JPH0843654A - 石英系ガラス導波路及びその製造方法 - Google Patents
石英系ガラス導波路及びその製造方法Info
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- JPH0843654A JPH0843654A JP18118394A JP18118394A JPH0843654A JP H0843654 A JPH0843654 A JP H0843654A JP 18118394 A JP18118394 A JP 18118394A JP 18118394 A JP18118394 A JP 18118394A JP H0843654 A JPH0843654 A JP H0843654A
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- G02B2006/12176—Etching
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】第１クラッド層形成後のＳｉ基板の反りを極め
て小さくする。 【構成】まず、Ｓｉ基板１上に第１クラッド層埋込み用
の光学特性を満足するに必要な幅Ｗ2 及び高さＨをもつ
溝７を形成し、溝７内にｎ0 の屈折率を有するＳｉＯ2
ガラスからなる第１クラッド層２を埋め込む。次に第１
クラッド層２を含めたＳｉ基板１上の全面にｎ1 （＞ｎ
0 ）の屈折率を有するコアガラス膜３を形成する。その
後、ホトリソグラフィ及び反応性イオンエッチングを用
いて断面略矩形のコア導波路４を第１クラッド層２上に
形成させる。さらに、コア導波路４上を含めたＳｉ基板
２の全面に火炎堆積法によりＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2
Ｏ5系の多孔質ガラス層５を形成させる。そして、これ
を焼結することで透明ガラス化して、第２クラッド層６
としてｎ0 の屈折率を有するＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2
Ｏ5 系ガラスを形成する。
て小さくする。 【構成】まず、Ｓｉ基板１上に第１クラッド層埋込み用
の光学特性を満足するに必要な幅Ｗ2 及び高さＨをもつ
溝７を形成し、溝７内にｎ0 の屈折率を有するＳｉＯ2
ガラスからなる第１クラッド層２を埋め込む。次に第１
クラッド層２を含めたＳｉ基板１上の全面にｎ1 （＞ｎ
0 ）の屈折率を有するコアガラス膜３を形成する。その
後、ホトリソグラフィ及び反応性イオンエッチングを用
いて断面略矩形のコア導波路４を第１クラッド層２上に
形成させる。さらに、コア導波路４上を含めたＳｉ基板
２の全面に火炎堆積法によりＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2
Ｏ5系の多孔質ガラス層５を形成させる。そして、これ
を焼結することで透明ガラス化して、第２クラッド層６
としてｎ0 の屈折率を有するＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2
Ｏ5 系ガラスを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信部品分野に広範
囲な応用を持つ石英系ガラス導波路及びその製造方法に
関するものである。
囲な応用を持つ石英系ガラス導波路及びその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４に従来の石英系ガラス導波路の製造
方法を示す。まず、Ｓｉ基板１０上に、第１クラッド層
１１として電子ビーム蒸着法により組成ＳｉＯ2 のガラ
ス膜をＳｉ基板１０全面に形成する（図４（ａ））。つ
ぎに、第１クラッド層１１上に電子ビーム蒸着法により
組成ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 のコア膜１２を形成する（図４
（ｂ））。そして、コア膜１２をフォトリソグラフィ及
び反応性イオンエッチングを用いてコア導波路１３を形
成させる（図４（ｃ））。つぎに、コア導波路１３上
に、火炎堆積法によりＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系
多孔質ガラス層１４を３００〜４００μｍ堆積させ（図
４（ｄ））、さらに電気炉内に移しＨｅガス雰囲気中で
熱処理を施し透明ガラス化し、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ
2 Ｏ5 系ガラスで構成された第２クラッド層１５とする
（図４（ｅ））。熱処理の温度は１３３０℃である。
方法を示す。まず、Ｓｉ基板１０上に、第１クラッド層
１１として電子ビーム蒸着法により組成ＳｉＯ2 のガラ
ス膜をＳｉ基板１０全面に形成する（図４（ａ））。つ
ぎに、第１クラッド層１１上に電子ビーム蒸着法により
組成ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 のコア膜１２を形成する（図４
（ｂ））。そして、コア膜１２をフォトリソグラフィ及
び反応性イオンエッチングを用いてコア導波路１３を形
成させる（図４（ｃ））。つぎに、コア導波路１３上
に、火炎堆積法によりＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系
多孔質ガラス層１４を３００〜４００μｍ堆積させ（図
４（ｄ））、さらに電気炉内に移しＨｅガス雰囲気中で
熱処理を施し透明ガラス化し、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ
2 Ｏ5 系ガラスで構成された第２クラッド層１５とする
（図４（ｅ））。熱処理の温度は１３３０℃である。
【０００３】ここで、Ｂ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 のドーパン
ト剤は透明ガラス温度を下げる目的で添加するものであ
り、また、第２クラッド層の屈折率は光学特性上、第１
クラッド層１１と同等にする必要がある。
ト剤は透明ガラス温度を下げる目的で添加するものであ
り、また、第２クラッド層の屈折率は光学特性上、第１
クラッド層１１と同等にする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｓｉ基板上に第１クラ
ッド層として屈折率ｎ0 を有するＳｉＯ2 ガラスを光学
特性に支障をきたさない程度である１５μｍ以上成膜す
ると、ＳｉとＳｉＯ2 ガラスに線膨張係数差から、Ｓｉ
基板に反りが生じるという問題がある。この反りの大き
さは第１クラッド層の膜厚に依存し膜厚が厚ければ反り
量も比例して大きくなる。また、第１クラッド層上にさ
らに膜厚６μｍ〜８μｍのコアガラス膜を成膜するた
め、Ｓｉ基板の反り量はさらに大きくなる。
ッド層として屈折率ｎ0 を有するＳｉＯ2 ガラスを光学
特性に支障をきたさない程度である１５μｍ以上成膜す
ると、ＳｉとＳｉＯ2 ガラスに線膨張係数差から、Ｓｉ
基板に反りが生じるという問題がある。この反りの大き
さは第１クラッド層の膜厚に依存し膜厚が厚ければ反り
量も比例して大きくなる。また、第１クラッド層上にさ
らに膜厚６μｍ〜８μｍのコアガラス膜を成膜するた
め、Ｓｉ基板の反り量はさらに大きくなる。
【０００５】この後、フォトリソグラフィ及び反応性イ
オンエッチングを用いてコア導波路を形成させるが、こ
のＳｉ基板の反りによりフォトリソグラフィでの高精細
なコア導波路を形成するためのパターン形成が困難とな
る。
オンエッチングを用いてコア導波路を形成させるが、こ
のＳｉ基板の反りによりフォトリソグラフィでの高精細
なコア導波路を形成するためのパターン形成が困難とな
る。
【０００６】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、第１クラッド層形成後のＳｉ基板の反りが極
めて小さい石英系ガラス導波路及びその製造方法を提供
することにある。
を解消し、第１クラッド層形成後のＳｉ基板の反りが極
めて小さい石英系ガラス導波路及びその製造方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の石英系ガラス導
波路は、Ｓｉ基板と、該Ｓｉ基板内に、光学特性を満足
するに必要な幅及び高さをもつように埋め込まれた屈折
率ｎ0 の第１クラッド層と、該第１クラッド層の上に設
けられた屈折率ｎ1 （＞ｎ0 ）の断面略矩形のコア導波
路と、該コア導波路を覆う屈折率ｎ0 の第２クラッド層
とを備えたものである。
波路は、Ｓｉ基板と、該Ｓｉ基板内に、光学特性を満足
するに必要な幅及び高さをもつように埋め込まれた屈折
率ｎ0 の第１クラッド層と、該第１クラッド層の上に設
けられた屈折率ｎ1 （＞ｎ0 ）の断面略矩形のコア導波
路と、該コア導波路を覆う屈折率ｎ0 の第２クラッド層
とを備えたものである。
【０００８】ここで、光学特性を満足するに必要な第１
クラッド層の幅は、コア導波路幅に対して５〜１５倍あ
