JPH04234004A - 集積型光学部品の製造方法 - Google Patents
集積型光学部品の製造方法Info
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- JPH04234004A JPH04234004A JP16803291A JP16803291A JPH04234004A JP H04234004 A JPH04234004 A JP H04234004A JP 16803291 A JP16803291 A JP 16803291A JP 16803291 A JP16803291 A JP 16803291A JP H04234004 A JPH04234004 A JP H04234004A
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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
- G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
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- Optics & Photonics (AREA)
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積型光学部品の製造
方法に関する。当該方法は特に、単一モード及び多重モ
ードの集積回路の製造に適用される。
方法に関する。当該方法は特に、単一モード及び多重モ
ードの集積回路の製造に適用される。
【0002】
【従来の技術】集積型光学部品の既知の製造方法は、多
重モードの集積型光学部品を作るのに使用できない。実
際、多重モードの光ファイバとの結合を可能にする多重
モードの集積型光学部品の製造は、複雑かつ費用の係る
技術に属する。
重モードの集積型光学部品を作るのに使用できない。実
際、多重モードの光ファイバとの結合を可能にする多重
モードの集積型光学部品の製造は、複雑かつ費用の係る
技術に属する。
【0003】このような部品を製造する上での問題は、
その寸法および光学に関連する制約条件の結果としても
たらされるものである。部品の寸法は標準的に言って、
多重モードファイバ内で利用される体積と矛盾しないも
のであるためには数百ミクロンである。
その寸法および光学に関連する制約条件の結果としても
たらされるものである。部品の寸法は標準的に言って、
多重モードファイバ内で利用される体積と矛盾しないも
のであるためには数百ミクロンである。
【0004】インターフェイスの質は、短い波長の光学
的使用と相容性のあるものでなくてはならずその欠陥及
び不規則性は0.1μm未満でなくてはならない。
的使用と相容性のあるものでなくてはならずその欠陥及
び不規則性は0.1μm未満でなくてはならない。
【0005】或る種のエッチングの垂直度は、その部品
の寸法、すなわち数百ミクロンに対して極めて良好なも
のでなくてはならない。
の寸法、すなわち数百ミクロンに対して極めて良好なも
のでなくてはならない。
【0006】これらの問題を解決するため、ドイツの研
究者は、X線リソグラフ法を利用するLIGA法を提案
した。この方法は、数百ミクロンの焦点深度でミクロン
レベルの寸法のエッチングを可能にすることのできる唯
一の方法である。
究者は、X線リソグラフ法を利用するLIGA法を提案
した。この方法は、数百ミクロンの焦点深度でミクロン
レベルの寸法のエッチングを可能にすることのできる唯
一の方法である。
【0007】このような方法は、「マイクロロボットと
テレオペレータワークショップ」という題の1987年
11月9日付のIEEE文書の中に記されている。
テレオペレータワークショップ」という題の1987年
11月9日付のIEEE文書の中に記されている。
【0008】この技術はきわめて費用のかかるものであ
り、従って、自動車またはdomotiqueといった
応用分野のための大量生産及びコストという目標を相入
れないものである。
り、従って、自動車またはdomotiqueといった
応用分野のための大量生産及びコストという目標を相入
れないものである。
【0009】本発明は、これらの問題点を解決すること
のできる方法をその目的とする。
のできる方法をその目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、マイ
クロガイド、分離板、レンズ、ディオプタを結びつける
ことのできる、一枚の基板上に集積された光学部品の製
造方法において、鏡、分離板、レンズ、ディオプタを製
造できるようにする予備段階を含んでおり、この段階に
は、 − 一定の形状および寸法のパターンを有する第1の
マスク13を作る作業、 − 垂直側面をもつキャビティー20を得るためマス
クにより保護されていない基板の異方性エッチングを実
施する作業、 − マスクをとり除く作業、 − 主段階のエッチングに役立つマスク及び停止層3
1を構成するため垂直側面の熱酸化を実施する作業、が
含まれること、さらに、一定の形状および寸法のパター
ンを有するマスクを作る作業、望ましい形状の単数また
は複数のキャビティを得るような形で、マスクにより保
護されていない基板のエッチングを実施する作業、キャ
ビティの一部分または内表面全体にわたり一定の与えら
れた厚みの周辺層を形成するための熱酸化作業、及び適
切な材料でキャビティを充てんする作業を含む主段階が
含まれていること、を特徴とする方法に関する。このエ
ッチングは好ましくは、マイクロガイドの製造のための
乾式(ドライ)エッチングである。
クロガイド、分離板、レンズ、ディオプタを結びつける
