JPS63212906A - 埋込み平板導波素子の作製法 - Google Patents
埋込み平板導波素子の作製法Info
- Publication number
- JPS63212906A JPS63212906A JP62046477A JP4647787A JPS63212906A JP S63212906 A JPS63212906 A JP S63212906A JP 62046477 A JP62046477 A JP 62046477A JP 4647787 A JP4647787 A JP 4647787A JP S63212906 A JPS63212906 A JP S63212906A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- glass body
- refractive index
- ions
- glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 119
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 73
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 17
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 Na+ Chemical class 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02B6/1345—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using ion exchange
-
- 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
- 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
- C03C21/005—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 to introduce in the glass such metals or metallic ions as Ag, Cu
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、光通信分野等で光の分岐、結合などに利用さ
れる埋込み平板導波素子の作製法に関するものである。
れる埋込み平板導波素子の作製法に関するものである。
［従来の技術］
同一基板上に高屈折イオンを拡散移入させて導波路やレ
ンズを形成する光導波路型の光回路は、小さなレンズ、
プリズム或いは光ファイバーと組合せて作製するマイク
ロオプティクス型の光回路と比較して、同一基板上に形
成するので位置合せが不要であり、しかも振動に対して
強いなどの利点が有り、応用範囲も広がりつつある。こ
れら光導波型回路の１つとして、例えば、に、サノ（Ｓ
ａｎｏ）等によって第４回微小光学に関する国際会議（
４ｔｈ Ｔｌ）ＯｉＣａｌ Ｈｌｔｉｎｏ ０ｎ Ｇｒ
ａｄｉｅｎｔ ＩｎｄｅｘＯｐｔｉｃａｌ ｌ５ａＯ
ｉｎａ Ｓｙｓｔｅｍｓ ） ［、＋ｕｌｙ
４〜５（１９８３）、にｏｂｅｌ テ発表すレタヨ
ウナ１、平板型導波路（スラブ導波路）を用いた分岐回
路がある。これは、第５図に示す様に埋込み平板導波素
子３の上表面近くに、平板型導波路４を形成し、この導
波路４の両端に７フイバーアレイ５及び６を配設するこ
とにより、１本の光ファイバーより出射された光信号を
他端の複数の光ファイバーに分配することができる構造
になっている。従来この平板導波素子３の作製法は、安
定なガラスが出来るＮａ＋やに＋等のアルカリイオンを
多量に含有する板状ガラス体を作製し、この板状ガラス
体の４側面及び底面を公知の手法によって金Ｂ’？ｉｆ
Ｊ膜を形成してマスキングし、これをＡｑ＋、■１＋、
Ｌｌ 等の高屈折率を生じるイオンの化合物を含有する
溶融塩中に浸漬して、板状ガラス体中に高屈折率を生じ
るイオンを拡散移入する第１工程と、該第１工程後の板
状ガラス体を、Ｎａ”、Ｋ＋等の低屈折率を生じるイオ
ンの化合物を含有する溶融塩に浸漬することによって、
板状ガラス体の周辺部で低屈折率を生じるイオンと高屈
折率を生じるイオンとをイオン交換する第２工程とを場
合により電界を印加しながら順次実施することにより、
導波路の中心部で屈折率が高く、導波路の中心部から周
辺部に行くに従って次第に屈折率が減少する埋込み平板
導波素子を得るものである。上述のこの２工程法を第６
図のイオン濃度分布の経時変化説明図を参照しながら更
に説明すると、第６図（Ａ）に示されたように、ガラス
体表面から厚みｄｏに亘って均一なアルカリイオン濃度
７ａを有する出発板状ガラス体をその４側面及び底面を
マ含有する溶融塩中に浸漬すると、ガラス体の上表面か
ら所定の深さまでの範囲においてアルカリイオンと高屈
折率を生じるイオンとがイオン交換して、第６図（Ｂ）
