JPH05297237A - 光導波路通路の形成方法 - Google Patents
光導波路通路の形成方法Info
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- JPH05297237A JPH05297237A JP4352823A JP35282392A JPH05297237A JP H05297237 A JPH05297237 A JP H05297237A JP 4352823 A JP4352823 A JP 4352823A JP 35282392 A JP35282392 A JP 35282392A JP H05297237 A JPH05297237 A JP H05297237A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鮮明に画定された境界を有する埋め込み光フ
ァイバ通路を迅速にかつ均一に形成すること。 【構成】 光導波路通路が、（ａ）イオン交換によって
第１の基体表面上にド−パントイオン通路を形成し、
（ｂ）第２の表面に電極を適用し、（ｃ）第１の表面を
溶融塩浴と接触させ、そして（ｃ）基体に電界を印加し
てド−パントイオンを基体内により深く入り込ませるこ
とによって基体表面下に形成される。強い電界によって
生じた電流が基体を過熱させ、基体の変形と不均一な深
さの通路を生じさせるので、基体の温度を十分に低下さ
せるのに十分な流量で基体の第１の表面に沿って溶融塩
を流しかつ基体の表面上に炉雰囲気を迅速に流すことに
よって基体を冷却させる。また、最初に基体に電圧Viを
印加して電流を予め定められたレベルImまで増加させ、
そしてイオン通路を予め定められた深さに埋め込むのに
十分な時間の間、電流をレベルImに維持するのに必要な
割合で印加電圧を低下させることによって電流を前記予
め定められたレベルImに維持する。
ァイバ通路を迅速にかつ均一に形成すること。 【構成】 光導波路通路が、（ａ）イオン交換によって
第１の基体表面上にド−パントイオン通路を形成し、
（ｂ）第２の表面に電極を適用し、（ｃ）第１の表面を
溶融塩浴と接触させ、そして（ｃ）基体に電界を印加し
てド−パントイオンを基体内により深く入り込ませるこ
とによって基体表面下に形成される。強い電界によって
生じた電流が基体を過熱させ、基体の変形と不均一な深
さの通路を生じさせるので、基体の温度を十分に低下さ
せるのに十分な流量で基体の第１の表面に沿って溶融塩
を流しかつ基体の表面上に炉雰囲気を迅速に流すことに
よって基体を冷却させる。また、最初に基体に電圧Viを
印加して電流を予め定められたレベルImまで増加させ、
そしてイオン通路を予め定められた深さに埋め込むのに
十分な時間の間、電流をレベルImに維持するのに必要な
割合で印加電圧を低下させることによって電流を前記予
め定められたレベルImに維持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は埋設された導波路を作成
するための電界で助長される方法に関する。
するための電界で助長される方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来はガラス基体の表面にイオン交換法
によって受動光導波路通路が形成されていた。このよう
な導波路通路は光ファイバとの適合性を有することおよ
び製造費が低いことのために集積光学用途にとって有用
である。ガラス基体の第１の表面がその基体の１つの表
面上にマスク材料の層を沈積させてマスクされ、そして
そのマスク材料の層をホトリソグラフ法によりエッチン
グして、導波路通路が形成されるべき開口が形成され
る。マスクされた表面は第１の溶融塩浴によって接触さ
れる。ほとんどの場合、基体ガラス中のナトリウムイオ
ンがCs、Ag、RuまたはTlのようなド−パント陽イオンと
交換される。この第１のイオン交換処理時に電界が印加
される場合がある。導波路通路はマスクを除去し、基体
の第２の表面に電極を適用し、そして活性側を例えばNa
およびKイオンのような基体の屈折率に対する寄与の小
さいイオンを含んだ第２の溶融塩浴に接触させることに
よって基体表面下に導波路通路を埋設することができ
る。第２の塩浴と接触した状態で、その浴と第２の表面
電極との間に電界が印加される。
によって受動光導波路通路が形成されていた。このよう
な導波路通路は光ファイバとの適合性を有することおよ
び製造費が低いことのために集積光学用途にとって有用
である。ガラス基体の第１の表面がその基体の１つの表
面上にマスク材料の層を沈積させてマスクされ、そして
そのマスク材料の層をホトリソグラフ法によりエッチン
グして、導波路通路が形成されるべき開口が形成され
る。マスクされた表面は第１の溶融塩浴によって接触さ
れる。ほとんどの場合、基体ガラス中のナトリウムイオ
ンがCs、Ag、RuまたはTlのようなド−パント陽イオンと
交換される。この第１のイオン交換処理時に電界が印加
される場合がある。導波路通路はマスクを除去し、基体
の第２の表面に電極を適用し、そして活性側を例えばNa
およびKイオンのような基体の屈折率に対する寄与の小
さいイオンを含んだ第２の溶融塩浴に接触させることに
よって基体表面下に導波路通路を埋設することができ
る。第２の塩浴と接触した状態で、その浴と第２の表面
電極との間に電界が印加される。
【０００３】この二重イオン交換処理の結果として、第
１の基体表面の下に、周囲の領域より屈折率の高い信号
伝送領域が形成される。屈折率の高い領域とそれに隣接
した領域との間にかなり鮮明な境界を有することが有利
である。さらに、屈折率の高い領域は表面の凹凸や欠陥
による散乱を防止するのに十分なだけ深く基体表面の下
に埋め込まれなければならない。電磁界がガラスの表面
に達するのを防止するために15μmより大きい深さが従
来用いられている。屈折率分布は基体ガラスの組成、入
って来るド−パントイオンの性質、それの供給源におけ
る濃度、塩浴の温度、拡散時間、および外部から印加さ
れる電磁界の大きさのようなパラメ−タ−に依存する。
１の基体表面の下に、周囲の領域より屈折率の高い信号
伝送領域が形成される。屈折率の高い領域とそれに隣接
した領域との間にかなり鮮明な境界を有することが有利
である。さらに、屈折率の高い領域は表面の凹凸や欠陥
による散乱を防止するのに十分なだけ深く基体表面の下
に埋め込まれなければならない。電磁界がガラスの表面
に達するのを防止するために15μmより大きい深さが従
来用いられている。屈折率分布は基体ガラスの組成、入
って来るド−パントイオンの性質、それの供給源におけ
る濃度、塩浴の温度、拡散時間、および外部から印加さ
れる電磁界の大きさのようなパラメ−タ−に依存する。
