JPS5879203A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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- JPS5879203A JPS5879203A JP56178045A JP17804581A JPS5879203A JP S5879203 A JPS5879203 A JP S5879203A JP 56178045 A JP56178045 A JP 56178045A JP 17804581 A JP17804581 A JP 17804581A JP S5879203 A JPS5879203 A JP S5879203A
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- thin film
- layer
- refractive index
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1342—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using diffusion
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は基板の内部に形成せしめた光導波路の製造方法
に関する。
に関する。
゛ 光集積回路用線路などいわゆる平面型光回路に用い
られる光導波路は基板的には比較的高屈折率（有するコ
ア部が比較的低い屈折率を有するクラッド部によって覆
われ九構ｉをとっている。
られる光導波路は基板的には比較的高屈折率（有するコ
ア部が比較的低い屈折率を有するクラッド部によって覆
われ九構ｉをとっている。
従来ヒのような光導波路の製造方法としてイオン浸透法
が知られている。この方法の従来技術には３つＴｈｊｊ
法がある。第１の方法線熱拡散法と呼ばれるもので基板
を溶融金属塩につけ、金属イオンを基板中に熱的に拡散
させて高屈折率部゛を形成している。しかし、仁の方法
によって製造された光導波路の屈折率分布は表面で大き
く、基板内部に入るに従い漸次小さくなっていくの“で
光の分布が表面に集中してしまうことは避けられない、
したが−て表面精度力（、悪い場合には散乱損失が増大
するという欠点があった。また製造に大変長い時間を要
するという欠点もあった。
が知られている。この方法の従来技術には３つＴｈｊｊ
法がある。第１の方法線熱拡散法と呼ばれるもので基板
を溶融金属塩につけ、金属イオンを基板中に熱的に拡散
させて高屈折率部゛を形成している。しかし、仁の方法
によって製造された光導波路の屈折率分布は表面で大き
く、基板内部に入るに従い漸次小さくなっていくの“で
光の分布が表面に集中してしまうことは避けられない、
したが−て表面精度力（、悪い場合には散乱損失が増大
するという欠点があった。また製造に大変長い時間を要
するという欠点もあった。
第２の方法は溶融塩式電界拡散法と呼ばれるもので、光
の散乱損失を減少せしめるために電界全印加して、基板
中にある種の金属イオンを拡散させ、その後さらに他種
の金属イオンを拡散させ前記基板内に高屈折率層を形成
している。したがって、この方法によって形成された光
導波路は前述の第１の方法によって作られるものに比較
して製造時間が少なくてすみ、また光導波路損失が少な
いなどの点で優れている。しかし、この第２の方法では
溶融塩間の電気的短絡を防ぐ丸めに基板をうつわ状にす
る必要がｌ、また、二度にわたる′拡散処理を行なわな
ければならない゛などの欠点があった。第３の方法はド
ライ式、−界拡散法と呼ばれるもので金属又は金属塩の
薄幕を基板上に形成し、該基板を加熱すると共に電界を
印加して前記金属又は金属塩の金属イオンを基板中に浸
透させ、拡散源たる前記金属が基板表面になく々った後
も電界をかけ続けることによシ前記基板内部に高屈折率
層を形成している。しかし、この方法によって作られる
光導波路は第２の方法によって形成された先導波路と比
軟すると光導波路の埋め込まれる深さは極めて不十分で
あシ、また電気的に移動すべきイオンが欠乏しているた
峠イオンの動きが極めて少な、いことから、埋め込み状
態の屈折率分子 布を得るためには極めて長い時間を必要とするという欠
点があった。
の散乱損失を減少せしめるために電界全印加して、基板
中にある種の金属イオンを拡散させ、その後さらに他種
の金属イオンを拡散させ前記基板内に高屈折率層を形成
している。したがって、この方法によって形成された光
