JPS58106504A - 屈折率分布型透明部材の製造方法 - Google Patents
屈折率分布型透明部材の製造方法Info
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- JPS58106504A JPS58106504A JP56205941A JP20594181A JPS58106504A JP S58106504 A JPS58106504 A JP S58106504A JP 56205941 A JP56205941 A JP 56205941A JP 20594181 A JP20594181 A JP 20594181A JP S58106504 A JPS58106504 A JP S58106504A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、所望のパターンのイオン通過阻止用マスク層
をガラス、その類似物等から成る透明部材の表面ζこ形
成し、このマスク層の開口部を介してイオン交換又はイ
オン拡散を行うことによって、上記透明部材中（こ上記
所望のパターンに応じた屈折率分布を得るようにした屈
折率分布型透明部材の製造方法（こ関するものである。
をガラス、その類似物等から成る透明部材の表面ζこ形
成し、このマスク層の開口部を介してイオン交換又はイ
オン拡散を行うことによって、上記透明部材中（こ上記
所望のパターンに応じた屈折率分布を得るようにした屈
折率分布型透明部材の製造方法（こ関するものである。
従来、光通信等に用いる光分岐器又は光分波器としては
、集束性ロッドレンズを元ファイバの出射端一こ配置し
て元ファイバからの出射光をほぼ平行光（こし、この平
行光が進行する空間内又は前記集束性ロッドレンズの出
射端面にプリズム、ミラー或いは干渉フィルターを挿入
したものや、元ファイバ端面に直接蒸着膜を形成したも
のが用いられていた。しかしこのような構造のものは製
造に相当の工数を要し、また貴男性が必ずしも良くない
等の欠点があった。
、集束性ロッドレンズを元ファイバの出射端一こ配置し
て元ファイバからの出射光をほぼ平行光（こし、この平
行光が進行する空間内又は前記集束性ロッドレンズの出
射端面にプリズム、ミラー或いは干渉フィルターを挿入
したものや、元ファイバ端面に直接蒸着膜を形成したも
のが用いられていた。しかしこのような構造のものは製
造に相当の工数を要し、また貴男性が必ずしも良くない
等の欠点があった。
そこでガラス基板等にイオン通過阻止用マスク層を形成
し、このマスク層を所望のパターンにエアルカリイオン
とをイオン交換したり、あるいは電界をかけながら溶融
塩中のイオンをガラス基板中（こ拡散したりして、上記
所望のパターンζこ応じム：屈折率分布をガラス基板中
に形成することをこより、光分岐器や光分波器を構成す
ることが提案されている。
し、このマスク層を所望のパターンにエアルカリイオン
とをイオン交換したり、あるいは電界をかけながら溶融
塩中のイオンをガラス基板中（こ拡散したりして、上記
所望のパターンζこ応じム：屈折率分布をガラス基板中
に形成することをこより、光分岐器や光分波器を構成す
ることが提案されている。
前述のようなイオン父換法或いは電界印加イオン拡散法
を用いてガラス基板中（こ所望の屈折率分布を形成する
際には、従来から、イオンの通過を阻止する為のマスク
層として、チタン、アルミニウム等の金属をガラス基板
の表面（こ蒸着、スパッタリング等で製膜したものが用
いられていた。
を用いてガラス基板中（こ所望の屈折率分布を形成する
際には、従来から、イオンの通過を阻止する為のマスク
層として、チタン、アルミニウム等の金属をガラス基板
の表面（こ蒸着、スパッタリング等で製膜したものが用
いられていた。
しかしこの種の金属マスクは、高温の溶融塩、例えば硝
酸塩或いは硫酸塩と接触するこみにより酸化され、初期
の目的であるイオンの通過を阻止するマスクとしての機
能を果たせない場合が度々あった。特（こ電界印加イオ
ン拡散法では、溶融塩の分解が激しくなる為、金属マス
クが急激に酸化され易くてマスクとしての機、能を果た
せず、所望のパターンの屈折率分布を正しく形成出来な
いという欠点があった。
酸塩或いは硫酸塩と接触するこみにより酸化され、初期
の目的であるイオンの通過を阻止するマスクとしての機
