JPH06216456A - Manufacture of waveguide type glass laser - Google Patents
Manufacture of waveguide type glass laserInfo
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- JPH06216456A JPH06216456A JP2166893A JP2166893A JPH06216456A JP H06216456 A JPH06216456 A JP H06216456A JP 2166893 A JP2166893 A JP 2166893A JP 2166893 A JP2166893 A JP 2166893A JP H06216456 A JPH06216456 A JP H06216456A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスを発光母材とす
る導波型ガラスレーザの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a waveguide type glass laser using glass as a light emitting base material.
【0002】[0002]
【従来の技術】発光媒質を含む発光母材としてガラスを
利用したレーザとして、発光母材の形状を円柱状にし発
光媒質を添加したコアとそれより屈折率の低いクラッド
ガラスで導波構造を形成したガラスファイバレーザ及び
ガラスファイバアンプがある。これらの導波型ガラスレ
ーザの中には、半導体レーザに比べ優れた特性を示すも
のがあり、長距離光通信用素子としての応用に向けて実
用化されつつあるものもある。2. Description of the Related Art As a laser using glass as a light emitting base material containing a light emitting medium, a waveguide structure is formed by a core in which the light emitting base material has a cylindrical shape and a light emitting medium is added and a clad glass having a lower refractive index than that of the core. There are glass fiber lasers and glass fiber amplifiers. Some of these guided glass lasers have excellent characteristics as compared with semiconductor lasers, and some of them are being put to practical use for application as long-distance optical communication devices.
【0003】これらレーザの発光母材ガラス材料として
は主として石英ガラスとフッ化物ガラスが用いられてい
るが、上記のファイバ形状導波型ガラスレーザの作製法
はいずれの場合でもガラスファイバの製造技術に基づい
て展開されてきた。すなわち、石英ガラスの場合には、
VAD 法または MCVD 法に液侵法と呼ばれている方法を複
合させ発光媒質を添加させた発光母材ガラスを形成する
方法(ここでは気相ー液侵法と呼ぶ)がとられる。一例
をあげれば、VAD 法を用いてコアスート(ガラス微粒
子)を作製し発光媒質である希土類元素ハロゲン化物を
含むアルコール溶液に浸透させたのち焼結させコアロッ
ドとし、これにクラッドスートを形成したのち再び焼結
させガラスプリフォームを形成し、これからガラスファ
イバを紡糸しレーザを製作する。Quartz glass and fluoride glass are mainly used as the light emitting base material of these lasers, and the above-mentioned fiber-shaped waveguide type glass laser manufacturing method can be applied to glass fiber manufacturing technology in any case. Has been developed based on. That is, in the case of quartz glass,
The VAD method or MCVD method is combined with the so-called immersion method to form a luminescent matrix glass with a luminescent medium added (herein called vapor-liquid immersion method). As an example, VAD method is used to prepare core soot (glass particles), which is soaked in an alcohol solution containing a rare earth element halide, which is a light emitting medium, and then sintered to form a core rod. A glass preform is formed by sintering, and a glass fiber is spun from this to manufacture a laser.
【0004】一方フッ化物ガラスの場合には、金属フッ
化物の多成分融液をコア及びクラッド用に二融液用意
し、まず鋳型にクラッド融液を流し込み鋳型に接触する
クラッド融液外側が固化し中心部がまだ融液状態である
適当なる時間経過の後、その融液状態にある部分を鋳型
から排除し、その際形成された空間にコアガラス融液を
流し込み冷却させることによりガラスプリフォームを形
成する。このとき発光媒質である希土類元素フッ化物を
コアガラス融液に同時に溶融させて、コアに発光媒質を
添加したガラスレーザ用プリフォームを形成する(ここ
では同時融液法と呼ぶ)。これからガラスファイバを紡
糸し導波型ガラスレーザを製作する。On the other hand, in the case of fluoride glass, a multi-component melt of metal fluoride is prepared as two melts for the core and the clad, and the clad melt is first poured into the mold and the outside of the clad melt contacting the mold is solidified. Then, after an appropriate period of time in which the central part is still in the melt state, the part in the melt state is removed from the mold, and the core glass melt is poured into the space formed at this time to cool the glass preform. To form. At this time, the rare earth element fluoride, which is a light emitting medium, is simultaneously melted in the core glass melt to form a preform for a glass laser in which the light emitting medium is added to the core (referred to as a simultaneous melt method here). From this, a glass fiber is spun to manufacture a guided glass laser.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ化
物ガラスを例にすればバルクガラスとして透過特性の優
れたガラス、例えば ZnF2-GaF3-InF3-PbF2系ガラスや P
bF2-AlF3系ガラスがあるにもかかわらず、上記従来技術
においてはそれをガラス発光母材とする導波型ガラスレ
ーザを作製することができなかった。これは、従来の導
波型ガラスレーザ作製法ではガラス安定性のとりわけ優
れた一部のフッ化物ガラスからでないと導波型ガラスレ
ーザを作製することができず、透過特性がすぐれていて
もガラス安定性が高くないガラス系はその対象にできな
かったからである。すなわち、従来法はフッ化物ガラス
のなかでも特にガラス化しやすい数少ない系しか対象に
できなかったからである。However, when a fluoride glass is taken as an example, a glass having excellent transmission characteristics as a bulk glass, for example, ZnF 2 -GaF 3 -InF 3 -PbF 2 based glass or P
Despite the presence of bF 2 -AlF 3 based glass, it was not possible to fabricate a waveguide type glass laser using the glass as a glass emission base material in the above-mentioned conventional technique. This is because the conventional guided glass laser manufacturing method can manufacture a guided glass laser only from a part of the fluoride glass, which has particularly excellent glass stability, and even if the transmission characteristics are excellent, This is because glass systems that are not highly stable could not be targeted. That is, the conventional method can be applied only to a few of the fluoride glasses which are particularly easy to vitrify.
【0006】従来のフッ化物導波型ガラスレーザ作製工
程において、ガラス安定性がいかに重要な鍵となるかに
ついて説明する。従来の導波型ガラスレーザ作製工程に
おいてガラスの安定性が問題となるのは、第一段階のガ
ラスプリフォーム工程におけるガラス融液の冷却過程お
よびコア・クラッドガラス界面近くのクラッドガラスの
再加熱過程と、第二段階のファイバ紡糸工程における再
加熱過程においてである。How important the glass stability is in the conventional fluoride-guided glass laser manufacturing process will be described. The stability of glass is a problem in the conventional waveguide glass laser manufacturing process, the cooling process of the glass melt and the reheating process of the clad glass near the core-clad glass interface in the first stage glass preforming process. And in the reheating process in the second stage fiber spinning process.
【0007】ガラス安定性を議論するときは、二つの指
標、すなわち結晶化開始温度Tx とガラス転移温度Tg
の差ΔT=Tx −Tg および臨界冷却速度とを用いる。
一般に、結晶成長速度と核形成速度は、それぞれ結晶化
開始温度とガラス転移温度の近傍で最大となるような温
度依存性をとる。従って、結晶化開始温度とガラス転移
温度の差ΔT=Tx −Tg は、結晶成長速度と核形成速
度とを温度の関数として図示したときの両者の重なりの
程度に対応している。すなわち、ΔTが大であれば両者
の重なりの程度が小さくなり結晶が出現しにくくなりガ
ラス安定性が高いことを表す。また臨界冷却速度は、ガ
ラス 融液を冷却して結晶を含まないガラスを作製する
ことができる冷却速度の最小値であり、この数値が小で
ある程急冷せずにガラス化できるので、ガラス安定性が
高いことを表す。When discussing glass stability, there are two indicators: crystallization onset temperature T x and glass transition temperature T g.
Difference ΔT = T x −T g and the critical cooling rate.
In general, the crystal growth rate and the nucleation rate have temperature dependences that are maximum near the crystallization start temperature and the glass transition temperature, respectively. Therefore, the difference ΔT = T x −T g between the crystallization start temperature and the glass transition temperature corresponds to the degree of overlap between the crystal growth rate and the nucleation rate as a function of temperature. That is, when ΔT is large, the degree of overlap between the two is small, crystals are less likely to appear, and the glass stability is high. The critical cooling rate is the minimum value of the cooling rate at which the glass melt can be cooled to produce glass that does not contain crystals.The smaller this value is, the more vitrification is possible without rapid cooling. It indicates that the property is high.
【0008】以上記載した二つの指標の観点から、従来
の導波型ガラスレーザ作製法が適用できるガラス系を議
論すれば、臨界冷却速度が小さく、ΔTが大きいガラス
系に従来製法は制限される。臨界冷却速度は、一部のフ
ッ化物ガラス組成で測定され0.7から 370 K/minまでの
範囲の数値が報告されている。 ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-A
lF3-NaF 系ガラスは、この中での最小値 0.7 K/minをと
り、きわめて優れた安定性を示す。従来法で導波型ガラ
スレーザを作製した実際例では、ほとんどの場合ガラス
母材として ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF 系ガラスを
用いるが、この理由はこのガラス系の並外れたガラス安
定性のためである。From the viewpoint of the above-mentioned two indexes, a glass system to which the conventional waveguide type glass laser manufacturing method can be applied will be discussed. The conventional manufacturing method is limited to a glass system having a small critical cooling rate and a large ΔT. . The critical cooling rate was measured for some fluoride glass compositions and reported values in the range of 0.7 to 370 K / min. ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-A
The lF3-NaF glass has a minimum value of 0.7 K / min, and exhibits extremely excellent stability. In most practical cases where a waveguide glass laser was manufactured by the conventional method, ZrF 4 -HfF 4 -BaF 2 -LaF 3 -AlF 3 -NaF system glass is used as the glass base material in most cases. Because of the extraordinary glass stability of.