導波路は前述の第１の方法によって作られるものに比較
して製造時間が少なくてすみ、また光導波路損失が少な
いなどの点で優れている。しかし、この第２の方法では
溶融塩間の電気的短絡を防ぐ丸めに基板をうつわ状にす
る必要がｌ、また、二度にわたる′拡散処理を行なわな
ければならない゛などの欠点があった。第３の方法はド
ライ式、−界拡散法と呼ばれるもので金属又は金属塩の
薄幕を基板上に形成し、該基板を加熱すると共に電界を
印加して前記金属又は金属塩の金属イオンを基板中に浸
透させ、拡散源たる前記金属が基板表面になく々った後
も電界をかけ続けることによシ前記基板内部に高屈折率
層を形成している。しかし、この方法によって作られる
光導波路は第２の方法によって形成された先導波路と比
軟すると光導波路の埋め込まれる深さは極めて不十分で
あシ、また電気的に移動すべきイオンが欠乏しているた
峠イオンの動きが極めて少な、いことから、埋め込み状
態の屈折率分子 布を得るためには極めて長い時間を必要とするという欠
点があった。
本発明の目的は上記の欠点を除去し、すべてドライの処
理工程でしかも従来よシも短かい時間で基板の内部に高
屈折率を形成せしめる光導波路の製造も法を提′供する
ことにある。
理工程でしかも従来よシも短かい時間で基板の内部に高
屈折率を形成せしめる光導波路の製造も法を提′供する
ことにある。
・本発明による光導波路の製造方法は、光学的に透゛明
度の高い基板の上に、該基板の中に金属イオンとして浸
透したとき前記基板の屈折率よシも屈折率が大きくなる
少なくとも一種類の金属を含有する第１の薄膜層゛と、
該第１の薄膜層の前記基板とは反対側に設・けられてお
り、かつ前記基板中に金属イオンとして浸透したとき前
記基板の屈折率が前記第１の薄膜層に含有される釜属が
金属イオンとして浸透した部分の屈折率よ）も小さくな
る少、なくとも一種類の金属を含有する第２の薄膜層と
を含む複数の薄膜層が形成された前記基板を、加熱する
と共に電界を印加することにより、前記第１の薄膜層に
含有される前記金属を金属イオンとして前記基板に浸透
させて高屈折率層を形成し、さらに前記第２の薄膜層に
含有される前記金、属を金属イオンとして浸透させて前
記高屈折率層を前記基板内部に埋め込んで光導波路を形
成せしめる。
度の高い基板の上に、該基板の中に金属イオンとして浸
透したとき前記基板の屈折率よシも屈折率が大きくなる
少なくとも一種類の金属を含有する第１の薄膜層゛と、
該第１の薄膜層の前記基板とは反対側に設・けられてお
り、かつ前記基板中に金属イオンとして浸透したとき前
記基板の屈折率が前記第１の薄膜層に含有される釜属が
金属イオンとして浸透した部分の屈折率よ）も小さくな
る少、なくとも一種類の金属を含有する第２の薄膜層と
を含む複数の薄膜層が形成された前記基板を、加熱する
と共に電界を印加することにより、前記第１の薄膜層に
含有される前記金属を金属イオンとして前記基板に浸透
させて高屈折率層を形成し、さらに前記第２の薄膜層に
含有される前記金、属を金属イオンとして浸透させて前
記高屈折率層を前記基板内部に埋め込んで光導波路を形
成せしめる。
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明による光導波路の製造方
法の最も好ましい一実施例を示したものである。
法の最も好ましい一実施例を示したものである。
第１図（１）に示したように、まず厚さ１〜３ｍ０ＢＫ
７ガラスからなる基板１の上にリフトオフ法によシバタ
ーン形成が施された真空蒸着によるアルミニウムの薄層
からなる拡散阻止層２ｔ−設ける。
７ガラスからなる基板１の上にリフトオフ法によシバタ
ーン形成が施された真空蒸着によるアルミニウムの薄層
からなる拡散阻止層２ｔ−設ける。
次に、第１図（ｂ）に示したように、真空蒸着、スパッ
タリングあるいは化学沈着によシ約１〜５μｍの厚さの
銀の薄膜層３ｆ設け、その上に真空蒸着あるいはスパッ
タリングによ）約ｌ〜１０μｍの厚さのフッ化ナトリウ
ムの薄膜層４を設け、さらに電極５，５′を形成する。
タリングあるいは化学沈着によシ約１〜５μｍの厚さの
銀の薄膜層３ｆ設け、その上に真空蒸着あるいはスパッ
タリングによ）約ｌ〜１０μｍの厚さのフッ化ナトリウ
ムの薄膜層４を設け、さらに電極５，５′を形成する。
こむで、５は陽極、５′は陰極である。第１図（Ｃ）に
おいて、前記各金属または金属塩のＲＩ１２，３，４，
５．５’が設けられた基板１を２５０°Ｃ〜５５０℃位
のガラス歪温度以下に加熱器６を用いて加熱すると共に
２〜３００Ｖ／ａｔの電界を印加して、銀イオンを基板
