537792A Pending JPH05246727A (ja) 1992-02-12 1992-02-12 ガラス導波路の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05246727A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003029159A1 (en) 2001-10-03 2003-04-10 Qinetiq Limited Coated optical components
CN105293924A (zh) * 2015-11-27 2016-02-03 宁波大学 一种稀土离子掺杂的Cs2NaYBr6微晶玻璃及其制备方法
CN105293928A (zh) * 2015-11-27 2016-02-03 宁波大学 一种稀土离子掺杂的K2GdCl5微晶玻璃及其制备方法
CN105384348A (zh) * 2015-11-16 2016-03-09 宁波大学 含稀土离子掺杂Cs2LiYCl6微晶的玻璃薄膜及其制备方法
CN105384345A (zh) * 2015-11-16 2016-03-09 宁波大学 含稀土离子掺杂K2LaCl5微晶的玻璃薄膜及其制备方法
CN105384346A (zh) * 2015-11-16 2016-03-09 宁波大学 含稀土离子掺杂K2LaI5微晶的玻璃薄膜及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003029159A1 (en) 2001-10-03 2003-04-10 Qinetiq Limited Coated optical components
CN105384348A (zh) * 2015-11-16 2016-03-09 宁波大学 含稀土离子掺杂Cs2LiYCl6微晶的玻璃薄膜及其制备方法
CN105384345A (zh) * 2015-11-16 2016-03-09 宁波大学 含稀土离子掺杂K2LaCl5微晶的玻璃薄膜及其制备方法
CN105384346A (zh) * 2015-11-16 2016-03-09 宁波大学 含稀土离子掺杂K2LaI5微晶的玻璃薄膜及其制备方法
CN105293924A (zh) * 2015-11-27 2016-02-03 宁波大学 一种稀土离子掺杂的Cs2NaYBr6微晶玻璃及其制备方法
CN105293928A (zh) * 2015-11-27 2016-02-03 宁波大学 一种稀土离子掺杂的K2GdCl5微晶玻璃及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1078518A (ja) 光導波路ブラッグ反射格子
JPH05246727A (ja) ガラス導波路の製造方法
JPH09222525A (ja) 光導波路の製造方法
JP3129855B2 (ja) 希土類イオン・アルカリ金属添加型ガラス膜付基板の製造方法及び希土類イオン・アルカリ金属添加型ガラス導波路の製造方法
JPH1039151A (ja) 光導波路及びその製造方法
JPH05181031A (ja) 光導波路及びその製造方法
JP4001416B2 (ja) 埋込プレーナ光波回路素子の製造方法
JPH05297236A (ja) プレーナ光導波路の作製方法及び得られたデバイス
JPH0145881B2 (ja)
JPH06123813A (ja) 希土類イオン・窒素添加酸化膜の製造方法及び光導波路の製造方法
JP2004515815A (ja) 光学基板上にチャンネルを含む導波路
JP2718476B2 (ja) 光導波路用ガラス薄膜の作製方法
JP2831407B2 (ja) 希土類元素添加導波路の製造方法
KR100367087B1 (ko) 음각 식각을 이용한 평판형 광 도파로 제조 방법
Josse et al. Planar and channel waveguides on fluoride glasses
JP3107334B2 (ja) 希土類イオン添加光導波膜及び光導波路の製造方法
JPH05150129A (ja) ガラス導波路の製造方法
JP3293411B2 (ja) 石英系ガラス導波路素子の製造方法
JPS63241527A (ja) 非線形光学素子及びその作製方法
JP3018688B2 (ja) Si基板を用いたガラス導波路の製造方法
WO2020129664A1 (ja) 光導波路とその製造方法
KR100328132B1 (ko) 함침 공정을 이용한 평면형 광증폭기 및 그 제조 방법
JP2003029068A (ja) 光導波路およびその形成方法
JPH0677578A (ja) 光増幅器及びその製造方法
JPH06174951A (ja) 石英系ガラス導波路及びその製造方法