JPH0341406A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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- JPH0341406A JPH0341406A JP1176429A JP17642989A JPH0341406A JP H0341406 A JPH0341406 A JP H0341406A JP 1176429 A JP1176429 A JP 1176429A JP 17642989 A JP17642989 A JP 17642989A JP H0341406 A JPH0341406 A JP H0341406A
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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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1342—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using diffusion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/008—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in solid phase, e.g. using pastes, powders
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、例えば光スィッチ、光分岐回路等の素子とし
て光通信分野において利用される光導波路の製造方法に
関する。
て光通信分野において利用される光導波路の製造方法に
関する。
［従来の技術］
光導波路は、第２図に部分斜視図を示したように、透明
基板たるガラス基板１の表面部に光導波路２が形成され
たものである。
基板たるガラス基板１の表面部に光導波路２が形成され
たものである。
第３図は前記第２図の■−■線断面図を示すものである
が、この図において、前記基板１の表面を含み前記光導
波路２の長平方向と直行する方向にＸ軸を取り、また、
前記■−■線断面内にあって前記光導波路２の中心部を
通り、前記Ｘ軸に直行する方向にｙ軸を取った場合、前
記光導波路２は、その屈折率の値が第４図及び第５図に
示すような分布を有している。すなわち、第４図は縦軸
に前記ｙ軸を取り、横軸に前記光導波Ｂ２の屈折率ｎを
取ったグラフであり、又、第５図は、縦軸に屈折率ｎを
、横軸に前記Ｘ軸をそれぞれ取ったグラフである。
が、この図において、前記基板１の表面を含み前記光導
波路２の長平方向と直行する方向にＸ軸を取り、また、
前記■−■線断面内にあって前記光導波路２の中心部を
通り、前記Ｘ軸に直行する方向にｙ軸を取った場合、前
記光導波路２は、その屈折率の値が第４図及び第５図に
示すような分布を有している。すなわち、第４図は縦軸
に前記ｙ軸を取り、横軸に前記光導波Ｂ２の屈折率ｎを
取ったグラフであり、又、第５図は、縦軸に屈折率ｎを
、横軸に前記Ｘ軸をそれぞれ取ったグラフである。
これらのグラフに示されるように、前記光導波路２はそ
の中心部Ｏに於いては屈折率がｎｌであり中心部０から
離れるに従って、屈折率が次第に減少して該中心部から
の距離がａとなる境界線にの近傍にいたって前記透明基
板１の屈折率ｎ。とほぼ同一の値となる様に構成されて
いる。
の中心部Ｏに於いては屈折率がｎｌであり中心部０から
離れるに従って、屈折率が次第に減少して該中心部から
の距離がａとなる境界線にの近傍にいたって前記透明基
板１の屈折率ｎ。とほぼ同一の値となる様に構成されて
いる。
このような構成により、周知の光ファイバの原理とほぼ
同様の原理により、前記光導波路２内を光が伝搬するよ
うに構成されているものである。
同様の原理により、前記光導波路２内を光が伝搬するよ
うに構成されているものである。
さて、このような光導波路を製造する方法としては、従
来いわゆる自然拡散法（たとえば、特開昭５Ｆ１６７４
５３号公報参照〉や湿式電界移入法（たとえば、特開昭
５９−３５０４２号公報参照〉等があった。
来いわゆる自然拡散法（たとえば、特開昭５Ｆ１６７４
５３号公報参照〉や湿式電界移入法（たとえば、特開昭
５９−３５０４２号公報参照〉等があった。
前記自然拡散法は第６図に示すように、第１の陽イオン
３（図中・印で示される〉を含むガラス基板１の表面に
Ｔｉ、Ｃｒ等からなる薄ｐＡ４を成膜し、これにフォト
リソグラフィ等の技術を用いて、形成すべき所望の光導
波路のパターンに沿って前記ガラス基板上の表面を露出
させた露出パターン４工を形成し、しかる後、このガラ