【０００４】比較的低い温度で導波路を埋設することに
よって熱拡散の悪影響が軽減され得る。しかし、所定の
深さを実現するために必要とされる処理時間はそれに対
応して増加する。低温におけるイオン移動速度を高める
ために電界が用いられている。米国特許第４９１３７１
７号には、低い温度でかつミリメ−トル当り数百ボルト
までの電界の影響の下で第１のイオン交換を行ない、そ
して低い温度で埋設し、再び電圧を印加することによっ
て、鮮明で良く画定された境界を有する導波路を形成す
ることができることが記載されている。
よって熱拡散の悪影響が軽減され得る。しかし、所定の
深さを実現するために必要とされる処理時間はそれに対
応して増加する。低温におけるイオン移動速度を高める
ために電界が用いられている。米国特許第４９１３７１
７号には、低い温度でかつミリメ−トル当り数百ボルト
までの電界の影響の下で第１のイオン交換を行ない、そ
して低い温度で埋設し、再び電圧を印加することによっ
て、鮮明で良く画定された境界を有する導波路を形成す
ることができることが記載されている。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】電界強度がさらに高
くすると処理時間を短縮できるが、（ａ）ア−ク発生の
原因となり得る、（ｂ）基体のエッジを上昇する方向の
イオン移動によりガラス基体の２つの側面間に短絡が生
ずることによってガラス基体の破断を生ずる原因となり
得る、（ｃ）基体のジュ−ル効果加熱によって処理の不
安定性を生ずる原因となり得ると言うような多くの問題
を生ずることになり得る。
くすると処理時間を短縮できるが、（ａ）ア−ク発生の
原因となり得る、（ｂ）基体のエッジを上昇する方向の
イオン移動によりガラス基体の２つの側面間に短絡が生
ずることによってガラス基体の破断を生ずる原因となり
得る、（ｃ）基体のジュ−ル効果加熱によって処理の不
安定性を生ずる原因となり得ると言うような多くの問題
を生ずることになり得る。
【０００６】高い電界を印加することによるジュ−ル効
果加熱はこの処理に対して下記の影響を及ぼすことにな
りうる。高い電圧がウエ−ハに印加されると、ウエ−ハ
のジュ−ル効果加熱がイオンの高い移動度により電流を
増加させる。そのためウエハ中で消失されるパワ−が多
くなり、ウエ−ハの温度が上昇し続ける。このために、
（ａ）基体の過熱によって処理の制御が失われ、そのよ
うな過熱によって基体が破断されることもある、（ｂ）
温度勾配が生じたことにより導波路特性（屈折率、導波
路寸法、および埋設の深さ）が不均一となる、および
（ｃ）基体にそりが生じて、導波路通路に光ファイバを
付着させるのが困難となる。
果加熱はこの処理に対して下記の影響を及ぼすことにな
りうる。高い電圧がウエ−ハに印加されると、ウエ−ハ
のジュ−ル効果加熱がイオンの高い移動度により電流を
増加させる。そのためウエハ中で消失されるパワ−が多
くなり、ウエ−ハの温度が上昇し続ける。このために、
（ａ）基体の過熱によって処理の制御が失われ、そのよ
うな過熱によって基体が破断されることもある、（ｂ）
温度勾配が生じたことにより導波路特性（屈折率、導波
路寸法、および埋設の深さ）が不均一となる、および
（ｃ）基体にそりが生じて、導波路通路に光ファイバを
付着させるのが困難となる。
【０００７】本発明の１つの目的は、鮮明で良く画定さ
れた境界を有する光導波路通路をガラス基体内に埋設す
る方法を提供することである。他の目的は、深く埋設さ
れた導波路通路を比較的短時間で形成する方法を提供す
ることである。他の目的は、光導波路通路を形成するイ
オン交換法の再現可能性を改良することである。
れた境界を有する光導波路通路をガラス基体内に埋設す
る方法を提供することである。他の目的は、深く埋設さ
れた導波路通路を比較的短時間で形成する方法を提供す
ることである。他の目的は、光導波路通路を形成するイ
オン交換法の再現可能性を改良することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は第１および第２
の対向した表面を有するガラス基体の表面下に光導波路
通路を形成するために用いられる種類の方法に関する。
ド−パントイオンを含んだ光導波路通路が基体の第１の
表面上におけるイオン交換によって形成された後で、第
２の表面に電極が適用される。第１の表面は溶融塩浴に
接触され、そしてド−パントイオンを基体中にさらに深
く入れ込むためにその基体に電界が印加される。本発明
の方法によれば、電界は500V/mmより強い。
の対向した表面を有するガラス基体の表面下に光導波路
通路を形成するために用いられる種類の方法に関する。
ド−パントイオンを含んだ光導波路通路が基体の第１の
表面上におけるイオン交換によって形成された後で、第
２の表面に電極が適用される。第１の表面は溶融塩浴に
接触され、そしてド−パントイオンを基体中にさらに深
く入れ込むためにその基体に電界が印加される。本発明
の方法によれば、電界は500V/mmより強い。
【０００９】本発明の１つの実施例では、基体のジュ−
ル効果加熱によって、基体の温度が浴の温度より約25℃
以上だけ高く上昇させる傾向があり、基体は浴の温度よ
り冷却される。基体冷却工程は、基体の温度を浴の温度
より15℃以下だけ高い温度に低下させるのに十分な流速
で基体の第１の表面に沿って溶融塩を流すことよりな
る。基体冷却は浴と反対側の基体表面上に炉雰囲気を急
速に流すことをさらに含んでいてもよい。
ル効果加熱によって、基体の温度が浴の温度より約25℃
以上だけ高く上昇させる傾向があり、基体は浴の温度よ
り冷却される。基体冷却工程は、基体の温度を浴の温度
より15℃以下だけ高い温度に低下させるのに十分な流速
で基体の第１の表面に沿って溶融塩を流すことよりな
る。基体冷却は浴と反対側の基体表面上に炉雰囲気を急
速に流すことをさらに含んでいてもよい。
【００１０】基体に電圧を印加している間に、その基体
を流れる電流が予め定められたレベルImまで増加され、
その後で、電流をレベルImに維持するのに必要な速度で
印加電圧を低下させることによってその予め定められた
レベルImに維持される。予め定められた時間のあいだ電
界を印加することによって通路が予め定められた深さに
埋設される。
を流れる電流が予め定められたレベルImまで増加され、
その後で、電流をレベルImに維持するのに必要な速度で
印加電圧を低下させることによってその予め定められた
レベルImに維持される。予め定められた時間のあいだ電
界を印加することによって通路が予め定められた深さに
埋設される。
【００１１】
【実施例】イオン交換によってガラス基体の表面に光導
波路通路を形成し、そしてその後でその通路を埋設する
