JPH07318734A - 石英系ガラス導波路及びその製造方法 - Google Patents
石英系ガラス導波路及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH07318734A JPH07318734A JP11527794A JP11527794A JPH07318734A JP H07318734 A JPH07318734 A JP H07318734A JP 11527794 A JP11527794 A JP 11527794A JP 11527794 A JP11527794 A JP 11527794A JP H07318734 A JPH07318734 A JP H07318734A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- waveguide
- refractive index
- silica
- layer
- 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
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】石英ガラス基板及びコア導波路とクラッド層と
の界面に、コア導波路よりも屈折率が高い高Ｐ2 Ｏ5 濃
度異常ガラス層が形成されておらず、偏光依存性損失が
極めて小さい石英系ガラス導波路及びその製造方法を提
供すること。 【構成】石英ガラス基板１の上にコア導波路３を形成し
た後、火炎堆積法によりＳｉＯ2 にＢ2 Ｏ3 を添加しＰ
2 Ｏ5 を含まない多孔質ガラス層４ａを２５０〜３５０
μｍ程度堆積させ、続いて多孔質ガラス層４ａの上に火
炎堆積法によりＳｉＯ2 にＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 を添加
した多孔質ガラス層４ｂを１０〜５０μｍ堆積させる。
その後、これを電気炉内に移し、Ｈｅガス雰囲気中で１
３３０℃に加熱焼結して透明ガラス化し、ＳｉＯ2 −Ｂ
2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系ガラスで構成されたクラッド層５及
びＰ2 Ｏ5 が偏在した薄膜ガラス層６を形成する。
の界面に、コア導波路よりも屈折率が高い高Ｐ2 Ｏ5 濃
度異常ガラス層が形成されておらず、偏光依存性損失が
極めて小さい石英系ガラス導波路及びその製造方法を提
供すること。 【構成】石英ガラス基板１の上にコア導波路３を形成し
た後、火炎堆積法によりＳｉＯ2 にＢ2 Ｏ3 を添加しＰ
2 Ｏ5 を含まない多孔質ガラス層４ａを２５０〜３５０
μｍ程度堆積させ、続いて多孔質ガラス層４ａの上に火
炎堆積法によりＳｉＯ2 にＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 を添加
した多孔質ガラス層４ｂを１０〜５０μｍ堆積させる。
その後、これを電気炉内に移し、Ｈｅガス雰囲気中で１
３３０℃に加熱焼結して透明ガラス化し、ＳｉＯ2 −Ｂ
2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系ガラスで構成されたクラッド層５及
びＰ2 Ｏ5 が偏在した薄膜ガラス層６を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信分野に広範囲な
応用をもつ石英系ガラス導波路及びその製造方法に関す
るものである。
応用をもつ石英系ガラス導波路及びその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の石英系ガラス導波路の製造
工程を示す説明図である。
工程を示す説明図である。
【０００３】まず、石英ガラス基板１１を準備し（図２
(a) の工程）、この石英ガラス基板１１上に、電子ビー
ム蒸着（Electron-Beem Vapor Deposition）法（以
下、ＥＢ法と称する）によりＳｉＯ2 に屈折率増加用ド
ーパントとしてＴｉＯ2 を添加したコア膜１２を形成す
る（図２(b) の工程）。次に、コア膜１２をフォトリソ
グラフィー及び反応性イオンエッチングを用いてコア導
波路１３を形成させ（図２(c) の工程）、さらにコア導
波路１３上に、火炎堆積法によりＳｉＯ2 にＢ2Ｏ3 及
びＰ2 Ｏ5 を添加した多孔質ガラス層１４を３００〜４
００μｍ堆積させる（図２(d) の工程）。次に、これを
電気炉内に移し、Ｈｅガス雰囲気中で１３３０℃に加熱
焼結して透明ガラス化し、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ
5 系ガラスで構成されたクラッド層１５とする（図２
(e) の工程）。
(a) の工程）、この石英ガラス基板１１上に、電子ビー
ム蒸着（Electron-Beem Vapor Deposition）法（以
下、ＥＢ法と称する）によりＳｉＯ2 に屈折率増加用ド
ーパントとしてＴｉＯ2 を添加したコア膜１２を形成す
る（図２(b) の工程）。次に、コア膜１２をフォトリソ
グラフィー及び反応性イオンエッチングを用いてコア導
波路１３を形成させ（図２(c) の工程）、さらにコア導
波路１３上に、火炎堆積法によりＳｉＯ2 にＢ2Ｏ3 及
びＰ2 Ｏ5 を添加した多孔質ガラス層１４を３００〜４
００μｍ堆積させる（図２(d) の工程）。次に、これを
電気炉内に移し、Ｈｅガス雰囲気中で１３３０℃に加熱
焼結して透明ガラス化し、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ
5 系ガラスで構成されたクラッド層１５とする（図２
(e) の工程）。
【０００４】ここで、Ｂ2 Ｏ3 のドーパント剤は、クラ
ッド層１５の屈折率を光学特性上、コア導波路１３の屈
折率よりも低くするために屈折率低下用ドーパントとし
て添加しており、またＰ2 Ｏ5 のドーパント剤は、多孔
質ガラス層１４を透明ガラス化する際にＳｉＯ2 −Ｔｉ
Ｏ2 コア導波路１３が軟化して変形しないように、コア
導波路１３よりも透明ガラス化温度を下げる目的で添加
するものである。ただし、Ｐ2 Ｏ5 は石英ガラスの屈折
率を増加させるため、Ｂ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ5 の添加量を調
整して、クラッド層１５の屈折率を光学特性上、石英ガ
ラス基板１１すなわちシリカと同等にする必要がある。
ッド層１５の屈折率を光学特性上、コア導波路１３の屈
折率よりも低くするために屈折率低下用ドーパントとし
て添加しており、またＰ2 Ｏ5 のドーパント剤は、多孔
質ガラス層１４を透明ガラス化する際にＳｉＯ2 −Ｔｉ
Ｏ2 コア導波路１３が軟化して変形しないように、コア
導波路１３よりも透明ガラス化温度を下げる目的で添加
するものである。ただし、Ｐ2 Ｏ5 は石英ガラスの屈折
率を増加させるため、Ｂ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ5 の添加量を調
整して、クラッド層１５の屈折率を光学特性上、石英ガ
ラス基板１１すなわちシリカと同等にする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】火炎堆積法で形成され
るＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系多孔質ガラス層１４
は透明ガラス化時において、多孔質ガラス層１４内での
Ｂ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ5 の拡散状態が異なるため、透明ガラ
ス化後の導波路断面を種々の分析手法を用いて観察する
と、石英ガラス基板１１及びコア導波路１３とクラッド
層１５の界面に図２(e) に示すような、クラッド層１５
と比較して極めてＰ2 Ｏ5 濃度が高い異常ガラス層１６
が存在する。この異常ガラス層１６はコア導波路１３の
屈折率よりも高いため、光学特性の劣化、特に、偏光依
存性損失の増加の要因となる。
るＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系多孔質ガラス層１４
は透明ガラス化時において、多孔質ガラス層１４内での
Ｂ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ5 の拡散状態が異なるため、透明ガラ
ス化後の導波路断面を種々の分析手法を用いて観察する
と、石英ガラス基板１１及びコア導波路１３とクラッド
層１５の界面に図２(e) に示すような、クラッド層１５
と比較して極めてＰ2 Ｏ5 濃度が高い異常ガラス層１６
が存在する。この異常ガラス層１６はコア導波路１３の
屈折率よりも高いため、光学特性の劣化、特に、偏光依
存性損失の増加の要因となる。
【０００６】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、石英ガラス基板及びコア導波路とクラッド層
との界面に、コア導波路よりも屈折率が高い高Ｐ2 Ｏ5
濃度異常ガラス層が形成されておらず、偏光依存性損失
が極めて小さい石英系ガラス導波路及びその製造方法を
提供することにある。
を解消し、石英ガラス基板及びコア導波路とクラッド層
との界面に、コア導波路よりも屈折率が高い高Ｐ2 Ｏ5
濃度異常ガラス層が形成されておらず、偏光依存性損失
が極めて小さい石英系ガラス導波路及びその製造方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の石英系ガラス導
波路は、基板上に屈折率増加用ドーパントを添加した石
英系ガラスからなる屈折率ｎ1 のコア導波路が形成さ
れ、該コア導波路を覆うように前記基板上にＰ2 Ｏ5 及
び屈折率低下用ドーパントを添加した石英系ガラスから
なる屈折率ｎ0 のクラッド層が形成されている石英系ガ
ラス導波路において、前記基板及び前記コア導波路と前
記クラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ2 ＜ｎ1の関係を満た
す屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を有することを特徴とする
石英系ガラス導波路である。
波路は、基板上に屈折率増加用ドーパントを添加した石
英系ガラスからなる屈折率ｎ1 のコア導波路が形成さ
れ、該コア導波路を覆うように前記基板上にＰ2 Ｏ5 及
び屈折率低下用ドーパントを添加した石英系ガラスから
なる屈折率ｎ0 のクラッド層が形成されている石英系ガ
ラス導波路において、前記基板及び前記コア導波路と前
記クラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ2 ＜ｎ1の関係を満た
す屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を有することを特徴とする
石英系ガラス導波路である。
【０００８】なお、前記コア導波路に添加される屈折率
増加用ドーパントはＴｉＯ2 であり、また前記クラッド
層に添加される屈折率低下用ドーパントはＢ2 Ｏ3 であ
る。また、前記コア導波路の高さが６μｍ以下のとき、
クラッド層に含まれるＢ2Ｏ3 濃度は３．５重量％以
下、Ｐ2 Ｏ5 濃度は２．０重量％以下、ＳｉＯ2 濃度は
９４．５重量％以上とし、また、前記コア導波路の高さ
が６μｍを越え８μｍ以下のとき、クラッド層に含まれ
るＢ2 Ｏ3 濃度は４．５重量％以下、Ｐ2 Ｏ5濃度は
２．５重量％以下、ＳｉＯ2 濃度は９３．０重量％以上
とする。
増加用ドーパントはＴｉＯ2 であり、また前記クラッド
層に添加される屈折率低下用ドーパントはＢ2 Ｏ3 であ
る。また、前記コア導波路の高さが６μｍ以下のとき、
クラッド層に含まれるＢ2Ｏ3 濃度は３．５重量％以
下、Ｐ2 Ｏ5 濃度は２．０重量％以下、ＳｉＯ2 濃度は
９４．５重量％以上とし、また、前記コア導波路の高さ
が６μｍを越え８μｍ以下のとき、クラッド層に含まれ
るＢ2 Ｏ3 濃度は４．５重量％以下、Ｐ2 Ｏ5濃度は
２．５重量％以下、ＳｉＯ2 濃度は９３．０重量％以上
とする。
【０００９】また、前記基板は石英ガラス基板からな
り、前記クラッド層の屈折率ｎ0 は前記石英ガラス基板
の屈折率とほぼ等しくすることが望ましい。
り、前記クラッド層の屈折率ｎ0 は前記石英ガラス基板
の屈折率とほぼ等しくすることが望ましい。
【００１０】また、前記薄膜ガラス層に含まれるＰ2 Ｏ
5 濃度は前記クラッド層に含まれるＰ2 Ｏ5 濃度に対し
て１．２０倍以下とする。
5 濃度は前記クラッド層に含まれるＰ2 Ｏ5 濃度に対し
て１．２０倍以下とする。
【００１１】更に、前記薄膜ガラス層の厚さは２．０μ
ｍ以下にする必要がある。
ｍ以下にする必要がある。
【００１２】本発明の第１の石英ガラス光導波路の製造
方法は、石英ガラス基板上に電子ビーム蒸着法により屈
折率増加用ドーパントを添加した石英系ガラスからなる
屈折率ｎ1 のコアガラス膜を形成した後、該コアガラス
膜をホトリソグラフィー及び反応性イオンエッチングを
用いて断面矩形状のコア導波路を形成し、該コア導波路
を覆うように前記石英ガラス基板上に火炎堆積法により
Ｐ2 Ｏ5 及び屈折率低下用ドーパントを添加した石英系
ガラスからなる多孔質ガラス層を形成した後、該多孔質
ガラス層を焼結して透明ガラス化した屈折率ｎ0 のクラ
ッド層を形成する石英系ガラス導波路の製造方法におい
て、前記透明ガラス化工程において、前記多孔質ガラス
内に含まれるＰ2 Ｏ5 を下方に拡散させて前記基板及び
前記コア導波路と前記クラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ2
＜ｎ1 の関係を満たす屈折率ｎ2の薄膜ガラス層を形成
することを特徴とする石英系ガラス導波路の製造方法で
ある。
方法は、石英ガラス基板上に電子ビーム蒸着法により屈
折率増加用ドーパントを添加した石英系ガラスからなる
屈折率ｎ1 のコアガラス膜を形成した後、該コアガラス
膜をホトリソグラフィー及び反応性イオンエッチングを
用いて断面矩形状のコア導波路を形成し、該コア導波路
を覆うように前記石英ガラス基板上に火炎堆積法により
Ｐ2 Ｏ5 及び屈折率低下用ドーパントを添加した石英系
ガラスからなる多孔質ガラス層を形成した後、該多孔質
ガラス層を焼結して透明ガラス化した屈折率ｎ0 のクラ
ッド層を形成する石英系ガラス導波路の製造方法におい
て、前記透明ガラス化工程において、前記多孔質ガラス
内に含まれるＰ2 Ｏ5 を下方に拡散させて前記基板及び
前記コア導波路と前記クラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ2
＜ｎ1 の関係を満たす屈折率ｎ2の薄膜ガラス層を形成
することを特徴とする石英系ガラス導波路の製造方法で
ある。
【００１３】本発明の第２の石英ガラス光導波路の製造
方法は、石英ガラス基板上に電子ビーム蒸着法により屈
折率増加用ドーパントを添加した石英系ガラスからなる
屈折率ｎ1 のコアガラス膜を形成した後、該コアガラス
膜をホトリソグラフィー及び反応性イオンエッチングを
用いて断面矩形状のコア導波路を形成し、該コア導波路
を覆うように前記石英ガラス基板上に火炎堆積法により
屈折率低下用ドーパントを添加したＰ2 Ｏ5 を含まない
石英系ガラスからなる第１多孔質ガラス層を形成した
後、該第１多孔質ガラス層の上にＰ2 Ｏ5 及び屈折率低
下用ドーパントを添加した石英系ガラスからなる第２多
孔質ガラス層を形成し、その後前記第１及び第２の多孔
質ガラス層を焼結して透明ガラス化する石英系ガラス導
波路の製造方法において、前記透明ガラス化工程中に前
記第２多孔質ガラス層から前記第１多孔質ガラス層へＰ
2 Ｏ5 を拡散させて厚さ方向にほぼ一定の屈折率ｎ0 を
有するクラッド層を形成すると共に、前記基板及び前記
コア導波路と前記クラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ2 ＜ｎ
1 の関係を満たす屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を形成する
