JPH06127959A - 石英系光導波路の製造方法 - Google Patents
石英系光導波路の製造方法Info
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- JPH06127959A JPH06127959A JP28143292A JP28143292A JPH06127959A JP H06127959 A JPH06127959 A JP H06127959A JP 28143292 A JP28143292 A JP 28143292A JP 28143292 A JP28143292 A JP 28143292A JP H06127959 A JPH06127959 A JP H06127959A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1415—Reactant delivery systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路とクラッドとの界面近傍における屈
折率分布が階段状に変化し、したがって光の伝搬損失が
小さい光導波路の製造方法を提供する。 【構成】 基板１の上に、屈折率調整元素であるドーパ
ントをドープして成る第１のガラス微粒子層２と第２の
ガラス微粒子層３をこの順序で積層したのち熱処理を施
してこれらガラス微粒子層２，３をガラス化することに
より光導波路を形成する石英系光導波路の製造方法にお
いて、前記第１のガラス微粒子層２と前記第２のガラス
微粒子層３との界面近傍では、少なくとも一方のガラス
微粒子層のドーパント濃度をそのガラス微粒子層の他の
部分のドーパント濃度に対し変化させる。
折率分布が階段状に変化し、したがって光の伝搬損失が
小さい光導波路の製造方法を提供する。 【構成】 基板１の上に、屈折率調整元素であるドーパ
ントをドープして成る第１のガラス微粒子層２と第２の
ガラス微粒子層３をこの順序で積層したのち熱処理を施
してこれらガラス微粒子層２，３をガラス化することに
より光導波路を形成する石英系光導波路の製造方法にお
いて、前記第１のガラス微粒子層２と前記第２のガラス
微粒子層３との界面近傍では、少なくとも一方のガラス
微粒子層のドーパント濃度をそのガラス微粒子層の他の
部分のドーパント濃度に対し変化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石英系光導波路の製造方
法に関し、更に詳しくは、光導波路における伝搬損失が
低減し、また光デバイスの製造時において設計した特性
を略そのまま実現することができる石英系光導波路を製
造する方法に関する。
法に関し、更に詳しくは、光導波路における伝搬損失が
低減し、また光デバイスの製造時において設計した特性
を略そのまま実現することができる石英系光導波路を製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムに組み込まれる石英系光
導波路は、概ね、つぎのようにして製造されている。そ
れを図面に則して説明する。まず、図１で示したよう
に、例えばＳｉ単結晶から成る基板１の上に、火炎堆積
法により、ＳｉＯ2 にＢ，Ｐのようなガラスの屈折率を
低めるドーパントが所定濃度でドープされている所定厚
みの第１のガラス微粒子層２と、同じくＳｉＯ 2 にＴ
ｉ，Ｇｅのようなガラスの屈折率を高めるドーパントが
所定濃度でドープされている所定厚みの第２のガラス微
粒子層３とがこの順序で積層される。
導波路は、概ね、つぎのようにして製造されている。そ
れを図面に則して説明する。まず、図１で示したよう
に、例えばＳｉ単結晶から成る基板１の上に、火炎堆積
法により、ＳｉＯ2 にＢ，Ｐのようなガラスの屈折率を
低めるドーパントが所定濃度でドープされている所定厚
みの第１のガラス微粒子層２と、同じくＳｉＯ 2 にＴ
