JPH11202143A - Optical waveguide parts and their production - Google Patents
Optical waveguide parts and their productionInfo
- Publication number
- JPH11202143A JPH11202143A JP704298A JP704298A JPH11202143A JP H11202143 A JPH11202143 A JP H11202143A JP 704298 A JP704298 A JP 704298A JP 704298 A JP704298 A JP 704298A JP H11202143 A JPH11202143 A JP H11202143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sol
- optical waveguide
- substrate
- glass
- pattern
- 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
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路部品およ
びその製造方法に関する。さらに詳しくは、光導波路が
低温プロセスで得られたガラスから成る光導波路部品お
よびその製造方法に関する。The present invention relates to an optical waveguide component and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to an optical waveguide component whose optical waveguide is made of glass obtained by a low-temperature process, and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】昨今、公衆電話や交通機関その他におい
て、表面に磁気回路パターンが形成された磁気記録カー
ドがプリペイドカードとして頻繁に利用されている。こ
のプリペイドカードの磁気回路は利用額に応じて一部ず
つ順次切断され、予め定められた利用限度額になると全
てが切断されて使用不可能になる。しかし、使用済みの
プリペイドカードであっても、切断された磁気回路パタ
ーンを修復したり、使用金額や残額などの情報を磁気を
利用して書き換えるなどして、再使用できるように偽造
・変造する行為が多発している。2. Description of the Related Art In recent years, a magnetic recording card having a magnetic circuit pattern formed on its surface has been frequently used as a prepaid card in public telephones, transportation facilities and the like. The magnetic circuit of the prepaid card is cut off part by part in accordance with the usage amount, and when the usage amount reaches a predetermined usage limit, the whole is cut off and becomes unusable. However, even for used prepaid cards, forged or falsified so that they can be reused, such as by repairing the cut magnetic circuit pattern or rewriting information such as the amount of money used or the balance using magnetism Acts are occurring frequently.
【０００３】このような問題に対して、回路パターンを
光導波路で形成するプリペイドカード（以下、光回路カ
ードという）の検討が行われている。切断された光導波
路の回路パターンの再生は、磁気回路の再生に比べると
困難であるからである。このような光回路カードを製造
するためには、シート状をした基板の上に信号光が伝搬
する材料、具体的にはガラスから成る光導波路を、所定
の回路パターンで形成する必要がある。一般にガラスか
ら成る光導波路は、ＦＨＤ（火炎加水分解）法、イオン
交換法、ＥＢ（イオンビーム）蒸着法などを適用して形
成されており、前記各方法のいずれにおいても、最終的
に目的とする回路パターンをガラス化するためには５０
０〜１０００℃以上の高温での熱処理を必要とする。そ
のため、基板にはこのような高温でも変形、熱分解、溶
融などを起こさない材料、例えば石英、シリコン、ある
いはホウ珪酸ガラスなどを用いることが必要となる。In order to solve such a problem, a prepaid card (hereinafter, referred to as an optical circuit card) in which a circuit pattern is formed by an optical waveguide has been studied. This is because the reproduction of the circuit pattern of the cut optical waveguide is more difficult than the reproduction of the magnetic circuit. In order to manufacture such an optical circuit card, it is necessary to form an optical waveguide made of a material through which signal light propagates, specifically, glass, on a sheet-shaped substrate in a predetermined circuit pattern. An optical waveguide generally made of glass is formed by applying an FHD (flame hydrolysis) method, an ion exchange method, an EB (ion beam) vapor deposition method, or the like. 50 to vitrify the circuit pattern
Heat treatment at a high temperature of 0 to 1000 ° C. or more is required. Therefore, it is necessary to use a material that does not cause deformation, thermal decomposition, melting, or the like even at such a high temperature, such as quartz, silicon, or borosilicate glass, for the substrate.
【０００４】しかしながら、上記した従来の方法で製造
した光回路カードの場合には基板それ自体に柔軟性がな
く、光回路カードに強い衝撃を与えた場合に基板が破損
して使用不能となることが考えられる。このような問題
に対しては、基板材料として柔軟な材料、例えば熱可塑
性樹脂を用い、可撓性を持たせることが好適である。し
かし熱可塑性樹脂は一般に融点が低いため、５００〜１
０００℃のガラス化温度での熱処理を必要とする上記の
従来方法を適用すると、前記熱可塑性樹脂の基板は溶融
してしまい、目的とするカードを製造することはできな
い。However, in the case of the optical circuit card manufactured by the above-mentioned conventional method, the substrate itself is not flexible, and when a strong impact is given to the optical circuit card, the substrate is damaged and becomes unusable. Can be considered. For such a problem, it is preferable to use a flexible material as a substrate material, for example, a thermoplastic resin to have flexibility. However, thermoplastic resins generally have a low melting point, and
When the above-mentioned conventional method requiring a heat treatment at a vitrification temperature of 000 ° C. is applied, the thermoplastic resin substrate is melted, so that a target card cannot be manufactured.
