JPH0677088B2 - Method of manufacturing planar optical waveguide - Google Patents
Method of manufacturing planar optical waveguideInfo
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- JPH0677088B2 JPH0677088B2 JP15709386A JP15709386A JPH0677088B2 JP H0677088 B2 JPH0677088 B2 JP H0677088B2 JP 15709386 A JP15709386 A JP 15709386A JP 15709386 A JP15709386 A JP 15709386A JP H0677088 B2 JPH0677088 B2 JP H0677088B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光通信システム、光情報処理システム等にお
いて有用な光学部品、特に平面光導波路の簡単で量産性
の点でも有利な製造方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical component useful in an optical communication system, an optical information processing system, etc., and more particularly to a manufacturing method of a planar optical waveguide which is simple and advantageous in terms of mass productivity. is there.
従来の技術 光通信システムの高度化にともない、光関連部品の多様
化、特殊化が推進され、その製造方法においては量産性
が一層要求されるようになりつつある。2. Description of the Related Art With the sophistication of optical communication systems, diversification and specialization of optical-related parts are being promoted, and mass production is being further required in the manufacturing method thereof.
中でも、光導波路は、光ファイバとは異なり短距離の光
案内に使用され、例えば変調、偏光、スイッチ、位相シ
フト、分岐、結合、合波、光電変換などの様々な光回路
素子の光導波手段として、更には、それら光回路素子を
組込んだ光集積回路の光導波手段として広く使用されて
いる。Among them, an optical waveguide is used for short-distance light guide unlike an optical fiber, and is, for example, an optical waveguide means for various optical circuit elements such as modulation, polarization, switch, phase shift, branching, coupling, multiplexing, and photoelectric conversion. Further, it is widely used as an optical waveguide means of an optical integrated circuit incorporating these optical circuit elements.
光導波路には、基板に垂直な方向のみに光を閉じ込める
2次元光導波路すなわち平面導波路と、更に光を一定断
面分布の細いビーム状にして導波する3次元導波路とが
あり、両者に共通な基本的構造は、平面導波路である。
そのような光導波路内に閉じ込めるためには光伝搬用通
路は伝搬する光の波長に対しできる限り透明であり、し
かも周囲環境よりも高屈折率の材料で形成される。The optical waveguide includes a two-dimensional optical waveguide that confines light only in the direction perpendicular to the substrate, that is, a planar waveguide, and a three-dimensional waveguide that guides light in the form of a narrow beam with a constant cross-sectional distribution. A common basic structure is a planar waveguide.
In order to confine it in such an optical waveguide, the light propagation path is made as transparent as possible to the wavelength of the propagating light and is formed of a material having a higher refractive index than the surrounding environment.
従来の光導波路の製造法の典型例を図面を参照して説明
する。A typical example of a conventional method for manufacturing an optical waveguide will be described with reference to the drawings.
まず、第3図(a)ないし(d)に工程図を示す選択光
重合法によるプラスチック光導波路形成の方法がある。
この方法によれば、例えば感光性モノマーからなるフィ
ルム10を形成し(第3図(a))、光導波路のパターン
を有するマスク11をフィルム10の表面上に設けた後に紫
外線露光を行なう(第3図(b))。このとき、紫外線
が照射されたモノマーは架橋し、重合する。その後、マ
スク11を除去し、マスク11によって紫外線が照射されな
かった部分の未反応モノマーを除去する(第3図
(c))。さらに、その除去された部分に透明なプラス
チックを充填し、このフィルム10の両面上にクラッド層
12を塗布し(第3図(d))、充填されたプラスチック
の部分を光導波路13として用いる。First, there is a method of forming a plastic optical waveguide by a selective photopolymerization method whose process charts are shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d).
According to this method, for example, a film 10 made of a photosensitive monomer is formed (FIG. 3 (a)), a mask 11 having a pattern of an optical waveguide is provided on the surface of the film 10, and then ultraviolet exposure is performed ( FIG. 3 (b)). At this time, the UV-irradiated monomer is cross-linked and polymerized. Then, the mask 11 is removed, and the unreacted monomer in the portion not irradiated with the ultraviolet rays by the mask 11 is removed (FIG. 3 (c)). Furthermore, the removed part is filled with transparent plastic, and a clad layer is formed on both sides of this film 10.
12 is applied (FIG. 3D), and the filled plastic portion is used as the optical waveguide 13.
