JPS602905A - 拡散形ガラス導波路の製造方法 - Google Patents
拡散形ガラス導波路の製造方法Info
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- JPS602905A JPS602905A JP58110723A JP11072383A JPS602905A JP S602905 A JPS602905 A JP S602905A JP 58110723 A JP58110723 A JP 58110723A JP 11072383 A JP11072383 A JP 11072383A JP S602905 A JPS602905 A JP S602905A
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- glass
- thick
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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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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、光通信の分野に用いるガラス光導波路の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
光通信方式の進展に伴ない、光分岐、光結合等の機能を
持つ光部品を構成するだめの平面形ガラス導波路へのｖ
ｊ要が高まっている。
持つ光部品を構成するだめの平面形ガラス導波路へのｖ
ｊ要が高まっている。
従来、この種のガラス導波路の製造方法としては、多成
分ガラス系のガラス板の所望部分に、 Ｔ、＃。
分ガラス系のガラス板の所望部分に、 Ｔ、＃。
Ｋ、Ａｇ等のイオンを選択的に拡散させ、その部分の屈
折率値を高め先導波路と干る方法が提案されている。こ
の方法は比較的簡便に先導波路を形成することができる
が、材料として多成分ガラスを用いているため長期信頼
性に不安がある他、光ファイバの主流を占める石英ガラ
ス系光ファイバと直接融ＸＩＦ接続するなどが不可能で
、光ファイバとの接続部に故障が生じ易いという問題が
あった。
折率値を高め先導波路と干る方法が提案されている。こ
の方法は比較的簡便に先導波路を形成することができる
が、材料として多成分ガラスを用いているため長期信頼
性に不安がある他、光ファイバの主流を占める石英ガラ
ス系光ファイバと直接融ＸＩＦ接続するなどが不可能で
、光ファイバとの接続部に故障が生じ易いという問題が
あった。
上記の問題を解決する方法としては、導波路材料として
、石英系ガラスを用いることが考えられるが、石英系ガ
ラスではイオン拡散の手段を用いることが不可能である
。イオン拡散に代わる方法として、従来＠１図（ａ）〜
（ｄ）に示すような方法が提案されている（特願昭５６
−９７０１７号「光導波路のＮ遣方法」）。すなわち（
ａ）石英ガラス基板】上に例えばＧ、金属膜２を０．１
μｍ厚程度蒸着法で形成し、つづいて、（ｂ）フォトエ
ツチングの手法で所望のパターン状にＧ、膜ｚ＆を残す
。次に、（ｃ）ＳＩＣ，、ｅ、を主成分とするガラス形
成原料ガスの熱陵化あるいは加水分解反応により合成し
たガラス微粒子から成る多孔質ガラスＩＩ／Ｊ３をパタ
ーン状Ｇ、膜２ａをおおうように基板ｌ上に堆積する。
、石英系ガラスを用いることが考えられるが、石英系ガ
ラスではイオン拡散の手段を用いることが不可能である
。イオン拡散に代わる方法として、従来＠１図（ａ）〜
（ｄ）に示すような方法が提案されている（特願昭５６
−９７０１７号「光導波路のＮ遣方法」）。すなわち（
ａ）石英ガラス基板】上に例えばＧ、金属膜２を０．１
μｍ厚程度蒸着法で形成し、つづいて、（ｂ）フォトエ
ツチングの手法で所望のパターン状にＧ、膜ｚ＆を残す
。次に、（ｃ）ＳＩＣ，、ｅ、を主成分とするガラス形
成原料ガスの熱陵化あるいは加水分解反応により合成し
たガラス微粒子から成る多孔質ガラスＩＩ／Ｊ３をパタ
ーン状Ｇ、膜２ａをおおうように基板ｌ上に堆積する。
最後に、基板１を１３００℃程度まで除りに加熱してパ
ターン状Ｇｅ膜を屈折率制御用拡散源として多孔質ガラ
ス膜中に拡散させるとともにＧｅ金属を酸化させ、ガラ
ス微粒子と周溶させ、最終的に光導波路２ｂを含んだ透
明ガラス膜４を得て）のである（第１図（ｄ））。この
方法は、多孔質ガラス膜内での拡散速度が大きいことに
着目した巧みなものであるが次のような問題があった。
ターン状Ｇｅ膜を屈折率制御用拡散源として多孔質ガラ
ス膜中に拡散させるとともにＧｅ金属を酸化させ、ガラ