ことを特徴とする石英系ガラス導波路の製造方法であ
る。
方法は、石英ガラス基板上に電子ビーム蒸着法により屈
折率増加用ドーパントを添加した石英系ガラスからなる
屈折率ｎ1 のコアガラス膜を形成した後、該コアガラス
膜をホトリソグラフィー及び反応性イオンエッチングを
用いて断面矩形状のコア導波路を形成し、該コア導波路
を覆うように前記石英ガラス基板上に火炎堆積法により
屈折率低下用ドーパントを添加したＰ2 Ｏ5 を含まない
石英系ガラスからなる第１多孔質ガラス層を形成した
後、該第１多孔質ガラス層の上にＰ2 Ｏ5 及び屈折率低
下用ドーパントを添加した石英系ガラスからなる第２多
孔質ガラス層を形成し、その後前記第１及び第２の多孔
質ガラス層を焼結して透明ガラス化する石英系ガラス導
波路の製造方法において、前記透明ガラス化工程中に前
記第２多孔質ガラス層から前記第１多孔質ガラス層へＰ
2 Ｏ5 を拡散させて厚さ方向にほぼ一定の屈折率ｎ0 を
有するクラッド層を形成すると共に、前記基板及び前記
コア導波路と前記クラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ2 ＜ｎ
1 の関係を満たす屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を形成する
ことを特徴とする石英系ガラス導波路の製造方法であ
る。
【００１４】なお、前記クラッド層を形成するための焼
結温度を１２５０℃以上１３５０℃以下の範囲とするこ
とが望ましい。
結温度を１２５０℃以上１３５０℃以下の範囲とするこ
とが望ましい。
【００１５】
【作用】基板及び前記コア導波路と前記クラッド層との
界面にｎ0 ≦ｎ2 ＜ｎ1 の関係を満たす屈折率ｎ2 の薄
膜ガラス層を形成することにより、従来技術で問題とな
った偏光依存性損失が小さい石英系ガラス導波路を得る
ことができる。
界面にｎ0 ≦ｎ2 ＜ｎ1 の関係を満たす屈折率ｎ2 の薄
膜ガラス層を形成することにより、従来技術で問題とな
った偏光依存性損失が小さい石英系ガラス導波路を得る
ことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１、図３及び図４
を用いて以下に説明する。
を用いて以下に説明する。
【００１７】図１は本発明の石英系ガラス導波路の製造
工程及びそれにより得られる石英系ガラス導波路の一実
施例を示す説明図である。
工程及びそれにより得られる石英系ガラス導波路の一実
施例を示す説明図である。
【００１８】まず、石英ガラス基板１を準備し（図１
(a) の工程）、この石英ガラス基板１上に、電子ビーム
蒸着（Electron-Beem Vapor Deposition）法（以下、
ＥＢ法と称する）によりＳｉＯ2 に屈折率増加用ドーパ
ントとしてＴｉＯ2 を添加したコア膜２を形成する（図
１(b) の工程）。次に、コア膜２をフォトリソグラフィ
ー及び反応性イオンエッチングを用いてコア導波路３を
形成する（図１(c) の工程）。ここまでは、図２に示し
た従来の製造工程と同じである。
(a) の工程）、この石英ガラス基板１上に、電子ビーム
蒸着（Electron-Beem Vapor Deposition）法（以下、
ＥＢ法と称する）によりＳｉＯ2 に屈折率増加用ドーパ
ントとしてＴｉＯ2 を添加したコア膜２を形成する（図
１(b) の工程）。次に、コア膜２をフォトリソグラフィ
ー及び反応性イオンエッチングを用いてコア導波路３を
形成する（図１(c) の工程）。ここまでは、図２に示し
た従来の製造工程と同じである。
【００１９】次に、コア導波路３上に、火炎堆積法によ
りＳｉＯ2 にＢ2 Ｏ3 を添加しＰ2Ｏ5 を含まない多孔
質ガラス層４ａを２５０〜３５０μｍ程度堆積させ、続
いて多孔質ガラス層４ａの上に火炎堆積法によりＳｉＯ
2 にＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 を添加した多孔質ガラス層４
ｂを１０〜５０μｍ堆積させる（図１(d) の工程）。そ
の後、これを電気炉内に移し、Ｈｅガス雰囲気中で１３
３０℃に加熱焼結して透明ガラス化し、ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系ガラスで構成されたクラッド層５を形
成する（図１(e) の工程）。
りＳｉＯ2 にＢ2 Ｏ3 を添加しＰ2Ｏ5 を含まない多孔
質ガラス層４ａを２５０〜３５０μｍ程度堆積させ、続
いて多孔質ガラス層４ａの上に火炎堆積法によりＳｉＯ
2 にＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 を添加した多孔質ガラス層４
ｂを１０〜５０μｍ堆積させる（図１(d) の工程）。そ
の後、これを電気炉内に移し、Ｈｅガス雰囲気中で１３
３０℃に加熱焼結して透明ガラス化し、ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系ガラスで構成されたクラッド層５を形
成する（図１(e) の工程）。
【００２０】このようにして得られた石英ガラス系導波
路について、各波長における偏光依存性損失を図５に示
す測定系５０で測定したところ、波長及び導波路素子構
造にかかわらず、偏光依存性損失が０．１dB以下という
良好な結果を達成することができた。
路について、各波長における偏光依存性損失を図５に示
す測定系５０で測定したところ、波長及び導波路素子構
造にかかわらず、偏光依存性損失が０．１dB以下という
良好な結果を達成することができた。
【００２１】図５の測定系５０において、５１は安定化
半導体レーザ（ＬＤ）光源、５５は光ファイバを巻き付
けたコイルまたは偏光子からなる４分の１波長素子５
２、５４及び２分の１波長素子５３を備えている偏光コ
ントローラ、５７は光パワーメータであり、偏光コント
ローラ５５と光パワーメータとの間にガラス導波路素子
５６を配置して各波長における偏光依存性損失を測定す
る。なお、光源５１、偏光コントローラ５５、ガラス導
波路素子５６、光パワーメータ５７はそれぞれ光ファイ
バで光学的に接続されており、５８、５９は光コネクタ
である。また、この測定系５０の測定精度は０．０１dB
である。
半導体レーザ（ＬＤ）光源、５５は光ファイバを巻き付
けたコイルまたは偏光子からなる４分の１波長素子５
２、５４及び２分の１波長素子５３を備えている偏光コ
ントローラ、５７は光パワーメータであり、偏光コント
ローラ５５と光パワーメータとの間にガラス導波路素子
５６を配置して各波長における偏光依存性損失を測定す
る。なお、光源５１、偏光コントローラ５５、ガラス導
波路素子５６、光パワーメータ５７はそれぞれ光ファイ
バで光学的に接続されており、５８、５９は光コネクタ
である。また、この測定系５０の測定精度は０．０１dB
である。
【００２２】次に、この低偏光依存性損失の石英ガラス
系導波路断面に対して、石英ガラス基板１及びコア導波
路３とクラッド層５の界面部のＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 の
特性Ｘ線分布分析を日本電子製電子線マイクロアナライ
ザー（JXA-8621MX）で行なったところ、Ｂ2 Ｏ3 濃度分
布はクラッド層の厚さ方向に対して一定であり、石英ガ
ラス基板１及びコア導波路３とクラッド層５の界面部に
Ｂ2 Ｏ3 の偏在は見られなかった。一方、Ｐ2 Ｏ5 濃度
分布はクラッド層の厚さ方向に対してほぼ一定ではある
が、図１(e) に示すように石英ガラス基板１及びコア導
波路３とクラッド層５の界面部に、わずかにＰ2 Ｏ5 が
偏在した薄膜ガラス層６の存在が見られ、その薄膜ガラ
ス層６のＰ2 Ｏ5 濃度はクラッド層全体の平均Ｐ2 Ｏ5
濃度に対して１．２倍以下であり、その厚さは２．０μ
ｍ以下であった。
系導波路断面に対して、石英ガラス基板１及びコア導波
路３とクラッド層５の界面部のＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 の