【0009】一方、 ZnF2-GaF3-InF3-PbF2系ガラスの臨
界冷却速度のデータはないがΔTは40-60 K となってお
り、 ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF 系ガラスにおける
90K よりずっと小さな数値である。実際、 ZnF2-GaF3-
InF3-PbF2系ガラスにおいては、ガラスの再加熱過程が
あまり問題にならない非導波構造に限りガラス融液を鋳
型に流し込み急冷する手法をもちいてガラスを作製する
ことができるが、導波構造を持つガラスプリフォームを
製作することはできない。また、 PbF2-AlF3系ガラスに
至っては、冷却速度をきわめて大きくとれる特殊な製法
を用いて初めてガラス化することができ、しかもその場
合であっても薄いリボン状ガラスしかできない。On the other hand, although there is no data on the critical cooling rate of ZnF 2 -GaF 3 -InF 3 -PbF 2 type glass, ΔT is 40-60 K, and ZrF 4 -HfF 4 -BaF 2 -LaF 3- In AlF 3 -NaF glasses
It's much smaller than 90K. In fact, ZnF 2 -GaF 3-
In the InF 3 -PbF 2 system glass, the glass can be produced by the method of pouring the glass melt into the mold and quenching it only in the non-waveguide structure where the reheating process of the glass does not matter so much. It is not possible to make structured glass preforms. In addition, PbF 2 -AlF 3 based glass can be vitrified for the first time by using a special manufacturing method that can achieve a very high cooling rate, and even in that case, only thin ribbon glass can be produced.
【0010】以上述べたように、従来技術で作製できる
導波型ガラスレーザでは、ガラス母材として利用できる
のは ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF 系ガラスに限られ
ていた。このガラス系より赤外透過波長領域ののびた Z
nF2-GaF3-InF3-PbF2ガラス系や PbF2-AlF3系ガラスの存
在が公知であるにもかかわらず、これらガラス系のレー
ザを従来技術で作製することはガラス安定性の観点から
不可能であった。またこれら安定性の高くないガラス系
を発光母材として利用する導波型ガラスレーザ製作法に
関する技術の開示はなされていなかった。As described above, in the waveguide type glass laser which can be produced by the conventional technique, only the ZrF 4 -HfF 4 -BaF 2 -LaF 3 -AlF 3 -NaF type glass can be used as the glass base material. Was there. Z that extends the infrared transmission wavelength range from this glass system
Although the existence of nF 2 -GaF 3 -InF 3 -PbF 2 glass-based and PbF 2 -AlF 3 -based glasses is known, it is important to fabricate these glass-based lasers by conventional techniques from the viewpoint of glass stability. Because it was impossible. Further, there has not been disclosed a technique relating to a method of producing a waveguide type glass laser using these glass systems having low stability as a light emitting base material.
【0011】以上導波型フッ化物ガラスレーザの製法上
の問題点に関する説明をしてきたが、ここで従来技術に
における欠点をまとめると以下に記載する内容となる。 (1)発光母材の材質が気相ー液侵法では SiO2 ・GeO2
に、同時融液法では融液からの急冷でガラスとなる一部
の金属フッ化物多成分系に限定され、それ以外のガラス
を発光母材として利用することができず発光母材ガラス
の選択の自由度がきわめて小さかった。 (2)発光媒質の電子準位は、電子ー配位子相互作用の
影響を受けるため発光母材材料の種類で発光特性が変化
する。そこで、発光母材材料の種類を変えることで発光
特性を改善する手法がこの分野では通常用いられる。し
かし、(1)により発光母材ガラスの選択の自由度が小
さいため発光特性の改善に限界があった。 (3)発光母材ガラスとして利用できる石英系ガラス及
びフッ化物ガラスの透過波長範囲の最大波長は、それぞ
れ 2μm および 3.6μm 程度に限定される。そのため、
レーザの発光波長範囲も限定されてしまい、これを超え
た波長範囲のレーザを作製することが困難であった。 (4)石英ガラスにしろフッ化物ガラスにしろ上記方法
で作製された発光母材の形状は円柱状に限られ、それ以
外の導波構造をとることができなかった。The above has been a description of the problems in the method of manufacturing a waveguide type fluoride glass laser. Here, the shortcomings of the prior art are summarized below. (1) The material of the luminescent base material is SiO 2 · GeO 2 in the vapor-liquid immersion method.
In addition, in the simultaneous melt method, it is limited to some metal fluoride multi-component system which becomes glass by quenching from the melt, and other glasses cannot be used as the light emitting base material The degree of freedom of was very small. (2) Since the electron level of the light emitting medium is affected by the electron-ligand interaction, the light emitting characteristics change depending on the type of the light emitting base material. Therefore, a method of improving the light emitting characteristics by changing the type of the light emitting base material is usually used in this field. However, due to (1), the degree of freedom in selecting the light emitting base material glass is small, and thus there is a limit to improvement of the light emitting characteristics. (3) The maximum wavelengths in the transmission wavelength range of quartz glass and fluoride glass that can be used as the luminescent base glass are limited to about 2 μm and 3.6 μm, respectively. for that reason,
The emission wavelength range of the laser is also limited, and it is difficult to manufacture a laser with a wavelength range exceeding this range. (4) Whether quartz glass or fluoride glass, the shape of the light-emitting base material produced by the above method is limited to a cylindrical shape, and no other waveguide structure can be formed.
【0012】本発明の目的は、従来技術の上記欠点を改
善し、発光母材として利用できるガラス材料の種類を限
定することなくかつ円柱状以外の導波構造をとれる導波
型ガラスレーザを作製することができる導波型ガラスレ
ーザの製造方法を提供することである。An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to produce a waveguide type glass laser capable of taking a waveguide structure other than a cylindrical shape without limiting the kinds of glass materials usable as a light emitting base material. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a guided glass laser that can be manufactured.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、スパッタリング法・真空蒸着法(電子ビ
ーム蒸着法・抵抗加熱蒸着法)・分子線ビーム蒸着法等
の物理蒸着法あるいは化学蒸着法として分類される薄膜
作製法を気相ー液浸法及び同時融液法に変わるガラス薄
膜の作製手段及び発光媒質の添加手段として用い、また
選択エッチング法あるいは特定のパターンを表面にもつ
平板を薄膜に押し付けてそのパターンを転写する方法を
光導波構造設定のためのガラス薄膜加工手段として用い
ることで導波型ガラスレーザを作製する。In order to achieve this object, the present invention provides a physical vapor deposition method such as a sputtering method, a vacuum vapor deposition method (electron beam vapor deposition method, resistance heating vapor deposition method), a molecular beam deposition method, or the like. The thin film forming method classified as the chemical vapor deposition method is used as a means for forming a glass thin film and a means for adding a luminescent medium, which is to be changed to a vapor-liquid immersion method and a simultaneous melt method, and has a selective etching method or a specific pattern on the surface A waveguide type glass laser is manufactured by using a method of pressing a flat plate against a thin film and transferring the pattern as a glass thin film processing means for setting an optical waveguide structure.
【0014】[0014]
【作用】本発明の作製法によって、発光母材として利用
できるガラス材料の種類を大幅に拡大することができ、
発光母材ガラスの選択の自由度を極めて大きくすること
ができる。またこのことは、発光母材ガラスを最適化す
ることによってレーザの特性改善を図ることができるこ
とを意味し、さらにこれによってガラスの透過波長領域
も特に赤外領域において長波長側に延ばすことができる
ので、従来技術では実現できなかった遠赤外領域の導波
型ガラスレーザを製作することができる。この作製法に
よれば、基板の形状にしたがってガラス薄膜多層構造を
とれるので、基板の形状を選択することにより、円柱状
以外の形状のレーザを作製することができる。この結
果、本発明は上記欠点(1)から(4)を改善する本課
題を解決することができる。By the manufacturing method of the present invention, the types of glass materials that can be used as the light-emitting base material can be greatly expanded,
The degree of freedom in selecting the light emitting base material glass can be greatly increased. This also means that the characteristics of the laser can be improved by optimizing the light emitting base material glass, and further, the transmission wavelength region of the glass can be extended to the long wavelength side particularly in the infrared region. Therefore, it is possible to manufacture a guided glass laser in the far infrared region, which cannot be realized by the conventional technique. According to this manufacturing method, a glass thin film multilayer structure can be obtained according to the shape of the substrate. Therefore, by selecting the shape of the substrate, a laser having a shape other than a cylindrical shape can be manufactured. As a result, the present invention can solve the present problem to improve the above disadvantages (1) to (4).
