JP2003287641A - Method for manufacturing laminated structure element for optical communication - Google Patents
Method for manufacturing laminated structure element for optical communicationInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、微細パターンを備
えたコアがアンダークラッド層とオーバークラッド層の
間に挟み込まれた光通信用の積層構造型素子の製造方法
に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a laminated structure type device for optical communication in which a core having a fine pattern is sandwiched between an underclad layer and an overclad layer.
【0002】[0002]
【従来の技術】上記のような構造を備えた光通信用の積
層構造型素子には、例えば、光信号を多数に分岐する分
岐カプラや、光信号を合波する光合波器などがある。2. Description of the Related Art A laminated structure type element for optical communication having the above structure includes, for example, a branching coupler for branching a large number of optical signals and an optical multiplexer for multiplexing optical signals.
【0003】図3に、1×8の分岐カプラの概要を示
す。光信号は、図の右端面から入力され、分岐カプラの
中を右から左に向かって進み、図の左端面から出力され
る。即ち、この分岐カプラを用いることによって、1本
の光信号が8本に分岐される。FIG. 3 shows an outline of a 1 × 8 branch coupler. The optical signal is input from the right end surface of the figure, travels from right to left in the branch coupler, and is output from the left end surface of the figure. That is, by using this branching coupler, one optical signal is branched into eight.
【0004】分岐カプラの断面は、図4に示すように、
積層構造を備え、4つの要素から構成されている。即
ち、基板9の上にアンダークラッド層1が積層され、そ
の上に、光導波路を構成する微細パターンが形成された
コア2が接合され、更にそれらの上からコア2を包み込
むように、オーバークラッド層3が被覆されている。The cross section of the branch coupler is as shown in FIG.
It has a laminated structure and is composed of four elements. That is, the undercladding layer 1 is laminated on the substrate 9, the core 2 on which the fine pattern forming the optical waveguide is formed is bonded onto the undercladding layer 1, and the core 2 is wrapped from above the overcladding layer 1. Layer 3 is coated.
【0005】基板9には、通常、石英ガラスあるいはシ
リコンが使用される。この基板9は、当該素子の機械的
強度を確保する機能、及び光信号を処理する際に発生す
る熱を放散する機能を備えている。なお、基板9が石英
ガラス製の場合には、アンダークラッド層1の機能を兼
ねさせることもできる。Quartz glass or silicon is usually used for the substrate 9. The substrate 9 has a function of ensuring the mechanical strength of the element and a function of dissipating heat generated when processing an optical signal. When the substrate 9 is made of quartz glass, it can also serve as the under cladding layer 1.
【0006】図4に示した断面図において、光信号は、
コア2内を紙面に対して垂直方向に伝播する。機能上、
コアには高い透明度が要求される。アンダークラッド層
1及びオーバークラッド層3は、コアから漏れ出る光を
シャットアウトする機能を備えている。通常、コア2は
石英ガラスで作られ、この石英ガラスには屈折率を調整
するために微量のゲルマニウムが添加されている。これ
に対して、アンダークラッド層1及びオーバークラッド
層3は、無添加の石英ガラスで作られる。コア2を構成
する石英ガラスにはゲルマニウムが添加されているの
で、屈折率がアンダークラッド層1及びオーバークラッ
ド層3と比べて若干高くなっている。そのため、コア2
を通過する光信号は、アンダークラッド層1及びオーバ
ークラッド層3には漏洩しない。In the sectional view shown in FIG. 4, the optical signal is
It propagates in the core 2 in the direction perpendicular to the paper surface. Functionally,
High transparency is required for the core. The under clad layer 1 and the over clad layer 3 have a function of shutting out light leaking from the core. Usually, the core 2 is made of quartz glass, and a small amount of germanium is added to the quartz glass in order to adjust the refractive index. On the other hand, the under clad layer 1 and the over clad layer 3 are made of undoped silica glass. Since germanium is added to the quartz glass forming the core 2, the refractive index is slightly higher than that of the underclad layer 1 and the overclad layer 3. Therefore, core 2
The optical signal that passes through does not leak to the under clad layer 1 and the over clad layer 3.
【0007】一般的に、コア2の断面は、8〜10μm
程度の矩形形状となっており、アンダークラッド層1及
びオーバークラッド層3は、共に数十μm程度の厚さを
有している。なお、アンダークラッド層1及びオーバー
クラッド層3の厚さが増加するに伴い、光の漏洩量が減
少し、損失も小さくなる。Generally, the cross section of the core 2 is 8 to 10 μm.
Each of the under clad layer 1 and the over clad layer 3 has a thickness of about several tens of μm. As the thicknesses of the under-cladding layer 1 and the over-cladding layer 3 increase, the amount of light leakage decreases and the loss also decreases.
