JPS6355137A - 光導波素子およびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体材料がドープされたガラスを用いた光
導波素子およびその製造方法に関する。

本発明の光導波素子は光学的非線形素子として利用でき
る。

〔概　要〕

本発明の光導波素子は、半導体材料がドープされたガラ
スにより形成された光導波素子およびその製造方法にお
いて、 少なくとも一部の領域に上言す半導体材料をコロイド状
に析出させることにより、 屈折氷が入射光の強度に依存する非線形光導波素子を提
供するものである。

〔従来の技術〕

半導体材料、例えば硫化カドミウムＣｄＳは、三次の感
受率が大きく、その屈折率が入射光の強度により変化す
る。光信号処理の分野では、この屈折率の入射光強度依
存性を利用した素子、例えば双安定素子や光強度依存ス
イッチが提案されている。

近年になって、半導体材料がドープされたある種のガラ
スについて、非線形特性の試験が行われている。これら
材料は、酸化物ガラスを主成分とし、この酸化物ガラス
に半導体結晶が分散したガラス材料である。このような
ガラス材料は光フィルタとして有用である。光フィルタ
として利用する場合に、その遮断波長は分散させた半導
体結晶のバンドギャップおよび大きさにより決定される
。

したがって、半導体の材料およびドーピングの処理条件
を適当に選択することにより、光ファイバの遮断波長を
変化させることができる。

アイロンサイド他の論文、「ウニイブ・ガイド・フアプ
リケーション・イン・ノンリニア・セミコンダクタ・グ
ラスイズＪ　、ＥＣ０Ｃ８５（ヴエニス）（［ｒｏｎｓ
ｉｄｅ　ｅｔ　ａｔ、　　”　Ｗａｖｅ　ｇｕｉｄｅ　
ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　１ｎｎｏｎ−１ｉｎｅａｒ　
ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｇｌａｓｓｅｓ”、已Ｃ
ＯＣ８５（Ｖｅｎｉｃｅ））　、特に２３７頁には、上
述したタイプの適当なガラス材料を用い、イオン交換に
よりプレーナ型導波構造を作る方法が提案されている。

また、パテラ他、エレクトロニクス・レターズ１９８６
年４月１０日、第２２巻８号、４１１および４１２頁（
Ｐａｔｅｌａ　ｅｔ　ａｌ、　　ｉｎ　８１ｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　ｏｆ　１０Ａｐｒｉｌ　１
９８６．　Ｖｏｌ、２２．　Ｎｏ、８．　ｐｐ　４１１
−４１２）　　には、ｆＪ　Ｓｌｌ　Ｓｅ、−Ｘをドー
プしたガラスの表面にコーニング７０５９ガラス薄膜を
堆積させた非線形光導波構造について、その製造方法お
よび特性が説明されている。

アバシキン他は、アメリカ合衆国ニューヨークで刊行さ
れたソビエト・ジャーナル・オブ・クラオンタム・エレ
クトロニクス第１２巻第１０号１９８０年１０月　（Ａ
ｂａｓｈｋｉｎ　ｅｔ　ａｌ、　　５ｏｖｉｅｔ　Ｊｏ
ｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｕａｎ−ｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ、　Ｖｏｌ、１２（１９８２）Ｏｃｔｏｂｅｒ
、　Ｎｏ、１０）の１３４３ないし１３４５頁において
、カルコゲナイド半導体ファ身バ中の光伝搬について説
明している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、半導体材料がドープされたガラスを用いた新
しい光導波素子、特にこのようなガラスを用いた光ファ
イバを提供することを目的とし、さらにその製造方法を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光導波素子は、ガラスを主成分とする材料によ
り形成された光導波領域と、この光導波領域に光ビーム
を閉じ込める光閉じ込め領域とを備えた光導波素子にお
いて、上記光導波領域および上記光閉じ込め領域の少な
くとも一方が、コロイド状のドーパントを含む連続ガラ
ス相により形成されたことを特徴とする。