【0015】[0015]
【実施例】リッジ型導波構造ガラスレーザの製作法の実
施例について説明する。 〔実施例1〕半導体基板上に下部クラッドガラス薄膜を
形成し、次にこの薄膜に選択エッチング法で溝を形成
し、さらに発光媒質を含むコアガラス薄膜と上部クラッ
ドガラス薄膜を形成することにより導波型ガラスレーザ
を製作する一実施例で、従来技術である同時融液法でガ
ラス化できるフッ化物ガラス材料であるが従来技術では
作製できない薄膜形状の導波型ガラスレーザの作製法の
実施例を図1に示す。まず、GaAs (100) 基板1上に下
部クラッドガラス用のフッ化物ガラス例えば40%ZrF4-13
%HfF4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF をターゲットに
してスパッタリング法例えばマグネトロンスパッタリン
グ法を用いて厚さ10μm の下部クラッドガラス薄膜 2を
形成させる〔図1(a)。〕 次に、SiN 薄膜をプラズマ CVD法にてクラッドガラス薄
膜上に析出させ、幅20μm の窓を通常のフォトエッチン
グ工程で形成し選択エッチング用マスク4とする。ZrOC
l2-HCl系エッチャントを選択エッチャントとしてクラッ
ドガラス薄膜を選択エッチングし、深さ2μm の溝を形
成する〔図1(b)〕。ついで、SiN 選択エッチングマ
スクをフッ酸系エッチャントで除去する。その後、溝を
形成した下部クラッド薄膜3上にマグネトロンスパッタ
リング法を用いて発光媒質として Tm を添加したコア用
のフッ化物ガラス例えば 53%ZrF4-20%BaF2-4%LaF3-3%Al
F3-20%NaF と上部クラッドガラス用のフッ化物ガラス例
えば 40%ZrF4-13%HfF4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF
をターゲットにして、それぞれ厚さ8μm のコア薄膜5
と厚さ10μm の上部クラッド薄膜6を析出させる〔図1
(c)〕。次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ 150μm と
し、へき開操作により凹凸のない平板状のガラス多層膜
端面とする。その後、一方の端面には励起光に対して0
%レーザ発振光に対して 100%に近い反射率をもつ光学
膜を、また他方の端面には励起光に対して 100%レーザ
光に対して適当な反射率を持った光学膜を、例えば電子
ビーム蒸着法で付着させる。この結果、長さ10cm 幅1
cmで導波路幅20μm のリッジ型導波構造を持つ導波型ガ
ラスレーザを製作することができる。このレーザにおい
て、例えば波長 670nmのレーザ光でコア薄膜5の発光領
域を紙面に垂直な方向に励起すると波長 2.31nm で発振
する導波型ガラスレーザとすることができ、近赤外領域
の高輝度・高集光性・可干渉性光源として利用すること
ができる。EXAMPLE An example of a method of manufacturing a ridge-type waveguide structure glass laser will be described. [Example 1] A lower clad glass thin film is formed on a semiconductor substrate, a groove is then formed in this thin film by a selective etching method, and a core glass thin film containing a light emitting medium and an upper clad glass thin film are formed. An example of manufacturing a corrugated glass laser, an example of a method of manufacturing a thin film waveguide glass laser that is a fluoride glass material that can be vitrified by the conventional simultaneous melting method but cannot be manufactured by the conventional technology. Is shown in FIG. First, on a GaAs (100) substrate 1, a fluoride glass for lower clad glass, such as 40% ZrF 4 -13
% HfF 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% AlF 3 -20% NaF is used as a target to form a lower clad glass thin film 2 with a thickness of 10 μm by a sputtering method, for example, magnetron sputtering method [Fig. 1 (A). Next, a SiN thin film is deposited on the clad glass thin film by the plasma CVD method, and a window having a width of 20 μm is formed by a normal photoetching process to form the selective etching mask 4. ZrOC
The clad glass thin film is selectively etched using the l 2 -HCl-based etchant as a selective etchant to form a groove having a depth of 2 μm [FIG. 1 (b)]. Then, the SiN selective etching mask is removed with a hydrofluoric acid-based etchant. After that, on the lower clad thin film 3 in which the groove is formed, a fluoride glass for the core, in which Tm is added as a light emitting medium by using a magnetron sputtering method, for example, 53% ZrF 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% Al
F 3 -20% NaF and fluoride glass for upper cladding glass, e.g. 40% ZrF 4 -13% HfF 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% AlF 3 -20% NaF
Targeting each of the core thin film 5 with a thickness of 8 μm
And an upper clad thin film 6 with a thickness of 10 μm is deposited [Fig. 1
(C)]. Then, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm and cleaved to form a flat glass multi-layered film end face without irregularities. After that, one end face is 0 for the excitation light.
% An optical film with a reflectance of near 100% for laser oscillation light, and an optical film with an appropriate reflectance for 100% laser light for excitation light on the other end face. It is attached by the beam evaporation method. This results in a length of 10 cm and a width of 1.
It is possible to fabricate a waveguide glass laser having a ridge waveguide structure with a waveguide width of 20 μm in cm. In this laser, for example, a waveguide type glass laser that oscillates at a wavelength of 2.31 nm can be obtained by exciting the light emitting region of the core thin film 5 in a direction perpendicular to the paper surface with a laser beam having a wavelength of 670 nm.・ It can be used as a light source with high light condensing and coherence.
【0016】〔実施例2〕半導体基板上に下部クラッド
ガラス薄膜を形成し、次にこの下部クラッドガラスのガ
ラス軟化温度近傍まで下部クラッドガラスを加熱した状
態で凸型の断面を持つストライプ状突起物(凸型ストラ
イプ状突起物)を持つ金属板を下部クラッドガラス薄膜
に押しつけることで溝を形成し、さらに発光媒質を含む
コアガラス薄膜と上部クラッドガラス薄膜を形成するこ
とにより導波型ガラスレーザを製作する一実施例で、従
来技術である同時融液法でガラス化できるフッ化物ガラ
ス材料であるが従来技術では作製できない薄膜形状の導
波型ガラスレーザの作製法の実施例を図2に示す。GaAs
(100) 基板1上に下部クラッドガラス用のフッ化物ガ
ラス例えば 40%ZrF4-13%HfF4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-2
0%NaF をターゲットにしてスパッタリング法例えばマグ
ネトロンスパッタリング法を用いて厚さ10μm の下部ク
ラッドガラス薄膜2を形成させる〔図2(a)〕。次
に、下部クラッドガラスのガラス軟化温度近傍に下部ク
ラッドガラス薄膜を加熱した状態で幅 20 m 段差2μm
の凸型ストライプ状突起物を表面に有する Ni 平板7を
下部クラッドガラス薄膜に押し付けた後取り去ること
で、下部クラッドガラス薄膜表面に Ni 平板のレプリカ
として幅 20 μm 段差2μm の溝を形成する〔図2
(b)〕。その後、溝を形成した下部クラッド薄膜2上
にマグネトロンスパッタリング法を用いて発光媒質とし
て Er を添加したコア用のフッ化物ガラス例えば 53%Zr
F4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF と上部クラッドガラ
ス用のフッ化物ガラス例えば 40%ZrF4-13%HfF4-20%BaF2
-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF をターゲットにして、それぞれ
厚さ8μm のコアガラス薄膜5と厚さ10μm の上部クラ
ッドガラス薄膜6を析出させる〔図2(c)〕。次に、
GaAs 基板を研磨し厚さ150 μm とし、GaAsへき開操作
により凹凸のない平板状のガラス多層膜端面とする。そ
の後、一方の端面には励起光に対して0%レーザ発振光
に対して 100%に近い反射率をもつ光学膜を、また他方
の端面には励起光に対して 100%レーザ光に対して適当
な反射率を持った光学膜を、例えば電子ビーム蒸着法で
付着させる。この結果、長さ10cm,幅1cmで導波路幅20
μm のリッジ型導波構造を持つ導波型ガラスレーザを製
作することができる。このレーザにおいて、例えば波長
790nmのレーザ光でコア薄膜5の発光領域を紙面に垂直
な方向に励起すれば、波長2.75nmで発振する導波型ガラ
スレーザとすることができ、近赤外領域の高輝度・高集
光性・可干渉性光源として利用することができる。EXAMPLE 2 A lower clad glass thin film is formed on a semiconductor substrate, and then the lower clad glass is heated to a temperature near the glass softening temperature of the lower clad glass. A metal plate having (convex stripe-shaped protrusions) is pressed against the lower clad glass thin film to form a groove, and a core glass thin film containing a light emitting medium and an upper clad glass thin film are formed to form a waveguide glass laser. FIG. 2 shows an example of a method of producing a thin film waveguide glass laser, which is a fluoride glass material that can be vitrified by the conventional simultaneous melting method, but cannot be produced by the conventional technology. . GaAs
(100) Fluoride glass for lower clad glass on substrate 1, eg 40% ZrF 4 -13% HfF 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% AlF 3 -2
A lower cladding glass thin film 2 having a thickness of 10 μm is formed by a sputtering method, for example, a magnetron sputtering method using 0% NaF 3 as a target [FIG. 2 (a)]. Next, with the lower clad glass thin film heated near the glass softening temperature of the lower clad glass, the width is 20 m and the step is 2 μm.
The Ni flat plate 7 having the convex stripe-shaped projections on the surface is pressed against the lower clad glass thin film and then removed to form a groove with a width of 20 μm and a step of 2 μm on the surface of the lower clad glass thin film as a replica of the Ni flat plate [Fig. Two
(B)]. After that, on the lower clad thin film 2 in which the groove is formed, a magnetron sputtering method is used to add Er as a light emitting medium to the core fluoride glass, for example, 53% Zr.
F 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% AlF 3 -20% NaF and fluoride glass for upper cladding glass, e.g. 40% ZrF 4 -13% HfF 4 -20% BaF 2
Targeting -4% LaF 3 -3% AlF 3 -20% NaF, a core glass thin film 5 having a thickness of 8 μm and an upper clad glass thin film 6 having a thickness of 10 μm are deposited [FIG. 2 (c)]. next,
A GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and GaAs is cleaved to form a flat glass multi-layered film end face with no irregularities. After that, one end face is coated with an optical film having a reflectance close to 100% with respect to 0% laser oscillation light with respect to the excitation light, and the other end face with respect to 100% laser light against the excitation light. An optical film having an appropriate reflectance is attached by, for example, electron beam evaporation method. As a result, the length is 10 cm, the width is 1 cm, and the waveguide width is 20 cm.
It is possible to fabricate a guided glass laser with a μm ridge waveguide structure. In this laser, for example, the wavelength
By exciting the light-emitting region of the core thin film 5 with a laser beam of 790 nm in a direction perpendicular to the paper surface, a guided glass laser that oscillates at a wavelength of 2.75 nm can be obtained. It can be used as a coherent light source.
