JPH11352351A - ガラス導波路の製造方法 - Google Patents
ガラス導波路の製造方法Info
- Publication number
- JPH11352351A JPH11352351A JP16494598A JP16494598A JPH11352351A JP H11352351 A JPH11352351 A JP H11352351A JP 16494598 A JP16494598 A JP 16494598A JP 16494598 A JP16494598 A JP 16494598A JP H11352351 A JPH11352351 A JP H11352351A
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- JP
- Japan
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- glass
- dopant
- glass film
- film
- waveguide
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多孔質ガラスを電気炉内で均一な透明ガラス
膜に形成することができるガラス導波路の製造方法を提
供する。 【解決手段】 火炎加水分解法により、ドーパントを添
加した多孔質ガラス膜を基板５上に堆積させ、多孔質ガ
ラス膜１２ａを加熱処理して透明ガラス化する際に、気
散しやすいドーパントの原料ガスとＨｅとの混合ガス雰
囲気で行うことにより、均一なクラッドガラス膜１２が
形成でき、伝送損失が均一かつ低いガラス導波路を製造
することができる。
膜に形成することができるガラス導波路の製造方法を提
供する。 【解決手段】 火炎加水分解法により、ドーパントを添
加した多孔質ガラス膜を基板５上に堆積させ、多孔質ガ
ラス膜１２ａを加熱処理して透明ガラス化する際に、気
散しやすいドーパントの原料ガスとＨｅとの混合ガス雰
囲気で行うことにより、均一なクラッドガラス膜１２が
形成でき、伝送損失が均一かつ低いガラス導波路を製造
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス導波路の製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石英ガラス基板上にＴｉあるいはＧｅの
酸化物を添加したガラス膜を形成（以下「コアガラス
膜」という）し、このコアガラス膜をフォトリソグラフ
ィ及びエッチングにより光回路のコア導波路を形成し、
コア導波路を埋め込むためのクラッドガラス膜を形成す
ることによりガラス導波路を製造している。
酸化物を添加したガラス膜を形成（以下「コアガラス
膜」という）し、このコアガラス膜をフォトリソグラフ
ィ及びエッチングにより光回路のコア導波路を形成し、
コア導波路を埋め込むためのクラッドガラス膜を形成す
ることによりガラス導波路を製造している。
【０００３】コアガラス膜は、火炎加水分解法または電
子ビーム蒸着法等の方法で形成される。クラッドガラス
膜は、約３０μｍ以上の厚さに形成する必要があるの
で、火炎加水分解法により多孔質ガラス膜を、コア導波
路が形成された基板上に堆積させ、電気炉内で透明ガラ
ス化する方法が用いられている。
子ビーム蒸着法等の方法で形成される。クラッドガラス
膜は、約３０μｍ以上の厚さに形成する必要があるの
で、火炎加水分解法により多孔質ガラス膜を、コア導波
路が形成された基板上に堆積させ、電気炉内で透明ガラ
ス化する方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、火炎加水分
解法で基板上に多孔質ガラス膜を形成する場合、基板の
熱変形をさけるため、基板よりも透明ガラス化温度を下
げるべく、ＳｉＯ2 の他にドーパントが添加されてい
る。また、形成ガラスの屈折率が基板と同等になるよう
に、Ｐ2 Ｏ5 ＋Ｂ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 ＋Ｆ等のようにドー