ための方法と装置の例が米国特許第３８３６３４８号、
第４７６５７０２号、第４８４２６２９号、第４９１３
７１７号、および第４９３３２６２号に見出され得る。
またR.V. Ramaswamy et al. "Ion-Exchanged GlassWave
guides: A Review", Journal of Lightwave Technolog
y, Vol.6, No.6, June 1988, pp.984-1002; H.J. Lilie
nhof et al. "Index Profiles of MultimodeOptical St
rip Waveguides by Field Enhanced Ion Exchange in G
lasses", Optics Communications, Vol..35, No.1, Oct
ober, 1980, pp.49-53; およびA. Miliou et al. "Fibe
r-Compatible K+-Na+ Ion-Exchanged Channel Waveguid
es: Fabrication and Characterization", IEEE Journa
l of Quantum Electronics, Vol.25, No.8, August, 19
89, pp 1889-1897を参照されたい。
波路通路を形成し、そしてその後でその通路を埋設する
ための方法と装置の例が米国特許第３８３６３４８号、
第４７６５７０２号、第４８４２６２９号、第４９１３
７１７号、および第４９３３２６２号に見出され得る。
またR.V. Ramaswamy et al. "Ion-Exchanged GlassWave
guides: A Review", Journal of Lightwave Technolog
y, Vol.6, No.6, June 1988, pp.984-1002; H.J. Lilie
nhof et al. "Index Profiles of MultimodeOptical St
rip Waveguides by Field Enhanced Ion Exchange in G
lasses", Optics Communications, Vol..35, No.1, Oct
ober, 1980, pp.49-53; およびA. Miliou et al. "Fibe
r-Compatible K+-Na+ Ion-Exchanged Channel Waveguid
es: Fabrication and Characterization", IEEE Journa
l of Quantum Electronics, Vol.25, No.8, August, 19
89, pp 1889-1897を参照されたい。
【００１２】第１のイオン交換は上述のようにしてかつ
下記の実施例で詳述するようにして行うことができる。
Cs、Ag、Ru、あるいはTl等のイオンが第１のイオン交換
で使用できるが、説明を簡単にするためにタリウムイオ
ンについて述べる。第１のイオン交換処理によって１つ
以上の導波路通路が基体表面１７に形成された後で、マ
スクが除去され、そして第２の表面に電極が適用され
る。
下記の実施例で詳述するようにして行うことができる。
Cs、Ag、Ru、あるいはTl等のイオンが第１のイオン交換
で使用できるが、説明を簡単にするためにタリウムイオ
ンについて述べる。第１のイオン交換処理によって１つ
以上の導波路通路が基体表面１７に形成された後で、マ
スクが除去され、そして第２の表面に電極が適用され
る。
【００１３】図１に示されている第２のイオン交換装置
では、炉１２内の一定温度に保持された容器１１に溶融
塩浴１０が入れられている。浴１０は拡散イオンの供給
源としての適当な塩よりなる。拡散速度を制御するため
に拡散温度が調節される。所定のイオンのための塩の選
択に影響する特性は融点と解離温度である。ある場合に
は、２種の塩の混合物を用いることによって溶融温度を
低下することができる。基体１３は通常交換処理に適し
たイオンと所望の屈折率を与えるのに適した成分を含ん
だホウケイ酸塩ガラスである。基体１３は、第の基体表
面１７が浴１０と接触するようにして真空ホルダ−１６
のような種々のホルダ−によって位置決めすることがで
きる。矢印Ｖはホルダ−１６に対する真空の適用を示し
ている。第２の基体表面１８には負の電極が設けられ
る。第２の塩浴が通常用いられているが、金またはアル
ミ等の金属電極１９を用いることによってより簡潔な装
置となる。電源２３の負端子は直接電極１９に接続され
てもよく、あるいは金属真空ホルダ−１６に接続されて
もよい。正電源端子は溶融塩に浸漬されたプラチナワイ
ヤ２０に接続されている。通常、ガラスチュ−ブ（図示
せず）がワイヤ２０を包囲しており、その電極で発生さ
れる泡を捕える。撹拌器２６がヒ−タ−２５に隣接した
壁から浴の残部までの浴の部分を循環させて、浴全体に
比較的均一な温度を維持する。基体１３は炉に入る前に
炉１２に隣接したチャンバ（図示せず）内で予備加熱さ
れることが好ましい。
では、炉１２内の一定温度に保持された容器１１に溶融
塩浴１０が入れられている。浴１０は拡散イオンの供給
源としての適当な塩よりなる。拡散速度を制御するため
に拡散温度が調節される。所定のイオンのための塩の選
択に影響する特性は融点と解離温度である。ある場合に
は、２種の塩の混合物を用いることによって溶融温度を
低下することができる。基体１３は通常交換処理に適し
たイオンと所望の屈折率を与えるのに適した成分を含ん
だホウケイ酸塩ガラスである。基体１３は、第の基体表
面１７が浴１０と接触するようにして真空ホルダ−１６
のような種々のホルダ−によって位置決めすることがで
きる。矢印Ｖはホルダ−１６に対する真空の適用を示し
ている。第２の基体表面１８には負の電極が設けられ
る。第２の塩浴が通常用いられているが、金またはアル
ミ等の金属電極１９を用いることによってより簡潔な装
置となる。電源２３の負端子は直接電極１９に接続され
てもよく、あるいは金属真空ホルダ−１６に接続されて
もよい。正電源端子は溶融塩に浸漬されたプラチナワイ
ヤ２０に接続されている。通常、ガラスチュ−ブ（図示
せず）がワイヤ２０を包囲しており、その電極で発生さ
れる泡を捕える。撹拌器２６がヒ−タ−２５に隣接した
壁から浴の残部までの浴の部分を循環させて、浴全体に
比較的均一な温度を維持する。基体１３は炉に入る前に
炉１２に隣接したチャンバ（図示せず）内で予備加熱さ
れることが好ましい。
【００１４】本発明によれば、Tlイオンを最少の熱拡散
を伴いかつ比較的短時間で表面導波路を埋め込むために
基体に500V/mmより強い電界が印加される。このような