【０００５】一方、従来からゾル−ゲル法でガラスを製
造する方法が知られている（特開平６−１９９５２８号
を参照）。この先行技術においては、シリコンアルコシ
キドを主体とし、ここに他の金属アルコシキドを配合し
て成るゾルからガラスの薄膜を２００℃近辺の温度で成
膜できることが開示されている。したがって、前記した
光回路カードの製造に際し、基板が熱可塑性樹脂から成
る基板であったとしても、上記した先行技術を適用すれ
ば、基板上にガラスの回路パターンを形成することがで
きるものと考えられる。On the other hand, a method for producing glass by a sol-gel method has been conventionally known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-199528). This prior art discloses that a thin film of glass can be formed at a temperature around 200 ° C. from a sol containing silicon alkoxide as a main component and a mixture of another metal alkoxide. Therefore, even when the substrate is made of a thermoplastic resin in manufacturing the optical circuit card, it is considered that a glass circuit pattern can be formed on the substrate by applying the above-described prior art. Can be
【０００６】しかしながら、現在までのところ、ゾル−
ゲル法を適用して光回路カードに代表される光導波路部
品が製造されたという事例は知られていない。However, up to now, sol-
There is no known case where an optical waveguide component represented by an optical circuit card is manufactured by applying the gel method.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ゾル−ゲル
法で形成された光回路パターンを有する新規な光導波路
部品とその製造方法、とりわけ、基板が熱可塑性樹脂か
ら成るため可撓性に優れている光導波路部品とその製造
方法の提供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a novel optical waveguide component having an optical circuit pattern formed by a sol-gel method and a method of manufacturing the same. An object is to provide an excellent optical waveguide component and a method for manufacturing the same.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成するために鋭意研究を重ねる過程で、次のよ
うな考察を行った。例えば、基板上にゾル−ゲル法でガ
ラスの回路パターンを形成する場合、当該ガラスの屈折
率は基板のそれよりも高くなければならないということ
である。Means for Solving the Problems The present inventors have made the following considerations in the course of intensive studies in order to achieve the above-mentioned object. For example, when a circuit pattern of glass is formed on a substrate by a sol-gel method, the refractive index of the glass must be higher than that of the substrate.
【０００９】また、回路パターンが、光伝搬回路である
コア部とそのコア部を囲撓してコア部からの光の漏洩を
防止するクラッド部から成る場合には、コア部のガラス
の屈折率は前記クラッド部のそれよりも高くなければな
らないということである。即ち、基板とクラッド部とコ
ア部との間では、上記した屈折率差が生ずるように、前
記クラッド部とコア部を形成しなければならないという
ことである。そのためには、クラッド部のガラスになる
ゾルと、コア部のガラスになるゾルとは、それらをガラ
ス化したときに屈折率が異なるような性質を備えたもの
でなければならないことになる。In the case where the circuit pattern comprises a core portion which is a light propagation circuit and a clad portion which surrounds the core portion to prevent light leakage from the core portion, the refractive index of the glass of the core portion Means that it must be higher than that of the cladding. That is, the clad portion and the core portion must be formed so that the above-described refractive index difference occurs between the substrate, the clad portion, and the core portion. For that purpose, the sol that becomes the glass of the clad portion and the sol that becomes the glass of the core portion must have properties such that the refractive indexes differ when vitrified.
【００１０】ここで、本発明者らは、例えばＦＨＤ法の
場合、主体であるＳｉＯ2に他の元素をドープしたとき
には、その種類とドープ量が変化すると、得られるガラ
スの屈折率が変化するという公知の事実に着目した。そ
こで、本発明者らは、前記した特開平６−１９９５２８
号公報に記載のゾル−ゲル法において、シリコンアルコ
シキドをガラス本体用のゾルと位置づけ、他のアルコシ
キド、例えばジルコニウムアルコシキドなどをドーパン
ト用のゾルと位置づけ、このドーパント用のゾルの種類
と配合量を変化させた状態で両者を混合したゾルを調製
して、それをガラス化すれば、得られたガラスの屈折率
が種々に変化したガラスを得ることができると推考し
た。そして、種々の実験を重ねた結果、上記推考の正し
さを確認し、本発明の光導波路部品を開発するに至っ
た。Here, for example, in the case of the FHD method, when doping other elements into the main component SiO 2 , if the type and the doping amount change, the refractive index of the obtained glass changes. Attention was paid to the known fact. Then, the present inventors have proposed the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-199528.
In the sol-gel method described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163, silicon alkoxide is positioned as a sol for a glass body, and other alkoxides, such as zirconium alkoxide, are positioned as a sol for a dopant. It was presumed that if a sol was prepared by mixing the two in a state where the blending amount was changed and the sol was vitrified, it was possible to obtain a glass in which the refractive index of the obtained glass was variously changed. Then, as a result of various experiments, the correctness of the above assumption was confirmed, and the optical waveguide component of the present invention was developed.