ことのできる、一枚の基板上に集積された光学部品の製
造方法において、鏡、分離板、レンズ、ディオプタを製
造できるようにする予備段階を含んでおり、この段階に
は、 − 一定の形状および寸法のパターンを有する第1の
マスク13を作る作業、 − 垂直側面をもつキャビティー20を得るためマス
クにより保護されていない基板の異方性エッチングを実
施する作業、 − マスクをとり除く作業、 − 主段階のエッチングに役立つマスク及び停止層3
1を構成するため垂直側面の熱酸化を実施する作業、が
含まれること、さらに、一定の形状および寸法のパター
ンを有するマスクを作る作業、望ましい形状の単数また
は複数のキャビティを得るような形で、マスクにより保
護されていない基板のエッチングを実施する作業、キャ
ビティの一部分または内表面全体にわたり一定の与えら
れた厚みの周辺層を形成するための熱酸化作業、及び適
切な材料でキャビティを充てんする作業を含む主段階が
含まれていること、を特徴とする方法に関する。このエ
ッチングは好ましくは、マイクロガイドの製造のための
乾式(ドライ)エッチングである。
【0011】この主段階は同様に、上部保護層の被着を
実施することから成る最後の作業を含んでいてもよい。
実施することから成る最後の作業を含んでいてもよい。
【0012】マスクの製作は、層の望ましい厚みに応じ
て高圧または低圧で基板の熱酸化を実施し、望まれるパ
ターンを構成する酸化された層内に開口部を作ることか
ら成る。
て高圧または低圧で基板の熱酸化を実施し、望まれるパ
ターンを構成する酸化された層内に開口部を作ることか
ら成る。
【0013】主段階のエッチング作業は、例えば深さL
のキャビティが得られるようにする等方性イオンエッチ
ングを実施することから成り、マスクのパターンは、ほ
ぼ円形の断面をもつキャビティを得るためこの深さLと
の関係において小さい幅Dを有するように選ばれる。例
えば、Dは、乾式エッチングを行なうことができるよう
に10μmから30μmの間に選ばれ、Lはこの場合5
0μmから500μmの間で変化しうる。なお深さと幅
の比率は5以上でなくてはならない。
のキャビティが得られるようにする等方性イオンエッチ
ングを実施することから成り、マスクのパターンは、ほ
ぼ円形の断面をもつキャビティを得るためこの深さLと
の関係において小さい幅Dを有するように選ばれる。例
えば、Dは、乾式エッチングを行なうことができるよう
に10μmから30μmの間に選ばれ、Lはこの場合5
0μmから500μmの間で変化しうる。なお深さと幅
の比率は5以上でなくてはならない。
【0014】矩形断面を有するキャビティを得るために
は、エッチング作業は、異方性イオンエッチング又は選
択化学エッチングを実施することから成る。
は、エッチング作業は、異方性イオンエッチング又は選
択化学エッチングを実施することから成る。
【0015】マイクロガイドタイプの部品の製造のため
には、キャビティの充てん作業は、キャビティの内側周
辺層の屈折率よりも大きい屈折率ngの材料を導入する
ことから成る。
には、キャビティの充てん作業は、キャビティの内側周
辺層の屈折率よりも大きい屈折率ngの材料を導入する
ことから成る。
【0016】マイクロガイドの中心部を構成することに
なる導入される材料は例えば、プラスチックの光ファイ
バの製造において用いられるものと同じタイプのもので
ある。例えば、ポリスチレンまたはPMMAを選択する
ことができる。同様に、光学的に透過性ある材料を選ぶ
こともできる。
なる導入される材料は例えば、プラスチックの光ファイ
バの製造において用いられるものと同じタイプのもので
ある。例えば、ポリスチレンまたはPMMAを選択する
ことができる。同様に、光学的に透過性ある材料を選ぶ
こともできる。
【0017】その他のタイプの部品例えば反射鏡又は分
離板の製造のためには、キャビティの充てん作業は、キ
ャビティの内側周辺層のものより小さい屈折率nrの材
料を使用することから成る。
離板の製造のためには、キャビティの充てん作業は、キ
ャビティの内側周辺層のものより小さい屈折率nrの材
料を使用することから成る。
【0018】異方性エッチングは、深さL’にわたる基
板の選択化学エッチング又は乾式(ドライ)エッチング
により得られる。
板の選択化学エッチング又は乾式(ドライ)エッチング
により得られる。
【0019】好ましくは、垂直側面をもつキャビティの
深さは、マイクロガイドのキャビティの深さLよりも大
きい。
深さは、マイクロガイドのキャビティの深さLよりも大
きい。
【0020】予備段階において停止層を得ることができ
るようにする熱酸化作業は、同様に、マイクロガイドの
製造のためのエッチングの実施をも可能にする。
るようにする熱酸化作業は、同様に、マイクロガイドの
製造のためのエッチングの実施をも可能にする。
【0021】キャビティの周辺層を形成することを目的
とする熱酸化は、壁に対し優れた耐久性を与えるような
充分な厚みが得られるように高圧下で実施できる。この
場合、空気で充てんされた状態にキャビティを置くこと
によって、全反射の付近ですなわちArc Sin
1/n1 以上の入射角で(なおn1 はマイクロガイ
ドの中心部の屈折率である)作業することが可能となる
。任意の値の角度iについて、入射下で陰極スパッタリ
ング又は蒸着によりアルミニウム、金、銀ベースの金属
被着を行なうことができるだろう。
とする熱酸化は、壁に対し優れた耐久性を与えるような
充分な厚みが得られるように高圧下で実施できる。この
場合、空気で充てんされた状態にキャビティを置くこと
によって、全反射の付近ですなわちArc Sin
1/n1 以上の入射角で(なおn1 はマイクロガイ
ドの中心部の屈折率である)作業することが可能となる
