JPS6145202A - 光導波路 - Google Patents
光導波路Info
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- JPS6145202A JPS6145202A JP16634084A JP16634084A JPS6145202A JP S6145202 A JPS6145202 A JP S6145202A JP 16634084 A JP16634084 A JP 16634084A JP 16634084 A JP16634084 A JP 16634084A JP S6145202 A JPS6145202 A JP S6145202A
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- Japan
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- substrate
- optical waveguide
- thin film
- glass
- film
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- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光導波路に係り、特に光の閉じ込め効率が良
好な光導波路に関する。
好な光導波路に関する。
光通信システムを構成するには、半導体レーデやホトダ
イオードなどり受発光素子および光ファイ°パ、光コネ
クタ、光カプラ、光合分波器などの光部品が必要不可欠
でるる。
イオードなどり受発光素子および光ファイ°パ、光コネ
クタ、光カプラ、光合分波器などの光部品が必要不可欠
でるる。
従来、これら光部品は、レンズ、プリズム、回折格子な
どを組合せて構成していた。しだがって購成部品の大き
さ、機緘的安定性、信頼性、経済性など種々の問題があ
った。
どを組合せて構成していた。しだがって購成部品の大き
さ、機緘的安定性、信頼性、経済性など種々の問題があ
った。
さらに、システムが高度になシ、機能が多様化するに従
って、必要部品の数が増加するとともに、部品の加工、
組立精度および信頼性が増々厳しく要求され、システム
全体が非常に高コストになる問題があった。
って、必要部品の数が増加するとともに、部品の加工、
組立精度および信頼性が増々厳しく要求され、システム
全体が非常に高コストになる問題があった。
そこで光４波路を用いた新しい光学系によって、複数個
の素子を１枚の基板上に集積化した光ＩＣの１ｇ念が導
入され、光部品の大幅な小形、低コスト化が各種研究機
関で検討されている。
の素子を１枚の基板上に集積化した光ＩＣの１ｇ念が導
入され、光部品の大幅な小形、低コスト化が各種研究機
関で検討されている。
従来の光導波路は、特開昭５７−８５００８．特開昭５
７−８８４１１に記載されているように、ＬｋＮ４Ｏ３
またはＬｉ＝ＴａＯｓの単結晶薄膜を、蒸着またはスパ
ッタリングによってこれらの膜の屈Ｆｒｙ４よりも低い
屈折率の基板底面に付着させたもの、るるいはＩノＬＮ
４０ ｓの基板ｋ Ｔ＝を拡散して光導波路を形成した
もの等の方法があシ、特に後者が一般に広く用いられて
いる。
７−８８４１１に記載されているように、ＬｋＮ４Ｏ３
またはＬｉ＝ＴａＯｓの単結晶薄膜を、蒸着またはスパ
ッタリングによってこれらの膜の屈Ｆｒｙ４よりも低い
屈折率の基板底面に付着させたもの、るるいはＩノＬＮ
４０ ｓの基板ｋ Ｔ＝を拡散して光導波路を形成した
もの等の方法があシ、特に後者が一般に広く用いられて
いる。
しかしＴＡイオン拡散温度は１０００℃前後であシ、こ
のよつな高温で熱処理すると大気中においても、Ｌ、ｉ
、ｚＯが外部拡散してしまう。そして光導波路の屈折率
分布が広がシ、導彼光の閉じ込め効率が悪くな勺、消光
比が悪くなったシ、ファイバとの接続損失が増加してし
まった。
のよつな高温で熱処理すると大気中においても、Ｌ、ｉ
、ｚＯが外部拡散してしまう。そして光導波路の屈折率
分布が広がシ、導彼光の閉じ込め効率が悪くな勺、消光
比が悪くなったシ、ファイバとの接続損失が増加してし
まった。
また上述の光導波路を形成するには、高温操作を必要と
し、しかも多くの製造工程が必要でろシ、生産性が劣っ
ていた。さらに光導波路と空気との接触部において屈折
率の差が大であるため、光導波路の散乱し損失が増力口
してしまった。
し、しかも多くの製造工程が必要でろシ、生産性が劣っ
ていた。さらに光導波路と空気との接触部において屈折
率の差が大であるため、光導波路の散乱し損失が増力口
してしまった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、低