ｉ，Ｇｅのようなガラスの屈折率を高めるドーパントが
所定濃度でドープされている所定厚みの第２のガラス微
粒子層３とがこの順序で積層される。
【０００３】ついで、これらガラス微粒子層２，３に熱
処理を施し、これらを透明ガラス化して下部クラッド層
２ａ，コア層３ａにする（図２）。このときの熱処理に
おいては、処理温度，処理温度までの昇温速度、および
保持時間などが基本的な条件因子として適切に管理され
る。その後、図３で示すように、コア層３ａに通常のホ
トリソグラフィ法により光導波路のパターンを描画した
のち、常法のドライエッチング法でエッチング処理を行
ない、下部クラッド層２ａの上に所定パターンの光導波
路３ｂを形成する。
処理を施し、これらを透明ガラス化して下部クラッド層
２ａ，コア層３ａにする（図２）。このときの熱処理に
おいては、処理温度，処理温度までの昇温速度、および
保持時間などが基本的な条件因子として適切に管理され
る。その後、図３で示すように、コア層３ａに通常のホ
トリソグラフィ法により光導波路のパターンを描画した
のち、常法のドライエッチング法でエッチング処理を行
ない、下部クラッド層２ａの上に所定パターンの光導波
路３ｂを形成する。
【０００４】最後に、火炎堆積法により、通常は第１の
ガラス微粒子層２と同じ組成のガラス微粒子層を形成し
て光導波路３ｂを埋設したのち熱処理を施し、上記ガラ
ス微粒子層を透明ガラス化して上部クラッド層２ｂにす
る（図４）。このようにして、相対的に高屈折率の光導
波路３ｂが相対的に低屈折率の上・下部クラッド層２
ｂ，２ａから成るクラッド２ｃ内に埋設されることにな
り、したがって、光は光導波路３ｂ内に閉じ込められた
状態で伝搬していくことが可能になる。
ガラス微粒子層２と同じ組成のガラス微粒子層を形成し
て光導波路３ｂを埋設したのち熱処理を施し、上記ガラ
ス微粒子層を透明ガラス化して上部クラッド層２ｂにす
る（図４）。このようにして、相対的に高屈折率の光導
波路３ｂが相対的に低屈折率の上・下部クラッド層２
ｂ，２ａから成るクラッド２ｃ内に埋設されることにな
り、したがって、光は光導波路３ｂ内に閉じ込められた
状態で伝搬していくことが可能になる。
【０００５】従来、この一連の製造過程において、上記
した上・下部クラッド層，コア層になるガラス微粒子層
の堆積時には、ドープされるドーパントの濃度は、その
ガラス微粒子層の堆積開始から堆積終了の過程で、一定
値に設定されている。
した上・下部クラッド層，コア層になるガラス微粒子層
の堆積時には、ドープされるドーパントの濃度は、その
ガラス微粒子層の堆積開始から堆積終了の過程で、一定
値に設定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に示し
た断面構造の光導波路部品において、光導波路３ｂとク
ラッド２ｃとの界面では、光導波路３ｂへの光の有効な
閉じ込め効果という点からすると、光導波路３ｂの屈折
率はクラッド２ｃの屈折率に対し階段状に変化している
ことが好ましい。
た断面構造の光導波路部品において、光導波路３ｂとク
ラッド２ｃとの界面では、光導波路３ｂへの光の有効な
閉じ込め効果という点からすると、光導波路３ｂの屈折
率はクラッド２ｃの屈折率に対し階段状に変化している
ことが好ましい。
【０００７】すなわち、両者の界面における屈折率分布
はしきい値をもって変化することが好ましい。しかしな
がら、図１で示した第１のガラス微粒子層２と第２のガ
ラス微粒子層３を透明ガラス化すると、そのときに採用
する熱処理条件によって程度の差は生ずるが、一般に、
透明ガラス化の過程で、第２のガラス微粒子層３にドー
プされているＴｉやＧｅなどのドーパントが第１のガラ
ス微粒子層２側へと拡散移動し、その結果、図５に例示
したように、形成された下部クラッド層とコア層との界
面Ａの付近においては、下部クラッド層の屈折率が高く
なることにより、下部クラッド層とコア層との界面近傍
における屈折率分布図は図５の破線ｐで示したようなし