ることが好ましい。第１クラッドの高さは１５μｍ以上
である。第１クラッド層の幅がコア導波路幅に対して５
〜１５倍であるとした理由は、５倍より小さいと光学特
性を満足できなくなるからであり、１５倍よりも大きい
と熱膨張差の影響が大きくなり、基板の反りが無視でき
なくなるからである。
クラッド層の幅は、コア導波路幅に対して５〜１５倍あ
ることが好ましい。第１クラッドの高さは１５μｍ以上
である。第１クラッド層の幅がコア導波路幅に対して５
〜１５倍であるとした理由は、５倍より小さいと光学特
性を満足できなくなるからであり、１５倍よりも大きい
と熱膨張差の影響が大きくなり、基板の反りが無視でき
なくなるからである。
【０００９】本発明の石英系ガラス導波路の製造方法
は、Ｓｉ基板上に光学特性を満足するに必要な幅及び高
さを持つ第１クラッド層埋込み用の溝を形成し、該溝内
にｎ０の屈折率を有する第１クラッド層を埋め込み、該
第１クラッド層を含めたＳｉ基板上の全面にｎ１ （＞
ｎ0 ）の屈折率を有するコアガラス膜を形成した後、ホ
トリソグラフィ及び反応性イオンエッチングを用いて断
面略矩形のコア導波路を上記第１クラッド層上に形成
し、上記コア導波路を含めたＳｉ基板の全面に火炎堆積
法により多孔質ガラス層を形成し、該多孔質ガラス層を
焼結することで透明ガラス化してｎ0 の屈折率を有する
第２クラッド層を形成するものである。
は、Ｓｉ基板上に光学特性を満足するに必要な幅及び高
さを持つ第１クラッド層埋込み用の溝を形成し、該溝内
にｎ０の屈折率を有する第１クラッド層を埋め込み、該
第１クラッド層を含めたＳｉ基板上の全面にｎ１ （＞
ｎ0 ）の屈折率を有するコアガラス膜を形成した後、ホ
トリソグラフィ及び反応性イオンエッチングを用いて断
面略矩形のコア導波路を上記第１クラッド層上に形成
し、上記コア導波路を含めたＳｉ基板の全面に火炎堆積
法により多孔質ガラス層を形成し、該多孔質ガラス層を
焼結することで透明ガラス化してｎ0 の屈折率を有する
第２クラッド層を形成するものである。
【００１０】また、本発明の石英系ガラス導波路の製造
方法は、Ｓｉ基板上にホトリソグラフィ及びエッチング
により光学特性を満足するに必要な幅及び高さをもつ第
１クラッド層埋込み用の溝を形成し、該溝内にｎ0 の屈
折率を有するＳｉＯ2 からなる第１クラッド層が埋め込
まれるように、Ｓｉ基板全面に第１クラッド層を形成
し、さらにＳｉ基板に形成された余分な第１クラッド層
を除去してＳｉ基板の面を出し、その後、第１クラッド
層が埋め込まれたＳｉ基板の全面にｎ1 （＞ｎ0）の屈
折率を有するコアガラス膜を形成した後、該コアガラス
膜をホトリソグラフィ及び反応性イオンエッチングを用
いて断面略矩形のコア導波路を形成し、さらに、該コア
導波路を含めたＳｉ基板の全面に火炎堆積法によりＳｉ
Ｏ2 −Ｂ2Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系の多孔質ガラス層を形成さ
せ、該多孔質ガラス層を焼結することで透明ガラス化し
てｎ0 の屈折率を有する第２クラッド層を形成するもの
である。
方法は、Ｓｉ基板上にホトリソグラフィ及びエッチング
により光学特性を満足するに必要な幅及び高さをもつ第
１クラッド層埋込み用の溝を形成し、該溝内にｎ0 の屈
折率を有するＳｉＯ2 からなる第１クラッド層が埋め込
まれるように、Ｓｉ基板全面に第１クラッド層を形成
し、さらにＳｉ基板に形成された余分な第１クラッド層
を除去してＳｉ基板の面を出し、その後、第１クラッド
層が埋め込まれたＳｉ基板の全面にｎ1 （＞ｎ0）の屈
折率を有するコアガラス膜を形成した後、該コアガラス
膜をホトリソグラフィ及び反応性イオンエッチングを用
いて断面略矩形のコア導波路を形成し、さらに、該コア
導波路を含めたＳｉ基板の全面に火炎堆積法によりＳｉ
Ｏ2 −Ｂ2Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系の多孔質ガラス層を形成さ
せ、該多孔質ガラス層を焼結することで透明ガラス化し
てｎ0 の屈折率を有する第２クラッド層を形成するもの
である。
【００１１】
【作用】第１クラッド層がＳｉ基板上にではなく、基板
の一部に埋め込まれていると、基板と第１クラッド層と
の線膨張係数差による影響が少なく、第１クラッド層形
成後に生じるＳｉ基板の反りが低減する。したがって、
第１クラッド層上にさらにコアガラス膜を成膜すること
によるＳｉ基板の反り量も余り大きくならない。その結
果、Ｓｉ基板の反りが少ないので、フォトリソグラフィ