また、第4図にその概略を示す火炎堆積法が知られてい
る。この方法においては、例えば、第4図に示すよう
に、回転テーブル14上に複数個の平らな基板15を配列
し、基板15付近をバーナ等の加熱器で加熱しながら、ト
ーチ16の一端からガラス形成用原料ガス17と燃焼ガス17
Aとを導入して火炎加水分解反応させ、ガラス微粒子を
形成し、これらを基板15上に堆積させる。排ガスは排気
管18を通して放出される。なお、回転テーブル14を回転
させることによって連続的に複数の基板15上にガラス微
粒子を堆積させることができる。さらにこのガラス微粒
子堆積層を有する基板を焼結して堆積層を透明化する。In addition, a flame deposition method whose outline is shown in FIG. 4 is known. In this method, for example, as shown in FIG. 4, a plurality of flat substrates 15 are arranged on a rotary table 14, and the vicinity of the substrates 15 is heated from one end of the torch 16 while being heated by a heater such as a burner. Glass forming raw material gas 17 and combustion gas 17
A and A are introduced to cause a flame hydrolysis reaction to form glass particles, and these are deposited on the substrate 15. The exhaust gas is discharged through the exhaust pipe 18. By rotating the turntable 14, glass particles can be continuously deposited on the plurality of substrates 15. Further, the substrate having the glass particulate deposited layer is sintered to make the deposited layer transparent.
しかしながら上述の如き方法では、例えば、工程が多く
煩雑なために量産性が悪かったり、加熱によって基板が
変形し歩留りが低下するという問題があった。また、プ
ラスチック系光導波路においては、本質的に伝送損失が
大きいという問題があった。However, the method as described above has problems that mass productivity is poor due to many steps and complexity, and that the substrate is deformed by heating and the yield is reduced. Further, the plastic optical waveguide has a problem that the transmission loss is essentially large.
これらの問題に対し、量産性が高く、加工性に富み、か
つ高品質の平面光導波路を製造する方法として、SiO2を
主成分とする中空ガラスパイプ外周上にコア及びクラッ
ドを有する導波層構造を形成し、次いで中空ガラスパイ
プ内に耐熱性素材でできた中子を挿入し、これを相互に
密着させて平面化し、後にこれを切り出し平面光導波路
とする製造方法(特願昭61−105185号)が提案されてい
る。この製法では、コア層とクラッド層を連続操作で形
成することができ、堆積と同時に焼結を行えるので、工
程が少なく、量産性に優れている。また、パイプ状態で
延伸することにより、導波層部分の厚さを微妙に調整す
ることができるので、極めて高品質の平面光導波路を容
易に得ることができる。To solve these problems, as a method of manufacturing a high-quality planar optical waveguide with high mass productivity, a waveguide layer having a core and a clad on the outer circumference of a hollow glass pipe containing SiO 2 as a main component is provided as a method. A manufacturing method of forming a structure, and then inserting a core made of a heat-resistant material into a hollow glass pipe, bringing the cores into close contact with each other and flattening them, and then cutting them out into a planar optical waveguide (Japanese Patent Application No. 61- No. 105185) has been proposed. In this manufacturing method, the core layer and the clad layer can be formed by a continuous operation, and the sintering can be performed at the same time as the deposition, so that the number of steps is small and the mass productivity is excellent. Further, since the thickness of the waveguide layer portion can be finely adjusted by stretching in a pipe state, it is possible to easily obtain an extremely high quality planar optical waveguide.
この方法によれば、例えば出発材の寸法制約により、導
波層構造を形成する部分の面積が十分に取れない場合で
も、導波層をそれぞれ設計された比率を保って厚めに形
成し、形成後にこれを延伸して所定の厚さに調整するこ
とにより、一度に大量の平面光導波路を製造することが
できる。According to this method, even if the area of the portion forming the waveguide layer structure cannot be sufficiently obtained due to the dimensional constraint of the starting material, for example, the waveguide layer is formed to be thick while maintaining the designed ratio. A large amount of planar optical waveguides can be manufactured at a time by stretching the film and adjusting it to a predetermined thickness later.