能を果たせない場合が度々あった。特（こ電界印加イオ
ン拡散法では、溶融塩の分解が激しくなる為、金属マス
クが急激に酸化され易くてマスクとしての機、能を果た
せず、所望のパターンの屈折率分布を正しく形成出来な
いという欠点があった。
本発明は上述の如き問題を解決する為のもので明部材の
表面の所定の領域以外でのイオンの通過を阻止する機能
を充分（こ果たすマスク層を用いることにより、所望通
りの良好な屈折率分布を得ることが出来るよう（こした
ものである。
表面の所定の領域以外でのイオンの通過を阻止する機能
を充分（こ果たすマスク層を用いることにより、所望通
りの良好な屈折率分布を得ることが出来るよう（こした
ものである。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図を参照して説
明する。
明する。
第１図は、電界印加イオン拡散法によりガラス基板中に
屈折率分布を形成する本発明による方法を説明する為の
電界印加イオン拡散装置の概略縦断面図である。ガラス
基板（１）としては、普通、光学ガラス等を用いること
が出来、ここではＢＫ−７と通称される光学ガラスを用
いた。
屈折率分布を形成する本発明による方法を説明する為の
電界印加イオン拡散装置の概略縦断面図である。ガラス
基板（１）としては、普通、光学ガラス等を用いること
が出来、ここではＢＫ−７と通称される光学ガラスを用
いた。
上記ガラス基板（１）の片側表面ｔこは、イオンの通過
を阻止する為の所望のパターンのマスク層（２）を、”
・” ・ スパッタリング等を用いて予め付着させである。
を阻止する為の所望のパターンのマスク層（２）を、”
・” ・ スパッタリング等を用いて予め付着させである。
なおガラス基板（１）に予め所望のパターンのマスク層
（２）を形成する（こは、まず、ガラス基板（１）の片
側表面全体に亘ってマスク層（２）を形成する。この場
合、ガラス基板（１）とマスク層（２）の付着強度を増
す為（こは、蒸着法よりもスパッタリングの方が望まし
い。次（こ、第２図及び第３図（こ示す如く、公知のフ
オｌ−ＩＪソグラフイの技術を用いてマスク層（２）を
部分的（こエツチングすること（こより、マスク層（２
）上に所望のパターンを形成して、イオンが通過する開
口部（３）を形成する。
（２）を形成する（こは、まず、ガラス基板（１）の片
側表面全体に亘ってマスク層（２）を形成する。この場
合、ガラス基板（１）とマスク層（２）の付着強度を増
す為（こは、蒸着法よりもスパッタリングの方が望まし
い。次（こ、第２図及び第３図（こ示す如く、公知のフ
オｌ−ＩＪソグラフイの技術を用いてマスク層（２）を
部分的（こエツチングすること（こより、マスク層（２
）上に所望のパターンを形成して、イオンが通過する開
口部（３）を形成する。
とはマ同形の断面を有する筒状の枠部（１ａ）をガラス
基板（１）に予め一体に形成して２くか、或はガラス基
板（１）ヲこ上述の所望のパターンを形成した後をここ
のガラス基板（１）を枠部（１ａ）に取付けるのが好ま
しい。
基板（１）に予め一体に形成して２くか、或はガラス基
板（１）ヲこ上述の所望のパターンを形成した後をここ
のガラス基板（１）を枠部（１ａ）に取付けるのが好ま
しい。
第１図に示す装置において、ガラス基板（１）の屈折率
の増加に寄与するイオンを含む溶融塩（４）（５１とし
ては、例えば、ＡｇＮＯ３単独の溶融塩或いはＴｌ！Ｎ
Ｏ３単独の溶融塩或いはＴ７２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｚ
ｎＳＯ４の３つの塩を含む混合溶融塩等を用いることが
出来る。
の増加に寄与するイオンを含む溶融塩（４）（５１とし
ては、例えば、ＡｇＮＯ３単独の溶融塩或いはＴｌ！Ｎ
Ｏ３単独の溶融塩或いはＴ７２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｚ
ｎＳＯ４の３つの塩を含む混合溶融塩等を用いることが
出来る。
しかし、Ａｇイオンはイオンの半径が小さい為拡散スピ
ードが早いが、コロイドを発生し易い為着色の原因にな
る欠点を有している。又Ｔフイオンは一価イオンの中で
は最も屈折率の増加に寄与する度合が大きくて望ましい
が、その硝酸塩は溶融温度が２０６Ｃと低くて蒸発が激