に示されるように、ガラス体の上表面から深さ方向に向
かってアルカリイオン濃度がＢａ、高屈折率を生じるイ
オン濃度が８ｂの如く変化する板状ガラス体が得られ（
第１工程）、次いで該板状ガラス体を低屈折率を生じる
イオンの化合物を含有する溶融塩中に浸漬すると、ガラ
ス体の上表面近傍において高屈折率を生じるイオンと低
屈折率を生じるイオンとがイオン交換して、第６図（Ｃ
）に示されるように、ガラス体の上表面から深さ方向に
向かってアルカリイオン濃度が９８、高屈折率を生じる
イオン濃度が９ｂ、低屈折率を生じるイオン１１１１が
９Ｃの如く変化し、その結果、ガラス体の表面から所定
の深さにおける屈折率が最大で、この深さから周辺部に
行くに従って次第に屈折率が減少する屈折率分布型ガラ
ス体からなる埋込み平板導波素子が得られるものでしか
しながら、従来の埋込み平板導波素子の作製法では、通
常のイオン交換法と比較して、板状ガラス体中に高屈折
率を生じるイオンを拡散移入する第１工程と、さらに該
高屈折率を生じるイオンを低屈折率を生じるイオンとイ
オン交換する第２工程の２つの工程を必要とする点で、
゛工程が複雑になる欠点がある。
ンズを形成する光導波路型の光回路は、小さなレンズ、
プリズム或いは光ファイバーと組合せて作製するマイク
ロオプティクス型の光回路と比較して、同一基板上に形
成するので位置合せが不要であり、しかも振動に対して
強いなどの利点が有り、応用範囲も広がりつつある。こ
れら光導波型回路の１つとして、例えば、に、サノ（Ｓ
ａｎｏ）等によって第４回微小光学に関する国際会議（
４ｔｈ Ｔｌ）ＯｉＣａｌ Ｈｌｔｉｎｏ ０ｎ Ｇｒ
ａｄｉｅｎｔ ＩｎｄｅｘＯｐｔｉｃａｌ ｌ５ａＯ
ｉｎａ Ｓｙｓｔｅｍｓ ） ［、＋ｕｌｙ
４〜５（１９８３）、にｏｂｅｌ テ発表すレタヨ
ウナ１、平板型導波路（スラブ導波路）を用いた分岐回
路がある。これは、第５図に示す様に埋込み平板導波素
子３の上表面近くに、平板型導波路４を形成し、この導
波路４の両端に７フイバーアレイ５及び６を配設するこ
とにより、１本の光ファイバーより出射された光信号を
他端の複数の光ファイバーに分配することができる構造
になっている。従来この平板導波素子３の作製法は、安
定なガラスが出来るＮａ＋やに＋等のアルカリイオンを
多量に含有する板状ガラス体を作製し、この板状ガラス
体の４側面及び底面を公知の手法によって金Ｂ’？ｉｆ
Ｊ膜を形成してマスキングし、これをＡｑ＋、■１＋、
Ｌｌ 等の高屈折率を生じるイオンの化合物を含有する
溶融塩中に浸漬して、板状ガラス体中に高屈折率を生じ
るイオンを拡散移入する第１工程と、該第１工程後の板
状ガラス体を、Ｎａ”、Ｋ＋等の低屈折率を生じるイオ
ンの化合物を含有する溶融塩に浸漬することによって、
板状ガラス体の周辺部で低屈折率を生じるイオンと高屈
折率を生じるイオンとをイオン交換する第２工程とを場
合により電界を印加しながら順次実施することにより、
導波路の中心部で屈折率が高く、導波路の中心部から周
辺部に行くに従って次第に屈折率が減少する埋込み平板
導波素子を得るものである。上述のこの２工程法を第６
図のイオン濃度分布の経時変化説明図を参照しながら更
に説明すると、第６図（Ａ）に示されたように、ガラス
体表面から厚みｄｏに亘って均一なアルカリイオン濃度
７ａを有する出発板状ガラス体をその４側面及び底面を
マ含有する溶融塩中に浸漬すると、ガラス体の上表面か
ら所定の深さまでの範囲においてアルカリイオンと高屈
折率を生じるイオンとがイオン交換して、第６図（Ｂ）
に示されるように、ガラス体の上表面から深さ方向に向
かってアルカリイオン濃度がＢａ、高屈折率を生じるイ
オン濃度が８ｂの如く変化する板状ガラス体が得られ（
第１工程）、次いで該板状ガラス体を低屈折率を生じる
イオンの化合物を含有する溶融塩中に浸漬すると、ガラ
ス体の上表面近傍において高屈折率を生じるイオンと低
屈折率を生じるイオンとがイオン交換して、第６図（Ｃ
）に示されるように、ガラス体の上表面から深さ方向に
向かってアルカリイオン濃度が９８、高屈折率を生じる
イオン濃度が９ｂ、低屈折率を生じるイオン１１１１が
９Ｃの如く変化し、その結果、ガラス体の表面から所定
の深さにおける屈折率が最大で、この深さから周辺部に
行くに従って次第に屈折率が減少する屈折率分布型ガラ
ス体からなる埋込み平板導波素子が得られるものでしか
しながら、従来の埋込み平板導波素子の作製法では、通
常のイオン交換法と比較して、板状ガラス体中に高屈折
率を生じるイオンを拡散移入する第１工程と、さらに該
高屈折率を生じるイオンを低屈折率を生じるイオンとイ
オン交換する第２工程の２つの工程を必要とする点で、
゛工程が複雑になる欠点がある。
従って本発明の目的は、高屈折率を生じるイオンを多量
にガラス中に安定に含有させ、ガラス体の中心部と周辺
部との屈折率差が大きくできるという拡散移入法の特徴
を保持し、しかもその欠点である工程数の多さを除去し
て、通常のイオン交換法と同様に一度の溶融塩中の処理
で埋込み平板導波素子を作製することが可能な方法を提