。任意の値の角度iについて、入射下で陰極スパッタリ
ング又は蒸着によりアルミニウム、金、銀ベースの金属
被着を行なうことができるだろう。
【0022】同様に、低圧下で熱酸化を行なうこともで
きるが、この場合、壁を強化するように融点の低い金属
(アルミニウム、銀、インジウム)で鏡のキャビティを
充てんするのが好ましくなる。
きるが、この場合、壁を強化するように融点の低い金属
(アルミニウム、銀、インジウム)で鏡のキャビティを
充てんするのが好ましくなる。
【0023】分離板の製造に際しては、これらの分離板
を形成するキャビティを、マイクロガイドの中心部のも
のと異なる屈折率の誘電性材料で充てんすることができ
る。
を形成するキャビティを、マイクロガイドの中心部のも
のと異なる屈折率の誘電性材料で充てんすることができ
る。
【0024】本発明のその他の特徴及び利点は、添付図
面を参考にして制限的な意味のない例として記されてい
る以下の説明から、明らかになることだろう。
面を参考にして制限的な意味のない例として記されてい
る以下の説明から、明らかになることだろう。
【0025】
【実施例】図1乃至4は、本発明に基づく方法に従った
集積型光学部品の製造のさまざまな段階作業を示してい
る。
集積型光学部品の製造のさまざまな段階作業を示してい
る。
【0026】図1の(A)は、マスク12が上に載って
いる基板10の断面図を示している。このマスクにより
、ほぼ円形の断面をもつキャビティ13を得るような形
で、保護されていない場所において基板のエッチングを
行なうことができた。このため、このマスクは、キャビ
ティの望ましい深さLに比べて充分小さい幅Dをもつ開
口部を有しており、エッチングは化学タイプか或いは又
好ましくは乾式タイプの等方性のものである。乾式エッ
チングの場合、マイクロ波タイプの反応装置内でSF6
とO2 の混合物などを用いて行なわれた、制御され
た幾何形状のエッチングとなる。
いる基板10の断面図を示している。このマスクにより
、ほぼ円形の断面をもつキャビティ13を得るような形
で、保護されていない場所において基板のエッチングを
行なうことができた。このため、このマスクは、キャビ
ティの望ましい深さLに比べて充分小さい幅Dをもつ開
口部を有しており、エッチングは化学タイプか或いは又
好ましくは乾式タイプの等方性のものである。乾式エッ
チングの場合、マイクロ波タイプの反応装置内でSF6
とO2 の混合物などを用いて行なわれた、制御され
た幾何形状のエッチングとなる。
【0027】図1の(B)は、マスク12が上に載った
基板10内に矩形断面をもつキャビティを作る作業を概
略的に示している。このマスクにより、保護されていな
い場所において基板のエッチングを行なうことができた
。このキャビティは、きわめて垂直な側面14a及び1
4bを有する。キャビティの深さLは一般に、図1の(
A)の場合に得られるものよりも小さく、エッチングは
、化学または乾式タイプの異方性エッチングである。
基板10内に矩形断面をもつキャビティを作る作業を概
略的に示している。このマスクにより、保護されていな
い場所において基板のエッチングを行なうことができた
。このキャビティは、きわめて垂直な側面14a及び1
4bを有する。キャビティの深さLは一般に、図1の(
A)の場合に得られるものよりも小さく、エッチングは
、化学または乾式タイプの異方性エッチングである。
【0028】これらの図では、単結晶ケイ素でできた基
板10が示されており、この基板上には、基板内部にキ
ャビティを形成すべくこの基板のエッチングを可能にす
るように適合させられた寸法及び形状のパターンの備わ
ったマスク12が作られている。マスク12は、充分な
厚みの二酸化ケイ素の層を形成するように選ばれた圧力
及び温度の下で行なわれたケイ素の熱酸化により得られ
た。
板10が示されており、この基板上には、基板内部にキ
ャビティを形成すべくこの基板のエッチングを可能にす
るように適合させられた寸法及び形状のパターンの備わ
ったマスク12が作られている。マスク12は、充分な
厚みの二酸化ケイ素の層を形成するように選ばれた圧力
及び温度の下で行なわれたケイ素の熱酸化により得られ
た。
【0029】開口部は、選択された幅Dにわたり実現す
べきパターンに従って、二酸化ケイ素の層12の中に作
られる。これらの開口部は従来の写真製版技術を用いて
作られる。
べきパターンに従って、二酸化ケイ素の層12の中に作
られる。これらの開口部は従来の写真製版技術を用いて
作られる。
【0030】等方性エッチングの場合、得られたキャビ
ティは円形断面の形状をもち、そのため幅Dは10μm
から13μmの間で選ばれる。この幅はこのエッチング
を実施できるようにしながらしかも充分に小さいもので
ある。深さLは50μmから500μmの間で変化する
。この幅Dに対して深さLが大きければ大きいほど、断
面は円の断面に近づき、従って光ファイバの中心部の断
面と全く相容性がある。
ティは円形断面の形状をもち、そのため幅Dは10μm
から13μmの間で選ばれる。この幅はこのエッチング
を実施できるようにしながらしかも充分に小さいもので
ある。深さLは50μmから500μmの間で変化する
。この幅Dに対して深さLが大きければ大きいほど、断
面は円の断面に近づき、従って光ファイバの中心部の断
面と全く相容性がある。
【0031】きわめて垂直な側面をもつ矩形断面を得る
ことを可能にする基板の異方性乾式エッチングの場合、
深さLは一般に、さらに小さいものである。
ことを可能にする基板の異方性乾式エッチングの場合、
深さLは一般に、さらに小さいものである。
【0032】マスク12を作りその後キャビティを得る
ため基板10のエッチングを行なった後、この方法は、