ス微粒子と周溶させ、最終的に光導波路２ｂを含んだ透
明ガラス膜４を得て）のである（第１図（ｄ））。この
方法は、多孔質ガラス膜内での拡散速度が大きいことに
着目した巧みなものであるが次のような問題があった。
すなわち第１図（６において光導波路を横断するＡ−Ａ
’面での屈折率４１分布は、第１図（ｅ）に示すように
基板ｌとの境界部で最高値を持つ著るしい非対称形を示
すという点であった。そのために、光ファイバの屈折率
分布との整合性が悪く、光ファイバとの結合効率の低下
を招くという欠点があった。
’面での屈折率４１分布は、第１図（ｅ）に示すように
基板ｌとの境界部で最高値を持つ著るしい非対称形を示
すという点であった。そのために、光ファイバの屈折率
分布との整合性が悪く、光ファイバとの結合効率の低下
を招くという欠点があった。
本発明は上記従来法の欠点を除去するためになされたも
ので、拡散源としての金屈膜の構造に改良を加えるよう
にしたものである。
ので、拡散源としての金屈膜の構造に改良を加えるよう
にしたものである。
以下、図面について詳細に説明する。
第２図（ａ）〜（ｄ＞は、本発明の一実施例を示十図で
あり、（ａ）まず基板ｌ上にＳｉ 険２１を形成する。
あり、（ａ）まず基板ｌ上にＳｉ 険２１を形成する。
つづいて、（ｈ） ｓ量脇２１に重ねてＧｅ薄膜２２を
形成し複合膜とする７次に、（Ｃ）フｄ−）’すジグ
ラフイーの手殴により、四合膜をパターン化しパターン
状複合膜２２ａを得る。つぎに、従来法と同様に、（ｄ
）多孔質ガラスｒｆ４２３を堆槽し、最後に加熱してＧ
ｅ を多孔質ガラス膜２３や下地の５ｓｉＩＩ中へ拡散
させるとともにこれを酸化させ、最終的に第２図＜ａ）
に示すような光導波路２２ｂを含んだ透明ガラス膜２４
を得る。
形成し複合膜とする７次に、（Ｃ）フｄ−）’すジグ
ラフイーの手殴により、四合膜をパターン化しパターン
状複合膜２２ａを得る。つぎに、従来法と同様に、（ｄ
）多孔質ガラスｒｆ４２３を堆槽し、最後に加熱してＧ
ｅ を多孔質ガラス膜２３や下地の５ｓｉＩＩ中へ拡散
させるとともにこれを酸化させ、最終的に第２図＜ａ）
に示すような光導波路２２ｂを含んだ透明ガラス膜２４
を得る。
第２図（ｅｌの８４’面の屈折率分布は（ｆｌにように
基板ｌとの境界から徐々に上昇し。
基板ｌとの境界から徐々に上昇し。
（ｅ）に比較して対称性は大幅に改善されている１れは
、Ｇｅ膜に先行して形成・したＳｉ 膜の効果である。
、Ｇｅ膜に先行して形成・したＳｉ 膜の効果である。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
第２図にお込て、基板１として、厚さ２朗、面Ｍｌ ５
ｃｒｎＸ ５ ｒｍの石英ガラス板を用いた。光学研
磨した片面にスパッター法により厚さ３μｍのアモルフ
ァスｓｌ （ａ−８ｉ ）膜２１を形成し九っづいて、
真空蒸着法により厚さ０．３μｍのアモルファスＧｅ（
ａ−Ｇｅ）膜２２を形成した。次にＡＺ１３５０Ｊを７
オトレジストとして用いてＣＢｒＦ３ をエラ千ングガ
スとするスパッタエッチ法でａ −Ｓｉ とａ−Ｇｅと
の複合膜を６μｍ （ｔｌｉの直線状にパターン化した
。
ｃｒｎＸ ５ ｒｍの石英ガラス板を用いた。光学研
磨した片面にスパッター法により厚さ３μｍのアモルフ
ァスｓｌ （ａ−８ｉ ）膜２１を形成し九っづいて、
真空蒸着法により厚さ０．３μｍのアモルファスＧｅ（
ａ−Ｇｅ）膜２２を形成した。次にＡＺ１３５０Ｊを７
オトレジストとして用いてＣＢｒＦ３ をエラ千ングガ
スとするスパッタエッチ法でａ −Ｓｉ とａ−Ｇｅと
の複合膜を６μｍ （ｔｌｉの直線状にパターン化した
。
多孔質ガラス咋け、ガラス微粒子合成トー牛にＳｓＣ，
ｅ −ＰＣ−ｅ −ＢＣＡ、ｍ合カスヲＲり込み、３ 酸水素炎による火炎加水分解反応にて合成されたガラス
微粒子を、パターン状複合膜を有する基板ｌ上に吹き付
は堆積させた。多孔質ガラスＩｔり２３の厚さは１萌で
ある。
ｅ −ＰＣ−ｅ −ＢＣＡ、ｍ合カスヲＲり込み、３ 酸水素炎による火炎加水分解反応にて合成されたガラス
微粒子を、パターン状複合膜を有する基板ｌ上に吹き付
は堆積させた。多孔質ガラスＩｔり２３の厚さは１萌で
ある。
次忙、多孔質ガラス膜でおおわれた基板を電気炉内に設
置し、酸素と水蒸気との１：１（体積比）＋７）Ｗ囲気
中でｌ ］ ＯＯ’Ｏｆで２Ｑｏ’ｃ／時ｏ速度で昇温
し、１１００℃で２４時間保持してＧ、を拡散吉せると
ともにＧ、とｓｌを酸化させ、っづいて、さらに１３０
０℃の温度まで１００’０７時で昇瀞し、多孔質ガラス
輯を完全に透明ガラス化した。炉内雰囲艷としての水蒸
気はａ−８１の酸化を促進する効果を有する。
置し、酸素と水蒸気との１：１（体積比）＋７）Ｗ囲気
中でｌ ］ ＯＯ’Ｏｆで２Ｑｏ’ｃ／時ｏ速度で昇温