供するものである。
にガラス中に安定に含有させ、ガラス体の中心部と周辺
部との屈折率差が大きくできるという拡散移入法の特徴
を保持し、しかもその欠点である工程数の多さを除去し
て、通常のイオン交換法と同様に一度の溶融塩中の処理
で埋込み平板導波素子を作製することが可能な方法を提
供するものである。
［問題点を解決するための手段］
上述の目的を達成すべく鋭意検討を加えた結果、ガラス
体に含まれるイオン交換可能なイオン［Ｉ］よりも高屈
折率を生じ、しかもガラス体中にイオン拡散が可能なイ
オン［Ｉ［］の化合物を含む溶融塩中にガラス体を浸漬
し、ガラス体中に含まれるイオン［Ｉ］と溶融塩中に含
まれるイオン［ＩＩ］とをイオン交換してイオン［ＩＩ
］をガラス体中に拡散移入するに際して、前記のイオン
［ＩＩ］の化合物を含む溶融塩中にイオン［Ｉ］よりも
低屈折率を生じ、しかも拡散移入速度の小さいイオン［
Ｉ１１］の化合物を添加することにより、ガラス体の表
面から所定の深さにおける屈折率が最大で、この深さか
ら周辺部に行くに従って屈折率が次第に減少する屈折率
分布型ガラス体からなる埋込み平板導波素子が一つの工
程で得られることを見い出し、本発明を完成させた。
体に含まれるイオン交換可能なイオン［Ｉ］よりも高屈
折率を生じ、しかもガラス体中にイオン拡散が可能なイ
オン［Ｉ［］の化合物を含む溶融塩中にガラス体を浸漬
し、ガラス体中に含まれるイオン［Ｉ］と溶融塩中に含
まれるイオン［ＩＩ］とをイオン交換してイオン［ＩＩ
］をガラス体中に拡散移入するに際して、前記のイオン
［ＩＩ］の化合物を含む溶融塩中にイオン［Ｉ］よりも
低屈折率を生じ、しかも拡散移入速度の小さいイオン［
Ｉ１１］の化合物を添加することにより、ガラス体の表
面から所定の深さにおける屈折率が最大で、この深さか
ら周辺部に行くに従って屈折率が次第に減少する屈折率
分布型ガラス体からなる埋込み平板導波素子が一つの工
程で得られることを見い出し、本発明を完成させた。
従って本発明は、ガラス体に含まれるイオン交換可能な
イオン［Ｉ］よりも高屈折率を生じ、しかもガラス体中
にイオン拡散が可能なイオン［ｎ］の化合物とともに、
イオン［Ｉ［］よりも低屈折率を生じ、しかも拡散移入
速度の小さいイオン［Ｉ［［］の化合物を含む溶融塩中
にガラス体を浸漬してイオン交換し、ガラス体の表面か
ら所定の深さにおける屈折率が最大で、この深さから周
辺部に向って屈折率が次第に減少する屈折率分布型ガラ
ス体からなる埋込み平板導波素子を得ることを特徴とす
る埋込み平板導波素子の作製法である。
イオン［Ｉ］よりも高屈折率を生じ、しかもガラス体中
にイオン拡散が可能なイオン［ｎ］の化合物とともに、
イオン［Ｉ［］よりも低屈折率を生じ、しかも拡散移入
速度の小さいイオン［Ｉ［［］の化合物を含む溶融塩中
にガラス体を浸漬してイオン交換し、ガラス体の表面か
ら所定の深さにおける屈折率が最大で、この深さから周
辺部に向って屈折率が次第に減少する屈折率分布型ガラ
ス体からなる埋込み平板導波素子を得ることを特徴とす
る埋込み平板導波素子の作製法である。
本発明の好ましい実施の態様を列挙すると下記の通りで
ある。
ある。
（ｉ） ガラス体に含まれるイオン交換可能なイオン
［Ｉ］がＮａ”、Ｋ 、Ｌｉ＋等（７） ７ ＪＬ／
’ｊＪリイオンである。
［Ｉ］がＮａ”、Ｋ 、Ｌｉ＋等（７） ７ ＪＬ／
’ｊＪリイオンである。
（ｉｉ） 高屈折率を生じ、しかもガラス体中に一イ
オン拡散が可能なイオン［ＩＩ］として、Ａｑ＋を用い
る。
オン拡散が可能なイオン［ＩＩ］として、Ａｑ＋を用い
る。
（ｉｉｉ）上記（ｉｉ）の場合において、低屈折率を生
じ、しかも拡散移入速度の小さいイオン［Ｉ［Ｉ］と２
＋ ２＋ ２÷ して、２価イオン（Ｍｇ 、Ｃａ 、１３ａ 。
じ、しかも拡散移入速度の小さいイオン［Ｉ［Ｉ］と２
＋ ２＋ ２÷ して、２価イオン（Ｍｇ 、Ｃａ 、１３ａ 。
２＋ ２＋ ２４ ２４Ｃｄ 、Ｓ
ｒ 、Ｐｂ 、Ｚｎ 等なかんず２＋２＋ ＜Ｓｒ 、Ｐｂ ）又は当該ガラス体中のイオン［
Ｉ］と同−又は異なるアルカリイオン（Ｎａ 、Ｋ
、Ｌ＋ 、Ｃｓ 等なかんず＜Ｋ 、Ｃｓ”
）を用いる。
ｒ 、Ｐｂ 、Ｚｎ 等なかんず２＋２＋ ＜Ｓｒ 、Ｐｂ ）又は当該ガラス体中のイオン［
Ｉ］と同−又は異なるアルカリイオン（Ｎａ 、Ｋ
、Ｌ＋ 、Ｃｓ 等なかんず＜Ｋ 、Ｃｓ”
）を用いる。
（ｉｖ） イオン［Ｉ１としてＴｌ“を用いる。
（Ｖ） 上記（ｉｖ）の場合においてイオン［Ｉ］と
し２＋ ２＋ ２÷で、２ｉ
１ｉイオン（Ｍａ 、Ｃａ 、Ｂａ 。
し２＋ ２＋ ２÷で、２ｉ
１ｉイオン（Ｍａ 、Ｃａ 、Ｂａ 。
２＋ ２４ ２＋ ’ｌ＋Ｃｄ 、
Ｓｒ 、Ｐｂ 、Ｚｎ 等）を用いる。
Ｓｒ 、Ｐｂ 、Ｚｎ 等）を用いる。
（ｖｉ） 溶融塩が硝酸塩、硫酸塩、塩化物、炭酸化
合物等なかんずく硝酸塩である。
合物等なかんずく硝酸塩である。
（ｖｉｉ）イオン［Ｉ］がアルカリイオンであり、イオ
ン［ＩＩＩ］がアルカリイオンである。
ン［ＩＩＩ］がアルカリイオンである。
（ｖｉｉｉ）上記（ｖｉｉ）の場合において、２種のア