きい値をもつ理想的な屈折率分布図から大きく崩れるこ
とがある。
はしきい値をもって変化することが好ましい。しかしな
がら、図１で示した第１のガラス微粒子層２と第２のガ
ラス微粒子層３を透明ガラス化すると、そのときに採用
する熱処理条件によって程度の差は生ずるが、一般に、
透明ガラス化の過程で、第２のガラス微粒子層３にドー
プされているＴｉやＧｅなどのドーパントが第１のガラ
ス微粒子層２側へと拡散移動し、その結果、図５に例示
したように、形成された下部クラッド層とコア層との界
面Ａの付近においては、下部クラッド層の屈折率が高く
なることにより、下部クラッド層とコア層との界面近傍
における屈折率分布図は図５の破線ｐで示したようなし
きい値をもつ理想的な屈折率分布図から大きく崩れるこ
とがある。
【０００８】このような事態は、上記した理想的な屈折
率分布を前提として光導波路の設計がなされることを考
えれば不都合な事態であり、製造した光デバイスの特性
が設計された目的特性を満たさないことにもなる。更に
は、上記した屈折率分布の崩れがひどくなると、光導波
路内への光の閉じ込めが充分に実現されず、光は下部ク
ラッド層へ漏洩した状態で光導波路を伝搬することによ
り、結果として大きな伝搬損失を生ずるようになる。
率分布を前提として光導波路の設計がなされることを考
えれば不都合な事態であり、製造した光デバイスの特性
が設計された目的特性を満たさないことにもなる。更に
は、上記した屈折率分布の崩れがひどくなると、光導波
路内への光の閉じ込めが充分に実現されず、光は下部ク
ラッド層へ漏洩した状態で光導波路を伝搬することによ
り、結果として大きな伝搬損失を生ずるようになる。
【０００９】本発明は上記した問題を解決し、コア層と
クラッド層との間における屈折率分布が理想的な屈折率
分布に近似しており、光の伝搬損失を低減させることが
できる石英系光導波路を製造する方法の提供を目的とす
る。
クラッド層との間における屈折率分布が理想的な屈折率
分布に近似しており、光の伝搬損失を低減させることが
できる石英系光導波路を製造する方法の提供を目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、基板の上に、屈折率調整元
素であるドーパントをドープして成る第１のガラス微粒
子層と第２のガラス微粒子層をこの順序で積層したのち
熱処理を施してこれらガラス微粒子層をガラス可するこ
とにより光導波路を形成する石英系光導波路の製造方法
において、前記第１のガラス微粒子層と前記第２のガラ
ス微粒子層との界面近傍では、少なくとも一方のガラス
微粒子層のドーパント濃度を、そのガラス微粒子層の他
の部分のドーパント濃度に対し変化させることを特徴と
する石英系光導波路の製造方法が提供される。
ために、本発明においては、基板の上に、屈折率調整元
素であるドーパントをドープして成る第１のガラス微粒
子層と第２のガラス微粒子層をこの順序で積層したのち
熱処理を施してこれらガラス微粒子層をガラス可するこ
とにより光導波路を形成する石英系光導波路の製造方法
において、前記第１のガラス微粒子層と前記第２のガラ
ス微粒子層との界面近傍では、少なくとも一方のガラス
微粒子層のドーパント濃度を、そのガラス微粒子層の他
の部分のドーパント濃度に対し変化させることを特徴と
する石英系光導波路の製造方法が提供される。
【００１１】本発明方法では、２つのガラス微粒子層を
積層する際の各層のガラス微粒子を堆積するときに、両
層の界面近傍で、選択的にドーパントのドープ濃度を変
化させたガラス微粒子を所望の厚みだけ堆積することを
除いては、従来の火炎堆積法によるガラス微粒子層の形
成方法と変わるところはない。本発明方法において、第
１のガラス微粒子層と第２のガラス微粒子層の界面近傍
でドーパント濃度を変化させる態様としては、次のよう
な態様がある。
積層する際の各層のガラス微粒子を堆積するときに、両
