JPS6287905A - 導波路レンズの製造方法 - Google Patents
導波路レンズの製造方法Info
- Publication number
- JPS6287905A JPS6287905A JP22819685A JP22819685A JPS6287905A JP S6287905 A JPS6287905 A JP S6287905A JP 22819685 A JP22819685 A JP 22819685A JP 22819685 A JP22819685 A JP 22819685A JP S6287905 A JPS6287905 A JP S6287905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- crystallized glass
- waveguide
- curved face
- waveguide 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 12
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJDOZRNNYVAULJ-UHFFFAOYSA-L [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[F-].[F-].[Mg++].[Mg++].[Mg++].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[F-].[F-].[Mg++].[Mg++].[Mg++].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] RJDOZRNNYVAULJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000004410 intraocular pressure Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
- G02B6/1245—Geodesic lenses
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光導波路デバイスに用いられる導波路レンズの
製造方法に関する。
製造方法に関する。
導波路レンズは導波路中に組み込まれて、導波路内を伝
搬する拡散光束を導波路に平行な面内で平行光束に変換
したり、平行光束を上記面内で集束する機能をもち、光
集積スペクトラムアナライザ、光波長分割合波・分波回
路等の先導波路デバイスに広く使用されている。この導
波路レンズには種々の構成があるが、マルチモード光に
対して有効なものに導波路層の一部を特定形状の凹曲面
としたジオデシックレンズがある。そしてジオデシック
レンズの製造方法としては、ＬｉＮｂＯ３基板に対して
はダイヤモンドバイトによる超精密切削、ガラス基板に
対して高温条件゛；での眼圧もしくは加圧加工が知られ
ている。
搬する拡散光束を導波路に平行な面内で平行光束に変換
したり、平行光束を上記面内で集束する機能をもち、光
集積スペクトラムアナライザ、光波長分割合波・分波回
路等の先導波路デバイスに広く使用されている。この導
波路レンズには種々の構成があるが、マルチモード光に
対して有効なものに導波路層の一部を特定形状の凹曲面
としたジオデシックレンズがある。そしてジオデシック
レンズの製造方法としては、ＬｉＮｂＯ３基板に対して
はダイヤモンドバイトによる超精密切削、ガラス基板に
対して高温条件゛；での眼圧もしくは加圧加工が知られ
ている。
前者はＬｉＮｂＯ３基板を回転させダイヤモンドバイト
の位置を精密に数値制御して切削する方法であり、後者
はガラスの変形温度付近まで温度を上昇させグラファイ
ト等のモールドに不活性ガスで押しあてたり真空で吸引
したりすることにより、薄いガラス基板にジオデシック
レンズ凹曲面部を形成する方法である。
の位置を精密に数値制御して切削する方法であり、後者
はガラスの変形温度付近まで温度を上昇させグラファイ
ト等のモールドに不活性ガスで押しあてたり真空で吸引
したりすることにより、薄いガラス基板にジオデシック
レンズ凹曲面部を形成する方法である。
上記のようにして凹曲面部を設けた基板に光導波路層を
形成するに当っては、ＬｉＮｂＯ３基板の場合はＴｉを
拡散させ、またガラス基板の場合はガラスの屈折率を高
めるイオンをガラス内に拡散させることによって高屈折
率の光導波路層を形成している。
形成するに当っては、ＬｉＮｂＯ３基板の場合はＴｉを
拡散させ、またガラス基板の場合はガラスの屈折率を高
めるイオンをガラス内に拡散させることによって高屈折
率の光導波路層を形成している。
従来の製造方法のうちＬｉＮｂＯ３基板を用いたものは
基板の硬度が高いため、切削に時間がかかりまたコスト
が高くつくとしζう欠点があり、このためＬｉＮｂ○３
独自の圧電効果や音響光学効果を特に利用する場合以外
は実用的でない。
基板の硬度が高いため、切削に時間がかかりまたコスト
が高くつくとしζう欠点があり、このためＬｉＮｂ○３
独自の圧電効果や音響光学効果を特に利用する場合以外
は実用的でない。
またガラス基板の熱変形を用いる方法は簡便であるもの