【0017】〔実施例3〕半導体基板上に下部クラッド
ガラス薄膜と発光媒質を含むコアガラス薄膜を形成し、
次にこのコアガラス薄膜に選択エッチング法で凸型スト
ライプ状突起物を形成し、さらに上部クラッドガラス薄
膜を形成することにより導波型ガラスレーザを製作する
一実施例で、従来技術である同時融液法ではガラス化で
きないフッ化物ガラス材料を発光母材にした導波型ガラ
スレーザの作製法の実施例を図3に示す。GaAs (100)基
板1上に、分子線法を用いて下部クラッドガラス用のフ
ッ化物ガラス 22%ZnF2-32%GaF3-46%PbF2の構成成分であ
る ZnF2, GaF3, PbF2 を分子線源にして厚さ10μm の下
部クラッドガラス薄膜2を、またコアガラス用のフッ化
物ガラス 20%ZnF2-32%GaF3-48%PbF2 の構成成分である
ZnF2, GaF3, PbF2 及び発光媒質として添加する ErF3
を分子線源にして厚さ8μm のコア薄膜8を形成させる
〔図3(a)〕。次に、Ti薄膜を電子ビーム蒸着法にて
クラッドガラス薄膜上に析出させ、幅20μm のストライ
プを通常のフォトエッチング工程で形成し選択エッチン
グマスク9とする。スパッタリングエッチング法により
コアドガラス薄膜を選択エッチングし、段差2μm の凸
型ストライプ状突起物を形成する〔図3(b)〕。つい
で、 Ti 選択エッチングマスクを反応製イオンエッチン
グ法で除去する。その後、凸型突起物を形成したコアガ
ラス薄膜10上に分子線法を用いて上部クラッドガラス用
のフッ化物ガラス 22%ZnF2-32%GaF3-46%PbF2の構成成分
である ZnF2, GaF3, PbF2 を分子線源にして、厚さ10μ
m の上部クラッド薄膜11を析出させる〔図3(c)〕。
次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ 150μm とし、へき開操
作により凹凸のない平板状のガラス多層膜端面とする。
その後、一方の端面には励起光に対して0%レーザ発振
光に対して 100%に近い反射率をもつ光学膜を、また他
方の端面には励起光に対して 100%レーザ光に対して適
便な反射率を持った光学膜を、例えば電子ビーム蒸着法
で付着させる。この結果、長さ10cm,幅1cmで導波路幅
20μm のリッジ型導波構造を持ち ZnF2-GaF3-PbF2 系ガ
ラスを発光母材ガラスとする導波型ガラスレーザを製作
することができる。このレーザにおいて、例えば波長 6
55nmのレーザ光でコアガラス薄膜10の発光領域を紙面に
垂直な方向に励起すれば、波長3.50μm で発振する導波
型ガラスレーザとすることができ、遠赤外領域の高輝度
・高集光性・可干渉性光源として利用できる。発光媒質
を ErF3 とする導波型ガラスレーザは ZrF4-BaF2-LaF3-
AlF3-NaF系ガラスを発光母材として従来製法でも実現す
ることができる。しかしながら、赤外透過波長域はこの
ガラス系では 3.6μm までであるのにたいし、 ZnF2-Ga
F3-PbF2 系ガラスでは9μm までのびるので、発振波長
3.50μm における発光母材の損失値は後者の方が小さく
なり、発振しきい値のより小さいレーザとすることがで
きる。Example 3 A lower cladding glass thin film and a core glass thin film containing a light emitting medium are formed on a semiconductor substrate,
Next, in this embodiment, a waveguide-type glass laser is manufactured by forming convex stripe-shaped protrusions on the core glass thin film by a selective etching method and further forming an upper clad glass thin film. FIG. 3 shows an example of a method of manufacturing a waveguide type glass laser using a light emitting base material of a fluoride glass material which cannot be vitrified by the liquid method. On the GaAs (100) substrate 1, using the molecular beam method, the fluoride glass for the lower clad glass 22% ZnF 2 -32% GaF 3 -46% PbF 2 ZnF 2 , GaF 3 , PbF 2 Is a constituent of the lower clad glass thin film 2 with a thickness of 10 μm and the fluoride glass 20% ZnF 2 -32% GaF 3 -48% PbF 2 for the core glass.
ZnF 2 , GaF 3 , PbF 2 and ErF 3 added as a luminescent medium
Is used as a molecular beam source to form a core thin film 8 having a thickness of 8 μm (FIG. 3 (a)). Next, a Ti thin film is deposited on the clad glass thin film by an electron beam evaporation method, and a stripe having a width of 20 μm is formed by an ordinary photoetching process to form a selective etching mask 9. The cored glass thin film is selectively etched by the sputtering etching method to form convex stripe-shaped protrusions having a step difference of 2 μm [FIG. 3 (b)]. Then, the Ti selective etching mask is removed by a reactive ion etching method. Then, using the molecular beam method on the core glass thin film 10 on which the convex protrusions are formed, the fluoride glass for the upper clad glass 22% ZnF 2 -32% GaF 3 -46% PbF 2 which is a constituent component ZnF 2 , GaF 3 , PbF 2 as the molecular beam source,
An upper clad thin film 11 of m is deposited [FIG. 3 (c)].
Then, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm and cleaved to form a flat glass multi-layered film end face without irregularities.
After that, one end face is coated with an optical film having a reflectance close to 100% with respect to 0% laser oscillation light with respect to the excitation light, and the other end face with respect to 100% laser light against the excitation light. An optical film having a suitable reflectance is attached by, for example, an electron beam evaporation method. As a result, the length of the waveguide is 10 cm and the width is 1 cm.
It is possible to fabricate a waveguide type glass laser having a 20 μm ridge type waveguide structure and using ZnF 2 —GaF 3 —PbF 2 system glass as the light emitting base material glass. In this laser, for example,
By exciting the light-emitting region of the core glass thin film 10 with a laser beam of 55 nm in a direction perpendicular to the plane of the paper, a guided glass laser that oscillates at a wavelength of 3.50 μm can be obtained. -Can be used as a coherent light source. The guided glass laser with ErF 3 as the light emitting medium is ZrF 4 -BaF 2 -LaF 3-
It can also be realized by a conventional manufacturing method using AlF 3 -NaF glass as a light emitting base material. However, while the infrared transmission wavelength range is up to 3.6 μm in this glass system, ZnF 2 -Ga
In the F 3 -PbF 2 system glass, it reaches up to 9 μm, so the oscillation wavelength
The loss value of the light-emitting base material at 3.50 μm is smaller in the latter case, and a laser with a smaller oscillation threshold can be obtained.
【0018】〔実施例4〕半導体基板上に下部クラッド
ガラス薄膜と発光媒質を含むコアガラス薄膜を形成し、
次にこのコアガラスのガラス軟化温度近傍までコアガラ
ス薄膜を加熱した状態で溝を持つ金属板をコアガラス薄
膜に押しつけることでコアガラス薄膜表面に凸型ストラ
イプ状突起物を形成し、さらに上部クラッドガラス薄膜
を形成することにより導波型ガラスレーザを製作する一
実施例で、従来技術である同時融液法ではガラス化でき
ないフッ化物ガラス材料を発光母材にした導波型ガラス
レーザの作製法の実施例を図4に示す。GaAs (100) 基
板1上に、電子ビーム蒸着法を用いて下部クラッドガラ
ス用のフッ化物ガラス 70%PbF2-30%AlF3の構成成分であ
る PbF2 ,AlF3を蒸着源にして厚さ10μm の下部クラッ
ドガラス薄膜2と、コアガラス用のフッ化物ガラス 73%
PbF2-27%AlF3の構成成分である PbF2 ,AlF3及び発光媒
質として添加する DyF3を蒸着源にして厚さ8μm のコ
ア薄膜8とを形成させる〔図4(a)〕。次に、コアガ
ラスのガラス軟化温度近傍にコアガラス薄膜を加熱した
状態で幅20μm 深さ2μm の溝を表面に有するNi平板12
を下部クラッドガラス薄膜に押し付けた後取り去ること
で、コアガラス薄膜表面にNi平板のレプリカとして幅20
μm 段差2μm の凸型ストライプ状突起物を形成する
〔図4(b)〕。その後、凸型ストライプ状突起物を形
成したコアガラス薄膜10上に電子ビーム蒸着法を用いて
上部クラッドガラス用のフッ化物ガラス 70%PbF2-30%Al
F3の構成成分である PbF2 ,AlF3を蒸着源にして、厚さ
10μm の上部クラッドガラス薄膜11を析出させる〔図4
(c)〕。次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ 150μm と
し、GaAsへき開操作により凹凸のない平板状のガラス多
層膜端面とする。その後、一方の端面には励起光に対し
て0%レーザ発振光に対して 100%に近い反射率をもつ
光学膜を、また他方の端面には励起光に対して 100%レ
ーザ光に対して適当な反射率を持った光学膜を、例えば
電子ビーム蒸着法で付着させる。この結果、長さ10cm,
幅1cmで導波路幅20μm のリッジ型導波構造を持つ導波
型ガラスレーザを製作することができる。このレーザに
おいて、コアガラス薄膜10の発光領域を例えば波長 1.7
3 μm のレーザ光で紙面に垂直な方向に励起すればと波
長 4.34 μm で発振する導波型ガラスレーザとすること
ができ、遠赤外領域の高輝度・高集光性・可干渉性光源
として利用できる。導波型ガラスレーザの従来製法では
発光母材として利用可能なガラスは赤外透過波長域 3.6
μm までの ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF系ガラスであった
ため、この実施例にあるようなこのガラスの赤外透過波
長域外のガラスレーザを作製することはできなかった。
本発明による製法を適用して初めて、従来製法では実現
できなかった導波型 PbF2-AlF3系ガラスレーザを製作す
ることができ、波長 4.34 μm で発振することが可能と
なる。Example 4 A lower clad glass thin film and a core glass thin film containing a light emitting medium are formed on a semiconductor substrate,
Next, by pressing a metal plate having grooves on the core glass thin film while heating the core glass thin film to a temperature near the glass softening temperature of the core glass, a convex striped protrusion is formed on the surface of the core glass thin film, and the upper clad is further formed. An example of manufacturing a guided glass laser by forming a glass thin film. A method of manufacturing a guided glass laser using a fluoride glass material, which cannot be vitrified by the conventional co-melting method, as a light emitting base material. An example of the above is shown in FIG. On GaAs (100) substrate 1, PbF 2 and AlF 3 which are the constituents of fluoride glass 70% PbF 2 -30% AlF 3 for the lower clad glass were used as the evaporation source by the electron beam evaporation method. 10 μm lower clad glass thin film 2 and 73% fluoride glass for core glass
A core thin film 8 having a thickness of 8 μm is formed by using PbF 2 , AlF 3 which is a constituent of PbF 2 -27% AlF 3 and DyF 3 added as a light emitting medium as a vapor deposition source [FIG. 4 (a)]. Next, with the core glass thin film heated near the glass softening temperature of the core glass, a Ni flat plate 12 having a groove with a width of 20 μm and a depth of 2 μm on the surface 12
Is pressed against the lower clad glass thin film and then removed so that a width of 20 mm is replicated on the core glass thin film surface as a replica of the Ni plate.