層の界面近傍で、選択的にドーパントのドープ濃度を変
化させたガラス微粒子を所望の厚みだけ堆積することを
除いては、従来の火炎堆積法によるガラス微粒子層の形
成方法と変わるところはない。本発明方法において、第
１のガラス微粒子層と第２のガラス微粒子層の界面近傍
でドーパント濃度を変化させる態様としては、次のよう
な態様がある。
【００１２】まず第１の態様は、図１において、Ｂ，Ｐ
のような屈折率を低下させるドーパントの濃度を一定に
保った状態で第１のガラス微粒子を堆積して所定厚みの
第１のガラス微粒子層２を形成し、ついで、この第１の
ガラス微粒子層２の上に、堆積方向のある厚みＴ1 だ
け、Ｔｉ，Ｇｅのような屈折率を高めるドーパントの濃
度がＧ1 からＧ2(Ｇ1 ＞Ｇ2)へと減少するガラス微粒子
を堆積したのち、ドーパント濃度がＧ2 であるガラス微
粒子を厚みＴ2 だけ堆積することにより、全体の厚みが
所定の厚みＴ（＝Ｔ1 ＋Ｔ2)である第２のガラス微粒子
層を形成する方法である（以下、第１の方法という）。
のような屈折率を低下させるドーパントの濃度を一定に
保った状態で第１のガラス微粒子を堆積して所定厚みの
第１のガラス微粒子層２を形成し、ついで、この第１の
ガラス微粒子層２の上に、堆積方向のある厚みＴ1 だ
け、Ｔｉ，Ｇｅのような屈折率を高めるドーパントの濃
度がＧ1 からＧ2(Ｇ1 ＞Ｇ2)へと減少するガラス微粒子
を堆積したのち、ドーパント濃度がＧ2 であるガラス微
粒子を厚みＴ2 だけ堆積することにより、全体の厚みが
所定の厚みＴ（＝Ｔ1 ＋Ｔ2)である第２のガラス微粒子
層を形成する方法である（以下、第１の方法という）。
【００１３】第２の態様は、第１のガラス微粒子層の形
成時に、第２のガラス微粒子層との界面近傍（厚みＴ3)
では、その堆積方法に向かって屈折率を低めるドーパン
トの濃度を順次増大させた第１のガラス微粒子を堆積
し、また第２のガラス微粒子層の形成は、上記した第１
の方法の場合と同じように、堆積方向のある厚みＴ1 だ
け屈折率を高めるドーパントの濃度をＧ1 からＧ2 へと
順次減少してガラス微粒子を堆積したのち、ドーパント
濃度Ｇ2 のガラス微粒子を厚みＴ2 だけ堆積して全体の
厚みがＴ（＝Ｔ1 ＋Ｔ2)の第２のガラス微粒子層を形成
する方法である（以下、第２の方法という）。
成時に、第２のガラス微粒子層との界面近傍（厚みＴ3)
では、その堆積方法に向かって屈折率を低めるドーパン
トの濃度を順次増大させた第１のガラス微粒子を堆積
し、また第２のガラス微粒子層の形成は、上記した第１
の方法の場合と同じように、堆積方向のある厚みＴ1 だ
け屈折率を高めるドーパントの濃度をＧ1 からＧ2 へと
順次減少してガラス微粒子を堆積したのち、ドーパント
濃度Ｇ2 のガラス微粒子を厚みＴ2 だけ堆積して全体の
厚みがＴ（＝Ｔ1 ＋Ｔ2)の第２のガラス微粒子層を形成
する方法である（以下、第２の方法という）。
【００１４】これら第１の方法、第２の方法は、いずれ
も、第１のガラス微粒子層と第２のガラス微粒子層との
界面近傍では、第２のガラス微粒子層を第１のガラス微
粒子層に対して相対的に一層高屈折率化するためのドー
パント濃度を管理する方法である。第１の方法、第２の
方法における厚みＴ1 に亘るドーパント濃度の減少のさ
せ方、また第２の方法における厚みＴ3 に亘るドーパン
ト濃度の増大のさせ方は、格別限定されるものではない
が、例えば一次関数的に減少または増大させたり、二次
関数的に変化させたりすることが好ましい。
も、第１のガラス微粒子層と第２のガラス微粒子層との
界面近傍では、第２のガラス微粒子層を第１のガラス微
粒子層に対して相対的に一層高屈折率化するためのドー
パント濃度を管理する方法である。第１の方法、第２の
方法における厚みＴ1 に亘るドーパント濃度の減少のさ
せ方、また第２の方法における厚みＴ3 に亘るドーパン
ト濃度の増大のさせ方は、格別限定されるものではない
が、例えば一次関数的に減少または増大させたり、二次
