JPS63201042A - イオン交換による光学素子の製造方法 - Google Patents
イオン交換による光学素子の製造方法Info
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- JPS63201042A JPS63201042A JP62034354A JP3435487A JPS63201042A JP S63201042 A JPS63201042 A JP S63201042A JP 62034354 A JP62034354 A JP 62034354A JP 3435487 A JP3435487 A JP 3435487A JP S63201042 A JPS63201042 A JP S63201042A
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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
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1345—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using ion exchange
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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。
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、ガラス基板中にイオン交換で光導波路等の光
学素子を形成する方法に関し、特にイオン交換処理時間
を正確に制御できる方法に関する。
学素子を形成する方法に関し、特にイオン交換処理時間
を正確に制御できる方法に関する。
ガラス基板中に光導波路、レンズ等の光学素子を一体的
に形成する有力な方法としてイオン交換法が知られてい
る。
に形成する有力な方法としてイオン交換法が知られてい
る。
イオン交換法では、少なくともｌ＠の１価陽イオンを含
むガラスで基板をつくり、この基板面を特定形状の開口
を残してイオン透過防止マスク材で被覆し、この面に高
温の溶融塩を接触させ、上記マスク開口を通して基板ガ
ラス中のイオンと溶融塩中のイオンとを交換させること
により、基板ガラスの屈折率を部分的に変化例えＩＩス
高屈折率化する。そして上記イオン交換処理に当り、所
定の高温度に保持された溶融塩に常温のガラス基板を直
接接触させると基板の変形、屈折率分布の異常等を招く
ため、一般には溶融塩材料とガラス基板とを共に徐々に
昇温して行き、所定のイオン交換処理温度に達した後一
定時間保持し、その徒両者を降温する方法がとられてい
る。
むガラスで基板をつくり、この基板面を特定形状の開口
を残してイオン透過防止マスク材で被覆し、この面に高
温の溶融塩を接触させ、上記マスク開口を通して基板ガ
ラス中のイオンと溶融塩中のイオンとを交換させること
により、基板ガラスの屈折率を部分的に変化例えＩＩス
高屈折率化する。そして上記イオン交換処理に当り、所
定の高温度に保持された溶融塩に常温のガラス基板を直
接接触させると基板の変形、屈折率分布の異常等を招く
ため、一般には溶融塩材料とガラス基板とを共に徐々に
昇温して行き、所定のイオン交換処理温度に達した後一
定時間保持し、その徒両者を降温する方法がとられてい
る。
しかしながら上記の従来方法では、一定温度のもとでの
溶融塩と基板ガラスとの接触処理時間を、理論的に必要
な交換時間に正確に合せても、実際には上記処理以前あ
るいは以後の昇温あるいは降温過程でもイオン交換によ
り屈折率変化を生じており、実効的なイオン交換時間の
正確な制御が困難であるという間顆があった。
溶融塩と基板ガラスとの接触処理時間を、理論的に必要
な交換時間に正確に合せても、実際には上記処理以前あ
るいは以後の昇温あるいは降温過程でもイオン交換によ
り屈折率変化を生じており、実効的なイオン交換時間の
正確な制御が困難であるという間顆があった。
即ち自然イオン交換の場合は設定時間よりも実避けられ
なかった。
なかった。
上記従来の問題点を解決するために、本発明は光学素子
形成のためのイオン交換処理の前あるいは後における基
板の昇温ある・いは降温を、上記処理用溶融塩とは異な
る基板ガラスの屈折率に実質的に変化を与えない溶融塩
へ基板を浸漬することにより行なうようにした。
形成のためのイオン交換処理の前あるいは後における基
板の昇温ある・いは降温を、上記処理用溶融塩とは異な
る基板ガラスの屈折率に実質的に変化を与えない溶融塩
へ基板を浸漬することにより行なうようにした。
本発明で使用する基板の昇温あるいは降温用の溶融塩は
、基板ガラスとの間にイオン交換を実質上止じない組成
である必要はなく、イオン交換が生じても基板ガラスの
屈折率が実質上変化しない組成であればよい。
、基板ガラスとの間にイオン交換を実質上止じない組成
である必要はなく、イオン交換が生じても基板ガラスの
屈折率が実質上変化しない組成であればよい。
