JPH0862439A - ガラス導波路素子及びその製造方法 - Google Patents
ガラス導波路素子及びその製造方法Info
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- JPH0862439A JPH0862439A JP19977294A JP19977294A JPH0862439A JP H0862439 A JPH0862439 A JP H0862439A JP 19977294 A JP19977294 A JP 19977294A JP 19977294 A JP19977294 A JP 19977294A JP H0862439 A JPH0862439 A JP H0862439A
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- Japan
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- glass
- waveguide
- waveguide element
- glass layer
- quartz glass
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1469—Means for changing or stabilising the shape or form of the shaped article or deposit
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光ファイバとガラス導波路素子とを低損失でし
かも高強度に融着接続することができるガラス導波路素
子を得る。 【構成】石英ガラス基板１上にコアガラス膜５を形成
し、コアガラス膜５から不要な部分を除去してコア導波
路２を形成し、基板１上にコア導波路２を覆うように多
孔質ガラスを堆積しこれを透明ガラス化してクラッドガ
ラス層３を形成し、クラッドガラス層３上にプラズマＣ
ＶＤ法等で石英ガラス層４を形成し、この導波路が形成
された石英ガラス基板１を所定の寸法に切り出してガラ
ス導波路素子６を作製する。ガラス導波路素子６と光フ
ァイバをＣＯ2 レーザで融着接続する際に、低融点のク
ラッドガラス層３の熱変形を石英ガラス層４が極力抑え
る。
かも高強度に融着接続することができるガラス導波路素
子を得る。 【構成】石英ガラス基板１上にコアガラス膜５を形成
し、コアガラス膜５から不要な部分を除去してコア導波
路２を形成し、基板１上にコア導波路２を覆うように多
孔質ガラスを堆積しこれを透明ガラス化してクラッドガ
ラス層３を形成し、クラッドガラス層３上にプラズマＣ
ＶＤ法等で石英ガラス層４を形成し、この導波路が形成
された石英ガラス基板１を所定の寸法に切り出してガラ
ス導波路素子６を作製する。ガラス導波路素子６と光フ
ァイバをＣＯ2 レーザで融着接続する際に、低融点のク
ラッドガラス層３の熱変形を石英ガラス層４が極力抑え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラス導波路素子及びそ
の製造方法に係り、特に光ファイバとガラス導波路素子
との融着接続の改善を図ったガラス導波路素子及びその
製造方法に関する。
の製造方法に係り、特に光ファイバとガラス導波路素子
との融着接続の改善を図ったガラス導波路素子及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のガラス導波路素子の断面図
であり、石英ガラス基板１上に形成されたコア導波路２
を覆ってクラッドガラス層３が形成されている。クラッ
ドガラス層はＰ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガラスか
らなり、石英ガラス（ＳｉＯ２）より融点が低い。
であり、石英ガラス基板１上に形成されたコア導波路２
を覆ってクラッドガラス層３が形成されている。クラッ
ドガラス層はＰ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガラスか
らなり、石英ガラス（ＳｉＯ２）より融点が低い。
【０００３】かかる断面構造のガラス導波路素子と光フ
ァイバとの融着接続は、ＣＯ２ レーザを熱源として用
い、ガラス導波路素子と光ファイバとを位置合わせした
後、ガラス導波路素子の入出力端部にＣＯ2 レーザを照
射して行なっている。
ァイバとの融着接続は、ＣＯ２ レーザを熱源として用
い、ガラス導波路素子と光ファイバとを位置合わせした
後、ガラス導波路素子の入出力端部にＣＯ2 レーザを照
射して行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ガラス導波路素子では、光ファイバとの融着接続時に、
ガラス導波路素子のクラッドガラス層３にＣＯ2 レーザ
を照射すると、レーザ照射熱によって石英ガラス基板１