での高精細なコア導波路を形成するためのパターン形成
が容易となる。
の一部に埋め込まれていると、基板と第１クラッド層と
の線膨張係数差による影響が少なく、第１クラッド層形
成後に生じるＳｉ基板の反りが低減する。したがって、
第１クラッド層上にさらにコアガラス膜を成膜すること
によるＳｉ基板の反り量も余り大きくならない。その結
果、Ｓｉ基板の反りが少ないので、フォトリソグラフィ
での高精細なコア導波路を形成するためのパターン形成
が容易となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の石英系ガラス導波路を製造するため
の概略工程図である。
る。図１は本発明の石英系ガラス導波路を製造するため
の概略工程図である。
【００１３】まず、Ｓｉ基板１を用意し（図１
（ａ））、このＳｉ基板１上に光学特性を満足するに必
要な幅Ｗ2 （＝５〜１５Ｗ1 （コア幅））及び高さＨ
（≧１５μｍ）をもつ第１クラッド層埋込み用の溝７を
形成し、その溝７内にｎ0 の屈折率を有するＳｉＯ2 ガ
ラスからなる第１クラッド層２を埋め込む（図１
（ｂ））。従って、第１クラッド層２は、Ｓｉ基板１の
全面ではなく、一部すなわち、溝７内に形成されるだけ
である。このため、第１クラッド層形成後のＳｉ基板１
の反りが、Ｓｉ基板１の全面に形成したときに比して極
めて小さくなる。
（ａ））、このＳｉ基板１上に光学特性を満足するに必
要な幅Ｗ2 （＝５〜１５Ｗ1 （コア幅））及び高さＨ
（≧１５μｍ）をもつ第１クラッド層埋込み用の溝７を
形成し、その溝７内にｎ0 の屈折率を有するＳｉＯ2 ガ
ラスからなる第１クラッド層２を埋め込む（図１
（ｂ））。従って、第１クラッド層２は、Ｓｉ基板１の
全面ではなく、一部すなわち、溝７内に形成されるだけ
である。このため、第１クラッド層形成後のＳｉ基板１
の反りが、Ｓｉ基板１の全面に形成したときに比して極
めて小さくなる。
【００１４】さらに、第１クラッド層２を含めたＳｉ基
板１上の全面にｎ1 （＞ｎ0 ）の屈折率を有するコアガ
ラス膜３を形成する（図１（ｃ））。このとき、Ｓｉ基
板１の反りは小さいため、コアガラス膜３を成膜後のＳ
ｉ基板１の反り量はそれほど大きくならない。
板１上の全面にｎ1 （＞ｎ0 ）の屈折率を有するコアガ
ラス膜３を形成する（図１（ｃ））。このとき、Ｓｉ基
板１の反りは小さいため、コアガラス膜３を成膜後のＳ
ｉ基板１の反り量はそれほど大きくならない。
【００１５】その後、ホトリソグラフィ及び反応性イオ
ンエッチングを用いて断面略矩形のコア導波路４を第１
クラッド層２上に形成させる（図１（ｄ））。このと
き、第１クラッド層の幅Ｗ2 ＝５〜１５Ｗ1 に設定して
あるため、Ｓｉ基板１の反り量は小さく、フォトリソグ
ラフィでの高精細なコア導波路を形成するためのパター
ン形成が容易となる。
ンエッチングを用いて断面略矩形のコア導波路４を第１
クラッド層２上に形成させる（図１（ｄ））。このと
き、第１クラッド層の幅Ｗ2 ＝５〜１５Ｗ1 に設定して
あるため、Ｓｉ基板１の反り量は小さく、フォトリソグ
ラフィでの高精細なコア導波路を形成するためのパター
ン形成が容易となる。
【００１６】さらに、コア導波路４を含めたＳｉ基板２
の全面に火炎堆積法によりＳｉＯ2−Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ
5 系の多孔質ガラス層５を形成させる（図１（ｅ））。
の全面に火炎堆積法によりＳｉＯ2−Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ
5 系の多孔質ガラス層５を形成させる（図１（ｅ））。
【００１７】さらに、これを焼結することで透明ガラス
化して、第２クラッド層６としてｎ0 の屈折率を有する
ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系ガラスを形成する（図
１（ｆ））。
化して、第２クラッド層６としてｎ0 の屈折率を有する
ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系ガラスを形成する（図
１（ｆ））。
【００１８】以上述べたように本実施例によれば、Ｓｉ
基板１上の全面ではなく、Ｓｉ基板１の一部に形成した
溝７内に必要な幅及び高さをもつ第１クラッド層を埋め
込むようにしたので、第１クラッド層をＳｉ基板全面に
形成する場合に比して第１クラッド層形成後のＳｉ基板
の反りを極めて小さくすることができる。
基板１上の全面ではなく、Ｓｉ基板１の一部に形成した
溝７内に必要な幅及び高さをもつ第１クラッド層を埋め
込むようにしたので、第１クラッド層をＳｉ基板全面に
形成する場合に比して第１クラッド層形成後のＳｉ基板
の反りを極めて小さくすることができる。
【００１９】次に、上述した石英系ガラス導波路の製造
方法の具体例を図２、図３を用いて説明する。
方法の具体例を図２、図３を用いて説明する。
【００２０】（具体例）外径３インチ、両面に酸化膜
（ＳｉＯ2 ）１μｍが形成された厚さ１mmのＳｉ基板２
０（図２（ａ））上に対して、まず、レジストを塗布後
マスクアライナで第１クラッド層用にパターンを転写
し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）あるいはフッ酸
を用いて不要な酸化膜を除去する。その後、残されたＳ
ｉＯ2 ２１をマスクとしてＳｉ基板２０のエッチングを
行う（図２（ｄ））。エッチャントは濃度４０重量％、
温度４０℃の水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液を用
い、幅７５μｍ、深さ２５μｍのエッチングを行いＳｉ
基板２０に溝２２を形成する（図２（ｃ））。
（ＳｉＯ2 ）１μｍが形成された厚さ１mmのＳｉ基板２
０（図２（ａ））上に対して、まず、レジストを塗布後
マスクアライナで第１クラッド層用にパターンを転写
し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）あるいはフッ酸
を用いて不要な酸化膜を除去する。その後、残されたＳ
ｉＯ2 ２１をマスクとしてＳｉ基板２０のエッチングを
行う（図２（ｄ））。エッチャントは濃度４０重量％、
温度４０℃の水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液を用
い、幅７５μｍ、深さ２５μｍのエッチングを行いＳｉ
基板２０に溝２２を形成する（図２（ｃ））。
【００２１】次に、溝２２を含めたＳｉ基板２０の全面
に対してＳｉＯ2 のガラス膜２３を電子ビーム蒸着法で
２５μｍ堆積させる（図２（ｄ））。さらに、研磨等の
手段を用いて不要ＳｉＯ2 のガラス膜を削り取り、第１
クラッド層２４とする（図２（ｅ））。第１クラッド層
２４の屈折率ｎ0 は、Ｍｅｔｒｉｏｎ社製のプリズム・
カプラ（ＰＣ−２０１０）で測定したところ、ｎ0 ＝
１．４５７６であった。ここで、第１クラッド層２４が
形成されたＳｉ基板２０の反り量は３μｍ以下であっ
た。
に対してＳｉＯ2 のガラス膜２３を電子ビーム蒸着法で
２５μｍ堆積させる（図２（ｄ））。さらに、研磨等の
手段を用いて不要ＳｉＯ2 のガラス膜を削り取り、第１
クラッド層２４とする（図２（ｅ））。第１クラッド層
２４の屈折率ｎ0 は、Ｍｅｔｒｉｏｎ社製のプリズム・
カプラ（ＰＣ−２０１０）で測定したところ、ｎ0 ＝
１．４５７６であった。ここで、第１クラッド層２４が
形成されたＳｉ基板２０の反り量は３μｍ以下であっ
た。
【００２２】次に、第１クラッド層２４が埋め込まれた
Ｓｉ基板２０上の全面に、屈折率ｎ 1 を有するコアガラ
ス膜２５を電子ビーム蒸着法で８μｍ形成する（図２
（ｆ））。屈折率ｎ1 は上記プリズム・カプラで測定し
たところｎ1 ＝１．４６２０であった。次に、コアガラ
ス膜２５の表面上に、マグネトロン・スパッタリング法
によりＷＳｉ膜を１μｍ形成した。さらにレジストを塗
布後、マスクアライナでコアパターンを転写し、反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラス膜をエッチン
グし、コア導波路２６を形成した（図２（ｇ））。
Ｓｉ基板２０上の全面に、屈折率ｎ 1 を有するコアガラ
ス膜２５を電子ビーム蒸着法で８μｍ形成する（図２
（ｆ））。屈折率ｎ1 は上記プリズム・カプラで測定し
たところｎ1 ＝１．４６２０であった。次に、コアガラ
ス膜２５の表面上に、マグネトロン・スパッタリング法
によりＷＳｉ膜を１μｍ形成した。さらにレジストを塗
布後、マスクアライナでコアパターンを転写し、反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラス膜をエッチン
グし、コア導波路２６を形成した（図２（ｇ））。
【００２３】本具体例で作製した導波路構造を図３に示
す。導波路２６はマッハツェンダ（ＭＺ）干渉計を用い
た波長１．３１／１．５５μｍの光合分波器であり、３
インチ基板上に同一光回路を５０個形成した。