の所望のジオデシックレンズ曲面の形状に精度良く加工
することが難しいという欠点がある。
の所望のジオデシックレンズ曲面の形状に精度良く加工
することが難しいという欠点がある。
上記の問題点を解決する本発明は、基板として内部に雲
母の微結晶を含む結晶化ガラスを使用し、この結晶化ガ
ラスの基板面の一部に機械加工によって所定形状の四部
を形成し、しがる後この四部を含む基板面にプラズマ化
学気相成長法（プラズマＣＶＤ法）等により高屈折率の
導波路層を積層形成する。
母の微結晶を含む結晶化ガラスを使用し、この結晶化ガ
ラスの基板面の一部に機械加工によって所定形状の四部
を形成し、しがる後この四部を含む基板面にプラズマ化
学気相成長法（プラズマＣＶＤ法）等により高屈折率の
導波路層を積層形成する。
〔作用効果〕
内部に雲母の微結晶を含む結晶化ガラスは切削性が極め
て良好であり、ジオデシックレンズを構成する凹曲面部
を基板面に高い形状精度で容易に機械加工することがで
きる。
て良好であり、ジオデシックレンズを構成する凹曲面部
を基板面に高い形状精度で容易に機械加工することがで
きる。
また上記結晶化ガラスは黄銅やアルミニウムよりも機械
加工性が良く、このため通常のガラスに対しては適用が
困難なダイヤモンドバイトによる超精密切削も適用する
ことができる。
加工性が良く、このため通常のガラスに対しては適用が
困難なダイヤモンドバイトによる超精密切削も適用する
ことができる。
また上記結晶化ガラスは導波路層をプラズマＣＶＤ法で
形成する場合の基板温度上昇（約３００″Ｃ）にも充分
耐えることができる。
形成する場合の基板温度上昇（約３００″Ｃ）にも充分
耐えることができる。
このように本発明方法によれば形状精度の良好なジオデ
シックレンズを含む先導波路を安価なコストで簡単な工
程によって製造することができ実用性が高い。
シックレンズを含む先導波路を安価なコストで簡単な工
程によって製造することができ実用性が高い。
以下本発明を図面に示した一実施例について詳細に説明
する。第１図においてｌは、内部に雲母の微結晶を含む
結晶化ガラスから成る快削性結晶化ガラス基板である。
する。第１図においてｌは、内部に雲母の微結晶を含む
結晶化ガラスから成る快削性結晶化ガラス基板である。
一例トＬ、 Ｔ ５ｉ０２．Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，に２
０．Ｆ、Ｂ２Ｏ３を成分とする結晶化ガラスで、熱処理
により合成雲母の微結晶がランダムに成長しているもの
（市販品として米国コーニンググラスワークス社の商品
名「マコール」）を使用する。
０．Ｆ、Ｂ２Ｏ３を成分とする結晶化ガラスで、熱処理
により合成雲母の微結晶がランダムに成長しているもの
（市販品として米国コーニンググラスワークス社の商品
名「マコール」）を使用する。
上記の快削性結晶化ガラス基板ｌの面に、高速度鋼等か
ら成る研削工具２を用いてジオデシックレンズを成す凹
曲面３を加工形成する。
ら成る研削工具２を用いてジオデシックレンズを成す凹
曲面３を加工形成する。
研削工具コの先端面ｕＡは予めジオデシックレンズの曲
面′に形成されており、この研削工具の先端面２Ａに例
えば酸化セリウムの水溶液を塗布し、約Ｊ ＯＯｒｐｍ
の回転速度で基板ｌの表面／Ａに押し当てて切削してジ
オデシック曲面３をつくる。
面′に形成されており、この研削工具の先端面２Ａに例
えば酸化セリウムの水溶液を塗布し、約Ｊ ＯＯｒｐｍ
の回転速度で基板ｌの表面／Ａに押し当てて切削してジ
オデシック曲面３をつくる。
快削性結晶化ガラスは乳白色の不透明体であり、このガ
ラスだけでは導波路層を構成できないので、次の工程と
してプラズマＣＶＤ法によりジオデシック曲面３の領域
を含む基板表面上に透明誘電体を生成積層させて三層か
ら成る導波路層ｌを形成する。
ラスだけでは導波路層を構成できないので、次の工程と
してプラズマＣＶＤ法によりジオデシック曲面３の領域
を含む基板表面上に透明誘電体を生成積層させて三層か
ら成る導波路層ｌを形成する。
第１の導波路層ＩＩ／は例えば厚み１０μｍの８１０２
薄膜から成り、プラズマ発生領域に基板／を配置し、キ
ャリアの０２ガスにより導入された５ｉＣ１４を反応さ
せて形成される。
薄膜から成り、プラズマ発生領域に基板／を配置し、キ
ャリアの０２ガスにより導入された５ｉＣ１４を反応さ
せて形成される。
第２の導波路層１２は一例として厚み３０μｍの５ｉ０
２ ＋ Ｓｉ３Ｎ４の薄膜から成り、この薄膜は第１の
導波路層４Ｚ／の作製に続きプラズマ発生領域に結晶化
ガラス基板／を配置した状態でキャリアの０２ガスによ
り導入された５ｉＣＪ４及びＮＨ３を反応させ、第１の
導波路層ＩＩｌの上に生成積層させる。
２ ＋ Ｓｉ３Ｎ４の薄膜から成り、この薄膜は第１の
導波路層４Ｚ／の作製に続きプラズマ発生領域に結晶化
ガラス基板／を配置した状態でキャリアの０２ガスによ
り導入された５ｉＣＪ４及びＮＨ３を反応させ、第１の
導波路層ＩＩｌの上に生成積層させる。
第３の導波路層１３は一例として１１０μｍ厚みの８１
０２膜から成り、第２の導波路層ＩＩ２の作製に続き、
プラズマ発生領域に基板／を配置した状態でキャリアの
０２ガスにより導入された５ｉ（Ｊ４を反応させ、第２
の導波路層グ２の上に生成積層させたものである。そし
