JPS62240908A - 導波路型光学素子の製造方法 - Google Patents
導波路型光学素子の製造方法Info
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- JPS62240908A JPS62240908A JP60246393A JP24639385A JPS62240908A JP S62240908 A JPS62240908 A JP S62240908A JP 60246393 A JP60246393 A JP 60246393A JP 24639385 A JP24639385 A JP 24639385A JP S62240908 A JPS62240908 A JP S62240908A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はカルコブナイドがラス薄膜、特に硫化砒素プラ
ス薄膜を用いた導波路型光学素子（例えば光導波路、レ
ンズ、グレーティング、偏光器等）の製造法に係り、特
に光散乱損失の小さい導波路型光学素子の製造方法に関
する０ 〔発明の背景〕 カルコグナイドがラスすなわち硫黄、セレン、テルルの
うち少なくとも一つの元素を含んだガラスは可視および
近赤外領域で光透過性に優れていることから、光通信な
どに用いる光学素子を形成するための光導波路材料とし
て優れている。光導波路は、上記ガラスを真空蒸着ある
いはス・ンツタリング等により所望の基板上に数μｍ厚
に堆積することにより形成できる。ところでカルコグナ
イドがラスに電子線あるいは紫外線を照射すると、照射
された部分の屈折率が高くなることが知られている。た
とえばツヤ−ナル・オプ・アプライド・フィゾックス（
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ ） 。
ス薄膜を用いた導波路型光学素子（例えば光導波路、レ
ンズ、グレーティング、偏光器等）の製造法に係り、特
に光散乱損失の小さい導波路型光学素子の製造方法に関
する０ 〔発明の背景〕 カルコグナイドがラスすなわち硫黄、セレン、テルルの
うち少なくとも一つの元素を含んだガラスは可視および
近赤外領域で光透過性に優れていることから、光通信な
どに用いる光学素子を形成するための光導波路材料とし
て優れている。光導波路は、上記ガラスを真空蒸着ある
いはス・ンツタリング等により所望の基板上に数μｍ厚
に堆積することにより形成できる。ところでカルコグナ
イドがラスに電子線あるいは紫外線を照射すると、照射
された部分の屈折率が高くなることが知られている。た
とえばツヤ−ナル・オプ・アプライド・フィゾックス（
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ ） 。
Ｖｏｌ １４． Ｎｏ ７ 、 Ｐ １０７９ （１９
７５年）には、カルコゲナイドプラスに電子ビームを照
射すると照射された部分の屈折率Δｎ／ｎで１〜１０
Ｘ １０−’変化することが報告されている。ここでｎ
は電子ビーム照射前の屈折率、Δｎは電子ビームを照射
することによる屈折率変化の増加分である。かかる現象
を利用するとカルコグナイドプラス薄膜に局部的に屈折
率の高い部分を形成することができるため、各檀の導波
路型光学素子が容易に製造することができる。
７５年）には、カルコゲナイドプラスに電子ビームを照
射すると照射された部分の屈折率Δｎ／ｎで１〜１０
Ｘ １０−’変化することが報告されている。ここでｎ
は電子ビーム照射前の屈折率、Δｎは電子ビームを照射
することによる屈折率変化の増加分である。かかる現象
を利用するとカルコグナイドプラス薄膜に局部的に屈折
率の高い部分を形成することができるため、各檀の導波
路型光学素子が容易に製造することができる。
各種のカルコデナイト＊プラスのうち、Ａｓ２５．は可
視域および近赤外域での光透過性が特に良好であること
、また電子線を照射したときの屈折率変化が犬であるこ
とから特に重要なガラスであるといわれている。ここで
Ａｓ、 Ｓ３は砒素が３価、硫黄が２価であることから
化学量論的組成である。しかし上記プラスを蒸発源まだ
はス・２ツタリング源のプラスとして用いて薄膜を形成
すると、得られた薄膜の組成は不均一となり、光透過性
の良い光導波路用薄膜は得られない。ここで不均一性の
原因は、Ａｓ１Ｓ３がラス薄膜中にＡｓ４５４およびま
たはＡｓ 、 Ａｓ２Ｏ３などの結晶体が生成するため
である。
視域および近赤外域での光透過性が特に良好であること
、また電子線を照射したときの屈折率変化が犬であるこ
とから特に重要なガラスであるといわれている。ここで
Ａｓ、 Ｓ３は砒素が３価、硫黄が２価であることから
化学量論的組成である。しかし上記プラスを蒸発源まだ
はス・２ツタリング源のプラスとして用いて薄膜を形成
