JPH10265243A - シリカガラスの屈折率制御方法 - Google Patents
シリカガラスの屈折率制御方法Info
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- JPH10265243A JPH10265243A JP9152397A JP9152397A JPH10265243A JP H10265243 A JPH10265243 A JP H10265243A JP 9152397 A JP9152397 A JP 9152397A JP 9152397 A JP9152397 A JP 9152397A JP H10265243 A JPH10265243 A JP H10265243A
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- Japan
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- refractive index
- wavelength
- laser beam
- silica glass
- quartz glass
- Prior art date
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
- C03C23/0025—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
Abstract
(57)【要約】
【課題】処理温度の低下、処理時間の短縮、フォトリソ
グラフィ工程を必要としない直接パターン化ならびに微
細構造の形成を可能としたシリカガラスの屈折率制御方
法を提供する。 【解決手段】シリカガラスの屈折率制御方法において、
シリカガラスが吸収を持つ波長以下の波長の真空紫外レ
ーザー光を上記シリカガラスに照射し、上記シリカガラ
スの上記真空紫外レーザー光が照射された領域におい
て、Ｓｉ−Ｏ結合の光解離を生じさせる。
グラフィ工程を必要としない直接パターン化ならびに微
細構造の形成を可能としたシリカガラスの屈折率制御方
法を提供する。 【解決手段】シリカガラスの屈折率制御方法において、
シリカガラスが吸収を持つ波長以下の波長の真空紫外レ
ーザー光を上記シリカガラスに照射し、上記シリカガラ
スの上記真空紫外レーザー光が照射された領域におい
て、Ｓｉ−Ｏ結合の光解離を生じさせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリカガラスの屈
折率制御方法に関し、さらに詳細には、シリカガラスの
表面の局所的な領域の屈折率のみを変化させることので
きるシリカガラスの屈折率制御方法に関する。
折率制御方法に関し、さらに詳細には、シリカガラスの
表面の局所的な領域の屈折率のみを変化させることので
きるシリカガラスの屈折率制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シリカガラス、特に、その中
の石英ガラスは、紫外から赤外におよぶ広い波長範囲に
おいて高い透過性を持つとともに、硬度、耐熱性、化学
的安定性などにおいても優れているという特性を備える
ために、光学材料やオプトエレクトロニクス材料として
の利用が期待されている。
の石英ガラスは、紫外から赤外におよぶ広い波長範囲に
おいて高い透過性を持つとともに、硬度、耐熱性、化学
的安定性などにおいても優れているという特性を備える
ために、光学材料やオプトエレクトロニクス材料として
の利用が期待されている。
【０００３】即ち、波長６３３ｎｍの光を照射した際の
石英ガラスの屈折率は１．４６であるが、仮に当該屈折
率を石英ガラスの表面の局所的な領域のみにおいて変化
させることができれば、石英ガラスを光学材料やオプト
エレクトロニクス材料として利用して、石英ガラスによ
り位相変換素子、光導波路、光集積回路、高密度光メモ
リー、光ファイバーグレーティングなどのデバイスを構
成することが可能となることが知られている。
石英ガラスの屈折率は１．４６であるが、仮に当該屈折
率を石英ガラスの表面の局所的な領域のみにおいて変化
させることができれば、石英ガラスを光学材料やオプト
エレクトロニクス材料として利用して、石英ガラスによ
り位相変換素子、光導波路、光集積回路、高密度光メモ
リー、光ファイバーグレーティングなどのデバイスを構
成することが可能となることが知られている。