損失で、しかも−造工程が簡単な光導波路を提供するに
ある。
損失で、しかも−造工程が簡単な光導波路を提供するに
ある。
本発明は、基板上に形成したカルコゲナイドガラスｓ）
Ｊ！！Ｘに゛１子ビームを照射して所定の三次元光導波
路を形成すること、さらに上記の三次元光導波路を構成
したカルコゲナイドガラス薄膜上にこのガラス薄膜よシ
屈折率が小さい有機薄膜およびまたは無機薄膜と、この
薄膜上に形成した金屑薄膜から構成した光導波路忙よっ
て達成される。
Ｊ！！Ｘに゛１子ビームを照射して所定の三次元光導波
路を形成すること、さらに上記の三次元光導波路を構成
したカルコゲナイドガラス薄膜上にこのガラス薄膜よシ
屈折率が小さい有機薄膜およびまたは無機薄膜と、この
薄膜上に形成した金屑薄膜から構成した光導波路忙よっ
て達成される。
以下、本発明で使用する材料などＫついて説明する。基
板は、（ａ）単結晶シリコン、多結晶シリコンなどのシ
リコン、（６ンＱａＡｊ、 Ｉ？ＬＰ、Ｉ？ｌＡ）。
板は、（ａ）単結晶シリコン、多結晶シリコンなどのシ
リコン、（６ンＱａＡｊ、 Ｉ？ＬＰ、Ｉ？ｌＡ）。
などの半導体、（ｃ） ＬＬＮｂＯｓ 、 Ｌ＝ＴａＯ
ｓなどの光学結晶材料、（ｄ）石英ガラス、バイレック
スガラス、クラクンガラスなどのシリカ系ガラスを用い
る。上記基板の屈折率は、α）のシリコンの場合５．４
〜３．５Ｉ句の半導体の場合＆３〜工６’、 Ｇ）の光
学結晶の場合Ｚ１〜２．６． ｄ）のシリカ系ガラスの
場合１３〜２．０である。
ｓなどの光学結晶材料、（ｄ）石英ガラス、バイレック
スガラス、クラクンガラスなどのシリカ系ガラスを用い
る。上記基板の屈折率は、α）のシリコンの場合５．４
〜３．５Ｉ句の半導体の場合＆３〜工６’、 Ｇ）の光
学結晶の場合Ｚ１〜２．６． ｄ）のシリカ系ガラスの
場合１３〜２．０である。
カルコゲナイドガラス膜は、上記基板上に設ける。カル
コゲナイドガラスとは、硫黄、セレン、テルルを含むア
モルファス材料全般の呼称でるる。具体的にはＡｇ３Ｓ
Ｉ 、ＡｓｚＳｅｓ 、Ａｓ５Ｓｅｙ 、Ｇｅ５４゜Ａ
ｓ ２Ｔｅ ｓ 、（ｊｅＴｅ 、（ｊｅ ＋ｉＡｓ
５ｓＴｅ ２１１８２１ 、ＣｃｌＳｅ 、（ｊｅｓ
２ 、Ｎａ２５ｅなどであシ、屈折率は２．１〜３．１
でるる。なかでもＡｓｚ８ｓ 、ＡｓｚＳｅａは電子ビ
ームを照射した時の屈折変化率が約４％と大きいので好
ましい。
コゲナイドガラスとは、硫黄、セレン、テルルを含むア
モルファス材料全般の呼称でるる。具体的にはＡｇ３Ｓ
Ｉ 、ＡｓｚＳｅｓ 、Ａｓ５Ｓｅｙ 、Ｇｅ５４゜Ａ
ｓ ２Ｔｅ ｓ 、（ｊｅＴｅ 、（ｊｅ ＋ｉＡｓ
５ｓＴｅ ２１１８２１ 、ＣｃｌＳｅ 、（ｊｅｓ
２ 、Ｎａ２５ｅなどであシ、屈折率は２．１〜３．１
でるる。なかでもＡｓｚ８ｓ 、ＡｓｚＳｅａは電子ビ
ームを照射した時の屈折変化率が約４％と大きいので好
ましい。
カルコゲナイドガラス膜は真空蒸着法で形成する、蒸着
条件は、基板温度２５〜１００℃、真空度１ｘ １０−
’ 〜Ｉ Ｘ １０−’−ヤ＊成膜速Ｋ １０〜１０
ｏＬ／ｓｅｃでめシ、好ましくは基板温度４０〜６０℃
、真空度１ ｘ １０ ””−１ｘ １０−’ｍＨｐ、
成膜速度４０〜６０Ｘ／Ｓｅｃである。
条件は、基板温度２５〜１００℃、真空度１ｘ １０−
’ 〜Ｉ Ｘ １０−’−ヤ＊成膜速Ｋ １０〜１０
ｏＬ／ｓｅｃでめシ、好ましくは基板温度４０〜６０℃
、真空度１ ｘ １０ ””−１ｘ １０−’ｍＨｐ、
成膜速度４０〜６０Ｘ／Ｓｅｃである。
なお、カルコゲガイドガラスに接する基板の屈Ｆｒ率は
、カルコゲンガラスのそれよシ小さいとカルコゲンガラ
スく形成された光導波路に光を閉じ込めることがでよる
。基板が上記（ｃＬ）の単結晶シリコン、多結晶シリコ
ンなどのシリコンの場合は、屈折率がカルコゲンガラス
よシ大である。このためその表面を酸化してカルコゲン
ガラスよシ屈折率の小さい５ＬＯｚ（屈折率ｔ４７）膜
を形成しておく。５ＬＯｚ換は純水なα０（１１〜Ｑ、
０５％含む窒素を流速１〜５１．＾九で流しながら、７
００°〜１２００℃に加熱して得た。好ましくは純水な
α００５〜ＣＬＯ２％含む窒素を流速２〜５１＾九で流
しながら８００〜１０００℃に加熱する。
、カルコゲンガラスのそれよシ小さいとカルコゲンガラ
スく形成された光導波路に光を閉じ込めることがでよる
。基板が上記（ｃＬ）の単結晶シリコン、多結晶シリコ
ンなどのシリコンの場合は、屈折率がカルコゲンガラス
よシ大である。このためその表面を酸化してカルコゲン
ガラスよシ屈折率の小さい５ＬＯｚ（屈折率ｔ４７）膜
を形成しておく。５ＬＯｚ換は純水なα０（１１〜Ｑ、
０５％含む窒素を流速１〜５１．＾九で流しながら、７
００°〜１２００℃に加熱して得た。好ましくは純水な