特性Ｘ線分布分析を日本電子製電子線マイクロアナライ
ザー（JXA-8621MX）で行なったところ、Ｂ2 Ｏ3 濃度分
布はクラッド層の厚さ方向に対して一定であり、石英ガ
ラス基板１及びコア導波路３とクラッド層５の界面部に
Ｂ2 Ｏ3 の偏在は見られなかった。一方、Ｐ2 Ｏ5 濃度
分布はクラッド層の厚さ方向に対してほぼ一定ではある
が、図１(e) に示すように石英ガラス基板１及びコア導
波路３とクラッド層５の界面部に、わずかにＰ2 Ｏ5 が
偏在した薄膜ガラス層６の存在が見られ、その薄膜ガラ
ス層６のＰ2 Ｏ5 濃度はクラッド層全体の平均Ｐ2 Ｏ5
濃度に対して１．２倍以下であり、その厚さは２．０μ
ｍ以下であった。
【００２３】図３は図１に示す上記製造方法により得ら
れたMach-Zehnder干渉計を用いたＭＺ型波長無依存３dB
カプラの説明図である。このＭＺ型波長無依存３dBカプ
ラは、幅２mm、長さ１５mmの基板３１に一端を第１入力
ポート３６、他端を第１出力ポート３７とした第１コア
導波路３２と、一端を第２入力ポート３８、他端を第２
出力ポート３９とした第２コア導波路３３を設け、入力
ポートと主力ポートとの間に第１コア導波路３２と第２
コア導波路３３とを接近させて形成した光結合部３４，
３５を設けたものである。
れたMach-Zehnder干渉計を用いたＭＺ型波長無依存３dB
カプラの説明図である。このＭＺ型波長無依存３dBカプ
ラは、幅２mm、長さ１５mmの基板３１に一端を第１入力
ポート３６、他端を第１出力ポート３７とした第１コア
導波路３２と、一端を第２入力ポート３８、他端を第２
出力ポート３９とした第２コア導波路３３を設け、入力
ポートと主力ポートとの間に第１コア導波路３２と第２
コア導波路３３とを接近させて形成した光結合部３４，
３５を設けたものである。
【００２４】図４は図１に示す上記製造方法により得ら
れたMach-Zehnder干渉計を用いた１．４８μｍ／１．５
５μｍＷＤＭ（Wavelength Division Multi/Demultip
lexer ）の説明図である。この１．４８μｍ／１．５５
μｍＷＤＭは、幅２mm、長さ２０mmの基板４１上に一端
を第１入力ポート４６、他端を第１出力ポート４７とし
た第１コア導波路４２と、一端を第２入力ポート４８、
他端を第２出力ポート４９とした第２コア導波路４３を
設け、入力ポートと主力ポートとの間に第１コア導波路
４２と第２コア導波路４３とを接近させて形成した３dB
カプラ４４，４５を設けたものである。
れたMach-Zehnder干渉計を用いた１．４８μｍ／１．５
５μｍＷＤＭ（Wavelength Division Multi/Demultip
lexer ）の説明図である。この１．４８μｍ／１．５５
μｍＷＤＭは、幅２mm、長さ２０mmの基板４１上に一端
を第１入力ポート４６、他端を第１出力ポート４７とし
た第１コア導波路４２と、一端を第２入力ポート４８、
他端を第２出力ポート４９とした第２コア導波路４３を
設け、入力ポートと主力ポートとの間に第１コア導波路
４２と第２コア導波路４３とを接近させて形成した３dB
カプラ４４，４５を設けたものである。
【００２５】これら図３の３dBカプラと図４のＷＤＭの
各波長における偏光依存性損失を図５に示す測定系で測
定したところ、図３の３dBカプラでは、波長１．３μｍ
及び波長１．５５μｍのいずれの場合も、偏光依存性損
失は０．１dB以下であり、図４のＷＤＭでは、波長１．
４８μｍ及び波長１．５５μｍのいずれの場合も、偏光
依存性損失は０．０３dB以下であった。
各波長における偏光依存性損失を図５に示す測定系で測
定したところ、図３の３dBカプラでは、波長１．３μｍ
及び波長１．５５μｍのいずれの場合も、偏光依存性損
失は０．１dB以下であり、図４のＷＤＭでは、波長１．
４８μｍ及び波長１．５５μｍのいずれの場合も、偏光
依存性損失は０．０３dB以下であった。
【００２６】次に、具体的実験結果について説明する。
【００２７】＜実施例１＞外径３インチ、厚さ１mmの石
英ガラス基板上に、８μｍ厚のＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 のコ
アガラス膜を電子ビーム蒸着法で形成した。ここで、石
英ガラス基板の屈折率ｎ0 及びコアガラス膜の屈折率ｎ
1 は、Metrion 社製のプリズム・カプラ（PC-2010 ）で
測定した場合、それぞれｎ0 ＝１．４５７６、ｎ1 ＝
１．４６２０であり、比屈折率差Δは０．３０％であっ
た。そのコアガラス膜表面上に、マグネトロン・スパッ
タリング法によりＷＳｉ膜を１μｍ形成した。さらに、
レジストを塗布後、マスクアライナーでコアパターンを
転写し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラ
ス膜をエッチングし図３に示したコア導波路を形成し
た。このコア導波路が形成された基板を、加熱されたタ
ーンテーブルに置き、火炎堆積法を用いて、ＳｉＣｌ4
とＢＣｌ3 を酸水素バーナに供給し、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 系の第１多孔質ガラス層を２９０μｍ形成する。その
後、上記酸水素バーナにＰＣｌ3 を添加し、ＳｉＯ2 −
Ｂ2 Ｏ3 系の第１多孔質ガラス層上にＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ｐ2 Ｏ5 系の第２多孔質ガラス層を１５μｍ形成し
た。この基板を電気炉内において、石英ガラス炉心管内
に位置させ、Ｈｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で1 時
間保持することにより透明ガラス化して、ＳｉＯ2 −Ｂ
2 Ｏ3−Ｐ2 Ｏ5 系クラッド層を厚さ３０μｍ形成し、
図３に示すMach-Zehnder干渉計を用いたＭＺ型波長無依
存３dBカプラを製造した。なお、クラッド層の屈折率ｎ
0 は１．４５７６であり、石英ガラス基板と同じ屈折率
であることを確認した。このＭＺ型波長無依存３dBカプ
ラについて、クラッド層の成分濃度をセイコー電子工業
製ＩＣＰ発光分光分析装置（SPS1100 ）で分析した結
果、Ｂ2 Ｏ3 濃度４．２重量％、Ｐ2 Ｏ5 濃度２．２重
量％、ＳｉＯ2 濃度９３．６重量％であった。
英ガラス基板上に、８μｍ厚のＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 のコ
アガラス膜を電子ビーム蒸着法で形成した。ここで、石
英ガラス基板の屈折率ｎ0 及びコアガラス膜の屈折率ｎ
1 は、Metrion 社製のプリズム・カプラ（PC-2010 ）で
測定した場合、それぞれｎ0 ＝１．４５７６、ｎ1 ＝
１．４６２０であり、比屈折率差Δは０．３０％であっ
た。そのコアガラス膜表面上に、マグネトロン・スパッ
タリング法によりＷＳｉ膜を１μｍ形成した。さらに、
レジストを塗布後、マスクアライナーでコアパターンを
転写し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラ
ス膜をエッチングし図３に示したコア導波路を形成し
た。このコア導波路が形成された基板を、加熱されたタ
ーンテーブルに置き、火炎堆積法を用いて、ＳｉＣｌ4
とＢＣｌ3 を酸水素バーナに供給し、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 系の第１多孔質ガラス層を２９０μｍ形成する。その
後、上記酸水素バーナにＰＣｌ3 を添加し、ＳｉＯ2 −
Ｂ2 Ｏ3 系の第１多孔質ガラス層上にＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ｐ2 Ｏ5 系の第２多孔質ガラス層を１５μｍ形成し
た。この基板を電気炉内において、石英ガラス炉心管内
に位置させ、Ｈｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で1 時
間保持することにより透明ガラス化して、ＳｉＯ2 −Ｂ