し、１１００℃で２４時間保持してＧ、を拡散吉せると
ともにＧ、とｓｌを酸化させ、っづいて、さらに１３０
０℃の温度まで１００’０７時で昇瀞し、多孔質ガラス
輯を完全に透明ガラス化した。炉内雰囲艷としての水蒸
気はａ−８１の酸化を促進する効果を有する。
第３同色）は、最終的に得られた先導波路の屈折率分布
を等高線図として示したものである、第３図（ａ）には
参考のためＧＣａ−８Ｌ とａ−Ｇｏ とのパターン状
複合膜の断面構造を示しである。、（ａ） ａ缶）との
比較でわかるように屈折率分布の中心部３１は拡散源と
してのａ −Ｇ、膜の位置よりも上方に移動しているつ
これは、下地のａ−８１膜が酸化され石英ガラスに転化
する際に酸素をとり込み膨張するためと推力（１１され
乞（ｂ）の屈折率分布は同心円状に近く５コア径８μｍ
、比屈折率差Ｏ，ａ Ｏ憾の紙−モード光７アイパと接
続したところ、接続損失は０．３ｄＢ以下と良好な結果
を得ることができた。なｊ３−１本発明の方法で作製し
た光導波路の損失は、 ｏ、 １ｄＢ／ｃＩｎ程度と低
損失であった。
を等高線図として示したものである、第３図（ａ）には
参考のためＧＣａ−８Ｌ とａ−Ｇｏ とのパターン状
複合膜の断面構造を示しである。、（ａ） ａ缶）との
比較でわかるように屈折率分布の中心部３１は拡散源と
してのａ −Ｇ、膜の位置よりも上方に移動しているつ
これは、下地のａ−８１膜が酸化され石英ガラスに転化
する際に酸素をとり込み膨張するためと推力（１１され
乞（ｂ）の屈折率分布は同心円状に近く５コア径８μｍ
、比屈折率差Ｏ，ａ Ｏ憾の紙−モード光７アイパと接
続したところ、接続損失は０．３ｄＢ以下と良好な結果
を得ることができた。なｊ３−１本発明の方法で作製し
た光導波路の損失は、 ｏ、 １ｄＢ／ｃＩｎ程度と低
損失であった。
以上の実施例で社、単一モード光ファイバとの接続に適
する先導波路の作製回にっハて説明したが、ａ−Ｇｅ膜
の厚さを増やし、また、拡散時間を長くする゛ことによ
り、多そ−ド用光導波路を形成するととも可能である。
する先導波路の作製回にっハて説明したが、ａ−Ｇｅ膜
の厚さを増やし、また、拡散時間を長くする゛ことによ
り、多そ−ド用光導波路を形成するととも可能である。
以上説明したように１本発明によれば、簡凰なプロセス
で石英ガラス系光ファイバとの整合性に優れた低損失光
導波路を形成することができる。
で石英ガラス系光ファイバとの整合性に優れた低損失光
導波路を形成することができる。
また、パターンの形状を変えることにより、分岐、結合
回路や方向性結合器等５種りの導波形光部品を掛供する
ことができ、光加入者系はもちろんのこと光部品の長期
信頼性が必要な海底光通イＭ等の分野に応用して効用が
犬である。
回路や方向性結合器等５種りの導波形光部品を掛供する
ことができ、光加入者系はもちろんのこと光部品の長期
信頼性が必要な海底光通イＭ等の分野に応用して効用が
犬である。
第１図（ａ）〜（ｅ）は従来のガラス導波路の製造方法
の工程図および同方法によって得られるガラス導波路の
屈折率分布図、＠２図（汽）〜（ｆ）は本発明方法の工
程の一例を示す図および同方法によって得られるガラス
導波路の屈折率分布図、第３図（ａ３ 、 （ｂ）は本
発明の一工程で得られるパターン状複合膜の断面構造図
および本発明で得られるガラス導波路の屈折率分布の一
例を示す図である。 １・・・・・・石英ガラス基板、２・・・・・・Ｇｅ
ＢＩＪ、 ２ ａ・・・・・・パターン状Ｇｅ ＩＩＬ
３・・・・・・多孔質ガラス膜、２ｂ・・・・・・光
導波路、４・・・・・・透明ガラス膜、２１・・・・・
・Ｓ１膜、２２・・・・・・Ｇｅ膜、２２ａ・・・・・
・パターン状複合膜、２３・・・・・・多孔質ガラス膜
、２２ｂ・・・・・・光導波路、２４・・・・・・透明
ガラス膜、３１・・・・・・Ｊｉｌ折串分布中心部。 第１図 第２図 １ （ａ） 第３図 （ｂ）
の工程図および同方法によって得られるガラス導波路の
屈折率分布図、＠２図（汽）〜（ｆ）は本発明方法の工
程の一例を示す図および同方法によって得られるガラス
導波路の屈折率分布図、第３図（ａ３ 、 （ｂ）は本
発明の一工程で得られるパターン状複合膜の断面構造図
および本発明で得られるガラス導波路の屈折率分布の一
例を示す図である。 １・・・・・・石英ガラス基板、２・・・・・・Ｇｅ
ＢＩＪ、 ２ ａ・・・・・・パターン状Ｇｅ ＩＩＬ
３・・・・・・多孔質ガラス膜、２ｂ・・・・・・光
導波路、４・・・・・・透明ガラス膜、２１・・・・・
・Ｓ１膜、２２・・・・・・Ｇｅ膜、２２ａ・・・・・
・パターン状複合膜、２３・・・・・・多孔質ガラス膜
、２２ｂ・・・・・・光導波路、２４・・・・・・透明
ガラス膜、３１・・・・・・Ｊｉｌ折串分布中心部。 第１図 第２図 １ （ａ） 第３図 （ｂ）
