JPS6081031A - 光学素子の製造方法 - Google Patents
光学素子の製造方法Info
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- JPS6081031A JPS6081031A JP18804783A JP18804783A JPS6081031A JP S6081031 A JPS6081031 A JP S6081031A JP 18804783 A JP18804783 A JP 18804783A JP 18804783 A JP18804783 A JP 18804783A JP S6081031 A JPS6081031 A JP S6081031A
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- 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
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- 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
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
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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】
〔技術分野〕
本発明は、ガラス媒質内に屈折率分布な有する構造の光
学素子の製造方法に関するものである。
学素子の製造方法に関するものである。
従来、光導波路の作製方法としては、基板上にＣＶＤ法
あるいはＶＡＤ法を利用してガラス薄膜を形成した後、
たとえば、レジストを用いたりソゲラフイエ程と反応性
スパッタエツチングを用いて、三次元的な導波路構造を
形成する方法が用いられていた。しかしながら、この方
法では、数種類の原料ガスの流量や温度などの多数の条
件を精密に制御する必要があるため、製造装置が複雑か
つ高価となり、また膜形成速度に限界があり、しかも工
程がきわめて多いので、量産性に問題があるなどの欠点
を有していた。
あるいはＶＡＤ法を利用してガラス薄膜を形成した後、
たとえば、レジストを用いたりソゲラフイエ程と反応性
スパッタエツチングを用いて、三次元的な導波路構造を
形成する方法が用いられていた。しかしながら、この方
法では、数種類の原料ガスの流量や温度などの多数の条
件を精密に制御する必要があるため、製造装置が複雑か
つ高価となり、また膜形成速度に限界があり、しかも工
程がきわめて多いので、量産性に問題があるなどの欠点
を有していた。
また、上述のガラス薄膜に、レジストを用いたりソゲラ
フイエ程により適当なマスクを付着させた後、高温でド
ーパントをガラス中ヘドープすることによって、屈折率
分布パターンを有する導波路構造を形成していた。しか
しながら、この方法には、高温処理が必要なため、耐熱
性の悪い材料、たとえば化合物半導体などがある場合に
は使用できないという欠点があった。
フイエ程により適当なマスクを付着させた後、高温でド
ーパントをガラス中ヘドープすることによって、屈折率
分布パターンを有する導波路構造を形成していた。しか
しながら、この方法には、高温処理が必要なため、耐熱
性の悪い材料、たとえば化合物半導体などがある場合に
は使用できないという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、これらの欠点を除去するため
、多孔質あるいはゲル状からなる基板中に金属アルフレ
ートを含浸させ、光照射によって部分的に金属アルコレ
ートを反応させて光学素子を作製する光学素子の製造方
法を提供することにある。
、多孔質あるいはゲル状からなる基板中に金属アルフレ
ートを含浸させ、光照射によって部分的に金属アルコレ
ートを反応させて光学素子を作製する光学素子の製造方
法を提供することにある。
〔発明の構成〕
かかる目的を達成するために、本発明では、多孔質ある
いはゲル状からなるガラス基板内に金属アルコレートを
主成分とする溶液を含浸させる工程と、溶液を含浸させ
た基板に対してパターン露光を行ない、露光部分のみ金