ルカリイオンが同一である。
ルカリイオンが同一である。
（ｉｘ） 上記（ｖｉｉ）の場合において、イオン［
Ｉ］のアルカリイオンがＮａ＋であり、イオン［Ｉ１Ｆ
のアルカリイオンかに＋やＣ８＋である。
Ｉ］のアルカリイオンがＮａ＋であり、イオン［Ｉ１Ｆ
のアルカリイオンかに＋やＣ８＋である。
以下、図面に基づいて本発明を詳説する。
第１図は厚みｄ。の板状ガラス体（形状は第２図（Ａ）
に示されたような直方体状のもの）を出発ガラス体とし
て用いて本発明の方法を実施した場合におけるイオン濃
度分布の経時変化を示したものである。
に示されたような直方体状のもの）を出発ガラス体とし
て用いて本発明の方法を実施した場合におけるイオン濃
度分布の経時変化を示したものである。
初めにイオン［Ｉ］を多量に含有する板状ガラス体を溶
解法により製造し、これを本発明において出発ガラス体
として用いる。この出発ガラス体中のイオン［Ｉ］の濃
度は同図（Ａ）の点線１ａで示すようにガラス体の表面
から厚みｄ。に亘って均一である。
解法により製造し、これを本発明において出発ガラス体
として用いる。この出発ガラス体中のイオン［Ｉ］の濃
度は同図（Ａ）の点線１ａで示すようにガラス体の表面
から厚みｄ。に亘って均一である。
この厚みｄ。の板状ガラス体の４側面及び底面を所定の
手法によって金属薄膜を形成してマスキ′ングし、４側
面及び底面におけるイオン交換を行なわずに、上表面の
みでイオン交換を行ない、第２図（Ａ）に示すように平
板導波路４が板状ガラス体の上表面の近傍に存在する埋
込み平板導波素子３の作製例を以下に述べるが、上記し
たマスキングは任意であり、マスキングを行なわずに本
発明の方法を実施できることはもちろんである（なお、
マスキングを行なわない本発明の方法の具体例は後掲の
実施例２に記載されている）。
手法によって金属薄膜を形成してマスキ′ングし、４側
面及び底面におけるイオン交換を行なわずに、上表面の
みでイオン交換を行ない、第２図（Ａ）に示すように平
板導波路４が板状ガラス体の上表面の近傍に存在する埋
込み平板導波素子３の作製例を以下に述べるが、上記し
たマスキングは任意であり、マスキングを行なわずに本
発明の方法を実施できることはもちろんである（なお、
マスキングを行なわない本発明の方法の具体例は後掲の
実施例２に記載されている）。
従来技術の２工程において、高屈折率を生じ、しかも拡
散移入速度の大きいイオン［ＩＩ］の化合物を含有する
溶融塩を容器に入れた後、板状ガラス体を浸漬して、ガ
ラスの転移温度付近の温度でイオン交換処理すると（第
１工程）、ガラス中のイオン［Ｉ］と溶融塩中のイオン
［ＩＩ］との間でイオン交換反応が起り、適当な時間を
とれば、板状ガラス体の表面から深さ方向に向けて第６
図（Ｂ）の８ｂに示す様なイオン［Ｉ［］の濃濃度布を
有する板状ガラス体が得られ、該板状ガラス体から埋込
み平板導波素子を得るには低屈折率を生じるイオン［Ｉ
１１１を含む溶融塩中で浸漬する第２工程が必要となる
が、本発明の方法においては、溶融塩中にイオン［Ｉ］
ばかりでなく、イオン［Ｉ［］よりも低屈折率を生じ、
しかも拡散移入速度の小さいイオン［■］、例えば出発
ガラス体に含まれるアルカリイオンとは異なるアルカリ
イオン（例えば前者のアルカリイオンがＮａ＋の場合に
は後者のアルカリイオンはに＋あるいはｃｓ＋が好まし
い）をその化合物、例えば硫酸塩、硝酸塩、塩化物、炭
酸化合物などの形で添加しておくことから、溶融塩中で
根状ガラス体をイオン交換処理する過程でイオン［ＩＩ
］とイオン［ＩＩのイオン交換反応が起ると同時に、こ
の反応よりも遅れて、イオン［■コとイオン［ＩＩある
いはイオン［Ｉ［ＩＩとすでに拡散移入したイオン［Ｉ
Ｉとの間でイオン交換反応が起り、第１図（Ｂ）に示す
様にガラス体の上表面から深さ方向に向けて急激に増加
して所定の深さでピークとなり、以後深さ方向に漸減す
るイオン［ｎｌｌｌｆｆ分布２ｂとガラス体の上表面で
高く、以後深さ方向に急激に減少するイオン［ｌｌＮ１
度分布２Ｃとを有する屈折率分布型ガラス体からなる埋
込み平板導波素子を一工程で作製することができる（こ
こで、２ａは、埋込み平板導波素子中に残存するイオン
［Ｉ１のＩｒ！１分布である）。この結果、第２図（Ｂ
）に示すように、屈折率が板状ガラス体の上表面から深
さ方向に向かって、急激に増加して所定の深さでピーク
となり、以後深さ方向に漸減する埋込み平板導波素子が
得られる。第２図（Ａ）に示すように、この埋込み平板
導波素子３は、板状ガラス体の上表面の近傍に平板導波
路４を有するものである。
散移入速度の大きいイオン［ＩＩ］の化合物を含有する
溶融塩を容器に入れた後、板状ガラス体を浸漬して、ガ
ラスの転移温度付近の温度でイオン交換処理すると（第
１工程）、ガラス中のイオン［Ｉ］と溶融塩中のイオン
［ＩＩ］との間でイオン交換反応が起り、適当な時間を
とれば、板状ガラス体の表面から深さ方向に向けて第６
図（Ｂ）の８ｂに示す様なイオン［Ｉ［］の濃濃度布を
有する板状ガラス体が得られ、該板状ガラス体から埋込