【０００４】しかしながら、石英ガラスにおいては、上
記した優れた特性のために加工や物性制御が困難である
ため、屈折率を表面の局所的な領域のみにおいて変化さ
せることは容易に行うことができず、この点が石英ガラ
スを光学材料やオプトエレクトロニクス材料へ利用する
ための隘路として指摘されていた。
記した優れた特性のために加工や物性制御が困難である
ため、屈折率を表面の局所的な領域のみにおいて変化さ
せることは容易に行うことができず、この点が石英ガラ
スを光学材料やオプトエレクトロニクス材料へ利用する
ための隘路として指摘されていた。
【０００５】ところで、ニオブ酸リチウムなどの光学材
料で上記したようなデバイスを作成する際に、その表面
の屈折率を変化させるために用いられる方法は、イオン
交換法とイオン注入法とである。
料で上記したようなデバイスを作成する際に、その表面
の屈折率を変化させるために用いられる方法は、イオン
交換法とイオン注入法とである。
【０００６】ここで、イオン交換法とは、水溶液中のイ
オンと材料中のイオンとを交換する方法であるが、材料
を水溶液中に浸して高温（３００°Ｃ程度）で長時間
（数時間程度）処理する必要があり、高温の処理温度を
必要とするとともに処理時間が長いという問題点があっ
た。
オンと材料中のイオンとを交換する方法であるが、材料
を水溶液中に浸して高温（３００°Ｃ程度）で長時間
（数時間程度）処理する必要があり、高温の処理温度を
必要とするとともに処理時間が長いという問題点があっ
た。
【０００７】一方、イオン注入法とは、不純物をイオン
化して高加速エネルギーで材料中に打ち込む方法である
が、注入された不純物によって光の吸収が増加するとい
う問題点があった。
化して高加速エネルギーで材料中に打ち込む方法である
が、注入された不純物によって光の吸収が増加するとい
う問題点があった。
【０００８】また、イオン交換法であってもイオン注入
法であっても、微細パターンを形成するためには、フォ
トリソグラフィ工程が必要であるという問題点があっ
た。
法であっても、微細パターンを形成するためには、フォ
トリソグラフィ工程が必要であるという問題点があっ
た。
【０００９】なお、石英ガラスにおいても、イオン注入
によって表面の屈折率を変化させることが試みられてい
る（Ｊ．Ａｌｂｅｒｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｏｐｔ．Ｌ
ｅｔｔ．１７，１６５２（１９９２）．）。この試みに
おいては、石英ガラスにＳｉイオンやＧｅイオンが注入
されたが、屈折率変化（△ｎ）は１．２×１０-3であっ
た。
によって表面の屈折率を変化させることが試みられてい
る（Ｊ．Ａｌｂｅｒｔ， ｅｔ ａｌ．， Ｏｐｔ．Ｌ
ｅｔｔ．１７，１６５２（１９９２）．）。この試みに
おいては、石英ガラスにＳｉイオンやＧｅイオンが注入
されたが、屈折率変化（△ｎ）は１．２×１０-3であっ
た。
【００１０】また、Ｘ線やγ線の照射によって、石英ガ
ラスの表面の屈折率を変化させることも試みられている
（Ｇ．Ｍ．Ｗｉｌｌｉａｍｓ， ｅｔ ａｌ．， Ｏｐ
ｔ．Ｌｅｔｔ．１７，５３２（１９９２）．）。この試
みによっては、石英ガラスの表面の屈折率を変化させた
結果、カラーセンターの生成によって照射領域は肉眼で
の観察でも黒ずんで見え、屈折率変化（△ｎ）は１０-5
オーダー程度であった。しかしながら、この１０-5オー
ダー程度の屈折率変化でも、位相グレーティングを作成
することができた。
ラスの表面の屈折率を変化させることも試みられている
（Ｇ．Ｍ．Ｗｉｌｌｉａｍｓ， ｅｔ ａｌ．， Ｏｐ
ｔ．Ｌｅｔｔ．１７，５３２（１９９２）．）。この試
みによっては、石英ガラスの表面の屈折率を変化させた
結果、カラーセンターの生成によって照射領域は肉眼で
の観察でも黒ずんで見え、屈折率変化（△ｎ）は１０-5
オーダー程度であった。しかしながら、この１０-5オー
ダー程度の屈折率変化でも、位相グレーティングを作成
することができた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の有する上記したような問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、処理温度の低下、処理
時間の短縮、フォトリソグラフィ工程を必要としない直
接パターン化ならびに微細構造の形成を可能としたシリ
カガラスの屈折率制御方法を提供しようとするものであ
