JPH0743539A - 赤外光導波路 - Google Patents
赤外光導波路Info
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- JPH0743539A JPH0743539A JP24712792A JP24712792A JPH0743539A JP H0743539 A JPH0743539 A JP H0743539A JP 24712792 A JP24712792 A JP 24712792A JP 24712792 A JP24712792 A JP 24712792A JP H0743539 A JPH0743539 A JP H0743539A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- substrate
- germanium oxide
- glass
- optical waveguide
- Prior art date
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上に形成される光導波路を、赤外領域で
動作し、フッ化物光ファイバに接続できるようにし、し
かも導波路ガラス材料を基板上に良好な品質で精度よく
安定して作製できるようにする。 【構成】 基板１の材料としてアルミナを用い、このア
ルミナ基板上に酸化ゲルマニウムを主成分とするガラス
を形成して光導波路２を形成する。酸化ゲルマニウム微
粒子をアルミナ基板１上に吹き付けて堆積し、加熱・冷
却により透明化して膜状の平面光導波路を得る。さら
に、この導波膜をリソグラフィとＲＩＥによりパターン
化し、パターン光導波路を得る。酸化ゲルマニウムガラ
スにより、フッ化物光ファイバに接続可能な長波長領域
で光損失のない光導波路が得られる。アルミナと酸化ゲ
ルマニウムは熱膨張係数が等しく、また強固に結合す
る。
動作し、フッ化物光ファイバに接続できるようにし、し
かも導波路ガラス材料を基板上に良好な品質で精度よく
安定して作製できるようにする。 【構成】 基板１の材料としてアルミナを用い、このア
ルミナ基板上に酸化ゲルマニウムを主成分とするガラス
を形成して光導波路２を形成する。酸化ゲルマニウム微
粒子をアルミナ基板１上に吹き付けて堆積し、加熱・冷
却により透明化して膜状の平面光導波路を得る。さら
に、この導波膜をリソグラフィとＲＩＥによりパターン
化し、パターン光導波路を得る。酸化ゲルマニウムガラ
スにより、フッ化物光ファイバに接続可能な長波長領域
で光損失のない光導波路が得られる。アルミナと酸化ゲ
ルマニウムは熱膨張係数が等しく、また強固に結合す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、基板上に形成された
光導波路であって、赤外領域で動作する赤外光導波路に
関するものである。
光導波路であって、赤外領域で動作する赤外光導波路に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】基板上に形成された光導波路は、光通信
の実用化と共に、近年、急速に研究開発が進んでいる。
特に、シリコン基板上に形成された石英ガラス系の光導
波路や光学ガラス基板に屈折率を変えて形成された石英
ガラス系の光導波路は、既に一部実用的になっている
（Photonic Integration Research,Inc.社カタログ、Co
rning 社カタログ等）。これらの光導波路は、石英系光
ファイバの適用波長領域での動作を目的としている。ま
た、これらは、リソグラフィ手法による導波路パターン
形成と、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）やイオン交
換などの手法による導波路形成とによって製造されるも
のである。
の実用化と共に、近年、急速に研究開発が進んでいる。
特に、シリコン基板上に形成された石英ガラス系の光導
波路や光学ガラス基板に屈折率を変えて形成された石英
ガラス系の光導波路は、既に一部実用的になっている
（Photonic Integration Research,Inc.社カタログ、Co
rning 社カタログ等）。これらの光導波路は、石英系光
ファイバの適用波長領域での動作を目的としている。ま
た、これらは、リソグラフィ手法による導波路パターン