【0008】従来から、アンダークラッド層1、コア2
及びオーバークラッド層3は、共に、CVDあるいはス
パッタなどの半導体製造の際に用いられるプロセスを用
いて形成されている。以下に、その代表的な製造プロセ
スについて説明する。Conventionally, the under clad layer 1 and the core 2
The overclad layer 3 and the overclad layer 3 are both formed using a process such as CVD or sputtering that is used in semiconductor manufacturing. The typical manufacturing process will be described below.
【0009】基板9がシリコン製基板の場合、アンダー
クラッド層1は、基板9上一面に堆積される。アンダー
クラッド層1をCVDによって形成する場合には、Si
H4とO2の混合ガスをプラズマ中で分解し(あるい
は、昇温して分解し)、気相中で反応させて、基板9上
にSiO2を堆積する。When the substrate 9 is a silicon substrate, the underclad layer 1 is deposited on the entire surface of the substrate 9. When the under clad layer 1 is formed by CVD, Si
A mixed gas of H 4 and O 2 is decomposed in plasma (or is decomposed by heating) and reacted in a gas phase to deposit SiO 2 on the substrate 9.
【0010】次に、このようにして堆積されたアンダー
クラッド1層の上に、コア2となるSiO2層を5〜8
μm程度の厚さで堆積する。堆積する方法は、アンダー
クラッド層1の場合と同様であるが、微量のゲルマニウ
ムを添加するためのガスを上記混合ガスに加える。その
ようなガスとして、通常、GeH4が使用される。コア
2となるSiO2層を堆積した後、その上にフォトレジ
ストを堆積し、これをフォトリソグラフィーによりパタ
ーニングし、更に、これをマスクにしてSiO 2層をパ
ターニングして、コア2を形成する。その後、アンダー
クラッド層1及びコア2の上から、アンダークラッド層
1と同一の方法で、オーバークラッド層3を堆積する。Next, the under layer thus deposited
SiO 2 to be the core 2 on the clad 1 layerTwo5-8 layers
It is deposited with a thickness of about μm. The way to deposit is under
Similar to the clad layer 1, but with a small amount of germanium
A gas for adding a gas is added to the mixed gas. That
Such gas is usually GeHFourIs used. core
SiO 2TwoAfter depositing layers, a photo register on it
Stroke is deposited and patterned by photolithography.
And then using this as a mask, SiO TwoLayers
The core 2 is formed by turning. Then under
Under clad layer from above clad layer 1 and core 2
The overclad layer 3 is deposited in the same manner as in 1.
【0011】以上のように、光通信用の積層構造型素子
は、CVDなどの半導体製造プロセスと共通の方法を用
いて製造されていた。As described above, the laminated structure type element for optical communication has been manufactured by using a method common to the semiconductor manufacturing process such as CVD.
【0012】ところで、CVDプロセスによる薄膜の成
長速度は、0.5μm/minからせいぜい1μm/m
in程度と、非常に遅く、例えば、厚さ50μmの薄膜
の堆積に、50分から100分程度の長時間を要する。
また、CVDにより得られる薄膜は、その性質がバルク
の石英ガラスと大きく異なり、そのことも問題となって
いた。By the way, the growth rate of the thin film by the CVD process is 0.5 μm / min to 1 μm / m at most.
It is very slow at about in, and for example, deposition of a thin film having a thickness of 50 μm requires a long time of about 50 minutes to 100 minutes.
In addition, the thin film obtained by CVD has a property that is largely different from that of bulk silica glass, which is also a problem.
【0013】更に、オーバークラッド層は、パターニン
グされたコアを埋め込むように堆積しなければならな
い。特に、互いに隣接するコアとコアの間隔が狭い領域
では、そのような埋め込みが非常に困難であった。ま
た、CVDプロセスの特性上、薄膜の特性も、上記のよ
うな領域とコアとコアの間隔が広い領域とでは大きく異
なっていた。コアとコアの間隔が狭い領域に堆積された
膜は、密度が小さく、その分、屈折率も小さいことが一
般的に知られている。例えば、ウエットエッチングを行
うと、そのような領域に堆積された膜は直ぐに溶解す
る。これに対して、コアとコアの間隔が広い領域に堆積
された膜は、非常に緻密で、エッチング速度も小さいこ
とが知られている。In addition, the overclad layer must be deposited to fill the patterned core. In particular, such embedding is very difficult in a region where the interval between cores adjacent to each other is narrow. In addition, due to the characteristics of the CVD process, the characteristics of the thin film also differed greatly between the above-mentioned region and the region where the core-to-core spacing was wide. It is generally known that a film deposited in a region where a core is closely spaced has a small density and a refractive index correspondingly small. For example, when wet etching is performed, the film deposited in such a region is immediately dissolved. On the other hand, it is known that the film deposited in the region where the cores are spaced apart from each other is very dense and has a low etching rate.