パントを組み合わせることも行われている。
解法で基板上に多孔質ガラス膜を形成する場合、基板の
熱変形をさけるため、基板よりも透明ガラス化温度を下
げるべく、ＳｉＯ2 の他にドーパントが添加されてい
る。また、形成ガラスの屈折率が基板と同等になるよう
に、Ｐ2 Ｏ5 ＋Ｂ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 ＋Ｆ等のようにドー
パントを組み合わせることも行われている。
【０００５】しかしながら、多孔質ガラスを電気炉内で
ガラス化するときに薄膜の多孔質ガラス中からドーパン
トが気散（揮発）し、クラッドガラス表面のドーパント
量が著しく減少し、透明かつ気泡の無いガラス膜形成の
支障となるという問題があった。
ガラス化するときに薄膜の多孔質ガラス中からドーパン
トが気散（揮発）し、クラッドガラス表面のドーパント
量が著しく減少し、透明かつ気泡の無いガラス膜形成の
支障となるという問題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、多孔質ガラスを電気炉内で均一な透明ガラス膜に形
成することができるガラス導波路の製造方法を提供する
ことにある。
し、多孔質ガラスを電気炉内で均一な透明ガラス膜に形
成することができるガラス導波路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】上記目的を達成するため
に本発明は、火炎加水分解法によりドーパントを添加し
た多孔質ガラス膜を基板上に堆積させ、多孔質ガラス膜
を加熱処理して透明ガラス化することにより、クラッド
層またはコア層を形成するガラス導波路の製造方法にお
いて、透明ガラス化は多孔質ガラス膜内に含まれるドー
パントと同種のドーパント原料ガスが含まれた雰囲気中
で行うものである。
に本発明は、火炎加水分解法によりドーパントを添加し
た多孔質ガラス膜を基板上に堆積させ、多孔質ガラス膜
を加熱処理して透明ガラス化することにより、クラッド
層またはコア層を形成するガラス導波路の製造方法にお
いて、透明ガラス化は多孔質ガラス膜内に含まれるドー
パントと同種のドーパント原料ガスが含まれた雰囲気中
で行うものである。
【０００８】本発明は、基板上にコアガラス膜を形成
し、フォトリソグラフィ及びエッチングで光回路のコア
導波路を形成した後、火炎加水分解法によりドーパント
を添加した多孔質ガラス膜を基板上に堆積させ、電気炉
内で透明ガラス化しクラッドガラス膜を形成することに
よりガラス導波路を製造する方法において、透明ガラス
化時にＨｅガス雰囲気中に多孔質ガラス膜に添加したド
ーパントと同種のドーパント原料ガスを添加するもので
ある。
し、フォトリソグラフィ及びエッチングで光回路のコア
導波路を形成した後、火炎加水分解法によりドーパント
を添加した多孔質ガラス膜を基板上に堆積させ、電気炉
内で透明ガラス化しクラッドガラス膜を形成することに
よりガラス導波路を製造する方法において、透明ガラス
化時にＨｅガス雰囲気中に多孔質ガラス膜に添加したド
ーパントと同種のドーパント原料ガスを添加するもので
ある。
【０００９】本発明によれば、火炎加水分解法で形成し
た多孔質ガラスを基板上に堆積し、透明ガラス化する際
に、気散しやすいドーパントの原料ガスとＨｅとの混合
ガス雰囲気で行うことにより、均一なクラッドガラス膜
が形成でき、伝送損失が均一かつ低いガラス導波路が製
造できる。
た多孔質ガラスを基板上に堆積し、透明ガラス化する際
に、気散しやすいドーパントの原料ガスとＨｅとの混合
ガス雰囲気で行うことにより、均一なクラッドガラス膜
が形成でき、伝送損失が均一かつ低いガラス導波路が製
造できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて詳述する。
図面に基いて詳述する。
【００１１】図１は本発明のガラス導波路の製造方法を
適用した電気炉の一実施の形態を示す概念図である。
適用した電気炉の一実施の形態を示す概念図である。