【００１１】即ち、本発明の光導波路は、基板上に光導
波路のパターンが形成されている光導波路部品におい
て、前記光導波路がゾル−ゲル法により得られたガラス
から成ることを特徴とする。特に、本発明においては、
前記光導波路がコア部と前記コア部の全部または一部を
囲撓するクラッド部とを備え、前記コア部と前記クラッ
ド部はいずれもゾル−ゲル法により得られたガラスから
成ることを特徴とする光導波路部品が提供される。That is, an optical waveguide according to the present invention is characterized in that, in an optical waveguide component having an optical waveguide pattern formed on a substrate, the optical waveguide is made of glass obtained by a sol-gel method. In particular, in the present invention,
The optical waveguide includes a core portion and a clad portion that bends all or a part of the core portion, wherein both the core portion and the clad portion are made of glass obtained by a sol-gel method. Optical waveguide component is provided.
【００１２】また、本発明においては、１成分または２
成分以上の加水分解可能な有機金属化合物を主成分とす
るゾルを調製する工程；前記ゾルを基板上に所望のパタ
ーンで塗布する工程；塗布した前記ゾルのパターンを乾
燥させてゲル化する工程；および、前記ゲル化したパタ
ーンをガラス化温度に加熱してガラス化する工程を備え
ていることを特徴とする光導波路部品の製造方法（以
下、第１の製造方法という）が提供される。In the present invention, one component or two
A step of preparing a sol having a hydrolyzable organometallic compound or more as a main component; a step of applying the sol on a substrate in a desired pattern; a step of drying and gelling the applied sol pattern; Further, there is provided a method for manufacturing an optical waveguide component (hereinafter, referred to as a first manufacturing method), comprising a step of heating the gelled pattern to a vitrification temperature to vitrify.
【００１３】さらに本発明においては、ガラスとしたと
きの屈折率が異なるゾルを２種類調製し、前記２種類の
ゾルのうち高屈折率のガラスが得られるゾルを第１ゾ
ル、低屈折率のガラスが得られるゾルを第２ゾルとし、
前記第１ゾルを基板上に所望のパターンで塗布し、塗布
した前記第１ゾルのパターンを乾燥させてゲル化し、前
記ゲル化したパターンをガラス化温度に加熱してガラス
化してコア部とし、前記コア部の周囲の全部または一部
に前記第２ゾルを塗布し、塗布した前記第２ゾルを乾燥
してゲル化し、前記ゲルをガラス化温度に加熱してガラ
ス化してクラッド部とすることを特徴とする光導波路部
品の製造方法（以下、第２の製造方法という）が提供さ
れ、また、ガラスとしたときの屈折率が異なるゾルを２
種類調製し、前記２種類のゾルのうち高屈折率のガラス
が得られるゾルを第１ゾル、低屈折率のガラスが得られ
るゾルを第２ゾルとし、前記第１ゾルを基板上に所望の
パターンで塗布し、塗布した前記第１ゾルのパターンを
乾燥させてゲル化してコア部前駆体とし、前記コア部前
駆体の周囲の全部または一部に前記第２ゾルを塗布し、
塗布した第２ゾルを乾燥し、第２ゾルをゲル化してクラ
ッド部前駆体とし、前記コア部前駆体および前記クラッ
ド部前駆体をガラス化温度に加熱してガラス化してコア
部およびクラッド部とすることを特徴とする光導波路部
品の製造方法（以下、第３の製造方法という）が提供さ
れる。特に、前記ガラス化温度が高くとも２００℃であ
る光導波路部品の製造方法が提供される。Further, in the present invention, two types of sols having different refractive indices when prepared as glass are prepared, and a sol from which a glass having a high refractive index is obtained is a first sol, and a sol having a low refractive index is obtained. The sol from which the glass is obtained is a second sol,
The first sol is applied on a substrate in a desired pattern, the applied first sol pattern is dried and gelled, and the gelled pattern is heated to a vitrification temperature and vitrified to form a core portion, Applying the second sol to the whole or a part of the periphery of the core portion, drying the applied second sol to form a gel, and heating the gel to a vitrification temperature to form a clad portion. (Hereinafter referred to as a second manufacturing method), and a sol having a different refractive index when glass is used.
The first sol is prepared as a first sol, and the second sol is obtained as a sol from which a glass having a high refractive index is obtained. Applying in a pattern, the applied first sol pattern is dried and gelled to form a core precursor, and the whole or a part of the periphery of the core precursor is coated with the second sol,
The applied second sol is dried, the second sol is gelled to form a clad precursor, and the core precursor and the clad precursor are heated to a vitrification temperature to be vitrified to form a core and a clad. A method of manufacturing an optical waveguide component (hereinafter, referred to as a third manufacturing method) is provided. In particular, a method for producing an optical waveguide component having a vitrification temperature of at most 200 ° C. is provided.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図１に、本発明の光導波路部品の
一例Ａを示す。この部品Ａは、基板１の上に所定の平面
パターンでガラスからなる光導波路２が形成されている
ものである。この光導波路２は、後述するゾル−ゲル法
で形成されたガラスであって、基板１よりも高屈折率に
なっている。FIG. 1 shows an example A of an optical waveguide component of the present invention. This component A is one in which an optical waveguide 2 made of glass is formed on a substrate 1 in a predetermined plane pattern. The optical waveguide 2 is a glass formed by a sol-gel method described later, and has a higher refractive index than the substrate 1.
