JPH10203838A

JPH10203838A - 石英系ガラスの屈折率調整方法およびこの方法を用いてえられた光導波路ならびに該光導波路を有する光導波路デバイス

Info

Publication number: JPH10203838A
Application number: JP591797A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Imada; 勝大今田; Hajime Takeya; 元竹谷; Masakazu Takabayashi; 正和高林; Kiichi Yoshiara; 喜市吉新; Hidefusa Uchikawa; 英興内川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】再現よく石英系光導波路の屈折率を変化させ
うる屈折率調整方法およびこの方法を用いてえられた光
導波路ならびに光導波路デバイスを提供する。【解決手段】石英ガラスを主成分とする石英系ガラス
の屈折率調整方法であって、前記石英系ガラスにＸ線を
照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野、とく
に波長分割多重光伝送技術において重要な部品である光
フィルタ、光スイッチなどを構成し、石英系ガラスを用
いてえられる光導波路および該光導波路を有するデバイ
スに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、光導波路の屈折率は光導波路
デバイスの特性を左右するため、きわめて重要な要素で
ある。光導波路の屈折率を変化させることにより、デバ
イスの高性能化および高機能化を実現できる。光導波路
の屈折率を変化させるには、外部から与えられる熱や電
界により一時的に屈折率を変化させる方法と、光導波路
材料自体の屈折率を変化させてしまう方法とがある。後
者では、石英ガラスを主成分としＧｅが添加された石英
系ガラスを用いて形成された光導波路（以下、単に「石
英系光導波路」ともいう）に、強力な紫外線を照射する
方法が一般的に使われている。

【０００３】この紫外線照射による屈折率の変化につい
ては、いくつかのメカニズムが提案されている。そのも
っとも代表的なモデルがクラマース−クローニッヒ機構
である。これは、Ｇｅが添加された石英系ガラス中の酸
素欠損により形成されたＧｅ−Ｓｉ結合の二光子吸収に
よりＧｅ−Ｓｉ結合中の電子がイオン化し、それに続い
てカラーセンタが形成されることにもとづいている。こ
れらの励起状態は、波長２５０ｎｍ付近の光吸収スペク
トルに対して変化を生じさせ、クラマース−クローニッ
ヒの関係式から屈折率が変化するとしている。ただし、
酸素欠損により形成されたＧｅ−Ｓｉ結合に関わる屈折
率の変化だけでは大きな屈折率の変化が説明できないた
め、これ以外にさまざまな現象が生じ、互いに複合して
屈折率を変化させていると考えられている。

【０００４】また、石英系ガラスに対して高圧水素処理
をすることで、紫外線照射に対する屈折率変化量が１０
倍以上大きくなることがＡＴ＆Ｔから報告された。これ
は、高圧水素処理により光導波路中に取り込まれた水素
分子が紫外線照射によりＧｅ−ＯＨ結合に変化すること
により生じると考えられている。高圧水素処理以外の水
素分子の導入法としては、水素雰囲気で高温で保持する
方法、水素リッチな酸水素炎中で処理する方法などが行
われている。ただし、それらの効果は同じではなく、条
件によりＧｅ−Ｈ結合を生じるなどのさまざまな現象が
起こる。

【０００５】なお、通常の酸水素炎と水素リッチな酸水
素炎との違いは、通常の酸水素炎の炎の温度が２４００
〜２７００℃であるのに対し、水素リッチな酸水素炎の
温度は約１７００℃であることである（OPTICS LETTER
S, 18[12]（１９９３年）ｐ．９５３−９５５参照）。

【０００６】一般に、紫外線源としてはＫｒＦやＡｒＦ
などのエキシマレーザが用いられる。エキシマレーザを
用いたばあい、位相マスクを利用して光導波路に周期的
に屈折率の異なるグレーティングを比較的簡単に形成で
きるためよく利用されている。しかし、エキシマレーザ
を発生させる装置は高価である上に、その光強度が時間
的に変化したり、レーザービームの強度分布が悪いなど
の問題があった。したがって、光導波路の屈折率変化を
再現よく正確に変化させることが困難であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で述べられ
た、紫外線レーザを光導波路に照射し光導波路の屈折率
を変化させる方法を用いたばあいは、照射時間のみを制
御して、再現よく屈折率変化量を調整することが困難で
あった。このため、光導波路の特性をモニタしつつ照射
量を調節するなどの方法が必要とされ、生産性が悪いと
いう問題があった。また、一般的にレーザ光には光強度
分布があるため、試料の広い面積の屈折率を均一に変化
させる際には、レーザ光を試料表面上で走査する必要が
あり、やはり生産性が悪いという問題があった。さら
に、紫外線を通さない物質で覆われた石英系光導波路の
屈折率を変化させることが不可能であるという問題があ
った。

【０００８】本発明は、前述のような問題点を解決する
ためになされたもので、再現よく石英系光導波路の屈折
率を変化させうる屈折率調整方法およびこの方法を用い
てえられた光導波路ならびに該光導波路を有する光導波
路デバイスを提供することを目的とする。本発明では、
照射時間を制御するだけで屈折率変化量が精密に調節で
きるためプロセスが簡単となり光導波路デバイスの生産
性が向上できる。また、紫外線を通さない物質で覆われ
た光導波路でもＸ線が透過すれは屈折率が調整できる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の石英系ガラスの
屈折率調整方法は、石英ガラスを主成分とする石英系ガ
ラスの屈折率調整方法であって、前記石英系ガラスにＸ
線を照射することを特徴とする。

【００１０】また、水素ガスおよび重水素ガスのいずれ
か一方のガス中で石英系ガラスを保持したのち、該石英
系ガラスにＸ線を照射する方法である。

【００１１】また、圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²
のガス中で、前記石英系ガラスを保持する方法である。

【００１２】また、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂ
およびＰの元素のうち少なくとも１つの元素を前記石英
系ガラスに添加する方法である。

【００１３】また、石英系ガラスにＸ線を照射したの
ち、さらに１５０〜８００℃の熱処理を行う方法であ
る。

【００１４】本発明の光導波路は、請求項１記載の方法
により屈折率が調整された、石英ガラスを主成分とする
石英系ガラスからなることを特徴とする。

【００１５】また、水素ガスおよび重水素ガスのいずれ
か一方のガス中で石英系ガラスが保持されたのち、該石
英系ガラスにＸ線が照射されるものである。

【００１６】また、圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²
のガス中で、石英系ガラスを保持するものである。

【００１７】また、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂ
およびＰの元素のうち少なくとも１つの元素を石英系ガ
ラスに添加するものである。

