JPH05226733A - 希土類元素添加ガラス導波路およびその製造方法 - Google Patents
希土類元素添加ガラス導波路およびその製造方法Info
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- JPH05226733A JPH05226733A JP2537892A JP2537892A JPH05226733A JP H05226733 A JPH05226733 A JP H05226733A JP 2537892 A JP2537892 A JP 2537892A JP 2537892 A JP2537892 A JP 2537892A JP H05226733 A JPH05226733 A JP H05226733A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は希土類元素添加ガラス導波路および
その製造方法に関するものであり、その主な目的は膜厚
および屈折率が制御され、希土類元素が均一に添加さ
れ、かつ、その希土類元素も多量に添加された高利得性
の得られる希土類元素添加ガラス導波路およびその製造
方法を提供することにある。 【構成】 本発明は基板の表面上に、希土類元素を少な
くとも１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるコアガラ
スを形成し、該コアガラスをクラッドガラス等の低屈折
率層で覆ったことを特徴としている。
その製造方法に関するものであり、その主な目的は膜厚
および屈折率が制御され、希土類元素が均一に添加さ
れ、かつ、その希土類元素も多量に添加された高利得性
の得られる希土類元素添加ガラス導波路およびその製造
方法を提供することにある。 【構成】 本発明は基板の表面上に、希土類元素を少な
くとも１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるコアガラ
スを形成し、該コアガラスをクラッドガラス等の低屈折
率層で覆ったことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は希土類元素を添加したガ
ラス導波路およびその製造方法に関するものである。
ラス導波路およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガラス導波路のコア内に希土類元
素を添加することにより、レーザーや光増幅器を実現し
ようとする研究開発が注目されている。
素を添加することにより、レーザーや光増幅器を実現し
ようとする研究開発が注目されている。
【０００３】図３はガラス導波路のコア内に希土類元素
を添加する方法の従来例を示したものである。すなわ
ち、光が伝搬するコア部と、このコア部の周りにクラッ
ド層を有するガラス光導波路膜を基板上に形成させる工
程で得られる基板上のコア部用ガラス多孔質膜を、希土
類元素と遷移金属元素から選ばれた１種類以上の元素を
含む溶液中に液浸し、該元素を上記コア部に所定濃度に
添加させ、乾燥、焼結後、フォトリソグラフィ、ドライ
エッチングプロセスによりコア部表面上にクラッド層を
堆積させてレーザー用あるいは光増幅器用希土類元素添
加ガラス導波路を得る方法である（特開平２−２５０８
３号公報）。
を添加する方法の従来例を示したものである。すなわ
ち、光が伝搬するコア部と、このコア部の周りにクラッ
ド層を有するガラス光導波路膜を基板上に形成させる工
程で得られる基板上のコア部用ガラス多孔質膜を、希土
類元素と遷移金属元素から選ばれた１種類以上の元素を
含む溶液中に液浸し、該元素を上記コア部に所定濃度に
添加させ、乾燥、焼結後、フォトリソグラフィ、ドライ
エッチングプロセスによりコア部表面上にクラッド層を
堆積させてレーザー用あるいは光増幅器用希土類元素添
加ガラス導波路を得る方法である（特開平２−２５０８
３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の希土類元素添加ガラス導波路の製造方法では以下のよ
うな欠点があった。
の希土類元素添加ガラス導波路の製造方法では以下のよ
うな欠点があった。
【０００５】（１）コア部内に希土類元素を均一に添加
することが困難であった。すなわち、上述した方法はガ
ラス多孔質膜中に液体を含浸させる方法であるため、ガ
ラス多孔質膜の厚さ方向に濃度分布を持つことになり、
コア部内での希土類元素の濃度勾配は励起効率の低下を
招いていた。