ドーパントとしては、バンドギャップが３．８ないし０
．２７ｅＶの半導体材料、さらには２．５ないし１．４
ｅＶの半導体材料が望ましい。コロイド粒子の直径は１
ないし１０００ｍｍの範囲であることが望ましい。

本発明に使用する半導体材料としては、Ｃｄ５ｗ　Ｓｅ
（＋　−ｗ）　　、ＣｄＳｘ　Ｔｅ（、−Ｍｌ　％Ｐｂ
Ｓ、ｆＳｅ（＋−ｙ）　　、ＣｕＣｌ　　　５ＣｕＢｒ
　　　　　　、　　Ｚｎ５ａ　５ｅ（Ｉ−ａ）ＳＰｂ　
６ＣｄＨ−ｂ）　Ｓｅ、　Ｉｎ２Ｔｅ３　．５ｂ２Ｓｅ
。

のいずれかの組成式で表される化合物が適している。こ
こで、”ｓ　ｘＳＹ　Ｓａおよびｂの値は０以上１以下
（０，１を含む）である。

本発明の光導波素子は、光ファイバとしての実施に適し
、特に単一モード光ファイバとして実施するに適する。

本発明の光導波素子は、その長さ方向における一部の領
域にコロイド状のドーパントを析出させ、他の領域では
溶解したままの構造とすることもできる。このとき、コ
ロイド状に析出させた領域を活性領域として用い、ドー
パントが溶解している領域を受動領域として用いる。

本発明の第二の発明は上記光導波素子を製造する方法で
あり、光導波領域および光閉じ込め領域を備えた光導波
素子を製造する方法において、上記光導波領域および上
記光閉じ込め領域の少なくとも一方にドーパントを溶解
させるドーピング工程と、少なくとも一部の領域でドー
パントをコロイド状に析出させる析出工程とを含むこと
を特徴とする。

光ファイバの場合には、母材に半導体ドーパントを分散
または溶解させ、従来の方法により線引きして製造する
。母材に半導体ドーパントが溶解している場合、または
処理中に半導体ドーパントを溶解させた場合には、最終
的な光フアイバ中で半導体ドニパントをコロイド状に析
出させる必要がある。このため析出工程では、 （ａ）　　熱処理、 ら）　レーザ照射、 （Ｃ）　　電子ビーム処理、 （ｄ）　　イオン衝撃 のいずれかの処理を行う。熱処理を行う場合には、比較
的短時間に高温度、例えば７００℃で１分間の処理を行
うか、または、長時間低温度の処理、例えば６００℃で
３０分間の処理を行う。レーザ照射を行う場合には、主
成分のガラスが吸収する波長、例えば紫外または赤外波
長のレーザを照射する。

最終的に製造される光ファイバに活性領域および受動領
域を設ける場合には、析出工程において、活性領域とす
る領域だけを処理する。

本発明においてドーパントとして使用される半導体材料
は、゛ガラスの着色剤として知られている材料、特に遮
断波長を正確に設定できる材料を含む。このような材料
をドーパントとして含むガラスは、フィルタ・ガラスと
して使用されている。

例えばＰｂ５ｅＳＰｂＳのようなバンドギャップが０．
２７ないし０．４ｅＶの半導体ドーパントを含むガラス
は、遮断波長が３声近傍であり、肉眼では黒く見える。

〔作　用〕

半導体ドーパントを含むガラスは、そのドーパントがガ
ラスに溶解しているときには屈折率が実質的に一定であ
るが、ドーパントをコロイド状に析出させると、屈折率
が入射光強度に依存して変化する。本発明は、この性質
を利用した光導波素子を提供し、さらにその製造方法を
提供するものである。