キャビティの一部分または内表面全体にわたり一定の与
えられた厚みの周辺層を形成するべくケイ素の熱酸化を
実施することから成る(マスク12は除去されていても
、のこされていてもよい)。図2の(A)においては、
熱酸化はキャビティの内表面全体にわたり行なわれ、後
に製造されたマイクロガイドの外被を構成することにな
る二酸化ケイ素の層15を形成する。
ため基板10のエッチングを行なった後、この方法は、
キャビティの一部分または内表面全体にわたり一定の与
えられた厚みの周辺層を形成するべくケイ素の熱酸化を
実施することから成る(マスク12は除去されていても
、のこされていてもよい)。図2の(A)においては、
熱酸化はキャビティの内表面全体にわたり行なわれ、後
に製造されたマイクロガイドの外被を構成することにな
る二酸化ケイ素の層15を形成する。
【0033】図2の(B)では、ケイ素の熱酸化により
、垂直側壁14a、14b上及びキャビティ底面上に周
辺層を得ることができる。この層は16a、16b、1
6cという番号で示されている。
、垂直側壁14a、14b上及びキャビティ底面上に周
辺層を得ることができる。この層は16a、16b、1
6cという番号で示されている。
【0034】熱酸化は、1〜3μmの薄い二酸化ケイ素
を得るべく常圧で行なうこともできるし、或いは又5〜
20μmというはるかに大きい厚みの二酸化ケイ素を得
るべく高圧(10〜20バール)で行なうこともできる
。好ましくは、5〜10μmの厚みを得るため800℃
と1000℃の間の温度及び高圧下でこの熱酸化を行な
うことが選ばれる。
を得るべく常圧で行なうこともできるし、或いは又5〜
20μmというはるかに大きい厚みの二酸化ケイ素を得
るべく高圧(10〜20バール)で行なうこともできる
。好ましくは、5〜10μmの厚みを得るため800℃
と1000℃の間の温度及び高圧下でこの熱酸化を行な
うことが選ばれる。
【0035】図3の(A)においては、層15の屈折率
よりも大きい屈折率の材料でキャビティ13を充てんし
た。例えば、1.49に等しい屈折率のPMMA又は1
.55に等しい屈折率のポリスチレンといったプラスチ
ックファイバの製造に用いられる材料を選ぶことができ
る。これらの材料は、約150℃を超えると液体となり
、従ってこれらを注入して次に冷却するのを待ち、かく
して図3の(A)に示されているようなマイクロガイド
の中心部を形成することになる領域17を得るのが容易
である。
よりも大きい屈折率の材料でキャビティ13を充てんし
た。例えば、1.49に等しい屈折率のPMMA又は1
.55に等しい屈折率のポリスチレンといったプラスチ
ックファイバの製造に用いられる材料を選ぶことができ
る。これらの材料は、約150℃を超えると液体となり
、従ってこれらを注入して次に冷却するのを待ち、かく
して図3の(A)に示されているようなマイクロガイド
の中心部を形成することになる領域17を得るのが容易
である。
【0036】実際には、二酸化ケイ素よりも大きい屈折
率をもち作用波長に対し透過性をもつ全ての材料が適当
である。
率をもち作用波長に対し透過性をもつ全ての材料が適当
である。
【0037】図3の(B)の場合、周辺層16a、16
b及び16cの形成に導いた熱酸化が高圧下で行なわれ
たならば、耐久性にとってこの層の10〜20という厚
みは充分なものである。この場合、キャビティを空気で
満たされた状態におくことができる。充てん材料は空気
であるため、反射は、Ars Sin 1/n1 以
上の入射角iで全反射となる。なおn1 はこうして形
成された鏡に結びつけることのできるマイクロガイドの
中心部の屈折率である。同様にキャビティを層18の被
着により充てんすることも可能であり、これは、全反射
でない鏡の製造の場合の金属被覆に相当する。
b及び16cの形成に導いた熱酸化が高圧下で行なわれ
たならば、耐久性にとってこの層の10〜20という厚
みは充分なものである。この場合、キャビティを空気で
満たされた状態におくことができる。充てん材料は空気
であるため、反射は、Ars Sin 1/n1 以
上の入射角iで全反射となる。なおn1 はこうして形
成された鏡に結びつけることのできるマイクロガイドの
中心部の屈折率である。同様にキャビティを層18の被
着により充てんすることも可能であり、これは、全反射
でない鏡の製造の場合の金属被覆に相当する。
【0038】必要不可欠なものではない最後の作業は、
本発明の方法により作られたキャビティの上に保護層(
上層)の被着を行なうことから成るものであってよい。 従って、この作業を実施するためには、キャビティを閉
じるため低い屈折率の材料または二酸化ケイ素の低温再
被着を行なうことができる。従って、光学的接着剤また
はシリカゲルを用いることができる。
本発明の方法により作られたキャビティの上に保護層(
上層)の被着を行なうことから成るものであってよい。 従って、この作業を実施するためには、キャビティを閉
じるため低い屈折率の材料または二酸化ケイ素の低温再
被着を行なうことができる。従って、光学的接着剤また
はシリカゲルを用いることができる。
【0039】図4の(A)及び(B)に示したこの層は
19という番号で表わされている。
19という番号で表わされている。
【0040】本発明に従った方法は同様に、その他のタ
イプの部品特に鏡及び/又は分離板に同一ウェーハ上で
結びつけられたマイクロガイドといった部品を製造する
ことをも可能にする。
イプの部品特に鏡及び/又は分離板に同一ウェーハ上で
結びつけられたマイクロガイドといった部品を製造する
ことをも可能にする。
【0041】このため、この方法は有利なことに、分離
板及び/又は鏡を形成する目的をもつキャビティを作る