α００５〜ＣＬＯ２％含む窒素を流速２〜５１＾九で流
しながら８００〜１０００℃に加熱する。
基板が上記（４）、Ｃ６）の場合も、上記と同様の理由
で表面に屈折率ｔ４〜ｔ７の５ＬＯｚ、Ｍρなどを真空
Ｍ着、スバ、り９ング、ＣＶＤなどで形成する。
で表面に屈折率ｔ４〜ｔ７の５ＬＯｚ、Ｍρなどを真空
Ｍ着、スバ、り９ング、ＣＶＤなどで形成する。
真空Ｍ着、スパッタ９ング、の条件は、基板温度１００
〜３００℃、Ａ空腹ｌＸ１０−’〜５Ｘ１０−’鵡Ｈｐ
、成膜速度２〜ｓｏｏ、Ｊへ仰でめル、好ましくは基板
温度１５０〜２５０℃、真空度ｓ ｘ ｉｎ”〜５Ｘ１
０−’騙Ｈ／、成膜速度１０〜１００んへ４Ｇである。
〜３００℃、Ａ空腹ｌＸ１０−’〜５Ｘ１０−’鵡Ｈｐ
、成膜速度２〜ｓｏｏ、Ｊへ仰でめル、好ましくは基板
温度１５０〜２５０℃、真空度ｓ ｘ ｉｎ”〜５Ｘ１
０−’騙Ｈ／、成膜速度１０〜１００んへ４Ｇである。
ＣＶＤの条件として、５ＡＯ２ｆｉの形成はモノシラン
（ＳＡＨ４）の酸化（０２）Ｉｃよプ行なった。生成温
度２００〜８００℃、生成速度２〜１７０＾／−４Ｇで
あシ、好ましく−は生成温度５５０〜４５０℃、生成速
度１０〜１００Ａ／ｊ４ｃである。
（ＳＡＨ４）の酸化（０２）Ｉｃよプ行なった。生成温
度２００〜８００℃、生成速度２〜１７０＾／−４Ｇで
あシ、好ましく−は生成温度５５０〜４５０℃、生成速
度１０〜１００Ａ／ｊ４ｃである。
上記（、＜）のガラスは、その表面を光学的に研摩する
。具体的には、従来から実施されている“ｉ 鏡面
研ｔａ＜ボ９シングλが適用される。ボｙシングでは、
１μｍ以下の大きさの砥粒を水などに懸濁させた研摩剤
、と軟質工具のボｙシャが用いられる。砥粒として酸化
セ９クム、工具にとッテボ９Ｖヤを用いた場合、１１０
０ＡＲｔχ 以下の鏡面に仕上げることができる。
。具体的には、従来から実施されている“ｉ 鏡面
研ｔａ＜ボ９シングλが適用される。ボｙシングでは、
１μｍ以下の大きさの砥粒を水などに懸濁させた研摩剤
、と軟質工具のボｙシャが用いられる。砥粒として酸化
セ９クム、工具にとッテボ９Ｖヤを用いた場合、１１０
０ＡＲｔχ 以下の鏡面に仕上げることができる。
なお、基板として上記（ｃｔ）を用いた場合、カルコゲ
ナイドガラス膜に電子ビームを照射する際に、電荷の蓄
積を防止する工夫が必要となる。
ナイドガラス膜に電子ビームを照射する際に、電荷の蓄
積を防止する工夫が必要となる。
具体的忙は、第１の方法として、Ｉｎｋｓ 、８１１０
２ 。
２ 。
ＴＡＱｚおよびＡｕなどの透明導’ｉｔ性範膜を基板ｔ
ｃｔ）上にスピンコード法、蒸着法、スパッタリング法
などで形成する。なかでもＩｎｋｓはスピンコード法で
容易に薄膜が形成でよるため特に重要である。スピンコ
ードの条件は回転数１０００〜５０００ｒｐｍ、 ｍ布
時間１０〜６０ｓｅｃ 、 Ｊ［厚１０００〜５０００
Ａであシ、好ましくは回転数２０００〜４０００ ｒ
ｐｍ 、塗布時間２０〜４０ｓｅｃ、 ＄厚２０００〜
４０００Ａである。
ｃｔ）上にスピンコード法、蒸着法、スパッタリング法
などで形成する。なかでもＩｎｋｓはスピンコード法で
容易に薄膜が形成でよるため特に重要である。スピンコ
ードの条件は回転数１０００〜５０００ｒｐｍ、 ｍ布
時間１０〜６０ｓｅｃ 、 Ｊ［厚１０００〜５０００
Ａであシ、好ましくは回転数２０００〜４０００ ｒ
ｐｍ 、塗布時間２０〜４０ｓｅｃ、 ＄厚２０００〜
４０００Ａである。
第２としては、基板（ｃｔ）上に形成したカルコゲナイ
ドガラス表面に導′Ｉ！膜を形成する方法でるる。具体
的釦は、一般に安価で入手が容易な ゛ＡＡ？：
真空蒸着法で形成する。真空蒸着の条件は基板温度を室
温とし、Ｘ窒度１ＸＩＯ−５〜５Ｘ１０−’ｍＨ１，膜
厚５０〜３００Ａであシ、好ましくは真空度５ｘ１ｏ”
〜５ｘ１ｏ−’ｓＨ７＋ 、［厚１００〜２ｏｏＸ テ
ｈ ル。
ドガラス表面に導′Ｉ！膜を形成する方法でるる。具体
的釦は、一般に安価で入手が容易な ゛ＡＡ？：
真空蒸着法で形成する。真空蒸着の条件は基板温度を室
温とし、Ｘ窒度１ＸＩＯ−５〜５Ｘ１０−’ｍＨ１，膜
厚５０〜３００Ａであシ、好ましくは真空度５ｘ１ｏ”
〜５ｘ１ｏ−’ｓＨ７＋ 、［厚１００〜２ｏｏＸ テ
ｈ ル。
なお、上記第２の方法において、電子ビームによりカル
コゲナイドガラスに所望の三次元光導波路を形成した後
に、導波膜を工、ｆ−ングなどＫより除去する必要があ
る。
コゲナイドガラスに所望の三次元光導波路を形成した後
に、導波膜を工、ｆ−ングなどＫより除去する必要があ
る。
カルコゲナイドガラス忙三次元光導彼路を形成する方法
は加速域圧１０〜５０ＫＶ、スポット径（Ｌｌ〜１μｍ
の電子ビーム、好ましくは加速電圧２５〜３０ＫＶ、ス
ポット径α２〜０．５μｍの電子ビームを電子ビーム描