A convex stripe-shaped protrusion having a step size of 2 μm is formed [FIG. 4 (b)]. Then, on the core glass thin film 10 on which the convex stripe-shaped protrusions are formed, an electron beam evaporation method is used to form a fluoride glass 70% PbF 2 -30% Al for the upper clad glass.
Using PbF 2 and AlF 3 which are the constituents of F 3 as the evaporation source,
An upper clad glass thin film 11 of 10 μm is deposited [Fig. 4
(C)]. Next, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and a flat glass-like multi-layered film end face with no irregularities is formed by cleaving GaAs. After that, one end face is coated with an optical film having a reflectance close to 100% with respect to 0% laser oscillation light with respect to the excitation light, and the other end face with respect to 100% laser light against the excitation light. An optical film having an appropriate reflectance is attached by, for example, electron beam evaporation method. As a result, the length is 10 cm,
A waveguide glass laser having a ridge waveguide structure with a width of 1 cm and a waveguide width of 20 μm can be manufactured. In this laser, the light emission region of the core glass thin film 10 is set to, for example, a wavelength of 1.7
It can be used as a guided glass laser that oscillates at a wavelength of 4.34 μm when it is excited by a laser beam of 3 μm in a direction perpendicular to the paper surface, and it is used as a high-intensity, high-focusing, coherent light source in the far infrared region. it can. In the conventional method of manufacturing a waveguide type glass laser, the glass usable as the light emitting base material is in the infrared transmission wavelength range of 3.6.
Since it was a ZrF 4 -BaF 2 -LaF 3 -AlF 3 -NaF system glass up to μm, it was not possible to fabricate a glass laser outside the infrared transmission wavelength range of this glass as in this example.
Only when the manufacturing method according to the present invention is applied, a waveguide type PbF 2 -AlF 3 system glass laser, which cannot be realized by the conventional manufacturing method, can be manufactured, and it becomes possible to oscillate at a wavelength of 4.34 μm.
【0019】〔実施例5〕半導体基板上に下部クラッド
ガラス薄膜と発光媒質を含むコアガラス薄膜を形成し、
次にこのコアガラスのガラス軟化温度近傍までコアガラ
ス薄膜を加熱した状態で二重の凸型ストライプ状突起物
を持つ金属板をコアガラス薄膜に押しつけることでコア
ガラス薄膜表面に二重の溝を形成し、さらに上部クラッ
ドガラス薄膜を形成することにより導波型ガラスレーザ
を製作する一実施例で、従来技術である同時融液法では
ガラス化できないフッ化物ガラス材料を発光母材にした
導波型ガラスレーザの作製法の実施例を図5に示す。Ga
As (100) 基板1上に、スパッタリング法例えばマグネ
トロンスパッタリング法を用いて下部クラッドガラス用
のフッ化物ガラス 22%ZnF2-32%GaF3-46%PbF2をターゲッ
トにして厚さ10μm の下部クラッドガラス薄膜2と発光
媒質として HoF3 を添加したコア用のフッ化物ガラス 2
0%ZnF2-32%GaF3-48%PbF2をターゲットにして厚さ8μm
のコア薄膜14とを形成させる〔図5(a)〕。次に、コ
アガラスのガラス軟化温度近傍にコアガラス薄膜を加熱
した状態で幅20 μm 段差2μm の凸型ストライプ状突
起物を間隔 20 μm で二重に配列した二重凸型突起物を
表面に有する Ni 平板13を下部クラッドガラス薄膜に押
し付けた後取り去ることで、コアガラス薄膜表面に Ni
平板のレプリカとして幅 20 μm 段差2μm の溝を間隔
20μm で配列した二重溝を形成する〔図5(a)〕。そ
の後、二重溝を形成したコアガラス薄膜14上にマグネト
ロンスパッタリング法を用いて上部クラッドガラス用の
フッ化物ガラス 22%ZnF2-32%GaF3-46%PbF2をターゲット
にして、厚さ10μm の上部クラッドガラス薄膜15を析出
させる〔図5(b)〕。次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ
150μm とし、GaAsへき開操作により凹凸のない平板状
のガラス多層膜端面とする。その後、一方の端面には励
起光に対して0%レーザ発振光に対して 100%に近い反
射率をもつ光学膜を、また他方の端面には励起光に対し
て 100%レーザ光に対して適便な反射率を持った光学膜
を、例えば電子ビーム蒸着法で付着させる。この結果、
長さ10cm 幅1cmで導波路幅 20μm のリッジ型導波構
造路を持つ導波型ガラスレーザを製作することができ
る。このレーザにおいて、コアガラス薄膜14の発光領域
を例えば波長 640 nm のレーザ光で紙面に垂直な方向に
励起すると波長 2.89 μm で発振する導波型ガラスレー
ザとすることができ、遠赤外領域の高輝度・高集光性・
可干渉性光源として利用できる。Example 5 A lower cladding glass thin film and a core glass thin film containing a light emitting medium are formed on a semiconductor substrate,
Next, while the core glass thin film is heated to near the glass softening temperature of the core glass, a metal plate having double convex stripe-shaped protrusions is pressed against the core glass thin film to form a double groove on the surface of the core glass thin film. In this embodiment, a waveguide type glass laser is manufactured by further forming an upper clad glass thin film and forming a waveguide glass laser using a fluoride glass material, which cannot be vitrified by the conventional co-melting method, as a light emitting base material. FIG. 5 shows an example of a method of manufacturing a mold glass laser. Ga
Fluoride glass for the lower clad glass 22% ZnF 2 -32% GaF 3 -46% PbF 2 is used as a target on the As (100) substrate 1 by a sputtering method such as magnetron sputtering to form a lower clad with a thickness of 10 μm. Fluoride glass for core 2 with glass thin film 2 and HoF 3 added as a light emitting medium 2
Targeting 0% ZnF 2 -32% GaF 3 -48% PbF 2 and thickness 8μm
And the core thin film 14 are formed [FIG. 5 (a)]. Next, with the core glass thin film heated near the glass softening temperature of the core glass, double convex projections in which 20 μm wide and 2 μm stepped stripe-shaped protrusions are arranged in double at intervals of 20 μm are formed on the surface. The Ni flat plate 13 is pressed against the lower clad glass thin film and then removed to remove Ni on the surface of the core glass thin film.
As a replica of a flat plate, the grooves with a width of 20 μm and steps of 2 μm are spaced.
Double grooves arranged at 20 μm are formed [FIG. 5 (a)]. Then, using a magnetron sputtering method on the core glass thin film 14 with the double groove formed, targeting a fluoride glass 22% ZnF 2 -32% GaF 3 -46% PbF 2 for the upper clad glass, a thickness of 10 μm. The upper clad glass thin film 15 is deposited [FIG. 5 (b)]. Next, polish the GaAs substrate
The thickness is 150 μm, and a flat glass-like multi-layered film end face with no irregularities is formed by cleaving GaAs. After that, one end face is coated with an optical film having a reflectance close to 100% with respect to 0% laser oscillation light with respect to the excitation light, and the other end face with respect to 100% laser light against the excitation light. An optical film having a suitable reflectance is attached by, for example, an electron beam evaporation method. As a result,
It is possible to fabricate a waveguide glass laser having a ridge waveguide structure with a length of 10 cm and a width of 1 cm and a waveguide width of 20 μm. In this laser, when the light-emitting region of the core glass thin film 14 is excited by a laser beam having a wavelength of 640 nm, for example, in the direction perpendicular to the paper surface, a guided glass laser that oscillates at a wavelength of 2.89 μm can be obtained. High brightness and high light collection
It can be used as a coherent light source.
【0020】次に、埋め込み型導波構造ガラスレーザの
製作法の実施例について説明する。Next, an embodiment of a method of manufacturing a buried type guided glass laser will be described.
【0021】〔実施例6〕半導体基板上に下部クラッド
ガラス薄膜と発光媒質を含むコアガラス薄膜を形成し、
次にこのコアガラス薄膜を選択エッチング法で方形に加
工し、さらに上部クラッドガラス薄膜を形成することに
より導波型ガラスレーザを製作する一実施例で、従来技
術である同時融液法ではガラス化できないフッ化物ガラ
ス材料を発光母材にした導波型ガラスレーザの作製法の
実施例を図6に示す。GaAs (100) 基板1上に、スパッ
タリング法例えばマグネトロンスパッタリング法を用い
て下部クラッドガラス用のフッ化物ガラス例えば 22%Zn
F2-16%InF3-16%GaF3-46%PbF2をターゲットにして厚さ10
μm の下部クラッドガラス薄膜2を、また発光媒質とし
て Er, Tm, Ho ,Dy を添加したコア用のフッ化物ガラ
ス例えば 20%ZnF2-16%InF3-16%GaF3-48%PbF2をターゲッ
トにして厚さ8μm のコアガラス薄膜8を形成させる
〔図6(a)〕。次に、Ti 薄膜を電子ビーム蒸着法に
てコアガラス薄膜上に析出させ、幅20μm のストライプ
を Ti 薄膜上に通常のフォトエッチング工程で形成し、
ガラスエッチング用マスク9とする。ついで、スパッタ
エッチング法によりコアガラス薄膜を選択エッチング
し、幅20μm 高さ10μm の方形状に形成する〔図6
(b)〕。ついで、 Ti 選択エッチングマスク9を反応
製イオンエッチング法で除去する。その後、方形状に加
工したコアガラス薄膜16及びむき出しになった下部クラ
ッドガラス薄膜2上にマグネトロンスパッタリング法を
用いて上部クラッドガラス用のフッ化物ガラス例えば 2
2%ZnF2-16%InF3-16%GaF3-46%PbF2をターゲットにして、
厚さ20μm の上部クラッド薄膜17を析出させる〔図6
(c)〕。次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ 150 μm と
し、へき開操作により凹凸のない平板状のガラス多層膜
端面とする。その後、一方の端面には励起光に対して0
%レーザ発振光に対して 100%に近い反射率をもつ光学
膜を、また他方の端面には励起光に対して 100%レーザ
光に対して適便な反射率を持った光学膜を、例えば電子
ビーム蒸着法で付着させる。この結果、長さ10cm 幅1
cmで導波路幅20μmの埋め込み型導波構造を持つ導波型
ガラスレーザを製作することができる。このレーザにお
いて、コアガラス薄膜16の発光領域を例えば波長640nm,
647nm, 790nm, 1.73 μm のレーザ光で紙面に垂直な方
向に励起すると波長 2.31 μm,2.70 μm, 2.88 μm, 4.