属アルコレート溶液を反応させてガラス基板内に固定す
る工程と、未反応の金属アルコレート溶液をガラス基板
から除去する工程と、未反応の金属アルコレート溶液の
除去されたガラス基板を乾燥する工程とを具える。
いはゲル状からなるガラス基板内に金属アルコレートを
主成分とする溶液を含浸させる工程と、溶液を含浸させ
た基板に対してパターン露光を行ない、露光部分のみ金
属アルコレート溶液を反応させてガラス基板内に固定す
る工程と、未反応の金属アルコレート溶液をガラス基板
から除去する工程と、未反応の金属アルコレート溶液の
除去されたガラス基板を乾燥する工程とを具える。
ここで、ガラス基板として、通常のガラス板上に多孔質
あるいはゲル状体からなる層を付着させた構造の基板を
用いることができる。
あるいはゲル状体からなる層を付着させた構造の基板を
用いることができる。
また、金属アルコレートを主成分とする溶液には光増感
性を有する化合物を添加することもできる。
性を有する化合物を添加することもできる。
以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図（４）〜０は本発明のＷＬ理プロセスを示す図で
ある。まず、第１図（４）に示すように、多孔質ガラス
あるいはゲル状ガラスからなる基板１０を用意する。こ
の基板ＩＯを、第７図０３）に示すように、容器／／内
の金属アルコレートを主成分とする溶液／２に含浸して
、この溶液／２を一定量だけ基板１０中に拡散させる。
ある。まず、第１図（４）に示すように、多孔質ガラス
あるいはゲル状ガラスからなる基板１０を用意する。こ
の基板ＩＯを、第７図０３）に示すように、容器／／内
の金属アルコレートを主成分とする溶液／２に含浸して
、この溶液／２を一定量だけ基板１０中に拡散させる。
それにより、表面層から一定量さまで溶液ｌコを含む層
／３を基板ＩＱ内に形成する。かか゛ る溶液／’とし
ては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、テトラエトキシシランなどのシリコンアルコレ
ートや、テトラメトキシゲルマニウム、テトラエトキシ
ゲルマニウム、テトラプロポキシゲルマニウムなどのゲ
ルマニウムアルコレートが挙げられる。
／３を基板ＩＱ内に形成する。かか゛ る溶液／’とし
ては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、テトラエトキシシランなどのシリコンアルコレ
ートや、テトラメトキシゲルマニウム、テトラエトキシ
ゲルマニウム、テトラプロポキシゲルマニウムなどのゲ
ルマニウムアルコレートが挙げられる。
次いで、第１図Ｃ）に示すように、フォトマスク／ｌを
層／３上に重ねて露光すると、基板１０内の金属アルコ
レートは反応を起して置部化し、基板ＩＱ内に固定され
る。一方、未露光部に残存する金属アルコレートは、メ
タノールやエタノールなどのアルコール類を可とする有
機溶媒に基板ｌｏ′？！ニ一定時間にわたって浸漬して
溶媒抽出することにより除去することができる。この後
、基板１０を乾燥すると、第１図［Ｆ］）に示すように
、基板ｉｏ内に組成の異なる、すなわち屈折率の異なる
パターン化された部分／３が形成される。
層／３上に重ねて露光すると、基板１０内の金属アルコ
レートは反応を起して置部化し、基板ＩＱ内に固定され
る。一方、未露光部に残存する金属アルコレートは、メ
タノールやエタノールなどのアルコール類を可とする有
機溶媒に基板ｌｏ′？！ニ一定時間にわたって浸漬して
溶媒抽出することにより除去することができる。この後
、基板１０を乾燥すると、第１図［Ｆ］）に示すように
、基板ｉｏ内に組成の異なる、すなわち屈折率の異なる
パターン化された部分／３が形成される。
必要に応じて、基板１０を１０００℃程度まで加熱す企
ことにより、基板１０の透明性を向上させることもでき
る。
ことにより、基板１０の透明性を向上させることもでき
る。
以上の工程において、金属アルコレートの種類を選択す
ることにより、パターン化部１５の屈折率を周辺部に対
して高くあるいは低くすることができる。高くする場合
には、パターン化部１５を光導波路として形成できる。
ることにより、パターン化部１５の屈折率を周辺部に対
して高くあるいは低くすることができる。高くする場合
には、パターン化部１５を光導波路として形成できる。