形成と、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）やイオン交
換などの手法による導波路形成とによって製造されるも
のである。
【０００３】一方、フッ化物光ファイバは、石英系光フ
ァイバよりも長い波長領域で伝送損失が極めて低く、優
れた性能を有することが期待され、超遠距離用として研
究開発が進められている（Shiro Takahashi,J.Non-Crys
talline Solids,140(1992)172-178 ）。
ァイバよりも長い波長領域で伝送損失が極めて低く、優
れた性能を有することが期待され、超遠距離用として研
究開発が進められている（Shiro Takahashi,J.Non-Crys
talline Solids,140(1992)172-178 ）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このフ
ッ化物光ファイバに対しては、上記の石英系の光導波路
は適用できない。これは、フッ化物光ファイバが２〜３
μｍの波長領域で使用されるのに対し、石英系光ファイ
バでは１〜２μｍで用いられるためである。即ち、上記
の石英系の光導波路は２〜３μｍの波長領域では光損失
が極めて高く、また導波路パターンの設計法も異なるか
らである。従って、この波長領域で動作する光導波路が
必要となるが、従来、このような導波路は製造されてい
ない。
ッ化物光ファイバに対しては、上記の石英系の光導波路
は適用できない。これは、フッ化物光ファイバが２〜３
μｍの波長領域で使用されるのに対し、石英系光ファイ
バでは１〜２μｍで用いられるためである。即ち、上記
の石英系の光導波路は２〜３μｍの波長領域では光損失
が極めて高く、また導波路パターンの設計法も異なるか
らである。従って、この波長領域で動作する光導波路が
必要となるが、従来、このような導波路は製造されてい
ない。
【０００５】この発明は、前述のような事情に鑑みてな
されたもので、その目的は、赤外領域で動作し、フッ化
物光ファイバに接続することができ、しかも基板上に精
度良く安定して作製することのできる赤外光導波路を提
供することにある。
されたもので、その目的は、赤外領域で動作し、フッ化
物光ファイバに接続することができ、しかも基板上に精
度良く安定して作製することのできる赤外光導波路を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するために、次のような考察を行った。フッ化物光フ
ァイバに適合する導波路材料としては、フッ化物ガラス
や赤外透過酸化物ガラスなどが考えられる。フッ化物ガ
ラスは、導波路形成に当たって、ＲＩＥは本質的に適用
できず（ＲＩＥでは蒸気圧の高いフッ化物に変化させる
が、フッ化物ガラスはもともと蒸気圧の低い材料であ
る）、また、イオン交換は、加熱時に結晶化し易いこと
により困難である。
成するために、次のような考察を行った。フッ化物光フ
ァイバに適合する導波路材料としては、フッ化物ガラス
や赤外透過酸化物ガラスなどが考えられる。フッ化物ガ
ラスは、導波路形成に当たって、ＲＩＥは本質的に適用
できず（ＲＩＥでは蒸気圧の高いフッ化物に変化させる
が、フッ化物ガラスはもともと蒸気圧の低い材料であ
る）、また、イオン交換は、加熱時に結晶化し易いこと
により困難である。
【０００７】一方、赤外透過酸化物ガラスには、酸化ゲ
ルマニウム、酸化ビスマス、酸化鉛など極めて多くのガ
ラス系がある。このうち、酸化ゲルマニウムは単一成分
で安定なガラスとなるが、他のガラス系は通常アルカリ
やアルカリ土類の酸化物成分を含む。従って、前者はＲ
ＩＥが適用できるが、後者の酸化ビスマスや酸化鉛のガ
ラス系には適用できない（アルカリやアルカリ土類のフ
ッ化物は揮発しない）。また、これらの系にイオン交換
を適用した場合、ガラス安定性が乏しいことから容易に
結晶化し、高品質の導波路の作製は困難である。
ルマニウム、酸化ビスマス、酸化鉛など極めて多くのガ
ラス系がある。このうち、酸化ゲルマニウムは単一成分
で安定なガラスとなるが、他のガラス系は通常アルカリ
やアルカリ土類の酸化物成分を含む。従って、前者はＲ
ＩＥが適用できるが、後者の酸化ビスマスや酸化鉛のガ
ラス系には適用できない（アルカリやアルカリ土類のフ
ッ化物は揮発しない）。また、これらの系にイオン交換
を適用した場合、ガラス安定性が乏しいことから容易に
結晶化し、高品質の導波路の作製は困難である。