本発明の光導波素子は、ファイバの形状に加工して光フ
ァイバとして使用するに適する。これにより、光ファイ
バを用いた非線形素子、例えば双安定素子や光強度依存
スイッチを実現できる。特に、半導体ドーパントを含む
ガラスを原料として一本の光ファイバを製造し、その一
部の領域だけにコロイド状に析出させて活性領域とし、
この活性領域を非線形素子として利用することが便利で
ある。その場合には、半導体が溶解した領域が光学的非
線形特性を示さず、受動領域として利用できる。同一光
フアイ゛バ内に活性領域と受動領域とを設けることがで
き、接合部による光損失を除去できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の光導波素子を製造するための母材を示
し、第２図はこの母材から得られる光ファイバの断面図
を示す。

母材は、ガラス管１０の孔内に半導体ドーパントを含む
ガラス製のロッド１１が挿入された構造であり、これを
線引きすることにより光ファイバが得られる。すなわち
、ガラス管１０がクラツディング１０′　の母材となり
、ロッド１１がコア１１′　の母材となる。

ガラス管１０の一端には拡張部１２が設けられ、処理中
の操作に利用される。ロッド１１の一端にはヘッド１３
が設けられている。このヘッド１３は拡張部１２に収容
され、線引き中にロッド１１がガラス管１０内に落下す
ることを防止する。ロッド１１の表面とガラス管１０の
内面とは、互いに融合し易いように機械的に研磨されて
いる。ガラス管１０とロッド１１との間には約２００な
いし８００−の空間が設けられ、ロッド１１を容易にガ
ラス管１０内に滑り込ませることができる。これらのガ
ラス管１０およびロッド１１を加熱し、ファイバの形状
に線引きする。加熱時にガラス管１０が収縮し、ロッド
１１に密着する。

ガラス管１０として半導体ドーパントを含むガラスを使
用してもよく、その場合にはロッド１１として非ドープ
のガラスを使用してもよいが、この構造の母材を用いる
場合には、ロッド１１がドーパントを含むことが望まし
い。

第３図は本発明の光導波素子を製造するための母材の他
の例を示し、第４図はこの母材から得られる光ファイバ
の断面図を示す。

この母材は、ロッド１１ではなくガラス管１０が半導体
ドーパントを含み、ガラス管１０の外側に外側管２０が
設けられたことが第１図に示した母材と異なる。外側管
２０は、処理中の保護のために用いられるとともに、最
終的に製造された光ファイバの保護層２０′　　として
用いられる。

この母材は、ロッド１１として半導体ドーパントを含む
ガラスを使用することもできるが、三層構造であること
から、タラッディング１０′　にドープする場合に適し
ている。すなわち、ガラス管１０が半導体ドーパントを
含むことが望ましい。

以上で説明した母材は、従来技術、例えばロッド・イン
・チューブ（ｒｏｄ−ｉｎ−ｔｕＬ・ｅ）法により製造
される母材と基本的には同等であるが、（ａ）　　ガラ
ス管１０またはロッド１１の少なくとも一方に、処理中
を通じてコロイド状の半導体ドーパントを含む、 または、 ら）得られるファイバには固相で過飽和状態のドーパン
トが溶解している ことが異なる。

このようにして得られたファイバについて、その一部ま
たは全体を熱処理し、一部またはすべてのドーパントを
コロイド状に析出させる。溶解した状態のドーパントは
、使用上の特性にほとんどまたは全く影響しない。した
がって、十分な量のドーパントを析出させることが必要
である。ただし、溶解しているすべてのドーパントを析
出させる必要はなく、少し残しておくことが便利である
。