しい為、ＴｌＮＯ３は電界印加イオン拡散法にはあまり
好ましくない。一方、Ｔｌ ２８０４ 、Ｋ２ＳＯ４、
ＺｎＳＯ４をモルチで３０係＝３０％：４０％の割合で
混合した液はその溶融温度が４０ＤＣで電界印加イオン
拡散法ζこ適しているので、この例ζこ於いては上述の
塩を用いた。又電界を印加する為に、ガラス基板（１）
のマスク層（２）に接する溶融塩（４）中ｔこは陽極電
極（６）を、マスク層（２）と反対の面（こ接する溶融
塩（５）中には陰極電極（７）を夫々配置した。
ードが早いが、コロイドを発生し易い為着色の原因にな
る欠点を有している。又Ｔフイオンは一価イオンの中で
は最も屈折率の増加に寄与する度合が大きくて望ましい
が、その硝酸塩は溶融温度が２０６Ｃと低くて蒸発が激
しい為、ＴｌＮＯ３は電界印加イオン拡散法にはあまり
好ましくない。一方、Ｔｌ ２８０４ 、Ｋ２ＳＯ４、
ＺｎＳＯ４をモルチで３０係＝３０％：４０％の割合で
混合した液はその溶融温度が４０ＤＣで電界印加イオン
拡散法ζこ適しているので、この例ζこ於いては上述の
塩を用いた。又電界を印加する為に、ガラス基板（１）
のマスク層（２）に接する溶融塩（４）中ｔこは陽極電
極（６）を、マスク層（２）と反対の面（こ接する溶融
塩（５）中には陰極電極（７）を夫々配置した。
まず、本発明（こよる方法との比較の為１こ、マスク層
（２）としてスパッタリングで作成した厚す１．５μｍ
（通常１〜２μｍの範囲であればよい〕のＴｉ金属のみ
を作成したガラス基板（１）について、第１図の装置を
用いて上記混合塩中で′ａ界を印加してイオン拡散を行
った。この結果、３０分間でＴｉ金属膜が酸化されてＴ
ｉＯ２膜が形成きれると同時にガラス基板（１）のマス
ク層（２）側の全面に亘ってイオンが拡散し、マスクさ
しての機能を充分に果たせなかった。
（２）としてスパッタリングで作成した厚す１．５μｍ
（通常１〜２μｍの範囲であればよい〕のＴｉ金属のみ
を作成したガラス基板（１）について、第１図の装置を
用いて上記混合塩中で′ａ界を印加してイオン拡散を行
った。この結果、３０分間でＴｉ金属膜が酸化されてＴ
ｉＯ２膜が形成きれると同時にガラス基板（１）のマス
ク層（２）側の全面に亘ってイオンが拡散し、マスクさ
しての機能を充分に果たせなかった。
次（こ本発明をこ従って第３図に明示する如く、マスク
層（２）として前述の比較例の場合と同様の厚さ１．５
μｍのＴｉ金属膜（８）の上に更船こスパッタリングに
より厚？０．２μｍの５ｉ０２膜（９）全形成して二層
膜としたものを用い、前述の比較例の場合と同様のテス
トを６時間行ったきころ、５ｉ０２膜（９）（こクラッ
クが入ったが、′Ｐ１金属膜（８）は酸化されずに初期
の金属光沢を保持し、マスク七しての機能を充分に果た
した。
層（２）として前述の比較例の場合と同様の厚さ１．５
μｍのＴｉ金属膜（８）の上に更船こスパッタリングに
より厚？０．２μｍの５ｉ０２膜（９）全形成して二層
膜としたものを用い、前述の比較例の場合と同様のテス
トを６時間行ったきころ、５ｉ０２膜（９）（こクラッ
クが入ったが、′Ｐ１金属膜（８）は酸化されずに初期
の金属光沢を保持し、マスク七しての機能を充分に果た
した。
’ｊ １６ ’］、’ｉ金属膜（８）及びＳｉＯ２膜（
９）を夫々所望のパターンとする（こは、公知のフォト
リングラフィの技術を用いて各種の方法を採ることが出
来る。例えば、ガラス基板（１）の片側表面全体に亘っ
てＴ１金属ゝ□ 膜（８）と５ｉ０２膜（９）とをＩｌｌ［’を次形成し
た後に、これらの膜（８１（９＋を所望のパターンに順
次エツチングすることも出来るし、所望のパターンのＴ
ｉ金属膜（８）全形成した後（こ、 ５ｉ０２膜（９）
を形成してこれをエツチングすることも可能である。
９）を夫々所望のパターンとする（こは、公知のフォト
リングラフィの技術を用いて各種の方法を採ることが出
来る。例えば、ガラス基板（１）の片側表面全体に亘っ
てＴ１金属ゝ□ 膜（８）と５ｉ０２膜（９）とをＩｌｌ［’を次形成し
た後に、これらの膜（８１（９＋を所望のパターンに順
次エツチングすることも出来るし、所望のパターンのＴ
ｉ金属膜（８）全形成した後（こ、 ５ｉ０２膜（９）
を形成してこれをエツチングすることも可能である。
次に本発明（こよる方法との比較の為（こ、ガラス基板
（１）に直接厚さ約１μｍの８ｉ０２膜をスパッタリン