2 Ｏ3−Ｐ2 Ｏ5 系クラッド層を厚さ３０μｍ形成し、
図３に示すMach-Zehnder干渉計を用いたＭＺ型波長無依
存３dBカプラを製造した。なお、クラッド層の屈折率ｎ
0 は１．４５７６であり、石英ガラス基板と同じ屈折率
であることを確認した。このＭＺ型波長無依存３dBカプ
ラについて、クラッド層の成分濃度をセイコー電子工業
製ＩＣＰ発光分光分析装置（SPS1100 ）で分析した結
果、Ｂ2 Ｏ3 濃度４．２重量％、Ｐ2 Ｏ5 濃度２．２重
量％、ＳｉＯ2 濃度９３．６重量％であった。
【００２８】更に、石英ガラス基板及びコア導波路とク
ラッド層の界面部のＢ2 Ｏ3 とＰ2Ｏ5 の特性Ｘ線分布
分析を日本電子製電子線マイクロアナライザー（JXA-86
21MX）で行なった。その結果、Ｂ2 Ｏ3 濃度分布はクラ
ッド層の厚さ方向に対して一定であり、上記界面部にＢ
2 Ｏ3 の偏在は無かった。一方、Ｐ2 Ｏ5 濃度分布はク
ラッド層の厚さ方向に対してほぼ一定はあるが、上記界
面部に極くわずかなＰ2 Ｏ5 が偏在し、屈折率が石英ガ
ラス基板及びクラッド層よりも高くかつコア導波路より
も低い屈折率を有する薄膜ガラス層が見られ、その薄膜
ガラス層のＰ2Ｏ5 濃度はクラッド層全体の平均Ｐ2 Ｏ
5 濃度に対して１．０５倍であった。また、薄膜ガラス
層の厚さは１．５μｍであった。
ラッド層の界面部のＢ2 Ｏ3 とＰ2Ｏ5 の特性Ｘ線分布
分析を日本電子製電子線マイクロアナライザー（JXA-86
21MX）で行なった。その結果、Ｂ2 Ｏ3 濃度分布はクラ
ッド層の厚さ方向に対して一定であり、上記界面部にＢ
2 Ｏ3 の偏在は無かった。一方、Ｐ2 Ｏ5 濃度分布はク
ラッド層の厚さ方向に対してほぼ一定はあるが、上記界
面部に極くわずかなＰ2 Ｏ5 が偏在し、屈折率が石英ガ
ラス基板及びクラッド層よりも高くかつコア導波路より
も低い屈折率を有する薄膜ガラス層が見られ、その薄膜
ガラス層のＰ2Ｏ5 濃度はクラッド層全体の平均Ｐ2 Ｏ
5 濃度に対して１．０５倍であった。また、薄膜ガラス
層の厚さは１．５μｍであった。
【００２９】次に、このＭＺ型波長無依存３dBカプラの
光学的特性を調べたところ、光ファイバとの接続損失を
含んだ挿入損失は、第１入力ポート、第２入力ポートと
もに、波長１．３μｍにおいて３．３dB、波長１．５５
μｍにおいて３．２５dBであった。
光学的特性を調べたところ、光ファイバとの接続損失を
含んだ挿入損失は、第１入力ポート、第２入力ポートと
もに、波長１．３μｍにおいて３．３dB、波長１．５５
μｍにおいて３．２５dBであった。
【００３０】さらに、各波長における偏光依存性損失を
図５に示す測定系で測定したところ、第１入力ポート、
第２入力ポートともに、波長１．３μｍにおいて０．１
０dB、波長１．５５μｍにおいて０．０５dBであり、挿
入損失及び偏光依存性損失ともに良好な特性を有するＭ
Ｚ型波長無依存３dBカプラであることを確認した。
図５に示す測定系で測定したところ、第１入力ポート、
第２入力ポートともに、波長１．３μｍにおいて０．１
０dB、波長１．５５μｍにおいて０．０５dBであり、挿
入損失及び偏光依存性損失ともに良好な特性を有するＭ
Ｚ型波長無依存３dBカプラであることを確認した。
【００３１】＜比較例１＞第１多孔質ガラス層の厚さを
２８５μｍ、第２多孔質ガラス層の厚さを２０μｍとし
た以外は実施例１と同じ条件で、実施例１と同じ寸法・
構造を有するＭＺ型波長無依存３dBカプラを製造した。
２８５μｍ、第２多孔質ガラス層の厚さを２０μｍとし
た以外は実施例１と同じ条件で、実施例１と同じ寸法・
構造を有するＭＺ型波長無依存３dBカプラを製造した。
【００３２】このＭＺ型波長無依存３dBカプラについ
て、実施例１と同様にクラッド層の成分濃度を分析した
ところ、実施例１と同じ結果が得られた。
て、実施例１と同様にクラッド層の成分濃度を分析した
ところ、実施例１と同じ結果が得られた。
【００３３】更に、実施例１と同様に石英ガラス基板及
びコア導波路とクラッド層の界面部のＢ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ
5 の特性Ｘ線分布分析を行なったところ、実施例１と同
様にＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 の濃度分布はクラッド層の厚
さ方向に対してほぼ一定であるものの、界面部にＰ2 Ｏ
5 が偏在し、屈折率がコア導波路よりも高い屈折率を有
する薄膜ガラス層が見られた。その薄膜ガラス層はＰ2
Ｏ5 濃度がクラッド層全体の平均Ｐ2 Ｏ5 濃度に対して
１．４０倍、厚さは２．５μｍであった。
びコア導波路とクラッド層の界面部のＢ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ
5 の特性Ｘ線分布分析を行なったところ、実施例１と同
様にＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 の濃度分布はクラッド層の厚
さ方向に対してほぼ一定であるものの、界面部にＰ2 Ｏ
5 が偏在し、屈折率がコア導波路よりも高い屈折率を有
する薄膜ガラス層が見られた。その薄膜ガラス層はＰ2
Ｏ5 濃度がクラッド層全体の平均Ｐ2 Ｏ5 濃度に対して
１．４０倍、厚さは２．５μｍであった。
【００３４】次に、実施例１と同様に光学的特性を調べ
たところ、挿入損失については実施例１と同じ結果が得
られたものの、偏光依存性損失については、第１入力ポ
ート、第２入力ポートともに、波長１．３μｍにおいて
０．４０dB、波長１．５５μｍにおいて０．３０dBであ
り、実施例１と比べ非常に偏光依存性損失の大きな素子
となった。
たところ、挿入損失については実施例１と同じ結果が得
られたものの、偏光依存性損失については、第１入力ポ
ート、第２入力ポートともに、波長１．３μｍにおいて
０．４０dB、波長１．５５μｍにおいて０．３０dBであ
り、実施例１と比べ非常に偏光依存性損失の大きな素子
となった。
【００３５】＜比較例２＞第１多孔質ガラス層の厚さを
２９５μｍ、第２多孔質ガラス層の厚さを１０μｍとし
た以外は実施例１と同じ条件で、実施例１と同じ組成比
・寸法・構造を有するＭＺ型波長無依存３dBカプラを製
造した。
２９５μｍ、第２多孔質ガラス層の厚さを１０μｍとし
た以外は実施例１と同じ条件で、実施例１と同じ組成比
・寸法・構造を有するＭＺ型波長無依存３dBカプラを製
造した。
【００３６】ところが、このＭＺ型波長無依存３dBカプ
ラをよく観察すると、コア導波路同士を接近させた光結
合部に気泡が発生し、光学的特性を測定することができ
なかった。
ラをよく観察すると、コア導波路同士を接近させた光結
合部に気泡が発生し、光学的特性を測定することができ
なかった。
【００３７】＜実施例２＞外径３インチ、厚さ１mmの石
英ガラス基板上に、６μm 厚のＴｉＯ2 −ＳｉＯ 2 のコ
アガラス膜を電子ビーム蒸着法で形成した。ここで、石
英ガラス基板の屈折率ｎ0 及びコアガラス膜の屈折率ｎ
1 は、Metrion 社製のプリズム・カプラ（PC-2010 ）で
測定した場合、それぞれｎ0 ＝１．４５７６、ｎ1 ＝
１．４６５０であり、比屈折率差Δは０．５０％であっ
た。そのコアガラス膜表面上に、マグネトロン・スパッ
タリング法によりＷＳｉ膜を１μｍ形成した。さらに、
レジストを塗布後、マスクアライナーでコアパターンを
転写し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラ
ス膜をエッチングし、図４に示したコア導波路を形成し
た。本実施例で用いた導波路構造を図４に示す。このコ
ア導波路が形成された基板を、加熱されたターンテーブ
ルに置き、火炎堆積法を用いて、ＳｉＣｌ4 とＢＣｌ3
を酸水素バーナに供給し、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系の第１
多孔質ガラス層を２７５μｍ形成する。その後、上記酸
水素バーナにＰＣｌ3 を添加し、ＳｉＯ2−Ｂ2 Ｏ3 系
