JPH03119305A - 光導波膜の製造方法 - Google Patents
光導波膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH03119305A JPH03119305A JP25712289A JP25712289A JPH03119305A JP H03119305 A JPH03119305 A JP H03119305A JP 25712289 A JP25712289 A JP 25712289A JP 25712289 A JP25712289 A JP 25712289A JP H03119305 A JPH03119305 A JP H03119305A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rare earth
- optical waveguide
- glass
- waveguide film
- fine particles
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- Pending
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、光通信、光計測用導波型光部品などに使用さ
れる光導波膜、さらに詳しくは、光増幅器およびレーザ
に用いられる希土類イオン添加石英系ガラス光導波膜の
製造方法に関する。
れる光導波膜、さらに詳しくは、光増幅器およびレーザ
に用いられる希土類イオン添加石英系ガラス光導波膜の
製造方法に関する。
［従来の技術１
ネオジウムまたはエルビウムなどの希土類イオンを添加
した石英系ガラス希土類は、１．３μｍおよび１．５μ
■帯に幅ひろいレーザ発光帯を持つことから、波長可変
光源や広帯域光増幅器として期待されている。これらの
レーザあるいは光増幅器は、希土類イオンの吸収帯に対
応した励起光を用い、希土類イオンのエネルギー分布を
反転分布に変えて、レーザ発振あるいは光増幅を生じさ
せる。
した石英系ガラス希土類は、１．３μｍおよび１．５μ
■帯に幅ひろいレーザ発光帯を持つことから、波長可変
光源や広帯域光増幅器として期待されている。これらの
レーザあるいは光増幅器は、希土類イオンの吸収帯に対
応した励起光を用い、希土類イオンのエネルギー分布を
反転分布に変えて、レーザ発振あるいは光増幅を生じさ
せる。
従来、希土類イオン添加先導波路は、火炎堆積液浸法で
作製した光導波膜を用い、バターニング技術を駆使して
製造されていた。火炎堆積液浸法では、第４図に示すよ
うに、まず、ガラス原料の四塩化珪素、三塩化リン、三
塩化ホウ素、四塩化ゲルマニウムなどを酸水素バーナを
用いて火炎加水分解してガラス微粒子を生成させ、基板
上にガラス微粒子を堆積させてスート膜を形成する。次
に、続いて行なわれる液浸工程でスート膜が壊れないよ
うに、スート膜を適当な温度で仮焼結し、ある程度焼結
反応を進行させる。次に、仮焼結膜を塩化ネオジウムな
どの希土類化合物溶液に浸し、その後膜を溶液より取り
出して乾燥して、ガラス微粒子の隙間に希土類化合物微
粒子を含む液浸膜を得る。続いてこの液浸膜を酸素含有
雰囲気で加熱、透明ガラス化して、希土類イオンを添加
した石英系ガラス光導波膜を得る。
作製した光導波膜を用い、バターニング技術を駆使して
製造されていた。火炎堆積液浸法では、第４図に示すよ
うに、まず、ガラス原料の四塩化珪素、三塩化リン、三
塩化ホウ素、四塩化ゲルマニウムなどを酸水素バーナを
用いて火炎加水分解してガラス微粒子を生成させ、基板
上にガラス微粒子を堆積させてスート膜を形成する。次
に、続いて行なわれる液浸工程でスート膜が壊れないよ
うに、スート膜を適当な温度で仮焼結し、ある程度焼結
反応を進行させる。次に、仮焼結膜を塩化ネオジウムな
どの希土類化合物溶液に浸し、その後膜を溶液より取り
出して乾燥して、ガラス微粒子の隙間に希土類化合物微
粒子を含む液浸膜を得る。続いてこの液浸膜を酸素含有
雰囲気で加熱、透明ガラス化して、希土類イオンを添加
した石英系ガラス光導波膜を得る。
この火炎堆積液−慢性によれば、エルビウム、ネオジウ
ムなどの希土類イオンを約１１０００ｐｐまで添加した
石英系ガラス膜を得ることができる。
ムなどの希土類イオンを約１１０００ｐｐまで添加した
石英系ガラス膜を得ることができる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、一般に、希土類イオンは石英系ガラスに
均一に分散させることが難しく、ガラス中で会合しクラ
スタを形成しやすい。さらに、この液浸法では、ガラス
微粒子の隙間に希土類化合物微粒子が添加された液浸膜
を、高温に保持して゛焼結することから、希土類イオン
に起因する結晶化が生じ易い。このため。例えば１１０
００ｐｐのエルビウムイオンを添加したガラスでは、微
結晶などのガラスの不均一に起因する散乱損失が波長１