【００１８】また、石英系ガラスにＸ線が照射されたの
ち、さらに１５０〜８００℃の熱処理が行なわれるもの
である。

【００１９】また、Ｘ線を透過しにくい材料からなり、
かつ、所望のパターンを有するマスクで石英系ガラス上
が覆われたのち、該石英系ガラス上にＸ線が照射される
ことによって、石英系ガラスの所望の部分のみ屈折率が
変化するものである。

【００２０】また、石英系ガラス上にＸ線が走査しなが
ら照射されることによって、石英系ガラスの所望の部分
のみ屈折率が変化するものである。

【００２１】また、光導波路にＸ線照射により周期的に
屈折率の異なる部分を形成し、グレーティングを形成す
るものである。

【００２２】また、Ｘ線を透過する物質からなる容器内
に光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射する
ことで光導波路の屈折率を調整するものである。

【００２３】本発明の光導波路は、基板上に形成された
２つの光導波路であって、２つの光導波路のうち少なく
とも１つの光導波路が、石英ガラスを主成分とする石英
系ガラスからなり、２つの光導波路が少なくとも２つの
位置で光学的に結合しており、さらに２つの光導波路の
結合部間の光導波路および２つの光導波路の結合部の光
導波路の少なくとも一方にＸ線が照射されることにより
光導波路の屈折率の調整が行われることを特徴とする。

【００２４】また、Ｘ線を透過する物質からなる容器内
に光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射する
ことで光導波路の屈折率を調整するものである。

【００２５】本発明の光導波路デバイスは、請求項６記
載の光導波路を有することを特徴とする。

【００２６】また、水素ガスおよび重水素ガスのいずれ
か一方のガス中で石英系ガラスが保持されたのち、該石
英系ガラスにＸ線が照射されるものである。

【００２７】また、圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²
のガス中で、石英系ガラスを保持するものである。

【００２８】また、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂ
およびＰの元素のうち少なくとも１つの元素を石英系ガ
ラスに添加するものである。

【００２９】また、石英系ガラスにＸ線が照射されたの
ち、さらに１５０〜８００℃の熱処理が行なわれるもの
である。

【００３０】また、Ｘ線を透過しにくい材料からなり、
かつ、所望のパターンを有するマスクで石英系ガラス上
が覆われたのち、該石英系ガラス上にＸ線が照射される
ことによって、前記石英系ガラスの所望の部分のみ屈折
率が変化するものである。

【００３１】また、石英系ガラス上にＸ線が走査しなが
ら照射されることによって、前記石英系ガラスの所望の
部分のみ屈折率が変化するものである。

【００３２】また、光導波路にＸ線照射により周期的に
屈折率の異なる部分を形成し、グレーティングを形成す
るものである。

【００３３】また、Ｘ線を透過する物質からなる容器内
に光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射する
ことで光導波路の屈折率を調整するものである。

【００３４】本発明の光導波路デバイスは、基板上に形
成された２つの光導波路からなる光導波路デバイスであ
って、２つの光導波路のうち少なくとも１つの光導波路
が、石英ガラスを主成分とする石英系ガラスからなり、
２つの光導波路が少なくとも２つの位置で光学的に結合
しており、さらに２つの光導波路の結合部間の光導波路
および２つの光導波路の結合部の光導波路の少なくとも
一方にＸ線が照射されることにより光導波路の屈折率の
調整が行われることを特徴とする。

【００３５】また、Ｘ線を透過する物質からなる容器内
に光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射する
ことで光導波路の屈折率を調整するものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の石英系ガラスの屈折率調整方法およびこの方法を用
いてえた光導波路ならびに光導波路デバイスの実施の形
態について説明する。

【００３７】実施の形態１．本発明の石英系ガラスの屈
折率調整方法の一実施の形態について説明する。

【００３８】まずはじめに、ＳｉＯ₂基板上に、ＳｉＯ₂
を主成分とし添加元素としてＧｅを９ｍｏｌ％含有した
石英系ガラス膜が火炎堆積（ＦＨＤ）法で、厚さ６μｍ
まで堆積されてなる試料を作製した。前記火炎堆積法と
は、ＳｉＣｌ₄およびＧｅＣｌ₄などを出発原料とする蒸
気を酸水素バーナーへ輸送し、火炎中にてＳｉＣｌ_４お
よびＧｅＣｌ_４を加水分解して、微粉末状のＳｉＯ₂お
よびＧｅＯ₂を作製し、これを基板へ吹き付けて堆積し
たのち、１０００〜１２００℃の温度で熱処理を施し、
基板上の堆積物の透明化を行い石英系ガラス膜を形成す
る方法である。同様の方法は、光ファイバの作製や高純
度の石英系ガラスの製法として用いられている。

【００３９】さらに、石英系ガラス膜にＸ線を照射し
た。Ｘ線照射の際には、通常の蛍光Ｘ線分析装置に備わ
ったＲｈ（ロジウム）の管球を使用し、管球電圧を５０
ｋＶ、管球電流を４０ｍＡとした。このばあい、白色Ｘ
線の最短波長は約０．２５Å、白色Ｘ線の強度が最大と
なる波長は０．４〜０．５Åとなる。また、白色Ｘ線に
加えて波長０．６Åおよび４Å付近にＫ系列およびＬ系
列の特性Ｘ線が含まれる。Ｘ線照射前後の屈折率を、波
長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを用いたプリズムカプ
ラ法により測定した。石英系ガラス膜の屈折率は、Ｘ線
照射により少し増加した。本実施の形態におけるＸ線の
照射時間と屈折率変化の関係を図１に示す。図１におい
て、縦軸は石英系ガラス膜の屈折率、横軸はＸ線照射時
間（ｈｒ）を示す。図１に示すように、Ｘ線照射時間が
長くなるほど屈折率は大きくなった。検討した照射時間
３時間（ｈｒ）以下では照射時間にほぼ比例して屈折率
が上昇した。したがって、照射時間を調整することで任
意の屈折率がえられる。

【００４０】同様の屈折率変化は、Ｘ線源としてＷ（タ
ングステン）ターゲットを有するＸ線管球を用いて、前
述の特性Ｘ線と波長の異なる特性Ｘ線を照射したばあい
においても確認された。したがって、特定の波長のＸ線
によりえられる効果ではない。照射するＸ線の波長とし
て０．０１〜１００Åで同様の効果が期待できる。