の第１多孔質ガラス層上にＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ
5 系の第２多孔質ガラス層を１５μｍを形成した。この
基板を電気炉内において、石英ガラス炉心管内に位置さ
せ、Ｈｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で1 時間保持す
ることにより透明ガラス化して、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −
Ｐ2 Ｏ5 クラッド層５を厚さ２９μｍ形成し、図４に示
すMach-Zehnder干渉計を用いた１．４８μｍ／１．５５
μｍＷＤＭを製造した。なお、クラッド層の屈折率ｎ0
は１．４５７６であり、石英ガラス基板と同じであるこ
とを確認した。
英ガラス基板上に、６μm 厚のＴｉＯ2 −ＳｉＯ 2 のコ
アガラス膜を電子ビーム蒸着法で形成した。ここで、石
英ガラス基板の屈折率ｎ0 及びコアガラス膜の屈折率ｎ
1 は、Metrion 社製のプリズム・カプラ（PC-2010 ）で
測定した場合、それぞれｎ0 ＝１．４５７６、ｎ1 ＝
１．４６５０であり、比屈折率差Δは０．５０％であっ
た。そのコアガラス膜表面上に、マグネトロン・スパッ
タリング法によりＷＳｉ膜を１μｍ形成した。さらに、
レジストを塗布後、マスクアライナーでコアパターンを
転写し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラ
ス膜をエッチングし、図４に示したコア導波路を形成し
た。本実施例で用いた導波路構造を図４に示す。このコ
ア導波路が形成された基板を、加熱されたターンテーブ
ルに置き、火炎堆積法を用いて、ＳｉＣｌ4 とＢＣｌ3
を酸水素バーナに供給し、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系の第１
多孔質ガラス層を２７５μｍ形成する。その後、上記酸
水素バーナにＰＣｌ3 を添加し、ＳｉＯ2−Ｂ2 Ｏ3 系
の第１多孔質ガラス層上にＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ
5 系の第２多孔質ガラス層を１５μｍを形成した。この
基板を電気炉内において、石英ガラス炉心管内に位置さ
せ、Ｈｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で1 時間保持す
ることにより透明ガラス化して、ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −
Ｐ2 Ｏ5 クラッド層５を厚さ２９μｍ形成し、図４に示
すMach-Zehnder干渉計を用いた１．４８μｍ／１．５５
μｍＷＤＭを製造した。なお、クラッド層の屈折率ｎ0
は１．４５７６であり、石英ガラス基板と同じであるこ
とを確認した。
【００３８】この１．４８μｍ／１．５５μｍＷＤＭに
ついて、クラッド層の成分濃度を実施例１と同様に分析
した結果、Ｂ2 Ｏ3 濃度３．４重量％、Ｐ2 Ｏ5 濃度
１．８重量％、ＳｉＯ2 濃度９４．８重量％であった。
ついて、クラッド層の成分濃度を実施例１と同様に分析
した結果、Ｂ2 Ｏ3 濃度３．４重量％、Ｐ2 Ｏ5 濃度
１．８重量％、ＳｉＯ2 濃度９４．８重量％であった。
【００３９】更に、実施例１と同様に、石英ガラス基板
及びコア導波路とクラッド層の界面部のＢ2 Ｏ3 とＰ2
Ｏ5 の特性Ｘ線分布分析を行なった結果、Ｂ2 Ｏ3 濃度
分布はクラッド層の厚さ方向に対して一定であり、上記
界面部にＢ2 Ｏ3 の偏在は無かった。一方、Ｐ2 Ｏ5 濃
度分布はクラッド層の厚さ方向に対してほぼ一定はある
が、上記界面部に極くわずかなＰ2 Ｏ5 が偏在し、屈折
率が石英ガラス基板及びクラッド層よりも高くかつコア
導波路よりも低い屈折率を有する薄膜ガラス層が見ら
れ、その薄膜ガラス層のＰ2 Ｏ5 濃度はクラッド層全体
の平均Ｐ2 Ｏ5 濃度に対して１．０３倍であった。ま
た、薄膜ガラス層の厚さは１．０μｍであった。
及びコア導波路とクラッド層の界面部のＢ2 Ｏ3 とＰ2
Ｏ5 の特性Ｘ線分布分析を行なった結果、Ｂ2 Ｏ3 濃度
分布はクラッド層の厚さ方向に対して一定であり、上記
界面部にＢ2 Ｏ3 の偏在は無かった。一方、Ｐ2 Ｏ5 濃
度分布はクラッド層の厚さ方向に対してほぼ一定はある
が、上記界面部に極くわずかなＰ2 Ｏ5 が偏在し、屈折
率が石英ガラス基板及びクラッド層よりも高くかつコア
導波路よりも低い屈折率を有する薄膜ガラス層が見ら
れ、その薄膜ガラス層のＰ2 Ｏ5 濃度はクラッド層全体
の平均Ｐ2 Ｏ5 濃度に対して１．０３倍であった。ま
た、薄膜ガラス層の厚さは１．０μｍであった。
【００４０】次に、この１．４８μｍ／１．５５μｍＷ
ＤＭの光学的特性を調べたところ、光ファイバとの接続
損失を含んだ挿入損失は、波長１．４８μｍにおいて
０．５dBであった。また、波長１．５５μｍにおいて
０．４dBであった。
ＤＭの光学的特性を調べたところ、光ファイバとの接続
損失を含んだ挿入損失は、波長１．４８μｍにおいて
０．５dBであった。また、波長１．５５μｍにおいて
０．４dBであった。
【００４１】さらに、各波長における偏光依存性損失を
図５に示す測定系で測定したところ、波長１．４８μｍ
において０．０３dB、波長１．５５μｍにおいて０．０
２dBでであり、挿入損失及び偏光依存性損失ともに良好
な特性を有する１．４８μｍ／１．５５μｍＷＤＭであ
ることを確認した。
図５に示す測定系で測定したところ、波長１．４８μｍ
において０．０３dB、波長１．５５μｍにおいて０．０
２dBでであり、挿入損失及び偏光依存性損失ともに良好
な特性を有する１．４８μｍ／１．５５μｍＷＤＭであ
ることを確認した。
【００４２】＜比較例３＞第１多孔質ガラス層の厚さを
２７０μｍ、第２多孔質ガラス層の厚さを２０μｍとし
た以外は実施例２と同じ条件で、実施例２と同じ寸法・
構造を有する１．４８μｍ／１．５５μｍＷＤＭを製造
した。
２７０μｍ、第２多孔質ガラス層の厚さを２０μｍとし
た以外は実施例２と同じ条件で、実施例２と同じ寸法・
構造を有する１．４８μｍ／１．５５μｍＷＤＭを製造
した。
【００４３】この１．４８μｍ／１．５５μｍＷＤＭに
ついて、実施例２と同様にクラッド層の成分濃度を分析
したところ、実施例２と同じ結果が得られた。
ついて、実施例２と同様にクラッド層の成分濃度を分析
したところ、実施例２と同じ結果が得られた。
【００４４】更に、実施例２と同様に石英ガラス基板及
びコア導波路とクラッド層の界面部のＢ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ
5 の特性Ｘ線分布分析を行なったところ、実施例２と同
様にＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 の濃度分布はクラッド層の厚
さ方向に対してほぼ一定であるものの、界面部にＰ2 Ｏ
5 が偏在した薄膜ガラス層が見られた。その薄膜ガラス
層はＰ2 Ｏ5 濃度がクラッド層全体の平均Ｐ2 Ｏ5 濃度
に対して１．２１倍、厚さは１．５μｍであった。
びコア導波路とクラッド層の界面部のＢ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ
5 の特性Ｘ線分布分析を行なったところ、実施例２と同
様にＢ2 Ｏ3 及びＰ2 Ｏ5 の濃度分布はクラッド層の厚
さ方向に対してほぼ一定であるものの、界面部にＰ2 Ｏ
5 が偏在した薄膜ガラス層が見られた。その薄膜ガラス
層はＰ2 Ｏ5 濃度がクラッド層全体の平均Ｐ2 Ｏ5 濃度
に対して１．２１倍、厚さは１．５μｍであった。
【００４５】次に、実施例１と同様に光学的特性を調べ
たところ、挿入損失については実施例１と同じ結果が得
られたものの、偏光依存性損失については、波長１．４
８μｍにおいて０．３０dB、波長１．５５μｍにおいて
０．２５dBであり、実施例２と比べ非常に偏光依存性損
失の大きな素子となった。
たところ、挿入損失については実施例１と同じ結果が得