高い電圧に耐えることができるようにするために、イオ
ン交換装置には下記の種々の要素が組込まれている。
を伴いかつ比較的短時間で表面導波路を埋め込むために
基体に500V/mmより強い電界が印加される。このような
高い電圧に耐えることができるようにするために、イオ
ン交換装置には下記の種々の要素が組込まれている。
【００１５】好ましい電極と真空ホルダ−が図２および
図４に示されており、図１のもとと類似した要素は同一
符号にダッシを付けて示されている。基体ホルダ−３７
は支持ア−ム３８と、底部分３９よりなっている。穴４
０および４３を有するマニホルド系統は底面４２の周辺
のまわりに延長した環状溝４１を脱気させる。このよう
にして基体１３’が底面４２と非常に良好な電気的およ
び熱的接触状態で電極１９’と一緒にホルダ−３７に固
着される。表面４２は基体と同じ全体的形状有してお
り、図面には正方形として示されている。丸い表面はホ
ルダ−の底面で電極１９’を実質的に覆うために丸いホ
ルダ−を用いるであろう。基体ホルダ−３７は基体１
３’の表面１７’を溶融塩１０’の表面に維持し、かつ
電極１９’に負の電源電圧を印加する。
図４に示されており、図１のもとと類似した要素は同一
符号にダッシを付けて示されている。基体ホルダ−３７
は支持ア−ム３８と、底部分３９よりなっている。穴４
０および４３を有するマニホルド系統は底面４２の周辺
のまわりに延長した環状溝４１を脱気させる。このよう
にして基体１３’が底面４２と非常に良好な電気的およ
び熱的接触状態で電極１９’と一緒にホルダ−３７に固
着される。表面４２は基体と同じ全体的形状有してお
り、図面には正方形として示されている。丸い表面はホ
ルダ−の底面で電極１９’を実質的に覆うために丸いホ
ルダ−を用いるであろう。基体ホルダ−３７は基体１
３’の表面１７’を溶融塩１０’の表面に維持し、かつ
電極１９’に負の電源電圧を印加する。
【００１６】電極１９’炭素あるいはタングステン、ク
ロム、モリブデン、チタン等のような耐熱性金属で形成
された多孔質の導電性層であることが好ましい。導電性
材料は揮発性の溶剤とポリマ−バインダ−を含んだスプ
レイから粒子形式で沈積され得る。電極１９’の沈積を
基体表面の所望の領域に限定するためにマスク２９（図
３）を用いることができる。溶剤を蒸発させるために、
沈積された層を加熱して、それ自体で多孔質のあるいは
バインダ−を分解させるのに十分なだけ高い温度に加熱
された場合に多孔質となる層を形成することができる。
多孔質電極は電極を破壊することなしにガラス基体から
ナトリウム、カリウム等のイオンが出ることができるよ
うにする。
ロム、モリブデン、チタン等のような耐熱性金属で形成
された多孔質の導電性層であることが好ましい。導電性
材料は揮発性の溶剤とポリマ−バインダ−を含んだスプ
レイから粒子形式で沈積され得る。電極１９’の沈積を
基体表面の所望の領域に限定するためにマスク２９（図
３）を用いることができる。溶剤を蒸発させるために、
沈積された層を加熱して、それ自体で多孔質のあるいは
バインダ−を分解させるのに十分なだけ高い温度に加熱
された場合に多孔質となる層を形成することができる。
多孔質電極は電極を破壊することなしにガラス基体から
ナトリウム、カリウム等のイオンが出ることができるよ
うにする。
【００１７】電極１９’は容易に沈積されかつNaおよび
Kに対して化学的に耐性を有する非付着性材料である多
孔質炭素で形成されることが好ましい。炭素は高温に耐
えることができできる。
Kに対して化学的に耐性を有する非付着性材料である多
孔質炭素で形成されることが好ましい。炭素は高温に耐
えることができできる。
【００１８】接着剤の狭いビ−ド３４が周辺部分３０に
適用される。電気的に絶縁性の材料よりなるリング３５
が接着剤３４に圧着され、それによってそのリングが基
体に付着される。この接着剤は第２のイオン交換工程の
高温に耐えることができなければならない。リング３５
は熱膨張の不整合によって問題が生ずる可能性を除去す
るために基体１３’と同じ材料で形成され得る。しか
し、リング３５は基体１３’のそれとは若干異なる熱膨
張係数を有する他の材料で形成されてもよい。
適用される。電気的に絶縁性の材料よりなるリング３５
が接着剤３４に圧着され、それによってそのリングが基
体に付着される。この接着剤は第２のイオン交換工程の
高温に耐えることができなければならない。リング３５
は熱膨張の不整合によって問題が生ずる可能性を除去す
るために基体１３’と同じ材料で形成され得る。しか
し、リング３５は基体１３’のそれとは若干異なる熱膨
張係数を有する他の材料で形成されてもよい。
【００１９】上述のようにして基体１３’が作成された
後で、溝４１が脱気され、そして基体がホルダ−３７に
取り付けられる。基体は前述のようにそれの第１の表面
にタリウムをド−プした光導波路通路をイオン交換処理
によって前もって形成されている。基体は予備加熱され
そして炉に挿入され、そこでそれの底面１７’を下降さ
れて溶融塩浴１０’に接触される。その塩浴は比較的低
い温度、すなわち基体ガラスの遷移温度より大幅に低い
温度に維持されて、Tlイオンが十分に低い熱拡散定数を
有するようになされる。最高塩浴温度は基体ガラスの組
成に依存するが、ガラスの遷移温度より少なくとも30℃
だけ低くなければならない。Tlイオンの熱拡散定数は5
×10-12cm2/sec.より小さくなければならない。この低
い温度において相当に短い時間内に光導波路通路を埋め
込むためには、500V/mmより強い電界を用いる。これに
よってTlイオンが基体中に深く追込まれるが、これらの
イオンの熱拡散は光通路が大きく広がらないように、す
なわち埋め込まれた通路の断面寸法が最初に形成された
通路の断面寸法の約２倍より大きくないようにするのに
十分小さい。
後で、溝４１が脱気され、そして基体がホルダ−３７に
取り付けられる。基体は前述のようにそれの第１の表面
にタリウムをド−プした光導波路通路をイオン交換処理
によって前もって形成されている。基体は予備加熱され
そして炉に挿入され、そこでそれの底面１７’を下降さ
れて溶融塩浴１０’に接触される。その塩浴は比較的低
い温度、すなわち基体ガラスの遷移温度より大幅に低い
温度に維持されて、Tlイオンが十分に低い熱拡散定数を
有するようになされる。最高塩浴温度は基体ガラスの組
成に依存するが、ガラスの遷移温度より少なくとも30℃
だけ低くなければならない。Tlイオンの熱拡散定数は5
×10-12cm2/sec.より小さくなければならない。この低
い温度において相当に短い時間内に光導波路通路を埋め
込むためには、500V/mmより強い電界を用いる。これに
よってTlイオンが基体中に深く追込まれるが、これらの