ことができるようにする予備段階、及び予備段階の際に
得られたキャビティを用いてマイクロガイドを製造し鏡
及び/又は分離板の製造を完了することができるように
する主段階を含むことになる。
板及び/又は鏡を形成する目的をもつキャビティを作る
ことができるようにする予備段階、及び予備段階の際に
得られたキャビティを用いてマイクロガイドを製造し鏡
及び/又は分離板の製造を完了することができるように
する主段階を含むことになる。
【0042】図5には、上述のさまざまなタイプの部品
が中に形成されることになる基板10が斜視図として示
されている。
が中に形成されることになる基板10が斜視図として示
されている。
【0043】単結晶ケイ素の基板10は上に一枚の層1
3が載っており、得たいと思う鏡又は分離板の長さ及び
幅に相応する一定の寸法及び形状のパターンをもつ第1
のマスクを実現している。
3が載っており、得たいと思う鏡又は分離板の長さ及び
幅に相応する一定の寸法及び形状のパターンをもつ第1
のマスクを実現している。
【0044】このマスクは、化学的腐食を可能にする材
料の被着によって得られ、好ましくはSi3 N4 を
用いる(同様に二酸化ケイ素又は金属を用いる)ことも
できる。
料の被着によって得られ、好ましくはSi3 N4 を
用いる(同様に二酸化ケイ素又は金属を用いる)ことも
できる。
【0045】次に、マイクロガイドを形成するキャビテ
ィを作るため行なわれ好ましくは乾式エッチングである
等方性エッチングの際に役立つことになる停止平面の跡
に対して平行に選ばれた2つの辺をもつパターン20に
従ってSi3N4 のこの層のエッチングを行なう。
ィを作るため行なわれ好ましくは乾式エッチングである
等方性エッチングの際に役立つことになる停止平面の跡
に対して平行に選ばれた2つの辺をもつパターン20に
従ってSi3N4 のこの層のエッチングを行なう。
【0046】その後、抑制剤としてアルコールを伴う塩
基性腐食剤(KOH+エタノール又はメタノール、ジエ
チルアミン+アルコール)を利用する従来のやり方で行
なわれる異方性選択化学腐食に着手する。この化学的選
択腐食は、Lよりも大きい深さL’にわたり行なわれる
ことになる。なおここでLは、マイクロガイドを形成す
るキャビティの深さである。
基性腐食剤(KOH+エタノール又はメタノール、ジエ
チルアミン+アルコール)を利用する従来のやり方で行
なわれる異方性選択化学腐食に着手する。この化学的選
択腐食は、Lよりも大きい深さL’にわたり行なわれる
ことになる。なおここでLは、マイクロガイドを形成す
るキャビティの深さである。
【0047】次に、窒化ケイ素すなわちマスクを形成し
ていた層を除去する。腐食(攻撃)が乾式異方性である
場合、同じ作業を行なうものの、結晶面に従うという制
約条件は全く無い。このとき乾式腐食は例えば、二酸化
ケイ素のマスクについてはSF6 タイプのガスで、マ
イクロ波エッチングによって行なわれる。
ていた層を除去する。腐食(攻撃)が乾式異方性である
場合、同じ作業を行なうものの、結晶面に従うという制
約条件は全く無い。このとき乾式腐食は例えば、二酸化
ケイ素のマスクについてはSF6 タイプのガスで、マ
イクロ波エッチングによって行なわれる。
【0048】この予備段階の後、一方ではマイクロガイ
ドを作るためのキャビティを形成し又他方では鏡及び/
又は分離板の製造を終結するべく、主段階を構成するさ
まざまな作業を実施する。
ドを作るためのキャビティを形成し又他方では鏡及び/
又は分離板の製造を終結するべく、主段階を構成するさ
まざまな作業を実施する。
【0049】このため、基板の熱酸化により第2のマス
クを作る、この作業により、マイクロガイドのキャビテ
ィを形成すべく行われることになる乾式エッチングのた
めの停止層を作り上げることができる。同様に、この基
板熱酸化作業を用いて、マイクロガイドを製造するため
に用いられるキャビティの形成の際にこの基板の乾式エ
ッチング用のマスクを形成することも可能である。
クを作る、この作業により、マイクロガイドのキャビテ
ィを形成すべく行われることになる乾式エッチングのた
めの停止層を作り上げることができる。同様に、この基
板熱酸化作業を用いて、マイクロガイドを製造するため
に用いられるキャビティの形成の際にこの基板の乾式エ
ッチング用のマスクを形成することも可能である。
【0050】このマスクがこの作業中に作られなかった
場合、被着又は熱酸化により独立して作ることができる
。
場合、被着又は熱酸化により独立して作ることができる
。
【0051】図6は、鏡に結びつけられたマイクロガイ
ドが中に作られたウェーハの図を表わしている。この図
により、マイクロガイドを形成できるようにするキャビ
ティ40を作るために行なわれた等方性エッチングに関
する部品の製作段階をさらに限定的に表わすことができ
る。この図には同様に、マイクロガイドのキャビティの
等方性エッチングに対する停止面である垂直側面31も
示されている。すでに述べたように、マイクロガイド4
0の等方性エッチングは、上述の条件下で基板の熱酸化
により形成された。
ドが中に作られたウェーハの図を表わしている。この図
により、マイクロガイドを形成できるようにするキャビ
ティ40を作るために行なわれた等方性エッチングに関
する部品の製作段階をさらに限定的に表わすことができ
る。この図には同様に、マイクロガイドのキャビティの
等方性エッチングに対する停止面である垂直側面31も
示されている。すでに述べたように、マイクロガイド4
0の等方性エッチングは、上述の条件下で基板の熱酸化
により形成された。
【0052】鏡を形成するキャビティ30は空気が充て
んされていてよく、この場合、Arc Sin 1/
n1 より大きい入射角iで(n1 はマイクロガイド