．３ｐＩ１１で２．０ｄＢ／ｃ■以上と大きかった。こ
のような光導波膜を用いて、レーザや光増幅器を動作す
る場合には、大きな励起光強度が必要であり、励起光源
として高出力半導体レーザを使用する必要があるという
問題があった。一方、希土類イオンの添加濃度の小さい
光導波膜では、光増幅やレーザ発振に必要な相互作用長
が長くなり、導波回路が大型になるという問題点があっ
た。
均一に分散させることが難しく、ガラス中で会合しクラ
スタを形成しやすい。さらに、この液浸法では、ガラス
微粒子の隙間に希土類化合物微粒子が添加された液浸膜
を、高温に保持して゛焼結することから、希土類イオン
に起因する結晶化が生じ易い。このため。例えば１１０
００ｐｐのエルビウムイオンを添加したガラスでは、微
結晶などのガラスの不均一に起因する散乱損失が波長１
．３ｐＩ１１で２．０ｄＢ／ｃ■以上と大きかった。こ
のような光導波膜を用いて、レーザや光増幅器を動作す
る場合には、大きな励起光強度が必要であり、励起光源
として高出力半導体レーザを使用する必要があるという
問題があった。一方、希土類イオンの添加濃度の小さい
光導波膜では、光増幅やレーザ発振に必要な相互作用長
が長くなり、導波回路が大型になるという問題点があっ
た。
［課題を解決するための手段］
本発明の光導波膜の製造方法は、希土類化合物の過飽和
蒸気と珪素化合物を含むガラス原料とを、酸水素バーナ
を用いて火炎加水分解してガラス微粒子を生成させ、基
板にガラス微粒子を堆積させる工程を含むことを特徴と
する。
蒸気と珪素化合物を含むガラス原料とを、酸水素バーナ
を用いて火炎加水分解してガラス微粒子を生成させ、基
板にガラス微粒子を堆積させる工程を含むことを特徴と
する。
［作 用］
本発明の方法によれば、噴露や超音波照射などの方法に
より生成した希土類化合物の過飽和蒸気を、四塩化珪素
、三塩化リン、三塩化ホウ素、四塩化ゲルマニウムなど
のガラス原料と同時に、酸水素バーナに供給し火炎加水
分解させる。このため、希土類イオンを均質に添加した
ガラス微粒子を基板上に堆積させることができ、これを
透明ガラス化することにより、高濃度の希土類イオンを
均一に添加した光導波膜を得ることができる。
より生成した希土類化合物の過飽和蒸気を、四塩化珪素
、三塩化リン、三塩化ホウ素、四塩化ゲルマニウムなど
のガラス原料と同時に、酸水素バーナに供給し火炎加水
分解させる。このため、希土類イオンを均質に添加した
ガラス微粒子を基板上に堆積させることができ、これを
透明ガラス化することにより、高濃度の希土類イオンを
均一に添加した光導波膜を得ることができる。
［実施例］
第１図に本発明の方法を模式的に示す。ガラス原料、希
土類化合物の過飽和蒸気および酸水素が、それぞれの供
給部１．２および３から供給経路１八、２Ａおよび３Ａ
を経て酸素バーナ４に供給され、火炎加水分解されて、
ガラス微粒子が基板５上に堆積する。
土類化合物の過飽和蒸気および酸水素が、それぞれの供
給部１．２および３から供給経路１八、２Ａおよび３Ａ
を経て酸素バーナ４に供給され、火炎加水分解されて、
ガラス微粒子が基板５上に堆積する。
（実施例１）
アルゴンガスをバブリングして輸送した四塩化珪素およ
び三塩化リンの飽和蒸気と、三塩化ネオジウムのエタノ
ール溶液をアルゴンガス気流により噴霧して生成させた
過飽和蒸気を、酸水素バーナに供給し、シリコン基板上
にガラス微粒子を堆積させた。その後１４００℃に加熱
して透明ガラス化し、厚さ６μｍの光導波膜を作製した
。
び三塩化リンの飽和蒸気と、三塩化ネオジウムのエタノ
ール溶液をアルゴンガス気流により噴霧して生成させた
過飽和蒸気を、酸水素バーナに供給し、シリコン基板上
にガラス微粒子を堆積させた。その後１４００℃に加熱
して透明ガラス化し、厚さ６μｍの光導波膜を作製した
。
第２図に、ネオジウム添加石英系光導波膜の損失波長特
性を示す。波長０．７４，０．８０および０．８７μｍ
にネオジウムイオンの吸収が明瞭に観察される。０．８
０μｍにおける吸収係数から、このガラス膜にネオジウ
ムが４０００ｐｐｍ添加されていることが判明した。波
長１．３μｍにおける損失は、０．９ｄＢ／ｃｍと小さ
く、散乱損失が低減化できることが明かとなった。第３
図に、三塩化ネオジウムのエタノール溶液濃度と石英系
ガラス膜のネオジウム濃度の関係を示す。ガラス膜のネ
オジウム濃度は、噴霧した溶液の濃度に比例して増加す
ることが明かとなった。
性を示す。波長０．７４，０．８０および０．８７μｍ
にネオジウムイオンの吸収が明瞭に観察される。０．８
０μｍにおける吸収係数から、このガラス膜にネオジウ
ムが４０００ｐｐｍ添加されていることが判明した。波
長１．３μｍにおける損失は、０．９ｄＢ／ｃｍと小さ
く、散乱損失が低減化できることが明かとなった。第３
図に、三塩化ネオジウムのエタノール溶液濃度と石英系
ガラス膜のネオジウム濃度の関係を示す。ガラス膜のネ