以上の工程において、露光するための光として赤外光２
用いる場合には、局部的に基板ｌθが加熱されるので反
応が促進される。また、光増感性を有する化合物、例え
ば紫外線で分解するゲルマニウム、すす、鉛などの有機
金風化合物、例えばジビニルジメチルゲルマニウムを溶
液／２に添加して触媒とし、露光部の反応を促進するこ
ともできる。
用いる場合には、局部的に基板ｌθが加熱されるので反
応が促進される。また、光増感性を有する化合物、例え
ば紫外線で分解するゲルマニウム、すす、鉛などの有機
金風化合物、例えばジビニルジメチルゲルマニウムを溶
液／２に添加して触媒とし、露光部の反応を促進するこ
ともできる。
さらにまた、基ｇ１０として、第２図に示す如く、通常
のガラス板、２／の上部に多孔質ガラスあるいは多孔質
あるいはゲル状ガラスからなる層ユ、２を付着した構造
の基板を用いてもよい。この構造の基板１０をアルコレ
ート溶液７．２に浸漬した場合、溶液／２の拡散は層コ
／とノコとの間で停止し、かつ拡散濃度も一定となるの
で、拡散量の制御は容易となる。
のガラス板、２／の上部に多孔質ガラスあるいは多孔質
あるいはゲル状ガラスからなる層ユ、２を付着した構造
の基板を用いてもよい。この構造の基板１０をアルコレ
ート溶液７．２に浸漬した場合、溶液／２の拡散は層コ
／とノコとの間で停止し、かつ拡散濃度も一定となるの
で、拡散量の制御は容易となる。
以上の工程を有する本発明方法によって、光導波路、回
折格子、マイクロレンズアレイ等の光学素子全製作でき
るが、その実施例について以下に詳細に説明する。
折格子、マイクロレンズアレイ等の光学素子全製作でき
るが、その実施例について以下に詳細に説明する。
実施例１
市販の多孔質ガラス基板１０（ｑ１ｓ％８ｔＯｚ ）を
、テトラメトキシシラン、テトラエトキシゲルマニウム
、メタノールおよび水を０．ｇ ： ０．コニＡ：／の
モル比で混合した溶液／２に６時間浸漬させた。
、テトラメトキシシラン、テトラエトキシゲルマニウム
、メタノールおよび水を０．ｇ ： ０．コニＡ：／の
モル比で混合した溶液／２に６時間浸漬させた。
次いで、第３図の曲り導波路３／に対応したパターンを
もつマスク／’７を基板１０に重ねてから、コＷ炭酸ガ
スレーザで加熱した。マスクｌ弘を除去したのち、有機
溶媒としてメタノールに基板ｌθを浸漬し、未反応のア
ルコレート溶液を除去した。次に基板１０を乾燥させ、
１０００℃までゆっくり加熱して第３図に示すような曲
り導波路３／を基板１０に形成した。
もつマスク／’７を基板１０に重ねてから、コＷ炭酸ガ
スレーザで加熱した。マスクｌ弘を除去したのち、有機
溶媒としてメタノールに基板ｌθを浸漬し、未反応のア
ルコレート溶液を除去した。次に基板１０を乾燥させ、
１０００℃までゆっくり加熱して第３図に示すような曲
り導波路３／を基板１０に形成した。
実施例２
シリコン基板コ／上に、テトラエトキシシラン。
エチルアルコール、水および塩酸を／ ： ／ｋ ：
Ｒ：０、Ｏｔ）／のモル比で混合した溶液を塗布し、乾
燥させる工程を繰り返し、さらに１００℃までゆっくり
加熱し厚さ一μｍのゲル層、２２を形成した０このよう
にして得た基板／θを、テトラメトキシシラン。
Ｒ：０、Ｏｔ）／のモル比で混合した溶液を塗布し、乾
燥させる工程を繰り返し、さらに１００℃までゆっくり
加熱し厚さ一μｍのゲル層、２２を形成した０このよう
にして得た基板／θを、テトラメトキシシラン。
テトラブトキシゲルマニウム、メタノールおよび水をｏ
、ｔｒ ： ｏ、、２：夕：ｌのモル比で混合した溶液
７．２に浸漬した後、取り出した。次いで、第グ図の回
折格子３コに対応したパターンをもつマスク／ｌを基板
ＩＯに重ねてから、アルゴン、ガスレーザで基板ｌθを
加熱した後、マスク／グを除去して、メタノール中に浸
、潰し、未反応のアルコレート溶液ご除去した。さらに
基板／θを乾燥後、７１００℃までゆっくり加熱して、
第４図に示すように、回折格子３コを基板ＩＯに形成し
た。
、ｔｒ ： ｏ、、２：夕：ｌのモル比で混合した溶液
７．２に浸漬した後、取り出した。次いで、第グ図の回
折格子３コに対応したパターンをもつマスク／ｌを基板
ＩＯに重ねてから、アルゴン、ガスレーザで基板ｌθを
加熱した後、マスク／グを除去して、メタノール中に浸
、潰し、未反応のアルコレート溶液ご除去した。さらに
基板／θを乾燥後、７１００℃までゆっくり加熱して、