上述した母材を用いて製造した光ファイバの例を以下に
説明する。

（実施例１） ガラス管１０として、ナトリウム／カルシウム・シリケ
ートガラスにより製造された内径が４．５ｍｍ。

外径が７ｍｍのものを用いた。このガラスは、ガレンカ
ンプ社（Ｇａｌｌｅｎｋａｍｐ　Ｌｔｄ、）から市販さ
れている。

ロッド１１は、その直径が３ｍｍであり、ショット・フ
ィルタ・ガラスＯＧ　５３０　（Ｓｃｈｏｔｔ　ｆｉｌ
ｔｅｒ　ｇｌａｓｓＯＧ　５３０）　、すなわちコロイ
ド状のカドミウム・スルフォセレナイド（ｃａｄｍｉｕ
ｍ　５ｕｌｐｈｏｓｅｌｅｎｉｄｅ）がドープされたカ
リウム／亜鉛シリケートガラスで製造されたものである
。ロッド１１の直径が３ｍｍであり、ガラス管１０の孔
の直径が４．５ｍｍであることから、約７５０　Ｐａの
隙間ができる。

これらを第１図に示したように組み合わせて、約１００
０℃に加熱した。この温度では、ガラス管１０およびロ
ッド１１の双方が非常に流動的になる。これにより、ガ
ラス管１０の収縮が生じ、ロッド１１に密着し、コロイ
ド状のドーパントが溶解する。固化する前に手で線引き
し、全体の直径が２５０−、コア径が１５０−のファイ
バを得た。

このファイバの透過特性と未処理のロッドの透過特性と
を比較した。未処理のロッドは、元々フィルタ・ガラス
として市販されているものであり、短い波長の光を遮断
するフィルタとして動作した。

これに対して線引きされたファイバは、このような特性
を示さなかった。これは、コロイド粒子が溶解し、フィ
ルタ効果および非線形効果が失われたことを示す。この
ファイバは透明度が非常に高く、粒子を含まないことが
明らかであった。すなわち、半導体ドーパントは、コア
１１′　のガラス相に固体の状態で過溶解になっている
。

透明化されたファイバの一部の領域、すなわち長さｌＱ
ｍｍの領域について約１分間約７００度に加熱した。フ
ィルタに典型的な黄色が再び現れ、半導体が再び析出し
たことを示した。ファイバの透過スペクトルをプロット
したところ、コロイド状のドーパントを含むフィルタに
典型的な遮断波長特性を示した。これは、半導体ドーパ
ントがコロイド状に再析出したことを示す。また、６０
０℃で３０分間加熱しても半導体ドーパントを再析出さ
せることができた。

（実施例２） 実施例１と同様にガラス管１０およびロッド１１を組み
合わせて加熱した。ただし、加熱温度は１０００℃では
なく約７２０℃とした。このような低い温度では、粒子
が少し増大するが、コロイド状のドーパントは溶解しな
い。したがって、ドーパントを再析出させる必要がなか
った。

（実施例３） 第２図に示した三相構造を用い、ガラス管１０として半
導体ドーパントを含むガラスを用い、実施例１と同様に
してファイバを得た。これにより、クラツディング１０
′　　に半導体ドーパントを含み、外側に保護層２０′
　が設けられた光ファイバが得られた。保護層２０′　
は、ドーパントをコロイド状に再析出させるときの保護
のために利用される。クラツディング１０′　　にコロ
イド状の半導体ドーパントを含む光ファイバは、特に入
射光強度依存スイッチを製造する場合に有用である。

（実施例４） 以上の実施例では市販のロッドを用いたが、本実施例で
はロッドについても製造した。

原料ガラスとして、ホヤ社製フィルタ・ガラスＨ６４０
を用いた。このフィルタ・ガラスは、ナトリウム／カリ
ウム／亜鉛シリケートガラスであり、約０．５ないし１
重量％のコロイド状カドミウム・スルフォセレナイドを
含む。

第５図はロッドの製造方法を示す。

プラチナ・金製のるつぼ３２は、支持ブロック３１によ
り保持されて類３０内に配置される。るつぼ３２内には
溶融体３３が収容されている。この溶融体３３は、適量
の原料ガラスＨ６４０を約１０５０℃で溶融させたもの
である。るつぼ３２の開口部近傍には冷却コイル３５が
配置されている。冷却コイル３５の高さ、すなわち、る
つぼ３２の開口部からの距離は、図示していない手段に
より調節可能である。