34 μm で発振する導波型ガラスレーザとすることがで
き、遠赤外領域の高輝度・高集光性・可干渉性光源とし
て例えば赤外分校分析装置の光源として利用できる。導
波型ガラスレーザの従来製法では発光母材として利用で
きるガラスは赤外透過波長域 3.6μm までの ZrF4-BaF2
-LaF3-AlF3-NaF系ガラスであったため、この実施例にあ
るようなこのガラスの赤外透過波長域外の発振波長を含
むガラスレーザを作製することはできなかった。本発明
による製法を応用して初めて、従来製法では実現できな
かった導波型 ZnF2-InF3-GaF3-PbF2系ガラスレーザを製
作することができ、発振波長 4.34 μm を含む多波長発
振ガラスレーザの作製が可能となる。Example 6 A lower cladding glass thin film and a core glass thin film containing a light emitting medium are formed on a semiconductor substrate,
Next, this core glass thin film is processed into a rectangular shape by a selective etching method, and an upper clad glass thin film is further formed to manufacture a waveguide type glass laser. FIG. 6 shows an example of a method of manufacturing a waveguide type glass laser using a non-fluoride glass material as a light emitting base material. On the GaAs (100) substrate 1, a fluoride glass for the lower clad glass, for example, 22% Zn, is formed by using a sputtering method such as a magnetron sputtering method.
F 2 -16% InF 3 -16% GaF 3 -46% PbF 2 targeting thickness 10
The lower clad glass thin film 2 of μm and the fluoride glass for the core to which Er, Tm, Ho and Dy are added as the light emitting medium, for example, 20% ZnF 2 -16% InF 3 -16% GaF 3 -48% PbF 2 A core glass thin film 8 having a thickness of 8 μm is formed as a target [FIG. 6 (a)]. Next, a Ti thin film was deposited on the core glass thin film by electron beam evaporation, and a stripe with a width of 20 μm was formed on the Ti thin film by a normal photoetching process.
The glass etching mask 9 is used. Then, the core glass thin film is selectively etched by the sputter etching method to form a rectangular shape with a width of 20 μm and a height of 10 μm [Fig.
(B)]. Then, the Ti selective etching mask 9 is removed by a reactive ion etching method. Then, on the core glass thin film 16 processed into a square shape and the exposed lower clad glass thin film 2, a fluoride glass for the upper clad glass, for example, 2
Target 2% ZnF 2 -16% InF 3 -16% GaF 3 -46% PbF 2 ,
A 20 μm thick upper clad thin film 17 is deposited [Fig. 6
(C)]. Next, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and cleaved to form a flat glass multi-layered film end face without irregularities. After that, one end face is 0 for the excitation light.
For example, an optical film with a reflectance of about 100% for% laser oscillation light, and an optical film with a suitable reflectance for 100% of the excitation light on the other end face, such as It is attached by the electron beam evaporation method. This results in a length of 10 cm and a width of 1.
It is possible to fabricate a guided glass laser having a buried waveguide structure with a waveguide width of 20 μm in cm. In this laser, the light emitting region of the core glass thin film 16 has a wavelength of, for example, 640 nm,
Wavelength 2.31 μm, 2.70 μm, 2.88 μm, 4. when excited in the direction perpendicular to the paper surface with 647 nm, 790 nm, 1.73 μm laser light.
It can be a waveguide type glass laser that oscillates at 34 μm, and can be used as a light source for a high-intensity / high-focusing / coherent light source in the far-infrared region, for example, an infrared branching analysis device. The glass that can be used as the light-emitting base material in the conventional manufacturing method of the waveguide type glass laser is ZrF4-BaF2 in the infrared transmission wavelength range up to 3.6 μm.
Since it was a -LaF3-AlF3-NaF type glass, it was not possible to fabricate a glass laser having an oscillation wavelength outside the infrared transmission wavelength range of this glass as in this example. For the first time, the waveguide type ZnF 2 -InF 3 -GaF 3 -PbF 2 glass laser, which could not be realized by the conventional manufacturing method, can be manufactured by applying the manufacturing method according to the present invention, and multi-wavelength oscillation including the oscillation wavelength of 4.34 μm is possible. It is possible to manufacture a glass laser.
【0022】〔実施例7〕半導体基板上に下部クラッド
ガラス薄膜と発光媒質を含むコアガラス薄膜を形成し、
次にこのコアガラス薄膜を選択エッチング法で方形に加
工し、さらに上部クラッドガラス薄膜を形成することに
より導波型ガラスレーザを製作する実施例6とは異なる
一実施例で、従来技術である同時融液法ではガラス化で
きないフッ化物ガラス材料を発光母材にした導波型ガラ
スレーザの作製法で、かつ導波型ガラスレーザ励起用半
導体レーザ及び導波型ガラスレーザ出射光との結合効率
をよくするようにした構造を持つ導波型ガラスレーザの
製作法の実施例を図7に示す。GaAs (100) 基板1上
に、分子線法を用いて下部クラッドガラス用のフッ化物
ガラス 70%PbF2-30%AlF3の構成成分である PbF2 ,AlF3
を分子線源にして厚さ10μm の下部クラッドガラス薄膜
2を、またコア用のフッ化物ガラス 73%PbF2-27%AlF3の
構成成分である PbF2 ,AlF3及び発光媒質として添加す
る HoF3 を分子線源にして厚さ8μm のコアガラス薄膜
19を形成させる〔図7(a)〕。次に、Ti薄膜を電子ビ
ーム蒸着法にてクラッドガラス薄膜上に析出させ、図8
に示すように、一方の幅を励起用半導体レーザの発光層
幅(例えば 100μm )に近づけ、他方の幅を出射用ファ
イバのコア径(例えば10μm )に近づけ、その間をテー
パ状にしたテーパストライプを Ti 薄膜上に通常のフォ
トエッチング工程で形成し、ガラスエッチング用マスク
18とする。ついで、スパッタリングエッチング法により
コアドガラス薄膜19を選択エッチングし、一方の終端が
幅 100μm高さ10μm の方形状で他方の終端が幅10μm
高さ10μm の方形状でその間幅をテーパ状に変化するよ
うに形成する〔図7(a)(b)〕。ついで、 Ti 選択
エッチングマスクを反応製イオンエッチング法で除去す
る。その後、方形状に加工したコアガラス薄膜19及びむ
き出しになった下部クラッドガラス薄膜2上に分子線法
を用いて上部クラッドガラス用のフッ化物ガラス 70%Pb
F2-30%AlF3の構成成分である PbF,AlF3を分子線源にし
て、厚さ30μm の上部クラッド薄膜20を析出させる〔図
7(c)(d)〕。次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ 150
μm とし、へき開操作により凹凸のない平板状のガラス
多層膜端面とする。その後、一方の端面には励起光に対
して 0%レーザ発振光に対して 100%に近い反射率をも
つ光学膜を、また他方の端面には励起光に対して 100%
レーザ光に対して適便な反射率を持った光学膜を、例え
ば電子ビーム蒸着法で付着させる。この結果、長さ10cm
幅1cmの埋め込み型導波構造を持ち励起用レーザ及び
出射用ファイバとの結合効率を大きくできる導波型ガラ
スレーザを製作することができる。このレーザにおい
て、コアガラス薄膜19の発光領域を例えば波長 640nm,
647nm, 790nmのレーザ光で紙面に垂直な方向に励起する
と波長 2.31 μm,2.70μm, 2.88 μm で発振する導波型
ガラスレーザとすることができ、遠赤外領域の高輝度・
高集光性・可干渉性光源として例えば赤外分校分析装置
の光源として利用できる。Example 7 A lower cladding glass thin film and a core glass thin film containing a light emitting medium are formed on a semiconductor substrate,
Next, this core glass thin film is processed into a square by a selective etching method, and an upper clad glass thin film is further formed to manufacture a waveguide type glass laser. A method of manufacturing a guided glass laser using a fluoride glass material that cannot be vitrified by the melt method as a light emitting base material, and the coupling efficiency with the guided glass laser excitation semiconductor laser and the guided glass laser emitted light is improved. FIG. 7 shows an embodiment of a method of manufacturing a waveguide type glass laser having a structure which is improved. GaAs (100) on the substrate 1, PbF 2 is a component of the fluoride glass 70% PbF 2 -30% AlF 3 for the lower clad glass using a molecular beam method, AlF 3
Adding a lower clad glass film 2 having a thickness of 10μm in the molecular beam source, and as PbF 2, AlF 3 and the light emitting medium is a component of the fluoride glass 73% PbF 2 -27% AlF 3 for the core HoF 8μm thick core glass thin film with 3 as molecular beam source
19 is formed [FIG. 7 (a)]. Next, a Ti thin film is deposited on the clad glass thin film by electron beam evaporation,
As shown in, one width is made close to the width of the light emitting layer of the semiconductor laser for excitation (for example, 100 μm), and the other width is made close to the core diameter of the fiber for emission (for example, 10 μm), and a tapered stripe between them is formed. Mask for glass etching, which is formed on the Ti thin film by a normal photo-etching process.
18 Then, the cored glass thin film 19 is selectively etched by the sputtering etching method. One end has a square shape with a width of 100 μm and a height of 10 μm, and the other end has a width of 10 μm.
A rectangular shape having a height of 10 μm is formed so that the width thereof changes in a tapered shape [FIGS. 7 (a) and 7 (b)]. Then, the Ti selective etching mask is removed by a reactive ion etching method. Then, on the core glass thin film 19 processed into a square shape and the exposed lower clad glass thin film 2, a fluoride glass 70% Pb for the upper clad glass is formed by using the molecular beam method.
