WO2005071450A1

WO2005071450A1 - 三次元フォトニック結晶の作製方法

Info

Publication number: WO2005071450A1
Application number: PCT/JP2005/001163
Authority: WO
Inventors: Masahiro Furuta
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2005-08-04
Also published as: JP2007108190A

Abstract

　三次元フォトニック結晶の作製方法は、柱状の中空穴が二次元配列されたフォトニック結晶ファイバーを用意する工程と、ファイバーの長手方向とは異なる方向に所定周期で溝（切り込み）を形成する工程、もしくはファイバーの長手方向とは異なる方向から前記中空穴を繋ぎ貫通する貫通孔（空孔）を形成する工程とから成る。

Description

三次元フォ卜ニック結晶の作製方法

技術分野

本発明は、光通信用の光分岐器や WD M送受信モジュールなどの光デバイスに使用される三元フォトニック結晶の作製方法に関する。

明背景技術

書

従来のフォ卜ニック結晶である単一周期構造を作製する単一周期構造のモールドを使用し广こ作製方法について説明する。

具体的には、基板表面にモールドによりプレスして凹凸パターンを形成する。次に、その凹凸パターンを有する基板をシユウ酸中で陽極酸化することにより、基板は周期的ナノホール構造を有する金属酸化物薄膜となる。このようにして、フォトニック吉晶の基本格子を作製し、この金属酸化物薄膜に対しイオンビームを照射することにより、導波路構造となる溝を形成し、フォトニック結晶による光導波路を作製する方法が、特開 2 0 0 0— 2 5 8 6 5 0号公報に開示されている。

また、この他三次元フォトニック結晶の基本格子の作製に関しては、微小角材を井桁のように積層することにより作製する手法がある。

しかしながら、これらの作製方法においては作製に手間と時間がかかり、三次元フォトニック結晶を得る為の費用と労力は極めて多大なものであるといった問題点があった。

発明の開示

本発明の目白勺は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、容易に作製することができる三次元フォトニック結晶の作製方法を提供することを目的とするものである。

本発明の第 1の態様によれば、柱状の中空穴が二次元配列されたフォ卜ニック結晶ファイバーを用意する工程と、前記ファイバ一の長手方向とは異なる方向に所定周期で溝（切り込み）を形成する工程と、から成る三次元フォトニック結晶の作製方法を提供する。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記溝（切り込み）を形成する工程が、エッチングする工程又はイオンピー厶を照射する工程を含むことが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴の形状が正方形又は六角形であることが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴とこれに最短で隣接する中空穴との間隔が aの場合に前記溝（切り込み）の周期が、 a/2から 2 X aであることが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴とこれに最短で隣接する中空穴との間隔が aの場合に前記溝 (切り込み) の幅が a/4から aであることが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴の直径又は一辺の長さが dの場合に前記溝（切り込み）の幅が、 d/2から 2 X dであることが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率が n、前記溝（切り込み）とこれに最短で隣接する溝 (切り込み) との間隔が cの場合に前記溝 (切り込み) の幅が n

X c/2から 2 X n X cであることが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率とは異なる屈折率の材料を前記中空穴及び前記溝（切り込み）に充填する工程を含むことが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記異なる屈折率の材料が液体材料であることが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記液体材料が、加熱又は光照射により硬化する材料であることが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記フォトニック結晶ファイバ一材料の屈折率が nl、前記異なる屈折率の材科の屈折率が n2、前記溝 (切り込み) とこれに最短で隣接する溝（切り込み）との間隔が c の場合に、前記溝（切り込み）の幅が、（nl X c) I (2 X n2) から（2 X n l X c) /n2であることが好ましい。

本発明の第 1の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴の一部を前記フォトニック結晶ファイバーと同じ屈折率の材料で充填する工程を含むことが好ましい。