ス基板上を容器５に収容された第２の陽イオン６（図中
○印で示される）を含む溶融塩７中に浸漬する。これに
より、前記露出パターン４上を通じ、前記溶融塩７中に
含まれる第２の陽イオン６が前記露出パターン４１を中
心に前記ガラス基板上中の第１の陽イオン３とイオン交
換が行われる。この場合、前記第２のイオン６は前記ガ
ラス基板上中に拡散された場合、その拡散された部分は
その濃度に応じて前記第１の陽イオン３を含んだ状態に
比較して該ガラス基板上の屈折率を大きくする性質を有
するイオンで構成されているものであるがら、前記第２
のイオンが拡散移入された部分は前記第４図及び第５図
に示されるような屈折率分布を有する光導波路を形成す
ることになる。
３（図中・印で示される〉を含むガラス基板１の表面に
Ｔｉ、Ｃｒ等からなる薄ｐＡ４を成膜し、これにフォト
リソグラフィ等の技術を用いて、形成すべき所望の光導
波路のパターンに沿って前記ガラス基板上の表面を露出
させた露出パターン４工を形成し、しかる後、このガラ
ス基板上を容器５に収容された第２の陽イオン６（図中
○印で示される）を含む溶融塩７中に浸漬する。これに
より、前記露出パターン４上を通じ、前記溶融塩７中に
含まれる第２の陽イオン６が前記露出パターン４１を中
心に前記ガラス基板上中の第１の陽イオン３とイオン交
換が行われる。この場合、前記第２のイオン６は前記ガ
ラス基板上中に拡散された場合、その拡散された部分は
その濃度に応じて前記第１の陽イオン３を含んだ状態に
比較して該ガラス基板上の屈折率を大きくする性質を有
するイオンで構成されているものであるがら、前記第２
のイオンが拡散移入された部分は前記第４図及び第５図
に示されるような屈折率分布を有する光導波路を形成す
ることになる。
また、前記湿式電界移入法は、前記自然拡散法の場合と
同様にして露出パターン４１を形成したガラス基板１を
溶融塩７中に浸漬し、しかる後、第７図に示されるよう
に、前記露出パターン４１が形成された基板１の表面と
裏面とを遮へい板８によって遮断し、該基板↑の表裏か
ら電極９．１０を介して電圧Ｅを加えることにより、前
記第２のイオン６の前記ガラス基板１内への移入及び前
記ガラス基板１内への拡散を促進させるようにしたちの
である。
同様にして露出パターン４１を形成したガラス基板１を
溶融塩７中に浸漬し、しかる後、第７図に示されるよう
に、前記露出パターン４１が形成された基板１の表面と
裏面とを遮へい板８によって遮断し、該基板↑の表裏か
ら電極９．１０を介して電圧Ｅを加えることにより、前
記第２のイオン６の前記ガラス基板１内への移入及び前
記ガラス基板１内への拡散を促進させるようにしたちの
である。
しかしながら、上述のいずれの方法も、光導波路の屈折
率分布の形が、イオン拡散移入の際における溶融塩７の
組成、第２のイオン６の濃度あるいは溶融塩７の濃度条
件に敏感に左右されるため、所望の屈折率分布を有する
同一のものを多数製造するには、前記全ての条件を常に
正確に同一に保つ等、極めて複雑な制御が必要であった
。さらに例えば、前記ガラス基板上を保持するにも、そ
の保持治具が、溶融塩７に溶かされて該溶融塩７中にイ
オンとな・って融出し、前記第２のイオン６と共に前記
ガラス基板）中に移入しないように治具材を吟味する必
要がある等、多くの制約があった。
率分布の形が、イオン拡散移入の際における溶融塩７の
組成、第２のイオン６の濃度あるいは溶融塩７の濃度条
件に敏感に左右されるため、所望の屈折率分布を有する
同一のものを多数製造するには、前記全ての条件を常に
正確に同一に保つ等、極めて複雑な制御が必要であった
。さらに例えば、前記ガラス基板上を保持するにも、そ
の保持治具が、溶融塩７に溶かされて該溶融塩７中にイ
オンとな・って融出し、前記第２のイオン６と共に前記
ガラス基板）中に移入しないように治具材を吟味する必
要がある等、多くの制約があった。
また、前記湿式電界移入法では、これに加えて、第７図
に示されるように、陰電極９側と陽電極↑０側とを完全
に遮断するためにガラス基板裏面を舟形等に成形し溶融
塩を分離するという複雑な基板加工が必要となってくる
。
に示されるように、陰電極９側と陽電極↑０側とを完全
に遮断するためにガラス基板裏面を舟形等に成形し溶融
塩を分離するという複雑な基板加工が必要となってくる
。
このため、湿式法による欠点を除去するため溶融塩を使
用しない乾式法が提案された。この乾式法では、まず、
第８図に示されるように、ガラス基板１の表面に露出パ
ターン４工を形成した後、第９図に示されるように、そ
の上層に蒸着法などで拡散移入するイオンの金属あるい
は化合物の薄膜１工をある程度の膜厚で成膜し、しかる
後、第↑０図に示されるように、前記薄膜１１に陽電極
９を、前記ガラス基板上の裏面に陰電極１０をそれぞれ
接触させて電圧を印加する。
用しない乾式法が提案された。この乾式法では、まず、
第８図に示されるように、ガラス基板１の表面に露出パ