可動クランプ３７にはシリカ棒３６が取り付けられる。

このシリカ棒３６は冷却コイル３５の内側を通り抜ける
ことができ、その先端を溶融体３３の液面に接触させる
ことができる。液面に接触させた後にこのシリカ棒３６
を引き上げることにより、口、ノド３４が得られる。

ロッド３４の太さは炉３０の温度、冷却コイル３５の位
置およびシリカ棒３６の引き上げ速度により調整できる
。ロッド３４は、 （１）炉３０の温度を下げて溶融体３３の粘度を高める
、 （２）冷却コイル３５と溶融体３３との間隔を狭め、引
き上げられた溶融体３３がるつぼ３２に戻らないように
する、 （３）引き上げ速度を例えば５０ないし２００ｍｍ／ｓ
とする ことにより太くなる。また、細くすることも可能である
。

るつぼ３２内の溶融体３３には半導体ドーパントが溶解
している。ロッド３４を製造するため、冷却コイル３５
の内側を通してシリカ棒３６を下げ、その先端を溶融体
３３の表面に接触させる。制御された速度でシリカ棒３
６を引き上げると、その先端に溶融体３３が付着し、そ
の一部が引き上げられる。冷却コイル３５は、引き上げ
られた部分の溶融体３３の温度を低下させ、溶融体３３
を固化してロッド３４にする。ただし、このロッド３４
の温度は、溶解した半導体ドーパントが析出するのを防
ぐほど高くはない。このようにして、半導体ドーパント
を過飽和に含むロッド３４が得られる。

ロッド３４の直径は、 （１）炉３０の温度を約１０５０℃とし、〔２）冷却コ
イル３５と溶融体３３との間の距離を約５０ないし１５
０ｍｍとして 制御した。

このようにして直径がＱ、２ｍｍないし２ｍｍのロッド
を作った。

第６図は以上の方法により得られたロッドを用いた光フ
アイバ母材を示す。

この母材は、スリーブ管３９内に毛管３８が挿入され、
この毛管３８の孔内にロッド３４が配置された構造であ
る。ロッド３４、毛管３８およびスリーブ管３９は、上
端が曲げられて溶着され、互いに固定された。この母材
の長さは約１ｍとした。

上述の方法により、カドミウム・スルフォセレナイドが
溶解しているカリウム／亜鉛シリケートガラスを原料と
してロッド３４を製造した。このロッド３４の直径はＱ
、　１ｍｍであった。

毛管３８はナトリウム・カリウム・シリケートガラス製
であり、その外径は５．Ｑｍｍ、内径はｌ、　５＋ｔ＋
ｍである。

スリーブ管３９はナトリウム・カルシウム・シリケート
ガラス製であり、その外径はｌＱｍｍ、内径は３、Ｑｍ
ｍである。

通常の炉（セバーン・サイエンス社（ＳｅｖｅｒｎＳｃ
ｉｅｎｃｅ）製モデルＴＦ　６８５）を使用して、１０
８０℃で、第６図に示した母材をファイバに線引きした
。これにより、直径がｏ、　９３ｍｍないし０．１５ｍ
ｍの光ファイバを得た。１０８０℃という線引き温度は
、半導体ドーパントが過飽和溶融状態となるように、す
なわち透明なファイバが得られるように選択した。

直径が縮小すること、すなわち直径がｌＱｍｍのスリー
ブ管３９が０．　Ｏ８ｆｆ１ｍないしＯ，１５ｒｎｒｎ
の範囲の値になることは、長さが４０００ないし１６０
００倍になることを示す。このような線引き速度は、一
般に、母材を２ないし２０ｍｍ／分の速度で供給し、フ
ァイバを１０ないし６０ｍ／分の速度で引っ張ることに
より得られる。