て屈折率は中間の第一導波路層１２が最も高く一例とし
て八５−であり、上下の第１、第２導波路層１１１．１
１．３がこれよりも低く一例として八ＩＩｒであり、第
２導波路層ｌＩ２が両側にクラッド層を有するマルチモ
ード光導波路として機能する。
０２膜から成り、第２の導波路層ＩＩ２の作製に続き、
プラズマ発生領域に基板／を配置した状態でキャリアの
０２ガスにより導入された５ｉ（Ｊ４を反応させ、第２
の導波路層グ２の上に生成積層させたものである。そし
て屈折率は中間の第一導波路層１２が最も高く一例とし
て八５−であり、上下の第１、第２導波路層１１１．１
１．３がこれよりも低く一例として八ＩＩｒであり、第
２導波路層ｌＩ２が両側にクラッド層を有するマルチモ
ード光導波路として機能する。
上記構成の導波路レンズにおいて、第２導波路層／Ｉ２
の端部に端面結合等により結合された光は上下の第１１
第３導波路層１１１．’ｌｊの間に閉じ込められ、基板
／の表面方向を伝搬する。そして基板のジオデシック曲
面四部３に沿った第２導波路層ＩＩ２がジオデシックレ
ンズよとして作用し、この領域を通る光が平面内でレン
ズ作用を受け、例えば拡散光が平面内で平行光に変換さ
れた後、上記レンズｊに続く平面導波路部をそのまま伝
搬する０ 上述した実施例では各導波路層’ｌ／、ｔＩ２゜’１３
の膜材質としてＳｉ及び５ｉ０２＋Ｓｉ３Ｎ４を用いた
が、使用波長の光に対して透明で所定の屈折率差がとれ
るものであれば材質に特に制限はない。
の端部に端面結合等により結合された光は上下の第１１
第３導波路層１１１．’ｌｊの間に閉じ込められ、基板
／の表面方向を伝搬する。そして基板のジオデシック曲
面四部３に沿った第２導波路層ＩＩ２がジオデシックレ
ンズよとして作用し、この領域を通る光が平面内でレン
ズ作用を受け、例えば拡散光が平面内で平行光に変換さ
れた後、上記レンズｊに続く平面導波路部をそのまま伝
搬する０ 上述した実施例では各導波路層’ｌ／、ｔＩ２゜’１３
の膜材質としてＳｉ及び５ｉ０２＋Ｓｉ３Ｎ４を用いた
が、使用波長の光に対して透明で所定の屈折率差がとれ
るものであれば材質に特に制限はない。
また導波路層は、屈折率の異なる複数層を積層して断面
内で深さ方向にステップ状の屈折率分布を付与する以外
に、連続的に積層生成膜の組成を変化させる等の方法で
、深さ方向にパラポリツクな屈折率分布をもつ実質的に
単一層の導波路で構成することもできる。
内で深さ方向にステップ状の屈折率分布を付与する以外
に、連続的に積層生成膜の組成を変化させる等の方法で
、深さ方向にパラポリツクな屈折率分布をもつ実質的に
単一層の導波路で構成することもできる。
ただし基板ｌは不透明であるから導波路層中を伝搬する
光の電界分布が基板に達しないように第１の導波路層Ｉ
ｌ／の厚み等を定めることが必要である。
光の電界分布が基板に達しないように第１の導波路層Ｉ
ｌ／の厚み等を定めることが必要である。
また光ファイバー等からの光を効率良く結合するために
、各導波路層’ｌ／、ｌ１２．’１３の各パラメータを
最適化することが望ましい。また基板／の加工方法とし
ては超高速皮屑工具による研削の代りにダイヤモンドバ
イトによる超精密切削法など種々の機械加工方法を用い
ることができる。
、各導波路層’ｌ／、ｌ１２．’１３の各パラメータを
最適化することが望ましい。また基板／の加工方法とし
ては超高速皮屑工具による研削の代りにダイヤモンドバ
イトによる超精密切削法など種々の機械加工方法を用い
ることができる。
さらに、導波路層の形成はプラズマＣＶＤ法以外にも周
知の種々の被膜形成方法を用いることができるが、プラ
ズマＣＶＤ法は透明な誘電体膜を厚く形成するのに適し
ており、ひび割れの発生等の品質劣化を容易に防止する
ことができるので、本発明方法では導波路層をプラズマ
ＣＶＤ法で形成するのが望ましい。
知の種々の被膜形成方法を用いることができるが、プラ
ズマＣＶＤ法は透明な誘電体膜を厚く形成するのに適し
ており、ひび割れの発生等の品質劣化を容易に防止する
ことができるので、本発明方法では導波路層をプラズマ
ＣＶＤ法で形成するのが望ましい。
図面は本発明の一実施例を示し、第７図は結晶化ガラス
基板に機械加工でジオデシック凹曲面部を形成する工程
を示す断面図、第一図は本発明方法で得られる導波路レ
ンズの断面図である。 ／・・・・結晶化ガラス基板 ２・・・・・・研削工具
３・・・・ジオデシック曲面 グ・・・・・・導波路層
！・・・・ジオデシックレンズ 第１図 第２図
基板に機械加工でジオデシック凹曲面部を形成する工程
を示す断面図、第一図は本発明方法で得られる導波路レ
ンズの断面図である。 ／・・・・結晶化ガラス基板 ２・・・・・・研削工具
３・・・・ジオデシック曲面 グ・・・・・・導波路層
！・・・・ジオデシックレンズ 第１図 第２図
Claims (1)
- 内部に雲母の微結晶を含む結晶化ガラスの基板にジオデ
シックレンズ形状の凹曲面部を機械加工で形成する工程
と、前記凹曲面部を含む基板面に光導波路層を形成する