関数的に変化させたりすることが好ましい。
【００１５】
【作用】第１の方法の場合、この過程に続けて熱処理を
行うと、第２のガラス微粒子層のドーパントが第１のガ
ラス微粒子層への拡散移動するが、厚みＴ1 のガラス微
粒子層のドーパント濃度は厚みＴ2 のガラス微粒子層の
ドーパント濃度よりも高く、しかも第１のガラス微粒子
層との界面側に近づくほど高濃度になっていくので、ド
ーパントが拡散移動したのちであっても、厚みＴ1 の部
分のドーパント濃度は厚みＴ2 の部分のドーパント濃度
と近似した濃度になる。そのため、透明ガラスになった
下部クラッド層とコア層との界面近傍における屈折率分
布は大きく崩れず、図５の理想的な屈折率分布ｐに近似
するようになる。
行うと、第２のガラス微粒子層のドーパントが第１のガ
ラス微粒子層への拡散移動するが、厚みＴ1 のガラス微
粒子層のドーパント濃度は厚みＴ2 のガラス微粒子層の
ドーパント濃度よりも高く、しかも第１のガラス微粒子
層との界面側に近づくほど高濃度になっていくので、ド
ーパントが拡散移動したのちであっても、厚みＴ1 の部
分のドーパント濃度は厚みＴ2 の部分のドーパント濃度
と近似した濃度になる。そのため、透明ガラスになった
下部クラッド層とコア層との界面近傍における屈折率分
布は大きく崩れず、図５の理想的な屈折率分布ｐに近似
するようになる。
【００１６】また、第２の方法の場合、拡散移動が全く
起こらないと仮定すると、第１のガラス微粒子層が転化
した下部クラッド層と第２のガラス微粒子層が転化した
コア層との界面近傍においては、下部クラッド層では他
の下部クラッド層の部分に比べて一層低屈折率になり、
コア層では他のコア層の部分に比べて一層高屈折率にな
る。
起こらないと仮定すると、第１のガラス微粒子層が転化
した下部クラッド層と第２のガラス微粒子層が転化した
コア層との界面近傍においては、下部クラッド層では他
の下部クラッド層の部分に比べて一層低屈折率になり、
コア層では他のコア層の部分に比べて一層高屈折率にな
る。
【００１７】しかし、実際には第２のガラス微粒子層か
ら第１のガラス微粒子層へドーパントの拡散移動が起こ
る。そのため、下部クラッド層の界面近傍では、第１の
ガラス微粒子層へ移動してきた高屈折率化ドーパントに
より低屈折率化ドーパントの作用が相殺され、その結
果、両層の界面近傍では、下部クラッド層の一層の低屈
折率化は抑制され、また、コア層ではドーパント濃度が
減少するので、コア層の一層の高屈折率化も抑制される
ようになり、界面近傍における屈折率分布の崩れは少な
くなる。
ら第１のガラス微粒子層へドーパントの拡散移動が起こ
る。そのため、下部クラッド層の界面近傍では、第１の
ガラス微粒子層へ移動してきた高屈折率化ドーパントに
より低屈折率化ドーパントの作用が相殺され、その結
果、両層の界面近傍では、下部クラッド層の一層の低屈
折率化は抑制され、また、コア層ではドーパント濃度が
減少するので、コア層の一層の高屈折率化も抑制される
ようになり、界面近傍における屈折率分布の崩れは少な
くなる。
【００１８】
実施例１ 図１で示したように、Ｓｉ単結晶基板１の上に火炎堆積
法でＢドープのＳｉＯ 2 微粒子（ドーパント濃度１２ m
ol％を堆積して厚み２０μｍの第１のガラス微粒子層２
を形成した。
法でＢドープのＳｉＯ 2 微粒子（ドーパント濃度１２ m
ol％を堆積して厚み２０μｍの第１のガラス微粒子層２
を形成した。
【００１９】ついで、この第１のガラス微粒子層２の上
に、図６で示したように、ＴｉとＧｅのドーパント濃度
がＧ1 からＧ2 に減少する厚みＴ1 のガラス微粒子層と
ＴｉとＧｅのドーパント濃度がＧ2 と一定である厚みＴ
2 のガラス微粒子層とから成り、全体の厚みＴが１０μ
ｍである第２のガラス微粒子層３を形成した。すなわ
ち、Ｔ1 を３〜６μｍとし、濃度Ｇ1 を１０ mol％，濃
度Ｇ2 を８ mol％とし、また、厚みＴ1 のガラス微粒子