することが困難であった。すなわち、上述した方法はガ
ラス多孔質膜中に液体を含浸させる方法であるため、ガ
ラス多孔質膜の厚さ方向に濃度分布を持つことになり、
コア部内での希土類元素の濃度勾配は励起効率の低下を
招いていた。
【０００６】（２）コア部内に希土類元素を多量に添加
することは困難であった。
することは困難であった。
【０００７】（３）ガラス多孔質膜を堆積させた後、こ
れを焼結して透明なガラスにする方法であるため膜厚お
よび屈折率の制御が困難であった。
れを焼結して透明なガラスにする方法であるため膜厚お
よび屈折率の制御が困難であった。
【０００８】（４）液体を通して不純物が混入し易く、
低損失化が困難であった。
低損失化が困難であった。
【０００９】そこで、本発明は上記の問題点を有効に解
決するために案出されたものであり、その主な目的は膜
厚および屈折率が制御され、希土類元素が均一に添加さ
れ、かつ、その希土類元素も多量に添加された高利得性
の得られる希土類元素添加ガラス導波路およびその製造
方法を提供することにある。
決するために案出されたものであり、その主な目的は膜
厚および屈折率が制御され、希土類元素が均一に添加さ
れ、かつ、その希土類元素も多量に添加された高利得性
の得られる希土類元素添加ガラス導波路およびその製造
方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第一の発明は基板の表面上に、希土類元素を少なくと
も１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるコアガラスを
形成し、該コアガラスを低屈折率層で覆ったものであ
り、第二の発明は上記希土類元素を少なくとも１種含む
ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 コアガラスは電子ビーム蒸着法に
よって形成されたものである。また、第三の発明は低屈
折率層を有する基板上に、電子ビーム蒸着法によりＳｉ
Ｏ2 とＴａ2 Ｏ5 の一体化タブレットと、希土類元素を
少なくとも１種含むタブレットを同時に蒸発させて希土
類元素を少なくとも１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 ガラ
ス膜を形成し、該ガラス膜をフォトリソグラフィおよび
ドライエッチングにより、上記希土類元素を少なくとも
１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 ガラス膜を略矩形状に加
工した後、該略矩形状のガラス膜全面に低屈折率のガラ
ス膜を被覆したものであり、第四の発明は上記ＳｉＯ2
とＴａ2 Ｏ5 の一体化タブレットは、ＳｉＯ2 とＴａ2
Ｏ5 の粉末を混合した後、これをホットプレスにより所
定形状に固形化して形成したものである。
に第一の発明は基板の表面上に、希土類元素を少なくと
も１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるコアガラスを
形成し、該コアガラスを低屈折率層で覆ったものであ
り、第二の発明は上記希土類元素を少なくとも１種含む
ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 コアガラスは電子ビーム蒸着法に
よって形成されたものである。また、第三の発明は低屈
折率層を有する基板上に、電子ビーム蒸着法によりＳｉ
Ｏ2 とＴａ2 Ｏ5 の一体化タブレットと、希土類元素を
少なくとも１種含むタブレットを同時に蒸発させて希土
類元素を少なくとも１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 ガラ
ス膜を形成し、該ガラス膜をフォトリソグラフィおよび
ドライエッチングにより、上記希土類元素を少なくとも
１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 ガラス膜を略矩形状に加
工した後、該略矩形状のガラス膜全面に低屈折率のガラ
ス膜を被覆したものであり、第四の発明は上記ＳｉＯ2
とＴａ2 Ｏ5 の一体化タブレットは、ＳｉＯ2 とＴａ2
Ｏ5 の粉末を混合した後、これをホットプレスにより所
定形状に固形化して形成したものである。
【００１１】
【作用】本発明のガラス導波路は光の伝搬する領域であ
るコアガラスを融点が略等しいＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 を