Using PbF and AlF 3 which are constituents of F 2 -30% AlF 3 as a molecular beam source, an upper clad thin film 20 having a thickness of 30 μm is deposited [FIG. 7 (c) (d)]. Next, polish the GaAs substrate to a thickness of 150
μm, and the flat glass-like multi-layered film end face with no unevenness by cleaving operation. After that, an optical film with a reflectance of 0% for excitation light and 100% for laser oscillation light was formed on one end face, and 100% for excitation light was formed on the other end face.
An optical film having a suitable reflectance for the laser light is attached by, for example, an electron beam evaporation method. As a result, the length is 10 cm
It is possible to manufacture a waveguide glass laser having a buried waveguide structure having a width of 1 cm and capable of increasing the coupling efficiency with the excitation laser and the emission fiber. In this laser, the emission region of the core glass thin film 19 is, for example, a wavelength of 640 nm,
When excited with laser light of 647 nm and 790 nm in the direction perpendicular to the paper surface, it can be used as a guided glass laser that oscillates at wavelengths of 2.31 μm, 2.70 μm, and 2.88 μm.
It can be used as a light source of high light converging and coherent properties, for example, as a light source of an infrared branching analysis device.
【0023】上記実施例では薄膜作製法としてスパッタ
リング法、分子線法、真空蒸着法(電子ビーム蒸着法・
抵抗加熱法)の物理蒸着法に限って記載したが、それ以
外の物理蒸着法であるイオン化蒸着法、高周波誘導加熱
法・反応性蒸着法・アーク蒸着法・レーザ蒸着法等の真
空蒸着法でも実施可能である。さらに CVD法、 MOCVD
法、プラズマ CVD法等の化学堆積法でも実施することが
できる。In the above embodiment, as the thin film forming method, the sputtering method, the molecular beam method, the vacuum evaporation method (electron beam evaporation method,
Although it has been described only for the physical vapor deposition method (resistance heating method), other physical vapor deposition methods such as ionization vapor deposition method, high frequency induction heating method, reactive vapor deposition method, arc vapor deposition method, and laser vapor deposition method can also be used. It is feasible. Furthermore, CVD method, MOCVD
Method, a plasma CVD method, or another chemical deposition method.
【0024】上記実施例では、基板材料を GaAs 半導体
基板として記載したがそれ以外の半導体基板例えば In
P, GaSb半導体基板でも実施可能である。また、半導体
基板に限ることなく物理蒸着法や化学堆積法で使用でき
るものであれば目的に応じて任意に基板材料を選択する
ことができる。In the above embodiments, the substrate material was described as a GaAs semiconductor substrate, but other semiconductor substrates such as In
It is also possible to use a P, GaSb semiconductor substrate. Further, the substrate material is not limited to the semiconductor substrate, and any substrate material can be arbitrarily selected according to the purpose as long as it can be used in the physical vapor deposition method or the chemical deposition method.
【0025】上記実施例では、ガラス発光母材材料とし
て ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF系, ZnF2-InF3-GaF3-
PbF2 系, PbF2-AlF3 系のフッ化物ガラスに限って記載
したが実施例に記載した組成以外の組成、これらの組合
せ以外の金属フッ化物の組合せからなるフッ化物ガラス
でも実施することができる。さらに,ハライドガラス,
カルコゲナイドガラス,酸化物ガラスまたこれのみなら
ず物理蒸着法や化学堆積法で作製できるものであれば材
料を問わず実施可能である。[0025] In the above embodiment, the glass luminescent matrix material as ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3- AlF3-NaF system, ZnF 2 -InF 3 -GaF 3 -
PbF 2 system, PbF 2 -AlF 3 system described only in the fluoride glass, but compositions other than the compositions described in the examples, it is also possible to carry out a fluoride glass consisting of a combination of metal fluorides other than these combinations. it can. In addition, halide glass,
The chalcogenide glass, the oxide glass, or any material that can be manufactured by the physical vapor deposition method or the chemical deposition method, as well as the chalcogenide glass, can be used regardless of the material.
【0026】上記実施例で薄膜の形状を簡単化のために
単純な溝・凸型・方形にして記載したが、光が導波する
構造であればよいのであって、これら単純な形状と光導
波理論上等価でありさえすればどの様な形状であろう
と、例えば単純な形状からの変形形状あるいは単純形状
を修飾した複雑形状であっても良い。In the above embodiment, the shape of the thin film is described as a simple groove / convex / rectangular shape for simplification, but any structure that guides light may be used. Whatever shape is equivalent to the wave theory may be, for example, a deformed shape from a simple shape or a complicated shape obtained by modifying a simple shape.
【0027】また上記実施例における薄膜の厚さ、幅、
溝の深さ、凸型形状の段差等の長さ及び選択エッチング
マスクの幅と Ni 金属板の幅、溝の深さ、凸型形状の段
差等の長さに関する数値はこれに限定するものでなく、
光導波理論に基づき算定される導波構造の長さに関する
数値に対応していればよい。Further, the thickness and width of the thin film in the above embodiment,
Numerical values regarding the depth of the groove, the length of the convex step, the width of the selective etching mask and the width of the Ni metal plate, the depth of the groove, the length of the convex step, etc. are not limited to these. Without
It suffices to correspond to a numerical value regarding the length of the waveguide structure calculated based on the optical waveguide theory.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明は、従来技術である気相ー液浸法
や同時融液法で製作されるレーザと比べ、発光母材ガラ
スの種類を大幅に拡大することができ、発光母材ガラス
の選択の自由度を極めて大きくすることができる。また
このことは、発光母材ガラスを最適化することによって
レーザの特性改善を図ることができることを意味し、さ
らにこれによってガラスの透過波長領域も特に赤外領域
において長波長側に延ばすことができるので、従来技術
では実現できなかった遠赤外領域の導波型ガラスレーザ
を製作することができる。この作製法によれば、基板の
形状にしたがってガラス薄膜多層構造を形成できるので
基板の形状を選択することで円柱状以外の形状のレーザ
を作製することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can greatly expand the types of the luminescent base material glass as compared with the laser manufactured by the vapor phase-liquid immersion method and the simultaneous melt method which are the conventional techniques. The degree of freedom in selecting the glass can be greatly increased. This also means that the characteristics of the laser can be improved by optimizing the light emitting base material glass, and further, the transmission wavelength region of the glass can be extended to the long wavelength side particularly in the infrared region. Therefore, it is possible to manufacture a guided glass laser in the far infrared region, which cannot be realized by the conventional technique. According to this manufacturing method, since the glass thin film multilayer structure can be formed according to the shape of the substrate, it is possible to manufacture a laser having a shape other than the cylindrical shape by selecting the shape of the substrate.
【0029】本願の請求項3および4の発明は、選択エ
ッチング法で必要となるフォトエッチング用露光装置や
エッチングマスク薄膜形成用装置例えばプラズマ CVD
装置といった高価な設備を必要としない効果があり、ま
た選択エッチング法におけるエッチングマスク用薄膜形
成工程・フォトエッチング工程・エッチングマスク形成
工程といった手間のかかる工程を平板を押し付けるとい
う単一の工程に短縮できる効果がある。According to the inventions of claims 3 and 4, the exposure apparatus for photo-etching and the apparatus for forming an etching mask thin film required for the selective etching method, for example, plasma CVD.
It has the effect of not requiring expensive equipment such as equipment, and can reduce the time-consuming steps such as the etching mask thin film forming step, the photoetching step, and the etching mask forming step in the selective etching method to a single step of pressing a flat plate. effective.
【0030】本願の請求項5の発明は、 ZnF2-InF3-GaF
3-PbF2系ガラスをガラス薄膜材料としたことでガラス発
光母材の赤外透過波長域を9μm まで延ばすことができ
るため、遠赤外領域における導波型ガラスレーザを製作
できるという効果がある。The invention of claim 5 of the present application is the ZnF 2 -InF 3 -GaF
Since the infrared transmission wavelength range of the glass emission base material can be extended to 9 μm by using the glass thin film material of 3- PbF 2 glass, it is possible to manufacture a waveguide type glass laser in the far infrared range. .
【0031】本願の請求項6の発明は、 PbF2-AlF3系ガ
ラスをガラス薄膜材料としたことでガラス発光母材の赤
外透過波長域を18μm まで延ばすことができるため、遠
赤外領域における導波型ガラスレーザを製作できる効果
がある。According to the invention of claim 6 of the present application, since the infrared transmission wavelength range of the glass light emitting base material can be extended to 18 μm by using PbF 2 -AlF 3 system glass as the glass thin film material, the far infrared range There is an effect that it is possible to manufacture a waveguide type glass laser.
【0032】本発明において半導体基板を用いた場合に
は、半導体基板のもつへき開特性を利用することによ
り、基板上に積層したガラス多層膜を研磨することなく
レーザ用共振器として利用できる端面を形成できる効果
がある。When a semiconductor substrate is used in the present invention, the cleavage characteristics of the semiconductor substrate are utilized to form an end face that can be used as a laser resonator without polishing the glass multilayer film laminated on the substrate. There is an effect that can be done.
【0033】本発明においてガラス薄膜をスパッタリン
グ法を用いて形成する方法を用いた場合には、蒸着源と
して発光母材ガラスそのものを用いることができるので
多成分ガラス系の薄膜作製をする際他の薄膜作製法に比
べ効率のよい薄膜作製法となる。When the method of forming a glass thin film by the sputtering method is used in the present invention, since the luminescent base material glass itself can be used as a vapor deposition source, it is possible to use other methods for producing a multi-component glass thin film. This is a more efficient thin film manufacturing method than the thin film manufacturing method.