層は、厚み１μｍのガラス微粒子層を３〜６層積層して
形成し、そのガラス微粒子層の堆積ごとにドーパント濃
度を0.３〜0.６ mol％ずつ低減した。したがって、厚み
Ｔ1 のガラス微粒子層において、そのドーパント濃度
は、図６で示したように、近似的には、濃度Ｇ1 から濃
度Ｇ 2 へと一次関数的に減少している。
に、図６で示したように、ＴｉとＧｅのドーパント濃度
がＧ1 からＧ2 に減少する厚みＴ1 のガラス微粒子層と
ＴｉとＧｅのドーパント濃度がＧ2 と一定である厚みＴ
2 のガラス微粒子層とから成り、全体の厚みＴが１０μ
ｍである第２のガラス微粒子層３を形成した。すなわ
ち、Ｔ1 を３〜６μｍとし、濃度Ｇ1 を１０ mol％，濃
度Ｇ2 を８ mol％とし、また、厚みＴ1 のガラス微粒子
層は、厚み１μｍのガラス微粒子層を３〜６層積層して
形成し、そのガラス微粒子層の堆積ごとにドーパント濃
度を0.３〜0.６ mol％ずつ低減した。したがって、厚み
Ｔ1 のガラス微粒子層において、そのドーパント濃度
は、図６で示したように、近似的には、濃度Ｇ1 から濃
度Ｇ 2 へと一次関数的に減少している。
【００２０】このようにして形成した第１のガラス微粒
子層２と第２のガラス微粒子層３を、一括して昇温速度
５℃/minで１１５０℃にまで加熱し、更にその温度で約
分間保持して透明ガラス化し、図２で示したように下部
クラッド層２ａ，コア層３ａを形成した。コア層３ａと
下部クラッド層２ａとの屈折率を測定し、両層の界面近
傍における屈折率分布図を図７に示した。
子層２と第２のガラス微粒子層３を、一括して昇温速度
５℃/minで１１５０℃にまで加熱し、更にその温度で約
分間保持して透明ガラス化し、図２で示したように下部
クラッド層２ａ，コア層３ａを形成した。コア層３ａと
下部クラッド層２ａとの屈折率を測定し、両層の界面近
傍における屈折率分布図を図７に示した。
【００２１】図７から明らかなように、屈折率分布は図
５の破線ｐで示した理想的な分布図を描かずに下部クラ
ッド層側に若干の裾を引いているが、図５で示した従来
の屈折率分布図に比べると、超かに分布図の崩れは少な
くなっている。 実施例２ 図１で示した厚み２０μｍの第１のガラス微粒子層２を
形成するときに、図８で示したように、Ｂのドーパント
濃度がＧ3 と一定であるガラス微粒子層とＢのドーパン
ト濃度がＧ3 からＧ4 へと増大する厚みＴ3 のガラス微
粒子層とから成り、全体の厚みが２０μｍである第１の
ガラス微粒子層２を形成した。
５の破線ｐで示した理想的な分布図を描かずに下部クラ
ッド層側に若干の裾を引いているが、図５で示した従来
の屈折率分布図に比べると、超かに分布図の崩れは少な
くなっている。 実施例２ 図１で示した厚み２０μｍの第１のガラス微粒子層２を
形成するときに、図８で示したように、Ｂのドーパント
濃度がＧ3 と一定であるガラス微粒子層とＢのドーパン
ト濃度がＧ3 からＧ4 へと増大する厚みＴ3 のガラス微
粒子層とから成り、全体の厚みが２０μｍである第１の
ガラス微粒子層２を形成した。
【００２２】すなわち、Ｔ3 を３〜６μｍとし、濃度Ｇ
3 を１２ mol％，濃度Ｇ4 を１５ mol％とし、また、厚
みＴ3 のガラス微粒子層は、厚み１μｍのガラス微粒子
層を３〜６層積層して形成し、そのガラス微粒子層の堆
積ごとにドーパント濃度を0.５〜１ mol％ずつ増大させ
た。したがって、厚みＴ3 のガラス微粒子層において、
そのドーパント濃度は、図８で示したように、近似的に
は、濃度Ｇ3 から濃度Ｇ4 へと一次関数的に増大してい
る。
3 を１２ mol％，濃度Ｇ4 を１５ mol％とし、また、厚
みＴ3 のガラス微粒子層は、厚み１μｍのガラス微粒子
層を３〜６層積層して形成し、そのガラス微粒子層の堆
積ごとにドーパント濃度を0.５〜１ mol％ずつ増大させ
た。したがって、厚みＴ3 のガラス微粒子層において、