ターン４工を形成した後、第９図に示されるように、そ
の上層に蒸着法などで拡散移入するイオンの金属あるい
は化合物の薄膜１工をある程度の膜厚で成膜し、しかる
後、第↑０図に示されるように、前記薄膜１１に陽電極
９を、前記ガラス基板上の裏面に陰電極１０をそれぞれ
接触させて電圧を印加する。
なお、この場合、図示しないが前記ガラス基板ｌの裏面
には適宜金属コートが施され、ガラスと電極の接触を良
好にしている。これにより、前記薄膜１１中の金属又は
化合物が図示のように第２の陽イオン６１に変換され、
この第２の陽イオン６１が前記ガラス基板上内に拡散移
入し、光導波路を形成する。（たとえば、応用物理学会
予稿集・第９３頁２８ａ−Ａ−２（１９８２年秋〉、ジ
ャーナル オブクオンタム エレクトロニクス ＱＥ−
２２巻、第１２番１９８６年１２月第２２１３頁〜第２
２１８頁、ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＩＩＡ
ＮＴＵＨＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ３，ＶＯＬ、ＱＥ−２２
，ＮＯ，１２，ＤＥＣＥ）ＩＢＥＲ１９８６） ［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述の乾式法にあっては、前記溶融塩を用い
る方法に比較して製造が容易である半面、電界印加によ
りガラス中の第１の陽イオンが、陰極側へ移動した際、
その第工の陽イオンが前記ガラス基板中から放出されな
いため印加時間と共に陰極側に堆積してしまう。すると
電流がほとんど流れなくなって薄膜１１からの第２の陽
イオン６１等の拡散を妨げることになり、光導波路の形
成に時間がかかるものであった。
には適宜金属コートが施され、ガラスと電極の接触を良
好にしている。これにより、前記薄膜１１中の金属又は
化合物が図示のように第２の陽イオン６１に変換され、
この第２の陽イオン６１が前記ガラス基板上内に拡散移
入し、光導波路を形成する。（たとえば、応用物理学会
予稿集・第９３頁２８ａ−Ａ−２（１９８２年秋〉、ジ
ャーナル オブクオンタム エレクトロニクス ＱＥ−
２２巻、第１２番１９８６年１２月第２２１３頁〜第２
２１８頁、ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＩＩＡ
ＮＴＵＨＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ３，ＶＯＬ、ＱＥ−２２
，ＮＯ，１２，ＤＥＣＥ）ＩＢＥＲ１９８６） ［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述の乾式法にあっては、前記溶融塩を用い
る方法に比較して製造が容易である半面、電界印加によ
りガラス中の第１の陽イオンが、陰極側へ移動した際、
その第工の陽イオンが前記ガラス基板中から放出されな
いため印加時間と共に陰極側に堆積してしまう。すると
電流がほとんど流れなくなって薄膜１１からの第２の陽
イオン６１等の拡散を妨げることになり、光導波路の形
成に時間がかかるものであった。
この乾式法の欠点を改良するには、通常陰極側のみを溶
融塩に浸して電圧を印加する方法がとられる。この方法
によれば、陰極側に堆積する第工の陽イオンは溶融塩と
の平衡関係によりガラス基板中から放出することになる
。しかし、やはりガラス基板形状を舟形等にする必要で
あるという従来の電界移入法の欠点が再び生ずることに
なる。
融塩に浸して電圧を印加する方法がとられる。この方法
によれば、陰極側に堆積する第工の陽イオンは溶融塩と
の平衡関係によりガラス基板中から放出することになる
。しかし、やはりガラス基板形状を舟形等にする必要で
あるという従来の電界移入法の欠点が再び生ずることに
なる。
従って、本発明の目的は、以上のような従来例の欠点を
除去した光導波路の作製法を提供することにある。
除去した光導波路の作製法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、以下の構成とすることにより上述の課題を解
決している。
決している。
イオン拡散可能な第１の陽イオンを含む透明基板の表面
に、イオン拡散可能な第２の陽イオンであって、前記透
明基板中に拡散した場合にその拡散した部分の屈折率が
他の部位よりも大きくなるような陽イオンを含む第１の
薄膜を、所望の光導波路のパターンに沿って形成し、 前記第１の薄膜を陽極として前記透明基板に電界を印加
し、前記透明基板中に前記第１の薄膜に含まれる第２の
陽イオンを拡散移入することにより、前記透明基板に光
導波路を形成するようにした光導波路の製造方法におい
て、 前記透明基板の裏面に、前記透明基板に含まれる第Ｉの
陽イオンと反応しやすい陰イオンを含む第２の薄膜を形