【００４１】実施の形態２．本発明の石英系ガラスの屈
折率調整方法の他の実施の形態について説明する。

【００４２】本実施の形態においては、実施の形態１と
同じ試料を作製し、実施の形態１と同じＸ線照射装置を
使用して石英系ガラス膜の屈折率を変化させたが、Ｘ線
照射前に試料を高圧水素ガス（圧力１００ｋｇ／ｃ
ｍ²）中で１０日間保持した。そののち、高圧水素ガス
が封入された容器から試料を取り出して１時間以内にＸ
線照射を行った。Ｘ線照射の条件は実施の形態１と同じ
であり、管球電圧を５０ｋＶ、管球電流を４０ｍＡとし
た。実施の形態１と同様、Ｘ線照射後、波長６３３ｎｍ
のレーザ光に対する屈折率は照射に比べ増加した。本実
施の形態における屈折率の変化量は、水素処理を行わな
かった実施の形態１における屈折率の変化量より１０倍
程度大きくなった。本実施の形態におけるＸ線の照射時
間と屈折率変化の関係を図２に示す。図２において、縦
軸は石英系ガラス膜の屈折率、横軸はＸ線照射時間（ｈ
ｒ）を示す。検討した照射時間３時間（ｈｒ）以下では
時間にほぼ比例して屈折率が上昇した。したがって、照
射時間を調整することで任意の屈折率がえられる。

【００４３】実施の形態３．本発明の石英系ガラスの屈
折率調整方法のさらに他の実施の形態について説明す
る。

【００４４】本実施の形態においては、実施の形態１と
同様にＳｉＯ₂基板上に、ＳｉＯ₂を主成分としＧｅを９
ｍｏｌ％含有した石英系ガラス膜を形成し、水素ガス中
で１０日間保持したのちＸ線を照射し、石英系ガラスの
屈折率変化を測定した。水素ガス中で保持する際の水素
ガスの圧力を大気圧、２ｋｇ／ｃｍ²、１０ｋｇ／ｃｍ²
および１００ｋｇ／ｃｍ²と変えて、各圧力におけるＸ
線照射前後の屈折率変化両を比較した。Ｘ線照射前の屈
折率に対して、Ｘ線照射後の屈折率は、水素ガスの圧力
が大気圧および２ｋｇ／ｃｍ²のばあい、Ｘ線照射前の
屈折率の０．０３％分上昇し、水素ガスの圧力が１０ｋ
ｇ／ｃｍ²のばあい、Ｘ線照射前の屈折率の０．０９％
分上昇し水素ガスの圧力が１００ｋｇ／ｃｍ²のばあ
い、Ｘ線照射前の屈折率の０．２７％分上昇した。した
がって、水素処理の圧力が高圧であるほど屈折率変化量
が大きくなることがわかった。大気圧および２ｋｇ／ｃ
ｍ²の圧力では処理時間をさらに３０日と長くしたばあ
いも屈折率変化量は変化せず、効果が小さいことがわか
った。水素処理によって屈折率変化量を大きくするには
１０ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力で保持することが有効であ
る。

【００４５】水素処理による屈折率変化量の増大は、紫
外線照射を行ったばあいに生じている現象と同様の現象
によりＯＨ基が生成されて生じると考えられる。ただ
し、Ｘ線は紫外線よりも高エネルギーを有するため、従
来用いられていた紫外線と異なり、特定の結合部のみを
励起するのではなく様々な元素間の結合部分を励起する
と考えられる。したがって、紫外線では屈折率の変化が
生じないような添加元素でも屈折率を変化することが可
能と考えられる。

【００４６】また、水素処理および紫外線照射では、生
成されるＯＨ基による吸収のため光通信で使用される波
長１．３９μｍ付近に損失が生じることが知られている
（１９９６年電子情報通信学会エレクトロニクスソサエ
ティ大会、１９９６年、Ｃ−１４３、ｐ．１４３）。こ
のため重水素ガスを使用して処理し、損失を低下する方
法も試みられている。本実施の形態においても、水素ガ
スの代わりに重水素ガスを用いて処理を行ったばあいも
同様の効果がえられる。

【００４７】実施の形態４．本発明の石英系ガラスの屈
折率調整方法の他の実施の形態について説明する。

【００４８】本実施の形態においては、ＳｉＯ₂を主成
分とし、Ｂ、Ａｌ、Ｐ、Ｔｉ、Ｇｅ、ＳｎまたはＺｒの
添加元素源としてＢ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、Ｔｉ
₂Ｏ₃、ＧｅＯ₂、ＳｎＯ₂またはＺｒＯ₂をそれぞれ１０
重量％含有する６種類の石英系ターゲット、もしくは添
加物無しのＳｉＯ₂からなる石英ターゲットを使用し
て、スパッタ法でＳｉ基板上に厚さ３μｍの膜を７種類
作製した。これらの膜について実施の形態２に示される
高圧水素処理を行ったのちＸ線照射し、照射前後の屈折
率の変化量を調べた。Ｘ線照射は実施の形態１に示され
る条件と同じ条件であり、Ｘ線照射時間は３時間とし
た。

【００４９】Ｘ線照射前後の屈折率変化量は、添加物無
しの石英ターゲットを用いたばあい、Ｘ線照射前の屈折
率の０．０２％以下であり、Ｂ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃またはＰ
₂Ｏ₅を含有する石英系ターゲットを用いたばあい、Ｘ線
照射前の屈折率の０．０５％程度であり、Ｔｉ₂Ｏ₃を含
有する石英系ターゲットを用いたばあい、Ｘ線照射前の
屈折率の０．１５％であり、ＧｅＯ₂を含有する石英系
ターゲットを用いたばあい、Ｘ線照射前の屈折率の０．
２７％であり、ＳｎＯ₂を含有する石英系ターゲットを
用いたばあい、Ｘ線照射前の屈折率の０．３０％であ
り、ＺｒＯ₂を含有する石英系ターゲットを用いたばあ
い、Ｘ線照射前の屈折率の０．３３％であった。

【００５０】従来の紫外線照射のばあいは、特定の元素
間の結合部しか励起できないため、ＧｅやＰを含有する
膜に対して紫外線を照射したときしか、屈折率を変化さ
せうるという効果がえられなかった。しかし、Ｘ線照射
によれば、Ｂ、Ａｌ、Ｐ、Ｔｉ、Ｇｅ、ＳｎおよびＺｒ
など多くの元素に対して、効果がえられた。

【００５１】実施の形態５．つぎに、本発明の石英系ガ
ラスの屈折率調整方法を用いてえた光導波路および該光
導波路を有する光導波路デバイスの一実施の形態につい
て説明する。