み平板導波素子を得るには低屈折率を生じるイオン［Ｉ
１１１を含む溶融塩中で浸漬する第２工程が必要となる
が、本発明の方法においては、溶融塩中にイオン［Ｉ］
ばかりでなく、イオン［Ｉ［］よりも低屈折率を生じ、
しかも拡散移入速度の小さいイオン［■］、例えば出発
ガラス体に含まれるアルカリイオンとは異なるアルカリ
イオン（例えば前者のアルカリイオンがＮａ＋の場合に
は後者のアルカリイオンはに＋あるいはｃｓ＋が好まし
い）をその化合物、例えば硫酸塩、硝酸塩、塩化物、炭
酸化合物などの形で添加しておくことから、溶融塩中で
根状ガラス体をイオン交換処理する過程でイオン［ＩＩ
］とイオン［ＩＩのイオン交換反応が起ると同時に、こ
の反応よりも遅れて、イオン［■コとイオン［ＩＩある
いはイオン［Ｉ［ＩＩとすでに拡散移入したイオン［Ｉ
Ｉとの間でイオン交換反応が起り、第１図（Ｂ）に示す
様にガラス体の上表面から深さ方向に向けて急激に増加
して所定の深さでピークとなり、以後深さ方向に漸減す
るイオン［ｎｌｌｌｆｆ分布２ｂとガラス体の上表面で
高く、以後深さ方向に急激に減少するイオン［ｌｌＮ１
度分布２Ｃとを有する屈折率分布型ガラス体からなる埋
込み平板導波素子を一工程で作製することができる（こ
こで、２ａは、埋込み平板導波素子中に残存するイオン
［Ｉ１のＩｒ！１分布である）。この結果、第２図（Ｂ
）に示すように、屈折率が板状ガラス体の上表面から深
さ方向に向かって、急激に増加して所定の深さでピーク
となり、以後深さ方向に漸減する埋込み平板導波素子が
得られる。第２図（Ａ）に示すように、この埋込み平板
導波素子３は、板状ガラス体の上表面の近傍に平板導波
路４を有するものである。
なお、上で板状ガラス中のアルカリイオンと溶液塩中の
アルカリイオンが異なる場合について説明したが、本発
明の方法において、溶融塩中に含有されるイオン［ＩＩ
［］は、出発ガラス体中にすでに含有されているイオン
と同一であっても、まったく支障はなく、化学平衡に基
いてガラス中に拡散移入し得る様に溶融塩中に含有され
るイオンの墨を調節すれば良い。
アルカリイオンが異なる場合について説明したが、本発
明の方法において、溶融塩中に含有されるイオン［ＩＩ
［］は、出発ガラス体中にすでに含有されているイオン
と同一であっても、まったく支障はなく、化学平衡に基
いてガラス中に拡散移入し得る様に溶融塩中に含有され
るイオンの墨を調節すれば良い。
し実施例］
以下、実施例により本発明を更に説明する。
実施例１
４０ｇ＋ｏｚ％のＮａ２Ｏと１０ｍｏｚ％のＳｒＯとを
含有するリンｌ！ｉ塩系ガラス（ガラス転移温度＝５１
０℃）から成る厚さ５ ｔｍ ％巾２ ｍｓ 、長さ５
０履の板状ガラス体を出発ガラス体として用いた。
含有するリンｌ！ｉ塩系ガラス（ガラス転移温度＝５１
０℃）から成る厚さ５ ｔｍ ％巾２ ｍｓ 、長さ５
０履の板状ガラス体を出発ガラス体として用いた。
この板状ガラス体中のＮａ２￥さ方向の濃度分布は第３
図（Ａ）の直線１０ａで示されるように４０１１ＩＯ１
％で均一であった。同様に、ＳｒＯの濃度分布も、直線
１０Ｃで示される如＜ １０１ｏｚ％で均一であった。
図（Ａ）の直線１０ａで示されるように４０１１ＩＯ１
％で均一であった。同様に、ＳｒＯの濃度分布も、直線
１０Ｃで示される如＜ １０１ｏｚ％で均一であった。
この板状ガラス体の上面を除く底面と４側面を耐酸性及
び耐アルカリ性ともに良好なＴｉ膜を真空蒸着法にて付
着させてマスキングした。この板状ガラス体をガラスの
歪点〜転移温度付近く４３５℃）で、５ｗｔ％ＡｇＮＯ
３，２０ｗｔ％Ｓｒ （ＮＯ３）２．７５ｗｔ％Ｃ９Ｎ
Ｏ３からなる溶融塩中に浸漬し、２時間保持したところ
、第３図（Ｂ）に示す如く、ＡＱ＋は板状ガラス体上表
面から、およそ１００μ園の深さまで拡散し、へ〇２０
１１度は、ガラス体上表面で３０１０ｔ％深さ方向に向
かって最大で４０ ｍｏｚ％（このときの深さ約１０μ
ｌ１１）、以後漸次減少して、深さ１００ＬＩＩｌｌ付
近でほぼＱ１１％となる濃度分布１１ｂが得られた。
び耐アルカリ性ともに良好なＴｉ膜を真空蒸着法にて付
着させてマスキングした。この板状ガラス体をガラスの
歪点〜転移温度付近く４３５℃）で、５ｗｔ％ＡｇＮＯ
３，２０ｗｔ％Ｓｒ （ＮＯ３）２．７５ｗｔ％Ｃ９Ｎ
Ｏ３からなる溶融塩中に浸漬し、２時間保持したところ
、第３図（Ｂ）に示す如く、ＡＱ＋は板状ガラス体上表
面から、およそ１００μ園の深さまで拡散し、へ〇２０
１１度は、ガラス体上表面で３０１０ｔ％深さ方向に向
かって最大で４０ ｍｏｚ％（このときの深さ約１０μ
ｌ１１）、以後漸次減少して、深さ１００ＬＩＩｌｌ付
近でほぼＱ１１％となる濃度分布１１ｂが得られた。
一方、Ｓｒ２＋はＡＱ＋よりも拡散移入速度が小さい為
に板状ガラス体の上表面から深さ１０μｍまで拡散し、
ＳｒＯの濃度は、上表面において２０ｇ＋ｏｊ％である
が、深さ１０μＩ付近で急に減少し、以後深さ方向に向
かって１０ｍｏ１％で一定となるＩｌ１分布１１Ｃが得
られた。また、Ｃ８“はＳｒ２＋Ｊｌ：りも更に拡散移
入速度が小さいために、２時間では、実質的に、イオン