線引きした後に、得られたファイバを６００℃で３０分
間加熱した。これにより、半導体ドーパントがコロイド
状に析出した。

吸収される遮断波長の例を第１表および第２表に示す。

ｌＱｍｍの長さのファイバについて吸収測定を行った。

これらのファイバは、長波長では透明であり、短波長で
は強い吸収体となった。

遮断波長について、二つの値ｒ　Ａ　／　Ｂ　Ｊで表す
。

波長Ａは減衰が生じ始める波長をｎｍ単位で表した値で
ある。波長Ｂは減衰が約２０ｄＢとなる波長をｎｍ単位
で表した値である。

ｒＡ／ＢＪにより、遮断波長の開始位置およびその鋭さ
が示される。

第１表は、ファイバの加熱温度と、冷却後の遮断波長と
を示す。加熱時間はすべて１分間とした。

第　　１　　表 第２表は、同し温度でファイバを加熱したときの加熱時
間と、冷却後の遮断波長とを示す。加熱温度はすべて６
４０℃とした。

第２表 第１表および第２表に示したように、加熱温度が高いほ
ど、そして加熱時間が長いほど、遮断波長が長くなる。

すなわち遮断される放射のエネルギが小さくなる。この
観測結果は、温度が高くなるほど、そして処理時間が長
くなるほど、コロイド粒子の粒径が大きく成長する傾向
がある。量子寸法効果（ｑｕａｎｔｕｍ　５ｉｚｅ　ｅ
ｆｆｅｃｔ）として知られているように、コロイド粒子
が大きいほどバンドギャップが小さく、より長い波長で
減衰が生じるようになる。コロイド粒子の大きさを測定
することは困難であるが、約２０ｎｍであると考えられ
る。

（実施例５） 実施例４と同様の母材を９５０℃でファイバに線引きし
た。このような低温のため、線引き中に半導体ドーパン
トがコロイド状に析出した。線引き速度は、母材の供給
速度が３　ｍｍ　７分、ファイバの引張速度が３０ｍ／
分であった。これにより、直径が０．１６ｍｍの光ファ
イバが得られた。コロイド粒子の粒径は約２０ないし３
０ｎｍであった。

以上の実施例では、光ファイバを製造するために、従来
から用いられているロッド・イン・チューブ法と同様の
方法を用いている。同等の光ファイバを「二重るつぼ法
」と呼ばれる良く知られた方法により製造することもで
きる。この方法では、溶融ガラスを入れた同軸のるつぼ
を使用し、光ファイバのそれぞれの領域に対してひとつ
のるつぼを使用する。るつぼには同軸ダイか設けられ、
溶融体から直接にファイバを線引きする。るつぼには線
引き中に連続的にガラスの原料を補給する。

例えば、溶融体内にロッドを供給して液面を一定レベル
に保つ。

二重るつぼ法により本発明に係る光ファイバを製造する
には、−以上のるつぼに、ドーパント、望ましくは半導
体ドーパントを含むガラスを供給する。溶融体内ではド
ーパントが溶解し、ドーパントが溶解した状態で線引き
を行う。すなわち、過飽和に溶解したドーパントを含む
ファイバが製造される。溶液中のドーパントを保持する
ためには、ファイバの冷却速度をできるだけ速く保つこ
とが必要である。

このように、従来から用いられる二重るつぼ法を用いて
、コアおよびタラッデイングの一方または双方にドーパ
ントを過飽和に溶解させることができる。これにより得
られたファイバの全体または選択された部分について、
ドーパントをコロイド状に析出させる。

以上の説明では、ドーパントとして半導体材料のカドミ
ウム・スルフォセレナイドを使用した例を説明した。ド
ーパントとしては半導体材料が望ましいが、他の材料、
例えば金を用いても本発明を実施できる。また、以上の
説明では、特定のガラスを主成分とした例を説明したが
、他のガラスを用いても本発明を同様に実施できる。