【0034】本発明においてガラス薄膜を真空蒸着法を
用いて形成する方法を用いた場合には、蒸着源として発
光母材ガラスの構成成分物質を用いるのでガラスそのも
のの製作が困難な場合の薄膜作製法として利用できるの
みならず、ガラスそのものを製作する工程が複雑で時間
を要する場合効率的な薄膜作製法として利用できる効果
がある。When the method of forming a glass thin film using the vacuum vapor deposition method is used in the present invention, since the constituent substances of the luminescent base material glass are used as the vapor deposition source, it is difficult to fabricate the glass itself. Not only can it be used as a method, but it can be used as an efficient thin film forming method when the process of manufacturing glass itself is complicated and requires time.
【図1】本発明により選択エッチング法を用いて溝と凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove and a convex stripe-shaped protrusion are formed by a selective etching method to form a waveguide structure according to the present invention. .
【図2】本発明によりレプリカ法を用いて溝あるいは凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a glass light emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove or a convex stripe-shaped protrusion is formed by a replica method to form a waveguide structure according to the present invention.
【図3】本発明により選択エッチング法を用いて溝と凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a glass light emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove and a convex stripe-shaped protrusion are formed by a selective etching method to form a waveguide structure according to the present invention. .
【図4】本発明によりレプリカ法を用いて溝あるいは凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light-emitting device having a ridge-type waveguide structure in which grooves or convex stripe-shaped protrusions are formed by a replica method to form a waveguide structure according to the present invention.
【図5】本発明によりレプリカ法を用いて溝あるいは凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove or a convex stripe-shaped protrusion is formed by a replica method to form a waveguide structure according to the present invention.
【図6】本発明により選択エッチング法を用いて方形ス
トライプ状突起物を形成し導波構造とした埋め込み型導
波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断面
図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light emitting device having a buried waveguide structure in which a rectangular stripe-shaped projection is formed by a selective etching method to form a waveguide structure according to the present invention.
【図7】本発明により選択エッチング法を用いて方形ス
トライプ状突起物を形成し導波構造とした埋め込み型導
波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light emitting device having a buried waveguide structure in which a rectangular stripe-shaped protrusion is formed by a selective etching method to form a waveguide structure according to the present invention.
【図8】図7で示したガラス発光素子を作製する際用い
た選択エッチングマスクである。8 is a selective etching mask used in manufacturing the glass light emitting device shown in FIG.
1 基板 2 下部クラッドガラス薄膜 3 溝を形成した下部クラッドガラス薄膜 4 選択エッチングマスク 5 発光媒質を含むコアガラス薄膜 6 上部クラッドガラス薄膜 7 凸型ストライプ突起物をもつ平板 8 発光媒質を含むコアガラス薄膜 9 選択エッチングマスク 10 凸型ストライプ状突起物を形成したコアガラス薄膜 11 上部クラッドガラス薄膜 12 溝をもつ平板 13 二重凸型ストライプ突起物をもつ平板 14 二重溝を持つコアガラス薄膜 15 上部クラッドガラス薄膜 16 方形断面のストライプコアガラス薄膜 17 上部クラッドガラス薄膜 18 テーパ状選択エッチングマスク 19 方形断面のテーパ状コアガラス薄膜 20 上部クラッドガラス薄膜 1 Substrate 2 Lower Clad Glass Thin Film 3 Lower Clad Glass Thin Film with Grooves 4 Selective Etching Mask 5 Core Glass Thin Film Containing Luminous Medium 6 Upper Clad Glass Thin Film 7 Flat Plate with Convex Stripe Protrusion 8 Core Glass Thin Film Containing Luminous Medium 9 Selective Etching Mask 10 Core Glass Thin Film Forming Convex Stripe Protrusions 11 Upper Clad Glass Thin Film 12 Flat Plate with Grooves 13 Flat Plate with Double Convex Stripe Protrusions 14 Core Glass Thin Film with Double Grooves 15 Upper Clad Glass thin film 16 Stripe core glass thin film with square cross section 17 Upper clad glass thin film 18 Tapered selective etching mask 19 Tapered core glass thin film with square cross section 20 Upper clad glass thin film
フロントページの続き (72)発明者 新堀 理 東京都新宿区西新宿二丁目3番2号 国際 電信電話株式会社内Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Shinbori 2-32 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo International Telegraph and Telephone Corporation
Claims (6)
ラッドガラス薄膜を物理蒸着法または化学堆積法で形成
する工程と、該下部クラッドガラス薄膜に少なくとも一
種類の溝を選択エッチング法で形成する工程と、該溝を
形成された該下部クラッドガラス薄膜上に少なくとも一
層よりなり少なくとも一種類の発光媒質を含むコアガラ
ス薄膜と少なくとも一層よりなる上部クラッドガラス薄
膜を物理蒸着法または化学堆積法で形成する工程とを含
む導波型ガラスレーザの製造方法。1. A step of forming at least one lower clad glass thin film on a substrate by a physical vapor deposition method or a chemical deposition method, and a step of forming at least one kind of groove in the lower clad glass thin film by a selective etching method. A step of forming a core glass thin film including at least one kind of luminescent medium and an upper clad glass thin film including at least one layer on the lower clad glass thin film formed with the groove by a physical vapor deposition method or a chemical deposition method. A method of manufacturing a guided glass laser, including:
ラッドガラス薄膜を物理蒸着法または化学堆積法で形成
する工程と、少なくとも一種類のストライプ状凸部をも
つ平板を該下部クラッドガラス薄膜のガラス軟化温度近
傍に加熱した状態で該下部クラッドガラス薄膜に押しつ
けることで少なくとも一種類の溝を該下部クラッドガラ
ス薄膜に形成する工程と、該溝を形成された該下部クラ
ッドガラス薄膜上に少なくとも一層よりなり少なくとも
一種類の発光媒質を含むコアガラス薄膜と少なくとも一
層よりなる上部クラッドガラス薄膜を物理蒸着法または
化学堆積法で形成する工程とを含む導波型ガラスレーザ
の製造方法。2. A step of forming a lower clad glass thin film consisting of at least one layer on a substrate by a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method, and a flattened plate having at least one kind of stripe-shaped convex portion to soften the glass of the lower clad glass thin film. A step of forming at least one kind of groove in the lower clad glass thin film by pressing it against the lower clad glass thin film in a state of being heated to a temperature, and at least one layer on the lower clad glass thin film in which the groove is formed. A method of manufacturing a waveguide type glass laser, which comprises a step of forming a core glass thin film containing at least one kind of light emitting medium and an upper clad glass thin film consisting of at least one layer by a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method.
ラッドガラス薄膜と少なくとも一層よりなり少なくとも
一種類の発光媒質を含むコアガラス薄膜を物理蒸着法ま
たは化学堆積法でを形成する工程と、該コアガラス薄膜
に少なくとも一種類のストライプ状凸部あるいはその特
別な場合である方形の断面を有するストライプを選択エ
チング法で形成する工程と、該ストライプ状凸部あるい
はストライプを形成された該コアガラス薄膜上に少なく
とも一層よりなる上部クラッドガラス薄膜を物理蒸着法
または化学堆積法で形成する工程とを含む導波型ガラス
レーザの製造方法。3. A step of forming a core glass thin film consisting of at least one lower clad glass thin film and at least one layer containing at least one kind of luminescent medium on a substrate by physical vapor deposition or chemical deposition, and the core glass. A step of forming a stripe having at least one kind of stripe-shaped convex portion or a stripe having a rectangular cross section which is a special case of the thin film by a selective etching method, and forming the stripe-shaped convex portion or stripe on the core glass thin film Forming a top clad glass thin film consisting of at least one layer by physical vapor deposition or chemical vapor deposition.
ラッドガラス薄膜と少なくとも一層よりなり少なくとも
一種類の発光媒質を含むコアガラス薄膜を物理蒸着法ま
たは化学堆積法でを形成する工程と、少なくとも一つの
ストライプ状凹部をもつ平板を該コアガラス薄膜のガラ
ス軟化温度近傍に加熱した状態で該コアガラス薄膜に押
しつけることで少なくとも一つのストライプ状突凸部を
該コアガラス薄膜に形成する工程と、該ストライプ状凸
部を形成された該コアガラス薄膜上に少なくとも一層よ
りなる上部クラッドガラス薄膜を物理蒸着法または化学
堆積法で形成する工程とを含む導波型ガラスレーザの製
造方法。4. A step of forming a core glass thin film consisting of at least one lower clad glass thin film and at least one layer containing at least one kind of luminescent medium on a substrate by physical vapor deposition or chemical deposition, and at least one A step of forming at least one stripe-shaped protrusion on the core glass thin film by pressing a flat plate having stripe-shaped recesses against the core glass thin film in a state of being heated to near the glass softening temperature of the core glass thin film; And a step of forming an upper clad glass thin film consisting of at least one layer on the core glass thin film on which the convex portion is formed by a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method.
膜を GaF3 とInF3の少なくとも一方及び ZnF2 及び PbF
2 からなるフッ化物ガラスとした請求項1乃至4のいず
れかに記載の導波型ガラスレーザの製造方法。5. The cladding glass thin film and the core glass thin film are made of at least one of GaF3 and InF3, ZnF2 and PbF.
The method for producing a waveguide type glass laser according to claim 1, wherein the fluoride glass is made of 2.
膜を PbF2 及び AlF3 からなるフッ化物ガラスとした請
求項1乃至4のいずれかに記載の導波型ガラスレーザの
製造方法。6. The method for manufacturing a waveguide type glass laser according to claim 1, wherein the clad glass thin film and the core glass thin film are fluoride glasses made of PbF2 and AlF3.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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ID=12061426
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5021668A Expired - Lifetime JP2876176B2 (en) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Method of manufacturing waveguide glass laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2876176B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60129711A (en) * | 1983-12-16 | 1985-07-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | Formation of optical waveguide |
JPS6426806A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-30 | Canon Kk | Production of light guide |
JPH0353202A (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-07 | Hitachi Cable Ltd | Production of waveguide added with rare earth element |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP5021668A patent/JP2876176B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60129711A (en) * | 1983-12-16 | 1985-07-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | Formation of optical waveguide |
JPS6426806A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-30 | Canon Kk | Production of light guide |
JPH0353202A (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-07 | Hitachi Cable Ltd | Production of waveguide added with rare earth element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2876176B2 (en) | 1999-03-31 |
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