Claims (1)
- ガラス基板上にＳｉ膜につづいてＧ、膜を屈折率制御用
拡散源として形成した後、フォトエツチングによル両膜
を所望の形状にパターンｆヒし、しかる後ガラス形成原
料ガスの熱酸化または加水分解反応によシ合成したガラ
ス微粒子を堆梼し、つづいて基板ごと加熱して拡散源を
堆積ガラス中に拡散させるとともに酸化させ、堆積ガラ
スを透明ガラス化することを特徴とする拡散形ガラス導
波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110723A JPS602905A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 拡散形ガラス導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110723A JPS602905A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 拡散形ガラス導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS602905A true JPS602905A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14542852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58110723A Pending JPS602905A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 拡散形ガラス導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS602905A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0205284A2 (en) * | 1985-06-12 | 1986-12-17 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Optical waveguides |
| JPS62111207A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波層の製造方法 |
| JPS62217206A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路の製造方法 |
| JPS62279304A (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波層の製造方法 |
| JP2002196164A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路デバイス |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58110723A patent/JPS602905A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0205284A2 (en) * | 1985-06-12 | 1986-12-17 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Optical waveguides |
| EP0205284A3 (en) * | 1985-06-12 | 1988-03-09 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Optical waveguides |
| JPS62111207A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波層の製造方法 |
| JPS62217206A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路の製造方法 |
| JPS62279304A (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波層の製造方法 |
| JP2002196164A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路デバイス |
| JP4543551B2 (ja) * | 2000-12-22 | 2010-09-15 | 住友電気工業株式会社 | 光導波路デバイス |
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