画装置を用いてカルコゲナイドガラスに照射する。
は加速域圧１０〜５０ＫＶ、スポット径（Ｌｌ〜１μｍ
の電子ビーム、好ましくは加速電圧２５〜３０ＫＶ、ス
ポット径α２〜０．５μｍの電子ビームを電子ビーム描
画装置を用いてカルコゲナイドガラスに照射する。
カルコゲナイドガラス上に形成される薄膜は、カルコゲ
ナイドガラスよシも屈折率が小さい有機又は無機薄膜で
るる。有機薄膜は、エボキン樹脂、フレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリイミド樹ｌｊ￥１ポリメチルメタク
リレート、クロロメチル化ポリスチレンおよび半導体の
ｆｄ９１１Ｃ用いられる各棟の有機レジスト材料、光硬
化型のアク９ル材料などがある。
ナイドガラスよシも屈折率が小さい有機又は無機薄膜で
るる。有機薄膜は、エボキン樹脂、フレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリイミド樹ｌｊ￥１ポリメチルメタク
リレート、クロロメチル化ポリスチレンおよび半導体の
ｆｄ９１１Ｃ用いられる各棟の有機レジスト材料、光硬
化型のアク９ル材料などがある。
一方、無機材料としては、ＭＪ’Ｆ２ 、ＺｒＣｈ 、
ＣｅＦｓ 。
ＣｅＦｓ 。
５ＡＯ２，Ａｊ！ｚＯｓ 、ＺｎＳ、８ＬＯ，ＣａＦ２
、ＭＩＯ，ＣｔｌＳなどがある。
、ＭＩＯ，ＣｔｌＳなどがある。
？
これらの材料の屈折率はｔ３〜ｚＯでア）、カルコゲン
ガラスの屈折率よ勺も小さい。なかでも、ポリメチルメ
タクリレート、クロロメチル化ポリスチレン、ＳＬ０２
１Ｍ１０などが好ましい。
ガラスの屈折率よ勺も小さい。なかでも、ポリメチルメ
タクリレート、クロロメチル化ポリスチレン、ＳＬ０２
１Ｍ１０などが好ましい。
薄膜の形成は、有機化合物の場合スピンコード法、無機
化合物の場合真空蒸着流、スパッタリング法、イオンブ
レーティング法などがある。
化合物の場合真空蒸着流、スパッタリング法、イオンブ
レーティング法などがある。
これらの薄膜は、カルコゲナイドガラスに電子ビームを
照射して形成した三次元光導波路に光を動車よく導波す
る効果を有する。
照射して形成した三次元光導波路に光を動車よく導波す
る効果を有する。
具体的には、有機薄膜の場合、スピンナ回転数１０００
〜４０００ｒｐｍ、時間２１１−６０ｓｅｃでめシ、好
ましくはスピンナ回転数２０００〜３０００ｒｐｍ、時
間３０〜４０８ｅＣである。無機薄膜の場合真空蒸ｆｌ
ｔ法、スバ、り９ング法については基板温度４０〜６０
℃以外は前述と同様の条件である。
〜４０００ｒｐｍ、時間２１１−６０ｓｅｃでめシ、好
ましくはスピンナ回転数２０００〜３０００ｒｐｍ、時
間３０〜４０８ｅＣである。無機薄膜の場合真空蒸ｆｌ
ｔ法、スバ、り９ング法については基板温度４０〜６０
℃以外は前述と同様の条件である。
イオンブレーティング法は基板＠反２５〜１００℃。
真空ｉ １ Ｘｌ０−’〜５Ｘ１０−’ａ）ＩＰ、成膜
速度１ ％２ ｏｕｓｅｃであ勺、好ましくは基板温度
４０〜６０℃、真空度５Ｘ１０−４〜５Ｘ１０−’ＭＨ
ｐ、成膜速度３ ”−１０Ｘ／’Ｓｅｃである。存機又
は無機薄膜土建形成される金属薄膜は、Ａｊ！ 、Ａｕ
、Ａｙ 、 Ｗ 、 Ｍｎなどである。なかでも７Ｖ
ｇ。
速度１ ％２ ｏｕｓｅｃであ勺、好ましくは基板温度
４０〜６０℃、真空度５Ｘ１０−４〜５Ｘ１０−’ＭＨ
ｐ、成膜速度３ ”−１０Ｘ／’Ｓｅｃである。存機又
は無機薄膜土建形成される金属薄膜は、Ａｊ！ 、Ａｕ
、Ａｙ 、 Ｗ 、 Ｍｎなどである。なかでも７Ｖ
ｇ。
Ａｕは薄膜形成が容易なので％ＫＪｉ要でるる、この金
属薄膜は、紫外線、可視光線、電磁波、Ｋ対するカルコ
ゲナイドガラスの屈折率、透過率変化の防止、ならびに
水分によるカルコゲナイドガラスの濁シ、膜の剥離など
を防止するためのものであシ、本発明において不可欠の
構成要素でるる。
属薄膜は、紫外線、可視光線、電磁波、Ｋ対するカルコ
ゲナイドガラスの屈折率、透過率変化の防止、ならびに
水分によるカルコゲナイドガラスの濁シ、膜の剥離など
を防止するためのものであシ、本発明において不可欠の
構成要素でるる。
具体的には、スパッタリング法により基板温度２５〜９
０℃、真空ｆｉｌＸ１０〜ｌＸ１０ ａＨｊｌＦ、成膜
速度１０〜Ｉ ＣＩ ＯＡ／’Ｓｅｃ 、膜厚２００〜
５０００Ａでア）、好ましくは、基板温度４０〜６０℃
、真空度５Ｘ１０−’〜５χ１Ｏ−８ｔａＨ１” ＊成
膜速度５Ｏ−７０Ａ／ｓｅｃ、 膜厚１０００〜３００
０Ａでろる。
０℃、真空ｆｉｌＸ１０〜ｌＸ１０ ａＨｊｌＦ、成膜
速度１０〜Ｉ ＣＩ ＯＡ／’Ｓｅｃ 、膜厚２００〜
５０００Ａでア）、好ましくは、基板温度４０〜６０℃
、真空度５Ｘ１０−’〜５χ１Ｏ−８ｔａＨ１” ＊成
