JPH0618942A - 非線形光学マイクロ構造素子の製造方法 - Google Patents
非線形光学マイクロ構造素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0618942A JPH0618942A JP5002811A JP281193A JPH0618942A JP H0618942 A JPH0618942 A JP H0618942A JP 5002811 A JP5002811 A JP 5002811A JP 281193 A JP281193 A JP 281193A JP H0618942 A JPH0618942 A JP H0618942A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manufacturing
- layer
- microcell
- microstructure
- resist material
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/061—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material
- G02F1/065—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2037—Exposure with X-ray radiation or corpuscular radiation, through a mask with a pattern opaque to that radiation
- G03F7/2039—X-ray radiation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/167—X-ray
- Y10S430/168—X-ray exposure process
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】非線形光学マイクロ構造素子を製造し、従来ま
だ用いられていない組み合わせ、特に、線形光学性を有
するポリマ−と、非線形光学性を有するポリマ−との組
み合わせを可能にする製造方法を提供する。 【構成】Ｘ線深層リソグラフィによって、多層レジスト
材料（９，１０，１１）を用いてまず導波路構造を形成
し、この際生じた空所（１７，１８）に、前記多層レジ
スト材料の外層に相当する充填材料を充填することを具
備する、非線形光学マイクロ構造素子（１）の製造方法
である。続いて、少なくとも前記導波路構造の領域に、
Ｘ線深層リソグラフィによって少なくとも１つのマイク
ロセル構造を形成し、その後、前記マイクロセル構造内
に非線形光学性を有する材料（２０）を挿入する。
だ用いられていない組み合わせ、特に、線形光学性を有
するポリマ−と、非線形光学性を有するポリマ−との組
み合わせを可能にする製造方法を提供する。 【構成】Ｘ線深層リソグラフィによって、多層レジスト
材料（９，１０，１１）を用いてまず導波路構造を形成
し、この際生じた空所（１７，１８）に、前記多層レジ
スト材料の外層に相当する充填材料を充填することを具
備する、非線形光学マイクロ構造素子（１）の製造方法
である。続いて、少なくとも前記導波路構造の領域に、
Ｘ線深層リソグラフィによって少なくとも１つのマイク
ロセル構造を形成し、その後、前記マイクロセル構造内
に非線形光学性を有する材料（２０）を挿入する。
Description
【０００１】本発明は、Ｘ線深層リソグラフィによって
多層レジスト材料を用いてまず導波路構造を形成し、こ
の際生じた空所に多層レジスト材料の外層に相当する充
填材料を充填する、非線形光学マイクロ構造素子の製造
方法に関する。本発明は、Ｘ線深層リソグラフィによっ
てレジスト材料を用いてマイクロ構造を形成し、続いて
ポリマ−材料によって形成される型挿入物を電型法によ
って製造する、非線形光学マイクロ構造素子の製造方
法、及びＸ線深層リソグラフィによってレジスト材料を
用いてマイクロ構造を形成する、活性な光学マイクロ構
造素子の製造方法に関する。
多層レジスト材料を用いてまず導波路構造を形成し、こ
の際生じた空所に多層レジスト材料の外層に相当する充
填材料を充填する、非線形光学マイクロ構造素子の製造
方法に関する。本発明は、Ｘ線深層リソグラフィによっ
てレジスト材料を用いてマイクロ構造を形成し、続いて
ポリマ−材料によって形成される型挿入物を電型法によ
って製造する、非線形光学マイクロ構造素子の製造方
法、及びＸ線深層リソグラフィによってレジスト材料を
用いてマイクロ構造を形成する、活性な光学マイクロ構
造素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学マイクロ構造素子は、光信号が発信
され、平面内の導波路を通って導かれ、処理かつ検出さ
れる光学チップに用いられる。集積光学構造素子を製造
するためにこれまで最も重要な基板材料は、ガラス、ニ
オブ酸リチウム、及びシリコンである。３−５族の半導
体材料は、特に、受動導波路及び光電子構造素子のモノ
リシック集積のために、極めて重要であった。
され、平面内の導波路を通って導かれ、処理かつ検出さ
れる光学チップに用いられる。集積光学構造素子を製造
するためにこれまで最も重要な基板材料は、ガラス、ニ
オブ酸リチウム、及びシリコンである。３−５族の半導
体材料は、特に、受動導波路及び光電子構造素子のモノ
リシック集積のために、極めて重要であった。
【０００３】「技術測定、センサ特別号９１」５８（１
９９１年）４、１５２乃至１５７頁には、ガラス棒から
ウエハが製造される光学マイクロ構造素子の製造方法が
開示されている。以下のフォトリソグラフィプロセス