発明が解決しようとする問題点 上述の平面光導波路の製造方法においては、平面化を行
う際、或いは延伸を行うことによって導波層の厚さを調
整する際に、外部から加熱されて最外層であるクラッド
層が徐々に揮散されてしまうという現象がしばしばみら
れた。このため、最終段階で所定の厚さのクラッド層を
得られないという問題があった。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the above-described method for manufacturing a planar optical waveguide, the outermost layer is heated from the outside during planarization or when adjusting the thickness of the waveguide layer by stretching. It was often observed that the clad layer, which was a material, was gradually volatilized. Therefore, there is a problem that a clad layer having a predetermined thickness cannot be obtained at the final stage.
この現象はクラッド層に屈折率調整用の添加材が大量に
添加されている場合に特に顕著であるが、添加剤が微量
であっても加熱時間が長くなると顕在化し、クラッド層
が所定の厚さより数10μm程度薄くなることが確認され
ている。This phenomenon is particularly noticeable when a large amount of the additive for adjusting the refractive index is added to the clad layer, but even if the amount of the additive is small, it becomes apparent when the heating time becomes long, and the clad layer has a predetermined thickness. It has been confirmed that it will be several tens of μm thinner.
そこで、本発明は、簡易で量産性に優れかつ加熱加工時
にも導波層構造を損なうことのない平面光導波路の製造
方法を提供せんとするものである。Therefore, the present invention is to provide a method for manufacturing a planar optical waveguide which is simple and excellent in mass productivity, and which does not damage the waveguide layer structure during heating.
問題点を解決するための手段 本発明者は平面導波路の製造方法の上記の如き現状に鑑
みて、簡単で量産性に優れかつ所定の導波層構造を精度
よく実現するための製法を開発すべく種々検討した結
果、基板として中空ガラス管を用い、外面に屈折率の異
なる複数の層を堆積させ、更に最外層として高純度石英
ガラス層を形成し、これを軟化点近傍にて整形すること
が上記目的達成のために極めて有効であることを見出
し、本発明を完成した。Means for Solving the Problems In view of the above-mentioned current state of the method for manufacturing a planar waveguide, the present inventor has developed a manufacturing method that is simple, has excellent mass productivity, and accurately realizes a predetermined waveguide layer structure. As a result of various studies to achieve this, a hollow glass tube was used as the substrate, multiple layers with different refractive indexes were deposited on the outer surface, and a high-purity quartz glass layer was formed as the outermost layer, which was shaped near the softening point. It was found that the above is extremely effective for achieving the above object, and completed the present invention.
即ち、本発明の平面導波路の製造方法は、SiO2を主成分
とする中空ガラス管外壁に、ガラスからなるコア層およ
び少なくとも一層のガラスからなるクラッド層を、該コ
ア層が中間層となり且つ該コア層の屈折率が該コア層と
接する層の屈折率より高くなるように形成し、更に、高
純度石英ガラスからなる最外層を形成し、次いで該中空
ガラス管内に耐熱材でできた中子を挿入し、これらを相
互に密着させて成形し、これを切出して平面光導波路を
得ることを特徴とする。That is, the manufacturing method of the planar waveguide of the present invention, a hollow glass tube outer wall containing SiO 2 as a main component, a core layer made of glass and a clad layer made of at least one glass, the core layer is an intermediate layer and The core layer is formed so that its refractive index is higher than that of a layer in contact with the core layer, and further, an outermost layer made of high-purity silica glass is formed, and then the hollow glass tube is made of a heat-resistant material. The present invention is characterized in that a child is inserted, these are brought into close contact with each other and molded, and this is cut out to obtain a planar optical waveguide.
本発明の方法において、コア層、クラッド層あるいは高
純度石英ガラス層となるガラス堆積層の形成は、化学気
相反応性を利用することが有利である。例えばPOD(プ
ラズマ外付法)などを用いることが可能である。In the method of the present invention, it is advantageous to use chemical vapor phase reactivity for forming the glass deposition layer which becomes the core layer, the cladding layer or the high-purity silica glass layer. For example, POD (external plasma method) or the like can be used.
基板としての中空ガラス管としてはSiO2を主成分とする
石英ガラス管、パイコールガラス管、パイレックスガラ
ス管などを例示できる。Examples of the hollow glass tube as the substrate include a quartz glass tube containing SiO 2 as a main component, a Pycor glass tube, a Pyrex glass tube, and the like.