成し、該第２の薄膜を陰極として前記透明基板に電界を
印加することを特徴とした構成。
に、イオン拡散可能な第２の陽イオンであって、前記透
明基板中に拡散した場合にその拡散した部分の屈折率が
他の部位よりも大きくなるような陽イオンを含む第１の
薄膜を、所望の光導波路のパターンに沿って形成し、 前記第１の薄膜を陽極として前記透明基板に電界を印加
し、前記透明基板中に前記第１の薄膜に含まれる第２の
陽イオンを拡散移入することにより、前記透明基板に光
導波路を形成するようにした光導波路の製造方法におい
て、 前記透明基板の裏面に、前記透明基板に含まれる第Ｉの
陽イオンと反応しやすい陰イオンを含む第２の薄膜を形
成し、該第２の薄膜を陰極として前記透明基板に電界を
印加することを特徴とした構成。
［作用］
上述の構成によれば、前記電界印加により、前記第１の
薄膜中に含まれる第２の陽イオンが前記透明基板中に移
入拡散されて光導波路の形成が行われる。
薄膜中に含まれる第２の陽イオンが前記透明基板中に移
入拡散されて光導波路の形成が行われる。
その際、この電界の作用によって、前記透明基板中の第
１の陽イオンが前記透明基板中の陰極側に移動するが、
この移動した第１の陽イオンは、さらに前記第２の薄膜
中に移動して該第２の薄膜中の陰イオンと反応する。し
たがって、陰極側に陽イオンが堆積することがない。
１の陽イオンが前記透明基板中の陰極側に移動するが、
この移動した第１の陽イオンは、さらに前記第２の薄膜
中に移動して該第２の薄膜中の陰イオンと反応する。し
たがって、陰極側に陽イオンが堆積することがない。
それゆえ、前記第２の陽イオンの前記透明基板への拡散
移入が極めてスムーズ、かつ、迅速に行われる。
移入が極めてスムーズ、かつ、迅速に行われる。
すなわち、前記陰極側へ陽イオンが堆積すると、この堆
積した陽イオンの作用によって、イオンの拡散移入に必
要な電流が流れなくなるが、そのより うな陽イオンの堆積がないから、イオンの拡散移入に必
要な電流が阻害されることなく流れるためである。
積した陽イオンの作用によって、イオンの拡散移入に必
要な電流が流れなくなるが、そのより うな陽イオンの堆積がないから、イオンの拡散移入に必
要な電流が阻害されることなく流れるためである。
［実施例］
第１図は、本発明の一実施例に係る光導波路の製造方法
の工程説明図である。以下、第１図を参照しながら一実
施例を詳述する。なお、第１図においては、前記第２図
ないし第１０図に示される構成と共通する部分には同一
の符号を付しである。
の工程説明図である。以下、第１図を参照しながら一実
施例を詳述する。なお、第１図においては、前記第２図
ないし第１０図に示される構成と共通する部分には同一
の符号を付しである。
型土工程
まず、第１図（ａ）に示されるように、第１の陽イオン
を含む透明基板たるガラス基板１の表面に、Ｔｉからな
る金属マスク４を、周知の蒸着法等によって数μｍ程度
の厚さに成膜する。
を含む透明基板たるガラス基板１の表面に、Ｔｉからな
る金属マスク４を、周知の蒸着法等によって数μｍ程度
の厚さに成膜する。
前記ガラス基板工としては、例えば、Ｐ２Ｏ５を主成分
とし、他にＮａ２Ｏ等のアルカリイオンを含むガラスが
用いられる。この場合、前記Ｎａ２ＯのＮａがＮａ
のイオンとして存在しており、前記第１の陽イオン３（
第１図（ｂ）参照）を構成する。なお、前記ガラス基板
１のサイズは、０ ３０ Ｘ ３０Ｘ ４ｍｍ程度として、その両面（３０
Ｘ ３０ｍｍの面〉に光学研磨を施して使用したく第１
図（ａ）はその一部を示す図である）。また、前記金属
マスクとしては、必ずしもＴｉに限らず、要するに耐熱
性及び耐酸性を有し、かつ、イオン拡散が活発に起こら
ないような他の金属、例えばＣｒ、Ａ、ｌ！等を用いて
も良い。
とし、他にＮａ２Ｏ等のアルカリイオンを含むガラスが
用いられる。この場合、前記Ｎａ２ＯのＮａがＮａ
のイオンとして存在しており、前記第１の陽イオン３（
第１図（ｂ）参照）を構成する。なお、前記ガラス基板
１のサイズは、０ ３０ Ｘ ３０Ｘ ４ｍｍ程度として、その両面（３０
Ｘ ３０ｍｍの面〉に光学研磨を施して使用したく第１
図（ａ）はその一部を示す図である）。また、前記金属
マスクとしては、必ずしもＴｉに限らず、要するに耐熱
性及び耐酸性を有し、かつ、イオン拡散が活発に起こら
ないような他の金属、例えばＣｒ、Ａ、ｌ！等を用いて
も良い。
族２雲丘
次に、前記金属マスク４に、周知のフォトリソグラフィ
等の技術を利用してエツチング法により、形成すべき所
望の光導波路のパターンに沿って前記金属マスク４の一
部を除去して、前記ガラス基板ｌの表面を露出させて露
出パターン４１を形成する。この場合、露出パターン４
１の露出幅は、１〜１０μｍとされる。
等の技術を利用してエツチング法により、形成すべき所
望の光導波路のパターンに沿って前記金属マスク４の一
部を除去して、前記ガラス基板ｌの表面を露出させて露