本発明の第 2の態様によれば、前述した三次元フォトニック結晶の作製方法による三次元フォトニック結晶付ファイバーの作製方法を提供する。

本発明の第 3の態様によれば、前述した三次元フォトニック結晶の作製方法を含む光学素子の作製方法を提供する。

本発明の第 4の態様によれば、柱状の中空穴が二次元配列されたフォ卜ニック結晶ファイバ一を用意する工程と、前記ファイバ一の長手方向とは異なる方向から前記中空穴を繋ぎ貫通する貫通孔（空孔）を形成する工程と、から成る三次元フォトニック結晶の作製方法を提供する。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記貫通孔（空孔）を形成する工程が、エッチングする工程又はイオンビームを照射する工程を含むことが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記貫通孔（空孔）を形成する工程が、二方向から貫通孔を形成し、互いに前記中空穴に相当する位置において交差させる工程であることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記二方向が、前記長手方向と直交する方向であり、前記交差する角度が直角であることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴の形状が正方形又は六角形であることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、短手方向断面において、最短に隣接する中空穴により構成される単位格子が三角形又は四角形であることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴とこれに最短で隣接する中空穴との間隔が aの場合に前記貫通孔（空孔）の周期が、 a/2から 2 X aであることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴とこれに最短で隣接する中空穴との間隔が aの場合に前記貫通孔（空孔）の幅又は直径が a/4から aであることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記中空穴の直径又は一辺の長さが dの場合に前記貫通孔（空孔）の幅又は直径が d/2 から 2 X dであることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記フォトニック結晶ファイバ一材料の屈折率が n、前記貫通孔（空孔）とこれに最短で隣接する貫通孔（空孔）との間隔が cの場合に前記貫通孔（空孔）の幅又は直径が n X c/2から 2 X n X cであることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率とは異なる屈折率の材料を前記中空穴及び前記貫通孔（空孔）に充填する工程を含むことが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記異なる屈折率の材料が液体材料であることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、前記液体材料が、加熱又は光照射により硬化する材料であることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、 t r記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率が nl、前記異なる屈折率の材料の屈折率が n2、前記貫通孔（空孔）とこれに最短で隣接する貫通孔（空孔）との間陽が c の場合に、前記貫通孔（空孔）の幅又は直径が、 (ni x c) I (2 X n2) から（2 X nl X c) /n2であることが好ましい。

本発明の第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法において、 ttr記中空穴の一部を前記フォトニック結晶ファイバ一と同じ屈折率の材料で充寞する工程を含むことが好ましい。

本発明の第 5の態様は、第 4の態様による三次元フォトニック結晶の作製方法による三次元フォトニック結晶付ファイバーの作製方法を提供する。

本発明の第 6の態様は、前記第 4の態様によるの三次元フォトニック結晶の作製方法を含む光学素子の作製方法を提供する。

本発明によれば、従来作製が極めて困難であった三次元フォトニック結晶を容易に作製することができる。図面の簡単な説明

図 1 Aは本発明の第 1実施形態に用いられる二次元フォトニック結晶フアイバーを示す斜視図、図 1 Bはその短手方向の断面図、図 1 Cはその長手方向の断面図である。

図 2 A—図 2 Dは、第 1の実施形態の三次元フォトニック結晶の作製工程を示す斜視図である。

図 3 A—図 3 Eは、本発明の第 2の実施形態の三次元フォトニック結晶の ^製工程を示す斜視図である。図 4は、第 2実施形態の作製方法で作製した他の三次元フォトニック糸吉晶を示す斜視図である。

図 5 A—図 5 Dは、本発明の第 3の実施形態の三次元フォトニック結晶の作製工程を示す斜視図である。

図 6は、本発明の実施形態の作製方法を用いて作製した三次元フォトニック結晶付フォトニック結晶ファイバーを示す長手方向の断面図である。

図 7 Aおよび図 7 Bは、二次元フォトニック結晶ファイバーの他の例を示す短手方向の断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図を用いて本発明にかかる実施形態の三次元フォトニック結晶の作製方法を説明する。