さらに、実施例として光ファイバの例を示したが、その
他の光導波素子でも本発明を同様に実施できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光導波素子は、光学的な
非線形特性を利用してフィルタとして用いることができ
るとともに、半導体ドーパントを用いて、屈折率が入射
光の強度に依存する素子として利用できる。この素子は
、光ファイバとじて実施することができ、光ファイバを
用いた双安定素子や光強度依存スイッチを実現できる。

したがって、本発明は光信号処理の分野に利用して大き
な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は光フアイバ母材の断面図。 第２図はこの母材を線引きして得られる光ファイバの断
面図。 第３図は三層構造の光フアイバ母材の断面図。 第４図はこの母材を線引きして得られる光ファイバの断
面図。 第５図はロッドの製造方法を示す図。 第６図は製造されたロッドを使用した光フアイバ母材を
示す図。 １０・・・ガラス管、１１・・・ロッド、１０′　・・
・クラツディング、１１′　・・・コア、２０・・・外
側管、２０′　・・・保護層、３０・・・炉、３１・・
・支持ブロック、３２・・・るつぼ、３３・・・溶融体
、３４・・・ロッド、３５・・・冷却コイル、３６・・
・シリカ棒、３７・・・可動クランプ、３８・・・毛管
、３９・・・スリーブ管。 、−ノ 焉１　口 も２　葉 篤３　図 尾４図 尾５　口 鬼６　回