【０００８】従って、酸化ゲルマニウムガラス系が最も
有効である。さらに、この酸化ゲルマニウム系は火炎加
水分解法による導波路形成が可能である（火炎加水分解
による導波路作製については、安ほか，電子通信学会論
文誌，'85/6 Vol.J68-C No.6pp.454 参照）。
有効である。さらに、この酸化ゲルマニウム系は火炎加
水分解法による導波路形成が可能である（火炎加水分解
による導波路作製については、安ほか，電子通信学会論
文誌，'85/6 Vol.J68-C No.6pp.454 参照）。
【０００９】一方、平面光導波路を製造するには、基板
が必要となるが、その材料としては、シリコン、石英ガ
ラス、サファイヤ、アルミナなどがある。導波路材料に
適合するには、熱膨張係数が一致することや、導波路材
料との反応性も重要となる。石英系の導波路の場合に
は、これらの基板材料が全て使用されているが、シリコ
ンが最も一般的である。
が必要となるが、その材料としては、シリコン、石英ガ
ラス、サファイヤ、アルミナなどがある。導波路材料に
適合するには、熱膨張係数が一致することや、導波路材
料との反応性も重要となる。石英系の導波路の場合に
は、これらの基板材料が全て使用されているが、シリコ
ンが最も一般的である。
【００１０】しかし、酸化ゲルマニウム系導波路用の基
板材料としては、シリコン、石英ガラスは熱膨張係数が
小さ過ぎることから、製造の過程で過大な熱応力が発生
し、その結果、導波路層が破壊されてしまうため適用で
きない。また、サファイヤは熱膨張係数が僅かに小さ
く、また導波路材料と全く反応しないため、同様に適用
できない。一方、電子材料用の酸化アルミニウム９５％
以上の高品質のアルミナは、熱膨張係数がほぼ等しく、
酸化ゲルマニウム系導波路に対してアルミナ基板のみが
使用可能となる。
板材料としては、シリコン、石英ガラスは熱膨張係数が
小さ過ぎることから、製造の過程で過大な熱応力が発生
し、その結果、導波路層が破壊されてしまうため適用で
きない。また、サファイヤは熱膨張係数が僅かに小さ
く、また導波路材料と全く反応しないため、同様に適用
できない。一方、電子材料用の酸化アルミニウム９５％
以上の高品質のアルミナは、熱膨張係数がほぼ等しく、
酸化ゲルマニウム系導波路に対してアルミナ基板のみが
使用可能となる。
【００１１】以上から、この発明では、基板材料として
アルミナを用い、このアルミナ基板上に酸化ゲルマニウ
ムを主成分とするガラスを形成して赤外光導波路を構成
する。導波路の構造は、膜状の平面導波路やパターン導
波路とすることができる。平面導波路は、火炎加水分解
反応により合成された酸化ゲルマニウム微粒子をアルミ
ナ基板上に吹き付けて堆積させ、この微粒子層（クラッ
ド・コア層）を加熱により透明化して導波膜の形で得ら
れる。パターン導波路は、前記透明導波膜のコア層をリ
ソグラフィとＲＩＥの手法を用いてパターン化し、これ
によりリッジ状の導波路を形成し、凹部に埋め込み用の
酸化ゲルマニウムガラスを埋め込んで得られる。
アルミナを用い、このアルミナ基板上に酸化ゲルマニウ
ムを主成分とするガラスを形成して赤外光導波路を構成
する。導波路の構造は、膜状の平面導波路やパターン導
波路とすることができる。平面導波路は、火炎加水分解
反応により合成された酸化ゲルマニウム微粒子をアルミ
ナ基板上に吹き付けて堆積させ、この微粒子層（クラッ
ド・コア層）を加熱により透明化して導波膜の形で得ら
れる。パターン導波路は、前記透明導波膜のコア層をリ
ソグラフィとＲＩＥの手法を用いてパターン化し、これ
によりリッジ状の導波路を形成し、凹部に埋め込み用の
酸化ゲルマニウムガラスを埋め込んで得られる。
【００１２】
【作用】前述のような構成において、酸化ゲルマニウム
を主成分とするガラスは赤外透過酸化物ガラスの一種で
あり、２〜３μｍ波長領域で光損失の少ない光導波路が
得られ、フッ化物光ファイバと組み合わせることによ
り、赤外領域で優れた性能を発揮する光回路を得ること
ができる。また、アルミナと酸化ゲルマニウムとは熱膨
張係数がほぼ等しく、ガラス化のための加熱後の冷却工
程において熱応力の発生を解消でき、またアルミナ中の
成分（ＳｉＯ2 ）が酸化ゲルマニウムと反応して強固に
結合するため、酸化ゲルマニウムガラスの光導波路をア
ルミナ基板上に精度良く安定して形成することができ
る。
を主成分とするガラスは赤外透過酸化物ガラスの一種で