交換は、はとんど行われなかった。また、板状ガラス体
の上表面から約１０μｌの深ざまでのＮａ＋は、はぼ△
ｑ＋とＳｒ２＋＆で置換され、実質的にゼロとなった（
図中曲線１１ａはＮａ２Ｏの濃度分布を示す）。
に板状ガラス体の上表面から深さ１０μｍまで拡散し、
ＳｒＯの濃度は、上表面において２０ｇ＋ｏｊ％である
が、深さ１０μＩ付近で急に減少し、以後深さ方向に向
かって１０ｍｏ１％で一定となるＩｌ１分布１１Ｃが得
られた。また、Ｃ８“はＳｒ２＋Ｊｌ：りも更に拡散移
入速度が小さいために、２時間では、実質的に、イオン
交換は、はとんど行われなかった。また、板状ガラス体
の上表面から約１０μｌの深ざまでのＮａ＋は、はぼ△
ｑ＋とＳｒ２＋＆で置換され、実質的にゼロとなった（
図中曲線１１ａはＮａ２Ｏの濃度分布を示す）。
こうして得られた埋込み平板導波素子は、屈折率が導波
路中心部（ガラス体の上表面から深さ１０μｍの所）で
１．８８で、表面近傍に屈折率１．８０の低屈折率層が
形成されたものである。
路中心部（ガラス体の上表面から深さ１０μｍの所）で
１．８８で、表面近傍に屈折率１．８０の低屈折率層が
形成されたものである。
また導波路中心部からさらに深い方向に向かって屈折率
は減少し、深さ１００μｍの位置での屈折率は１．６８
となった。
は減少し、深さ１００μｍの位置での屈折率は１．６８
となった。
実施例２
実施例１と同一のリン酸塩ガラスから成る厚さ５姻、巾
４２＃、長さ５０ｍの板状ガラス体を出発ガラス体とし
て用い、該板状ガラス体をマスキングを行なうことなく
、実施例１と同様の溶融塩中に、同一温度で同一時間浸
漬した。得られたガラス体は深さ方向に向かって実施例
１と同様な屈折率分布を持ち、第４図（Ａ＞に示す如く
、表面近傍に低屈折率層１２、次いで高屈折率層１３、
次いで低屈折率層１４を有する。こうして得られた板状
ガラス体を破線の如く切断し、切断面を研削、研磨を行
ない同図（Ｂ）に示す如く厚さ２１ｍ１＋１［発明の効
果］ 以上詳述したように、本発明によれば、高屈折率を生じ
るイオンを多量にガラス体中に安定に含有し、導波路中
心部と周辺部との屈折率差が大きな屈折率分布を有する
埋込み平板導波素子を１回の溶融塩中の処理で作製する
ことができる。
４２＃、長さ５０ｍの板状ガラス体を出発ガラス体とし
て用い、該板状ガラス体をマスキングを行なうことなく
、実施例１と同様の溶融塩中に、同一温度で同一時間浸
漬した。得られたガラス体は深さ方向に向かって実施例
１と同様な屈折率分布を持ち、第４図（Ａ＞に示す如く
、表面近傍に低屈折率層１２、次いで高屈折率層１３、
次いで低屈折率層１４を有する。こうして得られた板状
ガラス体を破線の如く切断し、切断面を研削、研磨を行
ない同図（Ｂ）に示す如く厚さ２１ｍ１＋１［発明の効
果］ 以上詳述したように、本発明によれば、高屈折率を生じ
るイオンを多量にガラス体中に安定に含有し、導波路中
心部と周辺部との屈折率差が大きな屈折率分布を有する
埋込み平板導波素子を１回の溶融塩中の処理で作製する
ことができる。
第１図は、本発明の方法を実施した場合における板状ガ
ラス体中のイオン濃度分布の経時変化を示す説明図、 第２図は、本発明の方法によって得られた埋込み平板導
波素子の斜視図と屈折率分布説明図、第３図は、実施例
１における板状ガラス体中のイオン濃度分布の経時変化
を示す説明図、第４図は、実施例２により得られた屈折
率分布を有する板状ガラス体と、該板状ガラス体から得
られた埋込み平板導波素子の説咀図、 第５図は・、埋込み平板導波素子の使用状態を示す説明
図、 第６図は、従来技術の２工程法における板状ガラス体中
のイオン濃度分布の経時変化を示す説明図で ある。 １ａ、２ａ、７ａ、８ａ。 ９ａ、１０ａ、１１ａ＝・イオン［Ｉ１のａ度分布曲線 ２ｋ）、８ｂ、９ｂ、１１ｂ・・・イオン［Ｉ［］の濃
度分布曲線 ２ｃ、９ｃ、１１ｃ・・・イオン［Ｉ１１］の濃度分布
曲線 ３・・・埋込み平板導波素子 ４・・・平板導波路 ５．６・・・光フアイバーアレイ １’２．１４・・・低屈折率層 １３・・・高屈折率層
ラス体中のイオン濃度分布の経時変化を示す説明図、 第２図は、本発明の方法によって得られた埋込み平板導
波素子の斜視図と屈折率分布説明図、第３図は、実施例
１における板状ガラス体中のイオン濃度分布の経時変化
を示す説明図、第４図は、実施例２により得られた屈折
率分布を有する板状ガラス体と、該板状ガラス体から得
られた埋込み平板導波素子の説咀図、 第５図は・、埋込み平板導波素子の使用状態を示す説明
図、 第６図は、従来技術の２工程法における板状ガラス体中
のイオン濃度分布の経時変化を示す説明図で ある。 １ａ、２ａ、７ａ、８ａ。 ９ａ、１０ａ、１１ａ＝・イオン［Ｉ１のａ度分布曲線 ２ｋ）、８ｂ、９ｂ、１１ｂ・・・イオン［Ｉ［］の濃
度分布曲線 ２ｃ、９ｃ、１１ｃ・・・イオン［Ｉ１１］の濃度分布
曲線 ３・・・埋込み平板導波素子 ４・・・平板導波路 ５．６・・・光フアイバーアレイ １’２．１４・・・低屈折率層 １３・・・高屈折率層
Claims (1)