イオンの熱拡散は光通路が大きく広がらないように、す
なわち埋め込まれた通路の断面寸法が最初に形成された
通路の断面寸法の約２倍より大きくないようにするのに
十分小さい。
【００２０】カリウムイオンおよび／またはナトリウム
イオンは多孔質電極１９’に達するので、それらは還元
されてそれらの金属形式となる。それらは炭素粒子間の
格子を占有し、従って炭素電極を破壊しない。環状リン
グ４１の境界内における多孔質電極１９’の領域が脱気
される。空気はその脱気された領域を占有することがで
きないから、その領域を占有しているNaとKは絶縁層を
形成するために再度酸化されることはできない。と言う
よりむしろ、NaとKは金属形式のままであり、それによ
って導電性でかつ熱伝導性の層が形成される。この結
果、基体に均一な電界が印加され、光導波路通路を埋設
する方法が改良される。
イオンは多孔質電極１９’に達するので、それらは還元
されてそれらの金属形式となる。それらは炭素粒子間の
格子を占有し、従って炭素電極を破壊しない。環状リン
グ４１の境界内における多孔質電極１９’の領域が脱気
される。空気はその脱気された領域を占有することがで
きないから、その領域を占有しているNaとKは絶縁層を
形成するために再度酸化されることはできない。と言う
よりむしろ、NaとKは金属形式のままであり、それによ
って導電性でかつ熱伝導性の層が形成される。この結
果、基体に均一な電界が印加され、光導波路通路を埋設
する方法が改良される。
【００２１】強い電界でリング３５が存在しない場合に
は、塩が毛細管現象で側面１４’および１５’を上方に
移動する傾向があり、その結果生じた被覆が電極１９’
と浴１０’との間に短絡を生じさせる。このような強い
電界は電極１９’と塩浴１０’との間に直接短絡を生じ
されることもありうる。リング３５は電極１９’と塩浴
１０’との間の距離を増大させ、これら２つの導電性要
素間における両形式の放電を防止する。
は、塩が毛細管現象で側面１４’および１５’を上方に
移動する傾向があり、その結果生じた被覆が電極１９’
と浴１０’との間に短絡を生じさせる。このような強い
電界は電極１９’と塩浴１０’との間に直接短絡を生じ
されることもありうる。リング３５は電極１９’と塩浴
１０’との間の距離を増大させ、これら２つの導電性要
素間における両形式の放電を防止する。
【００２２】上述のように、強い電界による基体のジュ
−ル効果加熱によって処理の不安定性が惹起されうる。
このような不安定性を防止するために、電源によって供
給される電流を調整することによって電界が制御され
る。基体の両側において電極に電圧Viが印加されると、
基体温度が上昇しはじめ、それによって基体中を流れる
電流を増大させる。予め定められた最大電流Imに達した
時間t1で（図５参照）、電源が電極１９’および２０’
を含む回路に一定の電流を供給しはじめる。時間t0とt1
の間では、電圧はViのままである。t1において、電圧が
時間teまで低下しはじめ、その後では、電圧は平衡した
電圧Veで実質的に一定のままである。時間t0とt1の差は
Viを高くすることによって小さくなされ得る。一定電流
Ｗお維持することにより、処理の制御が大幅に容易にな
される。交換されたイオンの数は、光通路が埋め込まれ
た深さを表わす。従って電流と時間の両方を制御するこ
とによって交換されるイオンの、従って導波路通路の埋
め込み深さを精密に制御することになる。
−ル効果加熱によって処理の不安定性が惹起されうる。
このような不安定性を防止するために、電源によって供
給される電流を調整することによって電界が制御され
る。基体の両側において電極に電圧Viが印加されると、
基体温度が上昇しはじめ、それによって基体中を流れる
電流を増大させる。予め定められた最大電流Imに達した
時間t1で（図５参照）、電源が電極１９’および２０’
を含む回路に一定の電流を供給しはじめる。時間t0とt1
の間では、電圧はViのままである。t1において、電圧が
時間teまで低下しはじめ、その後では、電圧は平衡した
電圧Veで実質的に一定のままである。時間t0とt1の差は
Viを高くすることによって小さくなされ得る。一定電流
Ｗお維持することにより、処理の制御が大幅に容易にな
される。交換されたイオンの数は、光通路が埋め込まれ
た深さを表わす。従って電流と時間の両方を制御するこ
とによって交換されるイオンの、従って導波路通路の埋
め込み深さを精密に制御することになる。
【００２３】第２のイオン交換処理が終了した後で、基
体は、それの温度が安全に室温になされ得るのに十分な
だけ低くなるまで、制御された速度で冷却される。基体
上には従来のようにサイド・バイ・サイドおよび／また
はエンド・ツ−・エンドの状態で複数の光装置が形成さ
れるので、基体はそれぞれ所望の個数の装置を含んだ複
数のセクションに切断される。米国特許第４９４３１３
０号に教示されているような技法によって光ファイバ・
ピグテ−ルが光導波路通路の端部に整列されて固着され
る。
体は、それの温度が安全に室温になされ得るのに十分な
だけ低くなるまで、制御された速度で冷却される。基体
上には従来のようにサイド・バイ・サイドおよび／また
はエンド・ツ−・エンドの状態で複数の光装置が形成さ
れるので、基体はそれぞれ所望の個数の装置を含んだ複
数のセクションに切断される。米国特許第４９４３１３
０号に教示されているような技法によって光ファイバ・
ピグテ−ルが光導波路通路の端部に整列されて固着され
る。
【００２４】第２のイオン交換時では、、基体によって
発生される熱の量は印加される電界、基体の固有抵抗
（基体の温度に依存する）、および基体表面の面積に依
存する。例えば、印加電界が約700V/mmでは、60mmの直
径を有する厚さ3mmの円形ガラス基体が塩浴の310℃の温
度より約20℃高い差温度を得るであろう。同じ印加電界
および基体厚みの場合には、75mmの基体は塩浴の310℃
の温度より約26℃高い差温度を受けるであろう。処理時
間をさらに短縮するために電界がさらに強くされると、
差温度はそれに対応して上昇するであろう。
発生される熱の量は印加される電界、基体の固有抵抗
（基体の温度に依存する）、および基体表面の面積に依
存する。例えば、印加電界が約700V/mmでは、60mmの直
径を有する厚さ3mmの円形ガラス基体が塩浴の310℃の温
度より約20℃高い差温度を得るであろう。同じ印加電界
および基体厚みの場合には、75mmの基体は塩浴の310℃
の温度より約26℃高い差温度を受けるであろう。処理時
間をさらに短縮するために電界がさらに強くされると、
差温度はそれに対応して上昇するであろう。
【００２５】直径60mmの円形基体が700V/mmの電界で加