[第 1の実施形態]

本実施形態では、光リソグラフィ技術を用いた三次元フォトニック結晶を作製する方法について説明する。

図 1 A—図 1 Cは、円柱状の中空穴 2が二次元に規則的配列された二次元フォトニック結晶ファイバ一を示しており、図 1 Aはその斜視図、図 1 Bはその短手方向の断面図、図 1 Cはその長手方向の断面図である。

この二次元フォトニック結晶ファイバ一 1 は、円柱状の中空穴 2が碁盤の目状に配置され（断面において最短に隣接する中空穴が 4つ存在し、この頂, を結ぶと正方形を構成する）中空穴 2の直径は 2 mで、ピッチ（周期）は 3. 5 m (隣接する中空穴 2の間隔は 1. 5 m) である。

複数の中空穴 2が形成されている領域近傍が、一般的なファイバーのいわゆるコアの機能を果たし、それ以外の領域がクラッドの機能を果たす。

図 2 A—図 2 Dは、第 1の実施形態の三次元フォトニック結晶の作製工程を示す斜視図である。まず、フォトニック結晶ファイバー 1の周辺の一部を削り取り、平面部 3を形成する。（図 2 A)

この平面 3上にレジストを塗布 ·加熱し、露光装置により所望のパターンを焼付け、現像を行って、図に示すように長手方向に 3 . 5 m周期で、 1 . 5 ^ πι 幅のレジスト層 4と 2 m幅のレジスト層 4が形成されていない領域 5とからなる周期的なパターンを形成する（図 2 B )。

このレジストパターンに対応して（従って）フォトニック結晶ファイバーの領域をドライエッチングする。ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（R I E) により行う。

具体的には、まず図 2 Bに示すフォトニック結晶ファイバーを真空チャンバ一内の所定の位置に設置する。設置は、フォトニック結晶ファイバ一の平面部 3以外の周辺部を保持部材により保持することにより行う。

次に、チャンバ一内を真空ポンプにより真空にする。このときのチャンバ一内部の圧力は、 1 X 1 0— ³ P a以下である。その後、 C F₄を真空チャンバ一内部に導入し、カゾードに電界を印加してプラズマを発生させる。プラズマ中では、 C F₄は分離し、フッ素等が発生し、この分離した粒子によりフォトニック結晶フアイバーのレジスト層 4が形成されていない領域 5がエッチングされる。このときのチャンバ一内部の圧力は、約 1 P aである。

なお、フォトニック結晶ファイバーのうちレジスト層 4が形成されている領及び周辺部は、プラズマに曝されることもエッチングされることもない。即ち、レジスト層 4が形成されていない領域 5に対応するファイバ一部分のみがエッチングされる。エッチングは、イオンエッチングの他にイオンミーリングによるツチングが可能である。

図 2 Cは、本実施形態の作製方法によって作製された三次元フォトニック結を示す斜視図であり、図 2 Dはその長手方向の断面図である。

二次元フォトニック結晶ファイバーの短手方向に溝（切り込み） 6が形成された結果、三次元フォトニック結晶となったものである。所望の位置で切断することにより、任意の大きさの三次元フォトニック結晶が作製できる。

なお、溝の方向は短手方向（長手方向に垂直）に限らず、要求する性能に合わせて長手方向とは異なる任意の方向に溝を形成してもよい。

溝の幅の決定方法として、最短で隣接する中空穴の間隔を aとした場合に溝の幅を a/4から aの範囲内とする方法と、中空穴の直径又は一辺の長さを dとした場合に溝の幅を d/2から 2Xdの範囲内とする方法と、ファイバー材料の屈折率を n、最短で隣接する溝との間隔を c とした場合に溝の幅を n Xc/2から 2X n X cの範囲とする方法がある。

溝の周期の決定方法として、最短で隣接する中空穴の間隔を aとした場合に a/2 から 2Xaの範囲内とする。

[第 2の実施形態]