は、適切に構造化された第１のマスクを、電子ビ−ムレ
コ−ダ上に形成することで始まる。このマスクは、直接
接触法によって、予め金属及びフォトラッカで被覆され
たガラス製ウエハ上にコピ−される。ラッカを現像し、
ラッカが適用されていない領域に形成された金属層をエ
ッチングした後に、所望の導波路構造が金属マスクとし
てできあがる。導波路を形成するために、ガラスウエハ
を高温の塩融成浴に入れる。濃度勾配によって溶融物か
ら推進される金属イオンは、マスク開口部を通ってガラ
ス表面に透過し、そこで屈折率を高める。マスクを剥離
した後、個々のチップをガラスウエハから切り取り、後
のファイバ結合のために、このガラスウエハの端面を研
磨する。かくして形成された導波路は、ガラス表面で最
大の屈折率を有する。
９９１年）４、１５２乃至１５７頁には、ガラス棒から
ウエハが製造される光学マイクロ構造素子の製造方法が
開示されている。以下のフォトリソグラフィプロセス
は、適切に構造化された第１のマスクを、電子ビ−ムレ
コ−ダ上に形成することで始まる。このマスクは、直接
接触法によって、予め金属及びフォトラッカで被覆され
たガラス製ウエハ上にコピ−される。ラッカを現像し、
ラッカが適用されていない領域に形成された金属層をエ
ッチングした後に、所望の導波路構造が金属マスクとし
てできあがる。導波路を形成するために、ガラスウエハ
を高温の塩融成浴に入れる。濃度勾配によって溶融物か
ら推進される金属イオンは、マスク開口部を通ってガラ
ス表面に透過し、そこで屈折率を高める。マスクを剥離
した後、個々のチップをガラスウエハから切り取り、後
のファイバ結合のために、このガラスウエハの端面を研
磨する。かくして形成された導波路は、ガラス表面で最
大の屈折率を有する。
【０００４】熱による拡散制御及び場によるドリフト制
御で行なうことができる第２の交換段階で、外部からの
イオンを基板表面下に埋設することによって、導かれた
光波の遮蔽は可能である。
御で行なうことができる第２の交換段階で、外部からの
イオンを基板表面下に埋設することによって、導かれた
光波の遮蔽は可能である。
【０００５】非線形光学マイクロ構造素子をニオブ酸リ
チウムに基づいて製造するためには、「Ｓｐｅｃｔｒｕ
ｍ ｄｅｒ Ｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔ」１９８６年１
２月、１１６頁以下に記載されているように、まずニオ
ブ酸リチウムで単結晶を製造し、マスクを介してフォト
リソグラフ的に薄いチタンフィルムを単結晶の表面に適
用し、単結晶に所望の導波路構造を付与する。その後、
装置全体は約１０００度に加熱され、チタンがニオブ酸
リチウムの最も外側の表面に適用される。残っているチ
タンはエッチングで除去される。
チウムに基づいて製造するためには、「Ｓｐｅｃｔｒｕ
ｍ ｄｅｒ Ｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔ」１９８６年１
２月、１１６頁以下に記載されているように、まずニオ
ブ酸リチウムで単結晶を製造し、マスクを介してフォト
リソグラフ的に薄いチタンフィルムを単結晶の表面に適
用し、単結晶に所望の導波路構造を付与する。その後、
装置全体は約１０００度に加熱され、チタンがニオブ酸
リチウムの最も外側の表面に適用される。残っているチ
タンはエッチングで除去される。
【０００６】この製造方法の欠点は、非線形光学構造素
子を製造するための材料の選択が制限されることにあ
る。特に、線形光学材料と非線形光学材料との組み合わ
せは、所望の多様性をもっては実現されない。更に、こ
うした公知の製造方法は非線形光学マイクロ構造素子を
大量生産するにはコストが掛かり過ぎる。
子を製造するための材料の選択が制限されることにあ
る。特に、線形光学材料と非線形光学材料との組み合わ
せは、所望の多様性をもっては実現されない。更に、こ
うした公知の製造方法は非線形光学マイクロ構造素子を
大量生産するにはコストが掛かり過ぎる。
【０００７】ポリマ−という材料を、マイクロ構造素子
内の導波路への適用に供するために、これまで既にＸ線
深層リソグラフィが用いられた（例えばドイツ特許公報
第３６１１２４６号を参照）。光伝導性ポリマ−から成
るコア層を有する多層レジスト材料を用いて、Ｘ線深層
リソグラフィによって導波路構造を形成することがで
き、導波路構造を限定する空所に外層材料が充填され
る。Ｘ線深層リソグラフィによって型挿入物を製造する
こともでき、この型挿入物を用いて、公知の成形技術に
よって線形光学構造素子をも製造することができる。
内の導波路への適用に供するために、これまで既にＸ線
深層リソグラフィが用いられた（例えばドイツ特許公報
第３６１１２４６号を参照）。光伝導性ポリマ−から成
るコア層を有する多層レジスト材料を用いて、Ｘ線深層
リソグラフィによって導波路構造を形成することがで
き、導波路構造を限定する空所に外層材料が充填され
る。Ｘ線深層リソグラフィによって型挿入物を製造する
こともでき、この型挿入物を用いて、公知の成形技術に
よって線形光学構造素子をも製造することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、非線
形光学マイクロ構造素子を製造し、従来まだ用いられて
いない組み合わせ、特に、線形光学性を有するポリマ−
と、非線形光学性を有するポリマ−との組み合わせを可
能にする製造方法を提供することにある。更に、この製
造方法は従来技術による製造方法よりコストが掛からな
いので、大量生産が可能となる。
形光学マイクロ構造素子を製造し、従来まだ用いられて
いない組み合わせ、特に、線形光学性を有するポリマ−
と、非線形光学性を有するポリマ−との組み合わせを可
能にする製造方法を提供することにある。更に、この製