第４図に示すように、回折格子３コを基板ＩＯに形成し
た。
実施例３
市販の多孔質ガラス基板（９Ａ％５ｉ０２ ） １０？
ｉ：、テトラメトキシシラン、メタノール、水および上
述した有機金属化合物としてのジビニルジメチルゲルマ
ニウムをモル比で、／ ： ｌＩ： ／ ： ０．Ｏｒ
の割合で混合した溶液ノコに含浸し、次に溶液から取り
出した。その基板／θに第３図のマイク日レンズアレイ
３３に対応したパターンをもつマスク／ダを重ねた後、
ＡｒＦエキシマレーザを照射した。マスク／りを基板ｉ
ｏから除去した後、基板ＩＯをメチルアルコールに浸漬
して未反応のアルコレート溶液を除失し、第９図に示す
ようなマイクロレンズアレイ３３を基板ＩＯに形成した
。
ｉ：、テトラメトキシシラン、メタノール、水および上
述した有機金属化合物としてのジビニルジメチルゲルマ
ニウムをモル比で、／ ： ｌＩ： ／ ： ０．Ｏｒ
の割合で混合した溶液ノコに含浸し、次に溶液から取り
出した。その基板／θに第３図のマイク日レンズアレイ
３３に対応したパターンをもつマスク／ダを重ねた後、
ＡｒＦエキシマレーザを照射した。マスク／りを基板ｉ
ｏから除去した後、基板ＩＯをメチルアルコールに浸漬
して未反応のアルコレート溶液を除失し、第９図に示す
ようなマイクロレンズアレイ３３を基板ＩＯに形成した
。
実施例４
テトラメトキシラン、メタノールおよＯ′水ヲ／：ｌＩ
：ｌＩのモル比で混合した溶液を、所定の型を用いて基
板状に成形し、乾燥後１００℃まで加熱してゲル状ガラ
スからなる基板ｉｏｎ形成した。さらに、テトラメトキ
シシラン、テトラブトキシゲルマニウム、メタノールお
よび水をモル比で０．ｇ ： ０．２ ：Ａ：／に混合
した溶液ノコに基板ｉｏを含浸してから取り出した後、
この基板１０を炭酸ガスレーザを第３図示の曲り導波路
３／に沿って掃引しながら局部加熱した。次いで、基板
ＩＯをエタノール中に浸漬して未反応のアルコレート溶
液を除去し、乾燥後、ｑｏｏ℃まで加熱して第３図に示
すような曲り導波路３／を基板ｌθに形成した。
：ｌＩのモル比で混合した溶液を、所定の型を用いて基
板状に成形し、乾燥後１００℃まで加熱してゲル状ガラ
スからなる基板ｉｏｎ形成した。さらに、テトラメトキ
シシラン、テトラブトキシゲルマニウム、メタノールお
よび水をモル比で０．ｇ ： ０．２ ：Ａ：／に混合
した溶液ノコに基板ｉｏを含浸してから取り出した後、
この基板１０を炭酸ガスレーザを第３図示の曲り導波路
３／に沿って掃引しながら局部加熱した。次いで、基板
ＩＯをエタノール中に浸漬して未反応のアルコレート溶
液を除去し、乾燥後、ｑｏｏ℃まで加熱して第３図に示
すような曲り導波路３／を基板ｌθに形成した。
以上説明したように、本゛発明によれば、簡便な工程と
装置によって、各種光学素子を製造することができるた
め、量産性および経済性の上で太きな利点がある。
装置によって、各種光学素子を製造することができるた
め、量産性および経済性の上で太きな利点がある。
また、製造工程についても、本発明では、従来法に比較
して、レジストを用いたりソゲラフイエ程を必要としな
いので、それだけ、工程が簡単になり、歩留りを向上さ
せることができるという利点がある。
して、レジストを用いたりソゲラフイエ程を必要としな
いので、それだけ、工程が簡単になり、歩留りを向上さ
せることができるという利点がある。
第１図（Ａ）〜υ）は本発明の製造工程の基本例を示す
図、 第２図は第１図に示した本発明方法で用いることが可能
な基板例を示す断面図、 第３図、第９図および第３図はそれぞれ本発明により製
造した光学素子の３例を示す斜視図であるＯ ／θ・・・多孔質基板１ ／ハ・・容器、 ７．２・・・金属アルフレート溶液、 ／３・・・金属アルコレートを含む層、／グ・・・マス
ク、 ／Ｓ・・・屈折率の異なるパターン化部、−か・・ガラ
ス板、 ｎパ°多孔質あるいはゲル状体からなる層、３／・・・
光導波路、 ３コ・・・回折格子、 ３３・・・マイクロレンズアレイ。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 谷 餞 −□、 ＼ −！ 第１図 ↓ ↓ ↓ ↓光 第２図 ２
図、 第２図は第１図に示した本発明方法で用いることが可能
な基板例を示す断面図、 第３図、第９図および第３図はそれぞれ本発明により製