出パターン４１を形成する。この場合、露出パターン４
１の露出幅は、１〜１０μｍとされる。
族１圭丘
次に、第工図（ｂ）に示されるように、前記金属マスク
４の上層から、蒸着法などによりＡｇ金属からなる第１
の薄＄１１ａを厚さ２μｍ程度に成膜する。この第１の
薄膜１１ａは、前記金属７１ スフ４の表面には勿論のこと、該金属マスク４の露出パ
ターン４１を通して前記ガラス基板１の表面にも形成さ
れる。すなわち、これにより、結果的に前記ガラス基板
ｌの表面に所望の光導波路のパタンーンに沿った第１の
薄膜１１ａが形成されたことになる。
４の上層から、蒸着法などによりＡｇ金属からなる第１
の薄＄１１ａを厚さ２μｍ程度に成膜する。この第１の
薄膜１１ａは、前記金属７１ スフ４の表面には勿論のこと、該金属マスク４の露出パ
ターン４１を通して前記ガラス基板１の表面にも形成さ
れる。すなわち、これにより、結果的に前記ガラス基板
ｌの表面に所望の光導波路のパタンーンに沿った第１の
薄膜１１ａが形成されたことになる。
この第Ｉの薄膜１１ａは、第２の陽イオンＡｇ が含
まれるものである。
まれるものである。
なお、このＡｇ金属からなる第２の１８１Ａ１１ ａ上
に、該第２のＲＰＡ Ｌ １ ａが直接大気等の外部の
影響を受けないようにするため、並びに、電極を兼ねる
ために、拡散等が起こり難い金属、例えば、Ｔ ｌ 、
Ｃｒ 、 Ａ ｕ 、 Ａ 、Ｔ）等からなる第１の
保Ｂ膜１２（厚さ０．２μｍ程度）を形成する。
に、該第２のＲＰＡ Ｌ １ ａが直接大気等の外部の
影響を受けないようにするため、並びに、電極を兼ねる
ために、拡散等が起こり難い金属、例えば、Ｔ ｌ 、
Ｃｒ 、 Ａ ｕ 、 Ａ 、Ｔ）等からなる第１の
保Ｂ膜１２（厚さ０．２μｍ程度）を形成する。
寒生雲丘
次に、第工図（Ｃ）に示されるように、前記ガラス基板
上の裏面に、該ガラス基板ｌ内のアルカリイオンと反応
を起こし易い陰イオンを含む金属化合物等の第２の薄膜
１３を蒸着法等で数μｍ厚に成膜する。
上の裏面に、該ガラス基板ｌ内のアルカリイオンと反応
を起こし易い陰イオンを含む金属化合物等の第２の薄膜
１３を蒸着法等で数μｍ厚に成膜する。
２
ここでは、この第２の１Ｊｌｉ１３として、前記ガラス
基板１中の第１の陽イオンであるアルカリイオンと反応
しやすい化合物であるＣ８Ｃ，Ｑを用いた。なお、前記
ＣｓＣ１からなる第２の薄ｗＡ１３は、大気中の水分や
紫外線等の影響を非常に受は易いため、該第２の薄膜１
３の上層に前記第Ｉの保護膜工２と同種の反応性の非常
に低い第２の保護膜１４を投げる。
基板１中の第１の陽イオンであるアルカリイオンと反応
しやすい化合物であるＣ８Ｃ，Ｑを用いた。なお、前記
ＣｓＣ１からなる第２の薄ｗＡ１３は、大気中の水分や
紫外線等の影響を非常に受は易いため、該第２の薄膜１
３の上層に前記第Ｉの保護膜工２と同種の反応性の非常
に低い第２の保護膜１４を投げる。
東上工程
次に、第工図（Ｃ）に示されるように、前記第４工程を
経たガラス基板１を、図示しない電気炉等の加熱手段を
用いて、４００℃に加熱して保持し、陽電極９を前記第
１の保護膜１２に接続し、一方、陰電極１０を前記第２
の保護膜１４に接続して、前記ガラス基板上の両面から
電源Ｅにより６Ｖの電圧を３時間印加する。
経たガラス基板１を、図示しない電気炉等の加熱手段を
用いて、４００℃に加熱して保持し、陽電極９を前記第
１の保護膜１２に接続し、一方、陰電極１０を前記第２
の保護膜１４に接続して、前記ガラス基板上の両面から
電源Ｅにより６Ｖの電圧を３時間印加する。
これにより、前記ガラス基板上中に電界が形成され、前
記第２の薄膜１１ａ中のＡｇの金属結合の一部が解離さ
れ、Ａｇ イオン６１ａ（第２の陽イオン）となり、
該ガラス基板１中に拡散移入３ し、光導波路２ａを形成する。
記第２の薄膜１１ａ中のＡｇの金属結合の一部が解離さ
れ、Ａｇ イオン６１ａ（第２の陽イオン）となり、
該ガラス基板１中に拡散移入３ し、光導波路２ａを形成する。
その際、陰極側へ移動したアルカリイオンのＮａ （
第Ｉの陽イオン〉等は、前記透明基板↑の裏面に設けら
れた第２の薄膜１３であるＣｓＣｌ１中のＣ１−と反応
して、該ガラス基板］−内より一部放出される。
第Ｉの陽イオン〉等は、前記透明基板↑の裏面に設けら
れた第２の薄膜１３であるＣｓＣｌ１中のＣ１−と反応
して、該ガラス基板］−内より一部放出される。
これにより、前記ガラス基板上内には、第Ｉの陽イオン
が欠乏するため陽極にある第１の薄膜１１ａより第２の
陽イオンたるＡｇ イオン６エａが、前記第↓の陽イ
オンの欠乏分に従って前記ガラス基板上中に補給される
ことになり、該ガラス基板上中へのＡｇ＋イオン６１ａ
の拡散移入がスムーズに、かつ、迅速に行われる。
が欠乏するため陽極にある第１の薄膜１１ａより第２の
陽イオンたるＡｇ イオン６エａが、前記第↓の陽イ
オンの欠乏分に従って前記ガラス基板上中に補給される