すると、得られた薄膜の組成は不均一となり、光透過性
の良い光導波路用薄膜は得られない。ここで不均一性の
原因は、Ａｓ１Ｓ３がラス薄膜中にＡｓ４５４およびま
たはＡｓ 、 Ａｓ２Ｏ３などの結晶体が生成するため
である。
これらの不均一成分が光を通したときに光を散乱させ光
透過率を低下し、結果的に緒特性に優れた導波路型光学
素子を得ることができない。
透過率を低下し、結果的に緒特性に優れた導波路型光学
素子を得ることができない。
本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、硫化砒
素プラス薄膜の組成が均一で、光散乱の少ないすなわち
伝搬損失の少ない導波路型光学素子の製造を可能とする
導波路型光学素子の製造方法を提供することにある。
素プラス薄膜の組成が均一で、光散乱の少ないすなわち
伝搬損失の少ない導波路型光学素子の製造を可能とする
導波路型光学素子の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために硫化砒素プラスの組成と得ら
れた薄膜の均一性を種々検討した結果、光導波路用薄膜
を得るための蒸着源あるいはス・セツタリング源として
硫化砒素ガラス、具体的にはＡｓ、Ｓｘ （ｘ ＝ ３
．１〜３．８ ）で表わされる硫化砒素ガラスを用いる
ことによって達成される。化学量論組成であるＡｓ２５
１に比較して硫黄含有量の犬なるプラスを用いることに
より、得られた薄膜中のＡｓ４５４結晶、 Ａｓ結晶、
Ａｓ２Ｏ３結晶等の不均一成分が著しく減少し、光散
乱が少なく光透過性の良好な薄膜が得られる。ここで硫
化砒素がラスの組成をＡｓ２ Ｓｘ （ｘ ＝ ３．１
〜３．８ ）と限定する理由は、Ｘの値が３．１よシ小
の場合得られた薄膜中に前記した不均一成分が生成しや
すくなるためであり、Ｘの値が３．８より大の場合得ら
れた薄膜の耐熱性が著しく低下するためである。
れた薄膜の均一性を種々検討した結果、光導波路用薄膜
を得るための蒸着源あるいはス・セツタリング源として
硫化砒素ガラス、具体的にはＡｓ、Ｓｘ （ｘ ＝ ３
．１〜３．８ ）で表わされる硫化砒素ガラスを用いる
ことによって達成される。化学量論組成であるＡｓ２５
１に比較して硫黄含有量の犬なるプラスを用いることに
より、得られた薄膜中のＡｓ４５４結晶、 Ａｓ結晶、
Ａｓ２Ｏ３結晶等の不均一成分が著しく減少し、光散
乱が少なく光透過性の良好な薄膜が得られる。ここで硫
化砒素がラスの組成をＡｓ２ Ｓｘ （ｘ ＝ ３．１
〜３．８ ）と限定する理由は、Ｘの値が３．１よシ小
の場合得られた薄膜中に前記した不均一成分が生成しや
すくなるためであり、Ｘの値が３．８より大の場合得ら
れた薄膜の耐熱性が著しく低下するためである。
本発明で使用する硫化砒素ガラスは、高純度の砒素と硫
黄単体を所定量配合した石英製のがラス管を真空封止し
た後、揺動可能な電気炉中に入れ、これを６００〜８５
０℃で１０〜２４時間放置し、砒素と硫黄を反応させ、
最后にプラス管ごと水中で急冷することにより製造する
ことができる。このプラスの組成は、最初に仕込んだ硫
黄と砒素の量によって決定される。
黄単体を所定量配合した石英製のがラス管を真空封止し
た後、揺動可能な電気炉中に入れ、これを６００〜８５
０℃で１０〜２４時間放置し、砒素と硫黄を反応させ、
最后にプラス管ごと水中で急冷することにより製造する
ことができる。このプラスの組成は、最初に仕込んだ硫
黄と砒素の量によって決定される。
本発明の方法で導波路型光学素子を製造するには、上記
した硫化砒素がラスを蒸発源、スパッタリング源として
用い、抵抗加熱方式の真空蒸着、電子ビーム加熱方式の
真空蒸着、あるいは高周波スパッタリング等の方法によ
り各種基板に付着することにより形成することができる
。基板材料としては、単結晶のシリコンあるいは多結晶
のシリコンを用いることができる。ただし、シリコンを
用いる場合には、シリコンの屈折率が硫化砒素がラスの
屈折率よシ犬であるため、これを熱酸化するかス・９ツ
タリング等であらかじめＳｔＯ，薄膜を形成したものを
用いることが必要である。シリコン以外の基板材料とし
ては、ＧａＡｓ 、 ＩｎＰ等の化合物半導体、それに
ｔ、５Ｎｂｏ、 、 ＬＩＴ１０３１ トＯ光学結晶？
−挙げることができる。ここで化合物半導体を用いる場
合シリコン同様その屈折率がカルコグナイドガラスより
大であるためその上にＳｉＯ，、ＭｇＯ１ＳｉＯなどの
低屈折率薄膜を真空蒸着、ス・ぐツタリング、ＣＶＤ法
等で形成してはじめて基板として使用可能となる。これ
以外の基板材料としては、光学的に研磨した石英ガラス
、ノクイレックスガラス、クラウンガラス等のシリカが
ラスを用いることができる。これらのガラスは、いずれ
も硫化砒素ガラスに比較して屈折率が小であるためその
ままで使用可能である。
した硫化砒素がラスを蒸発源、スパッタリング源として