す。導波路２６はマッハツェンダ（ＭＺ）干渉計を用い
た波長１．３１／１．５５μｍの光合分波器であり、３
インチ基板上に同一光回路を５０個形成した。
【００２４】コア導波路２６が形成されたＳｉ基板２０
を、加熱されたターンテーブルに置き、火炎堆積法を用
いて、まず、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系の多孔質
ガラス層２７を３００μｍ形成する（図２（ｈ））。そ
の後、該基板２０は電気炉内において、石英ガラス炉心
管内に位置させ、Ｈｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で
１時間保持することにより透明ガラス化して、第２クラ
ッド層２８を厚さ３０μｍ形成し、石英系ガラス導波路
とした（図２（ｉ））。また、この第２クラッド層２８
の屈折率ｎ0 は１．４５７６であり、第１クラッド層と
同じであることを確認した。また本実施例１ではコア導
波路２６の幅及び高さは共に８μｍ、コア、第１クラッ
ド、第２クラッド間の比屈折率差は０．３％、また、第
１クラッド層２４の幅は７５μｍとした。
を、加熱されたターンテーブルに置き、火炎堆積法を用
いて、まず、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系の多孔質
ガラス層２７を３００μｍ形成する（図２（ｈ））。そ
の後、該基板２０は電気炉内において、石英ガラス炉心
管内に位置させ、Ｈｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で
１時間保持することにより透明ガラス化して、第２クラ
ッド層２８を厚さ３０μｍ形成し、石英系ガラス導波路
とした（図２（ｉ））。また、この第２クラッド層２８
の屈折率ｎ0 は１．４５７６であり、第１クラッド層と
同じであることを確認した。また本実施例１ではコア導
波路２６の幅及び高さは共に８μｍ、コア、第１クラッ
ド、第２クラッド間の比屈折率差は０．３％、また、第
１クラッド層２４の幅は７５μｍとした。
【００２５】次に、本具体例で製造したＭＺ型波長１．
３１／１．５５μｍの光合分波器の光学的特性を調べ
た。光ファイバとの接続損を含んだ挿入損失は、波長
１．３μｍにおいてポート２では５０個全ての素子にお
いて０．５dB以下、波長１．５５μｍにおいてポート３
では同じく５０個全ての素子において、０．５dB以下で
あった。
３１／１．５５μｍの光合分波器の光学的特性を調べ
た。光ファイバとの接続損を含んだ挿入損失は、波長
１．３μｍにおいてポート２では５０個全ての素子にお
いて０．５dB以下、波長１．５５μｍにおいてポート３
では同じく５０個全ての素子において、０．５dB以下で
あった。
【００２６】また、ポート２における素子域の中心波長
は設計値１５５０nmに対して５０個全ての素子に対して
１５５０nm±１０nm以下、ポート３における素子域の中
心波長も設計値１３１０nmに対して５０個全ての素子に
対して１３１０nm±１０nm以下であり、極めて良好な結
果を得た。また、各ポートにおけるアイソレーションは
３５dBであった。
は設計値１５５０nmに対して５０個全ての素子に対して
１５５０nm±１０nm以下、ポート３における素子域の中
心波長も設計値１３１０nmに対して５０個全ての素子に
対して１３１０nm±１０nm以下であり、極めて良好な結
果を得た。また、各ポートにおけるアイソレーションは
３５dBであった。
【００２７】（比較例）第１クラッド層の幅Ｗ2 をコア
導波路幅Ｗ1 ＝８μｍの２倍弱の１５μｍとした点を除
いて、上述した具体例と同じである。
導波路幅Ｗ1 ＝８μｍの２倍弱の１５μｍとした点を除
いて、上述した具体例と同じである。
【００２８】この比較例で製造したＭＺ型波長１．３１
／１．５５μｍの光合分波器の光学的特性を調べた。光
ファイバとの接続損を含んだ挿入損失は、波長１．３μ
ｍにおいてポート２では５０個全ての素子において、
１．０dB以上、波長１．５５μｍにおいてポート３では
同じく５０個全ての素子において、１．０dB以上であ
り、実施例１に比べて著しく挿入損失が増加した。
／１．５５μｍの光合分波器の光学的特性を調べた。光
ファイバとの接続損を含んだ挿入損失は、波長１．３μ
ｍにおいてポート２では５０個全ての素子において、
１．０dB以上、波長１．５５μｍにおいてポート３では
同じく５０個全ての素子において、１．０dB以上であ
り、実施例１に比べて著しく挿入損失が増加した。
【００２９】また、各ポートにおけるアイソレーション