また、コア層は、ガラス形成原料ガスとしてSiCl4また
はSiHCl2等のシラン系ガスもしくは、アルコラート等を
主として用い、場合によっては、屈折率を高めるための
添加材例えばPOCl2、CaCl4、TiCl5、TaCl3、SbCl3もし
くはこれらの水素化物、アルコラート等と組合せて使用
することにより得ることができる。これら添加材は2種
以上の混合物として使用することもでき、更に前記アル
コラートの他、揮発性有機溶媒、例えばメタノール、エ
タノール、アセトン等に溶融性のLiOC2H5、Nb(OC2H5)5
などの有機溶媒や、水溶性金属ハロゲン化物(ZnCl2な
ど)の水溶液をアトマイザーや超音波を利用して霧化
し、これらをプラズマ形成トーチに導入することにより
コア層となる高屈折率ガラス層を得ることができる。こ
れらの添加材はガラス形成原料そのものとしても使用す
ることができることはいうまでもない。また、コア層
は、同一屈折率のガラスの単一層で構成してもよいが、
グレーディッドインデックス型の光ファイバと同様に、
複数の層を順次屈折率が低下するように形成することも
できる。Further, the core layer mainly uses a silane-based gas such as SiCl 4 or SiHCl 2 as a glass forming raw material gas, or an alcoholate, and in some cases, an additive such as POCl 2 , CaCl 4 , or TiCl 5 for increasing the refractive index. , TaCl 3 , SbCl 3 or their hydrides, alcoholates and the like in combination. These additives can be used as a mixture of two or more kinds, and in addition to the alcoholate, LiOC 2 H 5 , Nb (OC 2 H 5 ) which is meltable in a volatile organic solvent such as methanol, ethanol or acetone. Five
A high refractive index glass layer to be the core layer by atomizing an organic solvent such as or an aqueous solution of a water-soluble metal halide (such as ZnCl 2 ) using an atomizer or ultrasonic waves and introducing these into a plasma forming torch. Obtainable. It goes without saying that these additives can be used as the glass forming raw material itself. The core layer may be composed of a single layer of glass having the same refractive index,
As with graded index optical fiber,
It is also possible to form a plurality of layers so that the refractive index sequentially decreases.
更に、クラッド層はコア層との関係で、ガラス形成原料
にコア層の屈折率よりも低屈折率となる添加物(これに
は前記添加物原料の他に、SF6、CF4等のフッ化物系ガス
やBCl3、BBr3等の硼素ハロゲン化物、水素化物、アルコ
ラート等を含む)を適宜選択して使用し、少なくとも一
層形成する。Furthermore, in relation to the cladding layer is a core layer, the additive comprising a lower refractive index than the refractive index of the core layer to the glass-forming raw material (in addition to the additive material to, fluoride, such as SF 6, CF 4 (Including a halide gas such as BCl 3 , BBr 3 and the like, a hydride, an alcoholate, etc.) is appropriately selected and used to form at least one layer.
またガラス管部分が最終的にクラッド層として機能する
場合には、堆積膜から得られるクラッド層はガラス管と
同一組成であってもよい。When the glass tube portion finally functions as a clad layer, the clad layer obtained from the deposited film may have the same composition as the glass tube.
これらのガラス形成用原料もしくは添加材との混合物
は、例えばPOD法では、プラズマ形成用ガスとしてのAr
および反応ガスとしてのO2と共にプラズマトーチに導入
され、該プラズマトーチ外周にセットされた高周波コイ
ルによって印加される高周波によって励起・分解し反応
してガラス微粒子を形成しガラス管外壁に堆積し、同時
にプラズマフレームにより焼結されて透明ガラス層とな
る。A mixture of these glass forming raw materials or additives is, for example, in the POD method, Ar as a plasma forming gas.
And introduced into the plasma torch together with O 2 as a reaction gas, excited and decomposed by the high frequency applied by the high frequency coil set on the outer periphery of the plasma torch to react to form glass particles and deposit on the outer wall of the glass tube, at the same time It is sintered by a plasma flame to form a transparent glass layer.
これらガラス形成用原料ガスの混合比等は必要に応じて
適当に選択され、特に制限はない。The mixing ratio of these glass forming raw material gases is appropriately selected as necessary and is not particularly limited.