用い、抵抗加熱方式の真空蒸着、電子ビーム加熱方式の
真空蒸着、あるいは高周波スパッタリング等の方法によ
り各種基板に付着することにより形成することができる
。基板材料としては、単結晶のシリコンあるいは多結晶
のシリコンを用いることができる。ただし、シリコンを
用いる場合には、シリコンの屈折率が硫化砒素がラスの
屈折率よシ犬であるため、これを熱酸化するかス・９ツ
タリング等であらかじめＳｔＯ，薄膜を形成したものを
用いることが必要である。シリコン以外の基板材料とし
ては、ＧａＡｓ 、 ＩｎＰ等の化合物半導体、それに
ｔ、５Ｎｂｏ、 、 ＬＩＴ１０３１ トＯ光学結晶？
−挙げることができる。ここで化合物半導体を用いる場
合シリコン同様その屈折率がカルコグナイドガラスより
大であるためその上にＳｉＯ，、ＭｇＯ１ＳｉＯなどの
低屈折率薄膜を真空蒸着、ス・ぐツタリング、ＣＶＤ法
等で形成してはじめて基板として使用可能となる。これ
以外の基板材料としては、光学的に研磨した石英ガラス
、ノクイレックスガラス、クラウンガラス等のシリカが
ラスを用いることができる。これらのガラスは、いずれ
も硫化砒素ガラスに比較して屈折率が小であるためその
ままで使用可能である。
上記基板上に形成した硫化砒素薄膜は、それ自体がスラ
ブ型の光導波路であることから各種光学素子として用い
ることができる。基板としてＬｉＮｂＯ３等の音響光学
指数の大なる光学結晶を用い、この結晶上にクシ型電極
を配備した基板上に硫化砒素プラス薄膜を形成し、Ｌｉ
ＮｂＯ３に超音波を重畳すれば、その周波数に応じた格
子間隔の回折格子が硫化砒素薄膜上に形成され、波長分
波器、光偏向器などの光学素子を得ることができる。こ
れ以外に、硫化砒素薄膜に各棟の光学素子を形成するに
は、電子ビームあるいは紫外線を照射する方法がある。
ブ型の光導波路であることから各種光学素子として用い
ることができる。基板としてＬｉＮｂＯ３等の音響光学
指数の大なる光学結晶を用い、この結晶上にクシ型電極
を配備した基板上に硫化砒素プラス薄膜を形成し、Ｌｉ
ＮｂＯ３に超音波を重畳すれば、その周波数に応じた格
子間隔の回折格子が硫化砒素薄膜上に形成され、波長分
波器、光偏向器などの光学素子を得ることができる。こ
れ以外に、硫化砒素薄膜に各棟の光学素子を形成するに
は、電子ビームあるいは紫外線を照射する方法がある。
例えば電子ビームまたは紫外線を帯状に照射することに
より、三次元光導波路が形成できる。電子ビームまたは
紫外線ｔｌ−Ｙ字状に照射すれば、導波路型カップラお
よび光分岐器が形成できる。また、これらのエネルイを
制御し、部分的に屈折率変化をもたせることにより、フ
レネル型導波路レンズが形成できる。さらに所定の間隔
で電子線または紫外線の照射することにより、マイクロ
グレーティングを形成することができる。光学素子の形
成法としては、これ以外にＸ線を用いて屈折率を変化す
る方法がある。さらに硫化砒素ガラス薄膜上にＡｇ、
Ａｔ、 ＴＩ などの金属薄膜を形成し、これに
電子ビーム、紫外線、ＸＩｆｓを照射し金属をガラス中
に拡散させることによって屈折率変化を持たせた光学素
子形成も可能である。これらの導波路型光学素子はオグ
トエレクトロニクス部品に不可欠なものであり、例えば
上記の導波路型フレネルレンズとマイクログレーティン
グを一つの薄膜上に形成すれば、導波路型光合分波器の
製造が可能となる。
より、三次元光導波路が形成できる。電子ビームまたは
紫外線ｔｌ−Ｙ字状に照射すれば、導波路型カップラお
よび光分岐器が形成できる。また、これらのエネルイを
制御し、部分的に屈折率変化をもたせることにより、フ
レネル型導波路レンズが形成できる。さらに所定の間隔
で電子線または紫外線の照射することにより、マイクロ
グレーティングを形成することができる。光学素子の形
成法としては、これ以外にＸ線を用いて屈折率を変化す
る方法がある。さらに硫化砒素ガラス薄膜上にＡｇ、
Ａｔ、 ＴＩ などの金属薄膜を形成し、これに
電子ビーム、紫外線、ＸＩｆｓを照射し金属をガラス中
に拡散させることによって屈折率変化を持たせた光学素
子形成も可能である。これらの導波路型光学素子はオグ
トエレクトロニクス部品に不可欠なものであり、例えば
上記の導波路型フレネルレンズとマイクログレーティン
グを一つの薄膜上に形成すれば、導波路型光合分波器の
製造が可能となる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）
第１図に示すスラブ型光導波路の製造方法基板として厚
さ４００μｍのシリコン単結晶１を用い、これを電気炉
に入れて純水０．０１５ ％を含む窒素を流速２ｔ／＋
ｎｉｎで流しながら８００℃で加熱し、基板表面を酸化
して厚さ０．３μｍのＳｉｎ、薄ＷＸ２を形成した。
さ４００μｍのシリコン単結晶１を用い、これを電気炉
に入れて純水０．０１５ ％を含む窒素を流速２ｔ／＋