図 3 A— 3 Eを用いて第 2の実施形態の三次元フォトニック結晶の作製方法について説明する。

図 3A— 3 Eは、第 2の実施形態の三次元フォトニック結晶の作製工程を示す斜視図

である。

まず、図 1A_ 1 Cに示す二次元フォトニック結晶ファイバ一 1の周辺を四方向から削り取り、 4つの平面部（7a〜7d) を形成する（短手方向の断面形;!犬は四角形）（図 3A)。

次に、フォトニック結晶ファイバ一の 4つの平面部 (7a〜7d) の全てにレジストを塗布'加熱し、このうちの一つの面（7a) に露光装置を用いて所望の/ ターンの焼付け、現像を行い、短手方向及び長手方向に 3.5^m周期で 2 zm角のレジスト層 4が形成されていない領域 5を有するレジストパターンを形成する（図 3 B )。

なお、レジスト層 4が形成されていない領域 5の位置は、その領域 5から垂直にエッチングしたとき、フォトニック結晶ファイバーの中空穴 2が繋がり貫通するように位置合わせを行う。

このレジストパターンに対応して（従って）フォトニック結晶ファイノ一領域をドライエッチングする。ドライエッチングは、反応性イオンエッチング ( R I E ) により行われ、第 1の実施形態と同様な条件で行うので記載を省略する。真空チャンバ一内の設置は、フォトニック結晶ファイバ一の 2つの平面部（7b、 7d) を二方向から保持部材により挟み込んで保持する。

このエッチングによりフォトニック結晶ファイバーの中空穴 2が繋がり貫通した貫通孔（空孔） 8 が形成される。エッチングは、貫通孔（空孔） 8 力 S反対面 (7c)に貫通するまで行う。

なお、レジスト層 4が形成されている領域については、プラズマに曝されることもエッチングされることもない。図 3 Cは、レジストを除去した状態のものを示す斜視図である。

再度、フォトニック結晶ファイバーの 4つの平面部（7a〜7d) の全てにレジストを塗布 '加熱し、貫通孔 8が形成されていない一つの平面部（7d) に前述と同様に焼付け、現像を行い、前述と同様のパターンを形成する（図 3 D)。

レジスト層 4が形成されていない領域 5の位置は、その領域 5から垂直にエツチングしたときフォトニック結晶ファイバーの中空穴 2が繋がり貫通するとともに、貫通孔（空孔） 8と直交するように位置合わせを行う。

前述と同様にレジストパターンに対応して (従って) フォトニック結晶フアイバーの領域をドライエッチングし、貫通孔（空孔） 9 を形成する。エッチングは貫通孔（空孔） 9が反対面（7b) に貫通するまで行う。図 3 Eは、本実施形態の作製方法により作製した三次元フォトニック結晶を示す斜視図である。

貫通孔（空孔）の幅又は直径の決定方法として、最短で隣接する中空穴の間隔を aとした場合に貫通孔（空孔）の幅を a/4から aの範囲内とする方法と、中空穴の直径又は一辺の長さを d とした場合に貫通孔（空孔）の幅を d/2から 2 X d の範囲内とする方法と、ファイバ一材料の屈折率を n、最短で隣接する貫通孔（空？ L) との間隔を c とした場合に貫通孔（空孔）の幅又は直径を n X c/2から 2 X n X cの範囲とする方法がある。

貫通孔（空孔）の周期の決定方法として、最短で隣接する中空穴の間隔を aとした場合に a/2から 2 X aの範囲内とする。

本実施形態では、 4つの平面部（短手方向の断面形状は四角形）を形成した例を示したが、これに限られず、複数の平面部（短手方向の断面形状が多角、例えば六角形）であってもよい。

なお、中空穴 2を繋げて貫通させることにより貫通孔（空孔） 9 を形成しているので、エッチングされる量は、比較的少ないものとなる。エッチングは、ィォンェッチングの他にィオンミーリングによるエッチングが可能である。