【００１５】基板１の材料としては特に限定されるもの
ではなく、従来と同じように石英、シリコンなどを用い
ることができることは当然であるが、ＰＥＴ（ポリエチ
レンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＣ
（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）などの
熱可塑性樹脂を好適例とする。図２は、別の光導波路部
品Ｂを示し、これは基板１の上にゾル−ゲル法でコア部
２ａが所定のパターンで形成され、このコア部２ａが、
同じくゾル−ゲル法で形成されたクラッド部２ｂによっ
て囲撓されて光導波路になっているものである。The material of the substrate 1 is not particularly limited, and it is a matter of course that quartz, silicon or the like can be used as in the conventional case. However, PET (polyethylene terephthalate), PE (polyethylene), PC
Preferred examples are thermoplastic resins such as (polycarbonate) and PP (polypropylene). FIG. 2 shows another optical waveguide component B, in which a core 2a is formed in a predetermined pattern on a substrate 1 by a sol-gel method.
Similarly, the optical waveguide is surrounded and bent by a clad portion 2b formed by the sol-gel method.
【００１６】なお、本発明の部品の断面構造は図１、図
２で示したものに限定されるものではなく、例えば、コ
ア部がクラッド部に埋め込まれている埋込型（図３）、
基板の上に、クラッド部、リッジを備えたコア部を下か
らこの順序で積層させたリッジ型（図４）、基板の上
に、クラッド部、装荷材を備えたコア部を下からこの順
序で積層させた装荷型（図５）のものであっても良い。The cross-sectional structure of the component of the present invention is not limited to those shown in FIGS. 1 and 2. For example, an embedded type in which a core portion is embedded in a clad portion (FIG. 3),
A ridge type (FIG. 4) in which a clad portion and a core portion provided with a ridge are laminated in this order from below on a substrate, and a clad portion and a core portion provided with a loading material are placed on the substrate in this order from below. May be of the loading type (FIG. 5).
【００１７】本発明の光導波路部品は、特開平６−１９
９５２８号公報に記載されている方法に準拠して、次の
ようにして製造することができる。最初に、部品Ａを製
造するための第１の製造方法について説明する。まず、
加水分解可能な有機金属化合物を主成分とするゾルを調
製する。その場合、ゾルは、それをガラス化したときの
屈折率が基板１の屈折率よりも高くなるようなものが選
択される。したがって、用いる基板との関係でゾルの種
類、即ちゾルの主成分である有機金属化合物の種類が決
められることになる。The optical waveguide component of the present invention is disclosed in
It can be produced as follows in accordance with the method described in JP-A-9528. First, a first manufacturing method for manufacturing the component A will be described. First,
A sol containing a hydrolyzable organometallic compound as a main component is prepared. In this case, the sol is selected so that the refractive index when the sol is vitrified is higher than the refractive index of the substrate 1. Therefore, the type of the sol, that is, the type of the organometallic compound that is the main component of the sol is determined in relation to the substrate to be used.
【００１８】次いで、調製したゾルを基板１の上に塗布
して所定のパターンを形成する。そして、全体を乾燥し
てゾルの溶媒を揮散除去して当該ゾルをゲル化する。そ
の結果、基板１の上には、ゲルから成る所定のパターン
が描画された状態になる。次いで、全体に加熱処理を施
して、ゲルをガラス化する。加熱温度は高々２００℃で
充分である。したがって、基板１が熱可塑性樹脂であっ
たとしても、基板１が熱損傷を受けることはない。Next, the prepared sol is applied on the substrate 1 to form a predetermined pattern. Then, the whole is dried to volatilize and remove the solvent of the sol, thereby gelling the sol. As a result, a predetermined pattern made of gel is drawn on the substrate 1. Next, the whole is subjected to a heat treatment to vitrify the gel. A heating temperature of at most 200 ° C. is sufficient. Therefore, even if the substrate 1 is a thermoplastic resin, the substrate 1 will not be thermally damaged.
【００１９】このようにして、図１で示したように基板
１の上にガラスの回路パターン（光導波路２）が形成さ
れている部品Ａが得られる。次に、図２で示した部品Ｂ
の製造方法について説明する。この製造方法の場合は、
基板１の上にコア部２ａとそれを囲撓するクラッド部２
ｂから成る光導波路２を形成することが必要であり、そ
のために前記した第２の製造方法と第３の製造方法が実
施される。Thus, the component A in which the glass circuit pattern (optical waveguide 2) is formed on the substrate 1 as shown in FIG. 1 is obtained. Next, the part B shown in FIG.
A method of manufacturing the device will be described. In the case of this manufacturing method,
A core portion 2a and a clad portion 2 surrounding the core portion 2a on a substrate 1.
It is necessary to form the optical waveguide 2 made of b. For this purpose, the above-described second manufacturing method and third manufacturing method are performed.
【００２０】まず、第２の製造方法について説明する。
この方法では、最初に２種類のゾルが調製される。即
ち、ガラス化したときの屈折率を比較した場合、相対的
に高屈折率となる第１ゾルと、相対的に低屈折率となる
第２ゾルである。前記第１ゾルはコア部２ａ形成用のも
のであり、前記第２ゾルはクラッド部２ｂ形成用のもの
である。First, the second manufacturing method will be described.
In this method, two sols are first prepared. That is, when the refractive indexes when vitrified are compared, the first sol has a relatively high refractive index and the second sol has a relatively low refractive index. The first sol is for forming the core portion 2a, and the second sol is for forming the cladding portion 2b.
【００２１】この２種類のゾルは、用いる有機金属化合
物の種類を変えたり、または、主成分としては例えばシ
リコンアルコシキドのようなものを用い、これにドーパ
ントとして他の有機金属化合物を配合したり、その配合
比を変化させたりして、ガラス化したときの屈折率を相
違させるようにして、調製することができる。調製した
２種類のゾルのうち、まず前記第１ゾルを基板１の上に
所定のパターンで塗布する。ついで、そのゾルパターン
を乾燥してゲル化した後、ガラス化温度で加熱して当該
ゲルパターンをガラスパターンのコア部２ａに転化す
る。次いで、そのコア部２ａの上から、前記第２ゾルを
塗布した後ゲル化する。そして最後に、全体を当該ゲル
のガラス化温度で加熱して、コア部２ａを囲撓している
ゲルをガラス化してクラッド部２ｂに転化する。The two types of sols may be used by changing the type of organometallic compound to be used, or by using, for example, silicon alkoxide as a main component and blending another organometallic compound as a dopant. It can be prepared by changing the compounding ratio or changing the refractive index when vitrified by changing the compounding ratio. Of the two types of sols prepared, first, the first sol is applied on the substrate 1 in a predetermined pattern. Next, the sol pattern is dried and gelled, and then heated at a vitrification temperature to convert the gel pattern into a core 2a of the glass pattern. Next, the second sol is applied from above the core portion 2a and then gelled. Finally, the whole is heated at the vitrification temperature of the gel to vitrify the gel surrounding the core 2a and convert it to the clad 2b.
【００２２】このようにして、高屈折率ガラスのコア部
２ａと、それを囲撓しかつコア部２ａよりも低屈折率の
ガラスから成るクラッド部２ｂとを備えた光導波路２が
基板１の上に形成される。次に、第３の製造方法につい
て説明する。この方法の場合には、第２の製造方法にお
いて第１ゾルで形成したゲルパターン（コア部前駆体）
へのガラス化処理を行うことなく、直ちにこのゲルパタ
ーンの上から第２ゾルを塗布してそれをゲル化（クラッ
ド部前駆体）し、その後、全体をガラス化温度で加熱し
て、前記コア部前駆体とクラッド部前駆体とを一括同時
にガラス化することにより、コア部２ａとクラッド部２
ｂとを備えた光導波路２が基板１の上に形成される。In this manner, the optical waveguide 2 having the core portion 2a of high refractive index glass and the cladding portion 2b surrounding the core portion 2 and made of glass having a lower refractive index than the core portion 2a is formed on the substrate 1. Formed on top. Next, a third manufacturing method will be described. In the case of this method, the gel pattern (core precursor) formed by the first sol in the second manufacturing method
Without applying a vitrification treatment to the core pattern, a second sol is immediately applied from the top of the gel pattern to gel it (cladding part precursor), and then the whole is heated at a vitrification temperature to form the core. By simultaneously vitrifying the part precursor and the clad part precursor simultaneously, the core part 2a and the clad part 2 are vitrified.
b is formed on the substrate 1.
【００２３】[0023]
【実施例】［実施例１］ガラス本体用のゾルとする有機
金属化合物としてＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4を、ドーパント用
のゾルとする有機金属化合物としてＺｒ（ＯＣ4Ｈ9）4
をそれぞれ選択し、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4：Ｚｒ（ＯＣ4Ｈ
9）4＝５４：４６（重量比）となるよう混合した。ま
た、水：メタノール：エタノール：イソプロパノール＝
１：１：１：４の容量比の混合溶媒を調製した。この溶
媒に、前記したＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4とＺｒ（ＯＣ4Ｈ9）4
の混合物を２４重量％となるように溶解し、さらに得ら
れた溶液にボラントリエトキシドを０．２モル／ｋｇの
割合で添加して、１０分間撹拌して主剤溶液とした。EXAMPLES Example 1 Si (OC 2 H 5 ) 4 was used as an organometallic compound as a sol for a glass body, and Zr (OC 4 H 9 ) 4 was used as an organometallic compound as a sol for a dopant.
And Si (OC 2 H 5 ) 4 : Zr (OC 4 H
9 ) Mixing was performed so that 4 = 54: 46 (weight ratio). Water: methanol: ethanol: isopropanol =
A mixed solvent having a volume ratio of 1: 1: 1: 4 was prepared. In this solvent, the aforementioned Si (OC 2 H 5 ) 4 and Zr (OC 4 H 9 ) 4
Was dissolved so as to be 24% by weight, and borane triethoxide was added to the resulting solution at a rate of 0.2 mol / kg, followed by stirring for 10 minutes to obtain a base solution.
【００２４】一方、前記混合溶媒に酸性フッ化アンモニ
ウムを添加して触媒用溶液を調製した。添加量は、前記
主剤溶液と混合したときのフッ素イオン濃度が０．１モ
ル／ｋｇとなるように調整した。主剤溶液と触媒用溶液
を３：１（重量比）で混合して１０分間撹拌し、ここに
塩酸を滴下してｐＨを５．０とし、約３時間放置してゾ
ル（これをゾルａという）を調製した。On the other hand, ammonium acid fluoride was added to the mixed solvent to prepare a catalyst solution. The addition amount was adjusted so that the fluorine ion concentration when mixed with the base solution was 0.1 mol / kg. The base solution and the catalyst solution are mixed at a ratio of 3: 1 (weight ratio) and stirred for 10 minutes. Hydrochloric acid is added dropwise to the mixture to adjust the pH to 5.0, and the mixture is left for about 3 hours to obtain a sol (hereinafter referred to as sol a). ) Was prepared.
【００２５】ＰＥＴ製の基板（屈折率＝１．５８）を用
意し、この基板の上に前記ゾルを塗布して幅１００μ
ｍ、高さ５０μｍの回路パターンを形成した。次いで、
温度６０℃で３０分乾燥してゾルパターンをゲル化した
後、さらに１８０℃で１時間加熱処理を行ってゲルパタ
ーンをガラス化して部品Ａを得た。基板１の熱損傷は認
められなかった。A substrate made of PET (refractive index = 1.58) is prepared, and the sol is applied on the substrate to form a substrate having a width of 100 μm.
m, a circuit pattern having a height of 50 μm was formed. Then
After drying at a temperature of 60 ° C. for 30 minutes to gel the sol pattern, a heat treatment was further performed at 180 ° C. for 1 hour to vitrify the gel pattern to obtain part A. No thermal damage to the substrate 1 was observed.
【００２６】得られたガラスパターンはＺｒがドープさ
れたＳｉＯ2からなり、その屈折率は１．６０であっ
た。 ［実施例２〜１４］主剤溶液に用いる有機金属化合物と
して、表１で示したような２種類の有機金属化合物を表
示割合で組み合わせたものであったことを除いては、実
施例１の場合と同じようにして各種のゾルを調製した。
そして、実施例１の場合と同じようにしてこれらのゾル
をガラス化したときの屈折率を予め測定した。その結果
を表１に示した。実施例１で用いたゾルａの結果も表１
に併記した。The obtained glass pattern was made of Zr-doped SiO 2 and had a refractive index of 1.60. [Examples 2 to 14] In the case of Example 1, except that two kinds of organometallic compounds as shown in Table 1 were combined at the indicated ratio as the organometallic compound used in the base solution. Various sols were prepared in the same manner as described above.
Then, in the same manner as in Example 1, the refractive index when these sols were vitrified was measured in advance. The results are shown in Table 1. Table 1 also shows the results of sol a used in Example 1.
It was also described in.
【００２７】[0027]
【表１】 [Table 1]
【００２８】次いで、表１で示した各ゾルから、ガラス
化したときの屈折率を考慮して、高屈折率化する第１ゾ
ルと、それよりも低屈折率化する第２ゾルとを選択し、
それらで表２に示したような組み合わせを行い、まず、
表２で示した基板の上に第１ゾルでコア部を形成し、次
いでそのコア部を囲撓するクラッド部を形成する第２の
製造方法で光導波路部品を製造した。なお、各ゾルの乾
燥、ガラス化の条件は実施例１と同様の条件にした。Next, a first sol having a higher refractive index and a second sol having a lower refractive index are selected from the sols shown in Table 1 in consideration of the refractive index when vitrified. And
Combining them as shown in Table 2 first,
An optical waveguide component was manufactured by a second manufacturing method in which a core portion was formed from the first sol on the substrate shown in Table 2, and then a clad portion surrounding the core portion was formed. The conditions for drying and vitrification of each sol were the same as those in Example 1.
【００２９】以上の結果を表２に示した。The results are shown in Table 2.
【００３０】[0030]
【表２】 [Table 2]
【００３１】得られた部品につき、その光導波路に波長
６６０ｎｍの信号光を入力して光伝搬状態を観察したと
ころ、いずれも低損失で光が伝搬し、形成された光導波
路は光回路として機能することが確認された。When a signal light having a wavelength of 660 nm was input to the optical waveguide of the obtained component and the light propagation state was observed, the light propagated with low loss in each case, and the formed optical waveguide functioned as an optical circuit. It was confirmed that.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
光導波路部品は、その光導波路がゾル−ゲル法で得られ
るガラスによって構成されるので、熱可塑性樹脂を基板
とすることも可能である。したがって、基板に熱可塑性
樹脂を用いた本発明の光導波路部品は可撓性に富み、プ
リペイドカードなど、広汎な新規用途が期待される。As is clear from the above description, since the optical waveguide component of the present invention is made of glass obtained by the sol-gel method, it is possible to use a thermoplastic resin as the substrate. It is. Therefore, the optical waveguide component of the present invention using a thermoplastic resin for the substrate is rich in flexibility and is expected to be used in a wide variety of new applications such as prepaid cards.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の光導波路部品の一例Ａを示す。FIG. 1 shows an example A of an optical waveguide component of the present invention.
【図２】本発明の光導波路部品の他の例Ｂを示す。FIG. 2 shows another example B of the optical waveguide component of the present invention.
【図３】埋込型光導波路の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a buried optical waveguide.
【図４】リッジ型光導波路の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a ridge type optical waveguide.
【図５】装荷型光導波路の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a loaded optical waveguide.
１ 基板 ２ 光導波路 ２ａ コア部 ２ｂ クラッド部 ３ 装荷材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Optical waveguide 2a Core part 2b Cladding part 3 Loading material
Claims (8)
ている光導波路部品において、前記光導波路がゾル−ゲ
ル法により得られたガラスから成ることを特徴とする光
導波路部品。1. An optical waveguide component having an optical waveguide pattern formed on a substrate, wherein the optical waveguide is made of glass obtained by a sol-gel method.
の全部または一部を囲撓するクラッド部とを備え、前記
コア部と前記クラッド部はいずれもゾル−ゲル法により
得られたガラスから成る請求項１の光導波路部品。2. The optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide includes a core portion and a clad portion that bends all or a part of the core portion, and both the core portion and the clad portion are obtained by a sol-gel method. 2. The optical waveguide component according to claim 1, which is made of glass.
り低屈折率の熱可塑性樹脂から成る請求項１の光導波路
部品。3. The optical waveguide component according to claim 1, wherein said substrate is made of a thermoplastic resin having a lower refractive index than at least said optical waveguide.
な有機金属化合物を主成分とするゾルを調製する工程；
前記ゾルを基板上に所望のパターンで塗布する工程；塗
布した前記ゾルのパターンを乾燥させてゲル化する工
程；および、前記ゲル化したパターンをガラス化温度に
加熱してガラス化する工程；を備えていることを特徴と
する光導波路部品の製造方法。4. A step of preparing a sol containing one or more hydrolyzable organometallic compounds as a main component;
Applying the sol in a desired pattern on a substrate; drying the applied sol pattern to gel; and heating the gelled pattern to a vitrification temperature to vitrify. A method for manufacturing an optical waveguide component, comprising:
を２種類調製し、前記２種類のゾルのうち高屈折率のガ
ラスが得られるゾルを第１ゾル、低屈折率のガラスが得
られるゾルを第２ゾルとし、前記第１ゾルを基板上に所
望のパターンで塗布し、塗布した前記第１ゾルのパター
ンを乾燥させてゲル化し、前記ゲル化したパターンをガ
ラス化温度に加熱してガラス化してコア部とし、前記コ
ア部の周囲の全部または一部に前記第２ゾルを塗布し、
塗布した前記第２ゾルを乾燥してゲル化し、前記ゲルを
ガラス化温度に加熱してガラス化してクラッド部とす
る、ことを特徴とする光導波路部品の製造方法。5. Two kinds of sols having different refractive indices when prepared as glass are prepared, and among the two kinds of sols, a sol from which a glass having a high refractive index is obtained is a first sol, and a glass having a low refractive index is obtained. The sol is a second sol, the first sol is applied on a substrate in a desired pattern, the applied first sol pattern is dried and gelled, and the gelled pattern is heated to a vitrification temperature. Vitrification into a core portion, and applying the second sol to all or a part of the periphery of the core portion,
A method for producing an optical waveguide component, comprising drying and gelling the applied second sol, and heating the gel to a vitrification temperature to form a clad.
を２種類調製し、前記２種類のゾルのうち高屈折率のガ
ラスが得られるゾルを第１ゾル、低屈折率のガラスが得
られるゾルを第２ゾルとし、前記第１ゾルを基板上に所
望のパターンで塗布し、塗布した前記第１ゾルのパター
ンを乾燥させてゲル化してコア部前駆体とし、前記コア
部前駆体の周囲の全部または一部に前記第２ゾルを塗布
し、塗布した第２ゾルを乾燥し、第２ゾルをゲル化して
クラッド部前駆体とし、前記コア部前駆体および前記ク
ラッド部前駆体をガラス化温度に加熱してガラス化して
コア部およびクラッド部とする、ことを特徴とする光導
波路部品の製造方法。6. Two kinds of sols having different refractive indices when prepared as glass are prepared, and among the two kinds of sols, a sol from which a glass having a high refractive index is obtained is a first sol, and a glass having a low refractive index is obtained. The sol is a second sol, the first sol is applied on a substrate in a desired pattern, and the applied first sol pattern is dried and gelled to form a core precursor. Applying the second sol to all or a part of the resin, drying the applied second sol, gelling the second sol to form a clad precursor, and vitrifying the core precursor and the clad precursor. A method for manufacturing an optical waveguide component, comprising heating to a temperature and vitrifying to form a core portion and a clad portion.
ある請求項４乃至６のいずれかの光導波路部品の製造方
法。7. The method for manufacturing an optical waveguide component according to claim 4, wherein the vitrification temperature is at most 200 ° C.
のガラスが得られる有機金属化合物を主成分とするもの
である請求項５または請求項６の光導波路部品の製造方
法。8. The method of manufacturing an optical waveguide component according to claim 5, wherein the first sol is mainly composed of an organometallic compound capable of obtaining a glass having a higher refractive index than the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP704298A JPH11202143A (en) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | Optical waveguide parts and their production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP704298A JPH11202143A (en) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | Optical waveguide parts and their production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202143A true JPH11202143A (en) | 1999-07-30 |
Family
ID=11655005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP704298A Pending JPH11202143A (en) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | Optical waveguide parts and their production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11202143A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001075495A2 (en) * | 2000-04-04 | 2001-10-11 | Waveguide Solutions, Inc. | Integrated optical circuits |
| JP2005513768A (en) * | 2001-12-17 | 2005-05-12 | ノースウエスタン ユニバーシティ | Solid feature patterning by direct-write nanolithographic printing |
-
1998
- 1998-01-16 JP JP704298A patent/JPH11202143A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001075495A2 (en) * | 2000-04-04 | 2001-10-11 | Waveguide Solutions, Inc. | Integrated optical circuits |
| WO2001075495A3 (en) * | 2000-04-04 | 2002-02-28 | Waveguide Solutions Inc | Integrated optical circuits |
| US7058245B2 (en) * | 2000-04-04 | 2006-06-06 | Waveguide Solutions, Inc. | Integrated optical circuits |
| JP2005513768A (en) * | 2001-12-17 | 2005-05-12 | ノースウエスタン ユニバーシティ | Solid feature patterning by direct-write nanolithographic printing |
| JP2010080977A (en) * | 2001-12-17 | 2010-04-08 | Northwestern Univ | Patterning of solid state features by direct-write nanolithographic printing |
| US7811635B2 (en) | 2001-12-17 | 2010-10-12 | Northwestern University | Patterning of solid state features by direct write nanolithographic printing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7391948B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| US6088492A (en) | Method for manufacturing optical waveguide using siloxane polymer, and optoelectronic hybrid substrate using the optical waveguide | |
| US6769274B2 (en) | Method of manufacturing a planar waveguide using ion exchange method | |
| US20140241683A1 (en) | Optical waveguide element and method of producing the same | |
| WO2002088221A1 (en) | Materials for optical applications | |
| JPH10246826A (en) | Production of optical waveguide | |
| JPS6291434A (en) | Manufacture of plane-shaped optical waveguide | |
| JPH11202143A (en) | Optical waveguide parts and their production | |
| JP3307505B2 (en) | Quartz-based corner mirror waveguide and manufacturing method thereof | |
| Andrews et al. | Passive and active sol-gel materials and devices | |
| JPH10197734A (en) | Three-dimensional optical waveguide having flexibility | |
| JP3465242B2 (en) | Polymer optical material, optical waveguide using the same, and method of manufacturing the same | |
| Andrews | Overview of sol-gel guest-host materials chemistry for optical devices | |
| JPS59198407A (en) | Production of optical waveguide film with diffraction grating | |
| JP2000356722A (en) | Manufacture of optical waveguide | |
| JPH0688914A (en) | Optical waveguide and its production | |
| JPH05157925A (en) | Quartz optical waveguide and production thereof | |
| JPH06263452A (en) | Production of optical waveguide | |
| JP2006119472A (en) | Polymeric optical waveguide and manufacturing method therefor | |
| JPH08313742A (en) | Resin material for optical transmission line and optical waveguide | |
| JP2001074959A (en) | Embedded type optical waveguide and its production | |
| JP2004046044A (en) | Quartz-based optical waveguide | |
| JPS6365619B2 (en) | ||
| JPH09255782A (en) | Photocuring inorganic/organic hybrid material and three-dimensional cptical waveguide made therefrom | |
| JP2588710B2 (en) | Method for manufacturing quartz-based optical waveguide film |