る。
の有する上記したような問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、処理温度の低下、処理
時間の短縮、フォトリソグラフィ工程を必要としない直
接パターン化ならびに微細構造の形成を可能としたシリ
カガラスの屈折率制御方法を提供しようとするものであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、シリカガラ
スの屈折率制御方法において、シリカガラスが吸収を持
つ波長以下の波長の真空紫外レーザー光を上記シリカガ
ラスに照射し、上記シリカガラスの上記真空紫外レーザ
ー光が照射された領域において、Ｓｉ−Ｏ結合の光解離
を生じさせるようにしたものである。
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、シリカガラ
スの屈折率制御方法において、シリカガラスが吸収を持
つ波長以下の波長の真空紫外レーザー光を上記シリカガ
ラスに照射し、上記シリカガラスの上記真空紫外レーザ
ー光が照射された領域において、Ｓｉ−Ｏ結合の光解離
を生じさせるようにしたものである。
【００１３】即ち、シリカガラスに真空紫外レーザー光
を照射すると、その照射領域におけるシリカガラス中の
Ｓｉ−Ｏ結合の光解離によって、その照射領域中にＳｉ
Ｏx（ｘ＜２）が形成されることになり、屈折率変化が
変化することになるものである。
を照射すると、その照射領域におけるシリカガラス中の
Ｓｉ−Ｏ結合の光解離によって、その照射領域中にＳｉ
Ｏx（ｘ＜２）が形成されることになり、屈折率変化が
変化することになるものである。
【００１４】ここで、上記シリカガラスは、請求項２に
記載の発明のように、石英ガラスであってもよい。
記載の発明のように、石英ガラスであってもよい。
【００１５】また、上記真空紫外レーザー光は、請求項
３に記載の発明のように、パルス・レーザー光であって
もよい。
３に記載の発明のように、パルス・レーザー光であって
もよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明によるシリカガラスの屈折率制御方法の実施の形態
の一例を詳細に説明するものとする。
発明によるシリカガラスの屈折率制御方法の実施の形態
の一例を詳細に説明するものとする。
【００１７】図１には、本発明によるシリカガラスの屈
折率制御方法を実施するための装置の概念構成図が示さ
れており、この装置は、励起レーザーのレーザー光源と
してのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザー１０と、全反射
ミラー１２、１４と、集光レンズ１６と、水素ガスを数
気圧充填した水素ラマンセル１８と、水素ラマンセル１
８に連設された真空チャンバー２０と、真空チャンバー
２０内を常に真空に維持するための排気装置２２とを有
している。
折率制御方法を実施するための装置の概念構成図が示さ
れており、この装置は、励起レーザーのレーザー光源と
してのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザー１０と、全反射
ミラー１２、１４と、集光レンズ１６と、水素ガスを数
気圧充填した水素ラマンセル１８と、水素ラマンセル１
８に連設された真空チャンバー２０と、真空チャンバー
２０内を常に真空に維持するための排気装置２２とを有
している。
【００１８】そして、水素ラマンセル１８のレーザー光
の出射端部には集光レンズ２４が配設されており、真空
チャンバー２０内にはダイクロイックアッテネーター２
６、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）レンズ２８、２５
×２５μｍ2穴のメッシュ構造を備えたコンタクトマス
ク３０および被処理物としての石英ガラス基板３２が配
設されている。
の出射端部には集光レンズ２４が配設されており、真空
チャンバー２０内にはダイクロイックアッテネーター２
６、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）レンズ２８、２５
×２５μｍ2穴のメッシュ構造を備えたコンタクトマス
ク３０および被処理物としての石英ガラス基板３２が配
設されている。
【００１９】以上の構成において、励起レーザーとして
ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザー１０により生成される