用いて構成し、このコアガラス内に希土類元素を少なく
とも１種添加したものであり、その製造方法として２つ
の蒸発源を有する電子ビーム蒸着法によりコア用ガラス
膜を形成するものである。すなわち、一方の蒸発源にＳ
ｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末を混合し、ホットプレスによ
り固形化したタブレットを入れ、他方の蒸発源に希土類
元素を少なくとも１種含んだタブレットを入れ、これら
タブレットに電子ビームを同時に照射すると、その蒸気
が電子ビーム蒸着装置の上部側に配置された基板上に、
ガラス膜を形成する方法であるため、希土類元素と屈折
率制御用添加物のＴａ2 Ｏ5 との少なくとも２種含んだ
ガラス膜を容易に得ることができる。しかも膜厚と屈折
率は精密に制御でき、かつ希土類元素を高濃度に添加す
ることができる。さらにそれぞれの電子ビームの電流値
を時間的に調節することにより、厚み方向の組成（すな
わち、屈折率と希土類元素の添加濃度）を制御すること
ができる。また、一方の蒸発源内に入れるタブレットは
ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 といった融点の差が±２００℃以
内の材料で構成することで蒸発速度の差を無くしてクラ
スタ発生を抑え、粒径が１μｍ以下の透明で光散乱損失
の小さいガラス膜が得られる。さらに、ガラス膜中に粒
径が１μｍ以上のクラスタがないために、ドライエッチ
ングの際のエッチングも一様に行なえ、エッチング荒れ
の少ない略矩形状のコアパターンを形成することができ
る。また、このようにして得られた基板を利用して光導
波路を製造することによって、低損失でかつ高利得特性
の光導波路を得ることができる。
るコアガラスを融点が略等しいＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 を
用いて構成し、このコアガラス内に希土類元素を少なく
とも１種添加したものであり、その製造方法として２つ
の蒸発源を有する電子ビーム蒸着法によりコア用ガラス
膜を形成するものである。すなわち、一方の蒸発源にＳ
ｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末を混合し、ホットプレスによ
り固形化したタブレットを入れ、他方の蒸発源に希土類
元素を少なくとも１種含んだタブレットを入れ、これら
タブレットに電子ビームを同時に照射すると、その蒸気
が電子ビーム蒸着装置の上部側に配置された基板上に、
ガラス膜を形成する方法であるため、希土類元素と屈折
率制御用添加物のＴａ2 Ｏ5 との少なくとも２種含んだ
ガラス膜を容易に得ることができる。しかも膜厚と屈折
率は精密に制御でき、かつ希土類元素を高濃度に添加す
ることができる。さらにそれぞれの電子ビームの電流値
を時間的に調節することにより、厚み方向の組成（すな
わち、屈折率と希土類元素の添加濃度）を制御すること
ができる。また、一方の蒸発源内に入れるタブレットは
ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 といった融点の差が±２００℃以
内の材料で構成することで蒸発速度の差を無くしてクラ
スタ発生を抑え、粒径が１μｍ以下の透明で光散乱損失
の小さいガラス膜が得られる。さらに、ガラス膜中に粒
径が１μｍ以上のクラスタがないために、ドライエッチ
ングの際のエッチングも一様に行なえ、エッチング荒れ
の少ない略矩形状のコアパターンを形成することができ
る。また、このようにして得られた基板を利用して光導
波路を製造することによって、低損失でかつ高利得特性
の光導波路を得ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。
いて詳述する。
【００１３】図１は、本発明の希土類元素添加ガラス導
波路のコア用ガラス膜の製造に用いる電子ビーム蒸着装
置１の一実施例を示したものである。
波路のコア用ガラス膜の製造に用いる電子ビーム蒸着装
置１の一実施例を示したものである。
【００１４】図示するように、チャンバ２内底部には器
状に形成された２つの蒸発源３，４が配置されており、
一つの蒸発源３内にはＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるブ
ロック状のタブレット３ａが入れられており、また、一
方の蒸発源４内には希土類元素を少なくとも１種含んだ