【００１２】同図に示す電気炉は、ヒータ１と、ヒータ
１内に横置きされた一端（図では右端）に設けられた供
給口２からＨｅ及び原料ガスが供給され余分なガスが他
端（図では左端）に設けられた排気口３から排気される
略筒状の石英ガラスマッフル４と、石英ガラスマッフル
４内に配置され多孔質ガラスが堆積される基板５が載置
される耐熱性治具６とで構成されている。尚、供給口２
は石英ガラスマッフル４の蓋７に設けられており、この
蓋７を外すことにより内部の基板５の出し入れができる
ようになっている。
１内に横置きされた一端（図では右端）に設けられた供
給口２からＨｅ及び原料ガスが供給され余分なガスが他
端（図では左端）に設けられた排気口３から排気される
略筒状の石英ガラスマッフル４と、石英ガラスマッフル
４内に配置され多孔質ガラスが堆積される基板５が載置
される耐熱性治具６とで構成されている。尚、供給口２
は石英ガラスマッフル４の蓋７に設けられており、この
蓋７を外すことにより内部の基板５の出し入れができる
ようになっている。
【００１３】このような電気炉を用いてガラス導波路を
製造する場合、火炎加水分解法により、ドーパントを添
加した多孔質ガラス膜を基板上に堆積させ、多孔質ガラ
ス膜を加熱処理して透明ガラス化することにより、クラ
ッド層またはコア層が形成されるが、多孔質ガラスを電
気炉内で透明ガラス化する際に、ドーパントになる原料
ガラスを含む雰囲気中で行うことに特徴がある。
製造する場合、火炎加水分解法により、ドーパントを添
加した多孔質ガラス膜を基板上に堆積させ、多孔質ガラ
ス膜を加熱処理して透明ガラス化することにより、クラ
ッド層またはコア層が形成されるが、多孔質ガラスを電
気炉内で透明ガラス化する際に、ドーパントになる原料
ガラスを含む雰囲気中で行うことに特徴がある。
【００１４】この装置を用いることにより多孔質ガラス
を電気炉内で均一な透明ガラス膜に形成することができ
る。
を電気炉内で均一な透明ガラス膜に形成することができ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１６】図２は１×１６スプリッタの平面図であ
り、図３は図２に示したスプリッタのＡ−Ａ線部分断面
図、図４は図３に示したスプリッタの深さ方向のドーパ
ント量を示す図である。図４において横軸が深さ、縦軸
がドーパント量を示しており、実線が本発明の実施例で
あり、破線は比較例である。
り、図３は図２に示したスプリッタのＡ−Ａ線部分断面
図、図４は図３に示したスプリッタの深さ方向のドーパ
ント量を示す図である。図４において横軸が深さ、縦軸
がドーパント量を示しており、実線が本発明の実施例で
あり、破線は比較例である。
【００１７】３インチの透明石英ガラス製の基板５上に
電子ビーム蒸着法で厚さ約８μｍのＴｉＯ2 −ＳｉＯ2
ガラス膜を形成した。このガラス膜の比屈折率差は約
０．３％であった。フォトリソグラフィ及びエッチング
を経て、図２に示すような１×１６スプリッタ１０用の
光回路のコア導波路１１を形成した。
電子ビーム蒸着法で厚さ約８μｍのＴｉＯ2 −ＳｉＯ2
ガラス膜を形成した。このガラス膜の比屈折率差は約
０．３％であった。フォトリソグラフィ及びエッチング
を経て、図２に示すような１×１６スプリッタ１０用の
光回路のコア導波路１１を形成した。
【００１８】この基板５上に火炎加水分解法で厚さ約３
５０μｍの多孔質ガラス膜１２ａを形成した。多孔質ガ
ラス膜１２ａは主成分のＳｉＯ2 にＰ2 Ｏ5 、Ｂ2 Ｏ3
を含んだものである。この多孔質ガラス膜１２ａが形成
された基板５を電気炉の石英ガラスマッフル４内の耐熱
性治具６上に設置し、温度を約１３３０℃まで上昇さ
せ、透明ガラス化した。透明ガラス化時の雰囲気はＨｅ
とＰＣｌ3 の混合ガスで体積比は１００：１であった。
ここで、ＰＣｌ3 は常温で液体であり、酸素ガスでバブ
リングし、気化させた。
５０μｍの多孔質ガラス膜１２ａを形成した。多孔質ガ
ラス膜１２ａは主成分のＳｉＯ2 にＰ2 Ｏ5 、Ｂ2 Ｏ3
を含んだものである。この多孔質ガラス膜１２ａが形成