ｎｉｎで流しながら８００℃で加熱し、基板表面を酸化
して厚さ０．３μｍのＳｉｎ、薄ＷＸ２を形成した。
次に上記基板を４０℃に保ち、真空度５ Ｘ １０−’
ｍＨｇ、蒸着速度２０し智にて上記基板上に厚さ１μｍ
の硫化砒素ガラス薄膜３を真空蒸着した。ここで真空蒸
着の蒸発源として、Ａｓ２Ｓ３，３の平均組成をもつ硫
化砒素プラスを用いた。Ａ ｓ ２ Ｓ ３．３ガラス
は、ＡｓとＳ（いずれも純度９９．９９９％以上）の粉
末を化学当量比でＡＩ：Ｓ＝２：３．３に配合した混合
物を石英がラス管内に真空封止し、６００〜８００℃で
２４時間加熱溶融攪拌して製造したものである。
ｍＨｇ、蒸着速度２０し智にて上記基板上に厚さ１μｍ
の硫化砒素ガラス薄膜３を真空蒸着した。ここで真空蒸
着の蒸発源として、Ａｓ２Ｓ３，３の平均組成をもつ硫
化砒素プラスを用いた。Ａ ｓ ２ Ｓ ３．３ガラス
は、ＡｓとＳ（いずれも純度９９．９９９％以上）の粉
末を化学当量比でＡＩ：Ｓ＝２：３．３に配合した混合
物を石英がラス管内に真空封止し、６００〜８００℃で
２４時間加熱溶融攪拌して製造したものである。
得られたスラブ型光導波路の伝搬損失を測定するために
第２図に示す如く、基板１上に形成された硫化砒素ガラ
ス薄膜３上の両端部に夫々斜面４ｃ、４ｄが外側斜上方
に向くように三角形状をした２個のプリズムカップラ４
ｍ、 ４ｂを間隔をおいて搭載し、上記２個のプリズム
カップラ４ｍ、 ４ｂの間隔量を変化させつつ、一方の
プリズムカップラ４ａの斜面４ｃに向って矢印方向に入
射した波長０．６３２８μｍのレーデ光５ａの出力と、
他方のプリズムカップラ４ｂの斜面４ｄから出射するレ
ーデ光５ｂの出力との差すなわち伝搬損失を測定したと
ころ、伝搬損失は０．８ｄ Ｂ ７ｃｍと良好な値を示
した。
第２図に示す如く、基板１上に形成された硫化砒素ガラ
ス薄膜３上の両端部に夫々斜面４ｃ、４ｄが外側斜上方
に向くように三角形状をした２個のプリズムカップラ４
ｍ、 ４ｂを間隔をおいて搭載し、上記２個のプリズム
カップラ４ｍ、 ４ｂの間隔量を変化させつつ、一方の
プリズムカップラ４ａの斜面４ｃに向って矢印方向に入
射した波長０．６３２８μｍのレーデ光５ａの出力と、
他方のプリズムカップラ４ｂの斜面４ｄから出射するレ
ーデ光５ｂの出力との差すなわち伝搬損失を測定したと
ころ、伝搬損失は０．８ｄ Ｂ ７ｃｍと良好な値を示
した。
この硫化砒素薄膜を顕微鏡観察したところ、第３図に示
す写真の如く膜質は均一であることが確認された。また
、この薄膜をＸ線（Ｃｕ Ｋａ線）を照射して回折パタ
ーンを測定したところ、第４図に示した硫化砒素がラス
特有のハローパターン（ピーク値約１８度および３２．
５度）のみが得られ、不均一成分がほとんどないことが
確認された。得られた薄膜を剥離して、差動熱量計を用
いてプラス転移温度を測定したところ１９５℃であり、
この薄膜は良好な耐熱性を示すことが判った。
す写真の如く膜質は均一であることが確認された。また
、この薄膜をＸ線（Ｃｕ Ｋａ線）を照射して回折パタ
ーンを測定したところ、第４図に示した硫化砒素がラス
特有のハローパターン（ピーク値約１８度および３２．
５度）のみが得られ、不均一成分がほとんどないことが
確認された。得られた薄膜を剥離して、差動熱量計を用
いてプラス転移温度を測定したところ１９５℃であり、
この薄膜は良好な耐熱性を示すことが判った。
（実施例２）
実施例１で得た硫化砒素薄膜上に加速電圧５〜２５ｋＶ
、スポット径０．３μｍの電子ビームを照射して、巾３
ｍ、長さ２ｓ＋ｓ＋のフレネルレンズのレンズを作製し
た。電子ビームが照射された部分の屈折率は、０．１〜
５ Ｘ １０−”屈折率が高くなっており、その焦点距
離は５喝であった。
、スポット径０．３μｍの電子ビームを照射して、巾３
ｍ、長さ２ｓ＋ｓ＋のフレネルレンズのレンズを作製し
た。電子ビームが照射された部分の屈折率は、０．１〜
５ Ｘ １０−”屈折率が高くなっており、その焦点距
離は５喝であった。
得られた７レネルレンズの伝搬損失を測定するために、
第２図に示したプリズムカップラを用いて波長０．６３
２８μｍのレーデ光を入射した。二つのｆ ＩＪ スム
カッグラの間隔を変えてフレネルレンズの伝搬損失を測
定したところ、１．０ ｄＢ／ａｎと良好な値を示した
。
第２図に示したプリズムカップラを用いて波長０．６３
２８μｍのレーデ光を入射した。二つのｆ ＩＪ スム
カッグラの間隔を変えてフレネルレンズの伝搬損失を測
定したところ、１．０ ｄＢ／ａｎと良好な値を示した
。
（実施例３）
Ｊ−波路型一横４ｐ製造
第５図に示す如く、前記実施例１と同一方法でＳ＋基板
６上にＳｔＯ薄膜２を形成し、さらにその上面に蒸着源
としてＡｓ２Ｓ３，３がラスを用いて１μｍの硫化砒素
がラス薄膜３を形成したのち、上記硫化砒素ガラス薄膜
３上に、発光用ファイバ７および発光用ロッド状レンズ
８よりの４種類の波長λ２．λ、。