造方法は従来技術による製造方法よりコストが掛からな
いので、大量生産が可能となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１、
５及び６に記載の方法によって解決される。好ましい態
様は請求項２、３、４及び７乃至１２の内容である。
５及び６に記載の方法によって解決される。好ましい態
様は請求項２、３、４及び７乃至１２の内容である。
【００１０】本発明は、導波路構造だけではなく、非線
形光学性を有する材料がその中に組み込まれたマイクロ
セル構造をもＸ線深層リソグラフィによって形成し得る
という認識に基づいている。
形光学性を有する材料がその中に組み込まれたマイクロ
セル構造をもＸ線深層リソグラフィによって形成し得る
という認識に基づいている。
【００１１】第１の実施例によれば、Ｘ線深層リソグラ
フィによって多層レジスト材料を用いてまず導波路構造
が形成され、それによって生じた空所は充填材料で充填
される。光を導くコア層が、入出力ギャップを除いて全
面的に外層材料で包囲されるように、充填材料は多層レ
ジスト材料の外層と同一の材料からなることが好まし
い。その後、光学マイクロ構造素子の構造に応じて、少
なくとも導波路構造の領域に、後に非線形光学性を有す
る材料で充填される少なくとも１つのマイクロセルが形
成される。
フィによって多層レジスト材料を用いてまず導波路構造
が形成され、それによって生じた空所は充填材料で充填
される。光を導くコア層が、入出力ギャップを除いて全
面的に外層材料で包囲されるように、充填材料は多層レ
ジスト材料の外層と同一の材料からなることが好まし
い。その後、光学マイクロ構造素子の構造に応じて、少
なくとも導波路構造の領域に、後に非線形光学性を有す
る材料で充填される少なくとも１つのマイクロセルが形
成される。
【００１２】マイクロセル構造の形成と同時に、マイク
ロセルに隣接している導波路端部を構造化することは好
ましい。特に、光導波路の端面は、この構造化に起因し
て湾曲状に形成すること、又は光エネルギー電流密度が
増減可能なことによって、回析構造を具備することがで
きる。多層レジスト材料が用いられる場合、３層レジス
ト材料は、好ましい態様によれば、フッ素化ＰＭＭＡの
外層を有するＰＭＭＡが勧められる。
ロセルに隣接している導波路端部を構造化することは好
ましい。特に、光導波路の端面は、この構造化に起因し
て湾曲状に形成すること、又は光エネルギー電流密度が
増減可能なことによって、回析構造を具備することがで
きる。多層レジスト材料が用いられる場合、３層レジス
ト材料は、好ましい態様によれば、フッ素化ＰＭＭＡの
外層を有するＰＭＭＡが勧められる。
【００１３】本発明の他の実施例によれば、Ｘ線深層リ
ソグラフィによってレジスト材料を用いて導波路構造
と、少なくとも１つのマイクロセル構造を有するマイク
ロ構造とを形成し、続いて、ポリマ−材料によって作ら
れる型挿入物を電型法によって製造する。製造後に、マ
イクロ構造を基板上に適用し、非線形光学材料をマイク
ロセル構造内に挿入する。型挿入物を使用することによ
って、第１段階では、Ｘ線深層リソグラフィに適切であ
るレジスト材料を用い、次の成形段階では、所望の光学
特性を特徴とする第２のポリマ−材料を用いることがで
きる。
ソグラフィによってレジスト材料を用いて導波路構造
と、少なくとも１つのマイクロセル構造を有するマイク
ロ構造とを形成し、続いて、ポリマ−材料によって作ら
れる型挿入物を電型法によって製造する。製造後に、マ
イクロ構造を基板上に適用し、非線形光学材料をマイク
ロセル構造内に挿入する。型挿入物を使用することによ
って、第１段階では、Ｘ線深層リソグラフィに適切であ
るレジスト材料を用い、次の成形段階では、所望の光学
特性を特徴とする第２のポリマ−材料を用いることがで
きる。
【００１４】第１段階において、Ｘ線深層リトグラフィ
に適切であるとともに所望の光学特性を有するレジスト
材料を既に用いるときには、型挿入物を製造する必要は
なく、形成されたマイクロセル構造内に非線形光学材料
を直接挿入する。
に適切であるとともに所望の光学特性を有するレジスト
材料を既に用いるときには、型挿入物を製造する必要は
なく、形成されたマイクロセル構造内に非線形光学材料
を直接挿入する。
【００１５】非線形光学材料がポリマ−であることもま
た好ましい。適切な材料はポリフェニレンビニレン（Ｐ
ＰＶ）、ポリエチルアセチレン（ＰＰＡ）、ポリナフチ
レンビニレン（ＰＮＶ）である。非線形光学材料は、マ
イクロセル構造内への挿入後も液状を維持する、液状ポ
リマ−であってもよい。液体非線形光学材料は、被覆層
によって封入される。被覆層としては例えばガラスが適
切である。非線形光学材料は、マイクロセル構造内への
挿入後に低温プラズマ処理又は適切な照射によって固化
させることができる。この場合は被覆層は不要である。
た好ましい。適切な材料はポリフェニレンビニレン（Ｐ
ＰＶ）、ポリエチルアセチレン（ＰＰＡ）、ポリナフチ
レンビニレン（ＰＮＶ）である。非線形光学材料は、マ
イクロセル構造内への挿入後も液状を維持する、液状ポ
リマ−であってもよい。液体非線形光学材料は、被覆層
によって封入される。被覆層としては例えばガラスが適
切である。非線形光学材料は、マイクロセル構造内への
挿入後に低温プラズマ処理又は適切な照射によって固化
させることができる。この場合は被覆層は不要である。
【００１６】マイクロセル構造内を液状ポリマ−で充填
する代わりに、マイクロセル構造内に非線形性の固体を
挿入することもできる。この固体として適切なのは例え
ばチタン酸塩バリウム製の結晶である。こうした場合、
非線形光学固体をまず基板上に適用し、次いで、マイク
ロセル構造が非線形光学固体を包囲するように、本発明