された基板５を電気炉の石英ガラスマッフル４内の耐熱
性治具６上に設置し、温度を約１３３０℃まで上昇さ
せ、透明ガラス化した。透明ガラス化時の雰囲気はＨｅ
とＰＣｌ3 の混合ガスで体積比は１００：１であった。
ここで、ＰＣｌ3 は常温で液体であり、酸素ガスでバブ
リングし、気化させた。
【００１９】上述した方法で得られたスプリッタ１０用
のガラス導波路はクラッドガラス膜１２の表面も含め透
明かつ均一であった。組成分析で表面付近のドーパント
量の低下（図４のａの値）は５％以内であった。また１
６ポートの伝送損失の平均は１３．５±０．２ｄＢであ
り、各ポートの損失偏差は非常に小さいものであった。
のガラス導波路はクラッドガラス膜１２の表面も含め透
明かつ均一であった。組成分析で表面付近のドーパント
量の低下（図４のａの値）は５％以内であった。また１
６ポートの伝送損失の平均は１３．５±０．２ｄＢであ
り、各ポートの損失偏差は非常に小さいものであった。
【００２０】透明ガラス化時の雰囲気がＨｅのみの場
合、クラッドガラス膜１２の表面の一部が白濁した。こ
のクラッドガラス膜１２を組成分析した結果、Ａ−Ａ線
断面において、表面から２〜３μｍの深さ（図４のＣ１
の位置）のドーパント量は中心に比べて１／２以下であ
り、透明ガラス化時にドーパントが揮散し、特にＰ2 Ｏ
5 の量が小さいことがわかった。このためガラス化温度
が上昇し、表面状態が悪化し、一部に気泡が発生したの
である。スプリッタ１０の伝送損失は８ポート目で１
６．５ｄＢと高く、気泡発生の要因であることがわか
り、各ポートの均一性が悪くなっていることがわかっ
た。
合、クラッドガラス膜１２の表面の一部が白濁した。こ
のクラッドガラス膜１２を組成分析した結果、Ａ−Ａ線
断面において、表面から２〜３μｍの深さ（図４のＣ１
の位置）のドーパント量は中心に比べて１／２以下であ
り、透明ガラス化時にドーパントが揮散し、特にＰ2 Ｏ
5 の量が小さいことがわかった。このためガラス化温度
が上昇し、表面状態が悪化し、一部に気泡が発生したの
である。スプリッタ１０の伝送損失は８ポート目で１
６．５ｄＢと高く、気泡発生の要因であることがわか
り、各ポートの均一性が悪くなっていることがわかっ
た。
【００２１】ＳｉＯ2 を主成分にＰ2 Ｏ5 とＦとをドー
パントする多孔質ガラス膜の場合は、透明ガラス化時の
雰囲気はＨｅガスにＰＣｌ3 とＳｉＦ4 との混合ガスが
好ましい。同様に、ＰＣｌ3 は酸素でバブリングした。
パントする多孔質ガラス膜の場合は、透明ガラス化時の
雰囲気はＨｅガスにＰＣｌ3 とＳｉＦ4 との混合ガスが
好ましい。同様に、ＰＣｌ3 は酸素でバブリングした。
【００２２】また、コアガラス膜を火炎加水分解法で形
成する場合の多孔質ガラス堆積厚さは２０μｍであり、
特にこの方法で均一なガラス膜を形成できる。コアガラ
ス膜の成分がＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 の場合は、透明ガラス
化時に酸素バブリングしたＧｅＣｌ4 ＋Ｈｅ雰囲気で行
うのが好ましい。
成する場合の多孔質ガラス堆積厚さは２０μｍであり、
特にこの方法で均一なガラス膜を形成できる。コアガラ
ス膜の成分がＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 の場合は、透明ガラス
化時に酸素バブリングしたＧｅＣｌ4 ＋Ｈｅ雰囲気で行
うのが好ましい。
【００２３】Ｈｅガス中に混合するドーパント原料ガス
の体積比は、Ｈｅガス：ドーパント原料ガス＝１００：
２〜１００：３とするのが好ましい。
の体積比は、Ｈｅガス：ドーパント原料ガス＝１００：
２〜１００：３とするのが好ましい。
【００２４】火炎加水分解法で形成した多孔質ガラスを
基板上に堆積し、透明ガラス化する際に気散しやすいド
ーパントの原料ガスを加えたＨｅとの混合ガス雰囲気で
行うことにより、均一なクラッドガラス膜が形成でき、
伝送損失が均一かつ低いガラス導波路が製造できる。
尚、本実施例では１×１６スプリッタの場合で説明した
が限定されるものではない。
基板上に堆積し、透明ガラス化する際に気散しやすいド
ーパントの原料ガスを加えたＨｅとの混合ガス雰囲気で
行うことにより、均一なクラッドガラス膜が形成でき、
伝送損失が均一かつ低いガラス導波路が製造できる。
尚、本実施例では１×１６スプリッタの場合で説明した
が限定されるものではない。
【００２５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００２６】透明ガラス化を多孔質ガラス膜内に含まれ
るドーパントと同種のドーパント原料ガスが含まれた雰
囲気中で行うことにより、多孔質ガラスを電気炉内で均
一な透明ガラス膜に形成することができるガラス導波路
の製造方法の提供を実現することができる。
るドーパントと同種のドーパント原料ガスが含まれた雰
囲気中で行うことにより、多孔質ガラスを電気炉内で均
一な透明ガラス膜に形成することができるガラス導波路
の製造方法の提供を実現することができる。
【図１】本発明のガラス導波路の製造方法を適用した電
気炉の一実施の形態を示す概念図である。
気炉の一実施の形態を示す概念図である。
【図２】１×１６スプリッタの平面図である。
【図３】図２に示したスプリッタのＡ−Ａ線部分断面図
である。
である。
【図４】図３に示したスプリッタの深さ方向のドーパン
ト量を示す図である。
ト量を示す図である。
１ ヒータ ４ 石英ガラスマッフル ５ 基板 ６ 耐熱性治具
Claims (2)
- 【請求項１】 火炎加水分解法によりドーパントを添加
した多孔質ガラス膜を基板上に堆積させ、上記多孔質ガ
ラス膜を加熱処理して透明ガラス化することにより、ク
ラッド層またはコア層を形成するガラス導波路の製造方
法において、上記透明ガラス化は上記多孔質ガラス膜内
に含まれるドーパントと同種のドーパント原料ガスが含
まれた雰囲気中で行うことを特徴とするガラス導波路の
製造方法。 - 【請求項２】 基板上にコアガラス膜を形成し、フォト
リソグラフィ及びエッチングで光回路のコア導波路を形
成した後、火炎加水分解法によりドーパントを添加した
多孔質ガラス膜を上記基板上に堆積させ、電気炉内で透
明ガラス化しクラッドガラス膜を形成することによりガ
ラス導波路を製造する方法において、透明ガラス化時に
Ｈｅガス雰囲気中に上記多孔質ガラス膜に添加したドー
パントと同種のドーパント原料ガスを添加することを特
徴とするガラス導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16494598A JPH11352351A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | ガラス導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16494598A JPH11352351A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | ガラス導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11352351A true JPH11352351A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15802846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16494598A Pending JPH11352351A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | ガラス導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11352351A (ja) |
-
1998
- 1998-06-12 JP JP16494598A patent/JPH11352351A/ja active Pending
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