そのドーパント濃度は、図８で示したように、近似的に
は、濃度Ｇ3 から濃度Ｇ4 へと一次関数的に増大してい
る。
【００２３】ついで、この第１のガラス微粒子層２の上
に、実施例１の場合と同様にして第２のガラス微粒子層
３を積層した。その後、実施例１と同様の条件で熱処理
を行い、図２で示したように下部クラッド層２ａ，コア
層３ａを形成した。コア層３ａと下部クラッド層２ａと
の屈折率を測定し、両層の界面近傍における屈折率分布
図を図９に示した。
に、実施例１の場合と同様にして第２のガラス微粒子層
３を積層した。その後、実施例１と同様の条件で熱処理
を行い、図２で示したように下部クラッド層２ａ，コア
層３ａを形成した。コア層３ａと下部クラッド層２ａと
の屈折率を測定し、両層の界面近傍における屈折率分布
図を図９に示した。
【００２４】図９から明らかなように、屈折率分布は図
５の破線ｐで示した理想的な分布図を描かずに下部クラ
ッド層側に若干の裾を引いているが、図５で示した従来
の屈折率分布図に比べると、超かに分布図の崩れは少な
くなっており、また実施例１の場合よりも一層理想的な
分布に近づいている。
５の破線ｐで示した理想的な分布図を描かずに下部クラ
ッド層側に若干の裾を引いているが、図５で示した従来
の屈折率分布図に比べると、超かに分布図の崩れは少な
くなっており、また実施例１の場合よりも一層理想的な
分布に近づいている。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、コア層とクラッド層との界面近傍における
屈折率分布を階段形状をした理想的な分布に近づけるこ
とができる。これは、上記界面近傍における第２のガラ
ス微粒子層のドーパント濃度を選択的に高濃度化したの
で、熱処理時におけるドーパントの第１のガラス微粒子
層側への拡散移動が起こっても、その拡散移動に伴うド
ーパントの減量による影響が小さくなるからである。
法によれば、コア層とクラッド層との界面近傍における
屈折率分布を階段形状をした理想的な分布に近づけるこ
とができる。これは、上記界面近傍における第２のガラ
ス微粒子層のドーパント濃度を選択的に高濃度化したの
で、熱処理時におけるドーパントの第１のガラス微粒子
層側への拡散移動が起こっても、その拡散移動に伴うド
ーパントの減量による影響が小さくなるからである。
【００２６】この光導波路では、したがって、光の閉じ
込め効果が大きくなってクラッドへの光漏洩が抑制され
るので、伝搬損失は小さくなる。そして、光導波路とク
ラッドの界面近傍における屈折率分布は理想形に近似す
るので、設計時の特性を実現しやすくなり、その工業的
価値は大である。
込め効果が大きくなってクラッドへの光漏洩が抑制され
るので、伝搬損失は小さくなる。そして、光導波路とク
ラッドの界面近傍における屈折率分布は理想形に近似す
るので、設計時の特性を実現しやすくなり、その工業的
価値は大である。
【図１】基板の上に第１のガラス微粒子層と第２のガラ
ス微粒子層を積層した状態を示す断面図である。
ス微粒子層を積層した状態を示す断面図である。
【図２】下部クラッド層とコア層を形成した状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】光導波路を形成した状態を示す断面図である。
【図４】光導波路を上部クラッド層に埋設した状態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】下部クラッド層とコア層との界面近傍の屈折率
分布の従来例を示すグラフである。
分布の従来例を示すグラフである。
【図６】本発明方法において、第２のガラス微粒子層を
形成するときのドーパント濃度と堆積方向の厚みとの関
係を示すグラフである。
形成するときのドーパント濃度と堆積方向の厚みとの関
係を示すグラフである。
【図７】本発明方法で形成した下部クラッド層とコア層
との界面近傍の屈折率分布の例を示すグラフである。
