JPH0445402A - チャネル光導波路用スラブ材の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はチャネル光導波路用スラブ材の製造方法に関し
、更に詳しくは、石英系ガラスを主成分とするチャネル
光導波路を製造する時の出発材料として有用なスラブ材
を製造する方法に関する。

（従来の技術） 光通信分野でそのシステムに組込まれる光部品には、半
導体を用いた先導波路タイプや石英系ガラスを用いた先
導波路タイプのものが知られている。

これらのうち、石英系ガラスから成る埋込み型のチャネ
ル先導波路は、概ね、次のようにして製造されている。

第５図で示したように、まず、例えばＳｉから成る基板
１の上に、トーチ２から、Ｓ　ｉＣ１＜とＨ。

／　０２との火炎加水分解反応で生成せしめたガラス微
粒子を噴射して、これを堆積することにより、所望厚み
の第１のガラス微粒子層３を形成する。

ついで、このガラス微粒子層３の上に、トーチ２から、
前記第１のガラス微粒子層３を構成するガラス微粒子の
組成とは異なり、例えば、Ｔｉのようなドーパントが添
加されて成るガラス微粒子を同じく火炎堆積法で堆積し
て、所望厚みの第２のガラス微粒子層４を形成する（第
６図）。

ここで、第１のガラス微粒子層３と第２のガラス微粒子
層４は、これらをガラス化したとき、前者の屈折率は後
者の屈折率よりも小さくなり、前者が下部クラッド層に
、後者がコア層になるような組成になっている。したが
って、第６図の工程の段階では、第１のガラス微粒子層
３．第２のガラス微粒子層４は、それぞれいずれも、下
部クラッド層前駆体、コア層前駆体になっている。

ついで、全体を加熱炉内で所定温度に加熱して、前記し
た第１のガラス微粒子層３および第２のガラス微粒子層
４を透明ガラス化して、第７図で示したように、基板１
の上に透明な下部クラッド層３°、同じく透明なコア層
４°が順次積層されて成るスラブ材Ａを製造する。

その後、スラブ材Ａのコア層４′にフォトリソグラフィ
ー技術とエツチングを施して、所望形状のチャネル導波
路４”を形成する（第８図）。

ついで、第９図で示したように、トーチ２から、火炎堆
積法によって第１のガラス微粒子と同じ組成のガラス微
粒子を噴射して、チャネル導波路４″を埋込んだ状態で
第３のガラス微粒子層５を形成する。この第３のガラス
微粒子層５は、この段階で上部クラッド層前駆体になっ
ている。

最後に全体を加熱して、第３のガラス微粒子を透明ガラ
ス化することにより、チャネル導波路４”がクラッド層
内に埋込まれた先導波路にする（第１０図）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、コア層とクラッド層との界面状態は、その先
導波路における光伝搬損失に鋭敏な影響を与え、例えば
両者の界面状態が、光の波長オーダ、すなわち、コンマ
数μｍ以上の物理的形状変化のような乱れを有する場合
には、光伝搬損失の増加を招くということが知られてい
る。

前記した従来の製造工程の場合、コア層前駆体（第２の
ガラス微粒子層）４の上面、透明化したコア層４′の上
面、チャネル化された導波路４”の上面は、いずれも、
各工程時における作業環境に曝露された状態にある。し
たかって、これらの工程で、コア層の上面は作業環境の
雰囲気で汚染されやすく、上部クラッド層との界面に乱
れが生じやすい状態になる。

とくに、第５図から第７図で示した透明ガラス化の過程
では、加熱炉内を浮遊する微小塵埃がコア層前駆体４の
表面に沈降し、それがそのままコア層４°の表面に付着
してしまうので、得られたスラブ材Ａの表面は汚染され
る。そして、このスラブ材Ａを出発材料として製造した
チャネル光導波路においては、これら塵埃によってコア
／クラッドの界面状態に乱れを生じていて、その光伝搬
損失の増加力弓１き起こされることになる。

本発明は上記した不都合を解決し、コア／クラッド界面
における乱れが低減していて、低損失のチャネル光導波
路を製造するための出発材料であるスラブ材の製造方法
の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段・作用） 上記した目的を達成するために、本発明においては、基
板の上に、第１のガラス微粒子を堆積して下部クラッド
層前駆体を形成する工程；前記下部クラッド層前駆体の
上に、第２のガラス微粒子を堆積してコア層前駆体を形
成する工程；前記コア層前駆体の上に、第３のガラス微
粒子を堆積して保護層前駆体を形成する工程、および、
全体を加熱して、前記各前駆体を透明カラス化する工程
を備えていることを特徴とするチャネル先導波路用スラ
ブ材の製造方法が提供される。

本発明方法は、チャネル先導波路の製造時における出発
材料であるスラブ材を製造する方法であって、この材料
からチャネル導波路を製造するときには、第８図から第
１Ｏ図で示した従来と同し方法を適用すればよい。

本発明方法を、添付図面に基ついて詳細に説明する。

まず、第１図で示したように、基板１１の上に火炎堆積
法で第１のガラス微粒子層１２を所望の厚みで形成する
。このガラス微粒子層１２は透明ガラス化されたとき下
部クラッド層になる層で、この段階では、その前駆体で
ある。