図 4は、第 2実施形態の作製方法で作製した他の三次元フォトニック結！ ¾を示す斜視図である。フォトニック結晶ファイバ一の 4つの平面部を形成する際に、そのうちの一つの平面部は、最外の中空穴 2近傍まで削らずに周辺を残して、その部分を土台 10としてもよい。この土台 10を貫通するまでドライエッチングをする必要はない。

[第 3の実施形態]

図 5 A— 5 Dを用いて本発明の第 3の実施形態の三次元フォトニックき晶の作製方法について説明する。

図 5 A— 5 Dは、第 3の実施形態の三次元フォトニック結晶の作製工程を示す図であり、図 5 A、図 5 C、図 5 Dはフォトニック結晶ファイバ一の短手方向の断面図であり、図 5 Bは上面図である。

第 3の実施形態では、図 1 A— 1 Cに示す二次元フォトニック結晶ファイバーを用いて、真空チャンバ一内部に E C R型イオン源を備えた収束イオンビーム加ェ装置により三次元フォトニック結晶を作製する方法について説明する。

まず、フォトニック結晶ファイバ一 1 を真空チャンバ一内部の所定位置に設置する。設置は、フォトニック結晶ファイバー 1におけるビーム入射面 1 1 aをィォン源に向けて周辺部を二方向から保持部材 12で挟み込んで行う。

次に、真空ポンプでチャンバ一内部を 1 X 1 0—³ P a以下の圧力まで排気する。イオン源から酸素イオン又はガリウムイオンを発生させる。

図に示すように、フォトニック結晶ファイバーの中空穴 2が、照射方向に一直線に繋がり貫通するように収束イオンビームの照射位置を合わせる（図 5 A)。位置合わせ後、図に示すように、保持部材 12 をスキャンさせて、順次、一方向から垂直に収束イオンビ一ム 13 を照射してフォトニック結晶ファイバ一の中空穴 2を貫通する 2 m角の貫通孔（空孔） 14を短手方向及び長手方向にそれぞれ 3. 5 m周期で形成する（図 5 B、図 5 C )。

さらに、二次元フォトニック結晶ファイバー 1 の長手方向を回転軸として、 9 0 ° 回転させて、貫通孔（空孔） 14が形成されていない周辺部 l i bをイオン源に向けて設置し、前述と同様に収束イオンビーム 13 を照射して貫通孑し（空孔）を形成する。この際、貫通孔（空孔） 14における中空穴 2に相当する位置において、貫通孔（空孔） 14と直交するように収束イオンビ一ム 13を照射する（図 5 D )。最後に、ファイバーの周辺を四方向から削り取り、 4つの平面部を形成し（短手方向の断面形状は四角形）、所望の位置で切断すると任意の大きさの三次元フオトニック結晶が作製できる。

貫通孔（空孔）の幅又は直径の決定方法、及び貫通孔（空孔）の周期の決定方法は、第 2の実施形態の記載と同様である。

第 1の実施形態から第 3の実施形態の作製方法により作製された三次元フォトニック結晶は、フォトニック結晶フアイバーを構成するガラスの屈折率が 1 . 4、中空穴や溝又は貫通孔の屈折率が 1であり、各種光学素子に利用することができる。また、このように得られたフォトニック結晶は、高屈折率の油等の液体に浸して使用することも可能である。この場合、中空穴、溝、貫通?し（空孔）に液体が充填されるので、空気の場合と異なり、屈折率を考慮して狭くする必要がある。溝の幅又は貫通孔（空孔）の幅あるいは直径の決定方法として、ファイバ一材料の屈折率が nl、油等の液体の屈折率（異なる屈折率の材料の屈折率）が n2、前記溝（貫通孔）に隣接する溝（貫通孔）との間隔が cの場合に、前記溝の幅又は貫通孔 (空孔) の幅或いは直径が、 (nl X c) I (2 X n2) から (2 X nl X c) /n2 の範囲とする。