オジウム濃度は、噴霧した溶液の濃度に比例して増加す
ることが明かとなった。
（実施例２）
アルゴンガスをバブリングして輸送した四塩化珪素およ
び三塩化リンの飽和蒸気と、三塩化エルビウムのエタノ
ール溶液に超音波照射して生成させた過飽和蒸気を、酸
水素バーナに供給して、シリコン基板上にガラス微粒子
を堆積させた。
び三塩化リンの飽和蒸気と、三塩化エルビウムのエタノ
ール溶液に超音波照射して生成させた過飽和蒸気を、酸
水素バーナに供給して、シリコン基板上にガラス微粒子
を堆積させた。
その後１４００℃に加熱して透明ガラス化し、厚さ６μ
ｍの光導波膜を作製した。
ｍの光導波膜を作製した。
本実施例の方法によっても、エルビウム添加石英系ガラ
ス光導波膜が作製できることが明かとなった。ガラス膜
のエルビウム濃度が、超音波照射した溶液の濃度により
制御でき、最大４５００ｐｐｍのエルビウムが添加でき
ることが明かとなった。
ス光導波膜が作製できることが明かとなった。ガラス膜
のエルビウム濃度が、超音波照射した溶液の濃度により
制御でき、最大４５００ｐｐｍのエルビウムが添加でき
ることが明かとなった。
作製したエルビウム添加石英系ガラス光導波膜（エルビ
ウム濃度３０００ｐｐｍ ）の波長１．３ｍにおける損
失は０．９ｄＢ／ｃｍと小さく、散乱損失が低減化でき
ることが明かとなった。
ウム濃度３０００ｐｐｍ ）の波長１．３ｍにおける損
失は０．９ｄＢ／ｃｍと小さく、散乱損失が低減化でき
ることが明かとなった。
なお、上記実施例１．２では、希土類化合物および溶媒
として三塩化ネオジウム、三塩化エルビウムとエタノー
ルを用いたが、ネオジウム、イッテルビウム、ホロニウ
ムなど希土類元素の化合物とこれらが可溶な溶媒の組合
せであれば、例えば希土類アルコキシドのアルコール溶
液など、有機無機を問わずいかなる化合物および溶媒の
組合せであっても使用できるのは明かである。
として三塩化ネオジウム、三塩化エルビウムとエタノー
ルを用いたが、ネオジウム、イッテルビウム、ホロニウ
ムなど希土類元素の化合物とこれらが可溶な溶媒の組合
せであれば、例えば希土類アルコキシドのアルコール溶
液など、有機無機を問わずいかなる化合物および溶媒の
組合せであっても使用できるのは明かである。
［発明の効果］
以上水したように、本発明の光導波膜製造方法によれば
、散乱損失の小さい高濃度希土類添加光導波膜を作製で
きるので、光増幅器やレーザなどの光部品製造への幅広
い応用が可能である。
、散乱損失の小さい高濃度希土類添加光導波膜を作製で
きるので、光増幅器やレーザなどの光部品製造への幅広
い応用が可能である。
第１図は、本発明による光導波膜の製造方法を説明する
模式図、 第２図は、実施例１の方法で作製したネオジウム添加石
英系光導波膜の分光特性を示す特性図、 第３図は、実施例１で作製した光導波膜中のネオジウム
濃度と三塩化ネオジウム溶液濃度の関係を示す特性図、 第４図は、従来の希土類添加光導波膜の作製法である液
浸法の工程図である。 ４・・・酸水素バーナ、 ５・・・基板。
模式図、 第２図は、実施例１の方法で作製したネオジウム添加石
英系光導波膜の分光特性を示す特性図、 第３図は、実施例１で作製した光導波膜中のネオジウム
濃度と三塩化ネオジウム溶液濃度の関係を示す特性図、 第４図は、従来の希土類添加光導波膜の作製法である液
浸法の工程図である。 ４・・・酸水素バーナ、 ５・・・基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）希土類化合物の過飽和蒸気と珪素化合物を含むガラ
ス原料とを、酸水素バーナを用いて火炎加水分解してガ
ラス微粒子を生成させ、基板にガラス微粒子を堆積させ
る工程を含むことを特徴とする光導波膜の製造方法。 ２）請求項１記載の光導波膜の製造方法において、前記
希土類化合物の過飽和蒸気を、希土類化合物溶液の噴霧
により生成させることを特徴とする光導波膜の製造方法
。 ３）請求項１記載の光導波膜の製造方法において、前記
希土類化合物の過飽和蒸気を、希土類化合物溶液への超
音波照射により生成させることを特徴とする光導波膜の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25712289A JPH03119305A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 光導波膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25712289A JPH03119305A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 光導波膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03119305A true JPH03119305A (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=17302035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25712289A Pending JPH03119305A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 光導波膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03119305A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100352645B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2002-09-12 | 이형종 | 고온기판 화염가수분해증착법을 이용한 광소자용 평판형 실리카 광도파로 제작방법 |
| KR20030076813A (ko) * | 2002-03-21 | 2003-09-29 | 권영호 | 헤어드라이어 |
| JP2007176791A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-07-12 | Furukawa Electric North America Inc | エアロゾル送出システムを使用してガラス体を製作するための装置と方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5874532A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-05-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ガラス光導波膜の製造方法及び製造装置 |
| JPS63134531A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ガラス微粒子合成装置 |
| JPH01219804A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路用ガラス薄膜の作製方法 |
-
1989
- 1989-10-03 JP JP25712289A patent/JPH03119305A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5874532A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-05-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ガラス光導波膜の製造方法及び製造装置 |
| JPS63134531A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ガラス微粒子合成装置 |
| JPH01219804A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路用ガラス薄膜の作製方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100352645B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2002-09-12 | 이형종 | 고온기판 화염가수분해증착법을 이용한 광소자용 평판형 실리카 광도파로 제작방법 |
| KR20030076813A (ko) * | 2002-03-21 | 2003-09-29 | 권영호 | 헤어드라이어 |
| JP2007176791A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-07-12 | Furukawa Electric North America Inc | エアロゾル送出システムを使用してガラス体を製作するための装置と方法 |
| EP1808417A1 (en) | 2005-12-16 | 2007-07-18 | Furukawa Electric North America Inc. | Apparatus and method for fabricating glass bodies using an aerosol delivery system |
| US8069690B2 (en) | 2005-12-16 | 2011-12-06 | Ofs Fitel, Llc | Apparatus and method for fabricating glass bodies using an aerosol delivery system |
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