つぎに、第１のガラス微粒子層１２の上に、周じく火炎
堆積法で第２のガラス微粒子層１３を形成する（第２図
）。

この第２のガラス微粒子層１３は、透明ガラス化したと
き、コア層になる層で、この段階ではその前駆体になっ
ている。また、その組成は第１のガラス微粒子層１２を
構成するガラス成分に例えばＴｉのようなドーパントが
添加されていて、透明ガラス化したとき、その屈折率が
周囲のガラスより大きくなるような組成になっている。

つぎに、この第２のガラス微粒子層１３の上に、火炎堆
積法で、第３のガラス微粒子層１４が形成される（第３
図）。

この第３のガラス微粒子層１４を構成するガラス微粒子
の組成は、透明ガラス化したとき、その屈折率が第２の
ガラス微粒子層１３を基にするガラスの屈折率よりも小
さくなるような組成になっている。例えば、第１のガラ
ス微粒子層１２の形成に用いたと同じ組成にすればよい
。

この第３のガラス微粒子層１４は、コア層前駆体（第２
のガラス微粒子層）１３の上面を完全に被覆することに
より、コア層前駆体１３の上面を保護してその汚染を防
止する働きをする保護層前駆体として機能する。

最後に、全体を加熱炉内で所定温度に加熱して、第１の
ガラス微粒子層１２．第２のガラス微粒子層１３．第３
のガラス微粒子層１４のいずれをも透明ガラス化して、
それぞれを下部クラツド層１２’コア層１３゛保護層１
４゛　に転化せしめ、スラブ材Ｂを製造する。

この過程で、炉内の塵埃は、保護層前駆体Ｉ４の上に沈
降し、コア層前駆体１３の上面に沈降・付着しないので
、その上面の汚染は起こらない。

このようにして製造されたスラブ材Ｂに、第８図から第
１０図で示したような処理を施して、目的とするチャネ
ル光導波路を形成すればよい。この過程でも、チャネル
光導波路になる部分の上面は、常時、保護層で被覆され
ているので、形成されるチャネル光導波路の上面の汚染
は防止される。

（発明の実施例） Ｓｉ基板の上に、マイクロトーチにより、５ｉＣｊ２４
と０２との火炎加水分解反応によって生成した５ｉｆｔ
ガラス微粒子をガラス化後の厚みで１０μｍとなる量堆
積したのち、更にこの上に、ＴｉＣ１＜とＳ＋ＣＩ、と
０２との火炎加水分解反応によって生成したＴｉ　　ド
ープＳｉＯ２ガラス微粒子をガラス化後の厚みで８μｍ
となる量堆積した。更にその上に、再び５ｉＣｈガラス
微粒子をガラス化後の厚みで２μｍとなる量堆積した。

全体を１３５０℃の加熱炉内で加熱して、Ｓｉ基板の上
に、５ｉｆｔガラス層、Ｔｉ　ドープ５ｉｆｔガラス層
、ＳｉＯ＊ガラス層がこの順序で積層されているスラブ
材とした。

このスラブ材に、常法のフォトリソグラフィー技術を施
して、路幅８μｍのチャネル導波路を形成し、その全体
をＳｉＯ＊ガラス層に埋込んだ。

得られた先導波路において、波長１．５５μｍの光を伝
搬させた。このときの光伝搬損失は０．５　ｄ　Ｂ／　
ｃｍてあった。

比較のため、Ｔｉ　　ドープ５ｉＯｚガラス微粒子層の
上にＳ＋０２ガラス層を形成することなく、その４゜ まま、実施例の場合と同様にして透明ガラス化し、その
スラブ材を基にしてチャネル光導波路を製造した。この
先導波路の光伝搬損失はｌｄＢ／印であった。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法においては、
コア層前駆体の上面に保護層が形成されているので、コ
ア層の上面に塵埃等が付着することがないスラブ材を得
ることかできる。したがって、このスラブ材を出発材料
としてチャネル先導波路を製造したとき、得られた光導
波路においては、コア層とクラッド層との界面の乱れが
低減し、その光伝搬損失は少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は、本発明のスラブ材の製造工程を例
示する概略図であり、第５図から第１０図は、従来の方
法で埋込み型チャネル先導波路を製造する工程を例示す
る概略図である。 １１・・・基板、１２・・・第１のガラス微粒子層（下
部クラッド層前駆体）、１３・・・第２のガラス微粒子
層（コア層前駆体）、１４・・・第３のガラス微粒子層
（保護層前駆体）、１２°、１３°、１４゛・・・透明
ガラス層、Ｂ・・・スラブ材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の上に、第１のガラス微粒子を堆積して下部
   クラッド層前駆体を形成する工程；前記下部クラッド層
   前駆体の上に、第２のガラス微粒子を堆積してコア層前
   駆体を形成する工程；前記コア層前駆体の上に、第３の
   ガラス微粒子を堆積して保護層前駆体を形成する工程；
   および、全体を加熱して、前記各前駆体を透明ガラス化
   する工程；を備えていることを特徴とするチャネル光導
   波路用スラブ材の製造方法。
2. （２）前記各前駆体が、火炎堆積法で形成される請求項
   １に記載のチャネル光導波路用スラブ材の製造方法。