工程とを備えた導波路レンズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22819685A JPS6287905A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 導波路レンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22819685A JPS6287905A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 導波路レンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287905A true JPS6287905A (ja) | 1987-04-22 |
Family
ID=16872706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22819685A Pending JPS6287905A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 導波路レンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287905A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0591287U (ja) * | 1992-05-19 | 1993-12-14 | 積水化成品工業株式会社 | 育苗枠 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP22819685A patent/JPS6287905A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0591287U (ja) * | 1992-05-19 | 1993-12-14 | 積水化成品工業株式会社 | 育苗枠 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5160523A (en) | Method of producing optical waveguides by an ion exchange technique on a glass substrate | |
| US3785717A (en) | Stepped integrated waveguide structure with directional coupling and a method of manufacturing such structures | |
| US6605228B1 (en) | Method for fabricating planar optical waveguide devices | |
| JP5113462B2 (ja) | 脆性材料基板の面取り方法 | |
| US6088162A (en) | Multilayered filter films | |
| US4885055A (en) | Layered devices having surface curvature and method of constructing same | |
| JPH01196005A (ja) | 光マイクロガイドの製造方法 | |
| US6847773B2 (en) | Optical waveguide and method for manufacturing the same | |
| CN101097275A (zh) | 制造光波导器件的晶片级方法和由此制得的波导器件 | |
| JPS60123807A (ja) | 測地光学素子の製造方法 | |
| US4549891A (en) | Method for forming a non-symmetrical optical fiber | |
| JPS6287905A (ja) | 導波路レンズの製造方法 | |
| JP2855091B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JP2818132B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| US4482207A (en) | Optical grating and method of manufacture | |
| US6483964B1 (en) | Method of fabricating an optical component | |
| JPH0868913A (ja) | 光導波路構造物の仕上げ方法 | |
| JPH0212110A (ja) | 光集積回路製造法 | |
| JPH0720336A (ja) | 光導波路の構造とその製造方法 | |
| JPS61110103A (ja) | 光導波路レンズ及びその製造方法 | |
| JP3302649B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JP2004010399A (ja) | ガラス成形体の製造方法 | |
| JPS60156014A (ja) | 埋込形光導波路装置の製造方法 | |
| TW344034B (en) | Process for fabricating an optical filter polarizer | |
| JPH0462644B2 (ja) |