上記方法によると、昇温ないしは降温過程で光学素子の
特性に影響を与える屈折率変化がほとんど生じなくなり
、一定温度のもとての溶融塩との接触処理時間が実効的
なイオン交換時間とほぼ一致するため、イオン交換時間
を正確に制御することが可能になる。
特性に影響を与える屈折率変化がほとんど生じなくなり
、一定温度のもとての溶融塩との接触処理時間が実効的
なイオン交換時間とほぼ一致するため、イオン交換時間
を正確に制御することが可能になる。
またガラス基板は昇温もしくは降温中に溶融塩と接触し
ているので、空気中にさらされている場合に比べ、熱シ
ョック等の表面劣化原因をかなりの程度除くことができ
る。
ているので、空気中にさらされている場合に比べ、熱シ
ョック等の表面劣化原因をかなりの程度除くことができ
る。
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図において、電気加熱炉ｌ内に第１の容器２と第２
の容器≠が置かれ、一方の容器２には第１の溶融塩３が
、又他方の容器ｌには第２の溶融塩ｊがそれぞれ貯えら
れている。
の容器≠が置かれ、一方の容器２には第１の溶融塩３が
、又他方の容器ｌには第２の溶融塩ｊがそれぞれ貯えら
れている。
第１の溶融塩３は、ガラス基板の昇、降温用で第２の溶
融塩ｊはイオン交換処理用であり、ガラス基板６は第一
の溶融塩ｊへの浸漬による所定のイオン交換処理に先立
ち、第１の溶融塩３中に浸漬保持される。
融塩ｊはイオン交換処理用であり、ガラス基板６は第一
の溶融塩ｊへの浸漬による所定のイオン交換処理に先立
ち、第１の溶融塩３中に浸漬保持される。
基板６は、５ｉ０２．ＢｚＯ３及び２価陽イオン酸化物
の他に、イオン交換のために約１０％のＮａ２Ｏと約３
％のに２０を含有する組成のガラスから成る。
の他に、イオン交換のために約１０％のＮａ２Ｏと約３
％のに２０を含有する組成のガラスから成る。
基板乙の片面は所定の光導波路パターンの開口を残して
Ｔｉ薄膜で被覆しである。
Ｔｉ薄膜で被覆しである。
第１の溶融ｊｆｉＪは、ＮａＮＯ３：ＫＮＯ３−／ ０
： ３の割合で調合した混合塩であり、溶融した状態
でガラス基板６と接触してもＮａ：にの比がガラス基板
を中のＮａ：にの比と同一であるため、実質的にイオン
交換は生じない。第１の溶融塩３としては、上記組成の
他に、例えイオン交換が生じてもガラス基板乙の屈折率
を実質上変化させないＮａＮＯ３とＫＮＯ３の混合塩等
が使用できる。
： ３の割合で調合した混合塩であり、溶融した状態
でガラス基板６と接触してもＮａ：にの比がガラス基板
を中のＮａ：にの比と同一であるため、実質的にイオン
交換は生じない。第１の溶融塩３としては、上記組成の
他に、例えイオン交換が生じてもガラス基板乙の屈折率
を実質上変化させないＮａＮＯ３とＫＮＯ３の混合塩等
が使用できる。
またガラス基板６として、ＴＩ！やＯｓ等の屈折率を増
加せしめるイオンを酸化物で含有するものを使用する場
合には、第１の溶融塩３としてＴｌやＣｓの硫酸塩や硝
醗塩を含んだ溶融塩を使用すれば良い。望ましくは、第
１の溶融塩３の組成はガラス基板中に含まれるイオン交
換可能な１価陽イオンの含有比とほぼ同一の含有比でそ
れら陽イオンを含有するものであるのが良い。
加せしめるイオンを酸化物で含有するものを使用する場
合には、第１の溶融塩３としてＴｌやＣｓの硫酸塩や硝
醗塩を含んだ溶融塩を使用すれば良い。望ましくは、第
１の溶融塩３の組成はガラス基板中に含まれるイオン交
換可能な１価陽イオンの含有比とほぼ同一の含有比でそ
れら陽イオンを含有するものであるのが良い。
上記のような第１の溶融塩３中に基板乙を浸漬した状態
で加熱炉ｌ内を昇温させ、所定のイオン交換処理温度に
到達したら第２図に示すように基板６を第２の溶融塩！
内に移し替える。
で加熱炉ｌ内を昇温させ、所定のイオン交換処理温度に
到達したら第２図に示すように基板６を第２の溶融塩！
内に移し替える。
第２の溶融塩！はＴｌＮＯ３：ＮａＮＯ３−２：ざの割
合で調合した混合塩であり、溶融した状態でガラス基板
６と接触すると主としてガラス基板６中のＮａと溶融塩
ｊ中のＴｌとが一部イオン交換して屈折率が増加する。
合で調合した混合塩であり、溶融した状態でガラス基板
６と接触すると主としてガラス基板６中のＮａと溶融塩
ｊ中のＴｌとが一部イオン交換して屈折率が増加する。
第２の溶融塩ｊとしては上記組成以外に、ガラス基板乙
の屈折率を増加もしくは減少させるイオンを含む種々の
混合塩が使用できる。
の屈折率を増加もしくは減少させるイオンを含む種々の
混合塩が使用できる。
そして溶融塩ｊ中へ一定時間浸漬して所定のイオン交換
処理を行なった後は、再び基板！を第１の 仏溶融塩
３内に戻し、加熱炉／内を降温させる。
処理を行なった後は、再び基板！を第１の 仏溶融塩
３内に戻し、加熱炉／内を降温させる。
上述した実施例では昇温および降温の両過程で、イオン
交換処理用とは異なる組成の溶融塩に浸漬するようにし
たが、昇温または降温のいずれか一方の過程でのみ上記
Ｊ！ｉ！種溶融塩溶融塩漬を行なうようにしてもよい。
交換処理用とは異なる組成の溶融塩に浸漬するようにし
たが、昇温または降温のいずれか一方の過程でのみ上記
Ｊ！ｉ！種溶融塩溶融塩漬を行なうようにしてもよい。