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラスを主成分とする材料により形成された光導
   波領域と、 この光導波領域に光ビームを閉じ込める光閉じ込め領域
   と を備えた光導波素子において、 上記光導波領域および上記光閉じ込め領域の少なくとも
   一方が、コロイド状のドーパントを含む連続ガラス相に
   より形成された ことを特徴とする光導波素子。
2. （２）光導波領域がコロイド状のドーパントを含む特許
   請求の範囲第（１）項に記載の光導波素子。
3. （３）光閉じ込め領域がコロイド状のドーパントを含む
   特許請求の範囲第（１）項に記載の光導波素子。
4. （４）光導波領域および光閉じ込め領域は、その長さ方
   向に活性領域と受動領域とを含み、 上記活性領域はコロイド状のドーパントを含み、上記受
   動領域は溶解したドーパントを含む 特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）項のいずれか
   に記載の光導波素子。
5. （５）光導波領域および光閉じ込め領域は、その長さ方
   向の実質的にすべての領域でコロイド状のドーパントを
   含む特許請求の範囲第（１）項ないし第（４）項のいず
   れかに記載の光導波素子。
6. （６）ドーパントは半導体材料を含む特許請求の範囲第
   （１）項ないし第（５）項のいずれかに記載の光導波素
   子。
7. （７）半導体材料は、バンドギャップが３．８ないし０
   ．２７ｅＶの材料を含む特許請求の範囲第（６）項に記
   載の光導波素子。
8. （８）半導体材料は、バンドギャップが２．５ないし１
   ．４ｅＶの材料を含む特許請求の範囲第（６）項に記載
   の光導波素子。
9. （９）半導体材料は、０以上１以下の数ｗ、ｘ、ｙ、ａ
   およびｂに対して、 ＣｄＳ＿ｗＳｅ＿（＿１＿−＿ｗ＿）、ＣｄＳ＿ｘＴｅ
   ＿（＿１＿−＿ｘ＿）、ＰｂＳ＿ｙＳｅ＿（＿１＿−＿
   ｙ＿）、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＺｎＳ＿ａＳｅ＿（＿１
   ＿−＿ａ＿）、Ｐｂ＿ｂＣｄ＿（＿１＿−＿ｂ＿）Ｓｅ
   、Ｉｎ＿２Ｔｅ＿３、Ｓｂ＿２Ｓｅ＿３ のいずれかの組成式により表される化合物から選択され
   た材料を含む特許請求の範囲第（６）項ないし第（８）
   項のいずれかに記載の光導波素子。
10. （１０）光導波領域は光ファイバのコアであり、光閉じ
    込め領域は上記コアを取り囲むクラッディングである 特許請求の範囲第（１）項ないし第（９）項のいずれか
    に記載の光導波素子。
11. （１１）光ファイバは単一モード光ファイバである特許
    請求の範囲第（１０）項に記載の光導波素子。
12. （１２）光導波領域および光閉じ込め領域を備えた光導
    波素子を製造する方法において、 上記光導波領域および上記光閉じ込め領域の少なくとも
    一方にドーパントを溶解させるドーピング工程と、 少なくとも一部の領域でドーパントをコロイド状に析出
    させる析出工程と を含むことを特徴とする光導波素子の製造方法。
13. （１３）ドーピング工程は、ガラス中にドーパントを過
    飽和の状態に溶解させる工程を含む特許請求の範囲第（
    １２）項に記載の光導波素子の製造方法。
14. （１４）析出工程は、選択された部分をドーパントが析
    出する温度に加熱する工程を含む特許請求の範囲第（１
    ２）項または第（１３）項に記載の光導波素子の製造方
    法。
15. （１５）ドーパントは半導体材料である特許請求の範囲
    第（１２）項ないし第（１４）項のいずれかに記載の光
    導波素子の製造方法。
16. （１６）半導体材料は、０以上１以下の数ｗ、ｘ、ｙ、
    ａおよびｂに対して、 ＣｄＳ＿ｗＳｅ＿（＿１＿−＿ｗ＿）、ＣｄＳ＿ｘＴｅ
    ＿（＿１＿−＿ｘ＿）、ＰｂＳ＿ｙＳｅ＿（＿１＿−＿
    ｙ＿）、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＺｎＳ＿ａＳｅ＿（＿１
    ＿−＿ａ＿）、Ｐｂ＿ｂＣｄ＿（＿１＿−＿ｂ＿）Ｓｅ
    、Ｉｎ＿２Ｔｅ＿３、Ｓｂ＿２Ｓｅ＿３ のいずれかの組成式により表される化合物から選択され
    た材料である特許請求の範囲第（１５）項に記載の光導
    波素子の製造方法。
17. （１７）光導波領域は光ファイバのコアであり、光閉じ
    込め領域は上記コアを取り囲むクラッディングである特
    許請求の範囲第（１２）項ないし第（１６）項のいずれ
    かに記載の光導波素子の製造方法。
18. （１８）ドーピング工程は、光ファイバの原料となる複
    数のガラス組成物の少なくともひとつに半導体材料を添
    加して、線引き時に溶解させる工程を含む特許請求の範
    囲第（１７）項に記載の光導波素子の製造方法。
19. （１９）ドーピング工程は、光ファイバの原料となる複
    数のガラス組成物の少なくともひとつに、線引き時に析
    出しない半導体材料を溶解させる工程を含む半導体材料
    を添加する工程を含む特許請求の範囲第（１７）項に記
    載の光導波素子の製造方法。
20. （２０）析出工程は、光ファイバの選択された部分だけ
    を処理し、活性領域にコロイド状の半導体材料を析出さ
    せ、受動領域では半導体材料が溶解した状態を維持する
    工程を含む特許請求の範囲第（１７）項ないし第（１９
    ）項のいずれかに記載の光導波素子の製造方法。
21. （２１）析出工程では光ファイバ全体を処理し、この後
    に上記光ファイバを適当な長さに切断する 特許請求の範囲第（１７）項ないし第（１９）項のいず
    れかに記載の光導波素子の製造方法。
22. （２２）コア母材およびクラッディング母材の少なくと
    も一方にドーパントを溶解させ、 このドーパントがコロイド状に析出する条件で上記コア
    母材および上記クラッディング母材を線引きする 光導波素子の製造方法。