レーザー光の４次高調波（波長２６６ｎｍ）を、全反射
ミラー１２、１４および集光レンズ１６を介して水素ラ
マンセル１８に入射する。
ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザー１０により生成される
レーザー光の４次高調波（波長２６６ｎｍ）を、全反射
ミラー１２、１４および集光レンズ１６を介して水素ラ
マンセル１８に入射する。
【００２０】こうして、波長２６６ｎｍのレーザー光が
水素ラマンセル１８に入射されると、波長２６６ｎｍの
レーザー光が水素ラマンセル１８内においてラマン変換
されて、水素ラマンセル１８からは波長２６６ｎｍを含
む波長１３３ｎｍから波長５９４ｎｍまでの１５本の発
振ラインを有するレーザー光が出射されることになる。
水素ラマンセル１８に入射されると、波長２６６ｎｍの
レーザー光が水素ラマンセル１８内においてラマン変換
されて、水素ラマンセル１８からは波長２６６ｎｍを含
む波長１３３ｎｍから波長５９４ｎｍまでの１５本の発
振ラインを有するレーザー光が出射されることになる。
【００２１】なお、波長１３３ｎｍから波長５９４ｎｍ
までの１５本の発振ラインの波長はそれぞれ、波長１３
３ｎｍ、波長１４１ｎｍ、波長１５０ｎｍ、波長１６０
ｎｍ、波長１７１ｎｍ、波長１８４ｎｍ、波長２００ｎ
ｍ、波長２１８ｎｍ、波長２４０ｎｍ、波長２６６ｎ
ｍ、波長２９９ｎｍ、波長３４１ｎｍ、波長３９８ｎ
ｍ、波長４７６ｎｍおよび波長５９４ｎｍである。
までの１５本の発振ラインの波長はそれぞれ、波長１３
３ｎｍ、波長１４１ｎｍ、波長１５０ｎｍ、波長１６０
ｎｍ、波長１７１ｎｍ、波長１８４ｎｍ、波長２００ｎ
ｍ、波長２１８ｎｍ、波長２４０ｎｍ、波長２６６ｎ
ｍ、波長２９９ｎｍ、波長３４１ｎｍ、波長３９８ｎ
ｍ、波長４７６ｎｍおよび波長５９４ｎｍである。
【００２２】ここで、水素ラマンセル１８から出射され
る波長１３３ｎｍから波長５９４ｎｍまでの１５本の発
振ラインを有するレーザー光は、波長２６６ｎｍが最も
大きいパルスエネルギーを持ち、パルスエネルギーは波
長が短くなるに従って指数関数的に小さくなる。
る波長１３３ｎｍから波長５９４ｎｍまでの１５本の発
振ラインを有するレーザー光は、波長２６６ｎｍが最も
大きいパルスエネルギーを持ち、パルスエネルギーは波
長が短くなるに従って指数関数的に小さくなる。
【００２３】こうした水素ラマンセル１８から出射され
る波長１３３ｎｍから波長５９４ｎｍまでの１５本の発
振ラインを有するレーザー光が、集光レンズ２４を介し
て同時に真空チャンバー１８内に入射される。真空チャ
ンバー１８内に入射されたレーザー光は、アブレーショ
ンなどによって石英ガラス基板３２の構造や形態に変化
をきたさないように、ダイクロイックアッテネーター２
６によって最もパルスエネルギーの大きい波長２６６ｎ
ｍのレーザー光が９７％カットされる。
る波長１３３ｎｍから波長５９４ｎｍまでの１５本の発
振ラインを有するレーザー光が、集光レンズ２４を介し
て同時に真空チャンバー１８内に入射される。真空チャ
ンバー１８内に入射されたレーザー光は、アブレーショ
ンなどによって石英ガラス基板３２の構造や形態に変化
をきたさないように、ダイクロイックアッテネーター２
６によって最もパルスエネルギーの大きい波長２６６ｎ
ｍのレーザー光が９７％カットされる。
【００２４】こうして波長２６６ｎｍのレーザー光が９
７％カットされたレーザー光は、ＭｇＦ2レンズ２８お
よびコンタクトマスク３０を介して、石英ガラス基板３
２に照射されることになる。
７％カットされたレーザー光は、ＭｇＦ2レンズ２８お
よびコンタクトマスク３０を介して、石英ガラス基板３
２に照射されることになる。
【００２５】即ち、石英ガラス基板３２には、波長が紫
外線よりもさらに短い真空紫外レーザー光が照射される
ことになる。このときの真空紫外レーザー光の全波長の
合計のレーザーフルエンス（１パルス単位面積あたりの
照射エネルギー）は、５００ｍＪ／ｃｍ2程度であっ
た。
外線よりもさらに短い真空紫外レーザー光が照射される
ことになる。このときの真空紫外レーザー光の全波長の
合計のレーザーフルエンス（１パルス単位面積あたりの
照射エネルギー）は、５００ｍＪ／ｃｍ2程度であっ
た。
【００２６】図２には、図１に示す装置を用いて、真空
紫外レーザー光をそのパルス数を変化させて石英ガラス
基板３２に照射した際における当該石英ガラス基板３２