またガラス基板６としては前述の組成以外に例えばＴＩ
！２０を含有したボロシリケートガラスなども使用可能
であり、組成Ｋ特に制限は無い。さらに、イオン交換用
の１価イオンとして前述のＮａ１Ｋ、ＴＪのほかＯ８，
Ｒｂ、Ａｇも使用可能である。
！２０を含有したボロシリケートガラスなども使用可能
であり、組成Ｋ特に制限は無い。さらに、イオン交換用
の１価イオンとして前述のＮａ１Ｋ、ＴＪのほかＯ８，
Ｒｂ、Ａｇも使用可能である。
本発明によれば、イオン交換時間な正箔に制御すること
ができるとともに、昇温あるいは降温に要する時間とは
無関係に実質的なイオン交換時間を充分に短かくするこ
とができ、したがって従来のイオン交換法では製造が不
可能であった単−モード光導波路の如く極めて微小な断
面積の光学素子も高精度で基板中に形成することができ
る。
ができるとともに、昇温あるいは降温に要する時間とは
無関係に実質的なイオン交換時間を充分に短かくするこ
とができ、したがって従来のイオン交換法では製造が不
可能であった単−モード光導波路の如く極めて微小な断
面積の光学素子も高精度で基板中に形成することができ
る。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はイオン−交換
処理に先立つ基板昇温のための溶？７塩浸漬段階を示す
断面図、第２図はイオン交換処理の段階を示す断面図で
ある。 ／・・・・・・加熱炉 コ、ＩＩ・・・・・・溶１ｉ！
！壊容器３・・・・・・基板の昇温（又は降温）用溶ｉ
！ｌ！塩ｊ・・・・・・イオン交換処理用溶融塩６・・
・・・・ガラス基板
処理に先立つ基板昇温のための溶？７塩浸漬段階を示す
断面図、第２図はイオン交換処理の段階を示す断面図で
ある。 ／・・・・・・加熱炉 コ、ＩＩ・・・・・・溶１ｉ！
！壊容器３・・・・・・基板の昇温（又は降温）用溶ｉ
！ｌ！塩ｊ・・・・・・イオン交換処理用溶融塩６・・
・・・・ガラス基板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ガラス基板面に、少なくとも１種の１価陽イオンを含む
高温の溶融塩を接触させ、前記イオンとガラス中のイオ
ンとの交換により基板ガラス内の特定領域の屈折率を変
化させて基板中に光学素子を一体的に形成するイオン交
換による光学素子の製造方法において、 前記溶融塩との接触によるイオン交換処理の前または（
及び）後における基板の昇温または（及び）降温処理の
少なくとも一部を、該基板の屈折率に実質的変化を与え
ない他の溶融塩へ基板を浸漬して行なうことを特徴とす
るイオン交換による光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62034354A JPS63201042A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | イオン交換による光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62034354A JPS63201042A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | イオン交換による光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201042A true JPS63201042A (ja) | 1988-08-19 |
Family
ID=12411814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62034354A Pending JPS63201042A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | イオン交換による光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63201042A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02271936A (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-06 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光学ガラスのイオン交換処理方法 |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP62034354A patent/JPS63201042A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02271936A (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-06 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光学ガラスのイオン交換処理方法 |
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