造した光学素子の３例を示す斜視図であるＯ ／θ・・・多孔質基板１ ／ハ・・容器、 ７．２・・・金属アルフレート溶液、 ／３・・・金属アルコレートを含む層、／グ・・・マス
ク、 ／Ｓ・・・屈折率の異なるパターン化部、−か・・ガラ
ス板、 ｎパ°多孔質あるいはゲル状体からなる層、３／・・・
光導波路、 ３コ・・・回折格子、 ３３・・・マイクロレンズアレイ。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 谷 餞 −□、 ＼ −！ 第１図 ↓ ↓ ↓ ↓光 第２図 ２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）多孔質あるいはゲル状からなるガラス基板内に金属
アルコレ−１・を主成分とする溶液を含浸させる工程と
、 前記溶液を含浸させた基板に対してパターン露光を行な
い、露光部分のみ金属アルコレート溶液を反応させて当
該ガラス基板内に固定する工程と、 未反応の金属アルコレート溶液を当該ガラス基板から除
去する工程と、 前記未反応の金属アルコレート溶液の除去されたガラス
基板ご乾燥する工程と を具えたことを特徴とする光学素子の製造方法Ｏ コ）特許請求の範囲第１項記載の光学素子の製造方法に
おいて、前記ガラス基板として、通常のガラス板上に多
孔質あるいはゲル状体からなる層を付着させた構造の基
板を用いることを特徴とする光学素子の製造方法。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の光学素
子の製造方法において、前記金属アルコレ−ドナ主成分
とする溶液には光増感性を有する化合物を添加したこと
を特徴とする光学素子の製造方法。 （以下、余白）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18804783A JPS6081031A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18804783A JPS6081031A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081031A true JPS6081031A (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=16216750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18804783A Pending JPS6081031A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081031A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2574778A1 (fr) * | 1984-12-13 | 1986-06-20 | Canon Kk | Procede pour consolider les pores fins d'un verre poreux |
| US5080962A (en) * | 1985-02-25 | 1992-01-14 | University Of Florida | Method for making silica optical devices and devices produced thereby |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP18804783A patent/JPS6081031A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2574778A1 (fr) * | 1984-12-13 | 1986-06-20 | Canon Kk | Procede pour consolider les pores fins d'un verre poreux |
| US5080962A (en) * | 1985-02-25 | 1992-01-14 | University Of Florida | Method for making silica optical devices and devices produced thereby |
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