の方法で製造されたマイクロセル構造を基板上に適用す
ることができる。
する代わりに、マイクロセル構造内に非線形性の固体を
挿入することもできる。この固体として適切なのは例え
ばチタン酸塩バリウム製の結晶である。こうした場合、
非線形光学固体をまず基板上に適用し、次いで、マイク
ロセル構造が非線形光学固体を包囲するように、本発明
の方法で製造されたマイクロセル構造を基板上に適用す
ることができる。
【００１７】マイクロ構造全体に、ガラス製の又はガラ
スを含む被覆プレ−トを具備することは好ましい。基板
と被覆層又は被覆プレ−トとのいずれもが、非線形光学
材料又はマイクロ構造を形成する材料よりも小さい屈折
率を有することは好ましい。必要ならば、又は所望の場
合は、電場を介して光学特性に影響を与えるために、非
線形光学材料の領域に電極を設けることができる。これ
は、マイクロ構造を形成した後、非線形光学材料の領域
に第１電極用の金属層を適用し、非線形光学材料を挿入
した後に第２電極用の第２金属層を適用することによっ
て達成される。それが適用される前に、被覆層に適切な
金属被覆を設けることもできる。非線形光学材料が固体
から成るときは、マイクロ構造内へ挿入する前に、この
固体に適切な導電性被覆を設けてもよい。
スを含む被覆プレ−トを具備することは好ましい。基板
と被覆層又は被覆プレ−トとのいずれもが、非線形光学
材料又はマイクロ構造を形成する材料よりも小さい屈折
率を有することは好ましい。必要ならば、又は所望の場
合は、電場を介して光学特性に影響を与えるために、非
線形光学材料の領域に電極を設けることができる。これ
は、マイクロ構造を形成した後、非線形光学材料の領域
に第１電極用の金属層を適用し、非線形光学材料を挿入
した後に第２電極用の第２金属層を適用することによっ
て達成される。それが適用される前に、被覆層に適切な
金属被覆を設けることもできる。非線形光学材料が固体
から成るときは、マイクロ構造内へ挿入する前に、この
固体に適切な導電性被覆を設けてもよい。
【００１８】Ｘ線深層リソグラフィの使用のため、導波
路構造の形状に制限がないので、例えばカップリングキ
ャパシター、ゲ−ト又はスイッチといった種々のマイク
ロ構造素子を製造することができる。更に、種々のポリ
マ−材料を互いに組み合わせることができるので、こう
した材料のより良好な光学特性に基づいて、上記材料の
出力が改良された光学マイクロ構造素子を製造すること
ができる。マイクロ構造素子の製造時間は従来技術の製
造方法による時間よりも短い。このことは、特に、完成
時に品質の損傷を確認することなく、構造を刻み込むた
めの型挿入物を何度も使用し得ることに起因する。
路構造の形状に制限がないので、例えばカップリングキ
ャパシター、ゲ−ト又はスイッチといった種々のマイク
ロ構造素子を製造することができる。更に、種々のポリ
マ−材料を互いに組み合わせることができるので、こう
した材料のより良好な光学特性に基づいて、上記材料の
出力が改良された光学マイクロ構造素子を製造すること
ができる。マイクロ構造素子の製造時間は従来技術の製
造方法による時間よりも短い。このことは、特に、完成
時に品質の損傷を確認することなく、構造を刻み込むた
めの型挿入物を何度も使用し得ることに起因する。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は集積光学マイクロスイッチ１の斜視図であ
る。マイクロ構造を明瞭に示すために、図１の前方右角
の領域で、マイクロ構造素子１の中央領域を除いた。特
に図２からも明らかなように、マイクロスイッチ１は、
２つの交差し合う導波路３ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂによ
り構成される導波路構造２を有する。導波路３，４の交
差領域には、この導波路３，４と同一の材料で形成され
た中央領域６が設けられ、中央領域６にはマイクロセル
構造７が形成され、このマイクロセル構造７内には非線
形光学材料が充填されている。マイクロセル構造７に隣
接している導波路端部５は、光を集束するために、図２
に見られるように湾曲した形状になっている。導波路３
ａ，３ｂによって導びかれた光を切り換え可能とするよ
うに、マイクロセル構造７内に充填された非線形光学材
料の透過性は、例えば導波路４ａに供給された光強度に
よって制御され得る。
する。図１は集積光学マイクロスイッチ１の斜視図であ
る。マイクロ構造を明瞭に示すために、図１の前方右角
の領域で、マイクロ構造素子１の中央領域を除いた。特
に図２からも明らかなように、マイクロスイッチ１は、
２つの交差し合う導波路３ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂによ
り構成される導波路構造２を有する。導波路３，４の交
差領域には、この導波路３，４と同一の材料で形成され
た中央領域６が設けられ、中央領域６にはマイクロセル
構造７が形成され、このマイクロセル構造７内には非線
形光学材料が充填されている。マイクロセル構造７に隣
接している導波路端部５は、光を集束するために、図２
に見られるように湾曲した形状になっている。導波路３
ａ，３ｂによって導びかれた光を切り換え可能とするよ
うに、マイクロセル構造７内に充填された非線形光学材
料の透過性は、例えば導波路４ａに供給された光強度に
よって制御され得る。
【００２０】図１に見られるように、基板８上には、導
波路構造２及び中央領域６を形成する３層レジスト材料
が設けられ、該３層レジスト材料はコア層９と、下方の
外層１０と、上方の外層１１とにより構成される。コア
層９がＰＭＭＡから成るのに対し、外層１０及び１１
は、導波路構造２を包囲する充填材料１２と同様に、フ
ッ素化ＰＭＭＡから成る。導波路構造２全体及びマイク
ロセル構造７は、基板８と同様にガラスから成る被覆層