膜速度５Ｏ−７０Ａ／ｓｅｃ、 膜厚１０００〜３００
０Ａでろる。
なお、以後に出てくる武搬損失とは、散乱損失、光の閉
じ込め効率、ファイバとの接続損失などの総合である。
じ込め効率、ファイバとの接続損失などの総合である。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例ｔ
第１図忙示すように基板Ｉ Ｋ ｓ厚さ４００μｌルの
シリコン単結晶（屈折率３．４）を用い、これを電気炉
に入れて純水０．０１５％を含むｄ素を流速２１７ｍ１
ｎで流しながら８００℃で加熱し、基板表面を酸化して
厚さα３μ隅の二酸化ケイ素２（屈折率１．５）を形成
した。
シリコン単結晶（屈折率３．４）を用い、これを電気炉
に入れて純水０．０１５％を含むｄ素を流速２１７ｍ１
ｎで流しながら８００℃で加熱し、基板表面を酸化して
厚さα３μ隅の二酸化ケイ素２（屈折率１．５）を形成
した。
次忙、上記基板を４０ｔ＋忙保ち、真空度５Ｘ１０−’
１１）ＨＪ’ｌ成膜速度５ＣＪＸ／ＳｅＣにて上記二酸
化ケイ素膜上に厚さ１μ馬のＡｓｚｅｓ製カルコデカル
コゲナイドガラス膜３光導波路とも云う）真空蒸着した
。
１１）ＨＪ’ｌ成膜速度５ＣＪＸ／ＳｅＣにて上記二酸
化ケイ素膜上に厚さ１μ馬のＡｓｚｅｓ製カルコデカル
コゲナイドガラス膜３光導波路とも云う）真空蒸着した
。
このカルコゲナイドガラスの屈折率は２．４１であった
０ なお、Ａｓ２５ｓカルコゲンガラスは％ ＡｓとＳの、
粉末を真空中で８００℃忙加熱してｍｍｔし、これを急
冷してガラス化したものを用いた。
０ なお、Ａｓ２５ｓカルコゲンガラスは％ ＡｓとＳの、
粉末を真空中で８００℃忙加熱してｍｍｔし、これを急
冷してガラス化したものを用いた。
次Ｋ 、上Ｍｃ：カルコゲナイドガラス族３上に加速電
圧２５４ハスボ、ト径ＣＬ５μｍの電子ビーム４を照射
し、第２図、第３図に示すよう忙中約１μｍの三次元光
導波路５を形成し光導波路を得た。
圧２５４ハスボ、ト径ＣＬ５μｍの電子ビーム４を照射
し、第２図、第３図に示すよう忙中約１μｍの三次元光
導波路５を形成し光導波路を得た。
電子ビーム照射部は屈折率２．４８で６つだ。
三次元光導波路５の導波特性を確認するため、波長ｔ３
．αｍ、出力ｓ ｔｎＷの半導体レーデの出力光をレン
ズ系で約１μ馬のスポット径に絞）、半導波路５１Ｃ結
合させた。その結果、＠搬損失ｒｌＬ２４Ｂ／ａｍと良
好な結果が得られた。
．αｍ、出力ｓ ｔｎＷの半導体レーデの出力光をレン
ズ系で約１μ馬のスポット径に絞）、半導波路５１Ｃ結
合させた。その結果、＠搬損失ｒｌＬ２４Ｂ／ａｍと良
好な結果が得られた。
実施例２゜
第４図に示すようＩｃ基板１に、、厚さ１ｇの光学ガラ
ス（ＢＫ−ｙ、石英ガラス、屈折率ｔ５２）を用い、こ
れをスピンナ忙よシ回転数３００Ｏｒｐｍ 。
ス（ＢＫ−ｙ、石英ガラス、屈折率ｔ５２）を用い、こ
れをスピンナ忙よシ回転数３００Ｏｒｐｍ 。
時間３０ｓｅｃの条件にてｌ−０ｓをスピンコートシ丸
上記基板１を、１００ｔ、 １０娠九プリベークし、５
００℃、。
上記基板１を、１００ｔ、 １０娠九プリベークし、５
００℃、。
５ＱｍＬｎポストベークすることにより膜厚約５００Ｏ
ＡのＩ？ＬＯｓ膜６（屈折率２．０）を形成した。
ＡのＩ？ＬＯｓ膜６（屈折率２．０）を形成した。
次に、上記基板を５０℃に保ち、真空度５ Ｘ １０−
５ｗｂＨＰｒ成膜速度６ （Ｑ／ｓｅｃにて上記Ｉ？Ｌ
Ｏｓ膜上に厚さ０．８μｍのＡＳ２Ｓｅｓ ４カルコゲ
ナイドガラス膜３を真空蒸着した。このカルコゲナイド
ガラスの屈折率は２．７９であった。
５ｗｂＨＰｒ成膜速度６ （Ｑ／ｓｅｃにて上記Ｉ？Ｌ
Ｏｓ膜上に厚さ０．８μｍのＡＳ２Ｓｅｓ ４カルコゲ
ナイドガラス膜３を真空蒸着した。このカルコゲナイド
ガラスの屈折率は２．７９であった。
次に、第５因、第６図に示すように上記カルコゲｔイド
ガラス膜上に加速電圧２ｓｋＶ、スポット径α５μｍの
電子ビーム４を照射し、幅約１μｍの三次元先導波５を
形成光導波路を得た。電子ビーム照射部は屈折率２．８
５であった。
ガラス膜上に加速電圧２ｓｋＶ、スポット径α５μｍの
電子ビーム４を照射し、幅約１μｍの三次元先導波５を
形成光導波路を得た。電子ビーム照射部は屈折率２．８
５であった。
そして三次元光導波路の導波特性を実施例１と同様にし
て測定したところ、α２２ｄＢ／ｙｎと良好であった。
て測定したところ、α２２ｄＢ／ｙｎと良好であった。
実施例＆
実施例１と同様にして基板１上に二酸化クイ素膜２を形
成し、この上忙厚さ１μｍのＡｇ３ＳＩ ＪＲカルコゲ
ナイドガラス膜３を形成し、巾約１μｍの三次元光導波
路５を形成した。
成し、この上忙厚さ１μｍのＡｇ３ＳＩ ＪＲカルコゲ
ナイドガラス膜３を形成し、巾約１μｍの三次元光導波
路５を形成した。