ブロック状のタブレット４ａが入れられている。
状に形成された２つの蒸発源３，４が配置されており、
一つの蒸発源３内にはＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるブ
ロック状のタブレット３ａが入れられており、また、一
方の蒸発源４内には希土類元素を少なくとも１種含んだ
ブロック状のタブレット４ａが入れられている。
【００１５】この蒸発源３内のタブレット３ａはＳｉＯ
2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末を所望重量％となるように混合
し、ホットプレスにより焼結密度が９０％以上となるよ
うにブロック状にした焼結体である。また、このＴａ2
Ｏ5 は屈折率制御用添加物であり、ＳｉＯ2 に対して１
重量％から１０数重量％添加されている。
2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末を所望重量％となるように混合
し、ホットプレスにより焼結密度が９０％以上となるよ
うにブロック状にした焼結体である。また、このＴａ2
Ｏ5 は屈折率制御用添加物であり、ＳｉＯ2 に対して１
重量％から１０数重量％添加されている。
【００１６】また、これら蒸発源３，４近傍には電子ガ
ン５，６が設けられており、それぞれ電子ビームを蒸発
源３，４内のタブレット３ａ，４ａに照射してこれを蒸
発させている。
ン５，６が設けられており、それぞれ電子ビームを蒸発
源３，４内のタブレット３ａ，４ａに照射してこれを蒸
発させている。
【００１７】一方、チャンバ２内であって、上記蒸発源
３，４の上方部には基板ホルダ７が設けられており、さ
らに、この基板ホルダ７には複数の基板８ａ〜８ｎが取
り付けられている。また、この基板ホルダ７の上部には
ヒータ９が設けられており、基板ホルダ７に取り付けら
れている複数の基板８ａ〜８ｎを１００〜４００℃の範
囲内に加熱している。
３，４の上方部には基板ホルダ７が設けられており、さ
らに、この基板ホルダ７には複数の基板８ａ〜８ｎが取
り付けられている。また、この基板ホルダ７の上部には
ヒータ９が設けられており、基板ホルダ７に取り付けら
れている複数の基板８ａ〜８ｎを１００〜４００℃の範
囲内に加熱している。
【００１８】また、チャンバ２には、それぞれ酸素ガス
導入系１０と真空排気系１１が接続されており、真空排
気系１１によってチャンバ２内を（１０-7Ｔｏｒｒ）状
態になるように真空排気した後、酸素ガス導入系１０か
ら酸素ガスを導入し、真空度が５×１０-4から５×１０
-5Ｔｏｒｒになるように酸素流量が調節している。
導入系１０と真空排気系１１が接続されており、真空排
気系１１によってチャンバ２内を（１０-7Ｔｏｒｒ）状
態になるように真空排気した後、酸素ガス導入系１０か
ら酸素ガスを導入し、真空度が５×１０-4から５×１０
-5Ｔｏｒｒになるように酸素流量が調節している。
【００１９】また、上記蒸発源３，４の間には仕切板１
２が設けられており、これら蒸発源３，４から発生する
蒸発物がお互い混入しないように防止している。
２が設けられており、これら蒸発源３，４から発生する
蒸発物がお互い混入しないように防止している。
【００２０】次に、本発明の作用を説明する。
【００２１】上述したような状態において、それぞれの
蒸発源３，４内のタブレット３ａ，４ａに、それぞれの
電子ガン５，６から電子ビームを略同時に照射すると、
図示するように、それぞれのタブレット３ａ，４ａが放
射状に蒸発し、チャンバ２内で混合しつつチャンバ２内
上部に位置する複数の基板８ａ〜８ｎに達してその表面
上にＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるガラス膜を成膜する
ことになる。ここで、このガラス膜中の希土類元素の添
加量は電子ガン５，６の電流を調節することにより、蒸
発源３からの蒸発速度を制御することによって容易に調
節することができる。すなわち、このガラス膜中の希土
類元素の添加量は蒸発速度を調整することによって容易
に制御することができ、その添加量の制御範囲は１００
ｐｐｍから数％の範囲に渡って実現することが可能であ
る。例えば、蒸発源３内にＥｒ2 Ｏ3 のタブレットを入
れてガラス膜を試作した結果、ＳｉＯ2 −Ｔａ2 Ｏ5 ガ
ラス膜中へのＥｒの添加量は数百ｐｐｍから２％の範囲
まで上記電子ガン５の電流値を調節することによって変
えることができた。しかも、これらガラス膜の伝搬損失