１３によって被覆されている。上記の光学マイクロ構造
素子１の製造方法を以下に詳述する。図３（ａ）乃至３
（ｅ）は図１の線 III− IIIに沿った断面における製造
工程を示している。
波路構造２及び中央領域６を形成する３層レジスト材料
が設けられ、該３層レジスト材料はコア層９と、下方の
外層１０と、上方の外層１１とにより構成される。コア
層９がＰＭＭＡから成るのに対し、外層１０及び１１
は、導波路構造２を包囲する充填材料１２と同様に、フ
ッ素化ＰＭＭＡから成る。導波路構造２全体及びマイク
ロセル構造７は、基板８と同様にガラスから成る被覆層
１３によって被覆されている。上記の光学マイクロ構造
素子１の製造方法を以下に詳述する。図３（ａ）乃至３
（ｅ）は図１の線 III− IIIに沿った断面における製造
工程を示している。
【００２１】マイクロ構造素子１用の出発原料は基板８
上に形成された３層レジスト材料であり、該３層レジス
ト材料に、中央領域の構造を含めて導波路構造を有する
第１のマスク１５を介してＸ線１４を照射する。
上に形成された３層レジスト材料であり、該３層レジス
ト材料に、中央領域の構造を含めて導波路構造を有する
第１のマスク１５を介してＸ線１４を照射する。
【００２２】次いで、照射された領域を取り除いて、空
所１７及び１８を形成し（図３（ｂ）参照）、続いて下
方の外層１０及び上方の外層１１と同一の材料から成る
充填材料１２を充填する。場合によっては、導波路構造
２並びに外層１０及び１１の表面を紫外線照射によって
予め架橋する必要がある。図３（ｃ）に見られるよう
に、かくして処理した素子に、マイクロセル構造７を有
する第２のマスク１６を介して同様にＸ線１４を照射す
る。
所１７及び１８を形成し（図３（ｂ）参照）、続いて下
方の外層１０及び上方の外層１１と同一の材料から成る
充填材料１２を充填する。場合によっては、導波路構造
２並びに外層１０及び１１の表面を紫外線照射によって
予め架橋する必要がある。図３（ｃ）に見られるよう
に、かくして処理した素子に、マイクロセル構造７を有
する第２のマスク１６を介して同様にＸ線１４を照射す
る。
【００２３】図３（ｄ）に図示するように、照射された
領域を再度取り除いて、マイクロセル構造７を有する他
の空所１９を形成する。図３（ｅ）に図示される他の工
程では、この空所１９内に非線形光学材料を充填し、次
いで被覆層１３を適用する。底部電極２７は、薄膜とし
て基板の上部に直接、蒸着又はスパッタリングされる。
必要ならば、フォトリソグラフィー法によって電極を構
造化することができる。頂部電極２８もまた、被覆プレ
ートの下部に直接、蒸着又はスパッタリングされ、その
後、フォトリソグラフィー法によって構造化される。頂
部電極２８及び底部電極２７のいずれも、図示するよう
に、基板及び被覆プレートの両方の拡張によって得られ
る。
領域を再度取り除いて、マイクロセル構造７を有する他
の空所１９を形成する。図３（ｅ）に図示される他の工
程では、この空所１９内に非線形光学材料を充填し、次
いで被覆層１３を適用する。底部電極２７は、薄膜とし
て基板の上部に直接、蒸着又はスパッタリングされる。
必要ならば、フォトリソグラフィー法によって電極を構
造化することができる。頂部電極２８もまた、被覆プレ
ートの下部に直接、蒸着又はスパッタリングされ、その
後、フォトリソグラフィー法によって構造化される。頂
部電極２８及び底部電極２７のいずれも、図示するよう
に、基板及び被覆プレートの両方の拡張によって得られ
る。
【００２４】図４（ａ）乃至図４（ｆ）は本発明の方法
の他の実施例の製造工程を示す。基板２２上に形成され
たレジスト材料２３にマスク２１を介してＸ線１４を照
射する。マスク２１は後の導波路構造とマイクロセル構
造とを有する。照射し、照射された領域を取り除いた後
に、残ったレジスト材料２３は導波路構造２及びマイク
ロセル構造７を形成する。
の他の実施例の製造工程を示す。基板２２上に形成され
たレジスト材料２３にマスク２１を介してＸ線１４を照
射する。マスク２１は後の導波路構造とマイクロセル構
造とを有する。照射し、照射された領域を取り除いた後
に、残ったレジスト材料２３は導波路構造２及びマイク
ロセル構造７を形成する。
【００２５】レジスト材料２３が導波路を形成するため
に望ましい光学特性をも有する材料であるときは、空所
２４内に非線形材料２０を充填して、所望のマイクロ構
造素子１を製造すればよい。非線形材料２０が液状又は
固体であるかに拠って、構造全体に被覆層１３を具備す
ることができる。
に望ましい光学特性をも有する材料であるときは、空所
２４内に非線形材料２０を充填して、所望のマイクロ構
造素子１を製造すればよい。非線形材料２０が液状又は
固体であるかに拠って、構造全体に被覆層１３を具備す
ることができる。
【００２６】レジスト材料２３が所望の光学特性を有し
ないときは、電型法によって型挿入物２５を製造する。
これは図４（ｃ）に略示されている。この場合、型挿入
物２５は導波路構造２及びマイクロセル構造７を含むマ
イクロ構造を有する。こうした構造を、所望の光学特性
を有する他のポリマ−材料２６によって形成する。図４
（ｅ）に図示した工程の終了後に、マイクロセル構造７
内に非線形材料２０を充填し、場合によっては被覆層１
３を適用する。
ないときは、電型法によって型挿入物２５を製造する。
これは図４（ｃ）に略示されている。この場合、型挿入
物２５は導波路構造２及びマイクロセル構造７を含むマ
イクロ構造を有する。こうした構造を、所望の光学特性
を有する他のポリマ−材料２６によって形成する。図４
（ｅ）に図示した工程の終了後に、マイクロセル構造７
内に非線形材料２０を充填し、場合によっては被覆層１
３を適用する。
【００２７】導波路構造内にもこのマイクロ構造を形成