６上にＳｔＯ薄膜２を形成し、さらにその上面に蒸着源
としてＡｓ２Ｓ３，３がラスを用いて１μｍの硫化砒素
がラス薄膜３を形成したのち、上記硫化砒素ガラス薄膜
３上に、発光用ファイバ７および発光用ロッド状レンズ
８よりの４種類の波長λ２．λ、。
λ１．λ、を有する光を入射するマイクロフレネルレン
ズ９ａト、このマイクロフレネルレンズ９ａよす光を波
長λ７．λ２．λ５．λ４毎に分波するため、間隔をお
いて波長λ０．λ２．λ５．λ４の数だけ配置されたマ
イクログレー７’４ング１０ ｍ 、 １０ ｂ 、
１０ ｃ 、 １０ ｄと、これらマイクログレーデ
ィング１０ｍ、１０ｂ、１０ｅ。
ズ９ａト、このマイクロフレネルレンズ９ａよす光を波
長λ７．λ２．λ５．λ４毎に分波するため、間隔をお
いて波長λ０．λ２．λ５．λ４の数だけ配置されたマ
イクログレー７’４ング１０ ｍ 、 １０ ｂ 、
１０ ｃ 、 １０ ｄと、これらマイクログレーデ
ィング１０ｍ、１０ｂ、１０ｅ。
１０ ｄよりの各波長λ１．λ７．λ５．λ４の光を入
射するため上記マイクロフレネルレンズ９ａに対して直
角方向に配置でれ、受光用ロッドレンズ８ｂ、 ８ａ、
８ｄ。
射するため上記マイクロフレネルレンズ９ａに対して直
角方向に配置でれ、受光用ロッドレンズ８ｂ、 ８ａ、
８ｄ。
８ｅおよび受光用ファイバ７ｂ、 ７ｅ、 ７ｄ、 ７
ｅに接続するマイクロフレネルレンズ９ｂ、 ９ｃ、
９ｄ、 ９ｅとからなる導波路型分波器を作製した。な
お、電子ビーム（７）加速を圧Ｕマイクロフレネルレン
ズ９ｍ、 ９ｂ。
ｅに接続するマイクロフレネルレンズ９ｂ、 ９ｃ、
９ｄ、 ９ｅとからなる導波路型分波器を作製した。な
お、電子ビーム（７）加速を圧Ｕマイクロフレネルレン
ズ９ｍ、 ９ｂ。
９ｃ、 ９ｄ、 ９ｅの作製時は５〜２５ ｋＶ、 −
ｒイクログレーディング１０ ｍ 、 １０ ｂ 、
１０ ｃ 、 １０ ｄの作製時は２５ｋｖであった。
ｒイクログレーディング１０ ｍ 、 １０ ｂ 、
１０ ｃ 、 １０ ｄの作製時は２５ｋｖであった。
またこれによって得られたマイクロダレ−ディング１０
ａ 、 ｔｏ ｂ 、 １０ ｃ 、 １０ ｄの
格子間隔は０．９６１ＡｒｒＬ、 １．Ｏ２Ａｍ、 １
．０４／ｊｍ、 １．０８μｍであり、硫化砒素ガラ
ス薄膜３の屈折率は電子ビームの照射前が２．４４であ
るのに対して照射後は２．４９でちった。さらに上記フ
レネルレンズ９ｍ、 ９ｂ、 ９ａ、 ９ｄ。
ａ 、 ｔｏ ｂ 、 １０ ｃ 、 １０ ｄの
格子間隔は０．９６１ＡｒｒＬ、 １．Ｏ２Ａｍ、 １
．０４／ｊｍ、 １．０８μｍであり、硫化砒素ガラ
ス薄膜３の屈折率は電子ビームの照射前が２．４４であ
るのに対して照射後は２．４９でちった。さらに上記フ
レネルレンズ９ｍ、 ９ｂ、 ９ａ、 ９ｄ。
９ｅの焦点距離は５．０ ｍであった。上記の構成であ
るから、半導体レーデにより波長１゜２μｍ、１．２４
μｍ。
るから、半導体レーデにより波長１゜２μｍ、１．２４
μｍ。
１．２８ Ａｍ、 １．３２ｊｊｍの４種類の光を７フ
イパ７ａ、Ｏラド状レンズ８ａを通って導波すると、フ
レネルレンズ９ａを介して４個のマイクログレーディン
グ１０ａ。
イパ７ａ、Ｏラド状レンズ８ａを通って導波すると、フ
レネルレンズ９ａを介して４個のマイクログレーディン
グ１０ａ。
１０ ｂ 、 １０ ｃ 、 １０ ｄによシ光が４棟
類の波長λ１．λ、。
類の波長λ１．λ、。
λ８．λ、に分波されたのち、４個のマイクロフレネル
レンズ９ｂ、 ９ｃ、 ９ｄ、 ９ｅによって各波長λ
Ｉ、λ、。
レンズ９ｂ、 ９ｃ、 ９ｄ、 ９ｅによって各波長λ
Ｉ、λ、。
λ１．λ、毎に集光され、ロッドレンズ８ｂ、 ９ｃ、
９ｄ。
９ｄ。
９ｅを介してファイバ７ｂ、 ７ｃ、 ７ｄ、 ７ｅに
入射される。
入射される。
このときの伝搬損失を測定した結果、各波長λ１゜λ２
．λ９．λ４とも０．５ ｄＢ／’ｃｔｎ以下の優れた
透過性を示した。
．λ９．λ４とも０．５ ｄＢ／’ｃｔｎ以下の優れた
透過性を示した。
（実施例４，５．６）
第１図に示すスラブ型光導波路の製造
実施例１に示した方法で、第１図に示すスラブ型光導波
路を作製した。ここで真空蒸着源として用いた硫化砒素
ガラスの組成は、Ａｇ２ Ｓ３．１ （実施例４）、Ａ
ｓ２Ｓ３，４ （実施例５）、Ａｓ、Ｓ、、、 （実施
例６）の３種類を用いた。実施例１で述べた様に第２図
に示した方法で得られた光導波路の伝搬損失を測定した
ところ、伝搬損失は、実施例４．５．６それぞれ０．９
ｄＢ／ｃＩｎ、 ０．７５ ｄＢ／ｃＰｌ＆、０．８
ｄＢ／ｍといずれも良好な値を示した。
路を作製した。ここで真空蒸着源として用いた硫化砒素
ガラスの組成は、Ａｇ２ Ｓ３．１ （実施例４）、Ａ
ｓ２Ｓ３，４ （実施例５）、Ａｓ、Ｓ、、、 （実施
例６）の３種類を用いた。実施例１で述べた様に第２図