られたものの、偏光依存性損失については、波長１．４
８μｍにおいて０．３０dB、波長１．５５μｍにおいて
０．２５dBであり、実施例２と比べ非常に偏光依存性損
失の大きな素子となった。
【００４６】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明は石英ガラ
ス基板及びコア導波路とクラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ
2 ＜ｎ1 の関係を満たす屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を形
成することにより、極めて偏光依存性損失の小さい石英
系ガラス導波路を得ることができる、という顕著な効果
を奏する。
ス基板及びコア導波路とクラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ
2 ＜ｎ1 の関係を満たす屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を形
成することにより、極めて偏光依存性損失の小さい石英
系ガラス導波路を得ることができる、という顕著な効果
を奏する。
【図１】本発明の石英ガラス系光導波路の製造方法及び
その製造工程により得られる石英ガラス系光導波路の一
実施例を示す説明図である。
その製造工程により得られる石英ガラス系光導波路の一
実施例を示す説明図である。
【図２】従来の石英ガラス系光導波路の製造方法及び石
英ガラス系光導波路を示す説明図である。
英ガラス系光導波路を示す説明図である。
【図３】ＭＺ型波長無依存３dBカプラの一例を示す説明
図。
図。
【図４】１．４８μｍ／１．５５μｍＷＤＭの一例を示
す説明図。
す説明図。
【図５】偏光依存性損失の測定系を示す説明図。
１，１１ 石英ガラス基板 ２，１２ コア膜 ３，１３ コア導波路 ４ａ 第１多孔質ガラス層 ４ｂ 第２多孔質ガラス層 ５，１５ クラッド層 ６ 薄膜ガラス層 １４ 多孔質ガラス層 １６ 異常ガラス層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 康晴 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 徳永 利秀 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】基板上に屈折率増加用ドーパントを添加し
た石英系ガラスからなる屈折率ｎ1のコア導波路が形成
され、該コア導波路を覆うように前記基板上にＰ2 Ｏ5
及び屈折率低下用ドーパントを添加した石英系ガラスか
らなる屈折率ｎ0 のクラッド層が形成されている石英系
ガラス導波路において、前記基板及び前記コア導波路と
前記クラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ2 ＜ｎ1 の関係を満
たす屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を有することを特徴とす
る石英系ガラス導波路。 - 【請求項２】前記コア導波路に添加される屈折率増加用
ドーパントは、ＴｉＯ2 であることを特徴とする請求項
１に記載の石英系ガラス導波路。 - 【請求項３】前記クラッド層に添加される屈折率低下用
ドーパントは、Ｂ2 Ｏ3 であることを特徴とする請求項
１若しくは請求項２に記載の石英系ガラス導波路。 - 【請求項４】前記コア導波路の高さが６μｍ以下であ
り、クラッド層に含まれるＢ2 Ｏ3 濃度は３．５重量％
以下、Ｐ2 Ｏ5 濃度は２．０重量％以下、ＳｉＯ2 濃度
は９４．５重量％以上であることを特徴とする請求項３
に記載の石英系ガラス導波路。 - 【請求項５】前記コア導波路の高さが６μｍを越え８μ
ｍ以下であり、クラッド層に含まれるＢ2 Ｏ3 濃度は
４．５重量％以下、Ｐ2 Ｏ5 濃度は２．５重量％以下、
ＳｉＯ2 濃度は９３．０重量％以上であることを特徴と
する請求項３に記載の石英系ガラス導波路。 - 【請求項６】前記基板は石英ガラス基板からなり、前記
クラッド層の屈折率ｎ0 は前記石英ガラス基板の屈折率
とほぼ等しいことを特徴とする請求項１乃至請求項５の
いずれかに記載の石英系ガラス導波路。 - 【請求項７】前記薄膜ガラス層に含まれるＰ2 Ｏ5 濃度
は前記クラッド層に含まれるＰ2 Ｏ5 濃度に対して１．
２０倍以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項
６のいずれかに記載の石英系ガラス導波路。 - 【請求項８】前記薄膜ガラス層の厚さは２．０μｍ以下
であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれ
かに記載の石英系ガラス導波路。 - 【請求項９】石英ガラス基板上に電子ビーム蒸着法によ
り屈折率増加用ドーパントを添加した石英系ガラスから
なる屈折率ｎ1 のコアガラス膜を形成した後、該コアガ
ラス膜をホトリソグラフィー及び反応性イオンエッチン
グを用いて断面矩形状のコア導波路を形成し、該コア導
波路を覆うように前記石英ガラス基板上に火炎堆積法に
よりＰ2 Ｏ5 及び屈折率低下用ドーパントを添加した石
英系ガラスからなる多孔質ガラス層を形成した後、該多
孔質ガラス層を焼結して透明ガラス化した屈折率ｎ0 の
クラッド層を形成する石英系ガラス導波路の製造方法に
おいて、前記透明ガラス化工程において、前記多孔質ガ
ラス内に含まれるＰ2 Ｏ5 を下方に拡散させて前記基板
及び前記コア導波路と前記クラッド層との界面にｎ0 ≦
ｎ2 ＜ｎ1 の関係を満たす屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を
形成することを特徴とする石英系ガラス導波路の製造方
法。 - 【請求項１０】石英ガラス基板上に電子ビーム蒸着法に
より屈折率増加用ドーパントを添加した石英系ガラスか
らなる屈折率ｎ1 のコアガラス膜を形成した後、該コア
ガラス膜をホトリソグラフィー及び反応性イオンエッチ
ングを用いて断面矩形状のコア導波路を形成し、該コア
導波路を覆うように前記石英ガラス基板上に火炎堆積法
により屈折率低下用ドーパントを添加したＰ2 Ｏ5 を含
まない石英系ガラスからなる第１多孔質ガラス層を形成
した後、該第１多孔質ガラス層の上にＰ2 Ｏ5 及び屈折
率低下用ドーパントを添加した石英系ガラスからなる第
２多孔質ガラス層を形成し、その後前記第１及び第２の
多孔質ガラス層を焼結して透明ガラス化する石英系ガラ
ス導波路の製造方法において、前記透明ガラス化工程中
に前記第２多孔質ガラス層から前記第１多孔質ガラス層
へＰ2 Ｏ5 を拡散させて厚さ方向にほぼ一定の屈折率ｎ
0 を有するクラッド層を形成すると共に、前記基板及び
前記コア導波路と前記クラッド層との界面にｎ0 ≦ｎ2
＜ｎ1 の関係を満たす屈折率ｎ2 の薄膜ガラス層を形成
することを特徴とする石英系ガラス導波路の製造方法。 - 【請求項１１】前記クラッド層を形成するための焼結温
度を１２５０℃以上１３５０℃以下の範囲とすることを
特徴とする請求項９若しくは請求項１０に記載の石英系
ガラス導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11527794A JPH07318734A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11527794A JPH07318734A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318734A true JPH07318734A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14658681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11527794A Pending JPH07318734A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318734A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001025829A1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-04-12 | Alcatel Optronics Uk Limited | Optical waveguide with a composite cladding layer and method of fabrication thereof |