かくして、中空ガラス管に所定の屈折率を付与したコア
層、少なくとも1層のクラッド層及び高純度石英ガラス
層を形成した後、平面部を有する耐熱性材料製の中子を
中空ガラス管内に入れ、中空ガラス管を適当な手段で周
囲から加熱することにより、該ガラス管が中心方向に収
縮し、中子と密着する。それを適当な手段、例えば旋
盤、ダイヤモンドカッター等で切出すことにより所定の
寸法、形状の平面導波路を得ることができる。Thus, after forming a core layer having a predetermined refractive index in the hollow glass tube, at least one clad layer and a high-purity quartz glass layer, a core made of a heat-resistant material having a flat portion is placed in the hollow glass tube. By heating the hollow glass tube from the surroundings by an appropriate means, the glass tube shrinks in the central direction and comes into close contact with the core. A planar waveguide having a predetermined size and shape can be obtained by cutting it with an appropriate means such as a lathe or a diamond cutter.
なお中子材料としては、例えばカーボン、ボロンナイト
ライド、アルミナ、ベリリア、シリコンカーバイトなど
を例示することができる。Examples of the core material include carbon, boron nitride, alumina, beryllia, silicon carbide and the like.
また、中子の形状は各種のものであり得、三角柱、四角
柱、その他の多角柱からなどいずれであってもよい。Further, the core may have various shapes, and may have any shape such as a triangular prism, a quadrangular prism, or another polygonal prism.
作用 本発明の製造方法によれば、クラッド層の屈折率がコア
層の屈折率よりも低くなるように、石英ガラスに屈折率
を低下させるフッ素又はB2O3を適宜添加する。屈折率の
他に熱膨張係数を調整する目的で、GeO2、TiO2、P2O5等
を少量添加する場合もある。これらの添加剤は、製品の
用途に応じて使い分けられる。Effect According to the production method of the present invention, fluorine or B 2 O 3 which lowers the refractive index is appropriately added to the silica glass so that the refractive index of the cladding layer becomes lower than the refractive index of the core layer. In addition to the refractive index, a small amount of GeO 2 , TiO 2 , P 2 O 5, etc. may be added for the purpose of adjusting the thermal expansion coefficient. These additives are used properly according to the application of the product.
例えば比較的高い屈折率差が要求される場合には、コア
層にGeO2を添加した石英ガラス、クラッド層にはフッ素
を添加した石英ガラスを用いる。又、耐放射線性が要求
されるような用途に対しては、コア層として高純度石英
ガラス、クラッド層としてフッ素を添加した石英ガラス
を用いる。いずれの場合も、コア層およびクラッド層の
厚さは、要求される光学的特性及び機械的特性に応じて
設定される。従って、コア層およびクラッド層を中空ガ
ラス管の外周上に形成する場合には、各層厚をそれぞれ
設計層厚の比率通りに製造することが必要である。For example, when a relatively high refractive index difference is required, silica glass with GeO 2 added to the core layer and silica glass with fluorine added to the cladding layer are used. For applications requiring radiation resistance, high-purity silica glass is used as the core layer, and fluorine-doped silica glass is used as the cladding layer. In any case, the thicknesses of the core layer and the cladding layer are set according to the required optical characteristics and mechanical characteristics. Therefore, when forming the core layer and the clad layer on the outer circumference of the hollow glass tube, it is necessary to manufacture each layer thickness in accordance with the ratio of the design layer thickness.
しかしながら、前述した如く延伸及び平面化の際に、外
周から加熱することによりクラッド層部分が揮散してし
まい、所定層厚が得られない場合がある。一般に、こう
した揮散量は、加熱温度、加熱時間および層の組成によ
って変化する。高純度石英ガラスの場合、例えば水素80
l、酸素50lの酸水素炎で1時間直接加熱した場合の揮散
量は10数μm程度で、極めて揮散量が少なく保護層とし
ての性能は高い。However, as described above, when the film is stretched and flattened, the cladding layer portion may be volatilized by heating from the outer periphery, and a predetermined layer thickness may not be obtained. Generally, such an amount of volatilization varies depending on the heating temperature, the heating time and the composition of the layer. In the case of high-purity quartz glass, for example, hydrogen 80
When directly heated for 1 hour with an oxyhydrogen flame of 1 and 50 l of oxygen, the amount of volatilization is about 10 and several μm, and the amount of volatilization is extremely small and the performance as a protective layer is high.
平面化後、高純度石英ガラス保護層は、ドライエッチン
グ等の方法、フッ酸などの薬品又は機械的研磨などの方
法で取り除くことができる。こうして、最終的に得られ
る平面光導波路を、設計通りに成形することができる。After planarization, the high-purity silica glass protective layer can be removed by a method such as dry etching, a chemical such as hydrofluoric acid, or a method such as mechanical polishing. Thus, the finally obtained planar optical waveguide can be molded as designed.