次に基板１を５０℃にして、真空度５ ｘ １０− ”
ｐｍ９ 。
ｐｍ９ 。
成膜速Ｋ ５０Ａ／ｓｅｃで三次元光導波路を形成した
。
。
カルコゲナイドガ２ス膜上にオフ図に示すよう忙厚さα
５．ｕｎ＊の５ＬＯｚ膜（屈折率１４７）をスパッタリ
ングにより形成し光導波路を得た。
５．ｕｎ＊の５ＬＯｚ膜（屈折率１４７）をスパッタリ
ングにより形成し光導波路を得た。
そして、三次元光導波路の導波％性を冥〃通例１と同様
にして測定したところ、Ｑ、１ｄＢ／ｙｎ と良好で
あった。
にして測定したところ、Ｑ、１ｄＢ／ｙｎ と良好で
あった。
実施例４゜
実施例２と同様にして光学ガラス（ＢＫ−７，石英ガラ
ス）製基板上に厚さ約３ｏｏｏＡのＩｎｏｓ膜を形成し
、この上に厚さ０．８μｍ ｃＱＡｓ２Ｓｅｓ ｇカル
コゲナイドガラス換５を形成し、巾約１μ馬の三次元光
導波路５を形成した。
ス）製基板上に厚さ約３ｏｏｏＡのＩｎｏｓ膜を形成し
、この上に厚さ０．８μｍ ｃＱＡｓ２Ｓｅｓ ｇカル
コゲナイドガラス換５を形成し、巾約１μ馬の三次元光
導波路５を形成した。
次に三次元導波路を形成したカルコゲナイドガラス膜上
に、回転数３５０Ｏｒｐｍ、 ５０ｓｅｃの条件でポリ
メチルメタクリレート（屈折率ｔ４９）溶液をスビンコ
ー）１．．１０いで１０分間乾燥してオ８図に示すよう
忙厚さ５０００Ａのポリメチルメタクリレート膜８を形
成し光導波路を得た。
に、回転数３５０Ｏｒｐｍ、 ５０ｓｅｃの条件でポリ
メチルメタクリレート（屈折率ｔ４９）溶液をスビンコ
ー）１．．１０いで１０分間乾燥してオ８図に示すよう
忙厚さ５０００Ａのポリメチルメタクリレート膜８を形
成し光導波路を得た。
そして、三次元光導波路５の導波特性を実施例１と同様
にして測定したところ、伝搬損失０、１１ ｄＢｌｏＦ
ＦＬと良好であった。
にして測定したところ、伝搬損失０、１１ ｄＢｌｏＦ
ＦＬと良好であった。
′１□″ 実施例５゜
実施例１と同様忙して基板１上に二酸化クイ素膜２を形
成し、この上ＩＣ厚さ１μ局のＡｓｚＳｓ製カルコデカ
ルコゲナイドガラス膜５、巾約１μｍの三次元光４波路
５を形成した。
成し、この上ＩＣ厚さ１μ局のＡｓｚＳｓ製カルコデカ
ルコゲナイドガラス膜５、巾約１μｍの三次元光４波路
５を形成した。
次に三次元光導波路を形成したカルコゲナイドガラス土
建実施例３と同様忙して二酸化クイ素膜７を形成した。
建実施例３と同様忙して二酸化クイ素膜７を形成した。
続いて、基板１を５０℃に保ち、真空度５Ｘ１０−’ｍ
ＨＰ ＋成膜速度５０Ｘ／ｓｅｃで、オ９図に示すよう
にＡｕ ｇ ９をスバ、タリングで厚さ０．４μｍに形
成して光４波路を得た。
ＨＰ ＋成膜速度５０Ｘ／ｓｅｃで、オ９図に示すよう
にＡｕ ｇ ９をスバ、タリングで厚さ０．４μｍに形
成して光４波路を得た。
そして、三次元光導波路の特性を実施例１と同様忙して
測定したところ、＠搬損失Ｑ、ｊ ｒｔｆ３１０ｎと良
好であった。
測定したところ、＠搬損失Ｑ、ｊ ｒｔｆ３１０ｎと良
好であった。
さらに、チンシャインフェザメータに２４時間ばく露し
たが、ば〈露＃後で伝搬損失は変化しなかった。
たが、ば〈露＃後で伝搬損失は変化しなかった。
実施例６
実施例２と同様にして光学ガラス（ＢＫ−７，石英ガラ
ス）ａ１基板上に厚さ約６０ロ弘のＩ？ＬＯｓｇを形成
し、この上に厚さα８μ＃＆のＡｓｚＳ６ｘｄｉカルコ
ゲナイドガラス膜を形成し、巾約１．αｍの三次元光導
波路を形成した。
ス）ａ１基板上に厚さ約６０ロ弘のＩ？ＬＯｓｇを形成
し、この上に厚さα８μ＃＆のＡｓｚＳ６ｘｄｉカルコ
ゲナイドガラス膜を形成し、巾約１．αｍの三次元光導
波路を形成した。
ついて、実施例４と同様忙して厚さ５０００Ａのポリメ
チルメタクリレート膜を形成した。
チルメタクリレート膜を形成した。
上記したポリメチルメタクリレートＩＩＸｔで形成した
基板１を５０℃に保ち、真空度５×１０−ｓｗｋｌｐ。
基板１を５０℃に保ち、真空度５×１０−ｓｗｋｌｐ。
成膜速度５０Ａ／ｓｅｃで、Ｍをスパッタ９ンク第１０
図に示すように、ポリメチルメタクリレート膜上に厚さ
α４μｍの、Ｕ膜１０に形成すること忙よシ光導波路５
を得た。
図に示すように、ポリメチルメタクリレート膜上に厚さ
α４μｍの、Ｕ膜１０に形成すること忙よシ光導波路５
を得た。
そして、三次元光導波路の導波特性を実施例１と同様に
して測定したところ（ＬｌｌｄＢと良好であった。
して測定したところ（ＬｌｌｄＢと良好であった。
さらＩｃサンシャインクエザーメータに２４時間ばく露
したが、はく露前後で伝搬速度は変化しなかった。
したが、はく露前後で伝搬速度は変化しなかった。
実施例１
第１１図は、本発明の他の実施例を示し、三次元光導波
路５ａ、５ｂを近接させ、方向性結合器としての応用例