は０．１５ｄＢ／ｃｍ以下であり、従来のＴａ2 Ｏ5 の
代わりにＧｅＯ2 あるいはＰ2 Ｏ5 を用いた場合の損失
（０．２５〜０．３ｄＢ／ｃｍ）に比べ、低損失値が実
現できた。
蒸発源３，４内のタブレット３ａ，４ａに、それぞれの
電子ガン５，６から電子ビームを略同時に照射すると、
図示するように、それぞれのタブレット３ａ，４ａが放
射状に蒸発し、チャンバ２内で混合しつつチャンバ２内
上部に位置する複数の基板８ａ〜８ｎに達してその表面
上にＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるガラス膜を成膜する
ことになる。ここで、このガラス膜中の希土類元素の添
加量は電子ガン５，６の電流を調節することにより、蒸
発源３からの蒸発速度を制御することによって容易に調
節することができる。すなわち、このガラス膜中の希土
類元素の添加量は蒸発速度を調整することによって容易
に制御することができ、その添加量の制御範囲は１００
ｐｐｍから数％の範囲に渡って実現することが可能であ
る。例えば、蒸発源３内にＥｒ2 Ｏ3 のタブレットを入
れてガラス膜を試作した結果、ＳｉＯ2 −Ｔａ2 Ｏ5 ガ
ラス膜中へのＥｒの添加量は数百ｐｐｍから２％の範囲
まで上記電子ガン５の電流値を調節することによって変
えることができた。しかも、これらガラス膜の伝搬損失
は０．１５ｄＢ／ｃｍ以下であり、従来のＴａ2 Ｏ5 の
代わりにＧｅＯ2 あるいはＰ2 Ｏ5 を用いた場合の損失
（０．２５〜０．３ｄＢ／ｃｍ）に比べ、低損失値が実
現できた。
【００２２】また、本実施例で屈折率制御用添加物とし
てＴａ2 Ｏ5 を選んだのは、ＳｉＯ2 と融点が略等しい
ために、この一体化タブレット３ａに電子ガン５から電
子ビームを照射した場合、ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 が略一
様に溶かされ、ほぼ同じ蒸発速度で蒸発していくため、
屈折率制御性が極めて良いためである。従って、予め粉
末状態で定めたＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 の重量％と屈折率
との間には直線的な比例関係が得られる。また、ＳｉＯ
2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末は粒径が１μｍ以下と小さく、か
つ粒径がよく揃っているために、基板８ａ〜８ｎに形成
されたガラス膜の微粒子径も１μｍ以下にほぼ一様とな
り、散乱損失の低いコアガラス膜を得ることができるた
めである。さらに、ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末の粒径
がよく揃っているために、焼結密度が９０％以上のタブ
レットを再現性良く作ることができ、これも散乱損失の
低いコアガラス膜の実現に効果的であった。
てＴａ2 Ｏ5 を選んだのは、ＳｉＯ2 と融点が略等しい
ために、この一体化タブレット３ａに電子ガン５から電
子ビームを照射した場合、ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 が略一
様に溶かされ、ほぼ同じ蒸発速度で蒸発していくため、
屈折率制御性が極めて良いためである。従って、予め粉
末状態で定めたＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 の重量％と屈折率
との間には直線的な比例関係が得られる。また、ＳｉＯ
2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末は粒径が１μｍ以下と小さく、か
つ粒径がよく揃っているために、基板８ａ〜８ｎに形成
されたガラス膜の微粒子径も１μｍ以下にほぼ一様とな
り、散乱損失の低いコアガラス膜を得ることができるた
めである。さらに、ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末の粒径
がよく揃っているために、焼結密度が９０％以上のタブ
レットを再現性良く作ることができ、これも散乱損失の
低いコアガラス膜の実現に効果的であった。
【００２３】尚、本実施例のタブレット３ａ，４ａには
直径１８ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円柱形のものを数個から
１０数個用いてガラス膜厚７μｍ〜１０μｍを形成した
が、本発明はこれに限らず、タブレットの形状は四角