以上のように、本発明の方法によれば、最外層の高純度
石英ガラス層が保護層の役目を果たし、加熱加工時のク
ラッド層の揮散を防止することができる。As described above, according to the method of the present invention, the outermost high-purity silica glass layer serves as a protective layer, and volatilization of the cladding layer during heat processing can be prevented.
実施例 以下、実施例により本発明の平面光導波路の製造方法を
更に具体的に説明する。但し、本発明の範囲は、以下の
実施例により何等制限されない。Examples Hereinafter, the method for manufacturing the planar optical waveguide of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
第1図(a)ないし(c)は本発明の一実施例に係る平
面光導波路の製造方法の工程図である。1 (a) to 1 (c) are process diagrams of a method of manufacturing a planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
上述した外付POD法を用いて作製した。高周波プラズマ
フレーム(出力3.4MHz、5.5kV、4.5A)中にSiCl4及びCC
l2F2を導入し、この火炎流を軸方向に回転しかつ往復運
動する基板用石英ガラスパイプ1の外面に吹きつけ、該
ガラスパイプ1の外周にクラッド層3、コア層2、クラ
ッド層3の順序で導波構造を形成し、更に高純度石英ガ
ラス保護層4を形成した。クラッド3を製造するにあた
ってはSiCl4とCCl2F2をともに、350cc/分、コア層2及
び高純度石英ガラス保護層4を製造するにあたってはSi
Cl4だけを50cc/分の流量でプラズマフレーム中に導入
し、石英ガラスパイプ1の外壁に堆積したガラス微粒子
を焼結して各層を形成した。コア層に対するクラッド層
の比屈折率差はクラッド層にFを添加することにより−
1.0%とした。また、コア層、クラッド層及び高純度石
英ガラス保護層の厚さは、すべて約65μmであった。こ
れを各々の層の厚さがすべて約50μmになるように、酸
水素バーナで加熱しながら延伸した。It was produced using the external POD method described above. SiCl 4 and CC in high frequency plasma flame (output 3.4MHz, 5.5kV, 4.5A)
l 2 F 2 was introduced, and this flame flow was blown onto the outer surface of the quartz glass pipe 1 for a substrate that rotates in the axial direction and reciprocates, and the cladding layer 3, the core layer 2 and the cladding layer are provided on the outer periphery of the glass pipe 1. The waveguide structure was formed in the order of 3, and the high-purity silica glass protective layer 4 was further formed. In producing the clad 3, both SiCl 4 and CCl 2 F 2 were added together at 350 cc / min, and in producing the core layer 2 and the high-purity silica glass protective layer 4, Si was added.
Cl 4 alone was introduced into the plasma flame at a flow rate of 50 cc / min, and the glass particles deposited on the outer wall of the quartz glass pipe 1 were sintered to form each layer. The relative refractive index difference between the clad layer and the core layer can be calculated by adding F to the clad layer.
It was set to 1.0%. The thickness of the core layer, the clad layer, and the high-purity silica glass protective layer were all about 65 μm. This was stretched while heating with an oxyhydrogen burner so that the thickness of each layer was about 50 μm.
かくして得られる中間製品5は、第1図(a)に示すよ
うな構成を有する。中間製品5はこれと密着する平面を
有している耐熱材料(カーボン)で作られた中子6を、
第1図(b)に示したように第1図(a)の中間製品5
内部に挿入し、該中間製品5の外周から加熱手段7によ
って加熱(1500℃)することにより中間製品5が収縮し
(第1図(c)参照)、中子6の形状に応じた成形体が
得られ、これを切り出すことにより第2図(a)に示し
たような構成の平面光導波路が容易に得られる。The intermediate product 5 thus obtained has a structure as shown in FIG. The intermediate product 5 has a core 6 made of a heat-resistant material (carbon) having a flat surface that is in close contact with the intermediate product 5.
As shown in FIG. 1 (b), the intermediate product 5 of FIG. 1 (a)
The intermediate product 5 shrinks by being inserted into the inside and heated (1500 ° C.) from the outer periphery of the intermediate product 5 by the heating means 7 (see FIG. 1 (c)), and a molded body corresponding to the shape of the core Is obtained, and a flat optical waveguide having a structure as shown in FIG. 2 (a) can be easily obtained by cutting it out.