熱される20℃の差温度は実質的な処理問題を生じさせる
のには不十分である。このような基体上の導波路通路は
高いパ−センテ−ジで許容し得る品質を有するであろ
う。しかし、下記に例で示されるように、基体と浴との
間の過剰な温度差、すなわち少なくとも25℃の温度差は
処理の安定性に、従って製品の均一性に影響を及ぼす。
熱される20℃の差温度は実質的な処理問題を生じさせる
のには不十分である。このような基体上の導波路通路は
高いパ−センテ−ジで許容し得る品質を有するであろ
う。しかし、下記に例で示されるように、基体と浴との
間の過剰な温度差、すなわち少なくとも25℃の温度差は
処理の安定性に、従って製品の均一性に影響を及ぼす。
【００２６】75mmの側部を有し厚さ3mmの正方形ガラス
基体の第１の表面に沿ってタリウムをド−プした光導波
路通路を形成するために第１のイオン交換処理が用いら
れた。基体はナトリウムおよびカリウムイオンを含んだ
アルミノ・ホウケイ酸塩ガラスで形成された。それの屈
折率は1.463であった。基体の第１の平面状表面上にシ
リコンマスク５０を形成するためにホトリソグラフ技法
が用いられた。マスクされた基体の小さい中心部分が図
６に示されている。マスクは６５箇の平衡なＹ字状の開
通路５１を有しており、それらの開通路はそれぞれ幅が
3μmであった。基体は窒化タリウム塩浴を含んだ炉内に
挿入された。炉雰囲気の温度は最初は200℃であった
が、３４０℃まで上昇された。次に基体のマスクされた
表面が下降されて340℃の窒化タリウム塩浴と１時間接
触された。６５箇のＹ字状のタリウムをド−プした光導
波路通路がマスク開口に隣接した第１の基体表面に熱拡
散によって形成された。基体が浴から炉雰囲気に取り出
され、そこで200℃まで冷却された。次にそれが炉から
取り出されて室温まで冷却された。そしてマスクが除去
された。マスク５０を適用しそしてそれを除去する適当
な方法が1991年9月27日に提出されたフランス特許出願
第９１ １１９２３号に教示されている。
基体の第１の表面に沿ってタリウムをド−プした光導波
路通路を形成するために第１のイオン交換処理が用いら
れた。基体はナトリウムおよびカリウムイオンを含んだ
アルミノ・ホウケイ酸塩ガラスで形成された。それの屈
折率は1.463であった。基体の第１の平面状表面上にシ
リコンマスク５０を形成するためにホトリソグラフ技法
が用いられた。マスクされた基体の小さい中心部分が図
６に示されている。マスクは６５箇の平衡なＹ字状の開
通路５１を有しており、それらの開通路はそれぞれ幅が
3μmであった。基体は窒化タリウム塩浴を含んだ炉内に
挿入された。炉雰囲気の温度は最初は200℃であった
が、３４０℃まで上昇された。次に基体のマスクされた
表面が下降されて340℃の窒化タリウム塩浴と１時間接
触された。６５箇のＹ字状のタリウムをド−プした光導
波路通路がマスク開口に隣接した第１の基体表面に熱拡
散によって形成された。基体が浴から炉雰囲気に取り出
され、そこで200℃まで冷却された。次にそれが炉から
取り出されて室温まで冷却された。そしてマスクが除去
された。マスク５０を適用しそしてそれを除去する適当
な方法が1991年9月27日に提出されたフランス特許出願
第９１ １１９２３号に教示されている。
【００２７】マスク２９（図３参照）が第２の基体表面
１８’の周辺部分３０を覆うようにして基体１３’上に
配置された。基体の露呈した表面には市販の容器から炭
素粒子被覆がスプレ−された。このスプレ−はポリマ−
・バインダ−および溶剤中にラメラ−グラファイト(lam
ellar graphite）を含んでいた。炭素被覆の厚みは約12
〜25μmの範囲内であった。マスク２９が除去され、そ
して基体が炭素被覆から溶剤を蒸発させるために約100
℃まで加熱された。基体が冷却され、そしてゼネラル・
エレクトリック社製ＲＴＶ１０６シリコ−ンの細いビ−
ドが側面１８’の周辺に適用された。正方形状で高さが
15mmのリング１５がシリコ−ン・ビ−ドに圧着され、そ
して接着剤が室温で少なくとも１０時間重合させられ
た。リング３５の組成は基体１３’のそれと同一であっ
た。基体が図２に示されているようにホルダ−３７に固
着された。
１８’の周辺部分３０を覆うようにして基体１３’上に
配置された。基体の露呈した表面には市販の容器から炭
素粒子被覆がスプレ−された。このスプレ−はポリマ−
・バインダ−および溶剤中にラメラ−グラファイト(lam
ellar graphite）を含んでいた。炭素被覆の厚みは約12
〜25μmの範囲内であった。マスク２９が除去され、そ
して基体が炭素被覆から溶剤を蒸発させるために約100
℃まで加熱された。基体が冷却され、そしてゼネラル・
エレクトリック社製ＲＴＶ１０６シリコ−ンの細いビ−
ドが側面１８’の周辺に適用された。正方形状で高さが
15mmのリング１５がシリコ−ン・ビ−ドに圧着され、そ
して接着剤が室温で少なくとも１０時間重合させられ
た。リング３５の組成は基体１３’のそれと同一であっ
た。基体が図２に示されているようにホルダ−３７に固
着された。
【００２８】最初に形成された光導波路通路が埋め込ま
れる第２のイオン交換処理は、窒化カリウム80％および
窒化ナトリウム20％よりなる溶融塩浴混合物を含んだ第
２のイオン交換炉で行なわれた。炉雰囲気と浴の両方が
310℃に維持された。
れる第２のイオン交換処理は、窒化カリウム80％および
窒化ナトリウム20％よりなる溶融塩浴混合物を含んだ第
２のイオン交換炉で行なわれた。炉雰囲気と浴の両方が
310℃に維持された。
【００２９】基体が第２のイオン交換炉に隣接した加熱
／冷却チャンバ−に最初に挿入された。基体の温度を31
0℃まで上昇させるために、チャンバ−温度が上昇され
た。基体が第２のイオン交換炉に挿入され、そこで下降
されて310℃の溶融塩浴混合物に接触された。電極１
９’と浴１０’との間に3000Vの電位が印加された。２
分（t1）後に、基体を流れる電流が11maの予め定められ
た最大電流Imまで増大され、その後で電圧が電流を11ma
の電流値に維持するために徐々に下降（図５）しはじめ
た。t0から３０分後に、電圧は2100Vまで下降し、工程
の終りまで、すなわちt0から９時間のあいだ、その値に
維持された。従って基体内の電界は時間teとtfの間では
700V/mmであった。浴は基体の一側に配置された図１の
攪拌器と同様の攪拌器を有していた。この攪拌器は、浴
を全体にわたって310℃の温度で均質化させるのに十分
な適度の速度で通常作動あれる。しかし、この実施例で
は、攪拌器は高いrpmで回転され、それによって浴が激
しく攪拌された。
／冷却チャンバ−に最初に挿入された。基体の温度を31
0℃まで上昇させるために、チャンバ−温度が上昇され