あり、２〜３μｍ波長領域で光損失の少ない光導波路が
得られ、フッ化物光ファイバと組み合わせることによ
り、赤外領域で優れた性能を発揮する光回路を得ること
ができる。また、アルミナと酸化ゲルマニウムとは熱膨
張係数がほぼ等しく、ガラス化のための加熱後の冷却工
程において熱応力の発生を解消でき、またアルミナ中の
成分（ＳｉＯ2 ）が酸化ゲルマニウムと反応して強固に
結合するため、酸化ゲルマニウムガラスの光導波路をア
ルミナ基板上に精度良く安定して形成することができ
る。
【００１３】
【実施例】以下、この発明を図示する実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は、この発明の赤外光導波路の実
施例であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその屈折率分布
を示すグラフである。図１において、基板１を酸化アル
ミニウム９５％以上の高品質のアルミナからなるアルミ
ナ基板とし、このアルミナ基板１上に酸化ゲルマニウム
を主成分とする酸化ゲルマニウムガラス導波路２を形成
する。導波路２は、コア層３とクラッド層４からなり、
クラッド層４はＳｉＯ2 をドープして屈折率を低下させ
ている。次に、具体的な数値を用いた実施例（平面導波
路・パターン導波路）と比較例（本発明と基板の材料を
異ならせた例）を示す。
詳細に説明する。図１は、この発明の赤外光導波路の実
施例であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその屈折率分布
を示すグラフである。図１において、基板１を酸化アル
ミニウム９５％以上の高品質のアルミナからなるアルミ
ナ基板とし、このアルミナ基板１上に酸化ゲルマニウム
を主成分とする酸化ゲルマニウムガラス導波路２を形成
する。導波路２は、コア層３とクラッド層４からなり、
クラッド層４はＳｉＯ2 をドープして屈折率を低下させ
ている。次に、具体的な数値を用いた実施例（平面導波
路・パターン導波路）と比較例（本発明と基板の材料を
異ならせた例）を示す。
【００１４】〔実施例１〕この実施例では、厚さ０．３
５ｍｍ、直径７５ｍｍのアルミナ基板１を用い、この基
板上に酸化ゲルマニウムガラスの平面導波路２を形成し
た。平面導波路２を形成する手順は以下の通りである。
５ｍｍ、直径７５ｍｍのアルミナ基板１を用い、この基
板上に酸化ゲルマニウムガラスの平面導波路２を形成し
た。平面導波路２を形成する手順は以下の通りである。
【００１５】(1) 原料となるＧｅＣ１４をよく知られた
バブリング法で気化し、石英ガラス製の酸水素バーナに
吹き込む。火炎中で酸化ゲルマニウム微粒子が火炎加水
分解反応によって合成される。 (2) この微粒子を基板に吹き付け、バーナと基板とを相
対的に移動させ、一様な厚さの微粒子層を堆積する。初
めにクラッド層を、次にコア層を堆積する。 (3) 堆積後、基板をマッフル炉に入れ、アルゴン／酸素
気流中で約８５０°Ｃで２時間加熱する。これにより、
微粒子層は透明化され、膜状の平面導波路が作製され
る。
バブリング法で気化し、石英ガラス製の酸水素バーナに
吹き込む。火炎中で酸化ゲルマニウム微粒子が火炎加水
分解反応によって合成される。 (2) この微粒子を基板に吹き付け、バーナと基板とを相
対的に移動させ、一様な厚さの微粒子層を堆積する。初
めにクラッド層を、次にコア層を堆積する。 (3) 堆積後、基板をマッフル炉に入れ、アルゴン／酸素
気流中で約８５０°Ｃで２時間加熱する。これにより、
微粒子層は透明化され、膜状の平面導波路が作製され
る。
【００１６】図２は、作製した導波路の断面写真の例で
ある。明るい部分が光の通る屈折率の高いコア層（約２
０μｍ）、その下の暗い部分がクラッド層（約３０μ
ｍ）であり、さらにその下は基板である。なお、本実施
例では、クラッド層には屈折率を低くするためにＳｉＯ
2 をドープしている。透明化の冷却工程で基板と光導波
路には、熱応力による熱変形が発生せず、またアルミナ
中の成分ＳｉＯ2 などが酸化ゲルマニウムと反応して強
固に結合することにより、良好な形状・寸法の酸化ゲル
マニウムガラスの光導波路をアルミナ基板上に安定して
形成することができた。光導波路の品質も火炎加水分解
法により良好であった。
ある。明るい部分が光の通る屈折率の高いコア層（約２
０μｍ）、その下の暗い部分がクラッド層（約３０μ
ｍ）であり、さらにその下は基板である。なお、本実施
