JPS6252505A - 有機結晶を用いた光導波路の作製方法 - Google Patents

有機結晶を用いた光導波路の作製方法

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JPS6252505A
JPS6252505A JP19206585A JP19206585A JPS6252505A JP S6252505 A JPS6252505 A JP S6252505A JP 19206585 A JP19206585 A JP 19206585A JP 19206585 A JP19206585 A JP 19206585A JP S6252505 A JPS6252505 A JP S6252505A
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JP
Japan
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substrate
auxiliary cover
single crystal
monomer
compd
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JP19206585A
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English (en)
Inventor
Akira Tomaru
暁 都丸
Sakae Maebotoke
栄 前佛
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light 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
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有機結晶の持つ非線形光学効果を有効に利用す
ることを可能とする低損失な有機結晶の光導波路の作製
方法に関する。
〔従来の技術〕
有機化合物は大きな非線形光学定数を持つことが知られ
ている〔ヘルマン(、r、 Hermann )及びダ
クイング(J、 Ducuing )アプライド フィ
ツクス レターズ(Appl、 Phys、 Lett
、)第25巻第178頁(19781′参照〕。
有機結晶を導波路化し、その定数を有効に利用しようと
いう試みはいくつかあるが、いずれも基本的には融液法
からの結晶成長を利用するもの、気相からの結晶成長(
蒸着法等)であり、融点以上で分解する化合物、あるい
は昇華しにくい物質に対しては適用不可能なものでめっ
た。
特に大きな三次の非線形光学効果を有するとされ名ポリ
ジアセチレンに対する薄膜化あるいは導波路化の手法は
ラングミュア プロジェットによる薄膜化を除くと皆無
といっでよい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このラングミュア プロジェット法においては
官能基以外に疎水基、親水基を置換基として分子中に付
加させなければならないこと、更には高品質な膜とする
ためには官能分子以外に例えばアラキシン酸の様な材料
を混ぜなければならない点など、材料における制約ある
いは複雑な工程を有するという欠点があった。
また、作製した有機化合物の膜は単結晶ではなく、高度
に有機化合物の分子が配向した膜でろ夛、外部刺激によ
って分子が再配列を起し、微小なドメインを形成し、光
導波路としては損失が大きいという欠点もある。
本発明の目的は、これらの欠点を解決し、低損失でかつ
非線形光学効果を示すのに適した有機結晶による光導波
路の作製方法全提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明を概説すれば、本発明は光導波路の作製方法(関
する発明でるって、有機化合物を用い九九導波路を作製
する方法において、平滑面るるいは任意のパターンを施
し九加工面を有する基板に、スペーサを介して補助カバ
ーを装着させた状態で結晶性を有する有機化合物の溶液
中に支持し、該基板と該補助カバーとの空隙中に該有機
化合物の単結晶を成長させる工程全包含することを特徴
とする。
本発明は複数以上の基板の組合せによって作られる空隙
中に、有機化合物単結晶を溶液中において成長させるこ
とを最も主要な特徴とする。
従来の技術とは融液法、気相法による単結晶底長かで′
f!iない有機化合物にも適用できる点で異なる。また
、バルク単結晶の非線形光学効果、を弱めることなく利
用できること、るるいはドメイン等の様な散乱中心が少
ないため光導波路として用いる場合の導波路損失が少な
いという点モ従来の技術と異なる。
以下、本発明を図面によシ具体的に説明する。
第1図は本発明方法に使用する作製装置の1例の断面概