【0014】更に、これらの半導体製造プロセスに使用
される装置は非常に高価である。また、CVDの場合に
は、通常人体に有害なガスを使用するために除外装置な
ど特殊な付帯設備が必要となる。Furthermore, the equipment used in these semiconductor manufacturing processes is very expensive. Further, in the case of CVD, a special auxiliary equipment such as an exclusion device is usually required because a gas harmful to the human body is used.
【0015】以上の理由から、上記のような光通信用の
積層構造型素子の製造には高いコストが掛かり、その
上、品質の均一性にも問題があり、そのことが製造歩留
りに大きな影響を与えていた。For the above reasons, the manufacturing of the above-mentioned laminated structure type element for optical communication requires a high cost, and besides, there is a problem in the uniformity of quality, which greatly affects the manufacturing yield. Was being given.
【0016】また、特許公報第2855092号には、
プレス成形を応用したプロセスを用いて光導波路を製造
する方法が記載されている。図5に、そのプロセスの概
要を示す。Further, Japanese Patent No. 2855092 discloses that
A method of manufacturing an optical waveguide using a process to which press molding is applied is described. FIG. 5 shows an outline of the process.
【0017】先ず、図5(a)に示すように、石英ガラ
ス板21の表面に、後にコアが埋め込まれる溝をエッチ
ングによって形成する。その上に、図5(b)に示すよ
うに、コアとして使用可能な屈折率を有するガラス板2
2aを重ね、それらを加熱した後、ガラス板22aの上
からプレス荷重を加える。これによって、図5(c)に
示すように、ガラス板22aが変形して、その一部が溝
の中に埋め込まれる。First, as shown in FIG. 5A, a groove in which a core is to be embedded later is formed on the surface of the quartz glass plate 21 by etching. Further, as shown in FIG. 5B, the glass plate 2 having a refractive index usable as a core
After stacking 2a and heating them, a pressing load is applied from above the glass plate 22a. As a result, as shown in FIG. 5C, the glass plate 22a is deformed and a part thereof is embedded in the groove.
【0018】その後、図5(d)に示すように、溝の外
に残されているガラス板22aの余剰部分を除去するこ
とにより、コア22を形成する。次いで、図5(e)に
示すように、石英ガラス板21及び溝の中に埋め込まれ
た上記のコア22の上に、石英ガラス板21と同種の石
英ガラス板23を載せて融着させ、光導波路を完成させ
る。After that, as shown in FIG. 5D, the core 22 is formed by removing the excess portion of the glass plate 22a left outside the groove. Next, as shown in FIG. 5 (e), a quartz glass plate 23 of the same kind as the quartz glass plate 21 is placed on the quartz glass plate 21 and the core 22 embedded in the groove and fused, Complete the optical waveguide.
【0019】この方法は、コアの形成時に(図5
(c))、ガラス板22aを加熱し、プレス荷重を加え
て変形させるため、ガラス板22aを溝の中に埋め込む
ことが非常に困難であった。上記の特許公報中に記載さ
れているように、クラッド層を構成する石英ガラス板2
1、23とコアを構成するガラス板22aが、異種の材
質であって、軟化点が大きく異なる場合であれば、問題
はない。しかし、クラッド層とコアがほぼ同等の軟化点
を有している場合には、ガラスを流動させる分、大きな
プレス力を必要とし、その結果、コアを形成する際にア
ンダークラッドが変形してしまうと言う問題があった。This method is used when the core is formed (see FIG.