例では、クラッド層には屈折率を低くするためにＳｉＯ
2 をドープしている。透明化の冷却工程で基板と光導波
路には、熱応力による熱変形が発生せず、またアルミナ
中の成分ＳｉＯ2 などが酸化ゲルマニウムと反応して強
固に結合することにより、良好な形状・寸法の酸化ゲル
マニウムガラスの光導波路をアルミナ基板上に安定して
形成することができた。光導波路の品質も火炎加水分解
法により良好であった。
【００１７】また、酸化ゲルマニウムガラス光導波路の
赤外透過特性を調べた。波長３μｍ近辺に僅かに水酸基
による吸収が認められるが、５μｍまで透過する。石英
ガラスが４μｍまでしか透過しないのと比べると、酸化
ゲルマニウムの赤外での透過特性が明らかに優れている
ことがわかる。さらに、導波路膜の損失の一例を示す
と、ヘリウム−ネオンレーザ波長（０．６３３μｍ）で
は、６ｄＢ／ｃｍであった。なお、損失はプリズムカッ
プリング法により光を導波膜に入射し、導波路表面での
散乱光強度の距離依存性を測定することによって求め
た。
赤外透過特性を調べた。波長３μｍ近辺に僅かに水酸基
による吸収が認められるが、５μｍまで透過する。石英
ガラスが４μｍまでしか透過しないのと比べると、酸化
ゲルマニウムの赤外での透過特性が明らかに優れている
ことがわかる。さらに、導波路膜の損失の一例を示す
と、ヘリウム−ネオンレーザ波長（０．６３３μｍ）で
は、６ｄＢ／ｃｍであった。なお、損失はプリズムカッ
プリング法により光を導波膜に入射し、導波路表面での
散乱光強度の距離依存性を測定することによって求め
た。
【００１８】〔比較例１〕実施例１と同一形状で、材質
の異なるシリコン基板を用いて酸化ゲルマニウム導波路
形成を試みた。微粒子層の堆積およびその透明化工程も
同様の条件で行った。微粒子層は透明化できるが、冷却
過程で熱応力が発生する。酸化ゲルマニウムガラスは、
熱膨張係数がシリコンに比べて約３倍（約８×１０-6
°Ｃ-1）大きい。そのため、透明化の冷却過程でガラス
層には引っ張りの熱応力が発生する。この引張応力はガ
ラスの破壊応力を上回り、結果として、冷却過程でガラ
ス層は細かなフレーク状に破壊してしまう。結局、シリ
コン基板を用いてはガラス層を安定して作製することが
できなかった。
の異なるシリコン基板を用いて酸化ゲルマニウム導波路
形成を試みた。微粒子層の堆積およびその透明化工程も
同様の条件で行った。微粒子層は透明化できるが、冷却
過程で熱応力が発生する。酸化ゲルマニウムガラスは、
熱膨張係数がシリコンに比べて約３倍（約８×１０-6
°Ｃ-1）大きい。そのため、透明化の冷却過程でガラス
層には引っ張りの熱応力が発生する。この引張応力はガ
ラスの破壊応力を上回り、結果として、冷却過程でガラ
ス層は細かなフレーク状に破壊してしまう。結局、シリ
コン基板を用いてはガラス層を安定して作製することが
できなかった。
【００１９】〔比較例２〕実施例１と同一形状のサファ
イヤ基板を用いて酸化ゲルマニウム導波路形成を試み
た。同様の条件で微粒子層の堆積・透明化を行った。微
粒子層は他の例と同様に透明化できる。しかし、この場
合は、サファイヤと酸化ゲルマニウムが殆ど反応しない
ため、ガラス層と基板の結合が極めて弱い。その上、僅
かの熱膨張係数の差（サファイヤの熱膨張係数ｃ軸約７
×１０-6 °Ｃ-1）によって、ガラス層はやはりフレー
ク状に破壊し剥離してしまう。結局、サファイヤ基板で
もガラス層を安定して作製することができなかった。
イヤ基板を用いて酸化ゲルマニウム導波路形成を試み
た。同様の条件で微粒子層の堆積・透明化を行った。微
粒子層は他の例と同様に透明化できる。しかし、この場
合は、サファイヤと酸化ゲルマニウムが殆ど反応しない
ため、ガラス層と基板の結合が極めて弱い。その上、僅
かの熱膨張係数の差（サファイヤの熱膨張係数ｃ軸約７
×１０-6 °Ｃ-1）によって、ガラス層はやはりフレー
ク状に破壊し剥離してしまう。結局、サファイヤ基板で
もガラス層を安定して作製することができなかった。
【００２０】但し、比較例１と比べてフレークの大きさ
が大きく、また一部基板についている部分もある。この
部分を利用して酸化ゲルマニウムの赤外透過特性を調べ
た。実施例１と同様に、波長３μｍ近辺に僅かに水酸基
による吸収が認められるが、５μｍまで透過する。石英
ガラスが４μｍまでしか透過しないのと比べると、酸化
ゲルマニウムの赤外での透過特性が明らかに優れている