【００５２】まずはじめに、光導波路デバイスの製法に
ついて説明する。Ｓｉ基板上に、下クラッドとして、Ｓ
ｉＯ₂膜を形成し、該下クラッド上にコア膜としてＧｅ
を約１０ｍｏｌ％含有するＳｉＯ₂膜を厚さ６μｍ堆積
した。ついで、Ｃｒ膜をマスクとしてコア膜に対して反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、断面形状が幅
６μｍ、高さが６μｍの光導波路を形成した。また、光
導波路の平面の形状は、マッハツェンダ（以下、「Ｍ
Ｚ」という）干渉計型光導波路の形状とされ、図３に示
されている。図３は、本実施の形態の光導波路デバイス
の作製過程を示す説明図である。図３において、１は２
つの光導波路、２は後述のメタルマスク、３は光導波路
１の第１のポート、４は第２のポート、５は第３のポー
ト、６は第４のポート、９はＳｉ基板、１１は下クラッ
ドを示す。また、２つの光導波路１の２つの結合部は参
照符号１６で示されており、２つの結合部１６間の光導
波路であるアームは参照符号１７で示されている。

【００５３】前述のＲＩＥを行ったのち、マスクとして
用いたＣｒ膜を剥離し、上クラッドとしてＳｉＯ₂膜を
ＣＶＤ法により約２０μｍ堆積し、試料を形成した。

【００５４】試料の光導波路端面を研磨し、光ファイバ
を端面（第１のポート３、第３のポート５および第４の
ポート６）に結合して光損失を評価した。波長１．５５
μｍのＬＤ光を光源とする光信号を用いたばあい、第１
のポート３から入力した光信号のほとんどが第３のポー
ト５から出力し、消光比が２０ｄＢ以上のＭＺ干渉計型
光導波路デバイスが形成されていることがわかった。こ
の試料に対して高圧水素処理し、２つのアーム１７のう
ちの一方のアーム１７にのみ開口部２ａを設けたメタル
マスク２（図３においては、ＭＺ干渉計型光導波路デバ
イスの構造を明確に示すために、ＭＺ干渉計型光導波路
デバイスの上方に示される）を重ねて、実施の形態１と
同じＲｈのＸ線管球を用いてＸ線を照射した。この試料
についてのＸ線照射時間と第３のポート５と第４のポー
ト６の光損失との関係を示したのが図４である。図４に
おいて、縦軸は光損失（ｄＢ）、横軸はＸ線照射時間
（ｍｉｎ）を示す。なお、第３のポート５の光損失は図
中Ａで示され、第４のポート６の光損失は図中Ｂで示さ
れる。Ｘ線照射時間が長くなるにつれて出力側の２つの
ポート（第３のポート５、第４のポート６）での分岐比
が変化することがわかった。したがって、Ｘ線照射の条
件により所望の分岐特性を有するＭＺ干渉計型光導波路
デバイスが作製できる。

【００５５】なお、前記高圧水素処理の際用いられるガ
スは、水素ガスでもよく、重水素ガスでもよい。前記高
圧水素処理により、本実施の形態における屈折率の変化
量は、水素処理を行わなかった実施の形態１における屈
折率の変化量より１０倍程度大きくなった。

【００５６】本実施の形態では、２つのアーム１７のう
ち１つのアーム１７にのみＸ線照射を行ったが、結合部
１６にＸ線照射すれば、結合部１６の屈折率が変化し２
つの光導波路間の結合の度合いが変化するため、これを
利用してＭＺ干渉計型光導波路デバイスの特性を調整す
ることもできる。Ｘ線は透過率が高いため、従来の方法
では不可能である紫外線が透過しない物質で覆われた光
導波路デバイスに対しても効果がえられる。たとえば、
パッケージ内に納められた光導波路デバイスについて
も、パッケージの材質がＸ線を透過するならば屈折率の
変化が可能である。すなわち、パッケージに納められた
後でも所望の特性がえられるように特性を調整すること
が可能となる。

【００５７】また、本実施の形態においては、２つの光
導波路を石英系ガラスを用いて作製したが、Ｘ線の照射
が１方の光導波路にのみ行われるばあいは、すくなくと
もＸ線が照射される光導波路が石英系ガラスを用いて形
成されていれば同様の効果がえられる。

【００５８】実施の形態６．つぎに、本発明の石英系ガ
ラスの屈折率調整方法を用いてえた光導波路および該光
導波路を有する光導波路デバイスの他の実施の形態につ
いて説明する。

【００５９】本実施の形態においては、実施の形態５で
作製したものと同じＭＺ干渉計型光導波路デバイスを作
製し、各ポートに光ファイバを結合した。光導波路の１
つのアームのみに開口部が設けられているメタルマスク
（図３において、参照符号２で示される）を重ねた状態
で光導波路デバイスを、Ｘ線を透過しうる物質からなる
容器である樹脂容器に装填した。入力ポートである第１
のポート側の光ファイバに入力した光信号は２つの出力
ポートである第３のポートおよび第４のポートから４
０：６０の光強度比で出力した。この樹脂容器ごとＸ線
照射装置内にＭＺ干渉計型光導波路デバイスを入れ、Ｘ
線を照射した。Ｘ線照射後の第３のポートおよび第４の
ポートから出力された光信号の光強度比はおよそ５０：
５０に変化した。したがって、樹脂容器に装填したあと
でもＸ線照射によって光導波路デバイスの特性の調整が
できることがわかった。光導波路デバイスの特性は作製
プロセスによりばらつくことがあるが、本発明の屈折率
調整方法を用いると、樹脂容器に装填するまでのプロセ
スで生じた光導波路特性のばらつきを、樹脂容器に装填
後も容易に修正することができるため、光導波路デバイ
スの生産性を高めることができる。

【００６０】なお、本実施の形態においては、Ｘ線を透
過しうる物質からなる容器として樹脂容器を用いたが、
たとえばアルミニウムなど軽金属からなる容器もＸ線を
透過しうるので、樹脂容器の代わりに用いうる。

【００６１】実施の形態７．つぎに、本発明の石英系ガ
ラスの屈折率調整方法を用いてえた光導波路および該光
導波路を有する光導波路デバイスのさらに他の実施の形
態について説明する。

【００６２】本実施の形態においては、実施の形態５と
同じ手順で直線光導波路を有する光導波路デバイスを作
製した。なお、コア膜をエッチングする際に用いるマス
クの形状を直線光導波路が形成されうる形状とした。つ
いで、前記光導波路デバイスを高圧水素ガス（圧力１０
０ｋｇ／ｃｍ²）中で１０日間保持したのち、Ｘ線照射
した。