の屈折率を、エリプソメーターで評価した結果が示され
ている。なお、真空紫外レーザー光のパルスの周波数は
１Ｈｚであり、パルス幅は２ｎｓｅｃ（ナノ秒）とし
た。
紫外レーザー光をそのパルス数を変化させて石英ガラス
基板３２に照射した際における当該石英ガラス基板３２
の屈折率を、エリプソメーターで評価した結果が示され
ている。なお、真空紫外レーザー光のパルスの周波数は
１Ｈｚであり、パルス幅は２ｎｓｅｃ（ナノ秒）とし
た。
【００２７】この図２から明らかなように、表面近傍
（エリプソメーターで使用したレーザーの波長６３３ｎ
ｍ程度の深さ）では、屈折率変化（△ｎ）はパルス数に
ほとんど依存しない。屈折率変化（△ｎ）は、０．０３
６〜０．０３８が得られたが、これは石英ガラスの屈折
率変化量としては、本願出願時までで最も大きい値であ
る。
（エリプソメーターで使用したレーザーの波長６３３ｎ
ｍ程度の深さ）では、屈折率変化（△ｎ）はパルス数に
ほとんど依存しない。屈折率変化（△ｎ）は、０．０３
６〜０．０３８が得られたが、これは石英ガラスの屈折
率変化量としては、本願出願時までで最も大きい値であ
る。
【００２８】別の回折効率の測定から、屈折率が変化す
る深さはパルス数増加に伴って深くなり、６０パルスで
１．２３μｍと見積もられた。
る深さはパルス数増加に伴って深くなり、６０パルスで
１．２３μｍと見積もられた。
【００２９】また、光学顕微鏡や電子顕微鏡の観察にお
いて、石英ガラス基板３２には何らの構造や形態の変化
は観察されなかった。
いて、石英ガラス基板３２には何らの構造や形態の変化
は観察されなかった。
【００３０】ところで、こうした石英ガラスの屈折率変
化は、真空紫外レーザー光などのような真空紫外光の照
射によって生起される、石英ガラス中のＳｉ−Ｏ結合の
光解離に起因するものである。
化は、真空紫外レーザー光などのような真空紫外光の照
射によって生起される、石英ガラス中のＳｉ−Ｏ結合の
光解離に起因するものである。
【００３１】即ち、石英ガラス基板３２に真空紫外レー
ザー光を照射すると、その照射領域における石英ガラス
中のＳｉ−Ｏ結合の光解離によって、その照射領域中に
ＳｉＯx（ｘ＜２）が形成されようになるものであった
（石英ガラス基板３２の真空紫外レーザー光の照射領域
におけるＳｉＯx（ｘ＜２）の生成は、ｘ線光電子分光
法（ＸＰＳ）によって本願出願人により確認され
た。）。ここで、Ｈｅ−Ｎｅレーザーから出射される波
長６３３ｎｍのレーザー光を照射した場合におけるＳｉ
Ｏ2の屈折率は１．４６であるが、当該波長６３３ｎｍ
のレーザー光を照射した場合におけるＳｉＯの屈折率は
１．９７であることが知られており、このようにＳｉＯ
はＳｉＯ2よりも大きな屈折率を持っている。
ザー光を照射すると、その照射領域における石英ガラス
中のＳｉ−Ｏ結合の光解離によって、その照射領域中に
ＳｉＯx（ｘ＜２）が形成されようになるものであった
（石英ガラス基板３２の真空紫外レーザー光の照射領域
におけるＳｉＯx（ｘ＜２）の生成は、ｘ線光電子分光
法（ＸＰＳ）によって本願出願人により確認され
た。）。ここで、Ｈｅ−Ｎｅレーザーから出射される波
長６３３ｎｍのレーザー光を照射した場合におけるＳｉ
Ｏ2の屈折率は１．４６であるが、当該波長６３３ｎｍ
のレーザー光を照射した場合におけるＳｉＯの屈折率は
１．９７であることが知られており、このようにＳｉＯ
はＳｉＯ2よりも大きな屈折率を持っている。
【００３２】従って、石英ガラス基板３２に真空紫外レ
ーザー光を照射すると、その照射領域における石英ガラ
ス中のＳｉ−Ｏ結合の光解離によって、その照射領域中
にＳｉＯx（ｘ＜２）が形成されることになって、屈折
率変化が増加することになるものである。
ーザー光を照射すると、その照射領域における石英ガラ
ス中のＳｉ−Ｏ結合の光解離によって、その照射領域中
にＳｉＯx（ｘ＜２）が形成されることになって、屈折
率変化が増加することになるものである。
【００３３】図３には、図１に示す装置を用いてコンタ
クトマスク３０を介して真空紫外レーザー光を照射され
た石英ガラス基板３２に、Ｈｅ−Ｎｅレーザーから出射
されるレーザー光（波長６３３ｎｍ）を照射することに
よって得られた回折パターンの写真が示されている。
クトマスク３０を介して真空紫外レーザー光を照射され
た石英ガラス基板３２に、Ｈｅ−Ｎｅレーザーから出射
されるレーザー光（波長６３３ｎｍ）を照射することに
よって得られた回折パターンの写真が示されている。