の中心部の屈折率)全反射が得られることになる。同様
に、入射下の陰極スパッタリング又は蒸着によりアルミ
ニウム、クロム、金又は銀の金属被着を行なうこともで
きる。このとき、入射角iは任意であってよい。同様に
、壁を強化するため融点の低いアルミニウム、銀、イン
ジウムといった金属をこれらのキャビティに充てんする
こともできるが、当然のことながら、この変形実施態様
は、鏡を形成することになるキャビティについてのみ応
用でき、分離板については応用できない。
んされていてよく、この場合、Arc Sin 1/
n1 より大きい入射角iで(n1 はマイクロガイド
の中心部の屈折率)全反射が得られることになる。同様
に、入射下の陰極スパッタリング又は蒸着によりアルミ
ニウム、クロム、金又は銀の金属被着を行なうこともで
きる。このとき、入射角iは任意であってよい。同様に
、壁を強化するため融点の低いアルミニウム、銀、イン
ジウムといった金属をこれらのキャビティに充てんする
こともできるが、当然のことながら、この変形実施態様
は、鏡を形成することになるキャビティについてのみ応
用でき、分離板については応用できない。
【0053】分離板の場合には、キャビティは、マイク
ロガイドの中心部のものとはかなり異なる屈折率の誘電
体(例えば光学接着剤)で充てんすることができる。
ロガイドの中心部のものとはかなり異なる屈折率の誘電
体(例えば光学接着剤)で充てんすることができる。
【0054】結論としては:
− マイクロガイド用に作られたキャビティは、等方
性エッチング又は異方性エッチングにより得ることがで
き、これら2つのタイプのエッチングは化学的なもので
あっても乾式のものであってもよい;有利には、これら
のキャビティは乾式等方性エッチングにより作られる。
性エッチング又は異方性エッチングにより得ることがで
き、これら2つのタイプのエッチングは化学的なもので
あっても乾式のものであってもよい;有利には、これら
のキャビティは乾式等方性エッチングにより作られる。
【0055】− その他の部品(分離板、鏡、レンズ
、ディオプタ…)のために作られるキャビティは、乾式
または化学式のいずれであってもよい異方性エッチング
により得られる。
、ディオプタ…)のために作られるキャビティは、乾式
または化学式のいずれであってもよい異方性エッチング
により得られる。
【0056】− 全反射の場合、鏡は、SiO2 で
被覆されたキャビティ内の空気を用いることにより、又
は金属層18を用いることによって実現される。
被覆されたキャビティ内の空気を用いることにより、又
は金属層18を用いることによって実現される。
【0057】− 非全反射の場合、鏡は、必然的に金
属層18を用いて、又場合によっては保護層19を用い
て実現される。
属層18を用いて、又場合によっては保護層19を用い
て実現される。
【0058】− この最後の2つのケースにおいては
、鏡用に用いられるキャビティは好ましくは、平坦な壁
を得るため化学的異方性エッチングにより、又は平坦で
ない例えば放物線状又は楕円状の壁を得るため乾式異方
性エッチングにより、得られる;
、鏡用に用いられるキャビティは好ましくは、平坦な壁
を得るため化学的異方性エッチングにより、又は平坦で
ない例えば放物線状又は楕円状の壁を得るため乾式異方
性エッチングにより、得られる;
【0059】− 分離板は、全反射条件の際には空気
を用いて又は結びつけられたマイクロガイドの中心部の
屈折率と異なる屈折率の誘電体を用いて作られる;誘電
体を用いる場合には同様に保護層19を用いることがで
きる;
を用いて又は結びつけられたマイクロガイドの中心部の
屈折率と異なる屈折率の誘電体を用いて作られる;誘電
体を用いる場合には同様に保護層19を用いることがで
きる;
【0060】− レンズ又はディオプタは、分離板と
同じ要領で作られる。ただし、分離板と同じ条件下で、
空気又は誘電体の充てんを伴い、平坦でない(凹または
凸の)壁をもつキャビティを得るには乾式異方性エッチ
ングを使用しなくてはならない。
同じ要領で作られる。ただし、分離板と同じ条件下で、
空気又は誘電体の充てんを伴い、平坦でない(凹または
凸の)壁をもつキャビティを得るには乾式異方性エッチ
ングを使用しなくてはならない。
【図1】本発明に基づく基板内のキャビティの製作作業
を示す。(A)はマイクロガイドの形成に関するもので
あり、(B)は鏡又は分離板の形成に関するものである
。
を示す。(A)はマイクロガイドの形成に関するもので
あり、(B)は鏡又は分離板の形成に関するものである
。
【図2】キャビティ内部の周辺層の形成作業を示す。
【図3】適切な材料を用いたキャビティの充てん作業を
示す。
示す。
【図4】保護層によるキャビティの被覆作業を示す。
【図5】本発明に基づく方法に従った予備段階の各作業
を概略的に示す。
を概略的に示す。
【図6】本発明の方法により得られた鏡に結び付けられ
たマイクロガイドタイプの部品を含むウェーハを概略的
に示す。
たマイクロガイドタイプの部品を含むウェーハを概略的
に示す。
10 基板
12 マスク
13 キャビティ
15,16a,16b,16c 周辺層17 中心
部 19 上部保護層 20 キャビティ 31 停止層
部 19 上部保護層 20 キャビティ 31 停止層
Claims (21)
- 【請求項1】 マイクロガイド、分離板、レンズ、デ
ィオプタを結びつけることのできる、一枚の基板上に集
積された光学部品の製造方法において、鏡、分離板、レ
ンズ、ディオプタを製造できるようにする予備段階を含
んでおり、この段階には、 − 一定の形状及び寸法のモチーフを有する第1のマ
スク(12)を作る作業、 − 垂直側面をもつキャビティ(20)を得るためマ