【００６３】前記光導波路デバイスの特性を評価するた
めに、Ｘ線照射前の直線光導波路およびＸ線照射後の直
線光導波路の光損失を測定した。なお、光損失を測定す
る際に用いられる光源として、波長１．５５μｍのレー
ザ光を用いた。前記Ｘ線照射前の直線光導波路の光損失
が０．２ｄＢ／ｃｍであったのに対し、Ｘ線照射後の直
線光導波路の光損失は０．４ｄＢ／ｃｍに損失が増加し
た。

【００６４】さらに、Ｘ線照射後の光導波路デバイスの
大気中での熱処理に対する特性を評価するために、熱処
理の温度を変化させつつ、直線光導波路の光損失を測定
した。なお、熱処理の時間は２時間であり、光損失を測
定する際に用いられる光源としては、波長１．５５μｍ
のレーザ光が用いられた。図５に、Ｘ線照射後の直線光
導波路の熱処理に対する特性を示す。図５において、縦
軸は光損失（ｄＢ／ｃｍ）、横軸は熱処理の温度（熱処
理温度（℃））を示す。図５に示されるように、４００
℃以上の熱処理により、直線光導波路の光損失は熱処理
前と同等の０．２ｄＢ／ｃｍにまで下がった。この熱処
理は、直線光導波路の光損失の原因となる、Ｘ線照射に
よって生じる欠陥を直線光導波路から取り除く効果があ
った。この熱処理の温度を１５０℃より低くしたばあい
は熱処理時間を２４時間以上と長くしても光損失を低下
させる効果がまったく見られなかった。

【００６５】さらに、熱処理と屈折率の関係を調べるた
めに、実施の形態１および実施の形態３に示される高圧
水素処理を行わない（高圧水素処理無し）のＧｅを含有
する石英系ガラス膜（試料）および高圧水素処理有りの
試料について、Ｘ線照射後、温度４００℃、１時間の熱
処理を行い屈折率を測定した。Ｘ線照射前後、および熱
処理後の石英系ガラス膜の屈折率を表１に示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】表１に示されるように高圧水素処理無しの
試料は熱処理後にほぼＸ線照射前の屈折率に戻った。高
圧水素処理後Ｘ線照射した試料も熱処理後に屈折率が低
下したが、Ｘ線照射に伴う大きな屈折率変化に比べると
わずかであった。

【００６８】ただし、８００℃以上の高温で熱処理を行
ったばあい、水素処理した試料でも屈折率は水素処理無
しのばあいの屈折率と同様に低下した。したがって、水
素処理を行ったあとにＸ線照射したばあい、１５０〜８
００℃の熱処理により、Ｘ線照射によりえられた屈折率
変化の状態を保ちながら光損失のみを減少させることが
できる。この熱処理は低光損失を重視する光導波路の応
用分野でとくに有効である。

【００６９】実施の形態８．つぎに、本発明の石英系ガ
ラスの屈折率調整方法を用いてえた光導波路および該光
導波路を有する光導波路デバイスのさらに他の実施の形
態について説明する。

【００７０】本実施の形態においては、添加される元素
の種類や含有量によりＸ線照射の際の屈折率変化量が異
なることを利用すれば、石英系ガラス膜の表面の所望の
部分のみにＸ線を照射するだけで光導波路を作製するこ
とができることに注目し、光導波路デバイスを形成し
た。

【００７１】まず、プラズマＣＶＤ法でＳｉ基板上に、
ＳｉＯ₂膜を厚さ約２０μｍ、中間膜としてＧｅおよび
Ｂが添加されたＳｉＯ₂膜を厚さ約８μｍ、さらにその
上にＳｉＯ₂膜を厚さ約２０μｍとなるように順次堆積
した。中間膜の屈折率はＧｅとＢの添加量を調整するこ
とにより、中間膜の上下に堆積されたＳｉＯ₂膜の屈折
率とほぼ同じ１．４５４８とした。この上に、図６に示
されるように導波路幅８μｍのＹ分岐型光導波路形状の
Ｐｂ膜をパターン形成した。なお、図６は、本実施の形
態の光導波路デバイスの作製過程を示す説明図である。
図６において、７は中間膜、８はＳｉＯ₂膜、９はＳｉ
基板、１０はＰｂ膜を示す。

【００７２】ついで、高圧の水素ガスが封入された容器
中で１０日間保持ののち、ただちにＸ線照射を行った。
Ｘ線照射時間は３時間とした。Ｘ線照射時間と屈折率の
関係（たとえば、図２に示される）からＸ線照射により
中間膜の屈折率は、Ｘ線照射前の屈折率の約０．２５％
分増加したと推定できる。したがって、ＳｉＯ₂膜は下
クラッドまたは上クラッドとなり、中間膜のうちＸ線が
照射された部分は光導波路となる。このようにして作製
したＹ分岐型光導波路の入射側に光ファイバを端面結合
し、波長１．３０μｍのレーザ光およびＬＤ光を入射し
た。光導波路の出射側に配置された赤外カメラにより、
２分岐されたレーザ光およびＬＤ光が出射されることが
観察され、チャネル型のＹ分岐型光導波路デバイスが作
製できたことが分かった。従来の一般の石英ガラスを用
いたチャネル型光導波路デバイスはコアとなる膜をＲＩ
Ｅを用いて加工しのち、クラッド膜を堆積し、これを溶
融してコアを覆うため、クラッドの膜の表面に大きな凹
凸が存在した。本実施の形態の屈折率調整方法のＸ線照
射を用いて作製した光導波路の表面は非常に平滑であ
る。また、光導波路デバイスの作製プロセスに溶融過程
がないため光導波路の形成位置に関する精度が極めて良
好である。このように、Ｘ線照射による屈折率変化を利
用して光導波路デバイスを形成することができる。

【００７３】本実施の形態の例は均一にＧｅおよびＢを
添加した中間膜の一部の屈折率を変化させて光導波路を
形成した例であるが、イオン拡散やイオン注入などの方
法で、中間膜の一部に添加物を拡散した膜に対してＸ線
照射を行い、屈折率を変化させたばあいでも光導波路が
作製できる。また、マスク材料としては、Ｐｂ以外のＸ
線を遮蔽しうる材料を用いてもよい。

【００７４】また、本実施の形態においては、所望のパ
ターンを有するＰｂ膜をマスクとしてＸ線を照射した
が、Ｐｂ膜を形成せず、１度に照射しうる領域が狭いＸ
線を用いて、Ｘ線を走査させながら中間膜に照射するこ
とにより、石英系ガラス膜たる中間膜の所望の部の屈折
率を変化させ、光導波路を作製することができる。