た。基体が第２のイオン交換炉に挿入され、そこで下降
されて310℃の溶融塩浴混合物に接触された。電極１
９’と浴１０’との間に3000Vの電位が印加された。２
分（t1）後に、基体を流れる電流が11maの予め定められ
た最大電流Imまで増大され、その後で電圧が電流を11ma
の電流値に維持するために徐々に下降（図５）しはじめ
た。t0から３０分後に、電圧は2100Vまで下降し、工程
の終りまで、すなわちt0から９時間のあいだ、その値に
維持された。従って基体内の電界は時間teとtfの間では
700V/mmであった。浴は基体の一側に配置された図１の
攪拌器と同様の攪拌器を有していた。この攪拌器は、浴
を全体にわたって310℃の温度で均質化させるのに十分
な適度の速度で通常作動あれる。しかし、この実施例で
は、攪拌器は高いrpmで回転され、それによって浴が激
しく攪拌された。
【００３０】電圧と電流が平衡値に達した後（t0から３
０分）、平均基体温度は336℃であることがわかった。
基体温度は試料をそれの表面を溶融浴に接触させて炉に
挿入することによって推測することができる。試料温度
が浴温度で平衡状態に達した後、電圧が印加され、電流
が測定され、そして固有抵抗Ｒが計算された。電圧が遮
断され、浴温度が変化され、再度電圧が印加され、そし
て再度電流が測定された。この手法がlog10R v・1/Tの
グラフをプロットするのに十分な回数だけ関心のある温
度領域内で繰返された。第２のイオン交換処理時には、
電圧と電流から固有抵抗を得てそして先に得られたlog
10R v・1/Tのグラフから温度を得ることによって基体温
度を推測することができる。
０分）、平均基体温度は336℃であることがわかった。
基体温度は試料をそれの表面を溶融浴に接触させて炉に
挿入することによって推測することができる。試料温度
が浴温度で平衡状態に達した後、電圧が印加され、電流
が測定され、そして固有抵抗Ｒが計算された。電圧が遮
断され、浴温度が変化され、再度電圧が印加され、そし
て再度電流が測定された。この手法がlog10R v・1/Tの
グラフをプロットするのに十分な回数だけ関心のある温
度領域内で繰返された。第２のイオン交換処理時には、
電圧と電流から固有抵抗を得てそして先に得られたlog
10R v・1/Tのグラフから温度を得ることによって基体温
度を推測することができる。
【００３１】導波路通路埋め込み処理の終了後、基体が
第２のイオン交換用炉から、温度が130℃の加熱/冷却チ
ャンバ−に移された。基体の温度が200℃まで低下され
た後で、基体がそのチャンバ−から取り出された。
第２のイオン交換用炉から、温度が130℃の加熱/冷却チ
ャンバ−に移された。基体の温度が200℃まで低下され
た後で、基体がそのチャンバ−から取り出された。
【００３２】第２のイオン交換処理によってTlイオンが
基体内に深く入れ込まれる。しかし、基体と浴との間の
平均26℃の温度差のために、基体１３’内に温度勾配が
存在した。端部１４’は撹拌器に近いので、その端部を
通って迅速に流れる浴によって冷却された。端部１５’
は、撹拌器からそれより離れており、そこを通る浴の流
れはそれほど速くないから、その流れでは端部１４’が
冷却された程度に端部１５’を冷却することはできなか
った。従って、端部１４’の温度は端部１５’より浴の
温度に近かった。光導波路通路は基体に沿って端部１
４’から端部１５’まで延長した。5μmの長さの部分が
導波路通路を現すために端部１４’および１５’から切
断された。各導波路通路の深さは一端部に光を入射させ
そして導波路の出力部に顕微鏡対物レンズの焦点を合せ
ることによって測定された。基体表面と導波路の映像が
ビデオカメラで撮られ、そしてその導波路の深さが較正
された後で陰極線管上で測定された。図７は各端部にお
ける導波路通路の深さを示している。白丸は端部１４’
における選択された通路の深さを表わしており、黒丸は
端部１５’における選択された通路の深さを表わしてい
る。基体の温度の低い方の端部に配置された通路は11μ
mと12μmの間の深さに埋め込まれた。基体の温度の高い
方の端部における通路は約26μm〜37μmの深さに埋め込
まれた。端部’における埋め込み深さが均一であること
は、浴と基体との間の温度差が約15℃より大きくないよ
うに基体を冷却するのに十分なだけ大きい流量で溶融浴
を基体表面に沿って流すことによって、通路に沿った方
向と通路間との両方において埋め込み深さの実質的な均
一性が得られることを示唆している。
基体内に深く入れ込まれる。しかし、基体と浴との間の
平均26℃の温度差のために、基体１３’内に温度勾配が
存在した。端部１４’は撹拌器に近いので、その端部を
通って迅速に流れる浴によって冷却された。端部１５’
は、撹拌器からそれより離れており、そこを通る浴の流
れはそれほど速くないから、その流れでは端部１４’が
冷却された程度に端部１５’を冷却することはできなか
った。従って、端部１４’の温度は端部１５’より浴の
温度に近かった。光導波路通路は基体に沿って端部１
４’から端部１５’まで延長した。5μmの長さの部分が
導波路通路を現すために端部１４’および１５’から切
断された。各導波路通路の深さは一端部に光を入射させ
そして導波路の出力部に顕微鏡対物レンズの焦点を合せ
ることによって測定された。基体表面と導波路の映像が
ビデオカメラで撮られ、そしてその導波路の深さが較正
された後で陰極線管上で測定された。図７は各端部にお
ける導波路通路の深さを示している。白丸は端部１４’
における選択された通路の深さを表わしており、黒丸は
端部１５’における選択された通路の深さを表わしてい
る。基体の温度の低い方の端部に配置された通路は11μ
mと12μmの間の深さに埋め込まれた。基体の温度の高い
方の端部における通路は約26μm〜37μmの深さに埋め込
まれた。端部’における埋め込み深さが均一であること
は、浴と基体との間の温度差が約15℃より大きくないよ
うに基体を冷却するのに十分なだけ大きい流量で溶融浴
を基体表面に沿って流すことによって、通路に沿った方
向と通路間との両方において埋め込み深さの実質的な均
一性が得られることを示唆している。
【００３３】溶融浴を迅速に循環させる技法が図８〜１
１に示されている。図８のポンプＰは基体１３’の一側
において溶融浴材料を放出し、そして基体の反対側から
溶融浴材料を回収する。矢印５６は基体の下面に沿った
溶融塩の流れを示している。ファンブレ−ド５７のよう
な手段が炉雰囲気（矢印５８）を基体１３’の上面に循
環させ、基体の冷却を助長することができる。
１に示されている。図８のポンプＰは基体１３’の一側
において溶融浴材料を放出し、そして基体の反対側から
溶融浴材料を回収する。矢印５６は基体の下面に沿った