形、多角形のものでもよく、また大きさも上記値に限定
されるものではない。また、基板８ａ〜８ｎには直径３
インチ、厚さ１ｍｍの石英基板を用い、基板ホルダ７に
２０枚取り付けたが、タブレットと同様に、本発明はこ
れに限らず、例えば、そのサイズは４インチや５インチ
でも良く、材質も石英基板以外に、表面にＳｉＯ2 膜、
あるいはＳｉＯ2 にＰ，Ｂ，Ｆなどの屈折率制御用添加
物を少なくとも１種含んだ膜を有するＳｉ基板でもよ
く、その形状、材質及び数量も上記実施例に限定される
ものではない。また、基板ホルダ７はガラス膜成膜中に
円周方向に回転するように構成すれば、基板面内及び基
板間での膜厚および屈折率の偏差を小さく抑えることも
可能となる。その実験例として屈折率の偏差は基板面内
で０．１％以下、基板間で０．５％以下のものを得るこ
とができた。また、膜厚の偏差は基板面内で０．３％以
下、基板間で３％以下であった。さらに、装置１内に膜
厚モニタを備えれば、ガラス膜の成膜中に膜厚をモニタ
しながら行うことが可能となり、従来方法に比較して製
造歩留りが良くなる。
直径１８ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円柱形のものを数個から
１０数個用いてガラス膜厚７μｍ〜１０μｍを形成した
が、本発明はこれに限らず、タブレットの形状は四角
形、多角形のものでもよく、また大きさも上記値に限定
されるものではない。また、基板８ａ〜８ｎには直径３
インチ、厚さ１ｍｍの石英基板を用い、基板ホルダ７に
２０枚取り付けたが、タブレットと同様に、本発明はこ
れに限らず、例えば、そのサイズは４インチや５インチ
でも良く、材質も石英基板以外に、表面にＳｉＯ2 膜、
あるいはＳｉＯ2 にＰ，Ｂ，Ｆなどの屈折率制御用添加
物を少なくとも１種含んだ膜を有するＳｉ基板でもよ
く、その形状、材質及び数量も上記実施例に限定される
ものではない。また、基板ホルダ７はガラス膜成膜中に
円周方向に回転するように構成すれば、基板面内及び基
板間での膜厚および屈折率の偏差を小さく抑えることも
可能となる。その実験例として屈折率の偏差は基板面内
で０．１％以下、基板間で０．５％以下のものを得るこ
とができた。また、膜厚の偏差は基板面内で０．３％以
下、基板間で３％以下であった。さらに、装置１内に膜
厚モニタを備えれば、ガラス膜の成膜中に膜厚をモニタ
しながら行うことが可能となり、従来方法に比較して製
造歩留りが良くなる。
【００２４】次に、上述した方法によって得られたガラ
ス膜を使用して希土類元素添加光導波路の製造方法につ
いて説明する。
ス膜を使用して希土類元素添加光導波路の製造方法につ
いて説明する。
【００２５】図２は本発明の希土類元素添加ガラス導波
路１５の実施例を示したものである。先ず図２（ａ）の
ガラス導波路１５ａは、上述したような方法によって基
板８上に得られた希土類元素を少なくとも１種含むＳｉ
Ｏ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるガラス膜をフォトリソグラフ
ィおよびドライエッチングにより、略矩形状に加工して
コアガラス１３を形成し、このコアガラス１３上に、そ
れよりも低屈折率のクラッドガラス層１４を形成したも
のであり、図２（ｂ）のガラス導波路１５ｂは基板８上
にバッファ層１６を形成し、このバッファ層１６の上面
に上述したような方法によって得られたコアガラス１３
とクラッドガラス層１４を形成したものであり、また、
図２（ｃ）のガラス導波路１５ｃは図２（ｂ）のガラス
導波路１５ｂのクラッドガラス層１４の代わりにクラッ
ドガラス薄膜１７を被覆したものである。このクラッド
ガラス層１４及びクラッドガラス薄膜１７は火炎堆積
法、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）、プラズマＣＶＤ法等に
よって形成される。
路１５の実施例を示したものである。先ず図２（ａ）の
ガラス導波路１５ａは、上述したような方法によって基
板８上に得られた希土類元素を少なくとも１種含むＳｉ
Ｏ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるガラス膜をフォトリソグラフ
ィおよびドライエッチングにより、略矩形状に加工して
コアガラス１３を形成し、このコアガラス１３上に、そ
れよりも低屈折率のクラッドガラス層１４を形成したも
のであり、図２（ｂ）のガラス導波路１５ｂは基板８上
にバッファ層１６を形成し、このバッファ層１６の上面