更に、高純度石英ガラス保護層4を研磨することにより
取り除き、第2図(b)に示すような平面光導波路を得
た。Further, the high-purity silica glass protective layer 4 was removed by polishing to obtain a planar optical waveguide as shown in FIG. 2 (b).
比較例 上記実施例と比較するために、実施例と同様の操作によ
り、POD法を用いて石英ガラス管の外周にクラッド層、
コア層、クラッド層の順に導波層構造を形成した。但
し、本比較例では、高純度石英ガラス保護層は形成しな
かった。各層の厚さは、すべて80μmであった。各々の
層厚が約50μmになるように、酸水素バーナで加熱しな
がら延伸して中間製品を得た。更に上記実施例と同様の
操作を施して、成品としての平面光導波路を得た。Comparative Example To compare with the above example, by the same operation as the example, the cladding layer on the outer periphery of the quartz glass tube using the POD method,
A waveguide layer structure was formed in the order of the core layer and the clad layer. However, in this comparative example, the high-purity silica glass protective layer was not formed. The thickness of each layer was 80 μm. An intermediate product was obtained by stretching while heating with an oxyhydrogen burner so that each layer had a thickness of about 50 μm. Further, the same operation as in the above example was performed to obtain a planar optical waveguide as a product.
このようにして得た平面光導波路は、干渉顕微鏡法で調
べた結果、コア層の上のクラッド層が消失していること
がわかった。また、コア層とガラス管の間のクラッド層
の厚さは約60μmであるのに対し、コア層は約50μmの
厚さしかなく、コア層の一部までが消失していることが
確認された。The planar optical waveguide thus obtained was examined by interference microscopy, and it was found that the clad layer on the core layer disappeared. In addition, the thickness of the clad layer between the core layer and the glass tube is about 60 μm, whereas the thickness of the core layer is only about 50 μm, and it was confirmed that part of the core layer disappeared. It was
発明の効果 以上述べたように、本発明の平面光導波路の製造方法に
よれば、最外層である高純度石英ガラス保護層により、
延伸、平面化などの加熱加工時にも導波層構造が損われ
ることなく、精度よく高品質の平面光導波路を製造する
ことができる。Effects of the Invention As described above, according to the method for manufacturing a planar optical waveguide of the present invention, by the high-purity silica glass protective layer that is the outermost layer,
It is possible to manufacture a high-quality planar optical waveguide with high accuracy without damaging the waveguide layer structure during heat processing such as stretching and flattening.
従って、本発明の平面光導波路の製造方法は、広い範囲
にわたって活用することができる。Therefore, the method for manufacturing a planar optical waveguide of the present invention can be utilized over a wide range.
第1図(a)乃至(c)は、本発明の平面光導波路の製
造方法の工程図であり、 第2図は、本発明により製造された平面光導波路の斜視
図であり、 第3図(a)乃至(d)は、従来の選択光重合法による
製造方法を示す説明図であり、 第4図は、従来の火炎堆積法による製造方法を示す説明
図である。 (主な参照番号) 1……ガラス管、2……コア層、 3……クラッド層、4……保護層、 5……中間製品、6……中子、 7……加熱手段、10……フィルム、 11……マスク、12……クラッド層、 13……光導波路、14……回転テーブル、 15……基板、16……トーチ、 17……ガラス形成用原料ガス、 18……排気管1 (a) to 1 (c) are process drawings of the method for manufacturing a planar optical waveguide of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the planar optical waveguide manufactured by the present invention, and FIG. (A) thru | or (d) are explanatory drawings which show the manufacturing method by the conventional selective photopolymerization method, and FIG. 4 is explanatory drawing which shows the manufacturing method by the conventional flame deposition method. (Main reference numbers) 1 ... glass tube, 2 ... core layer, 3 ... cladding layer, 4 ... protective layer, 5 ... intermediate product, 6 ... core, 7 ... heating means, 10 ... … Film, 11 …… Mask, 12 …… Clad layer, 13 …… Optical waveguide, 14 …… Rotary table, 15 …… Substrate, 16 …… Torch, 17 …… Glass forming raw material gas, 18 …… Exhaust pipe
Claims (10)
ガラスからなるコア層および少なくとも一層のガラスか
らなるクラッド層を、該コア層が中間層となり且つ該コ
ア層の屈折率が該コア層と接する層の屈折率より高くな
るように形成し、更に、高純度石英ガラスからなる最外
層を形成し、次いで該中空ガラス管内に耐熱材でできた
中子を挿入し、これらを相互に密着させて成形し、これ
を切出して平面光導波路を得ることを特徴とする平面光
導波路の製造方法。1. A hollow glass tube outer wall containing SiO 2 as a main component,
A core layer made of glass and at least one clad layer made of glass are formed such that the core layer is an intermediate layer and the refractive index of the core layer is higher than the refractive index of the layer in contact with the core layer, and Forming the outermost layer made of high-purity quartz glass, then inserting a core made of a heat-resistant material into the hollow glass tube, molding these by sticking them to each other, and cutting this out to obtain a planar optical waveguide. A method of manufacturing a featured planar optical waveguide.
