JPS61158303A - 石英系光導波路の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ｊ産業上の利用分野」 本発明は平面型の石英系光導波路を形成する方法に関す
る。

子従来の技術１ 平面型石英系光導波路を形成する手段として、ガラス基
板上に堆積させた多孔質層（石英系ガラス微粒子層）に
感光性樹脂液を含浸させ、その多孔質層の所定部をパタ
ーン露光ならびに現像処理した後、これをドーパント液
中に浸漬し、ついで焼結する方法が提供されている。

ζ発明が解決しようとする問題点１ 上述した従来技術の場合、ガラス基板上に多孔質層を堆
積形成する工程だけでなく、感光性樹脂液の含浸工程、
パターン露光工程、現像処理工程、ドーパント液への浸
漬工程、焼結工程など、かなり多くの工程数を要するた
め、生産性が低下している。

しかも上記方法では、多孔質層へ液状の感光性樹脂、液
状のドーパント等を含浸させるとき、不純物をとりこみ
やすく、伝送損失が大きくなりがちである。

本発明は上記の問題点に鑑み、伝送特性のよい平面型の
石英系光導波路が少ない工程数で形成できる方法を提供
しようとするものである。

Ｉ問題点を解決するための手段」 本発明に係る石英系光導波路の形成方法は、ガラス基板
の一ヒに、そのカラス基板よりも屈折率の高いドープト
石英からなるカラス微粒子を堆積させて多孔質層を形成
し、つぎに該多孔質層における導波路形成部を焼結した
後、該多孔質層の導波路形成部を除く残部からドーパン
トを揮散させることを特徴としている。

Ｔ作用」 本発明方法の場合、はじめ石英からなるガラス基板の上
に、そのガラス基板よりも屈折率の高いドープト石英か
らなるガラス微粒子、例えばＳ　＋　０２−Ｇｅｍ２．
５ｉＯ２−Ｐ２Ｏ５などを堆積させて多孔質層を形成す
る。

通常、かかる多孔質層をＨ２，ＳＯ２などの還元性雰囲
気下、あるいはＨ２０雰囲気下で高温処理すると、　Ｇ
ｅ、　Ｐなどが離脱する。

すなわちＧｅ　０２の場合、高温還元性雰囲気下におい
て容易に下記反応が起こり、多孔質層からＧｅが離脱す
る。

ＧｅＯ２＋２８２＋Ｇｅ　ｔ　＋２Ｈ２０Ｇｅ０２÷２
Ｓ０２　→Ｇｅ↑　＋２Ｓ０３ざらに２２０５の場合、
高温水蒸気雰囲気下において下記反応が起こり多孔質層
からＰが離脱する。

Ｐ２Ｏ５＋３Ｈ２０→２Ｈ３ＰＯ４ ところが、上記多孔質層を−たん焼結（透明ガラス化も
含む）した場合、その焼結部分には既述の雰囲気ガスが
侵入せず、したがってドーパントの揮散は起こらない。

本発明ではこのような性状を利用し、多孔質層の導波路
形成部を焼結した後、前述した所定雰囲気下において該
多孔質層の導波路形成部を除く残部からドーパントを揮
散させる。

かかる焼結工程とドーパント揮散工程とを経ることによ
り、多孔質層の導波路形成部はドーパントを含有保持し
、その残余の部分からは上記ドーパントがなくなるから
、ドーパントを含有する部分、含有しない部分との相対
関係において導波路形成部が所定の導波路となる。

このように、本発明方法ではガラス基板上に多孔質層を
形成した後、その多孔質層を部分的に焼結し、その残部
からドーパントを揮散させるだけのわすかな工程により
所望の光導波路が形成できる。

ｆ実　施　例ｊ 以下本発明方法の具体的実施例につき、図面を参照して
説明する。

Ｍ１図において、石英からなるガラス基板ｌ上には、Ｖ
ＡＤ法などで周知のガラス微粒子生成用バーナ、すなわ
ち多重管構造の反応バーナを介してカラス微粒子を直接
、かつ、薄く堆積させ、当該火炎直接堆積法により多孔
質層２を形成する。

上記多孔質層２にはＹ型、Ｕ型など、所望導波路形状に
応じてその所定部を焼結するが、その導波路形状が例え
ばＹ型であるとき、これに応じた第１図のごとき導波路
形成部３を設定し、かかる導波路形成部３のみを焼結す
る。