スクにより保護されていない基板の異方性エッチングを
実施する作業、 − マスクをとり除く作業、 − 主段階のエッチングに役立つマスク及び停止層(
31)を構成するため垂直側面の熱酸化を実施する作業
、が含まれること、さらに、マイクロガイドを製造する
ための主段階を含んでおり、この段階には、− 一定
の形状及び寸法のパターンを有するマスク(12)を作
る作業、 − 望ましい形状の少なくとも1つのキャビティ(1
3)を得るような形で、マスクにより保護されていない
基板のエッチングを実施する作業、 − キャビティの一部分又は内表面全体にわたり一定
の与えられた厚みの周辺層(15,16a,16b,1
6c)を形成するための熱酸化を実施する作業、−
適切な材料でキャビティを充てんする(17,18)作
業が含まれていることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 主段階の基板のエッチングは、乾式等
方性エッチングであることを特徴とする、請求項1に記
載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項3】 さらに上部保護層(19)の被着を実
施する作業が含まれていることを特徴とする、請求項1
又は2に記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項4】 一定の形状及び寸法のパターンを有す
るマスク(12)の製作は、 − 層に対し望まれる厚みに応じて、高圧又は低圧で
の基板の熱酸化を行なうこと、 − 望まれるパターンを構成する酸化された層内の開
口部を作ること、から成ることを特徴とする、請求項1
又は2又は3に記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項5】 主段階のエッチング作業は、深さLの
キャビティが得られるようにする等方性イオンエッチン
グを実施することから成り、マウスのパターンは、ほぼ
円形の断面をもつキャビティを得るためこの深さLとの
関係において小さい幅Dを有するように選ばれることを
特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の集
積型光学部品の製造方法。 - 【請求項6】 深さと幅の比率が5以上であることを
特徴とする、請求項5に記載の集積型光学部品の製造方
法。 - 【請求項7】 二次的段階のエッチング作業が矩形断
面のキャビティを得ることを可能にするような異方性イ
オンエッチングを実施することから成ることを特徴とす
る、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の集積型光学
部品の製造方法。 - 【請求項8】 キャビティの充てん作業は、キャビテ
ィの内側周辺層の屈折率より大きい屈折率ngの材料を
導入することから成り、この材料はマイクロガイドの中
心部を構成することを特徴とする、請求項1乃至6のい
ずれか1項に記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項9】 導入される材料は、プラスチックの光
ファイバの製造に用いられるものと同じタイプの材料で
あることを特徴とする、請求項8に記載の集積型光学部
品の製造方法。 - 【請求項10】 充てん用材料は光学的に透過性があ
り硬化可能な材料であることを特徴とする、請求項8に
記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項11】 キャビティの充てん作業はマイクロ
ガイド以外の全ての部品を実現するために用いられるキ
ャビティについて、キャビティの内側周辺層の屈折率よ
りも小さい屈折率nrの材料を導入することから成るこ
とを特徴とする、請求項1乃至4及び5のいずれか1項
に記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項12】 部品はマイクロガイドであることを
特徴とする、請求項1乃至6、8及び9のいずれか1項
に記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項13】 部品は鏡または分離板であることを
特徴とする、請求項1乃至4、7及び11のいずれか1
項に記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項14】 鏡及び/又は分離板に結びつけられ
たマイクロガイドの実現を可能にすることを特徴とする
、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の集積型光学
部品の製造方法。 - 【請求項15】 異方性エッチング作業は、深さL’
にわたり基板の選択化学エッチングを実施することから
成ることを特徴とする、請求項1に記載の集積型光学部
品の製造方法。 - 【請求項16】 垂直側面をもつキャビティの深さL
’がマイクロガイドのキャビティの深さLよりも大きい
ことを特徴とする、請求項15に記載の集積型光学部品
の製造方法。 - 【請求項17】 主段階において熱酸化により得られ
るマスク(12)は、予備段階において停止層(31)
が得られるようにする熱酸化の際に作られることを特徴
とする、請求項1に記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項18】 キャビティの周辺層を形成すること
を目的とする熱酸化は高圧下で行なわれること、及び鏡
を形成するキャビティは空気で満たされていることを特
徴とする、請求項1に記載の集積型光学部品の製造方法
。 - 【請求項19】 キャビティの周辺層を形成すること