| JP2002267864A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路デバイスの作製方法及び光導波路デバイス |
| US6690872B2 (en) | 2000-01-12 | 2004-02-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silica based optical waveguide and production method therefor |
| US6718109B1 (en) | 1999-10-07 | 2004-04-06 | Alcatel Optronics Uk Limited | Optical waveguide with a multi-layer core and method of fabrication thereof |
| JP2005250482A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Jds Uniphase Corp | 平面光導波路における偏光依存性の低減 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP11527794A patent/JPH07318734A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001025829A1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-04-12 | Alcatel Optronics Uk Limited | Optical waveguide with a composite cladding layer and method of fabrication thereof |
| US6718109B1 (en) | 1999-10-07 | 2004-04-06 | Alcatel Optronics Uk Limited | Optical waveguide with a multi-layer core and method of fabrication thereof |
| US6690872B2 (en) | 2000-01-12 | 2004-02-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silica based optical waveguide and production method therefor |
| JP2002267864A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路デバイスの作製方法及び光導波路デバイス |
| JP2005250482A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Jds Uniphase Corp | 平面光導波路における偏光依存性の低減 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR910006730B1 (ko) | 기판 지지형 광 도파관을 포함하는 장치와 그 제조방법 | |
| US10468849B1 (en) | Hybrid optical waveguides of tellurium-oxide-coated silicon nitride and methods of fabrication thereof | |
| JPH09105965A (ja) | 光学デバイス | |
| JP2004503799A (ja) | グレーデッドインデックス導波路 | |
| JPH06342110A (ja) | プレ−ナ光導波路のためのガラス母材およびプレ−ナ光導波路の製造方法 | |
| JP2002221630A (ja) | 干渉計光回路及びその製造方法 | |
| JPH06281977A (ja) | 光利得装置からなる製品 | |
| US6909831B2 (en) | Optical waveguide | |
| CA2332385A1 (en) | Silica based optical waveguide and production method therefor | |
| NL8602603A (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een vlakke lichtgolfgeleider. | |
| JP3679036B2 (ja) | 導波型光回路 | |
| US6631235B1 (en) | Planar lightwave circuit platform and method for manufacturing the same | |
| JP3208744B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| Mori et al. | Multimode deposited silica waveguide and its application to an optical branching circuit | |
| JP3575342B2 (ja) | 石英ガラス系光導波路の製造方法 | |
| JP2953173B2 (ja) | 光導波路 | |
| EP1030413A1 (en) | Article comprising a planar optical waveguide amplifier, and method of making same | |
| JP2000241636A (ja) | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 | |
| JPH06331844A (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| JP2603652B2 (ja) | 光導波路製造方法 | |
| KR100328132B1 (ko) | 함침 공정을 이용한 평면형 광증폭기 및 그 제조 방법 | |
| McGoldrick et al. | Passive optical silica-on-silicon waveguide components | |
| Hanada et al. | Polarization Independent FDM/WDM Coupler Using Low Birefringence Silica Optical Waveguide Deposited by APCVD | |
| John et al. | Fabrication and demonstration of a pure silica-core waveguide utilizing a density-based index contrast | |
| SUZUKI et al. | High< mos00154. jpg> Glass Waveguide Multi/Demultiplexers with Small Device Size and Low Wavelength Response Sensitivity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010522 |