まで融けて融着に必要な温度に達する前に、融点の低い
クラッドガラス層３が融けて変形を起こし、これに伴っ
てコア導波路２が影響を受けコア導波路２の伝送損失が
増加してしまう。このように、伝送損失が増加してしま
うため、石英ガラス基板１が十分に融けるまで加熱して
融着を行うことができず、光ファイバとの融着接続の強
度が低いという問題があった。
ガラス導波路素子では、光ファイバとの融着接続時に、
ガラス導波路素子のクラッドガラス層３にＣＯ2 レーザ
を照射すると、レーザ照射熱によって石英ガラス基板１
まで融けて融着に必要な温度に達する前に、融点の低い
クラッドガラス層３が融けて変形を起こし、これに伴っ
てコア導波路２が影響を受けコア導波路２の伝送損失が
増加してしまう。このように、伝送損失が増加してしま
うため、石英ガラス基板１が十分に融けるまで加熱して
融着を行うことができず、光ファイバとの融着接続の強
度が低いという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、光ファイバとガラス導波路素子とを低損失で
しかも高強度に融着接続することができるガラス導波路
素子及びその製造方法を提供することにある。
を解消し、光ファイバとガラス導波路素子とを低損失で
しかも高強度に融着接続することができるガラス導波路
素子及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス導波路素
子は、石英ガラス基板上に形成されたコア導波路と、上
記石英ガラス基板上にコア導波路を覆って形成されたク
ラッドガラス層と、このクラッドガラス層上に形成され
た石英ガラス層とを備えたものである。
子は、石英ガラス基板上に形成されたコア導波路と、上
記石英ガラス基板上にコア導波路を覆って形成されたク
ラッドガラス層と、このクラッドガラス層上に形成され
た石英ガラス層とを備えたものである。
【０００７】本発明のガラス導波路素子の製造方法は、
石英ガラス基板上にコア導波路を形成し、このコア導波
路を覆うように石英ガラス基板上にクラッドガラス層を
形成し、このクラッドガラス層上に石英ガラス層を形成
し、得られた石英ガラス基板を所定の寸法に切り出して
ガラス導波路素子を製造するようにしたものである。本
発明のガラス導波路素子及びその製造方法にあっては、
上記石英ガラス層を上記ガラス導波路素子の入出力端部
にのみ形成するようにしてもよい。
石英ガラス基板上にコア導波路を形成し、このコア導波
路を覆うように石英ガラス基板上にクラッドガラス層を
形成し、このクラッドガラス層上に石英ガラス層を形成
し、得られた石英ガラス基板を所定の寸法に切り出して
ガラス導波路素子を製造するようにしたものである。本
発明のガラス導波路素子及びその製造方法にあっては、
上記石英ガラス層を上記ガラス導波路素子の入出力端部
にのみ形成するようにしてもよい。
【０００８】
【作用】クラッドガラス層の上に融点の高い石英ガラス
層を有しているので、光ファイバとの融着接続時にＣＯ
2 レーザで十分に加熱しても、クラッドガラス層の熱変
形を石英ガラス層が補強し、これを極力抑える。
層を有しているので、光ファイバとの融着接続時にＣＯ
2 レーザで十分に加熱しても、クラッドガラス層の熱変
形を石英ガラス層が補強し、これを極力抑える。
【０００９】ＣＯ2 レーザの照射位置はガラス導波路素
子の入出力端部なので、クラッドガラス層の変形防止用
の石英ガラス層はガラス導波路素子の入出力端部のみで
十分である。
子の入出力端部なので、クラッドガラス層の変形防止用
の石英ガラス層はガラス導波路素子の入出力端部のみで
十分である。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明のガラス導波路素子の製造方法の一
実施例を示す断面図である。
する。図１は本発明のガラス導波路素子の製造方法の一
実施例を示す断面図である。
【００１１】まず、１mm厚、３インチ径の石英ガラス基
板１上に、電子ビーム蒸発法により、８μｍ厚のコアガ
ラス膜５を形成する（図１(a) ）。次に、ホトリソグラ
フィ及び反応性イオンエッチングにより、コアガラス膜
５から不要な部分を除去して８×８μｍのコア導波路２
を形成する（図１(b) ）。次いで、石英ガラス基板１上
に、コア導波路２を覆うようにＰ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系の多孔質ガラスを３６０μｍ堆積した後、これ
を電気炉内で透明ガラス化してクラッドガラス層３を形
成する（図１(c) ）。その後、クラッドガラス層３上
に、プラズマＣＶＤ法によって５μｍ厚の石英ガラス層
４を形成し、ガラス導波路を作製する（図１(d) ）。さ
らに、この石英ガラス基板１をダイシング装置で所定の
寸法に切り出してガラス導波路素子６を得た（図１(e)
）。
板１上に、電子ビーム蒸発法により、８μｍ厚のコアガ