を目的とする熱酸化は高圧下で行なわれること、及び鏡
を形成するキャビティ内で陰極スパッタリングまたは蒸
着により金属被着を実施することを特徴とする、請求項
1に記載の集積型光学部品の製造方法。 - 【請求項20】 キャビティの周辺層を形成すること
を目的とする熱酸化は低圧で行なわれること及び、鏡を
形成するキャビティは低い融点をもつ金属で満たされて
いることを特徴とする、請求項1に記載の集積型光学部
品の製造方法。 - 【請求項21】 分離板を形成するキャビティは、マ
イクロガイドの中心部のものと異なる屈折率の誘電性材
料で満たされることを特徴とする、請求項1に記載の集
積型光学部品の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9008689A FR2664390B1 (fr) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Procede de realisation de composants optiques integres. |
| FR9008689 | 1990-07-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04234004A true JPH04234004A (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=9398503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16803291A Pending JPH04234004A (ja) | 1990-07-09 | 1991-07-09 | 集積型光学部品の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0467746B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04234004A (ja) |
| DE (1) | DE69113704T2 (ja) |
| FR (1) | FR2664390B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001154049A (ja) * | 1999-11-24 | 2001-06-08 | Toppan Printing Co Ltd | 光配線層の製造方法並びに光・電気配線基板の製造方法 |
| JP2005516253A (ja) * | 2002-01-29 | 2005-06-02 | キネティック リミテッド | 光学回路製造方法及び装置 |
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|---|---|---|---|---|
| GB9105436D0 (en) * | 1991-03-14 | 1991-05-01 | Bicc Plc | An improved optical waveguide component |
| DE4434376A1 (de) * | 1994-09-15 | 1996-03-21 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines integrierten optischen Wellenleiters |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59220703A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路の製造方法 |
| JPS60129711A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光導波路形成方法 |
| FR2638847B1 (fr) * | 1988-11-04 | 1990-12-14 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif optique integre pour la mesure d'indice de refraction d'un fluide |
-
1990
- 1990-07-09 FR FR9008689A patent/FR2664390B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-07-08 EP EP19910401885 patent/EP0467746B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-08 DE DE1991613704 patent/DE69113704T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-09 JP JP16803291A patent/JPH04234004A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2664390B1 (fr) | 1993-08-13 |
| DE69113704T2 (de) | 1996-05-09 |
| EP0467746B1 (fr) | 1995-10-11 |
| FR2664390A1 (fr) | 1992-01-10 |
| DE69113704D1 (de) | 1995-11-16 |
| EP0467746A1 (fr) | 1992-01-22 |
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