ＩＱ中に拡散させ、さらに７ツ化ナトリウムの薄膜層４
からのナトリウムイオンを基板１の中に拡散する。第１
図（ｄ）は第１図（Ｃ）での銀の薄膜層３からの銀イオ
ンの拡散が終了し、基板１０表面付近に高屈折率層７が
形成された状態を示したものである。第１図（ｅ）祉第
１図（ｅ）でのフッ化ナトリ′ウムの薄膜層４からのナ
トリウムイオンの拡散が終了した時点での、高屈折率層
７の状態を示したものである。高屈折率層７は基板１の
中に埋め込まれておシ、これが光導波路となるＱ本実施
例によシ作られた光導波路として、基板との屈折率差Δ
ｎが０．０１〜０．０７、高屈折率部の断面の大きさが
５０μｍφ以上、埋め込み深さが３０μｍ以上のものが
得られる。これは多モードの光導波路として極めて適し
ておシ、また光導波損失も極めて小さい。また、光導波
路パターンは前記拡散阻止層２のパターン管従来から良
く知られているフォトエツチングやりフトオ７法を用い
て形成することによシ任意の形状に形成することができ
る。
おいて、前記各金属または金属塩のＲＩ１２，３，４，
５．５’が設けられた基板１を２５０°Ｃ〜５５０℃位
のガラス歪温度以下に加熱器６を用いて加熱すると共に
２〜３００Ｖ／ａｔの電界を印加して、銀イオンを基板
ＩＱ中に拡散させ、さらに７ツ化ナトリウムの薄膜層４
からのナトリウムイオンを基板１の中に拡散する。第１
図（ｄ）は第１図（Ｃ）での銀の薄膜層３からの銀イオ
ンの拡散が終了し、基板１０表面付近に高屈折率層７が
形成された状態を示したものである。第１図（ｅ）祉第
１図（ｅ）でのフッ化ナトリ′ウムの薄膜層４からのナ
トリウムイオンの拡散が終了した時点での、高屈折率層
７の状態を示したものである。高屈折率層７は基板１の
中に埋め込まれておシ、これが光導波路となるＱ本実施
例によシ作られた光導波路として、基板との屈折率差Δ
ｎが０．０１〜０．０７、高屈折率部の断面の大きさが
５０μｍφ以上、埋め込み深さが３０μｍ以上のものが
得られる。これは多モードの光導波路として極めて適し
ておシ、また光導波損失も極めて小さい。また、光導波
路パターンは前記拡散阻止層２のパターン管従来から良
く知られているフォトエツチングやりフトオ７法を用い
て形成することによシ任意の形状に形成することができ
る。
以上、本発明の一実施例について述べた。ここで、本実
施例においては基板としてガラスを用いたが、Ｌ ｉ
Ｎ ｂ Ｏｓ等の結晶基板を用いてもよい＠また、第１
の薄膜層に含まれる金属として銀を用いたが、フッ化リ
チウムに含まれるリチウムなど一金属イオンとして基板
の中に浸透したとき金属イオンが浸透した部分の屈折率
が基板自体の屈折率よりも大きくなる他の金属を用いて
もよいことは明らかである。また、多モード系に適した
光導波路が得られることはもちろんであるが、金属イオ
ンの拡散時間や拡散阻止層のパターン幅ｔ１多モード系
を目的とした光導波路のときよシも小さくつ形成して一
つの光導波路層を形成したが、第１の薄膜層と第２の薄
膜層を交互に積重ねた複数の薄膜層を形成して拡散させ
ることによシ複数層の光導波路層を形成できることは明
らかである。・最後・に、本発明による光導波路の製造
方法の効釆を列挙すれば、すべてドライの処理工程で製
作できること、しかも従来よシも短かい時間で埋め込み
光導波路を形成できること、さらには形成された光導波
路は光導波損失が小さく、熱的にも機械的にも安定であ
ること等である。
施例においては基板としてガラスを用いたが、Ｌ ｉ
Ｎ ｂ Ｏｓ等の結晶基板を用いてもよい＠また、第１
の薄膜層に含まれる金属として銀を用いたが、フッ化リ
チウムに含まれるリチウムなど一金属イオンとして基板
の中に浸透したとき金属イオンが浸透した部分の屈折率
が基板自体の屈折率よりも大きくなる他の金属を用いて
もよいことは明らかである。また、多モード系に適した
光導波路が得られることはもちろんであるが、金属イオ
ンの拡散時間や拡散阻止層のパターン幅ｔ１多モード系
を目的とした光導波路のときよシも小さくつ形成して一
つの光導波路層を形成したが、第１の薄膜層と第２の薄
膜層を交互に積重ねた複数の薄膜層を形成して拡散させ
ることによシ複数層の光導波路層を形成できることは明
らかである。・最後・に、本発明による光導波路の製造
方法の効釆を列挙すれば、すべてドライの処理工程で製
作できること、しかも従来よシも短かい時間で埋め込み
光導波路を形成できること、さらには形成された光導波
路は光導波損失が小さく、熱的にも機械的にも安定であ
ること等である。
第１図（ａ）〜Ｌｅ）は本発明による光導波路の製造カ