溶融塩の流れを示している。ファンブレ−ド５７のよう
な手段が炉雰囲気（矢印５８）を基体１３’の上面に循
環させ、基体の冷却を助長することができる。
【００３４】基体の下方に配置された図９の撹拌ブレ−
ド６０は矢印６１で示されているように溶融浴を基体に
送りあるいは基体から溶融浴を回収する。図１０は複数
の撹拌ブレ−ド６４および６５が基体へのまたは基体か
らの浴材料の流れを生じさせることができる。複数のブ
レ−ドが用いられる場合には、そのうちの１つまたはそ
れ以上のものが基体の一部分に向けて溶融浴材料を送る
ことができ、また１つまたはそれ以上のものが基体の他
の部分から離れる方向に溶融浴材料を送ることができ
る。図１１は図１０に類似しているが、撹拌ブレ−ドの
軸が炉の頂部から浴１０’内に延長し得ることを示して
いる。
ド６０は矢印６１で示されているように溶融浴を基体に
送りあるいは基体から溶融浴を回収する。図１０は複数
の撹拌ブレ−ド６４および６５が基体へのまたは基体か
らの浴材料の流れを生じさせることができる。複数のブ
レ−ドが用いられる場合には、そのうちの１つまたはそ
れ以上のものが基体の一部分に向けて溶融浴材料を送る
ことができ、また１つまたはそれ以上のものが基体の他
の部分から離れる方向に溶融浴材料を送ることができ
る。図１１は図１０に類似しているが、撹拌ブレ−ドの
軸が炉の頂部から浴１０’内に延長し得ることを示して
いる。
【図１】基体内に光導波路通路を埋設するための従来の
塩浴装置を示す概略図である。
塩浴装置を示す概略図である。
【図２】基体に対する真空ホルダ−の断面図である。
【図３】基体に炭素粒子の被覆を添着させた状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】図２の真空ホルダ−の下面図である。
【図５】第２のイオン交換処理時に基体に印加される電
圧とその結果基体に流れる電流を示すグラフである。
圧とその結果基体に流れる電流を示すグラフである。
【図６】第１のイオン交換処理のためにマスクされた基
体の表面の平面図である。
体の表面の平面図である。
【図７】基体の不均一な加熱の結果として導波路通路が
埋設され得る異なる深さを示すグラフである。
埋設され得る異なる深さを示すグラフである。
【図８】第２のイオン交換工程時に基体を冷却するため
の技術を概略的に示している。
の技術を概略的に示している。
【図９】第２のイオン交換工程時に基体を冷却するため
の他の技術を概略的に示している。
の他の技術を概略的に示している。
【図１０】第２のイオン交換工程時に基体を冷却するた
めの他の技術を概略的に示している。
めの他の技術を概略的に示している。
【図１１】第２のイオン交換工程時に基体を冷却するた
めの他の技術を概略的に示している。
めの他の技術を概略的に示している。
１０’ 溶融塩浴 １３’ 基体 １４’ 端部 １５’ 端部 １９’ 電極 ３５ リング ３７ ホルダ−
Claims (12)
- 【請求項１】 第１および第２の対向した表面を有する
ガラス基体の表面下に光導波路通路を形成する方法にお
いて、 前記基体の前記第１の表面上にイオン交換によって光導
波路通路を形成し、 前記第２の表面に電極を適用し、 前記第１の表面を溶融塩浴に接触させ、 前記基体に500V/mmより強い電界を印加して前記基体内
に第１のイオンをより深く入れ込むことよりなる光導波
路通路の形成方法。 - 【請求項２】 前記電界が少なくとも700V/mmであり、
前記基体のジュ−ル効果加熱が基体温度を前記浴の温度
より約25℃以上だけ高い温度まで上昇させる傾向を有す
るようにし、前記方法が前記基体を前記浴の温度より15
℃以下だけ高い温度まで冷却させる工程を含んでいる請
求項１の光導波路通路の形成方法。 - 【請求項３】 前記基体を冷却させる工程は、前記基体
の温度を前記浴の温度より15℃以下だけ高い温度まで低
下させるのに十分な流量で前記溶融塩を前記基体の前記
第１の表面に沿って流すことよりなる請求項２の方法。 - 【請求項４】 前記流す工程が前記基体の第１の端部か
ら溶融塩をポンプで送りかつ前記基体の前記第１の端部
と対向した端部に溶融塩を送ることよりなる請求項３の
方法。 - 【請求項５】 前記流す工程は前記基体に隣接した前記
浴内の流れ誘起手段を作動させて前記基体の表面上に溶
融塩の迅速な流れ生じさせることよりなる請求項３の方
法。 - 【請求項６】 前記塩浴が炉内に配置され、それの炉雰
囲気が前記浴の上方に配置されており、前記基体を冷却
させる工程が前記基体の表面上に前記炉雰囲気を迅速に
流すことをさらに含んでいる請求項３の方法。 - 【請求項７】 前記基体に電圧を印加する工程が前記基
体のジュ−ル効果加熱を生じさせ、それによって前記基
体を流れる電流が増大し、前記方法は前記電流を予め定
められたレベルImまで増大させ、そして前記電流をれべ
るImに維持するのに必要な割合で前記印加電圧を低下さ
せることによって電流の流れを前記予め定められたレベ
ルImに維持することをさらに含む請求項１〜６のうちの
１つにようる方法。 - 【請求項８】 前記電界を印加する工程が予め定められ
た時間のあいだ継続される請求項７の方法。 - 【請求項９】 前記電界は、前記基体のジュ−ル効果加
熱が前記浴の温度のり25℃以上だけ高い温度まで基体温
度を上昇させるようにするのに十分なだけ強く、前記方
法は前記基体を前記浴の温度より15℃以下だけ高い温度
まで冷却させる工程を含む請求項１の方法。 - 【請求項１０】 前記基体を冷却する工程は前記基体の
温度を前記浴の温度より15℃以下だけ高い温度に低下さ
せるのに十分な流量で前記基体の前記第１の表面に沿っ
て前記溶融塩を流すことよりなる請求項９の方法。 - 【請求項１１】 第１および第２の対向した表面を有す
るガラス基体の表面下に光導波路通路を形成する方法に
おいて、 前記基体の前記第１の表面上にイオン交換によって光導
波路通路を形成し、 前記第２の表面に電極を適用し、 前記第１の表面を溶融塩浴に接触させ、 前記基体のジュ−ル効果加熱が前記基体の温度を前記浴
の温度より25℃以上だけ高い温度に上昇させるようにす
るのに十分なだけ強い電界を前記基体に印加して前記基
体内に第１のイオンをより深く入り込ませるようにし、 前記基体を前記浴の温度より15℃以下だけ高い温度まで
冷却させることよりなる光導波路通路の形成方法。 - 【請求項１２】 前記基体を冷却させる工程は前記基体
の温度を前記浴の温度より15℃以下だけ高い温度に低下
させるのに十分な流量で前記基体の第１の表面に沿って
前記溶融塩を流すことよりなる請求項１１の方法。
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