- （１）ガラス体に含まれるイオン交換可能なイオン［
I ］よりも高屈折率を生じ、しかもガラス体中にイオン
拡散が可能なイオン［II］の化合物とともに、イオン［
II］よりも低屈折率を生じ、しかも拡散移入速度の小さ
いイオン［III］の化合物を含む溶融塩中にガラス体を
浸漬してイオン交換し、ガラス体の表面から所定の深さ
における屈折率が最大で、この深さから周辺部に向って
屈折率が次第に減少する屈折率分布型ガラス体からなる
埋込み平板導波素子を得ることを特徴とする埋込み平板
導波素子の作製法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62046477A JPS63212906A (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 埋込み平板導波素子の作製法 |
| US07/617,268 US5078772A (en) | 1987-02-28 | 1990-11-23 | Process for producing buried waveguide device |
| US07/766,066 US5125944A (en) | 1987-02-28 | 1991-09-27 | Process for producing buried wave guide device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62046477A JPS63212906A (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 埋込み平板導波素子の作製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63212906A true JPS63212906A (ja) | 1988-09-05 |
Family
ID=12748273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62046477A Pending JPS63212906A (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 埋込み平板導波素子の作製法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5078772A (ja) |
| JP (1) | JPS63212906A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4203368A1 (de) * | 1992-02-06 | 1993-08-12 | Bodenseewerk Geraetetech | Integrierter optischer wellenleiter mit w-profil und verfahren zu seiner herstellung |
| US5491708A (en) * | 1993-02-01 | 1996-02-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Integrated optic laser |
| US5475528A (en) * | 1994-03-25 | 1995-12-12 | Corning Incorporated | Optical signal amplifier glasses |
| DE10309826B4 (de) * | 2003-03-05 | 2009-11-12 | Schott Ag | Verfahren zum Strukturieren von Phosphatgläsern durch zerstörungsfreien Ionenaustausch, strukturierte Phosphatgläser und deren Verwendung |
| US8973401B2 (en) | 2010-08-06 | 2015-03-10 | Corning Incorporated | Coated, antimicrobial, chemically strengthened glass and method of making |
| US9512035B2 (en) | 2013-06-17 | 2016-12-06 | Corning Incorporated | Antimicrobial glass articles with improved strength and methods of making and using same |
| EP3105195A1 (en) | 2014-02-13 | 2016-12-21 | Corning Incorporated | Glass with enhanced strength and antimicrobial properties, and method of making same |