に示した方法で得られた光導波路の伝搬損失を測定した
ところ、伝搬損失は、実施例４．５．６それぞれ０．９
ｄＢ／ｃＩｎ、 ０．７５ ｄＢ／ｃＰｌ＆、０．８
ｄＢ／ｍといずれも良好な値を示した。
これらの硫化砒素薄膜を顕微鏡観察したところ、いずれ
の場合も第３図に示した写真とほぼ同程度の結果が得ら
れ、これらの膜質はほぼ均一であることが確認された。
の場合も第３図に示した写真とほぼ同程度の結果が得ら
れ、これらの膜質はほぼ均一であることが確認された。
また、これらの薄膜をＸ線分析したところ、第４図に示
したとほぼ同一の回折・平ターンが得られ、いずれの膜
も不拘成分がほとんどないことが確認された。得られた
薄膜を剥離して差動熱量計を用いてガラス転移温度を測
定したところ、実施例４．５．６それぞれ２０２℃、１
９０℃、１８８℃であシ、これらの薄膜は良好な耐熱性
を示すことが判った。
したとほぼ同一の回折・平ターンが得られ、いずれの膜
も不拘成分がほとんどないことが確認された。得られた
薄膜を剥離して差動熱量計を用いてガラス転移温度を測
定したところ、実施例４．５．６それぞれ２０２℃、１
９０℃、１８８℃であシ、これらの薄膜は良好な耐熱性
を示すことが判った。
（実施例７）
ＬｉＮｂＯ，結晶（Ｙカット品）を基板とし、この上に
ス・ぐツタリング法によシ硫化砒素薄膜を形成し、スラ
ブ型光導波路を製造した。用いたス・母ツタリングター
ｒットの組成はＡｓｈ ５３Ｊｓ テあり、ＲＦ／＃ワ
ー３０Ｗ、真空度２ Ｘ １０−’ ｔｏｒｒ、 Ａｒ
ガス中でス／譬ツタリングを行った。得られた薄膜の伝
搬損失を実施例１で述べた方法で測定したところ、０．
８０ｄＢ／ｃｍと良好な値を示した。薄膜を顕微鏡観察
、Ｘ線分析したところ、膜質はほぼ均一であり、不純物
がほとんどないことが確認された。
ス・ぐツタリング法によシ硫化砒素薄膜を形成し、スラ
ブ型光導波路を製造した。用いたス・母ツタリングター
ｒットの組成はＡｓｈ ５３Ｊｓ テあり、ＲＦ／＃ワ
ー３０Ｗ、真空度２ Ｘ １０−’ ｔｏｒｒ、 Ａｒ
ガス中でス／譬ツタリングを行った。得られた薄膜の伝
搬損失を実施例１で述べた方法で測定したところ、０．
８０ｄＢ／ｃｍと良好な値を示した。薄膜を顕微鏡観察
、Ｘ線分析したところ、膜質はほぼ均一であり、不純物
がほとんどないことが確認された。
（比較例）
実施例１で示したのと同様の方法で、スラブ型光導波路
を製造した。用いた基板、５ｉ０２膜の形成に関しては
同一とし、硫化砒素薄膜を得る際の蒸発源としてＡｓ２
Ｓ３．（１の平均組成をもつ硫化砒素ガラスを用いた。
を製造した。用いた基板、５ｉ０２膜の形成に関しては
同一とし、硫化砒素薄膜を得る際の蒸発源としてＡｓ２
Ｓ３．（１の平均組成をもつ硫化砒素ガラスを用いた。
得られたスラブ型光導波路の伝搬損失を実施例１と同様
の方法で測定したところ、４ｄＢ／ａｎと高い値を示し
、光透過率は実施例１に比較して低いことが判った。こ
の硫化砒素薄膜を顕微鏡観察したところ、第６図に示す
写真の如く、膜質は不均一であることが判った。また、
この薄膜をＸ線分析したところ第７図に示した様に、Ａ
ｓ４５．結晶、Ａｓ結晶、Ａｓ２Ｏ３結晶に起因する回
折ピークが得られ、光透過率が低い原因はこれらの不純
物によるものであることが判った。
の方法で測定したところ、４ｄＢ／ａｎと高い値を示し
、光透過率は実施例１に比較して低いことが判った。こ
の硫化砒素薄膜を顕微鏡観察したところ、第６図に示す
写真の如く、膜質は不均一であることが判った。また、
この薄膜をＸ線分析したところ第７図に示した様に、Ａ
ｓ４５．結晶、Ａｓ結晶、Ａｓ２Ｏ３結晶に起因する回
折ピークが得られ、光透過率が低い原因はこれらの不純
物によるものであることが判った。
同様にして蒸発源として”２Ｓ２．６、Ａｓｈ ＳＳ、
Ｉを用いて得た薄膜もこれとほぼ同様の結果であり、実
施例に比較して光透過性の悪い薄膜しか得られないこと
が判った。
Ｉを用いて得た薄膜もこれとほぼ同様の結果であり、実
施例に比較して光透過性の悪い薄膜しか得られないこと
が判った。
一方蒸着源としてＡｓ２ ＳＳ、。およびこれよシ硫黄
含有率の高い硫化砒素ガラスを用いて得た薄膜は、膜の
均一性に関しては実施例とほぼ同一であるもののガラス
転移温度が１５０℃以下であシ、実用上耐熱性に問題が
あることが判った。
含有率の高い硫化砒素ガラスを用いて得た薄膜は、膜の
均一性に関しては実施例とほぼ同一であるもののガラス
転移温度が１５０℃以下であシ、実用上耐熱性に問題が
あることが判った。
以上述べた様に本発明の硫化砒素ガラスを用いると膜質
が均一な薄膜が得られ、伝搬損失の小さい導波路型素子
の製造が可能となる。本技術は、電子ビームあるいは紫
外線、Ｘ線照射技術などと組み合わせることにより、三
次元導波路、マイクロレンズ、グレーティング等の光素
子、光合分波器、光スィッチ、光偏光器などの光部品の
製造に巾広く応用できる。