ラス膜５を形成する（図１(a) ）。次に、ホトリソグラ
フィ及び反応性イオンエッチングにより、コアガラス膜
５から不要な部分を除去して８×８μｍのコア導波路２
を形成する（図１(b) ）。次いで、石英ガラス基板１上
に、コア導波路２を覆うようにＰ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系の多孔質ガラスを３６０μｍ堆積した後、これ
を電気炉内で透明ガラス化してクラッドガラス層３を形
成する（図１(c) ）。その後、クラッドガラス層３上
に、プラズマＣＶＤ法によって５μｍ厚の石英ガラス層
４を形成し、ガラス導波路を作製する（図１(d) ）。さ
らに、この石英ガラス基板１をダイシング装置で所定の
寸法に切り出してガラス導波路素子６を得た（図１(e)
）。
【００１２】得られたガラス導波路素子６と光ファイバ
８との融着接続を、図２に示すＣＯ2 レーザ融着接続装
置で行った。即ち、ガラス導波路素子６と光ファイバ８
とが低損失で接続されるように、ガラス導波路素子６と
光ファイバ８の位置合わせをした後、ＣＯ2 レーザ７か
らＣＯ2 レーザビームを出射し、これをミラー１１で反
射し、レンズ１０で集光して、ガラス導波路素子６の入
出力端部のａ点に照射した。このレーザビームの照射に
よって、石英ガラス層４及びクラッドガラス層３が加熱
され、熱伝導で石英ガラス基板１及び１．３μｍ帯の光
ファイバ８が融けて融着接続される。この際、接続箇所
の強度を向上するために、石英ガラスが十分に融けるま
でＣＯ2 レーザビームを照射する必要があり、石英ガラ
スよりも融点の低いクラッドガラス層３は変形を生じそ
うになるが、石英ガラス層４がクラッドガラス層３を保
持しその変形を防止する。融着接続後、ホトダイオード
９から光ファイバ８を介してガラス導波路素子６に光を
伝送してコア導波路２の伝送損失を測定したが、融着接
続による損失増加は０．１dB以下であり、また、ガラス
導波路素子６と光ファイバ８との接続箇所の引張強度は
３０Ｎと非常に良好であった。
８との融着接続を、図２に示すＣＯ2 レーザ融着接続装
置で行った。即ち、ガラス導波路素子６と光ファイバ８
とが低損失で接続されるように、ガラス導波路素子６と
光ファイバ８の位置合わせをした後、ＣＯ2 レーザ７か
らＣＯ2 レーザビームを出射し、これをミラー１１で反
射し、レンズ１０で集光して、ガラス導波路素子６の入
出力端部のａ点に照射した。このレーザビームの照射に
よって、石英ガラス層４及びクラッドガラス層３が加熱
され、熱伝導で石英ガラス基板１及び１．３μｍ帯の光
ファイバ８が融けて融着接続される。この際、接続箇所
の強度を向上するために、石英ガラスが十分に融けるま
でＣＯ2 レーザビームを照射する必要があり、石英ガラ
スよりも融点の低いクラッドガラス層３は変形を生じそ
うになるが、石英ガラス層４がクラッドガラス層３を保
持しその変形を防止する。融着接続後、ホトダイオード
９から光ファイバ８を介してガラス導波路素子６に光を
伝送してコア導波路２の伝送損失を測定したが、融着接
続による損失増加は０．１dB以下であり、また、ガラス
導波路素子６と光ファイバ８との接続箇所の引張強度は
３０Ｎと非常に良好であった。
【００１３】比較のために、上記の石英ガラス層４を省
略したガラス導波路素子に対しても測定を行ったが、十
分に加熱して融着接続をしたときの損失増加は１dBと大
きく、一方、加熱を少なくして損失増加を０．１dBとし
たときには、引張強度が３Ｎと低強度であった。
略したガラス導波路素子に対しても測定を行ったが、十
分に加熱して融着接続をしたときの損失増加は１dBと大
きく、一方、加熱を少なくして損失増加を０．１dBとし
たときには、引張強度が３Ｎと低強度であった。
【００１４】なお、ＣＯ2 レーザビームの照射位置は、
ガラス導波路素子の入出力端面から２mm以内であるの
で、ガラス導波路素子の入出力端面から２mm程度の入出
力端部のみに石英ガラス層を形成するようにしてもよ
い。また、石英ガラス層の形成を電子ビーム蒸発法で行
うようにしてもよい。。
ガラス導波路素子の入出力端面から２mm以内であるの
で、ガラス導波路素子の入出力端面から２mm程度の入出
力端部のみに石英ガラス層を形成するようにしてもよ
い。また、石英ガラス層の形成を電子ビーム蒸発法で行
うようにしてもよい。。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。
れる。
【００１６】クラッドガラス層上に融点の高い石英ガラ
ス層を有しているので、光ファイバとの融着接続時にＣ
Ｏ2 レーザで十分に加熱しても、クラッドガラス層の熱
変形を石英ガラス層が極力抑える。従って、ガラス導波
路素子と光ファイバとを、低損失で且つ高強度に融着接
続することができる。
ス層を有しているので、光ファイバとの融着接続時にＣ
Ｏ2 レーザで十分に加熱しても、クラッドガラス層の熱
変形を石英ガラス層が極力抑える。従って、ガラス導波