との界面近傍の屈折率分布の例を示すグラフである。
【図８】本発明の別の方法において、第１のガラス微粒
子層と第２のガラス微粒子層を形成するときのドーパン
ト濃度と堆積方向の厚みとの関係を示すグラフである。
子層と第２のガラス微粒子層を形成するときのドーパン
ト濃度と堆積方向の厚みとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の別の方法で形成した下部クラッド層と
コア層との界面近傍の屈折率分布の例を示すグラフであ
る。
コア層との界面近傍の屈折率分布の例を示すグラフであ
る。
１ 基板 ２ 第１のガラス微粒子層 ２ａ 下部クラッド層 ２ｂ 上部クラッド層 ２ｃ クラッド ３ 第２のガラス微粒子層 ３ａ コア層 ３ｂ 光導波路 Ａ 光導波路３ｂとクラッド２ｃとの界面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳川 久治 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 基板の上に、屈折率調整元素であるドー
パントをドープして成る第１のガラス微粒子層と第２の
ガラス微粒子層をこの順序で積層したのち熱処理を施し
てこれらガラス微粒子層をガラス化することにより光導
波路を形成する石英系光導波路の製造方法において、 前記第１のガラス微粒子層と前記第２のガラス微粒子層
との界面近傍では、少なくとも一方のガラス微粒子層の
ドーパント濃度を、そのガラス微粒子層の他の部分のド
ーパント濃度に対し変化させることを特徴とする石英系
光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28143292A JPH06127959A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 石英系光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28143292A JPH06127959A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 石英系光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06127959A true JPH06127959A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17639088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28143292A Pending JPH06127959A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 石英系光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06127959A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08114718A (ja) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Nec Corp | 光導波路およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP28143292A patent/JPH06127959A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08114718A (ja) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Nec Corp | 光導波路およびその製造方法 |
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