(C)) Since the glass plate 22a is heated and deformed by applying a pressing load, it was very difficult to embed the glass plate 22a in the groove. As described in the above-mentioned patent publications, the quartz glass plate 2 constituting the cladding layer 2
If the glass plates 22a constituting the cores 1 and 23 and the core 22 are made of different materials and have different softening points, there is no problem. However, when the clad layer and the core have almost the same softening point, a large pressing force is required to flow the glass, and as a result, the underclad is deformed when the core is formed. There was a problem to say.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の光通信用の積層構造型素子の製造方法について
の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、微細
パターンを備えたコアが埋め込まれた光通信用の積層構
造型素子の品質を安定させ、且つその製造コストを引き
下げることができる製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems in the conventional method for manufacturing a laminated structure type device for optical communication as described above, and an object of the present invention is to provide a fine pattern. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of stabilizing the quality of a laminated structure type element for optical communication in which a core having the above is embedded and reducing the manufacturing cost thereof.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明の光通信用の積層
構造型素子の製造方法は、アンダークラッド層とオーバ
ークラッド層の間に、微細パターンを備えたコアが挟み
込まれた光通信用の積層構造型素子の製造方法におい
て、予め上面にコアが形成され、アンダークラッド層を
構成する板状部材を下型の中に置き、前記板状部材及び
前記コアの上にガラス粉末を充填した後、その上に上型
を重ね、前記下型、前記板状部材、前記コア、前記ガラ
ス粉末及び前記上型を加熱した後、前記上型と前記下型
の間にプレス荷重を加え、これによって、前記ガラス粉
末自体を融着させてオーバークラッド層を形成すると同
時に、前記板状部材、前記コア及び前記オーバークラッ
ド層を互いに接合することを特徴とする。A method for manufacturing a laminated structure type device for optical communication according to the present invention is for optical communication in which a core having a fine pattern is sandwiched between an underclad layer and an overclad layer. In the method for manufacturing a laminated structure type device, a core is previously formed on the upper surface, and a plate-shaped member that constitutes an underclad layer is placed in a lower mold, and after the glass powder is filled on the plate-shaped member and the core. , The upper mold is overlaid thereon, the lower mold, the plate-shaped member, the core, the glass powder and the upper mold are heated, and then a press load is applied between the upper mold and the lower mold, whereby The glass powder itself is fused to form an overclad layer, and at the same time, the plate-shaped member, the core and the overclad layer are bonded to each other.
【0022】本発明の製造方法によれば、加熱下でガラ
ス粉末をプレス成形することによって、積層構造型素子
を製造しているので、製造工程が単純で、生産性が高
く、従来の製造方法と比べて製造コストを引き下げるこ
とができる。なお、使用されるガラス粉末の粒径は、埋
め込まれる微細パターンのサイズにより決定される。According to the manufacturing method of the present invention, the laminated structure type element is manufactured by press-molding the glass powder under heating, so that the manufacturing process is simple, the productivity is high, and the conventional manufacturing method is used. The manufacturing cost can be reduced as compared with. The particle size of the glass powder used is determined by the size of the embedded fine pattern.
【0023】例えば、分岐カプラや光合波器などのよう
な、コアによって光導波路が構成される積層構造型素子
を製造する場合には、好ましくは、前記板状部材として
石英ガラス製の板を使用し、前記コアとして石英ガラス
を用いて作られた微細パターンを使用し、前記ガラス粉
末には石英ガラスの粉末を使用する。In the case of manufacturing a laminated structure type element in which an optical waveguide is composed of a core, such as a branch coupler or an optical multiplexer, it is preferable to use a quartz glass plate as the plate member. Then, a fine pattern made of quartz glass is used as the core, and quartz glass powder is used as the glass powder.
【0024】上記方法の変形版として、アンダークラッ
ド層を構成する板状部材の表面に、後にコアが埋め込ま
れる溝を予め形成しておけば、コア部分をガラス粉末か
ら作ることができる。As a modified version of the above method, if a groove in which a core will be embedded later is formed in advance on the surface of the plate-like member constituting the underclad layer, the core portion can be made of glass powder.
【0025】その場合、本発明の光通信用の積層構造型
素子の製造方法は、アンダークラッド層とオーバークラ
ッド層の間に、微細パターンを備えたコアが挟み込まれ
た光通信用の積層構造型素子の製造方法において、アン
ダークラッド層を構成する板状部材の表面に、後にコア
が埋め込まれる溝を形成し、下型の中に前記板状部材を
置き、その上にガラス粉末を充填した後、その上に上型
を重ね、前記下型、前記板状部材、前記ガラス粉末及び
前記上型を加熱した後、前記上型と前記下型の間にプレ
ス荷重を加えることによって、前記ガラス粉末を融着さ
せて、前記板状部材の上にガラス層を形成し、前記板状
部材の上から、前記溝の中の部分を残して前記ガラス層
を除去することにより、前記溝の中にコアを形成し、前
記板状部材及び前記コアの上に、オーバークラッド層を
構成する素材を投入した後、その上に上型を重ね、前記
下型、前記板状部材、前記コア、前記素材及び前記上型
を加熱した後、前記上型と前記下型の間にプレス荷重を
加え、これによって、前記板状部材及び前記コアの上に
オーバークラッド層を接合することを特徴とする。In this case, the method of manufacturing a laminated structure type element for optical communication according to the present invention is a laminated structure type for optical communication in which a core having a fine pattern is sandwiched between an underclad layer and an overclad layer. In the device manufacturing method, a groove in which a core is to be embedded later is formed on the surface of a plate-shaped member forming the under-cladding layer, the plate-shaped member is placed in a lower mold, and glass powder is filled on the plate-shaped member. , The upper mold is overlaid thereon, the lower mold, the plate-shaped member, the glass powder and the upper mold are heated, and then a press load is applied between the upper mold and the lower mold to obtain the glass powder. By fusing, to form a glass layer on the plate-like member, from the plate-like member, by removing the glass layer leaving a portion in the groove, in the groove Forming a core, the plate-shaped member and the front After the material constituting the overclad layer is put on the core, the upper mold is overlaid thereon, and after heating the lower mold, the plate member, the core, the material and the upper mold, the upper mold A pressing load is applied between the mold and the lower mold, whereby the overclad layer is bonded onto the plate-shaped member and the core.
【0026】なお、コアによって光導波路が構成される
積層構造型素子を製造する場合には、好ましくは、前記
板状部材及び前記素材として石英ガラス製の板を使用
し、前記ガラス粉末として石英ガラスの粉末を使用す
る。In the case of manufacturing a laminated structure type element in which an optical waveguide is composed of a core, it is preferable to use a quartz glass plate as the plate-shaped member and the material, and use quartz glass as the glass powder. Powder is used.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】(例1)図1に、本発明に基づく
光通信用の積層構造型素子の製造方法の一例を示す。な
お、ここでは、分岐カプラを製造する場合を例にして説
明する。図中、1は石英ガラス板(板状部材、アンダー
クラッド層)、2はコア、3はオーバークラッド層、1
1は下型、12は上型を表す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Example 1) FIG. 1 shows an example of a method for manufacturing a laminated structure type element for optical communication according to the present invention. Here, a case of manufacturing a branch coupler will be described as an example. In the figure, 1 is a quartz glass plate (plate member, underclad layer), 2 is a core, 3 is an overclad layer, 1
1 represents a lower mold and 12 represents an upper mold.
【0028】先ず、アンダークラッド層を構成する石英
ガラス板1の上面に光導波路を構成する微細パターンか
らなる石英ガラス製のコア2を設ける。このコア2の形
成は、従来と同様にフォトリソグラフィ等により行う。
但し、コア2を構成する層の形成は、CVDやスパッタ
によらず、後述するオーバークラッド層3の形成と同様
に、石英ガラス粉末または板を用いたプレス成形により
行い、その後、エッチングによりコア2を形成しても良
い。First, a silica glass core 2 having a fine pattern that constitutes an optical waveguide is provided on the upper surface of a quartz glass plate 1 that constitutes an underclad layer. The core 2 is formed by photolithography or the like as in the conventional case.
However, the layers forming the core 2 are formed not by CVD or sputtering, but by press molding using quartz glass powder or a plate as in the case of forming the over cladding layer 3 described later, and then by etching the core 2 May be formed.
【0029】次に、図1(a)に示すように、下型11
の中に上記の石英ガラス板1を置きく。Next, as shown in FIG. 1A, the lower mold 11
The quartz glass plate 1 is placed in the inside.
【0030】次に、図1(b)に示すように、上記の石
英ガラス板1及びコア2の上に、所定量の石英ガラス粉
末3aを充填する。この例では、石英ガラス粉末3aの
粒径を2μmとした。石英ガラス粉末3aの粒径は、埋
め込まれるコアの相互間隔などに基づいて設定される。
石英ガラス粉末3aの量は、それから形成されるオーバ
ークラッド層3の厚さに応じて設定される。なお、この
図では、コアの断面サイズが誇張されて大きく描かれて
いるが、実際には、上記の石英ガラス板1(アンダーク
ラッド層)の厚さの数分の一程度である。Next, as shown in FIG. 1B, a predetermined amount of silica glass powder 3a is filled on the silica glass plate 1 and the core 2. In this example, the particle size of the quartz glass powder 3a was 2 μm. The particle diameter of the quartz glass powder 3a is set based on the mutual spacing of the embedded cores.
The amount of the quartz glass powder 3a is set according to the thickness of the over cladding layer 3 formed therefrom. In addition, although the cross-sectional size of the core is exaggeratedly drawn large in this figure, it is actually a fraction of the thickness of the quartz glass plate 1 (undercladding layer).
【0031】次に、図1(c)に示すように、石英ガラ
ス粉末3aの上に上型12を重ね、赤外線ランプ13を
用いて所定の成形温度まで加熱する。この例では、14
00℃まで加熱した。Next, as shown in FIG. 1 (c), the upper mold 12 is placed on the quartz glass powder 3a and heated to a predetermined molding temperature by using an infrared lamp 13. In this example, 14
Heated to 00 ° C.
【0032】各成形素材1、2、3aが、上記温度で安
定した後、図1(d)に示すように、上下の型11、1
2の背後からプレス荷重を加えて、所定の時間保持す
る。これによって、石英ガラス粉末3aを融着させてオ
ーバークラッド層3を形成すると同時に、上記石英ガラ
ス板1(アンダークラッド層)、コア2及びオーバーク
ラッド層3を互いに接合する。この例では、温度:14
00℃、荷重:8kNで、10分間保持した。After the respective molding materials 1, 2, 3a are stabilized at the above temperature, as shown in FIG. 1 (d), the upper and lower molds 11, 1 are formed.
A press load is applied from the back of No. 2 and held for a predetermined time. As a result, the silica glass powder 3a is fused to form the over cladding layer 3, and at the same time, the silica glass plate 1 (under cladding layer), the core 2 and the over cladding layer 3 are bonded to each other. In this example, the temperature: 14
It was held at 00 ° C. and a load of 8 kN for 10 minutes.
【0033】なお、この過程は重要で、上記の保持時間
の設定の長短で石英ガラス粉末同士の結合度が変化す
る。長ければ、より結合度が強くなり、平滑で、透明な
膜質が得られる。逆に短いと、不透明で不連続な膜とな
る。また、上記の保持時間は、用いられる素材が合成石
英か、溶解石英かによっても異なる。一般に、合成石英
の方が軟化点が低いので、上記の保持時間を短くするこ
とができる。This process is important, and the degree of bonding between the silica glass powders changes depending on the length of the holding time. The longer the length, the stronger the degree of bonding, and the smoother, transparent film is obtained. On the contrary, if the length is short, the film becomes opaque and discontinuous. Further, the above holding time differs depending on whether the material used is synthetic quartz or fused quartz. Generally, synthetic quartz has a lower softening point, so that the holding time can be shortened.
【0034】また、この過程においてプレス荷重を一定
に保持することも重要である。高温下で石英ガラス粉末
が粉末と粉末の間隙に入り込んで行くに従って、その厚
さ(図1(c)中の寸法e)が次第に小さくなる。この
とき、一定のプレス荷重を加えていないと、オーバーク
ラッド層3内での膜質が不均一となり、屈折率などがば
らつく原因となる。It is also important to keep the press load constant in this process. The thickness (dimension e in FIG. 1C) gradually decreases as the quartz glass powder enters the gap between the powders at high temperature. At this time, unless a constant press load is applied, the film quality in the over cladding layer 3 becomes non-uniform, which causes variations in the refractive index and the like.
【0035】プレス成形工程の終了後、上下の型11、
12及び成形品を冷却し、所定の温度まで到達したとこ
ろで、型を開いて、成形品を回収する。After completion of the press molding process, the upper and lower molds 11,
12 and the molded product are cooled, and when the temperature reaches a predetermined temperature, the mold is opened and the molded product is collected.
【0036】上記の条件で分岐カプラを製造したとこ
ろ、オーバークラッド層3として平滑で透明な石英ガラ
スを得る事ができた。なお、その厚さ(図1(d)中の
寸法f)は、50μmであった。When a branch coupler was manufactured under the above conditions, smooth and transparent quartz glass could be obtained as the overclad layer 3. The thickness (dimension f in FIG. 1D) was 50 μm.
【0037】(例2)図2に、本発明に基づく光通信用
の積層構造型素子の製造方法の他の例を示す。なお、こ
こでも、分岐カプラを製造する場合を例にして説明す
る。(Example 2) FIG. 2 shows another example of a method for manufacturing a laminated structure type element for optical communication according to the present invention. Here, too, the case of manufacturing a branch coupler will be described as an example.
【0038】予め、アンダークラッド層を構成する石英
ガラス板1の表面に、後にコアが埋め込まれる溝をエッ
チング(または、型によるプレス成形等)によって形成
しておく。In advance, a groove in which a core will be embedded later is formed on the surface of the quartz glass plate 1 constituting the underclad layer by etching (or press molding with a mold).
【0039】図2(a)に示すように、下型11の中に
上記の石英ガラス板1を置き、その上に、図2(b)に
示すように、所定量の石英ガラス粉末2cを充填する。
次いで、石英ガラス粉末2cの上に上型12を重ね、所
定の成形温度まで加熱する。上下の型11、12及び各
成形素材1、2cが、上記温度で安定した後、図2
(c)に示すように、上下の型11、12の背後からプ
レス荷重を加えて所定の時間保持する。これによって、
図2(d)に示すように、石英ガラス粉末2cが融着し
て石英ガラス2に変わるとともに、その一部が溝の中に
埋め込まれる。As shown in FIG. 2 (a), the above-mentioned quartz glass plate 1 is placed in the lower mold 11, and a predetermined amount of quartz glass powder 2c is placed thereon as shown in FIG. 2 (b). Fill.
Next, the upper mold 12 is placed on the quartz glass powder 2c and heated to a predetermined molding temperature. After the upper and lower molds 11 and 12 and the molding materials 1 and 2c are stabilized at the above temperature,
As shown in (c), a press load is applied from behind the upper and lower molds 11 and 12 and the mold is held for a predetermined time. by this,
As shown in FIG. 2D, the quartz glass powder 2c is fused and converted into the quartz glass 2, and a part thereof is embedded in the groove.
【0040】次いで、溝の外に残されている石英ガラス
2の余剰部分を除去することによってコアを形成する。
その後、図2(e)に示すように、石英ガラス板1及び
溝の中に埋め込まれた上記のコア2の上に、石英ガラス
板5(素材)(または、石英ガラス粉末(素材))を載
せて融着させ、分岐カプラを完成させる。Next, the core is formed by removing the surplus portion of the quartz glass 2 left outside the groove.
Then, as shown in FIG. 2 (e), a quartz glass plate 5 (material) (or quartz glass powder (material)) is placed on the quartz glass plate 1 and the core 2 embedded in the groove. Place and fuse to complete the branch coupler.
【0041】この方法によれば、先に図5に示した従来
の方法と比較して小さなプレス荷重で、石英ガラス板1
の表面の溝の中にコア2を装着することができる。According to this method, the quartz glass plate 1 can be applied with a smaller press load as compared with the conventional method shown in FIG.
The core 2 can be mounted in the groove on the surface of the core.
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、光通信用の
積層構造型素子を、加熱下でガラス粉末をプレス成形す
ることにより製造しているので、製造工程が単純で、生
産性が高く、従来の製造方法と比べて製造コストを引き
下げることができる。According to the manufacturing method of the present invention, since the laminated structure type element for optical communication is manufactured by press molding the glass powder under heating, the manufacturing process is simple and the productivity is high. This is high, and the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional manufacturing method.
【図1】本発明の方法に基づいて分岐カプラを製造する
方法の一例について説明する図、(a)〜(d)は各工
程を示す図。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a branch coupler based on the method of the present invention, and FIGS. 1A to 1D are diagrams showing each step.
【図2】本発明の方法に基づいて分岐カプラを製造する
方法の他の例について説明する図、(a)〜(e)は各
工程を示す図。FIG. 2 is a diagram for explaining another example of a method for manufacturing a branch coupler based on the method of the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (e) are diagrams showing each step.
【図3】光通信用の分岐カプラの構造を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing the structure of a branch coupler for optical communication.
【図4】光通信用の分岐カプラの構造を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a branch coupler for optical communication.
【図5】従来の光導波路の製造方法の一例について説明
する図、(a)〜(e)は各工程を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a conventional method of manufacturing an optical waveguide, and (a) to (e) are diagrams showing respective steps.
1・・・石英ガラス板(アンダークラッド層)、
2・・・コア、
2c・・・石英ガラス粉末、
3・・・オーバークラッド層、
3a・・・石英ガラス粉末、
5・・・石英ガラス板または石英ガラス粉末(素材:オ
ーバークラッド層)、
9・・・基板、
11・・・下型、
12・・・上型、
13・・・赤外線ランプ、
21・・・石英ガラス板、
22・・・コア、
22a・・・ガラス板、
23・・・石英ガラス板。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quartz glass plate (under clad layer), 2 ... Core, 2c ... Quartz glass powder, 3 ... Over clad layer, 3a ... Quartz glass powder, 5 ... Quartz glass plate Or quartz glass powder (material: overcladding layer), 9 ... substrate, 11 ... lower mold, 12 ... upper mold, 13 ... infrared lamp, 21 ... quartz glass plate, 22 ... -Core, 22a ... glass plate, 23 ... quartz glass plate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 修作 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社内 Fターム(参考) 2H047 KA03 KA12 LA12 PA26 QA04 4G014 AH00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Shusaku Matsumura 2068 Ooka, Numazu City, Shizuoka Prefecture Toshiba Machine Co., Ltd. In the company F term (reference) 2H047 KA03 KA12 LA12 PA26 QA04 4G014 AH00
Claims (4)
層の間に、微細パターンを備えたコアが挟み込まれた光
通信用の積層構造型素子の製造方法において、 予め上面にコアが形成され、アンダークラッド層を構成
する板状部材を下型の中に置き、 前記板状部材及び前記コアの上にガラス粉末を充填した
後、その上に上型を重ね、 前記下型、前記板状部材、前記コア、前記ガラス粉末及
び前記上型を加熱した後、前記上型と前記下型の間にプ
レス荷重を加え、これによって、前記ガラス粉末自体を
融着させてオーバークラッド層を形成すると同時に、前
記板状部材、前記コア及び前記オーバークラッド層を互
いに接合することを特徴とする光通信用の積層構造型素
子の製造方法。1. A method for manufacturing a laminated structure type device for optical communication, wherein a core having a fine pattern is sandwiched between an underclad layer and an overclad layer, wherein a core is previously formed on an upper surface of the underclad layer. Placing a plate-shaped member constituting a lower mold, filling the plate-shaped member and the core with glass powder, and then stacking an upper mold thereon, the lower mold, the plate-shaped member, the core After heating the glass powder and the upper mold, a pressing load is applied between the upper mold and the lower mold, whereby the glass powder itself is fused to form an overclad layer, and at the same time, the plate. A method for manufacturing a laminated structure type element for optical communication, comprising bonding a sheet-shaped member, the core, and the overclad layer to each other.