である。すなわち、近接した２つの光導波路ｓａ、ｓｂ
Ｑ間で、一方の光導波路５ａ内を歓搬する光が他の光導
波路５ｂＫエパネ、セント結合するものであル、光スイ
、ｆ−１光変調器など光通信システム構成上不可欠な光
部品となる。
路５ａ、５ｂを近接させ、方向性結合器としての応用例
である。すなわち、近接した２つの光導波路ｓａ、ｓｂ
Ｑ間で、一方の光導波路５ａ内を歓搬する光が他の光導
波路５ｂＫエパネ、セント結合するものであル、光スイ
、ｆ−１光変調器など光通信システム構成上不可欠な光
部品となる。
上記方向性結合器の性能を確認するため、波長１３μｍ
、出力５＃ｗの半導体レーザの出力光をレンズ系で約１
μ馬のスボ、ト径に絞り、光導波路５ａに結合させた。
、出力５＃ｗの半導体レーザの出力光をレンズ系で約１
μ馬のスボ、ト径に絞り、光導波路５ａに結合させた。
一方、光導波路５ｂからの出力光を計測した結果、結合
損失ｏ、ｓｄＢ、消光比は透過光、結合光ともに約−ｓ
ａｅｌｋ３と良好な結果が得られた。
損失ｏ、ｓｄＢ、消光比は透過光、結合光ともに約−ｓ
ａｅｌｋ３と良好な結果が得られた。
実施例８゜
第１２図は、本発明の他の実施例を示し、三次元光導波
路５ａ内を武搬する光信号を、５ｔｙ−５ｅに分配する
分配器としての機能を存するものである。一方、逆の経
路で５ｂ−５ｅ内を伝搬する光信号を一つに結合する、
結合器としての機能をも有している。
路５ａ内を武搬する光信号を、５ｔｙ−５ｅに分配する
分配器としての機能を存するものである。一方、逆の経
路で５ｂ−５ｅ内を伝搬する光信号を一つに結合する、
結合器としての機能をも有している。
上記分配器の性能を確認するため、波炎ｔ３μｍ出力５
ｍＷの半導体レーザの出力光をレンズ系でｆｆｙ１μ
ｍのスポット径に絞）、光導波路５ａｌＣ結合させた。
ｍＷの半導体レーザの出力光をレンズ系でｆｆｙ１μ
ｍのスポット径に絞）、光導波路５ａｌＣ結合させた。
その分配光を５ｂ−５ｅの各出力ボートで計測した結果
、飯搬損失α２５ｃｔＩ３／ａｔル９分配偏差０、５
ｄＢと良好な結果が得られた。
、飯搬損失α２５ｃｔＩ３／ａｔル９分配偏差０、５
ｄＢと良好な結果が得られた。
以上述べた様に本発明によれは、従来品忙比べて、簡便
かつ高精度で低損失な光導波路が安価忙形成できる。
かつ高精度で低損失な光導波路が安価忙形成できる。
さらに本発明で明らかにした光導波路の作成方法は、光
通信用合分波器をはじめ、今後光集積回路の形成に役立
つ。
通信用合分波器をはじめ、今後光集積回路の形成に役立
つ。
第１．４図は本発明の一実施例を示す光導波路の側面図
、第２．５．５．６図は本発明の一実施例を示し、電子
ビームによフ、三次元光導波路の形成状態を示す側面図
および斜視図、オフ。 ８、９．１０図は本発明の他の実施例を示す光導波路の
斜視図、第１１図は本発明の他の実施例として、方向性
結合器を示す斜視図、第１２図は本発明の他の実施例と
して、光分配・結合器を示す斜視図である。 １・・・基板、２，７・・・二駿化りイ素膜、５・・・
カルコゲナイドガラス膜、４・・・電子ビーム、５・・
・三次元光導波路、６・・・工？Ｌ０５膜、８・・・ボ
タメチルメタクリレート膜、９・−Ａｕ膜、１０・・・
〜膜。 代理人弁理士 高 ａ 明 夫 第 １図 第２図 第３図 第５図 第６図 茅′７図 第８め
、第２．５．５．６図は本発明の一実施例を示し、電子
ビームによフ、三次元光導波路の形成状態を示す側面図
および斜視図、オフ。 ８、９．１０図は本発明の他の実施例を示す光導波路の
斜視図、第１１図は本発明の他の実施例として、方向性
結合器を示す斜視図、第１２図は本発明の他の実施例と
して、光分配・結合器を示す斜視図である。 １・・・基板、２，７・・・二駿化りイ素膜、５・・・
カルコゲナイドガラス膜、４・・・電子ビーム、５・・
・三次元光導波路、６・・・工？Ｌ０５膜、８・・・ボ
タメチルメタクリレート膜、９・−Ａｕ膜、１０・・・
〜膜。 代理人弁理士 高 ａ 明 夫 第 １図 第２図 第３図 第５図 第６図 茅′７図 第８め
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板と、この基板上に形成した電子ビームにより所
望の導波路を形成したカルコゲナイドガラス層よりなる
光導波路。 ２、基板と、この基板上に形成した電子ビームにより所
望の導波路を形成したカルコゲナイドガラス層と、この
ガラス層上に形成した有機薄膜もしくは無機薄膜よりな
る光導波路。 ３、基板と、この基板上に形成した電子ビームにより所
望の導波路を形成したカルコゲナイドガラス層と、この
ガラス層上に形成した有機薄膜もしくは無機薄膜と、こ
の薄膜上に形成した金属薄膜よりなる光導波路。 ４、基板と、この基板上に形成した導電層と、この導電