【００７５】実施の形態９．つぎに、本発明の石英系ガ
ラスの屈折率調整方法を用いてえた光導波路および該光
導波路を有する光導波路デバイスのさらに他の実施の形
態について説明する。

【００７６】本実施の形態においては、光導波路上に周
期的に屈折率の異なる部分を形成するとグレーティング
を有する光導波路が形成されうることに注目し光導波路
を作製した。

【００７７】図７に、本実施の形態の光導波路デバイス
の製造工程を示す。図７において、１は光導波路、９は
Ｓｉ基板、１０はＰｂ膜、１１は下クラッド、１２は光
導波路となるコア膜、１３は上クラッド、１４はコア膜
に形成されたグレーティング、１５は光導波路に形成さ
れたグレーティングを示す。まず、Ｓｉ基板９上に、下
クラッド１１を形成し、つづけてコア膜１２を形成する
（図７（ａ）参照）。さらにコア膜１２上を、所望のグ
レーティングパターン１０ａを有するＰｂ膜１０で覆
い、Ｘ線を図中Ｃで示される方向から照射する（図７
（ｂ）参照）。コア膜１２には、グレーティング１４が
形成される（図７（ｃ）参照）。さらに、コア膜１２を
チャネル型光導波路形状に加工し、グレーティング１５
が形成された光導波路１をうる（図７（ｄ）参照）。最
後に、上クラッド１３を形成する（図７（ｅ）参照）こ
とにより、本実施の形態の光導波路デバイスがえられ
る。

【００７８】コア膜１２へのグレーティング形成は、光
導波路１の光の伝搬方向と垂直な方向に約０．５μｍ周
期のグレーティングパターン１０ａを有するＰｂ膜１０
を形成後、高圧水素処理を行い、さらにＸ線を照射する
方法で行った。Ｐｂ膜１０は蒸着法を用いて成膜し、Ｐ
ｂ膜１０のグレーティングパターン加工はフォトリソグ
ラフィおよびエッチングを用いて行った。コア膜１２の
うちグレーティング１４を作製しない部分は、Ｘ線照射
の際、Ｐｂ膜で覆っておいた。また、光導波路をうるた
めには、グレーティング１４を作製したコア膜１２上に
チャネル型光導波路形状のパターンを有するＣｒ膜を形
成後、ＣＨＦ₃ガスでＲＩＥ（反応性イオンエッチン
グ）を用いてコア膜を加工した。さらに、上クラッド
は、プラズマＣＶＤ法を用いて形成した。

【００７９】なお、前記０．５μｍ周期のグレーティン
グパターンとは、Ｐｂ膜が形成される部分の幅と、Ｐｂ
膜が形成されずＸ線が透過しうる部分の幅とが、それぞ
れ０．５μｍであるグレーティングパターンをいう。

【００８０】図８に、グレーティングが形成された直線
形状のチャネル型光導波路の反射スペクトル特性を示
す。図８において、縦軸は光導波路から出射された光の
強度（光強度（ｄＢ））を示し、横軸は光導波路に入射
された光の波長（ｎｍ）を示す。図８に示されるよう
に、１．５μｍ帯に狭帯域の反射が観測され、本実施の
形態で示される方法によってグレーティングを有するチ
ャネル型光導波路デバイスが形成されたことが分かっ
た。

【００８１】従来の紫外線照射を用いたばあいは、紫外
線の光強度分布が不均一であるため、比較的広い領域の
屈折率を変化させるには、紫外線であるレーザビームに
対して試料を走査させる必要があった。一方、Ｘ線照射
を用いたばあいでは、発生装置にもよるが比較的広い領
域で均一な強度分布がえられやすく、そのばあいは試料
を移動させなくても広い領域に対して一括に屈折率変化
できる。とくに、図７に示される光導波路を多段に連ね
たような複数の光導波路を有する大型の回路の数箇所に
グレーティングを作製するばあいに有効である。

【００８２】本実施の形態では、コア膜上に所望のグレ
ーティングパターンを有するＰｂ膜を直接形成したが、
ＰｂなどＸ線が透過しにくい物質を用いて、Ｘ線が透過
しやすい基板上に所望のグレーティングパターンを形成
したマスクを用いてもよく、コア膜にこのマスクを重ね
た状態でＸ線照射を行えば、同様にコア膜にグレーティ
ングを形成できる。また、光の干渉現象を利用して周期
的にＸ線の強度を変化させても、同様のグレーティング
形成ができる。

【００８３】なお、前述の実施の形態１〜９では、Ｘ線
を照射する際に蛍光Ｘ線分析装置を使用したが、他のＸ
線発生器、たとえば回転ターゲット型のＸ線発生器やシ
ンクロトロン放射装置を用いても同様の効果がえられ
る。また、光導波路の作製方法としてＦＨＤ法、蒸着
法、ＣＶＤ法、スパッタ法だけでなく、イオン拡散法、
イオン注入法などの手法を使用したばあいも同様の効果
がある。また、前述の実施の形態１〜９では、光導波路
デバイスのコアの部分にのみＧｅやＴｉなどの元素を添
加したが、クラッドの部分に添加されていても構わな
い。

【００８４】また、石英系ガラスには、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔ
ｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、ＢおよびＰのうち少なくとも１つの元
素が添加されていれば、Ｘ線照射により石英系ガラスの
屈折率が変化しうる。なお、高圧水素処理の際の圧力が
少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²であることにより、石英系
ガラスの屈折率が変化しうる。

【００８５】

【発明の効果】前述のように、本発明によれば、石英ガ
ラスを主成分とする光導波路において、出力が安定なＸ
線源を用いてＸ線を照射することにより、屈折率を変化
させたため、照射時間のみを制御して正確に光導波路の
屈折率を調整することができた。また、本発明によれ
ば、屈折率変化に透過性が高いＸ線を用いるため、従来
の紫外線を用いる方法ではできなかったような光を透過
しない物質で覆われた光導波路の屈折率を調整すること
が可能となった。

【００８６】本発明の石英系ガラスの屈折率調整方法
は、石英ガラスを主成分とする石英系ガラスの屈折率調
整方法であって、前記石英系ガラスにＸ線を照射ので、
Ｘ線の照射時間を調整することで任意の屈折率がえられ
る。

【００８７】また、水素ガスおよび重水素ガスのいずれ
か一方のガス中で石英系ガラスを保持したのち、該石英
系ガラスにＸ線を照射する方法であるので、屈折率の変
化量をより大きくできる。

【００８８】また、圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²
のガス中で、前記石英系ガラスを保持する方法であるの
で、屈折率の変化量をより大きくできる。

【００８９】また、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂ
およびＰの元素のうち少なくとも１つの元素を前記石英
系ガラスに添加する方法であるので、屈折率の変化量を
より大きくできる。