【００３４】図３に示す写真から明らかなように、格子
状の回折パターンが高次まで形成されており、石英ガラ
ス基板３２上において微小パターン状に屈折率を制御で
きたことを確認することができる。
状の回折パターンが高次まで形成されており、石英ガラ
ス基板３２上において微小パターン状に屈折率を制御で
きたことを確認することができる。
【００３５】即ち、コンタクトマスク３０を介して真空
紫外レーザー光を石英ガラス基板３２に照射すれば、当
該石英ガラス基板３２の屈折率を当該石英ガラス基板３
２の表面の微小な局所的な領域のみにおいて変化させる
ことができるものであり、石英ガラス基板３２を光学材
料やオプトエレクトロニクス材料として利用して、石英
ガラスにより位相変換素子、光導波路、光集積回路、高
密度光メモリー、光ファイバーグレーティングなどのデ
バイスを構成することができるようになる。
紫外レーザー光を石英ガラス基板３２に照射すれば、当
該石英ガラス基板３２の屈折率を当該石英ガラス基板３
２の表面の微小な局所的な領域のみにおいて変化させる
ことができるものであり、石英ガラス基板３２を光学材
料やオプトエレクトロニクス材料として利用して、石英
ガラスにより位相変換素子、光導波路、光集積回路、高
密度光メモリー、光ファイバーグレーティングなどのデ
バイスを構成することができるようになる。
【００３６】なお、上記した実施の形態においては、多
数の波長の真空紫外レーザー光を石英ガラス基板３２に
照射したが、これら多数の波長の真空紫外レーザー光の
中で専ら石英ガラス中のＳｉ−Ｏ結合の光解離に寄与す
るものは、石英ガラスが吸収を持つ光の波長以下の波長
の真空紫外レーザー光である。ここで、石英ガラスが吸
収を持つ光の波長は概ね１７０ｎｍであるので、これよ
り短い波長の真空紫外レーザー光であるならば、単一の
波長の真空紫外レーザー光を石英ガラス基板３２に照射
するようにしても、上記した実施の形態と同様な効果が
得られることは勿論である。
数の波長の真空紫外レーザー光を石英ガラス基板３２に
照射したが、これら多数の波長の真空紫外レーザー光の
中で専ら石英ガラス中のＳｉ−Ｏ結合の光解離に寄与す
るものは、石英ガラスが吸収を持つ光の波長以下の波長
の真空紫外レーザー光である。ここで、石英ガラスが吸
収を持つ光の波長は概ね１７０ｎｍであるので、これよ
り短い波長の真空紫外レーザー光であるならば、単一の
波長の真空紫外レーザー光を石英ガラス基板３２に照射
するようにしても、上記した実施の形態と同様な効果が
得られることは勿論である。
【００３７】また、上記した実施の形態においては、真
空紫外レーザー光としてパルスレーザーを用いたが、パ
ルスレーザーに限られることなしに、連続レーザーを用
いてもよいことは勿論である。
空紫外レーザー光としてパルスレーザーを用いたが、パ
ルスレーザーに限られることなしに、連続レーザーを用
いてもよいことは勿論である。
【００３８】また、上記した実施の形態においては、真
空紫外レーザー光をラマン変換により得るようにした
が、これに限られるものではないことは勿論である。
空紫外レーザー光をラマン変換により得るようにした
が、これに限られるものではないことは勿論である。
【００３９】また、上記した実施の形態においては、シ
リカガラスの中の石英ガラスに関して説明したが、石英
ガラスに限られることなしに、ＳｉＯ2を含むシリカガ
ラス全般に本発明を適用することができることは勿論で
ある。
リカガラスの中の石英ガラスに関して説明したが、石英
ガラスに限られることなしに、ＳｉＯ2を含むシリカガ
ラス全般に本発明を適用することができることは勿論で
ある。
【００４０】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、処理温度の低下、処理時間の短縮、フォト
リソグラフィ工程を必要としない直接パターン化ならび
に微細構造の形成を可能としたシリカガラスの屈折率制
御方法を提供することができるという優れた効果を奏す
る。
ているので、処理温度の低下、処理時間の短縮、フォト
リソグラフィ工程を必要としない直接パターン化ならび
に微細構造の形成を可能としたシリカガラスの屈折率制
御方法を提供することができるという優れた効果を奏す
る。
【図１】本発明によるシリカガラスの屈折率制御方法を
実施するための装置の概念構成図である。
実施するための装置の概念構成図である。
【図２】図１に示す装置を用いて、真空紫外レーザー光