が均一な薄膜が得られ、伝搬損失の小さい導波路型素子
の製造が可能となる。本技術は、電子ビームあるいは紫
外線、Ｘ線照射技術などと組み合わせることにより、三
次元導波路、マイクロレンズ、グレーティング等の光素
子、光合分波器、光スィッチ、光偏光器などの光部品の
製造に巾広く応用できる。
第１図はスラブ型光導波路の構成図、第２図は真、第４
図は本発明で得られた薄膜のＸ線回折パターン、第５図
は本発明の分波器構成図、第６図は図面に代わる従来技
術で得られる薄膜の顕微鏡写真、第７図は従来技術で得
られる薄膜のＸ線回折・ぐターンである。 ｌ・・・シリコン単結晶、２・・・Ｓｉｎ、薄膜、３・
・・硫化砒素プラス薄膜、４ｍ、 ４ｂ・・・プリズム
カップラ、４ｅ。 ４ｄ・・・斜面、５ｍ、 ５ｂ・・・レーデ−光、６・
・・８１基板、７ｍ・・・発光用ファイノ々、７ｂ、
７ｃ、 ７ｄ、 ７ｅ・・・受光用ファイバ、９−ｏ
ｙド状レンズ、９ｍ、 ９ｂ、 ９ｃ、 ９ｄ、 ９ｅ
・・・マイクロ７レネルレンズ、１０ ｍ 、 １０
ｂ 、 １０ ｅ 。 １０ ｄ・・・マイクログレーティング。 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第１図 第２凹 ；−： ３ 図 第４図 第５図 第 ６ 図 第 ７（７Ｉ Ｘ Ｈｍ＃／＜ターン （ｍ Ｃｕ Ｋｈ り手続補
正書彷式） ％式％ １、事件の表示 昭和６０年特許願第２４６３９３号 ２、発明の名称 導波路型光学素子の製造方法 ３、補正をする音 事件との関係 特許出願人 住所（居所） 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番
地氏名（名称） （５１０）株式会社 日立製作所
４、代理人 住所 東京都港区西新橋１丁目６番１４号 相馬西新
橋ビル昭和６２年４月２８日 ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄および図面７、補正
の内容 別紙のとおり。 ７図」を「薄膜のＸ線回折パターン、第４図は本発明の
分波器構成図、第５図」に補正する。 （２） 図面を添付のとおり、第４図を第３図に、第
５図を第４図に、第７図を第５図」に図番量を補正する
。 以上 第３図 第４図
図は本発明で得られた薄膜のＸ線回折パターン、第５図
は本発明の分波器構成図、第６図は図面に代わる従来技
術で得られる薄膜の顕微鏡写真、第７図は従来技術で得
られる薄膜のＸ線回折・ぐターンである。 ｌ・・・シリコン単結晶、２・・・Ｓｉｎ、薄膜、３・
・・硫化砒素プラス薄膜、４ｍ、 ４ｂ・・・プリズム
カップラ、４ｅ。 ４ｄ・・・斜面、５ｍ、 ５ｂ・・・レーデ−光、６・
・・８１基板、７ｍ・・・発光用ファイノ々、７ｂ、
７ｃ、 ７ｄ、 ７ｅ・・・受光用ファイバ、９−ｏ
ｙド状レンズ、９ｍ、 ９ｂ、 ９ｃ、 ９ｄ、 ９ｅ
・・・マイクロ７レネルレンズ、１０ ｍ 、 １０
ｂ 、 １０ ｅ 。 １０ ｄ・・・マイクログレーティング。 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第１図 第２凹 ；−： ３ 図 第４図 第５図 第 ６ 図 第 ７（７Ｉ Ｘ Ｈｍ＃／＜ターン （ｍ Ｃｕ Ｋｈ り手続補
正書彷式） ％式％ １、事件の表示 昭和６０年特許願第２４６３９３号 ２、発明の名称 導波路型光学素子の製造方法 ３、補正をする音 事件との関係 特許出願人 住所（居所） 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番
地氏名（名称） （５１０）株式会社 日立製作所
４、代理人 住所 東京都港区西新橋１丁目６番１４号 相馬西新
橋ビル昭和６２年４月２８日 ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄および図面７、補正
の内容 別紙のとおり。 ７図」を「薄膜のＸ線回折パターン、第４図は本発明の
分波器構成図、第５図」に補正する。 （２） 図面を添付のとおり、第４図を第３図に、第
５図を第４図に、第７図を第５図」に図番量を補正する
。 以上 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、蒸発源あるいはスパッタリング源に硫化砒素ガラス
を用いて、基板材料上にカルコゲナイドガラス薄膜を形
成することを特徴とする導波路型光学素子の製造方法。 ２、上記硫化砒素ガラスが、Ａｓ＿２Ｓｘ（但し、ｘ＝
３．１〜３．８）で表わされる組成を有するものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導波路型