も１０dB以下とこれも具体例に比べて悪い結果となっ
た。
も１０dB以下とこれも具体例に比べて悪い結果となっ
た。
【００３０】
【発明の効果】本発明の石英系ガラス導波路によれば、
光学特性を満足するのに必要な幅及び高さをもつ第１ク
ラッド層がＳｉ基板内に埋め込まれているので、第１ク
ラッド形成終了後に発生するＳｉ基板の反り量を極力低
減できる。
光学特性を満足するのに必要な幅及び高さをもつ第１ク
ラッド層がＳｉ基板内に埋め込まれているので、第１ク
ラッド形成終了後に発生するＳｉ基板の反り量を極力低
減できる。
【００３１】本発明の石英系ガラス導波路の製造方法に
よれば、Ｓｉ基板上に第１クラッド層埋込み用の溝を形
成し、該溝内に第１クラッド層を埋め込むという簡単な
方法により、第１クラッド層形成後のＳｉ基板の反りを
極めて小さくすることができ、次工程のコアパターン形
成の支障をなくすことができ、高精細なコア導波路を形
成することができる。
よれば、Ｓｉ基板上に第１クラッド層埋込み用の溝を形
成し、該溝内に第１クラッド層を埋め込むという簡単な
方法により、第１クラッド層形成後のＳｉ基板の反りを
極めて小さくすることができ、次工程のコアパターン形
成の支障をなくすことができ、高精細なコア導波路を形
成することができる。
【図１】本発明の石英系ガラス導波路の製造方法の実施
例を説明するための製造工程図である。
例を説明するための製造工程図である。
【図２】本発明の具体例を説明するための製造工程図で
ある。
ある。
【図３】本具体例で製造したマッハツェンダ干渉計を用
いた１．３１μｍ／１．５５μｍ光合分波器の一例を示
す平面図である。
いた１．３１μｍ／１．５５μｍ光合分波器の一例を示
す平面図である。
【図４】従来の石英系ガラス導波路の製造方法を説明す
るための製造工程図である。
るための製造工程図である。
１ Ｓｉ基板 ２ 第１クラッド層 ３ コアガラス膜 ４ コア導波路 ５ ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系多孔質ガラス層 ６ 第２クラッド層 ７ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺岡 達夫 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 徳永 利秀 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】Ｓｉ基板と、該Ｓｉ基板内に、光学特性を
満足するに必要な幅及び高さをもつように埋め込まれた
屈折率ｎ0 の第１クラッド層と、該第１クラッド層の上
に設けられた屈折率ｎ1 （＞ｎ0 ）の断面略矩形のコア
導波路と、該コア導波路を覆う屈折率ｎ0 の第２クラッ
ド層とを備えた石英系ガラス導波路。 - 【請求項２】Ｓｉ基板上に光学特性を満足するに必要な
幅及び高さを持つ第１クラッド層埋込み用の溝を形成
し、該溝内にｎ0 の屈折率を有する第１クラッド層を埋
め込み、 該第１クラッド層を含めたＳｉ基板上の全面
にｎ1 （＞ｎ0 ）の屈折率を有するコアガラス膜を形成
した後、ホトリソグラフィ及び反応性イオンエッチング
を用いて断面略矩形のコア導波路を上記第１クラッド層
上に形成し、上記コア導波路を含めたＳｉ基板の全面に
火炎堆積法により多孔質ガラス層を形成し、該多孔質ガ
ラス層を焼結することで透明ガラス化してｎ0 の屈折率
を有する第２クラッド層を形成する石英系ガラス導波路
の製造方法。 - 【請求項３】Ｓｉ基板上にホトリソグラフィ及びエッチ
ングにより光学特性を満足するに必要な幅及び高さをも
つ第１クラッド層埋込み用の溝を形成し、該溝内にｎ0
の屈折率を有するＳｉＯ2 からなる第１クラッド層が埋
め込まれるように、Ｓｉ基板全面に第１クラッド層を形
成し、さらにＳｉ基板に形成された余分な第１クラッド
層を除去してＳｉ基板の面を出し、その後、第１クラッ
ド層が埋め込まれたＳｉ基板の全面にｎ1 （＞ｎ0 ）の
屈折率を有するコアガラス膜を形成した後、該コアガラ
ス膜をホトリソグラフィ及び反応性イオンエッチングを
用いて断面略矩形のコア導波路を形成し、さらに、該コ
ア導波路を含めたＳｉ基板の全面に火炎堆積法によりＳ
ｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系の多孔質ガラス層を形成
させ、該多孔質ガラス層を焼結することで透明ガラス化
してｎ0 の屈折率を有する第２クラッド層を形成する石
英系ガラス導波路の製造方法。 - 【請求項４】上記第１クラッド層２の幅はコア導波路幅