【００９０】また、石英系ガラスにＸ線を照射したの
ち、さらに１５０〜８００℃の熱処理を行う方法である
ので、Ｘ線照射によりえられた屈折率変化の状態を保ち
ながら光損失のみを減少させることができる。

【００９１】本発明の光導波路は、請求項１記載の方法
により屈折率が調整された、石英ガラスを主成分とする
石英系ガラスからなるので、Ｘ線の照射時間を調整する
ことで任意の屈折率を有する光導波路を作成できる。

【００９２】また、水素ガスおよび重水素ガスのいずれ
か一方のガス中で石英系ガラスが保持されたのち、該石
英系ガラスにＸ線が照射されるものであるので、屈折率
の変化量をより大きくできる。

【００９３】また、圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²
のガス中で、石英系ガラスを保持するものであるので、
屈折率の変化量をより大きくできる。

【００９４】また、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂ
およびＰの元素のうち少なくとも１つの元素を石英系ガ
ラスに添加するものであるので、屈折率の変化量をより
大きくできる。

【００９５】また、石英系ガラスにＸ線が照射されたの
ち、さらに１５０〜８００℃の熱処理が行なわれるもの
であるので、Ｘ線照射によりえられた屈折率変化の状態
を保ちながら光損失のみを減少させることができる。

【００９６】また、Ｘ線を透過しにくい材料からなり、
かつ、所望のパターンを有するマスクで石英系ガラス上
が覆われたのち、該石英系ガラス上にＸ線が照射される
ことによって、石英系ガラスの所望の部分のみ屈折率が
変化するものであるので、表面が非常に平滑な光導波路
をうることができる。

【００９７】また、石英系ガラス上にＸ線が走査しなが
ら照射されることによって、石英系ガラスの所望の部分
のみ屈折率が変化するものであるので、表面が非常に平
滑な光導波路をうることができる。

【００９８】また、光導波路にＸ線照射により周期的に
屈折率の異なる部分を形成し、グレーティングを形成す
るものであるので、広い領域に、均一な強度分布を有す
るＸ線を用いて光導波路を形成できる。

【００９９】また、Ｘ線を透過する物質からなる容器内
に光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射する
ことで光導波路の屈折率を調整するものであるので、容
器に装填したのちも光導波路の特性を容易に修正でき
る。

【０１００】本発明の光導波路は、基板上に形成された
２つの光導波路であって、２つの光導波路のうち少なく
とも１つの光導波路が、石英ガラスを主成分とする石英
系ガラスからなり、２つの光導波路が少なくとも２つの
位置で光学的に結合しており、さらに２つの光導波路の
結合部間の光導波路および２つの光導波路の結合部の光
導波路の少なくとも一方にＸ線が照射されることにより
光導波路の屈折率の調整が行われるので、所望の分岐特
性を有する光導波路をうることができる。

【０１０１】また、Ｘ線を透過する物質からなる容器内
に光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射する
ことで光導波路の屈折率を調整するものであるので、容
器に装填したのちも光導波路の特性を容易に修正でき
る。

【０１０２】本発明の光導波路デバイスは、請求項６記
載の光導波路を有するので、Ｘ線の照射時間を調整する
ことで任意の屈折率を有する光導波路デバイスをうるこ
とができる。

【０１０３】また、水素ガスおよび重水素ガスのいずれ
か一方のガス中で石英系ガラスが保持されたのち、該石
英系ガラスにＸ線が照射されるものであるので、屈折率
の変化量をより大きくできる。

【０１０４】また、圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²
のガス中で、石英系ガラスを保持するものであるので、
屈折率の変化量をより大きくできる。

【０１０５】また、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂ
およびＰの元素のうち少なくとも１つの元素を石英系ガ
ラスに添加するものであるので、屈折率の変化量をより
大きくできる。

【０１０６】また、石英系ガラスにＸ線が照射されたの
ち、さらに１５０〜８００℃の熱処理が行なわれるもの
であるので、Ｘ線照射によりえられた屈折率変化の状態
を保ちながら光損失のみを減少させることができる。

【０１０７】また、Ｘ線を透過しにくい材料からなり、
かつ、所望のパターンを有するマスクで石英系ガラス上
が覆われたのち、該石英系ガラス上にＸ線が照射される
ことによって、前記石英系ガラスの所望の部分のみ屈折
率が変化するものであるので、表面が非常に平滑な光導
波路を有する光導波路デバイスをうることができる。

【０１０８】また、石英系ガラス上にＸ線が走査しなが
ら照射されることによって、前記石英系ガラスの所望の
部分のみ屈折率が変化するものであるので、表面が非常
に平滑な光導波路を有する光導波路デバイスをうること
ができる。

【０１０９】また、光導波路にＸ線照射により周期的に
屈折率の異なる部分を形成し、グレーティングを形成す
るものであるので、広い領域に、均一な強度分布を有す
るＸ線を用いて光導波路デバイスを形成できる。

【０１１０】また、Ｘ線を透過する物質からなる容器内
に光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射する
ことで光導波路の屈折率を調整するものであるので、容
器に装填したのちも光導波路の特性を容易に修正でき
る。

【０１１１】本発明の光導波路デバイスは、基板上に形
成された２つの光導波路からなる光導波路デバイスであ
って、２つの光導波路のうち少なくとも１つの光導波路
が、石英ガラスを主成分とする石英系ガラスからなり、
２つの光導波路が少なくとも２つの位置で光学的に結合
しており、さらに２つの光導波路の結合部間の光導波路
および２つの光導波路の結合部の光導波路の少なくとも
一方にＸ線が照射されることにより光導波路の屈折率の
調整が行われるので、所望の分岐特性を有する光導波路
をうることができる。

【０１１２】また、Ｘ線を透過する物質からなる容器内
に光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射する
ことで光導波路の屈折率を調整するものであるので、容
器に装填したのちも光導波路の特性を容易に修正でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の石英系ガラスの屈折率調整方法の一
実施の形態を用いてえた石英系ガラス膜におけるＸ線照
射時間と屈折率変化の関係を示すグラフである。