光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60246393A JPH0679096B2 (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 導波路型光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60246393A JPH0679096B2 (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 導波路型光学素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62240908A true JPS62240908A (ja) | 1987-10-21 |
| JPH0679096B2 JPH0679096B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17147853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60246393A Expired - Lifetime JPH0679096B2 (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 導波路型光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679096B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19704000A1 (de) * | 1997-02-04 | 1998-08-06 | Bosch Gmbh Robert | Herstellung von Wellenleiterstrukturen in Chalkogeniden oder Chalkohaliden |
| US7807595B2 (en) * | 2004-04-15 | 2010-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Low loss chalcogenide glass fiber |
| KR101529955B1 (ko) * | 2014-05-20 | 2015-06-18 | 아이오솔루션(주) | 칼코게나이드 기반의 광학계 모듈 |
| CN116299794A (zh) * | 2023-02-24 | 2023-06-23 | 宁波大学 | 一种全硫系玻璃中红外超构透镜的制备方法及结构 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51107147A (en) * | 1975-03-18 | 1976-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | asss keigarasuhakumakuhikaridoharo |
-
1985
- 1985-11-05 JP JP60246393A patent/JPH0679096B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51107147A (en) * | 1975-03-18 | 1976-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | asss keigarasuhakumakuhikaridoharo |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19704000A1 (de) * | 1997-02-04 | 1998-08-06 | Bosch Gmbh Robert | Herstellung von Wellenleiterstrukturen in Chalkogeniden oder Chalkohaliden |
| US7807595B2 (en) * | 2004-04-15 | 2010-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Low loss chalcogenide glass fiber |
| KR101529955B1 (ko) * | 2014-05-20 | 2015-06-18 | 아이오솔루션(주) | 칼코게나이드 기반의 광학계 모듈 |
| CN116299794A (zh) * | 2023-02-24 | 2023-06-23 | 宁波大学 | 一种全硫系玻璃中红外超构透镜的制备方法及结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0679096B2 (ja) | 1994-10-05 |
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