路素子と光ファイバとを、低損失で且つ高強度に融着接
続することができる。
【００１７】また、石英ガラス層をガラス導波路素子の
全表面にではなく、入出力端部のみに形成するようにす
ると、石英ガラス層を迅速に形成できる。
全表面にではなく、入出力端部のみに形成するようにす
ると、石英ガラス層を迅速に形成できる。
【図１】本発明に係るガラス導波路素子の製造方法の一
実施例の各製造工程を示す断面図である。
実施例の各製造工程を示す断面図である。
【図２】ＣＯ2 レーザによってガラス導波路素子と光フ
ァイバとを融着接続している状況を示す概略構成図であ
る。
ァイバとを融着接続している状況を示す概略構成図であ
る。
【図３】従来のガラス導波路素子の断面図である。
１ 石英ガラス基板 ２ コア導波路 ３ クラッドガラス層 ４ 石英ガラス層 ５ コアガラス膜 ６ ガラス導波路素子 ７ ＣＯ2 レーザ ８ 光ファイバ ａ 入出力端部のレーザ照射点
Claims (4)
- 【請求項１】石英ガラス基板上に形成されたコア導波路
と、上記石英ガラス基板上にコア導波路を覆って形成さ
れたクラッドガラス層と、このクラッドガラス層上に形
成された石英ガラス層とを備えたことを特徴とするガラ
ス導波路素子。 - 【請求項２】上記石英ガラス層が上記ガラス導波路素子
の入出力端部に形成されていることを特徴とする請求項
１記載のガラス導波路素子。 - 【請求項３】石英ガラス基板上にコア導波路を形成し、
このコア導波路を覆うように石英ガラス基板上にクラッ
ドガラス層を形成し、このクラッドガラス層上に石英ガ
ラス層を形成し、得られた石英ガラス基板を所定の寸法
に切り出してガラス導波路素子を製造するようにしたこ
とを特徴とするガラス導波路素子の製造方法。 - 【請求項４】上記石英ガラス層が上記ガラス導波路素子
の入出力端部に形成されていることを特徴とする請求項
３記載のガラス導波路素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19977294A JP3228016B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | ガラス導波路素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19977294A JP3228016B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | ガラス導波路素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862439A true JPH0862439A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3228016B2 JP3228016B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=16413362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19977294A Expired - Fee Related JP3228016B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | ガラス導波路素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228016B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115072974A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-20 | 陈富伦 | 电熔法生产石英锭的铸锭炉及铸锭方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3339334B2 (ja) | 1996-12-05 | 2002-10-28 | 松下電器産業株式会社 | 反射型液晶表示素子 |
-
1994
- 1994-08-24 JP JP19977294A patent/JP3228016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115072974A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-20 | 陈富伦 | 电熔法生产石英锭的铸锭炉及铸锭方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3228016B2 (ja) | 2001-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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