少なくとも20μm以上の厚みをもって形成されることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。2. The outermost layer made of the high-purity quartz glass,
The method according to claim 1, wherein the method is formed with a thickness of at least 20 μm or more.
空ガラス管を外部から加熱し、収縮させることにより実
現することを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
項記載の方法。3. The intimate contact between the hollow glass tube and the core is achieved by externally heating and contracting the hollow glass tube.
Method described in section.
石英ガラスからなる最外層との形成は、前記中空ガラス
管外壁に、前記コア層を形成し、次いで該コア層の上に
前記クラッド層を形成し、次いで該クラッド層の上に前
記高純度石英ガラスからなる最外層を形成することから
なることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項
のいずれか1項に記載の方法。4. The core layer, the clad layer and the outermost layer made of the high-purity silica glass are formed by forming the core layer on the outer wall of the hollow glass tube, and then forming the clad layer on the core layer. 4. The method according to claim 1, further comprising forming a layer and then forming an outermost layer made of the high-purity silica glass on the cladding layer. the method of.
石英ガラスからなる最外層との形成は、前記中空ガラス
管外壁に、前記クラッド層、前記コア層、前記クラッド
層、前記高純度石英ガラスからなる最外層をその順番で
形成することからなることを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の方法。5. The core layer, the clad layer, and the outermost layer made of the high-purity quartz glass are formed by forming the clad layer, the core layer, the clad layer, and the high-purity quartz on the outer wall of the hollow glass tube. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises forming the outermost layer of glass in that order.
なる単一の層で構成することを特徴とする特許請求の範
囲第1項乃至第5項のいずれか1項に記載の方法。6. The method according to claim 1, wherein the core layer is composed of a single layer made of glass having the same refractive index. .
従い屈折率が低下する複数のガラス層で構成することを
特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれか
1項に記載の方法。7. The core layer is composed of a plurality of glass layers whose refractive index decreases toward the clad layer, as claimed in any one of claims 1 to 5. The method described.
ド、アルミナ、ベリリアまたはシリコンカーバイトでで
きていることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第
7項のいずれか1項に記載の方法。8. The core according to any one of claims 1 to 7, wherein the core is made of carbon, boron nitride, alumina, beryllia or silicon carbide. the method of.
ガラスからなる最外層の形成は、化学気相堆積法でなさ
れることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第8項
のいずれか1項に記載の方法。9. The core layer, the clad layer, and the outermost layer made of high-purity silica glass are formed by a chemical vapor deposition method, according to any one of claims 1 to 8. The method according to item 1.
スと、屈折率調整用添加材との混合ガスの化学気相反応
により形成されることを特徴とする特許請求の範囲第9
項記載の方法。10. The clad layer is formed by a chemical vapor phase reaction of a mixed gas of a glass forming raw material gas and a refractive index adjusting additive.
Method described in section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15709386A JPH0677088B2 (en) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | Method of manufacturing planar optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15709386A JPH0677088B2 (en) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | Method of manufacturing planar optical waveguide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6313005A JPS6313005A (en) | 1988-01-20 |
JPH0677088B2 true JPH0677088B2 (en) | 1994-09-28 |
Family
ID=15642093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15709386A Expired - Lifetime JPH0677088B2 (en) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | Method of manufacturing planar optical waveguide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0677088B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6644184B1 (en) | 1995-02-09 | 2003-11-11 | Man Roland Druckmaschinen Ag | Offset printing machine |
DE4430693B4 (en) | 1994-08-30 | 2005-12-22 | Man Roland Druckmaschinen Ag | Drives for a web-fed rotary offset printing machine |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP15709386A patent/JPH0677088B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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