グで付着させて所望のパターンニングを行った後、既述
の比較例の場合と同様な電界印加によるイオン拡散を行
ったところ、ガラス基板（１）のマスク層（２）側の全
面に高屈折率層が形成され、ＳｉＯ２単体ではマスクと
しての機能を来たさないＣとも明確（こなった。
（１）に直接厚さ約１μｍの８ｉ０２膜をスパッタリン
グで付着させて所望のパターンニングを行った後、既述
の比較例の場合と同様な電界印加によるイオン拡散を行
ったところ、ガラス基板（１）のマスク層（２）側の全
面に高屈折率層が形成され、ＳｉＯ２単体ではマスクと
しての機能を来たさないＣとも明確（こなった。
以上のテストより、Ｔｉ金属膜はイオン通過阻止用マス
ク層として機能するが、酸化して’ｒｉ０２膜ζこなる
とマスクとしての機能を果たさないことが判明した。ま
た一方、Ｔｉ金属膜の上をこ８ｉ０２膜を付着さぜると
、５ｉ０２膜がイオンは通過させるが０２ガス等は通過
させないのでＳ ｉＯ２膜がＴｉ金属膜の酸化を防止し
、このためにこの二層膜は電界印加イオン拡散法に於け
るマスクとして有用であることが判明した。な８金属膜
の酸化防止の為の酸化膜或いは窒化膜は、通常、下地の
金属とは膨張係数が異なるので、剥離が生じないように
する為ｆこはあまり厚くするのは好ましくなく、０．１
５〜０．３μｍ程度であれば充分である。
ク層として機能するが、酸化して’ｒｉ０２膜ζこなる
とマスクとしての機能を果たさないことが判明した。ま
た一方、Ｔｉ金属膜の上をこ８ｉ０２膜を付着さぜると
、５ｉ０２膜がイオンは通過させるが０２ガス等は通過
させないのでＳ ｉＯ２膜がＴｉ金属膜の酸化を防止し
、このためにこの二層膜は電界印加イオン拡散法に於け
るマスクとして有用であることが判明した。な８金属膜
の酸化防止の為の酸化膜或いは窒化膜は、通常、下地の
金属とは膨張係数が異なるので、剥離が生じないように
する為ｆこはあまり厚くするのは好ましくなく、０．１
５〜０．３μｍ程度であれば充分である。
以上、本発明を実施例に付き説明したが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的
思想（こ基いて各種の変更が可能である。
らの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的
思想（こ基いて各種の変更が可能である。
した二層膜をマスク層（２）として前述の場合と同様の
テストを行ったところ、何れもマスクとしての機能を充
分果たすことが判明した。又電界印加イオン拡散法がイ
オン交換法に比べて処理時間が％〜％で済んで特（こ有
用であるので、以上の説明では電界印加イオン拡散法（
こついてのみ説明したアへ本発明はイオン交換法を用い
てガラス基板などの透明部材上（こ屈折率分布を形成す
る場合（こ適用できることはいうまでもない。
テストを行ったところ、何れもマスクとしての機能を充
分果たすことが判明した。又電界印加イオン拡散法がイ
オン交換法に比べて処理時間が％〜％で済んで特（こ有
用であるので、以上の説明では電界印加イオン拡散法（
こついてのみ説明したアへ本発明はイオン交換法を用い
てガラス基板などの透明部材上（こ屈折率分布を形成す
る場合（こ適用できることはいうまでもない。
本発明は上述の如く、イオン交換又はイオン拡散（こよ
り透明部材中に所望のパターンの屈折率分布を形成する
（こ際し、金属膜とこの金属膜上（こ積層して形成した
酸化膜又は窒化膜との二層膜から成るイオン通過阻止用
マスク層を形成するようにしたので、イオンの通過を上
記マスク層（こよって極めて良好（こ阻止することが出
来、この為ζこ所望通りの良好な屈折率分布を得ること
が出来る。
り透明部材中に所望のパターンの屈折率分布を形成する
（こ際し、金属膜とこの金属膜上（こ積層して形成した
酸化膜又は窒化膜との二層膜から成るイオン通過阻止用
マスク層を形成するようにしたので、イオンの通過を上
記マスク層（こよって極めて良好（こ阻止することが出
来、この為ζこ所望通りの良好な屈折率分布を得ること
が出来る。
図面は電界印加イオン拡散法を用いた本発明の一実施例
を示すものであって、第１図は電界印加イオン拡散装置
の概略縦断面図、第２図は第１図に示すガラス基板の一
部分の平面図、第３図は第２図のＩｌｌ −ＩＩＩ線断
面図である。 な旧図面に用いられている符号に於いて、（１）・・・