略図でろって、符号1は有機化合物単結晶膜、2は1が
成長する光導波路基板、3は1が成長する空隙を作るた
めの補助カバー、4は有機化合物を溶かした溶液、5は
溶媒が急激に蒸発するのを防ぐカバー、6は1が成長す
る空wAを胸整するための治具、7は溶媒の蒸発速度v
tm整するためのノズルpA整ネジ、8は溶液をいれる
ための容器である。
上記装fILt−用いて、光導波路基板と補助カバーの
空隙中に上記有機化合物の単結晶を成長させた後、有機
化合物溶液から引上げ、補助カバーを取外して得た薄膜
をコアあるいはクラッドとする。
本発明方法に用いる有機化合物の例としては、2−メチ
ル−4−ニトロアニリンやジアセチレンモノマー、例え
ば2,4−へキサジイン−1,6−ジオールのビス(p
−)ルエンスルホネ−))を挙げることができる。
該有機化合物として上記のように単結晶性モノ!−を用
い九場合には、モノマー単結晶を成長させた後、該有機
化合物溶液から引上げ、補助カバー全取外し、該モノマ
ー単結晶を物理的又は化学的に重合させてポリマー結晶
とする。
そして得られ次薄膜をコアあるいはクラッドとすればよ
い。
なお、ポリマー薄膜であるポリジアセチレンをクラッド
として用いる場合には、基板表面に’ra、o、ガラス
等の高屈折率のガラスを使用すればよい。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例1 有機化合物として融点以上で分解しゃすい2−メチル−
4−ニトロアニリン(mp:131℃、以下、MNAと
略記する)を用いた。
MNA 1 f tアセト7100ccに室温で溶かし
たものを溶液4として用いた。2の光導波路基板として
は石英ガラス基板(厚さ2 m X幅2crn×長さ5
αJ上に石英ガラス導波膜(厚さ10μm%n = 1
.46 ) f装着したものを用いた。3の補助カバー
としてはガラスの表面のOH基をジメチルジクロロシラ
ン又はトリメチルクロロシランによジシラン処理した厚
さ15■、幅2 cM。
長さ5cmのガラス板を用いている。2と3の空隙の厚
さは1011mである。この空隙の厚さは2の石英ガラ
ス基板の4隅をドライエツチング加工により第2図に示
す様に凸部を設はスペーサ9とすることによって調整す
る。5のカバーとしてはポリ四フッ化エチレンを用い、
8の容器としては中の様子が観察できる透明なガラスを
用いた。溶媒の蒸発は大気圧下、温度25Cで行った。
その結果、基板2と補助カバーの空隙にMWム単結晶薄
膜が10日間程度で育成で′f!!た。この後、補助カ
バー5′ftはずす。この際、5はシラン処理によりぬ
れ性が悪くなっているため薄膜をきずつけることなくは
がすことができる。以上の操作によりMNA単結晶薄膜
(厚さ10μm。
幅5露、長さ10m)がガラス基板2上にたい積で@次
。第3図にこのMWム結晶薄膜の方位を示す。第3図中
符号10はMNA薄膜を意味する。
MNムの屈折v4はガラス基板の屈折$ 1.46より
も高いため、導波膜構造となっている。この導波路の損
失はHe−HeレーザCL655ttmt−光源として
プリズム入射によシ測定した。損失値としては約1dB
/mでめった。
本発明による導波路の膜厚調整Fi、第2図に示した凸
部によるスペーサによるが、薄膜の厚さはほぼスペーサ
の厚さと1:1に対応しており、このスペーサの厚さを
変えることにより膜厚は自由に制御できる。
実施例2 次に有機化合物結晶として、モノマー単結晶を用いた例
を示す。
有機化合物としてはジアセチレンモノマー=2.4−へ
中サジインー1,6−ジオールのビス(p−トルエ“ン
スルホネート) (以下、PT:8 モノマーと略記す
る2化合物を使用した。PT8七ツマ−12t−アセト
ン100ccに室温で溶かしたものを溶液4として用い
た。2の光導波路基板としては厚さ2−%m2cm、長
さ5510石英ガラス基板を用いている。3の補助カバ
ーとしては表面をトリメチルクロロシランによ多処理し
た厚さ15日幅2c1n長さ55I11のガラス板を用
いた。2と3の空隙の厚さFi10μmである。ま7’
csのカバーはポリ四フフ化エチレンを用いている。8
の容器としては中の様子が観察できる透明なガラスを用
いた。溶媒の蒸発は大気圧下、温度25℃において行っ
た。その結果、基板2と補助カバー3の空隙にPTSモ
ノマー単結晶薄膜(厚さ10μm1長さ10露、幅5■
)が10日間程度で育成できた。この後、補助カバーを
取外す。この際補助カバー3をトリメチルクロロシラン
で処理していないものを用いた場合には補助カバー5側
にもPT8モノマー単結晶薄膜が付着し、20光導波路
基板に付着しないこともあった。
次にこのPTBモノマー単結晶薄膜が付着したガラス基
板t−60℃の温度雰囲気下で72時間放置し、PT8
モノマーを重合させた。加熱後のPT8結晶薄膜は表面