【図２】本発明の石英系ガラスの屈折率調整方法の他
の実施の形態を用いてえた石英系ガラス膜におけるＸ線
照射時間と屈折率変化の関係を示すグラフである。

【図３】本発明の光導波路デバイスの一実施の形態で
あるＭＺ干渉計型光導波路デバイスの作製過程を示す説
明図である。

【図４】本発明の光導波路デバイスの一実施の形態で
あるＭＺ干渉計型光導波路デバイスにおけるＸ線照射時
間と光損失の関係を示すグラフである。

【図５】本発明の光導波路デバイスの他の実施の形態
である直線光導波路デバイスにおけるＸ線照射時間と光
損失の関係を示すグラフである。

【図６】本発明の光導波路デバイスのさらに他の実施
の形態であるＹ分岐型光導波路デバイスの作製過程を示
す説明図である。

【図７】本発明の光導波路デバイスのさらに他の実施
の形態であるチャネル型光導波路デバイスの製造工程を
示す説明図である。

【図８】本発明の光導波路デバイスのさらに他の実施
の形態であるチャネル型光導波路デバイスにおける反射
スペクトル特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１光導波路、２メタルマスク、３第１のポート、
４第２のポート、５第３のポート、６第４のポー
ト、７中間膜、８ＳｉＯ₂膜、９Ｓｉ基板、１０
Ｐｂ膜、１１下クラッド、１２コア膜、１３上
クラッド、１４、１５グレーティング、１６結合
部、１７アーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉新喜市東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者内川英興東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石英ガラスを主成分とする石英系ガラス
の屈折率調整方法であって、前記石英系ガラスにＸ線を
照射することを特徴とする石英系ガラスの屈折率調整方
法。
【請求項２】水素ガスおよび重水素ガスのいずれか一
方のガス中で石英系ガラスを保持したのち、該石英系ガ
ラスにＸ線を照射する請求項１記載の石英系ガラスの屈
折率調整方法。
【請求項３】圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²のガ
ス中で、石英系ガラスを保持する請求項２記載の石英系
ガラスの屈折率調整方法。
【請求項４】Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂおよ
びＰの元素のうち少なくとも１つの元素を石英系ガラス
に添加する請求項１または２記載の石英系ガラスの屈折
率調整方法。
【請求項５】石英系ガラスにＸ線を照射したのち、さ
らに１５０〜８００℃の熱処理を行う請求項２記載の石
英系ガラスの屈折率調整方法
【請求項６】請求項１記載の方法により屈折率が調整
された、石英ガラスを主成分とする石英系ガラスからな
ることを特徴とする光導波路。
【請求項７】水素ガスおよび重水素ガスのいずれか一
方のガス中で石英系ガラスが保持されたのち、該石英系
ガラスにＸ線が照射される請求項６記載の光導波路。
【請求項８】圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²のガ
ス中で、石英系ガラスを保持する請求項７記載の光導波
路。
【請求項９】Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂおよ
びＰの元素のうち少なくとも１つの元素を石英系ガラス
に添加する請求項６または７記載の光導波路。
【請求項１０】石英系ガラスにＸ線が照射されたの
ち、さらに１５０〜８００℃の熱処理が行なわれる請求
項７記載の光導波路。
【請求項１１】Ｘ線を透過しにくい材料からなり、か
つ、所望のパターンを有するマスクで石英系ガラス上が
覆われたのち、該石英系ガラス上にＸ線が照射されるこ
とによって、石英系ガラスの所望の部分のみ屈折率が変
化する請求項６記載の光導波路。
【請求項１２】石英系ガラス上にＸ線が走査しながら
照射されることによって、石英系ガラスの所望の部分の
み屈折率が変化する請求項６記載の光導波路。
【請求項１３】光導波路にＸ線照射により周期的に屈
折率の異なる部分を形成し、グレーティングを形成する
請求項６記載の光導波路。
【請求項１４】Ｘ線を透過する物質からなる容器内に
光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射するこ
とで光導波路の屈折率を調整する請求項６記載の光導波
路。
【請求項１５】基板上に形成された２つの光導波路で
あって、２つの光導波路のうち少なくとも１つの光導波
路が、石英ガラスを主成分とする石英系ガラスからな
り、２つの光導波路が少なくとも２つの位置で光学的に
結合しており、さらに２つの光導波路の結合部間の光導
波路および２つの光導波路の結合部の光導波路の少なく
とも一方にＸ線が照射されることにより光導波路の屈折
率の調整が行われることを特徴とする光導波路。
【請求項１６】Ｘ線を透過する物質からなる容器内に
光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射するこ
とで光導波路の屈折率を調整する請求項１５記載の光導
波路。
【請求項１７】請求項６記載の光導波路を有すること
を特徴とする光導波路デバイス。
【請求項１８】水素ガスおよび重水素ガスのいずれか
一方のガス中で石英系ガラスが保持されたのち、該石英
系ガラスにＸ線が照射される請求項１７記載の光導波路
デバイス。
【請求項１９】圧力が少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ²の
ガス中で、石英系ガラスを保持する請求項１８記載の光
導波路デバイス。
【請求項２０】Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｂお
よびＰの元素のうち少なくとも１つの元素を石英系ガラ
スに添加する請求項１７または１８記載の光導波路デバ
イス。
【請求項２１】石英系ガラスにＸ線が照射されたの
ち、さらに１５０〜８００℃の熱処理が行なわれる請求
項１８記載の光導波路デバイス。
【請求項２２】Ｘ線を透過しにくい材料からなり、か
つ、所望のパターンを有するマスクで石英系ガラス上が
覆われたのち、該石英系ガラス上にＸ線が照射されるこ
とによって、前記石英系ガラスの所望の部分のみ屈折率
が変化する請求項１８記載の光導波路デバイス。
【請求項２３】石英系ガラス上にＸ線が走査しながら
照射されることによって、前記石英系ガラスの所望の部
分のみ屈折率が変化する請求項１７記載の光導波路デバ
イス。
【請求項２４】光導波路にＸ線照射により周期的に屈
折率の異なる部分を形成し、グレーティングを形成する
請求項１７記載の光導波路デバイス。
【請求項２５】Ｘ線を透過する物質からなる容器内に
光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射するこ
とで光導波路の屈折率を調整する請求項１７記載の光導
波路デバイス。
【請求項２６】基板上に形成された２つの光導波路か
らなる光導波路デバイスであって、２つの光導波路のう
ち少なくとも１つの光導波路が、石英ガラスを主成分と
する石英系ガラスからなり、２つの光導波路が少なくと
も２つの位置で光学的に結合しており、さらに２つの光
導波路の結合部間の光導波路および２つの光導波路の結
合部の光導波路の少なくとも一方にＸ線が照射されるこ
とにより光導波路の屈折率の調整が行われることを特徴
とする光導波路デバイス。
【請求項２７】Ｘ線を透過する物質からなる容器内に
光導波路を装填したのち、Ｘ線を光導波路に照射するこ
とで光導波路の屈折率を調整する請求項２６記載の光導
波路デバイス。