また、高屈折率であっても使用する上で液体では不都合が生じる場合がある。その場合は高屈折率の紫外線硬化材料を選択し、中空穴 2に紫外線硬化材料を注入した後、紫外線照射により硬化させると、中空穴 2に高屈折率材料が充填された三次元フォトニック結晶ファイバ一を作製することができるので、使用しやすくなる。

なお、図 6に示すように、二次元フォトニック結晶ファイバーの所定の位置に、第 1の実施形態の作製方法を用いて三次元フォ卜二ック結晶を作り込むことにより、三次元フォトニック結晶付フォトニック結晶ファイバ一を作製することができる。二次元フォトニック結晶ファイバーを伝搬する多重光は、三次元フォトニック結晶により所定の光を分波できる。第 2の実施形態及び第 3の実施形態の作製方法を用いて作製することもできる。

また、第 1の実施形態から第 3の実施形態を用いて作製した三次元フォトニック結晶の中空穴 2の一部をファイバーと同じ屈折率の材料で埋め込むことにより、光導波路としても使用可能である。

柱状の中空穴が規則的に二次元配列されたフォトニック結晶ファイバ一は、図

1 A— 1 Cで示されたものに限られず、図 7 A、図 7 Bに示されたフォトニック結晶ファイバ一も含まれる。これは、断面において最短に隣接する中空穴により構成される単位格子が三角形である。図 7 Aに示すフォトニック結晶ファイバ一は、中央近傍がコア 19の機能を果たし、中空穴 15の近傍がクラッド 1 8の機能を果たす。

図 7 Bに示すフォトニック結晶ファイバ一は、中央の中空穴 17がコアの機能 (光を伝搬する）を果たし、中空穴 15の近傍がクラッド 1 6の機能を果たす。なお、中空穴の形状は円（楕円を含む）に限らず、多角形（正方形、六角形等) であってもよい。

また、第 2の実施形態及び第 3の実施形態では、貫通孔（空孔）を長手方向に対して垂直に形成し、かつ貫通孔（空孔）が互いに直交するような形態を示したが、これに限らない。長手方向に対して所定の角度をなす貫通孔（空孔）であつて、貫通孔 (空孔）が互いに中空穴に相当する位置において交差している三次元フォトニック結晶も作製することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 柱状の中空穴が二次元配列されたフォトニック結晶ファイバーを用意する工程と、

前記ファイバーの長手方向とは異なる方向に所定周期で溝（切り込み）を形成する工程と、から成る三次元フォトニック結晶の作製方法。

2 . 前記溝（切り込み）を形成する工程が、エッチングする工程又はイオンビームを照射する工程を含むことを特徴とする請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

3 . 前記中空穴の形状が正方形又は六角形であることを特徴とする請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

4 . 前記中空穴とこれに最短で隣接する中空穴との間隔が aの場合に前記溝 (切り込み）の周期が、 a/2から 2 X aであることを特徴とする請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

5 . 前記中空穴とこれに最短で隣接する中空穴との間隔が aの場合に前記溝 (切り込み）の幅が a/4から aであることを特徴とする請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

6 . 前記中空穴の直径又は一辺の長さが dの場合に前記溝（切り込み）の幅が d/2から 2 X dであることを特徴とする請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

7. 前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率が n、前記溝（切り込み）とこれに最短で隣接する溝（切り込み）との間隔が cの場合に前記溝 (切り込み) の幅が nXc/2から 2 XnX cであることを特徴とする請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

8. 前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率とは異なる屈折率の材料を前記中空穴及び前記溝（切り込み）に充填する工程を含むことを特徴とする請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

9. 前記異なる屈折率の材料が液体材料であることを特徴とする請求項 8記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