ことになり、該ガラス基板上中へのＡｇ＋イオン６１ａ
の拡散移入がスムーズに、かつ、迅速に行われる。
以上の工程によって得られた光導波路２ａは、拡散半径
が約１１０μｍの断面が半円状をなしたもので、その屈
折率差Δｎ（前記露出パターン４１の中心部における前
記基板上の表面近傍の屈折率ｎ１と前記ガラス基板１の
光導波路２ａ以外の部位の屈折率ｎ。どの差）は約０．
０６であった。これらの値は、前記第２の薄膜１３を形
成し４ ない点を除くほかの条件を同一にして形成した光導波路
に比べて、拡散半径が１．５倍、屈折率差Δｎが１．３
倍も増加していることが確認されている。したがって、
従来のものと同じ光導波路を形成する場合、形成時間を
いちじるしく短縮化できる。 なお、上述の一実施例で
は、第１の薄膜（第２の陽イオンを含む膜）としてＡｇ
金属膜を用いたが、これは、要するに透明基板内に拡散
して該基板の屈折率を大きくするイオンを含む金属ある
いはそのイオンを含む化合物であればよい。
が約１１０μｍの断面が半円状をなしたもので、その屈
折率差Δｎ（前記露出パターン４１の中心部における前
記基板上の表面近傍の屈折率ｎ１と前記ガラス基板１の
光導波路２ａ以外の部位の屈折率ｎ。どの差）は約０．
０６であった。これらの値は、前記第２の薄膜１３を形
成し４ ない点を除くほかの条件を同一にして形成した光導波路
に比べて、拡散半径が１．５倍、屈折率差Δｎが１．３
倍も増加していることが確認されている。したがって、
従来のものと同じ光導波路を形成する場合、形成時間を
いちじるしく短縮化できる。 なお、上述の一実施例で
は、第１の薄膜（第２の陽イオンを含む膜）としてＡｇ
金属膜を用いたが、これは、要するに透明基板内に拡散
して該基板の屈折率を大きくするイオンを含む金属ある
いはそのイオンを含む化合物であればよい。
すなわち、例えば、Ｔ、Ｉｌ 、Ｃｕ、Ｃｓ。
Ｔ、ｌ１２０３．ＡｇＢｒ、ＣｓＣ夏等でもよい。
また、光導波路のパターンに沿ったパターンを有する第
１の薄膜を透明基板上に形成するのに、金属マスクを介
在させる方法を用いているが、これは、必ずしもその必
要はなく、可能であれば、透明基板に直接光導波路のパ
ターンに沿ったパターンを有する第２の薄膜を形成する
ようにしてもよい。
１の薄膜を透明基板上に形成するのに、金属マスクを介
在させる方法を用いているが、これは、必ずしもその必
要はなく、可能であれば、透明基板に直接光導波路のパ
ターンに沿ったパターンを有する第２の薄膜を形成する
ようにしてもよい。
また、第２の薄膜を構成する物質として、前記５
一実施例では、ＣｓＣ１を用いたが、これも要するに、
前記透明基板に含まれる第１の陽イオンとの反応性があ
り、かつ、薄膜化が可能な物質であればよい。すなわち
、例えば、ＡｇＢｒ、ＮａＦ等でもよい。この第２の薄
膜の厚さを王μｍ以上にすれば、他の製造条件が同じく
例えば、印加電圧を同じにする等〉であれば形成される
光導波路の大きさは同じとなる。
前記透明基板に含まれる第１の陽イオンとの反応性があ
り、かつ、薄膜化が可能な物質であればよい。すなわち
、例えば、ＡｇＢｒ、ＮａＦ等でもよい。この第２の薄
膜の厚さを王μｍ以上にすれば、他の製造条件が同じく
例えば、印加電圧を同じにする等〉であれば形成される
光導波路の大きさは同じとなる。
さらに、透明基板としては、リン酸系ガラスのほかにボ
ロシリケート系ガラスでもよい。
ロシリケート系ガラスでもよい。
また、前記一実施例では、第４工程において、透明基板
の裏面に第２の薄膜を形成しているが、この第２の薄膜
の形成は、電圧を印加する前であれば、どの時点で行っ
てもよい。
の裏面に第２の薄膜を形成しているが、この第２の薄膜
の形成は、電圧を印加する前であれば、どの時点で行っ
てもよい。
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明は、
イオン拡散可能な第Ｉの陽イオンを含む透明基板の表面
に、イオン拡散可能な第２の陽イオンであって、前記透
明基板中に拡散した場合にその拡散した部分の屈折率が
他の部位よりも大きくなる６ ような陽イオンを含む第Ｉの薄膜を、形成ずべき光導波
路のパターンに沿って形成し、 前記第１の薄膜を陽極として前記透明基板に電界を印加
し、前記透明基板中に前記第１の薄膜に含まれる第２の
陽イオンを拡散移入することにより、前記透明基板に光
導波路を形成するようにした光導波路の製造方法におい
て、 前記透明基板の裏面に、前記透明基板に含まれる第１の
陽イオンと反応しやすい陰イオンを含む第２の薄膜を形
成し、該第２の薄膜を陰極として前記透明基板に電界を
印加することを特徴とした構成を有し、 これにより、極めて簡単な構成により、迅速に光導波路
を製造することを可能としたものである。
に、イオン拡散可能な第２の陽イオンであって、前記透
明基板中に拡散した場合にその拡散した部分の屈折率が