ことがわかる。
が大きく、また一部基板についている部分もある。この
部分を利用して酸化ゲルマニウムの赤外透過特性を調べ
た。実施例１と同様に、波長３μｍ近辺に僅かに水酸基
による吸収が認められるが、５μｍまで透過する。石英
ガラスが４μｍまでしか透過しないのと比べると、酸化
ゲルマニウムの赤外での透過特性が明らかに優れている
ことがわかる。
【００２１】〔実施例２〕実施例１と同様の方法で形成
した平面導波膜をパターン化した例である。その手順を
以下に示す。 (1) 実施例１と同様の方法を用いてアルミナ基板上にコ
ア／クラッドの透明導波膜を形成した。膜厚はコア層が
１０μｍ、クラッド層が２０μｍであり、堆積時間を調
節して制御した。
した平面導波膜をパターン化した例である。その手順を
以下に示す。 (1) 実施例１と同様の方法を用いてアルミナ基板上にコ
ア／クラッドの透明導波膜を形成した。膜厚はコア層が
１０μｍ、クラッド層が２０μｍであり、堆積時間を調
節して制御した。
【００２２】(2) リソグラフィとＲＩＥの手法を用いて
コア層をパターン化した。具体的な手順は以下の通りで
ある。 ガラス膜上にアモルファスシリコンをスパッタコー
トした。 これにフォトレジストをスピンコートし、ソフトベ
ークした後、露光・現像した。 これを真空チャンバ内で、ＣＦ4 雰囲気中で、まず
アモルファスシリコンをエッチングし、続いてＣ2 Ｆ6
雰囲気中でＧｅＯ2 ガラス層をエッチングした。
コア層をパターン化した。具体的な手順は以下の通りで
ある。 ガラス膜上にアモルファスシリコンをスパッタコー
トした。 これにフォトレジストをスピンコートし、ソフトベ
ークした後、露光・現像した。 これを真空チャンバ内で、ＣＦ4 雰囲気中で、まず
アモルファスシリコンをエッチングし、続いてＣ2 Ｆ6
雰囲気中でＧｅＯ2 ガラス層をエッチングした。
【００２３】以上により、コア層をパターン化し、断面
形状が１０×１０μｍのリッジ状のパターン化した導波
路を得た。 (3) リッジ状の導波路以外の凹部に埋め込み用のＧｅＯ
2 ガラス微粒子層を堆積し、加熱・冷却によりガラス化
した。この埋め込み用のＧｅＯ2 ガラスにはＳｉＯ2 に
加えてＰ2 Ｏ5 ，Ｂ2 Ｏ3 を少量添加した。これによっ
て、透明化温度を７００°Ｃ以下に低減することがで
き、結果としてリッジ状の導波路の断面形状は殆ど変化
しなかった。このようにパターン化された導波路で、か
つ埋込み型の導波路も得ることができた。
形状が１０×１０μｍのリッジ状のパターン化した導波
路を得た。 (3) リッジ状の導波路以外の凹部に埋め込み用のＧｅＯ
2 ガラス微粒子層を堆積し、加熱・冷却によりガラス化
した。この埋め込み用のＧｅＯ2 ガラスにはＳｉＯ2 に
加えてＰ2 Ｏ5 ，Ｂ2 Ｏ3 を少量添加した。これによっ
て、透明化温度を７００°Ｃ以下に低減することがで
き、結果としてリッジ状の導波路の断面形状は殆ど変化
しなかった。このようにパターン化された導波路で、か
つ埋込み型の導波路も得ることができた。
【００２４】
【発明の効果】前述の通り、この発明は、酸化ゲルマニ
ウムを主成分とするガラスをアルミナ基板上に形成して
光導波路を構成するようにしたため、次のような効果を
奏する。 (1) 酸化ゲルマニウムガラスにより２−３μｍ波長領域
で光損失の少ない光導波路が得られ、フッ化物光ファイ
バと組み合わせることにより、赤外領域で優れた性能を
発揮する光回路を得ることができる。 (2) 基板のアルミナと酸化ゲルマニウムとは熱膨張係数
がほぼ等しく、加熱後の冷却工程における熱応力の発生
の解消により、熱変形を防止でき、またアルミナ中の成
分ＳｉＯ2 が酸化ゲルマニウムと反応して強固に結合す
ることが相まって、酸化ゲルマニウムガラスの光導波路
をアルミナ基板上に精度良く安定して形成することがで
きる。 (3) 火炎加水分解法を用いることができ、高品質の光導
波路を作製することができる。また、パターン化した光
導波路も容易に作製できる。 (4) 酸化ゲルマニウムガラスは石英ガラスに比べて光学
特性において非線形効果が大きいことが知られており、
この非線形効果を利用した導波路部品への応用が実現で
きる利点もある。
ウムを主成分とするガラスをアルミナ基板上に形成して
光導波路を構成するようにしたため、次のような効果を
奏する。 (1) 酸化ゲルマニウムガラスにより２−３μｍ波長領域
で光損失の少ない光導波路が得られ、フッ化物光ファイ