当該焼結手段としては適当な方法が採用できるが、制御
性、取り扱い一ヒから望ましい熱源は炭酸カスレーザで
あり、そのレーザ光線を導波路形成部３へ照射して核部
３を焼結する。

その後、多孔質層２の上には第２図のごとく、前記火炎
直接堆積法により５１０２からなる多孔質層４を堆積形
成する。

つぎに上記多孔質層２．４をもつガラス基板ｌを電気炉
内に入れ、その炉内を所定雰囲気、所定温度に保持して
所定時間処理し、多孔質層２の導波路形成部３以外の部
分からドーパントを揮散させるとともに、ドーパント揮
散ガスの供給を停止し、不活性ガス（Ｈｅ）でパージし
た後の上記電気炉内においてその炉温を前記処理温度よ
りも上昇させて多孔質層２．４を透明ガラス化する。

これらの各工程を経ることにより、両多孔質層２．４が
第３図のごとき透明ガラス層５．６となる。

かくて透明ガラス化後の導波路形成部３をコアとし、そ
の他部をクラッドとする光ファイバが得られるが、こう
して得られた光ファイバは、そのコアがＹ型の光分岐用
光導波路となる。

つぎに本発明の具体例について説明する。

具体例 石英からなるガラス基板ｌ上に、火炎直接堆積法により
純Ｓ　＋　０２からなる嵩密度０．５ｇ／ｃｒｎ’、厚
さＩＩｏｆｆｌの多孔質層を形成した。

その多孔質層２の上には、火炎直接堆積法により嵩密度
０．５ｇ／ｃｒｎ’、透明ガラス化後のΔが１１、厚さ
１．１ｍ＋＊　ｌ７）ｓｉ０２−ＧｉＯ２からなる多孔
質層２を形成した。

多孔質層２上には多数の六角形が集合したハニカム型の
導波路形成部３を設定し、その導波路形成部３にＣ０２
レーザを照射して、核部３を焼結した。

さらに当該焼結処理後の多孔質層２上には、前記と同じ
火炎直接堆積法により純ＳｉＯ２からなる嵩密度０．５
ｇ／ｃｒｎ’、厚さ１〜２ＩＩＩＩの多孔質層４を形成
した。

その後、多孔質層２．４をもつガラス基板ｌを電気炉内
に入れ、同炉内にＨｅ：２Ｍ／＋ｗｉｎ、　ＳＯ２：０
．１１／ｍ１ｎを供給しなから炉温９５０℃にて１時間
処理し、多孔質層２の導波路形成部３を除く部分からＧ
ｅｔｌ−離脱させた。

引きつづき、電気炉内への５０２供給を停止した状態で
その炉温を１５５０℃に高め、各多孔質層を透明ガラス
化した。

こうして得られた光導波路を適当な大きさに切り出し、
これを石英スペーサとともにジャケントガラス管内に封
じこめ、外径がｌ／１０となるように加８延伸した。

さらにその延伸物から１素子分を切り出し、Ｙ型の光分
岐器を得た。

この際の１素子は、前述のごとくハニカム型とした導波
路形状において、そのハニカムの一部をＹ型に切り出す
ことにより得られる。

かかる光分岐器において導波路部分の断面形状を測定し
たところ、５０ｐｍ角の正方形であった。

１発明の効果」 以上説明した通り、本発明方法によるときは、ぎわめて
少ない工程により平面型の石英系光導波路を形成するこ
とができ、したがって光分岐器などの光学部品が生産性
高く、かつ、安価に製造することができ、しかもその光
導波路の製造に際し液状の感光樹脂、ドーパント等を用
いないので、伝送損失の低いものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明方法の１実施例をその工程順に
示した説明図である。 ｌ　幸９会ガラス基板 ２　・・・多孔質層 ３　や・・導波路形成部 代理人　弁理士　　斎　藤　義　雄 第１ｗＪ 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス基板の上に、そのガラス基板よりも屈折率
   の高いドープト石英からなるガラス微粒子を堆積させて
   多孔質層を形成し、つぎに該多孔質層における導波路形
   成部を焼結した後、該多孔質層の導波路形成部を除く残
   部からドーパントを揮散させることを特徴とする石英系
   光導波路の形成方法。
2. （２）多孔質層の導波路形成部を焼結する手段として、
   その導波路形成部に炭酸ガスレーザを照射する特許請求
   範囲第１項記載の石英系光導波路の形成方法。