が金属光沢のポリジアセチレン特有の色を示し九。第4
図に加熱後のUV透過特性を示す。すなわち、第4図は
波長(μm1横軸]と透過率(縦軸)の関係を示すグラ
フである。第4図かられかる様に膜の吸収端が17μ7
付近にip、PT8七ツマ−単結晶薄膜はPTfiポリ
マーの薄膜になっていた。@厚方向のX線回折スペクト
ルによれば、20基板と平行にPT8ポリマーの結晶(
010)面が存在していた。またこの膜の偏元顕微使に
よる観察から(反射)偏光方向により膜は消光を示し、
膜が単結晶のPT8ポリマーでらることがわかった。
この膜の屈折率は第5図に示す様な異方性を有している
が、2の基板の屈折率n = t 46よ夕大きいため
、薄膜導波路の形となっている。この薄膜導波路の損失
は半導体レーザ(182μm會元源としてプリズム入射
によシ測定した。損失値としては約1 cLB/副であ
った。なお第5図はPTBポリマーの単結晶薄膜の配向
方向の説明図であり、符号11はポリマーP′1′8薄
膜を意味する。
以上実施例1.2には基板として平板のものを用いたが
第6図に基板のパターン化により所望の位置に細溝を形
成し、有@結晶を三次元化した例の概要図を示す。第6
図において符号12はMNA単結晶、15はパターン化
基板を意味する。有機結晶導波路部のディメンジョンと
しては幅10μ7、深さ10μm1長さ20冑である。
材料としてはMN4を用いている。またジアセチレンモ
ノマー単結晶薄膜の場合には電子線ビーム露光あるいは
紫外線露光をパターン化し九マスクごしに施すことによ
シ重合を部分的にした後、モノマーを溶媒で洗い流すこ
とによシ、パターン化された三次元ポリジアセチレン単
結晶導波路を作製してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明した様に本発明においては有機化合物単結晶を
コアあるいはクラッドとする低損失な導波路が得られる
九め有機化合物の持つ大きな非線形光学効果を利用した
元スイッチ素子、光双安定素子、波長変換素子、元増幅
素子等を構成するポリジアセチレン光導波路の作製全容
易にする利点がおる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法で使用する作製装置の1例の断面概
略図、第2図は膜厚調整のためのスペーサつき補助カバ
ーの概要図、第5図は本発明により作製したMNA単結
晶薄膜の配向方向の説明図、第4図はPT8ポリマーの
透過特性を示すグラフ、第5図はPT8ポリV−の単結
晶薄膜の配向方向の説明図セしてwc6図は三次元有機
結晶導波路の概要図である。 1:有機化合物単結晶膜、2:1が成長する光導波路基
板、3:1が成長する空隙を作るための補助カバー、4
:有機化合g!lを溶かした溶液、5:溶媒が急激に蒸
発するのを防ぐカバー、6:1が成長する空隙を調整す
るための治具、7:ノズル調整ネジ、8:容器、9ニス
ペーサ、10 : MNA薄膜、14 : p’rsポ
リマー薄膜、12:MNA$結晶、13:パターン化基
板第 / 図 第2図    第3図 第4図  第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有機化合物を用いた光導波路を作製する方法におい
    て、平滑面あるいは任意のパターンを施した加工面を有
    する基板に、スペーサを介して補助カバーを装着させた
    状態で結晶性を有する有機化合物の溶液中に支持し、該
    基板と該補助カバーとの空隙中に該有機化合物の単結晶
    を成長させる工程を包含することを特徴とする光導波路
    の作製方法。 2、該有機化合物として単結晶性モノマーを用い、モノ
    マー単結晶を成長させる工程の後、該モノマー単結晶を
    重合させてポリマー結晶とする特許請求の範囲第1項記
    載の光導波路の作製方法。
JP19206585A 1985-09-02 1985-09-02 有機結晶を用いた光導波路の作製方法 Pending JPS6252505A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0398026A (ja) * 1989-09-11 1991-04-23 Rikagaku Kenkyusho 有機非線形光学材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0398026A (ja) * 1989-09-11 1991-04-23 Rikagaku Kenkyusho 有機非線形光学材料
JPH0670697B2 (ja) * 1989-09-11 1994-09-07 理化学研究所 有機非線形光学材料

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