するために、基板８及び被覆プレ−ト１３は充填材料２
６より小さい屈折率を有する。これは、例えば、基板８
及び被覆プレ−ト１３が夫々２層により成り、例えばマ
イクロ構造素子側を向いた内側の層が予め架橋されたフ
ッ素化ＰＭＭＡにより成り、外側の層がガラス又はフェ
ノ−ル樹脂から成ることによって達成される。
するために、基板８及び被覆プレ−ト１３は充填材料２
６より小さい屈折率を有する。これは、例えば、基板８
及び被覆プレ−ト１３が夫々２層により成り、例えばマ
イクロ構造素子側を向いた内側の層が予め架橋されたフ
ッ素化ＰＭＭＡにより成り、外側の層がガラス又はフェ
ノ−ル樹脂から成ることによって達成される。
【図１】スイッチの形状をなすマイクロ構造素子の斜視
図。
図。
【図２】図１に示されたスイッチのII−IIに沿った断面
図。
図。
【図３】図１に示されたスイッチの III− IIIに沿った
断面における、本発明の方法の実施例に従った製造工程
を表わす図。
断面における、本発明の方法の実施例に従った製造工程
を表わす図。
【図４】本発明の他の実施例に従った製造工程を表わす
図。
図。
１…マイクロ構造素子，２…導波路構造，３…導波路，
４…導波路 ５…導波路端部，６…中央領域，７…マイクロセル構
造，８…基板 ９…コア層，１０…下方の外層，１１…上方の外層，１
２…充填材料 １３…コア層，１４…Ｘ線，１５…第１のマスク，１６
…第２のマスク １７，１８，１９…空所，２０…非線形光学材料，２１
…マスク ２２…基板，２３…レジスト材料，２４…空所，２５…
型挿入物 ２６…ポリマ−材料，２７…底部電極，２８…頂部電
極。
４…導波路 ５…導波路端部，６…中央領域，７…マイクロセル構
造，８…基板 ９…コア層，１０…下方の外層，１１…上方の外層，１
２…充填材料 １３…コア層，１４…Ｘ線，１５…第１のマスク，１６
…第２のマスク １７，１８，１９…空所，２０…非線形光学材料，２１
…マスク ２２…基板，２３…レジスト材料，２４…空所，２５…
型挿入物 ２６…ポリマ−材料，２７…底部電極，２８…頂部電
極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルベルト・オー・モーザー ドイツ連邦共和国、7500 カールスルー エ、マックス − ベックマン − シュ トラーセ ４ (72)発明者 クラウス・ミュレン ドイツ連邦共和国、6500 マインツ、ドラ イザー・シュトラーセ 82ベー (72)発明者 クリストフ・ブーベック ドイツ連邦共和国、6668 エルトフィレ ５、ボルンベーク ７ (72)発明者 ハンス − ディーター・バウアー ドイツ連邦共和国、6501 パルテンハイ ム、ヒンターガッセ 22アー
Claims (12)
- 【請求項１】 Ｘ線深層リソグラフィによって多層レジ
スト材料を用いてまず導波路構造を形成し、この際生じ
た空所に前記多層レジスト材料の外層に相当する充填材
料を充填する、非線形光学マイクロ構造素子の製造方法
において、 続いて、少なくとも前記導波路構造の領域に、Ｘ線深層
リソグラフィによって少なくとも１つのマイクロセル構
造を形成し、その後前記マイクロセル構造内に非線形光
学性を有する材料を挿入することを特徴とする製造方
法。 - 【請求項２】 前記マイクロセル構造の形成と同時に、
前記マイクロセルに隣接している導波路端部を構造化す
る請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項３】 多層レジスト材料として３層レジスト材
料を使用する請求項１又は２に記載の製造方法。 - 【請求項４】 前記３層レジスト材料の外層にはフッ素
化ＰＭＭＡを、コア層にはＰＭＭＡを使用する請求項３
に記載の製造方法。 - 【請求項５】 Ｘ線深層リソグラフィによってレジスト
材料を用いてマイクロ構造を形成し、続いてポリマ−材
料によって形成される型挿入物を電型法によって製造す
る、非線形光学マイクロ構造素子の製造方法において、 導波路構造と、少なくとも１つのマイクロセル構造を有
するマイクロ構造とを、前記レジスト材料を用いて雄型
として製造すること、製造後に前記マイクロ構造を基板
に適用すること、及び前記マイクロセル構造内に非線形
光学材料を挿入することを特徴とする製造方法。 - 【請求項６】 Ｘ線深層リソグラフィによってレジスト
材料を用いてマイクロ構造を形成する、活性な光学マイ
クロ構造素子の製造方法において、 導波路構造と、少なくとも１つのマイクロセル構造とを
有するマイクロ構造を前記レジスト材料を用いて形成す
ること、及び前記マイクロセル構造内に非線形光学材料
を挿入することを特徴とする製造方法。 - 【請求項７】 非線形光学材料としてポリマ−を用いる
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の製造方法。 - 【請求項８】 少なくとも前記非線形光学材料の領域に
被覆層が適用される請求項１乃至７のいずれか１項に記
載の製造方法。 - 【請求項９】 非線形光学材料が、前記マイクロセル構
造内への挿入後も液状を維持し、被覆層によって密封さ
れる請求項１乃至８のいずれか１項に記載の製造方法。 - 【請求項１０】 ガラス製被覆層が用られる請求項９に
記載の製造方法。 - 【請求項１１】 非線形光学材料が、前記マイクロセル
構造内への挿入後に、低温プラズマ処理又は適切な照射
によって固化する請求項１乃至１０のいずれか１項に記
載の製造方法。 - 【請求項１２】 前記非線形光学材料が電極を具備する
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4200396A DE4200396C1 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | |
| DE4200396:2 | 1992-01-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618942A true JPH0618942A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=6449274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5002811A Pending JPH0618942A (ja) | 1992-01-10 | 1993-01-11 | 非線形光学マイクロ構造素子の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5376507A (ja) |
| EP (1) | EP0551119A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0618942A (ja) |
| DE (1) | DE4200396C1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6541592B1 (en) | 1999-08-12 | 2003-04-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Thermoplastic elastomer composition and ethylene-α-olefin copolymer |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4310976C1 (de) * | 1993-04-03 | 1994-07-21 | Imm Inst Mikrotech | Trägermaterial und Verfahren zur Vorbehandlung solcher Trägermaterialien |
| DE19707093A1 (de) * | 1997-02-24 | 1998-09-03 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Herstellung integrierter planarer optischer Strukturen |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2933570C3 (de) * | 1979-08-18 | 1982-02-25 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zum Herstellen von Trenndüsenelementen |
| JPS60232509A (ja) * | 1984-05-02 | 1985-11-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光学素子の製造方法 |
| JPS61167930A (ja) * | 1985-01-21 | 1986-07-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタ−ニング可能な非線形光学素子用材料および非線形光学素子の製造方法 |
| DE3611246A1 (de) * | 1986-04-04 | 1987-10-15 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zum herstellen eines passiven optischen bauelements mit einem oder mehreren echelette-gittern und nach diesem verfahren hergestelltes bauelement |
| US4775215A (en) * | 1986-10-31 | 1988-10-04 | Hoechst Celanese Corporation | Nonlinear optical devices |
| JPH0721599B2 (ja) * | 1987-01-21 | 1995-03-08 | 国際電信電話株式会社 | 導波路型光スイツチ |
| DE3909449A1 (de) * | 1989-03-22 | 1990-11-22 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von leuchtschirmen, verstaerkungs- oder speicherfolien fuer die roentgendiagnostik |
| DE4006863A1 (de) * | 1990-03-05 | 1991-09-12 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optisches wellenleiterbauelement und verfahren zum herstellen eines optischen wellenleiterbauelementes |
| FR2660440B1 (fr) * | 1990-04-03 | 1992-10-16 | Commissariat Energie Atomique | Composant optique integre protege contre l'environnement et son procede de fabrication. |