に上述したような方法によって得られたコアガラス１３
とクラッドガラス層１４を形成したものであり、また、
図２（ｃ）のガラス導波路１５ｃは図２（ｂ）のガラス
導波路１５ｂのクラッドガラス層１４の代わりにクラッ
ドガラス薄膜１７を被覆したものである。このクラッド
ガラス層１４及びクラッドガラス薄膜１７は火炎堆積
法、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）、プラズマＣＶＤ法等に
よって形成される。
【００２６】尚、この図２（ａ）〜（ｃ）に示すガラス
導波路１５は上述した方法で基板８上にコア用ガラス膜
を形成した後、このコア用ガラス膜上に、例えばＷＳｉ
膜等のメタル膜を形成し、その後、このメタル膜上にフ
ォトリソグラフィ工程によりフォトレジストパターンを
形成する。次に、ドライエッチング工程により上記フォ
トレジストパターンをマスクして再度ドライエッチング
工程によりコアガラス膜を剥離した後、コアガラスパタ
ーン全面に低屈折率膜を被覆することによってガラス導
波路を製造することになる。
導波路１５は上述した方法で基板８上にコア用ガラス膜
を形成した後、このコア用ガラス膜上に、例えばＷＳｉ
膜等のメタル膜を形成し、その後、このメタル膜上にフ
ォトリソグラフィ工程によりフォトレジストパターンを
形成する。次に、ドライエッチング工程により上記フォ
トレジストパターンをマスクして再度ドライエッチング
工程によりコアガラス膜を剥離した後、コアガラスパタ
ーン全面に低屈折率膜を被覆することによってガラス導
波路を製造することになる。
【００２７】このコアガラス膜は上述したように、電子
ビーム蒸着法によって形成されたものであり、希土類元
素を含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるガラスで構成さ
れているため、低損失なガラス導波路が実現される。ま
た、上述したように、このクラッドガラス層１４，１７
はコアガラス１３の屈折率よりも低い値の屈折率を有す
るガラスが用いられ、ＳｉＯ2 あるいはＳｉＯ2 にＰ，
Ｂ，Ｆ，Ｇｅ，Ｔｉ等の屈折率制御用添加物を少なくと
も１種含んだもので構成されている。
ビーム蒸着法によって形成されたものであり、希土類元
素を含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるガラスで構成さ
れているため、低損失なガラス導波路が実現される。ま
た、上述したように、このクラッドガラス層１４，１７
はコアガラス１３の屈折率よりも低い値の屈折率を有す
るガラスが用いられ、ＳｉＯ2 あるいはＳｉＯ2 にＰ，
Ｂ，Ｆ，Ｇｅ，Ｔｉ等の屈折率制御用添加物を少なくと
も１種含んだもので構成されている。
【００２８】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、電子ビー
ム蒸着法を用いてコア用ガラス膜を形成するようになっ
ているため、電子ビームの電流値を制御することでコア
用ガラス膜中に希土類元素を均一添加、あるいは添加量
の制御が容易となる。しかも、形成されるガラス膜厚お
よび屈折率の制御が容易となる。また、従来のように液
体を使用しないため、不純物が混入することなく低損失
化及び光散乱損失の低下が達成され、高利得性のガラス
膜が提供できる等といった優れた効果を有する。
ム蒸着法を用いてコア用ガラス膜を形成するようになっ
ているため、電子ビームの電流値を制御することでコア
用ガラス膜中に希土類元素を均一添加、あるいは添加量
の制御が容易となる。しかも、形成されるガラス膜厚お
よび屈折率の制御が容易となる。また、従来のように液
体を使用しないため、不純物が混入することなく低損失
化及び光散乱損失の低下が達成され、高利得性のガラス
膜が提供できる等といった優れた効果を有する。
【図１】第一の発明に用いる電子ビーム蒸着装置および
製造方法の一実施例を示した概略図である。
製造方法の一実施例を示した概略図である。
【図２】本発明の実施例を示した概略図である。
【図３】従来の希土類元素ガラス導波路の製造方法を示
す概略図である。
す概略図である。
１ 電子ビーム蒸着法 ３ａ ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるタブレット ４ａ 希土類元素を含んだタブレット ８ 基板 １３ コアガラス １４ 低屈折率層 １５ ガラス導波路
Claims (4)
- 【請求項１】 基板の表面上に、希土類元素を少なくと