バと組み合わせることにより、赤外領域で優れた性能を
発揮する光回路を得ることができる。 (2) 基板のアルミナと酸化ゲルマニウムとは熱膨張係数
がほぼ等しく、加熱後の冷却工程における熱応力の発生
の解消により、熱変形を防止でき、またアルミナ中の成
分ＳｉＯ2 が酸化ゲルマニウムと反応して強固に結合す
ることが相まって、酸化ゲルマニウムガラスの光導波路
をアルミナ基板上に精度良く安定して形成することがで
きる。 (3) 火炎加水分解法を用いることができ、高品質の光導
波路を作製することができる。また、パターン化した光
導波路も容易に作製できる。 (4) 酸化ゲルマニウムガラスは石英ガラスに比べて光学
特性において非線形効果が大きいことが知られており、
この非線形効果を利用した導波路部品への応用が実現で
きる利点もある。
【図１】この発明の光導波路を示し、（ａ）は断面図、
（ｂ）はその屈折率分布のグラフである。
（ｂ）はその屈折率分布のグラフである。
【図２】この発明により作製した光導波路の顕微鏡写真
である。
である。
１ アルミナ基板 ２ 酸化ゲルマニウムガラス光導波路 ３ コア層 ４ クラッド層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年８月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】この発明により作製した基板上に形成された赤
外光導波路薄膜の断面を表す顕微鏡写真である。
外光導波路薄膜の断面を表す顕微鏡写真である。
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化ゲルマニウムを主成分とするガラス
を、アルミナ基板上に形成して構成されていることを特
徴とする赤外光導波路。 - 【請求項２】 請求項１において、導波路が基板上にパ
ターン化されていることを特徴とする赤外光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24712792A JPH0743539A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 赤外光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24712792A JPH0743539A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 赤外光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743539A true JPH0743539A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=17158838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24712792A Pending JPH0743539A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 赤外光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743539A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5615462A (en) * | 1995-06-21 | 1997-04-01 | Gotoh Gut Yugen Kaisha | Connector for coupling a harness and a stringed instrument |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP24712792A patent/JPH0743539A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5615462A (en) * | 1995-06-21 | 1997-04-01 | Gotoh Gut Yugen Kaisha | Connector for coupling a harness and a stringed instrument |
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