| DE4024275A1 (de) * | 1990-07-31 | 1992-02-06 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von mikrostrukturen mit bereichsweise unterschiedlicher strukturhoehe |
| US5230990A (en) * | 1990-10-09 | 1993-07-27 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing an optical waveguide array using a resist master |
| US5106211A (en) * | 1991-02-14 | 1992-04-21 | Hoechst Celanese Corp. | Formation of polymer channel waveguides by excimer laser ablation and method of making same |
| US5253319A (en) * | 1992-02-24 | 1993-10-12 | Corning Incorporated | Planar optical waveguides with planar optical elements |
-
1992
- 1992-01-10 DE DE4200396A patent/DE4200396C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-08 US US08/002,822 patent/US5376507A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-08 EP EP93100196A patent/EP0551119A1/de not_active Withdrawn
- 1993-01-11 JP JP5002811A patent/JPH0618942A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6541592B1 (en) | 1999-08-12 | 2003-04-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Thermoplastic elastomer composition and ethylene-α-olefin copolymer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0551119A1 (de) | 1993-07-14 |
| DE4200396C1 (ja) | 1993-02-04 |
| US5376507A (en) | 1994-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5160523A (en) | Method of producing optical waveguides by an ion exchange technique on a glass substrate | |
| US4933262A (en) | Method of making integrated optical component | |
| KR100248055B1 (ko) | 하이브리드 광도파로 및 그 제작 공정 | |
| WO2001044844A1 (en) | Method for making an integrated optical circuit | |
| JPH0627505A (ja) | 非線形光学マイクロ構造素子の製造方法 | |
| JP2000284136A (ja) | ２次元および３次元フォトニック結晶の作製方法 | |
| JP2000075117A (ja) | 回折格子作製方法及び回折格子 | |
| US4362598A (en) | Method of patterning a thick resist layer of polymeric plastic | |
| JPH0618942A (ja) | 非線形光学マイクロ構造素子の製造方法 | |
| EP0358414A2 (en) | Optical waveguide | |
| CN107492787B (zh) | 激光器元件、激光器元件的制造方法 | |
| JP3576885B2 (ja) | 素子の製造方法 | |
| US7384724B2 (en) | Method for fabricating optical devices in photonic crystal structures | |
| JPH0145881B2 (ja) | ||
| JP2002228867A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JP2002048915A (ja) | 偏光素子及びその製造方法 | |
| JP2003020258A (ja) | 光を用いた透明誘電体物体への微細空洞加工方法及びその装置 | |
| JP4170579B2 (ja) | 回折格子型偏光素子及びその製造方法 | |
| JPS6039201B2 (ja) | 集積光結合装置の製造方法 | |
| JP2942825B1 (ja) | 面外分岐ミラーを有する光集積回路の製造方法 | |
| JPH05313032A (ja) | 光導波路の作製方法 | |
| JP2005099514A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JPH08101320A (ja) | 微小構造体およびその作製方法 | |
| JPS6348501A (ja) | 平板マイクロレンズ | |
| JPH0736350Y2 (ja) | 光デバイス |