他の部位よりも大きくなる６ ような陽イオンを含む第Ｉの薄膜を、形成ずべき光導波
路のパターンに沿って形成し、 前記第１の薄膜を陽極として前記透明基板に電界を印加
し、前記透明基板中に前記第１の薄膜に含まれる第２の
陽イオンを拡散移入することにより、前記透明基板に光
導波路を形成するようにした光導波路の製造方法におい
て、 前記透明基板の裏面に、前記透明基板に含まれる第１の
陽イオンと反応しやすい陰イオンを含む第２の薄膜を形
成し、該第２の薄膜を陰極として前記透明基板に電界を
印加することを特徴とした構成を有し、 これにより、極めて簡単な構成により、迅速に光導波路
を製造することを可能としたものである。
第工図は本発明の一実施例に係る光導波路の製造方法の
工程説明図、第２図は光導波路の部分斜視図、第３図は
第２図のＩ−ＩＩＩ線断面図、第４図及び第５図は第３
図に示される光導波路の屈折率分布を示すグラフ、第６
図は従来の自然拡散法の７ 説明図、第７図は従来の湿式電界移入法の説明図、第８
図ないし第１０図は従来の乾式移入法の説明図。 工・・・ガラス基板、３・・・第Ｉの陽イオン、ｌｌａ
・・・第１の薄膜、１３・・・第２の薄膜、９・・・陽
電極、１０・・・陰電極、６１ａ・・・第２の陽イオン
。
工程説明図、第２図は光導波路の部分斜視図、第３図は
第２図のＩ−ＩＩＩ線断面図、第４図及び第５図は第３
図に示される光導波路の屈折率分布を示すグラフ、第６
図は従来の自然拡散法の７ 説明図、第７図は従来の湿式電界移入法の説明図、第８
図ないし第１０図は従来の乾式移入法の説明図。 工・・・ガラス基板、３・・・第Ｉの陽イオン、ｌｌａ
・・・第１の薄膜、１３・・・第２の薄膜、９・・・陽
電極、１０・・・陰電極、６１ａ・・・第２の陽イオン
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 イオン拡散可能な第１の陽イオンを含む透明基板の表
面に、イオン拡散可能な第２の陽イオンであって、前記
透明基板中に拡散した場合にその拡散した部分の屈折率
が他の部位よりも大きくなるような陽イオンを含む第１
の薄膜を、所望の光導波路のパターンに沿つて形成し、 前記第１の薄膜を陽極として前記透明基板に電界を印加
し、前記透明基板中に前記第１の薄膜に含まれる第２の
陽イオンを拡散移入することにより、前記透明基板に光
導波路を形成するようにした光導波路の製造方法におい
て、 前記透明基板の裏面に、前記透明基板に含まれる第１の
陽イオンと反応しやすい陰イオンを含む第２の薄膜を形
成し、該第２の薄膜を陰極として前記透明基板に電界を
印加することを特徴とした光導波路の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176429A JP2672662B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 光導波路の製造方法 |
| US07/549,289 US5057135A (en) | 1989-07-07 | 1990-07-06 | Method of quickly manufacturing an optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176429A JP2672662B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0341406A true JPH0341406A (ja) | 1991-02-21 |
| JP2672662B2 JP2672662B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=16013550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1176429A Expired - Fee Related JP2672662B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5057135A (ja) |
| JP (1) | JP2672662B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5238877A (en) * | 1992-04-30 | 1993-08-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Conformal method of fabricating an optical waveguide on a semiconductor substrate |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198008A (en) * | 1990-11-09 | 1993-03-30 | National Semiconductor Corporation | Method of fabricating an optical interconnect structure |