層上に形成した電子ビームにより所望の導波路を形成し
たカルコゲナイドガラス層よりなる光導波路。 ５、基板と、この基板上に形成した導電層と、この導電
層上に形成した電子ビームにより所望の導波路を形成し
たカルコゲナイドガラス層と、このガラス層上に形成し
た有機薄膜もしくは有機薄膜よりなる光導波路。 ６、基板と、この基板上に形成した導電層と、この導電
層上に形成した電子ビームにより所望の導波路を形成し
たカルコゲナイドガラス層と、このガラス層上に形成し
た有機薄膜もしくは無機薄膜と、この薄膜上に形成され
た金属薄膜よりなる光路波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16634084A JPS6145202A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16634084A JPS6145202A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6145202A true JPS6145202A (ja) | 1986-03-05 |
Family
ID=15829550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16634084A Pending JPS6145202A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6145202A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5291575A (en) * | 1991-07-24 | 1994-03-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Manufacturing method for waveguide-type optical components |
| FR2798222A1 (fr) * | 1999-09-07 | 2001-03-09 | Centre Nat Rech Scient | Equipement et procede de fabrication de composants optiques |
| US7298550B2 (en) | 2004-07-22 | 2007-11-20 | Olympus Corporation | Dichroic mirror, fluorescence filter set, and fluoroscopy apparatus |
-
1984
- 1984-08-10 JP JP16634084A patent/JPS6145202A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5291575A (en) * | 1991-07-24 | 1994-03-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Manufacturing method for waveguide-type optical components |
| EP0525606B1 (en) * | 1991-07-24 | 1998-09-23 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Waveguide fabrication by electron beam irradiation of silica |
| FR2798222A1 (fr) * | 1999-09-07 | 2001-03-09 | Centre Nat Rech Scient | Equipement et procede de fabrication de composants optiques |
| WO2001018574A1 (fr) * | 1999-09-07 | 2001-03-15 | Centre National De La Recherche Scientifique - C.N.R.S. | Equipement et procede de fabrication de composants optiques |
| US7298550B2 (en) | 2004-07-22 | 2007-11-20 | Olympus Corporation | Dichroic mirror, fluorescence filter set, and fluoroscopy apparatus |
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