1 0. 前記液体材料が、加熱又は光照射により硬化する材料であることを特徴とする請求項 9記載の三次元フオトニック糸吉晶の作製方法。

1 1. 前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率が nl、前記異なる屈折率の材料の屈折率が n2、前記溝（切り込み）とこれに最短で隣接する溝（切り込み）との間隔が cの場合に、前記溝（切り込み）の幅が、（nlXc) I (2Xn2) から（2 XnlXc)/n2であることを特徴とする請求項 8記載の三次元フォトニック結晶に作製方法。

1 2. 前記中空穴の一部を前記フォトニック結晶ファイバーと同じ屈折率の材料で充填する工程を含むことを特徴とする請求項 1に記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

13. 請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法による三次元フォトニック結晶付ファイノ一の作製方法。

1 4. 請求項 1記載の三次元フォトニック結晶の作製方法を含む光学素子の作製方法。

1 5 . 柱状の中空穴が二次元配列されたフォトニック結晶ファイバーを用意する工程と、

前記ファイバ一の長手方向とは異なる方向から前記中空穴を繋ぎ貫通する貫通孔（空孔）を形成する工程と、から成る三次元フォトニック結晶の作製方法。

1 6 . 前記貫通孔（空孔）を形成する工程が、エッチングする工程又はイオンビ —ムを照射する工程を含むことを特徴する請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

1 7 . 前記貫通孔（空孔）を形成する工程が、二方向から貫通孔を形成し、互いに前記中空穴に相当する位置において交差させる工程であることを特徴とする請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

1 8 . 前記二方向；^、前記長手方向と直交する方向であり、前記交差する角度が直角であることを特徴とする請求項 1 7記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

1 9 . 前記中空穴の形状が正方形又は六角形であることを特徴とする請求項 1 5記載の三次元フォ卜ニック結晶の作製方法。

2 0 . 短手方向断面において、最短で隣接する中空穴により構成される単位格子が三角形又は四角形であることを特徴する請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

2 1 . 前記中空穴とこれに最短で隣接する中空穴との間隔が aの場合に前記貫通孔（空孔）の周期が、 a/2から 2 X aであることを特徴とする請求項 1 5記載の三次元フォ卜ニック結晶の作製方法。

2 2 . 前記中空穴とこれに最短で隣接する中空穴との間隔が aの場合に前記貫通孔（空孔）の幅又は直径が a/4から aであることを特徴とする請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶作製方法。

2 3 . 前記中空穴の直径又は一辺の長さが dの場合に前記貫通孔（空孔）の幅又は直径が d/2から 2 X dであることを特徴とする請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

2 4 . 前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率が n、前記貫通孔（空孔) とこれに最短で隣接する貫通孔（空孔）との間隔が cの場合に前記貫通孔（空孔) の幅又は直径が n X c/2 から 2 X n X cであることを特徴とする請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

2 5 . 前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率とは異なる屈折率の材料を前記中空穴及び前記莨通孔（空孔）に充填する工程を含むことを特徴とする請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

2 6 . 前記異なる屈折率の材料が液体材料であることを特徴とする請求項 2 5 記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

27. 前記液体材料が、加熱又は光照射により硬化する材料であることを特徴とする請求項 26記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

28. 前記フォトニック結晶ファイバー材料の屈折率が nl、前記異なる屈折率の材料の屈折率が n2、前記貫通孔（空孔）とこれに最短で隣接する貫通孔（空孔) との間隔力 cの場合に、前記貫通孔（空孔）の幅又は直径が、（nlXc) I (2Xn2) から（2XnlXc) /n2であることを特徴とする請求項 25記載の三次元フォト二ック結晶の作製方法。

29. 前記中空穴の一部を前記フォトニック結晶ファイバーと同じ屈折率の材料で充填する工程を含むことを特徴とする請求項 1 5に記載の三次元フォトニック結晶の作製方法。

30. 請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶の作製方法による三次元フォトニック結晶付ファィバーの作製方法。

3 1. 請求項 1 5記載の三次元フォトニック結晶の作製方法を含む光学素子の作製方法。