も１種含むＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるコアガラスを
形成し、該コアガラスをクラッドガラス等の低屈折率層
で覆ったことを特徴とする希土類元素添加ガラス導波
路。 - 【請求項２】 上記希土類元素を少なくとも１種含むＳ
ｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるコアガラスは電子ビーム蒸
着法によって形成されたことを特徴とする請求項１記載
の希土類元素添加ガラス導波路。 - 【請求項３】 低屈折率層を有する基板上に、電子ビー
ム蒸着法によりＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 からなるタブレッ
トと、希土類元素を少なくとも１種含むタブレットを同
時に蒸発させて希土類元素を少なくとも１種含むＳｉＯ
2 −Ｔａ2 Ｏ5 ガラス膜を形成し、該ガラス膜をフォト
リソグラフィおよびドライエッチングにより、上記希土
類元素を少なくとも１種含むＳｉＯ2 −Ｔａ2 Ｏ5 ガラ
ス膜を略矩形状に加工した後、該略矩形状のガラス膜全
面に低屈折率層を被覆したことを特徴とする希土類元素
添加ガラス導波路の製造方法。 - 【請求項４】 上記ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 の一体化タブ
レットは、ＳｉＯ2 とＴａ2 Ｏ5 の粉末を均一混合した
後、これをホットプレスにより所定形状に固形化して形
成したことを特徴とする請求項３記載の希土類元素添加
ガラス導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2537892A JPH05226733A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 希土類元素添加ガラス導波路およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2537892A JPH05226733A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 希土類元素添加ガラス導波路およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226733A true JPH05226733A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=12164194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2537892A Pending JPH05226733A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 希土類元素添加ガラス導波路およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05226733A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005061401A3 (en) * | 2003-09-18 | 2005-10-20 | 3M Innovative Properties Co | CERAMICS AND GLASS COMPRISING Al2O3, REO, ZrO2 AND/OR HFO2, AND Nb2O5 AND/OR Ta2O5 AND/OR METHODS OF MAKING THE SAME |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP2537892A patent/JPH05226733A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005061401A3 (en) * | 2003-09-18 | 2005-10-20 | 3M Innovative Properties Co | CERAMICS AND GLASS COMPRISING Al2O3, REO, ZrO2 AND/OR HFO2, AND Nb2O5 AND/OR Ta2O5 AND/OR METHODS OF MAKING THE SAME |
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