ー法の最も好ましい一実施例を説明するための図であシ
、第１図（ａ）はＷラス基板上にパターン化された拡散
阻止層を付着した基板の側面図、第１図（ｂ）は第１図
（ａ）の基板に拡散源となる金属を含んだ第１及び第２
の薄膜層と電極を設けたときの基板の側面図、第１図（
ｃ）は第１図（ｂ）の基板を加熱器の中に置き、電界を
印加したときの基板の側面図、第１図（ｄ）は基板の表
面付近に設けられた高屈折率層を示す側面図、第１図（
ｅ）は基板の内部に埋め込まれた高屈折率層（光導波路
）を示す側面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・拡散阻止層
、３−・・・・・第１の薄膜層、４・・・・・・第２の
薄膜層、５・・・・・・電極（陽極）、５′・・・・・
・電極（陰極）、６・・・・・・加熱蓋、７・・・・・
・高屈折率層・ 悄 １ 閃 （ｅ） （Ｃ）
ー法の最も好ましい一実施例を説明するための図であシ
、第１図（ａ）はＷラス基板上にパターン化された拡散
阻止層を付着した基板の側面図、第１図（ｂ）は第１図
（ａ）の基板に拡散源となる金属を含んだ第１及び第２
の薄膜層と電極を設けたときの基板の側面図、第１図（
ｃ）は第１図（ｂ）の基板を加熱器の中に置き、電界を
印加したときの基板の側面図、第１図（ｄ）は基板の表
面付近に設けられた高屈折率層を示す側面図、第１図（
ｅ）は基板の内部に埋め込まれた高屈折率層（光導波路
）を示す側面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・拡散阻止層
、３−・・・・・第１の薄膜層、４・・・・・・第２の
薄膜層、５・・・・・・電極（陽極）、５′・・・・・
・電極（陰極）、６・・・・・・加熱蓋、７・・・・・
・高屈折率層・ 悄 １ 閃 （ｅ） （Ｃ）
Claims (1)
- 光学的に透明な基板の上に、該基板め中に金属イオンと
して浸透した。とき前記基板の屈折率よシも屈折率が大
きくなる少なくとも一種類の金属を含有する第１の薄膜
層と、皺第１０薄腺層の前記基板とは反対の側圧設けら
れておシヶかつ前記基板の中に金属イオンクして浸透し
たときヶ前配基板の屈折率が前記第１の薄膜層に含有さ
れる金属が金属イオンとして浸透した部分の屈折率よル
も小さくなる少なくとも一種一の金属を含有する第層゛
基板を加熱すると共に電界を印加することＫよシ、前記
第１の薄膜層に含有される前記金属を金属イオンとして
前記基板に浸透させて高屈折率層、全形成し、さらに前
記第２の薄膜層に含有される前記金属を金属イオンとし
て浸透させて前記高屈折率層を前記基板内部に埋め込ん
で形成せしめる光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178045A JPS5879203A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178045A JPS5879203A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879203A true JPS5879203A (ja) | 1983-05-13 |
Family
ID=16041623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56178045A Pending JPS5879203A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879203A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145511A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-03 | コーニング グラス ワークス | 集積光部品およびその製造方法 |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP56178045A patent/JPS5879203A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145511A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-03 | コーニング グラス ワークス | 集積光部品およびその製造方法 |
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