をそのパルス数を変化させて石英ガラス基板に照射した
際における当該石英ガラス基板の屈折率を、エリプソメ
ーターで評価した結果を示す説明図である。
をそのパルス数を変化させて石英ガラス基板に照射した
際における当該石英ガラス基板の屈折率を、エリプソメ
ーターで評価した結果を示す説明図である。
【図３】図１に示す装置を用いてコンタクトマスクを介
して真空紫外レーザー光を照射された石英ガラス基板
に、Ｈｅ−Ｎｅレーザーから出射されるレーザー光（波
長６３３ｎｍ）を照射することによって得られた回折パ
ターンの写真である。
して真空紫外レーザー光を照射された石英ガラス基板
に、Ｈｅ−Ｎｅレーザーから出射されるレーザー光（波
長６３３ｎｍ）を照射することによって得られた回折パ
ターンの写真である。
１０ ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザー １２、１４ 全反射ミラー １６、２４ 集光レンズ １８ 水素ラマンセル ２０ 真空チャンバー ２２ 排気装置 ２６ ダイクロイックアッテネーター ２８ ＭｇＦ2レンズ ３０ 石英ガラス基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジー ジャン 中華人民共和国、北京 100080、ピー．オ ー．ボックス 603、中国科学院 物理学 研究所 グループ308内 (72)発明者 和田 智之 宮城県仙台市青葉区長町字越路19−1399 理化学研究所 フォトダイナミクス研究セ ンター内 (72)発明者 田代 英夫 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 豊田 浩一 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内
Claims (3)
- 【請求項１】 シリカガラスの屈折率制御方法におい
て、 シリカガラスが吸収を持つ波長以下の波長の真空紫外レ
ーザー光を前記シリカガラスに照射し、前記シリカガラ
スの前記真空紫外レーザー光が照射された領域におい
て、Ｓｉ−Ｏ結合の光解離を生じさせることを特徴とす
るシリカガラスの屈折率制御方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のシリカガラスの屈折率制
御方法において、 前記シリカガラスは、石英ガラスであることを特徴とす
るシリカガラスの屈折率制御方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２のいずれか１項
に記載のシリカガラスの屈折率制御方法において、 前記真空紫外レーザー光は、パルス・レーザー光である
ことを特徴とするシリカガラスの屈折率制御方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9152397A JPH10265243A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | シリカガラスの屈折率制御方法 |
| CA002227338A CA2227338A1 (en) | 1997-03-26 | 1998-01-19 | Method for controlling refractive index of silica glass |
| US09/765,674 US6432278B2 (en) | 1997-03-26 | 2001-01-22 | Method for controlling refractive index of silica glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9152397A JPH10265243A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | シリカガラスの屈折率制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265243A true JPH10265243A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=14028790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9152397A Pending JPH10265243A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | シリカガラスの屈折率制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10265243A (ja) |