・・・・・・・・・・・・ガラス基板（２）・・・・・
・・・・・・・・・・マスク層（３）・・・・・・・・
・・・・・・・開口部である。 代理人 上屋 勝
を示すものであって、第１図は電界印加イオン拡散装置
の概略縦断面図、第２図は第１図に示すガラス基板の一
部分の平面図、第３図は第２図のＩｌｌ −ＩＩＩ線断
面図である。 な旧図面に用いられている符号に於いて、（１）・・・
・・・・・・・・・・・・ガラス基板（２）・・・・・
・・・・・・・・・・マスク層（３）・・・・・・・・
・・・・・・・開口部である。 代理人 上屋 勝
Claims (1)
- １、所望のパターンのイオン通過阻止用マスク層を透明
部材の表面（こ形成し、このマスク層の開口部を介して
イオン交換又はイオン拡散を行うことによって、上記透
明部材中に上記所望のパターンに応じた屈折率分布を得
るようにした屈折率分布型透明部材の製造方法に於いて
、上記透明部材の表面に形成した金属膜と、この金属膜
上（こ更に積層して形成した酸化膜又は窒化膜との二層
膜から成る上記イオン通過阻止用マスク層を形成した後
に、上記イオン交換又はイオン拡散を行うよう（こした
ことを特徴とする屈折率分布型透明部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205941A JPS58106504A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 屈折率分布型透明部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205941A JPS58106504A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 屈折率分布型透明部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106504A true JPS58106504A (ja) | 1983-06-24 |
| JPH0216484B2 JPH0216484B2 (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=16515250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56205941A Granted JPS58106504A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 屈折率分布型透明部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58106504A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261238A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-19 | Hoya Corp | 軸方向に屈折率分布を有するレンズの製造法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4882841A (ja) * | 1972-02-02 | 1973-11-06 |
-
1981
- 1981-12-18 JP JP56205941A patent/JPS58106504A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4882841A (ja) * | 1972-02-02 | 1973-11-06 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261238A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-19 | Hoya Corp | 軸方向に屈折率分布を有するレンズの製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0216484B2 (ja) | 1990-04-17 |
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