り、前記コアは石英ガラスを用いて作られた微細パター
ンであり、前記ガラス粉末は石英ガラスの粉末であり、
前記コアによって光導波路が構成されることを特徴とす
る請求項1に記載の光通信用の積層構造型素子の製造方
法。2. The plate member is a plate made of quartz glass, the core is a fine pattern made of quartz glass, and the glass powder is powder of quartz glass,
The method for manufacturing a laminated structure type element for optical communication according to claim 1, wherein an optical waveguide is constituted by the core.
層の間に、微細パターンを備えたコアが挟み込まれた光
通信用の積層構造型素子の製造方法において、 アンダークラッド層を構成する板状部材の表面に、後に
コアが埋め込まれる溝を形成し、 下型の中に前記板状部材を置き、その上にガラス粉末を
充填した後、その上に上型を重ね、 前記下型、前記板状部材、前記ガラス粉末及び前記上型
を加熱した後、前記上型と前記下型の間にプレス荷重を
加えることによって、前記ガラス粉末を融着させて、前
記板状部材の上にガラス層を形成し、 前記板状部材の上から、前記溝の中の部分を残して前記
ガラス層を除去することにより、前記溝の中にコアを形
成し、 前記板状部材及び前記コアの上に、オーバークラッド層
を構成する素材を投入した後、その上に上型を重ね、 前記下型、前記板状部材、前記コア、前記素材及び前記
上型を加熱した後、前記上型と前記下型の間にプレス荷
重を加え、これによって、前記板状部材及び前記コアの
上にオーバークラッド層を接合することを特徴とする光
通信用の積層構造型素子の製造方法。3. A method for manufacturing a laminated structure type device for optical communication in which a core having a fine pattern is sandwiched between an underclad layer and an overclad layer, the surface of a plate-shaped member constituting the underclad layer. Then, a groove in which the core is embedded later is formed, the plate-shaped member is placed in a lower mold, glass powder is filled on the groove, and then the upper mold is stacked thereon, the lower mold, the plate-shaped member. After heating the glass powder and the upper mold, a press load is applied between the upper mold and the lower mold to fuse the glass powder to form a glass layer on the plate-shaped member. Then, a core is formed in the groove by removing the glass layer from the top of the plate-shaped member while leaving the portion in the groove, and the core is formed on the plate-shaped member and the core. Injecting the materials that make up the clad layer After that, the upper mold is overlaid thereon, the lower mold, the plate-shaped member, the core, the material and the upper mold are heated, and then a press load is applied between the upper mold and the lower mold, A method for manufacturing a laminated structure type element for optical communication, comprising: bonding an overclad layer on the plate-shaped member and the core by the method.
製の板であり、前記ガラス粉末は石英ガラスの粉末であ
り、前記コアによって光導波路が構成されることを特徴
とする請求項3に記載の光通信用の積層構造型素子の製
造方法。4. The plate member and the material are plates made of quartz glass, the glass powder is powder of quartz glass, and the core constitutes an optical waveguide. A method for manufacturing a laminated structure type device for optical communication as described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002092981A JP2003287641A (en) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | Method for manufacturing laminated structure element for optical communication |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008047634A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Nec Corporation | Thermo-optic phase shifter and method for producing the same |
KR101059621B1 (en) | 2008-12-09 | 2011-08-25 | 삼성전기주식회사 | Printed circuit board for optical waveguide and manufacturing method thereof |
KR101227390B1 (en) | 2010-06-15 | 2013-02-01 | 이한열 | Wind power generation system |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002092981A patent/JP2003287641A/en active Pending
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WO2008047634A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Nec Corporation | Thermo-optic phase shifter and method for producing the same |
JPWO2008047634A1 (en) * | 2006-10-20 | 2010-02-25 | 日本電気株式会社 | Thermo-optic phase shifter and manufacturing method thereof |
US8027554B2 (en) | 2006-10-20 | 2011-09-27 | Nec Corporation | Thermo-optic phase shifter and method for manufacturing same |
KR101059621B1 (en) | 2008-12-09 | 2011-08-25 | 삼성전기주식회사 | Printed circuit board for optical waveguide and manufacturing method thereof |
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