| US9840438B2 (en) | 2014-04-25 | 2017-12-12 | Corning Incorporated | Antimicrobial article with functional coating and methods for making the antimicrobial article |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD222586A1 (de) * | 1984-03-12 | 1985-05-22 | Univ Schiller Jena | Verfahren zur herstellung von optisch inhomogenen medien |
| JPS61132541A (ja) * | 1984-11-29 | 1986-06-20 | Hoya Corp | 屈折率分布型レンズの調整法 |
| US4756733A (en) * | 1986-04-14 | 1988-07-12 | The University Of Rochester | Method and composition for creating gradient-index glass |
-
1987
- 1987-02-28 JP JP62046477A patent/JPS63212906A/ja active Pending
-
1990
- 1990-11-23 US US07/617,268 patent/US5078772A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-27 US US07/766,066 patent/US5125944A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5078772A (en) | 1992-01-07 |
| US5125944A (en) | 1992-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4952037A (en) | Plate microlens and method for manufacturing the same | |
| US6769274B2 (en) | Method of manufacturing a planar waveguide using ion exchange method | |
| CA1101252A (en) | Optical transmission system and a coupling element for the optical transmission system, and a lens suitable for the coupling element | |
| US3923486A (en) | Method of producing light-conducting glass structure | |
| JPH0466828B2 (ja) | ||
| JPS63212906A (ja) | 埋込み平板導波素子の作製法 | |
| US3888648A (en) | Method for forming an optical wave guide coupler | |
| US5160360A (en) | Process for producing low-loss embedded waveguide | |
| JPS638239A (ja) | 発散性光伝送体の製造方法 | |
| JPS6333706A (ja) | フアイバ型光波回路素子及びその製造方法 | |
| JPH0729800B2 (ja) | 光学ガラス体の製造方法 | |
| JPH0462644B2 (ja) | ||
| JPS6057302A (ja) | 埋め込み型光導波回路の製造方法 | |
| US5139557A (en) | Method of performing an ion exchange of optical glass | |
| JPS6385506A (ja) | 中赤外スペクトル用光導波路の製造方法 | |
| JPH0442641B2 (ja) | ||
| JPS58209709A (ja) | 多モ−ド光フアイバ−用スタ−カプラ及びその製造方法 | |
| JPS63190732A (ja) | 屈折率分布型ガラス体の作製法 | |
| JPH0353263B2 (ja) | ||
| JPH05313032A (ja) | 光導波路の作製方法 | |
| JPH0350241B2 (ja) | ||
| JPS62106401A (ja) | 屈折率分布型レンズ及びその製造方法 | |
| JPH10300955A (ja) | 光導波路及びその製造方法 | |
| JPS6278130A (ja) | 屈折率分布型レンズの製造法 | |
| JPS6033512A (ja) | 光学素子の製造方法 |