に対して５〜１５倍であことを特徴とする請求項１に記
載の石英系ガラス導波路、または請求項２または３に記
載の石英系ガラス導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18118394A JPH0843654A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18118394A JPH0843654A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843654A true JPH0843654A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16096322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18118394A Pending JPH0843654A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843654A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0810454A1 (en) * | 1996-05-24 | 1997-12-03 | Fujikura Ltd. | Optical Waveguide filter and production process thereof |
| JPH1048460A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平面型光導波路 |
| JP2011164612A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 変調器、変調方法、及び光通信システム |
| US8369676B2 (en) | 2008-12-09 | 2013-02-05 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Printed circuit board for optical waveguide and method of manufacturing the same |
-
1994
- 1994-08-02 JP JP18118394A patent/JPH0843654A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0810454A1 (en) * | 1996-05-24 | 1997-12-03 | Fujikura Ltd. | Optical Waveguide filter and production process thereof |
| US5930437A (en) * | 1996-05-24 | 1999-07-27 | Fujikura Ltd. | Optical filter with planar optical waveguide having periodically varied distribution of refractive index and production process thereof |
| JPH1048460A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平面型光導波路 |
| US8369676B2 (en) | 2008-12-09 | 2013-02-05 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Printed circuit board for optical waveguide and method of manufacturing the same |
| JP2011164612A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 変調器、変調方法、及び光通信システム |
| US8842942B2 (en) | 2010-02-08 | 2014-09-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical modulator formed on bulk-silicon substrate |
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