| CA (1) | CA2227338A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002101376A1 (fr) * | 2001-06-06 | 2002-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dispositif et procede de detection de quantites infimes de composants organiques |
| JP2003089553A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 内部マーキングされた石英ガラス、光学部材用石英ガラス基板及びマーキング方法 |
| EP1183214A4 (en) * | 1999-04-09 | 2008-12-17 | Univ New Mexico | HIGH PHOTOSENSIVITY IN BLEISILICATE GLASSES |
| US8547008B2 (en) | 2006-01-12 | 2013-10-01 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Material having laser induced light redirecting features |
| US8629610B2 (en) | 2006-01-12 | 2014-01-14 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Display panel |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP9152397A patent/JPH10265243A/ja active Pending
-
1998
- 1998-01-19 CA CA002227338A patent/CA2227338A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1183214A4 (en) * | 1999-04-09 | 2008-12-17 | Univ New Mexico | HIGH PHOTOSENSIVITY IN BLEISILICATE GLASSES |
| WO2002101376A1 (fr) * | 2001-06-06 | 2002-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dispositif et procede de detection de quantites infimes de composants organiques |
| JP2003089553A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 内部マーキングされた石英ガラス、光学部材用石英ガラス基板及びマーキング方法 |
| US8547008B2 (en) | 2006-01-12 | 2013-10-01 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Material having laser induced light redirecting features |
| US8629610B2 (en) | 2006-01-12 | 2014-01-14 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Display panel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2227338A1 (en) | 1998-09-26 |
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Effective date: 20041109 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |