JP2000249834A - 偏光子及びその製造方法 - Google Patents
偏光子及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2000249834A JP2000249834A JP11053114A JP5311499A JP2000249834A JP 2000249834 A JP2000249834 A JP 2000249834A JP 11053114 A JP11053114 A JP 11053114A JP 5311499 A JP5311499 A JP 5311499A JP 2000249834 A JP2000249834 A JP 2000249834A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarizer
- glass
- substrate
- transparent substrate
- metal
- 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
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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2706—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属粒子を分散させることなしに、均質性に
優れ、しかも安定した性能を有する偏光子及びその製造
方法を提供すること。 【解決手段】 透明基体２中に光吸収異方性を有する多
数の柱状体３が配列をなす偏光子１とし、柱状体３はそ
の表層が１０〜１０００Ａ厚みの金属膜３ａそして内層
がＳｉ単結晶３ｂからなる２層構造であることを特徴と
する。
優れ、しかも安定した性能を有する偏光子及びその製造
方法を提供すること。 【解決手段】 透明基体２中に光吸収異方性を有する多
数の柱状体３が配列をなす偏光子１とし、柱状体３はそ
の表層が１０〜１０００Ａ厚みの金属膜３ａそして内層
がＳｉ単結晶３ｂからなる２層構造であることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信機器，光記
録機器，光センサー等に使用される偏光子及びその製造
方法に関するものであり、特に光通信用機器に用いられ
る光アイソレータに好適に使用される偏光子及びその製
造方法に関する。
録機器，光センサー等に使用される偏光子及びその製造
方法に関するものであり、特に光通信用機器に用いられ
る光アイソレータに好適に使用される偏光子及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の偏光子は、ある種の溶液をセル内
に入れたもの、プラスチックに着色剤を入れたもののご
とく着色イオンを利用した素子、基板上に誘電体薄膜を
多数積層し、多層薄膜の干渉を利用した素子、複屈折の
大きな結晶で構成されたグラントムソンプリズムに代表
される偏光プリズム、ブリュースター条件を利用して偏
光成分を分離するＰＢＳ（偏光ビームスプリッター）、
あるいは高分子材料を一定方向に配向させ、一方向の偏
光成分を吸収する偏光フィルムなどが主流を占めてい
た。
に入れたもの、プラスチックに着色剤を入れたもののご
とく着色イオンを利用した素子、基板上に誘電体薄膜を
多数積層し、多層薄膜の干渉を利用した素子、複屈折の
大きな結晶で構成されたグラントムソンプリズムに代表
される偏光プリズム、ブリュースター条件を利用して偏
光成分を分離するＰＢＳ（偏光ビームスプリッター）、
あるいは高分子材料を一定方向に配向させ、一方向の偏
光成分を吸収する偏光フィルムなどが主流を占めてい
た。
【０００３】ところが、従来の偏光子では着色イオンを
利用したものは波長依存性が大きく、波長毎に最適な波
長特性を有するものを選択しなければならなかった。ま
た、屈折率の大きな結晶で構成されたものは波長依存性
は小さいが、加工が困難で素子寸法に制限があり、小型
化し難いなど、これまで小型で波長特性に優れた偏光子
はなかった。
利用したものは波長依存性が大きく、波長毎に最適な波
長特性を有するものを選択しなければならなかった。ま
た、屈折率の大きな結晶で構成されたものは波長依存性
は小さいが、加工が困難で素子寸法に制限があり、小型
化し難いなど、これまで小型で波長特性に優れた偏光子
はなかった。
【０００４】上述した偏光子に対して、最近、光通信用
デバイスとして偏光ガラスが使用されている。この偏光
子は、例えば透明なガラスを透明固体媒体とし、この媒
体中に楕円状の銀粒子を一定方向に揃えて分散させ異方
性を持たせた構造になっている（例えば、特公平２−４
０６１９号公報等を参照）。
デバイスとして偏光ガラスが使用されている。この偏光
子は、例えば透明なガラスを透明固体媒体とし、この媒
体中に楕円状の銀粒子を一定方向に揃えて分散させ異方
性を持たせた構造になっている（例えば、特公平２−４
０６１９号公報等を参照）。
【０００５】この偏光ガラスの製造方法は、まず銀及び
塩化物、臭化物及びヨウ化物よりなる群から選択された
少なくとも一つのハロゲン化物よりなるガラス用バッチ
を溶融し、必要とされる形状のガラス素地に成型する。
次に、前記ガラス素地を定められた条件にて熱処理を行
い、ガラス中にハロゲン化銀粒子を析出させる。
塩化物、臭化物及びヨウ化物よりなる群から選択された
少なくとも一つのハロゲン化物よりなるガラス用バッチ
を溶融し、必要とされる形状のガラス素地に成型する。
次に、前記ガラス素地を定められた条件にて熱処理を行
い、ガラス中にハロゲン化銀粒子を析出させる。
【０００６】さらに、前記ガラス素地を定められた温度
範囲において張力を加えて延伸し、前記ハロゲン化銀粒
子を伸長させ、張力方向へ整列させる。最後に、上記伸
長されたガラス素地を定められた温度範囲において還元
雰囲気中に暴露し、ハロゲン化銀の一部を金属銀粒子に
還元することによって偏光子を得ることができる。
範囲において張力を加えて延伸し、前記ハロゲン化銀粒
子を伸長させ、張力方向へ整列させる。最後に、上記伸
長されたガラス素地を定められた温度範囲において還元
雰囲気中に暴露し、ハロゲン化銀の一部を金属銀粒子に
還元することによって偏光子を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の製造方法は、前者はハロゲン化銀から金属銀を析出す
るために、還元雰囲気中にて熱処理を行っている。これ
により、ガラス素地内に析出する金属銀の量を制御する
ことは困難であり、安定した光学特性を得ることが出来
なかった。そのため、このガラス素地を加熱延伸して
も、安定して再現性良く偏光特性を得ることが困難とな
る。
の製造方法は、前者はハロゲン化銀から金属銀を析出す
るために、還元雰囲気中にて熱処理を行っている。これ
により、ガラス素地内に析出する金属銀の量を制御する
ことは困難であり、安定した光学特性を得ることが出来
なかった。そのため、このガラス素地を加熱延伸して
も、安定して再現性良く偏光特性を得ることが困難とな
る。
【０００８】また、ガラス素地内の厚さ方向に温度分布
が存在することにより、中心部に金属銀に還元されなか
ったハロゲン化銀が残留し、これが透過率に悪影響を及
ぼすという問題もあった。
が存在することにより、中心部に金属銀に還元されなか
ったハロゲン化銀が残留し、これが透過率に悪影響を及
ぼすという問題もあった。
【０００９】さらに、ハロゲン化銀粒子は金属銀に還元
される際、１／３程の体積収縮を伴うため、還元が行わ
れているガラス素地の表面部分はポーラスとなり、長期
信頼性においても問題があった。
される際、１／３程の体積収縮を伴うため、還元が行わ
れているガラス素地の表面部分はポーラスとなり、長期
信頼性においても問題があった。
【００１０】そこで、ガラス等の誘電体基板上に真空蒸
着等の薄膜製造プロセスを利用して不連続な島状粒子層
と、ガラス等の誘電体層を交互に形成し、加熱延伸によ
って異方性を持たせるようにしたものが提案されてい
る。（１９９０年電子情報通信学会秋季全国大会予稿集
Ｃ−２１２等を参照）。この偏光子は、上記島状の金属
粒子層における各島が金属粒子の役割を果たし、金属粒
子を分散させたものと同じ構造になる。
着等の薄膜製造プロセスを利用して不連続な島状粒子層
と、ガラス等の誘電体層を交互に形成し、加熱延伸によ
って異方性を持たせるようにしたものが提案されてい
る。（１９９０年電子情報通信学会秋季全国大会予稿集
Ｃ−２１２等を参照）。この偏光子は、上記島状の金属
粒子層における各島が金属粒子の役割を果たし、金属粒
子を分散させたものと同じ構造になる。
【００１１】しかしながら、この方法では、積層中に金
属粒子がガラス膜中へ拡散してしまい、安定した偏光特
性を得ることが難しく、特に、所望の波長において、消
光比を得ることが難しかった。以上の様に、これまでの
金属粒子分散によるガラス偏光子はガラス中への金属粒
子の分散の不均質、分散金属粒子の力学的な伸長の不均
質、金属粒子のガラス中への拡散と固溶による局所的な
不均質など均質性に問題があり、また積層タイプでは工
程が多くなり、歩留りに問題があった。
属粒子がガラス膜中へ拡散してしまい、安定した偏光特
性を得ることが難しく、特に、所望の波長において、消
光比を得ることが難しかった。以上の様に、これまでの
金属粒子分散によるガラス偏光子はガラス中への金属粒
子の分散の不均質、分散金属粒子の力学的な伸長の不均
質、金属粒子のガラス中への拡散と固溶による局所的な
不均質など均質性に問題があり、また積層タイプでは工
程が多くなり、歩留りに問題があった。
【００１２】そこで、本発明は金属粒子を分散させるこ
となしに、均質性に優れ、安定した性能を有する偏光子
及びその製造方法を提供することを目的とする。
となしに、均質性に優れ、安定した性能を有する偏光子
及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の偏光子は、透明基体中に、半導体または誘
電体の表面に導電層を被着させた柱状体の多数を配列さ
せて成る。
に、本発明の偏光子は、透明基体中に、半導体または誘
電体の表面に導電層を被着させた柱状体の多数を配列さ
せて成る。
【００１４】また、柱状体の短軸長さが５〜５０ｎｍ、
長軸長さが５００〜５００００ｎｍであり、且つ互いに
隣接する柱状体の間隔が５０〜２００ｎｍであることを
特徴とする。
長軸長さが５００〜５００００ｎｍであり、且つ互いに
隣接する柱状体の間隔が５０〜２００ｎｍであることを
特徴とする。
【００１５】また、柱状体はＳｉから成る誘電体の表面
に１０〜１０００Åの導電層を形成させたものであるこ
とを特徴とする。
に１０〜１０００Åの導電層を形成させたものであるこ
とを特徴とする。
【００１６】また、透明基体中に光吸収異方性を有する
多数の柱状体を配列させて成る偏光子の製造方法であっ
て、支持基板に誘電体から成る板状体を接合する工程
と、前記板状体から不要部分を除去して多数の柱状体を
形成する工程と、前記柱状体の表面に導電層を形成する
工程と、前記支持体基板の一部もしくは全てを除去する
とともに前記柱状体を透明基体で包囲する工程とを含む
ことを特徴とする。
多数の柱状体を配列させて成る偏光子の製造方法であっ
て、支持基板に誘電体から成る板状体を接合する工程
と、前記板状体から不要部分を除去して多数の柱状体を
形成する工程と、前記柱状体の表面に導電層を形成する
工程と、前記支持体基板の一部もしくは全てを除去する
とともに前記柱状体を透明基体で包囲する工程とを含む
ことを特徴とする。
【００１７】ここで、半導体又は誘電体とは、誘電率が
１以上のものをいうものとする。また、導電層は銅の導
電率を１とした場合の比導電率が０．１以上好ましくは
０．５以上の金属（Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇ等）
とし、さらに好適には、１以上（Ｃｕ，Ａｇ等）とする
とよい。
１以上のものをいうものとする。また、導電層は銅の導
電率を１とした場合の比導電率が０．１以上好ましくは
０．５以上の金属（Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇ等）
とし、さらに好適には、１以上（Ｃｕ，Ａｇ等）とする
とよい。
【００１８】上記柱状体の形状及び間隔を限定する数値
範囲は、消光比を４０ｄＢ以上得ることができ、かつ光
の散乱が生じにくい好適範囲である。
範囲は、消光比を４０ｄＢ以上得ることができ、かつ光
の散乱が生じにくい好適範囲である。
【００１９】なお、柱状体は端部において先細状になっ
ていてもよく、またその切断面において少なくとも２層
構造となっており、表層は約１０〜１０００Å厚みの特
に金属薄膜、内層はＳｉ単結晶から成るものとするとよ
い。
ていてもよく、またその切断面において少なくとも２層
構造となっており、表層は約１０〜１０００Å厚みの特
に金属薄膜、内層はＳｉ単結晶から成るものとするとよ
い。
【００２０】また、本発明の偏光子の具体的な製造方法
は、透明基体中に光吸収異方性を有する多数の棒状金属
体を配列させてなる偏光子の製造方法であって、Ｓｉ加
工の工程と、前記Ｓｉに金属薄膜を被覆し棒状金属体を
形成する工程、そして前記棒状金属体を透明基体で包囲
する工程とを含むことを特徴とする。
は、透明基体中に光吸収異方性を有する多数の棒状金属
体を配列させてなる偏光子の製造方法であって、Ｓｉ加
工の工程と、前記Ｓｉに金属薄膜を被覆し棒状金属体を
形成する工程、そして前記棒状金属体を透明基体で包囲
する工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】ここで、透明基体としては、各種無機材料
及び有機材料が使用可能である。また、光吸収異方性を
有する金属薄膜は、例えばＣｕ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｆ
ｅ，Ｓｎ，Ａｇ等の金属元素から１種以上が適宜選択さ
れ、柱状体のアスペクト比は特に１０以上である。
及び有機材料が使用可能である。また、光吸収異方性を
有する金属薄膜は、例えばＣｕ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｆ
ｅ，Ｓｎ，Ａｇ等の金属元素から１種以上が適宜選択さ
れ、柱状体のアスペクト比は特に１０以上である。
【００２２】これらの構成により、当該基板は偏光子と
して機能し、良好な偏光特性を得ることが可能となる。
して機能し、良好な偏光特性を得ることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき詳細に説明する。
て図面に基づき詳細に説明する。
【００２４】図１に示すように、偏光子１は、ガラス，
結晶，プラスチックのうち一種以上から成る板状の透明
基体２に偏光部を設けたものである。この偏光部は透明
基体２中に、数１０〜数１００ｎｍのほぼ等間隔に配列
された柱状体３から構成され、かつ柱状体３は図２に示
すように約１０〜１０００Å厚みの導電層である金属薄
膜から成る表層３ｂと例えばＳｉ単結晶等の半導体また
は誘電体からなる内層３ａからなっている。また、柱状
体３の長軸方向は透明基体２の両主面２ａ、２ｂ側に向
いている。
結晶，プラスチックのうち一種以上から成る板状の透明
基体２に偏光部を設けたものである。この偏光部は透明
基体２中に、数１０〜数１００ｎｍのほぼ等間隔に配列
された柱状体３から構成され、かつ柱状体３は図２に示
すように約１０〜１０００Å厚みの導電層である金属薄
膜から成る表層３ｂと例えばＳｉ単結晶等の半導体また
は誘電体からなる内層３ａからなっている。また、柱状
体３の長軸方向は透明基体２の両主面２ａ、２ｂ側に向
いている。
【００２５】ここで、消光比を４０ｄＢ以上得ることが
でき、かつ光の散乱が生じにくい偏光子とするには、柱
状体の短軸長さを５〜５０ｎｍ、長軸長さを５００〜５
００００ｎｍとし、そのアスペクト比を１０以上とし、
さらに、互いに隣接する柱状体の間隔を５０〜２００ｎ
ｍとするとよい。なお、上記透明基体２の透明とは偏光
子１の使用波長の光に対して透明という意味であり、透
明基体２には、ホウ珪酸ガラスやシリカガラス等のガラ
ス材料、Ｔａ2 Ｏ5 等の薄膜誘電体、ポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）等の有機材料から１種以上が適宜
選択される。また、光吸収異方性を有する柱状体３の表
層３ｂはＣｕ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｓｎ，
Ａｇ等の金属元素から一種以上が適宜選択される層とす
ると好適である。
でき、かつ光の散乱が生じにくい偏光子とするには、柱
状体の短軸長さを５〜５０ｎｍ、長軸長さを５００〜５
００００ｎｍとし、そのアスペクト比を１０以上とし、
さらに、互いに隣接する柱状体の間隔を５０〜２００ｎ
ｍとするとよい。なお、上記透明基体２の透明とは偏光
子１の使用波長の光に対して透明という意味であり、透
明基体２には、ホウ珪酸ガラスやシリカガラス等のガラ
ス材料、Ｔａ2 Ｏ5 等の薄膜誘電体、ポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）等の有機材料から１種以上が適宜
選択される。また、光吸収異方性を有する柱状体３の表
層３ｂはＣｕ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｓｎ，
Ａｇ等の金属元素から一種以上が適宜選択される層とす
ると好適である。
【００２６】このように構成された偏光子１は、基板２
の側面２ｂ側から入射された光Ｌ１が、柱状体３の長軸
方向で光が吸収されるため、この長軸方向成分が除去さ
れた偏光光Ｌ２となって出射される。このような偏光特
性を有する偏光子１は、特に光アイソレータとして好適
に使用可能である。
の側面２ｂ側から入射された光Ｌ１が、柱状体３の長軸
方向で光が吸収されるため、この長軸方向成分が除去さ
れた偏光光Ｌ２となって出射される。このような偏光特
性を有する偏光子１は、特に光アイソレータとして好適
に使用可能である。
【００２７】以下、この偏光子１の製造方法の一例を図
３（ａ）〜（ｆ）に基づき説明する。
３（ａ）〜（ｆ）に基づき説明する。
【００２８】まず、図３（ａ）に示すように、例えばガ
ラス基板１１にＳｉウエハー１２を接合する。次に、図
３（ｂ）に示すように、Ｓｉウエハー１２を１μｍ以下
に極薄層化した後、Ｓｉ表面にＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 等
から成るマスク材１３を被覆し、エッチング部１３ａを
形成する。マスク材１３はＳｉのエッチング溶液に耐性
のある物質から適宜選択される。マスクしたＳｉをエッ
チングすることにより、図３（ｃ）に示すような柱状体
（内層）３ａが形成される。このようにして得られた柱
状体３ａに例えば電子ビーム蒸着法等の種々の薄膜形成
方法により、金属等の導電層である表層３ｂをコートす
ることで、図３（ｄ）に示すような柱状体３を得ること
ができる。次いで、図３（ｅ）に示すように、透明基体
材料のオーバーコートを行い、柱状体３を透明基体２で
包囲する。このようなオーバーコートは薄膜形成法を主
とするが、ゾル−ゲル法等の比較的低温なプロセスを行
うと良い。最後に、ＣＭＰ法等により不要部分の除去と
表面処理加工を行うことで、図３（ｆ）に示すような所
望の偏光子１を得ることができる。
ラス基板１１にＳｉウエハー１２を接合する。次に、図
３（ｂ）に示すように、Ｓｉウエハー１２を１μｍ以下
に極薄層化した後、Ｓｉ表面にＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 等
から成るマスク材１３を被覆し、エッチング部１３ａを
形成する。マスク材１３はＳｉのエッチング溶液に耐性
のある物質から適宜選択される。マスクしたＳｉをエッ
チングすることにより、図３（ｃ）に示すような柱状体
（内層）３ａが形成される。このようにして得られた柱
状体３ａに例えば電子ビーム蒸着法等の種々の薄膜形成
方法により、金属等の導電層である表層３ｂをコートす
ることで、図３（ｄ）に示すような柱状体３を得ること
ができる。次いで、図３（ｅ）に示すように、透明基体
材料のオーバーコートを行い、柱状体３を透明基体２で
包囲する。このようなオーバーコートは薄膜形成法を主
とするが、ゾル−ゲル法等の比較的低温なプロセスを行
うと良い。最後に、ＣＭＰ法等により不要部分の除去と
表面処理加工を行うことで、図３（ｆ）に示すような所
望の偏光子１を得ることができる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００３０】〔例１〕厚み４００μｍの（１００）面ま
たは（１１０）面を主面とするＳｉウエハーと厚み１ｍ
ｍのアルミノ珪酸塩ガラス（ＳｉＯ2 ：55.3重量％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ：22.9重量％、Ｂ2 Ｏ3 ：7.4 重量％、Ｍｇ
Ｏ：8.5 重量％、ＣａＯ：4.7 重量％、Ｎａ2 Ｏ：0.6
重量％、Ｋ2 Ｏ：0.4 重量％）を４００℃、−１２００
Ｖの条件で電界熱接合を行った。
たは（１１０）面を主面とするＳｉウエハーと厚み１ｍ
ｍのアルミノ珪酸塩ガラス（ＳｉＯ2 ：55.3重量％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ：22.9重量％、Ｂ2 Ｏ3 ：7.4 重量％、Ｍｇ
Ｏ：8.5 重量％、ＣａＯ：4.7 重量％、Ｎａ2 Ｏ：0.6
重量％、Ｋ2 Ｏ：0.4 重量％）を４００℃、−１２００
Ｖの条件で電界熱接合を行った。
【００３１】次に、ＣＭＰ法（Chemical and Mechanica
l Polishing)により、Ｓｉの厚みを約1.0 μｍの厚みま
で平坦加工研磨を行った。このようにして得られた極薄
膜単結晶Ｓｉ上にＳｉ3 Ｎ4 をマスク材としてフォトリ
ソグラフィーにより、幅約５０ｎｍ間隔、約３００ｎｍ
のグリッドを形成した。これをＫＯＨ溶液を用いて異方
性エッチングを行ったところ、径が約５０ｎｍの台形状
Ｓｉ単結晶が間隔約４００ｎｍで多数形成された。つい
でスパッター装置を用いて、台形状Ｓｉ単結晶の表面に
金属Ｃｕを厚さ約２０ｎｍオーバーコートした。このよ
うにして直径がほぼ８０ｎｍ程度の棒状Ｃｕ金属体が形
成された。この棒状Ｃｕ金属体が直立したガラス基板に
ホウケイ酸ガラス（コーニング７７４０）を１μｍ厚み
にスパッタ成膜して、棒状のＣｕ金属体をホウケイ酸ガ
ラスでもって完全にコートした。最後に、このようにし
て得られたサンプル基板から不要部分を削除し、成形加
工を行い３×３ｍｍサイズの偏光子を作製し、その偏光
特性を測定したところ、消光比４５ｄＢ、挿入損失０．
０８ｄＢと優れた特性値を示した。
l Polishing)により、Ｓｉの厚みを約1.0 μｍの厚みま
で平坦加工研磨を行った。このようにして得られた極薄
膜単結晶Ｓｉ上にＳｉ3 Ｎ4 をマスク材としてフォトリ
ソグラフィーにより、幅約５０ｎｍ間隔、約３００ｎｍ
のグリッドを形成した。これをＫＯＨ溶液を用いて異方
性エッチングを行ったところ、径が約５０ｎｍの台形状
Ｓｉ単結晶が間隔約４００ｎｍで多数形成された。つい
でスパッター装置を用いて、台形状Ｓｉ単結晶の表面に
金属Ｃｕを厚さ約２０ｎｍオーバーコートした。このよ
うにして直径がほぼ８０ｎｍ程度の棒状Ｃｕ金属体が形
成された。この棒状Ｃｕ金属体が直立したガラス基板に
ホウケイ酸ガラス（コーニング７７４０）を１μｍ厚み
にスパッタ成膜して、棒状のＣｕ金属体をホウケイ酸ガ
ラスでもって完全にコートした。最後に、このようにし
て得られたサンプル基板から不要部分を削除し、成形加
工を行い３×３ｍｍサイズの偏光子を作製し、その偏光
特性を測定したところ、消光比４５ｄＢ、挿入損失０．
０８ｄＢと優れた特性値を示した。
【００３２】〔例２〕厚み３００μｍの（１１０）面を
主面とするSIMOX （Separation by implanted oxygen）
ウエハーと０．５ｍｍ厚さのＢＫ７ガラスを上記例１と
同様に陽極接合し、Ｓｉ基板と埋め込み酸化膜を除去し
た。この結果、ガラス基板上に厚さ０．２μｍの薄膜Ｓ
ｉ単結晶が形成された。この単結晶Ｓｉ上に走査型トン
ネル顕微鏡（ＳＴＭ）で幅約１０ｎｍ、間隔約５０ｎｍ
の陽極酸化膜パターンを描画した。次に、この陽極酸化
膜をマスクにしてＳｉをヒドラジン溶液でエッチング
し、径約８ｎｍの柱状Ｓｉ単結晶を間隔約７０ｎｍで多
数形成した。次いでスパッター装置を用い、金属Ｎｉを
厚さ約２０ｎｍ単結晶Ｓｉ表面にオーバーコートした。
このようにして径が約３０ｎｍ程度の棒状Ｎｉ金属体が
形成された。この棒状Ｎｉ金属体が直立したガラス基板
に基板と同組成のガラスを０．３μｍスパッターして、
棒状Ｎｉ金属体を完全にガラス中に埋設した。最後にサ
ンプル基板から不要部分を除去し、成形加工して３×３
ｍｍサイズの偏光子を作製した。その結果、消光比４９
ｄＢ、挿入損失０．０５ｄＢの優れた偏光特性が得られ
た。
主面とするSIMOX （Separation by implanted oxygen）
ウエハーと０．５ｍｍ厚さのＢＫ７ガラスを上記例１と
同様に陽極接合し、Ｓｉ基板と埋め込み酸化膜を除去し
た。この結果、ガラス基板上に厚さ０．２μｍの薄膜Ｓ
ｉ単結晶が形成された。この単結晶Ｓｉ上に走査型トン
ネル顕微鏡（ＳＴＭ）で幅約１０ｎｍ、間隔約５０ｎｍ
の陽極酸化膜パターンを描画した。次に、この陽極酸化
膜をマスクにしてＳｉをヒドラジン溶液でエッチング
し、径約８ｎｍの柱状Ｓｉ単結晶を間隔約７０ｎｍで多
数形成した。次いでスパッター装置を用い、金属Ｎｉを
厚さ約２０ｎｍ単結晶Ｓｉ表面にオーバーコートした。
このようにして径が約３０ｎｍ程度の棒状Ｎｉ金属体が
形成された。この棒状Ｎｉ金属体が直立したガラス基板
に基板と同組成のガラスを０．３μｍスパッターして、
棒状Ｎｉ金属体を完全にガラス中に埋設した。最後にサ
ンプル基板から不要部分を除去し、成形加工して３×３
ｍｍサイズの偏光子を作製した。その結果、消光比４９
ｄＢ、挿入損失０．０５ｄＢの優れた偏光特性が得られ
た。
【００３３】〔例３〕厚さ３５０μｍの（１１０）貼り
合わせＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板とシリカガ
ラスを例１と同様な方法で接合し、上記例２のようにＳ
ｉ基板と酸化膜を除去した。
合わせＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板とシリカガ
ラスを例１と同様な方法で接合し、上記例２のようにＳ
ｉ基板と酸化膜を除去した。
【００３４】この結果、シリカガラス基板上には厚み
０．４μｍの薄膜Ｓｉ単結晶が形成された。
０．４μｍの薄膜Ｓｉ単結晶が形成された。
【００３５】この単結晶Ｓｉ上に例２と同様にＳＴＭを
用いてナノパターンの描画を行い、シリコンのエッチン
グを行うことで、径約１５ｎｍの柱状Ｓｉ単結晶を間隔
約２００ｎｍで多数形成した。次いでスパッター装置を
用いて金属Ａｌを厚さ約３０ｎｍ単結晶Ｓｉ表面上にオ
ーバーコートした。このようにして径が約５０ｎｍ前後
の棒状Ａｌ金属体が形成された。これを基板として、マ
グネトロンスパッター装置を用い、Ｔａをターゲットと
し、Ａｒ＋Ｏ2 の雰囲気下でスパッタ−を行い、厚み約
０．８μｍのＴａ2 Ｏ5 の薄膜でコートした。このよう
にして作製した同サイズの偏光子の偏光特性を評価した
ところ、消光比４５ｄＢ、挿入損失０．０９ｄＢと実用
レベルの特性を示した。
用いてナノパターンの描画を行い、シリコンのエッチン
グを行うことで、径約１５ｎｍの柱状Ｓｉ単結晶を間隔
約２００ｎｍで多数形成した。次いでスパッター装置を
用いて金属Ａｌを厚さ約３０ｎｍ単結晶Ｓｉ表面上にオ
ーバーコートした。このようにして径が約５０ｎｍ前後
の棒状Ａｌ金属体が形成された。これを基板として、マ
グネトロンスパッター装置を用い、Ｔａをターゲットと
し、Ａｒ＋Ｏ2 の雰囲気下でスパッタ−を行い、厚み約
０．８μｍのＴａ2 Ｏ5 の薄膜でコートした。このよう
にして作製した同サイズの偏光子の偏光特性を評価した
ところ、消光比４５ｄＢ、挿入損失０．０９ｄＢと実用
レベルの特性を示した。
【００３６】〔例４〕上記例２と同様なウエハーとガラ
ス基板、金属としてはＣｏを用い、同様な作製法で厚さ
０．２μｍの偏光素子を１０枚作製した後、これらを接
合して厚み約２μｍの偏光子を製作した。このようにし
て作製した偏光子の偏光特性を評価したところ、消光比
４２ｄＢ、挿入損失０．１ｄＢと実用レベルの特性を示
した。
ス基板、金属としてはＣｏを用い、同様な作製法で厚さ
０．２μｍの偏光素子を１０枚作製した後、これらを接
合して厚み約２μｍの偏光子を製作した。このようにし
て作製した偏光子の偏光特性を評価したところ、消光比
４２ｄＢ、挿入損失０．１ｄＢと実用レベルの特性を示
した。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明による偏光
子及び製造方法によれば、透明基体中に配列された柱状
体により、従来方法では得難い、バラツキのほとんどな
い高い均質性を有する偏光子を提供できる。
子及び製造方法によれば、透明基体中に配列された柱状
体により、従来方法では得難い、バラツキのほとんどな
い高い均質性を有する偏光子を提供できる。
【００３８】また、従来のような延伸工程や積層工程な
ど後工程での偏光特性に大きな影響を与える工程がない
ことから、安定した品質と高い歩留まりが得られる。
ど後工程での偏光特性に大きな影響を与える工程がない
ことから、安定した品質と高い歩留まりが得られる。
【００３９】さらに、素材としてＳｉウエハーを使用す
ることから、既に確立されているＬＳＩ半導体プロセス
がそのまま利用でき、且つシリコンのマイクロマシン加
工の適用によりナノメートルオーダーの加工が可能とな
ることから、量産性に富み、高精度且つ安価な偏光子を
提供できる。
ることから、既に確立されているＬＳＩ半導体プロセス
がそのまま利用でき、且つシリコンのマイクロマシン加
工の適用によりナノメートルオーダーの加工が可能とな
ることから、量産性に富み、高精度且つ安価な偏光子を
提供できる。
【図１】本発明に係わる偏光子を模式的に示す一部破断
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本発明に係わる偏光子の柱状体を模式的に示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】（ａ）〜 （ｆ）は、それぞれ本発明に係わる
偏光子の製造工程を模式的に示す断面図である。
偏光子の製造工程を模式的に示す断面図である。
１：偏光子 ２：透明基体 ３：柱状体 ３ａ：内層 ３ｂ：表層
Claims (4)
- 【請求項１】 透明基体中に、半導体または誘電体の表
面に導電層を被着させた柱状体の多数を配列させて成る
偏光子。 - 【請求項２】 前記柱状体の短軸長さが５〜５０ｎｍ、
長軸長さが５００〜５００００ｎｍであり、且つ互いに
隣接する柱状体の間隔が５０〜２００ｎｍであることを
特徴とする請求項１に記載の偏光子。 - 【請求項３】 前記柱状体はＳｉから成る誘電体の表面
に１０〜１０００Åの導電層を形成させたものであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の偏光子。 - 【請求項４】 透明基体中に光吸収異方性を有する多数
の柱状体を配列させて成る偏光子の製造方法であって、
支持基板に誘電体から成る板状体を接合する工程と、前
記板状体から不要部分を除去して多数の柱状体を形成す
る工程と、前記柱状体の表面に導電層を形成する工程
と、前記支持体基板の一部もしくは全てを除去するとと
もに前記柱状体を透明基体で包囲する工程とを含むこと
を特徴とする偏光子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053114A JP2000249834A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 偏光子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053114A JP2000249834A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 偏光子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249834A true JP2000249834A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12933784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11053114A Pending JP2000249834A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 偏光子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000249834A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025325A1 (en) * | 2000-09-20 | 2002-03-28 | Namiki Seimitsu Houseki Kabushiki Kaisha | Polarizing function element, optical isolator, laser diode module and method of producing polarizing function element |
| CN105182611A (zh) * | 2015-10-23 | 2015-12-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种光学膜片、背光模组及显示装置 |
| EP3508898A4 (en) * | 2016-09-02 | 2020-04-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | LIGHT GUIDE BODY, OPTICAL MODULE AND METHOD FOR ADAPTING THE OPTICAL AXIS OF A BEAM |
| CN119882102A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-04-25 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种偏振片复合母材、偏振片及其制备方法 |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP11053114A patent/JP2000249834A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025325A1 (en) * | 2000-09-20 | 2002-03-28 | Namiki Seimitsu Houseki Kabushiki Kaisha | Polarizing function element, optical isolator, laser diode module and method of producing polarizing function element |
| US7002742B2 (en) | 2000-09-20 | 2006-02-21 | Namiki Seimitsu Houseki Kabushiki Kaisha | Polarizing function element, optical isolator, laser diode module and method of producing polarizing function element |
| CN105182611A (zh) * | 2015-10-23 | 2015-12-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种光学膜片、背光模组及显示装置 |
| EP3508898A4 (en) * | 2016-09-02 | 2020-04-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | LIGHT GUIDE BODY, OPTICAL MODULE AND METHOD FOR ADAPTING THE OPTICAL AXIS OF A BEAM |
| US20200183102A1 (en) * | 2016-09-02 | 2020-06-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Light guide body, optical module, and optical path and optical axis adjustment method |
| US11143829B2 (en) | 2016-09-02 | 2021-10-12 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Light guide body, optical module, and optical path and optical axis adjustment method |
| CN119882102A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-04-25 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种偏振片复合母材、偏振片及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20040239833A1 (en) | Polarizing device, and method for manufacturing the same | |
| JP2002521711A (ja) | 光導波管を製造するための方法 | |
| US6847773B2 (en) | Optical waveguide and method for manufacturing the same | |
| US7817340B2 (en) | Ultra-thin glass polarizers and method of making same | |
| JPH08248227A (ja) | 偏光ガラス及びその製造方法 | |
| JPH0756018A (ja) | 偏光子の製造方法 | |
| JP2008299329A (ja) | 偏光ガラスの製造方法 | |
| CN111736260A (zh) | 一种偏振器件及其制备方法 | |
| JP2000131522A (ja) | 偏光子とその製造方法及びこれを用いた導波型光デバイス | |
| US4514041A (en) | Polarizer with electrode thereon in a liquid crystal display | |
| US5252514A (en) | Process for producing a low-loss optical waveguide in an epitaxial silicon film | |
| US6406584B1 (en) | Process for making vertically integrated optical components | |
| JP3602913B2 (ja) | 偏光素子とそれを用いた光アイソレ−タ及びその製造方法 | |
| US8130447B2 (en) | Polarization element | |
| JPS61116332A (ja) | 偏光膜一体型透明導電性フイルム | |
| JPH06273621A (ja) | 偏光子およびその製造方法 | |
| JP3784198B2 (ja) | 光アイソレータ | |
| JP3722603B2 (ja) | 偏光子の製造方法 | |
| JPH11248935A (ja) | 偏光子及びその製造方法 | |
| JPH11344617A (ja) | 偏光子 | |
| JP2000193823A (ja) | 偏光子及びそれを用いた光アイソレ―タ | |
| JPH09274169A (ja) | 液晶微粒子分散媒体を用いた導波路型光制御方法および導波路型光制御用液晶光学素子 | |
| JPH11248936A (ja) | 高消光比偏光子 | |
| JPH11133229A (ja) | 偏光子 | |
| JPH08248368A (ja) | 液晶光学素子の製造方法と光導波路用薄型液晶光学素子および導波型光デバイス |