| US5961030A (en) * | 1997-11-05 | 1999-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Using phosphorus compounds to protect carbon and silicon carbide from reacting with titanium alloys |
| US6947651B2 (en) * | 2001-05-10 | 2005-09-20 | Georgia Tech Research Corporation | Optical waveguides formed from nano air-gap inter-layer dielectric materials and methods of fabrication thereof |
| DE10309826B4 (de) * | 2003-03-05 | 2009-11-12 | Schott Ag | Verfahren zum Strukturieren von Phosphatgläsern durch zerstörungsfreien Ionenaustausch, strukturierte Phosphatgläser und deren Verwendung |
| EP4598885A1 (en) | 2022-10-04 | 2025-08-13 | Air Products and Chemicals, Inc. | Method and system for controlling a tin bath atmosphere for the reduction of surface defects |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58118609A (ja) * | 1982-01-07 | 1983-07-14 | Nec Corp | 光導波路の製造方法 |
| JPS63303834A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-12 | Canon Inc | 光学素子の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038342B2 (ja) * | 1971-12-01 | 1975-12-09 | ||
| JPS4940751A (ja) * | 1972-08-22 | 1974-04-16 | ||
| US4913717A (en) * | 1989-01-23 | 1990-04-03 | Polaroid Corporation | Method for fabricating buried waveguides |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP1176429A patent/JP2672662B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-07-06 US US07/549,289 patent/US5057135A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58118609A (ja) * | 1982-01-07 | 1983-07-14 | Nec Corp | 光導波路の製造方法 |
| JPS63303834A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-12 | Canon Inc | 光学素子の製造方法 |
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| US5238877A (en) * | 1992-04-30 | 1993-08-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Conformal method of fabricating an optical waveguide on a semiconductor substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2672662B2 (ja) | 1997-11-05 |
| US5057135A (en) | 1991-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |