(57)【要約】【解決手段】本発明の光導波路の製造方法は、基板１上にコアとなる多孔質ガラス層２を堆積させた後にこのコアとなる多孔質ガラス層２をガラス化してコア６を形成し、このコア６の周囲にクラッドとなる多孔質ガラス層７を堆積させた後にこのクラッドとなる多孔質ガラス層７をガラス化してクラッド１０を形成する工程において、コアとなる多孔質ガラス層２やクラッドとなる多孔質ガラス層７を重水素雰囲気中で加熱してＯＨ基をＯＤ基に置換させてＯＨ基含有量を低減させたり、コアとなる多孔質ガラス層２やクラッドとなる多孔質ガラス層７をガラス化する際に、そのガラス化の前あるいはガラス化と同時に脱水処理を施す。そして、これらの重水素処理の工程あるいは脱水処理の工程を２工程以上組み合わせて行ってもよい。【効果】本発明によれば、光導波路のコアを形成したりクラッドを形成したりする工程において重水素処理を行ったり脱水処理を行うので極めてＯＨ基含有量の少ない波長多重化通信に適した高品質の光導波路を製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層を重水素雰囲気中で加熱した後、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とする際に、前記コアとなる多孔質ガラス層のガラス化の前に前記コアとなる多孔質ガラス層に脱水処理を施してからガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項３】
基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とする際に、前記コアとなる多孔質ガラス層のガラス化と同時に前記コアとなる多孔質ガラス層に脱水処理を施してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記脱水処理はＨｅにＣｌ２、Ｆ２、Ｏ２の中から選択された１種若しくは２種以上のガスを添加した混合ガスにより行うことを特徴とする請求項２または請求項３記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化する際に、前記クラッドとなる多孔質ガラス層を重水素雰囲気中で加熱した後ガラス化することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項６】
基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化する際に、前記クラッドとなる多孔質ガラス層のガラス化の前に前記クラッドとなる多孔質ガラス層に脱水処理を施してからガラス化することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項７】
基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化する際に、前記クラッドとなる多孔質ガラス層のガラス化と同時に前記クラッドとなる多孔質ガラス層に脱水処理を施すことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記脱水処理はＨｅにＣｌ２、Ｆ２、Ｏ２の中から選択された１種若しくは２種以上のガスを添加した混合ガスにより行うことを特徴とする請求項６または請求項７記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
前記重水素雰囲気中での加熱若しくは脱水処理の工程を２工程以上組み合わせて行うことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１０】
前記基板は石英ガラス、多成分系ガラス、シリコンから選択された１種であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＨ基による吸収を低減させることのできる光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信ネットワークの進展に伴い光ファイバ通信網が急速に整備されてきている。特にＦＴＴＨの導入が進むに連れて各家庭でも高速インターネット通信の要望がますます高まってきている。
【０００３】
現在通信波長は１３１０ｎｍや１５５０ｎｍが使用されているがＦＴＴＨの導入に当たっては１３１０ｎｍや１５５０ｎｍの他にも多数の波長を多重化して通信することも必要になってくる。波長を多重化して通信を行う場合には使用する波長がその波長域で吸収されないことが重要である。
【０００４】
ところで通信波長域には１３８０ｎｍ付近にＯＨ（水酸）基による吸収帯が存在する。従って従来この波長帯（Ｅ−ｂａｎｄ）では通信が行うことができなかった。そこで、従来は光ファイバを製造する際に重水素を用いてこの波長帯のＯＨ基の含有量を低減させる方法が提案されている。従来の低ＯＨ基含有の光ファイバの製造方法では、るつぼ内でガラス原料を溶融する際に重水によりＯＨ基を除去したり、外付法や気相軸付法により多孔質母材を製造する際に重水を用いてＯＨ基を除去することが行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、光ファイバを線引きした後にこの光ファイバを重水素雰囲気中に所定時間保持してＯＨ基を除去するという方法も行われていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２１８６２７号公報
【特許文献２】特開平２００２−１８７７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
【０００８】
即ち、光ファイバのＯＨ基を低減して１３８０ｎｍ付近の吸収を少なくすることは従来から行われていたが、光ファイバを用いた通信網には光ファイバの他に平面型の光導波路もその構成部品としてよく用いられている。
【０００９】
光導波路は通常はＧｅなどの屈折率上昇元素を石英ガラスに添加したコアとこのコアを覆って純石英ガラスからなるコアよりも屈折率の低いクラッドとが石英ガラス等の基板上に形成されているが、この光導波路も１３８０ｎｍ付近の吸収が多ければ光ファイバ通信網全体として波長多重化が実現できないという問題が存在する。
【００１０】
従来光導波路に関してはＯＨ基低減のための有効な方法が用いられていなかったため、低ＯＨ基の光導波路の提供が望まれていた。本発明は上記のような課題を解決して低ＯＨ基の光導波路を製造できる方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は以上の点を解決するため次のような構成からなるものである。
【００１２】
即ち、本発明はまず第１の態様として、基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層を重水素雰囲気中で加熱した後、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化することを特徴とする。
【００１３】
また、第２の態様として、基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とする際に、前記コアとなる多孔質ガラス層のガラス化の前に前記コアとなる多孔質ガラス層に脱水処理を施してからガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化することを特徴とする。
【００１４】
さらに、さらに第３の態様として、基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とする際に、前記コアとなる多孔質ガラス層のガラス化と同時に前記コアとなる多孔質ガラス層に脱水処理を施してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化することを特徴とする。
【００１５】
また、第４の態様として、前記第２の態様または第３の態様において前記脱水処理はＨｅにＣｌ２、Ｆ２、Ｏ２の中から選択された１種若しくは２種以上のガスを添加した混合ガスにより行うことを特徴とする。
【００１６】
さらに、第５の態様として、基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化する際に、前記クラッドとなる多孔質ガラス層を重水素雰囲気中で加熱した後ガラス化することを特徴とする。
【００１７】
また、第６の態様として、基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化する際に、前記クラッドとなる多孔質ガラス層のガラス化の前に前記クラッドとなる多孔質ガラス層に脱水処理を施してからガラス化することを特徴とする。
【００１８】
さらに、第７の態様として、基板上に屈折率の高いコアとなる多孔質ガラス層を堆積させ、前記コアとなる多孔質ガラス層をガラス化してコア層とし、次いで前記コア層を所定のパターンでエッチングしてコアを形成し、その後前記コアを覆うように前記コアよりも屈折率の低いクラッドとなる多孔質ガラス層を堆積させた後、前記クラッドとなる多孔質ガラス層をガラス化する際に、前記クラッドとなる多孔質ガラス層のガラス化と同時に前記クラッドとなる多孔質ガラス層に脱水処理を施すことを特徴とする。
【００１９】
また、第８の態様として、前記第６の態様または第７の態様において前記脱水処理はＨｅにＣｌ２、Ｆ２、Ｏ２の中から選択された１種若しくは２種以上のガスを添加した混合ガスにより行うことを特徴とする。
【００２０】
さらに、第９の態様として、前記第１から第８のいずれかの態様において前記重水素雰囲気中での加熱若しくは脱水処理の工程を２工程以上組み合わせて行うことを特徴とする。
【００２１】
また、第１０の態様として、前記第１から第９のいずれかの態様において前記基板は石英ガラス、多成分系ガラス、シリコンから選択された１種であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
光導波路においても確実にＯＨ基を低減できるので光ファイバ通信網全体で波長多重化が効率よく実現することが可能となる製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施の形態を表した図である。図１（ａ）において、例えば火炎堆積（ＦＨＤ；Ｆｌａｍｅ  Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりまず石英ガラスからなる基板１上にコアとなる石英の多孔質ガラス層２を堆積させる。
【００２５】
次に図１（ｂ）において、基板上のコアとなる石英の多孔質ガラス層２を重水素雰囲気３中で加熱し、重水若しくは重水蒸気が多孔質ガラス層内部に拡散してＯＨ基がＯＤ基に置換されるようにする。
【００２６】
この後図１（ｃ）に示すように前記基板上のコアとなる石英の多孔質ガラス層２をＨｅにＣｌ２を添加した混合ガス４中で加熱して脱水処理を行う。この処理によりさらにＯＨ基を低減することができる。なお、Ｈｅに添加するガスはＣｌ２の他にＦ２やＯ２あるいはこれらのガスを２種以上混合して用いても同様の効果を得ることができる。
【００２７】
次いで、図１（ｄ）に示すように前記基板上のコアとなる石英の多孔質ガラス層２を加熱して透明ガラス化を行いコア層５を形成する。なお、前記図１（ｃ）に示した脱水処理は図１（ｄ）におけるガラス化と同時に行っても同様の効果が得られる。
【００２８】
その後図１（ｅ）のようにコア層５を所定のパターンでエッチングしてコア６を形成する。コア６を形成した後に図１（ｆ）に示すように再びＦＨＤ法によりコア６を覆うようにクラッドとなる多孔質ガラス層７を堆積させる。そして、図１（ｇ）に示すように前記図１（ｂ）と同様にクラッドとなる多孔質ガラス層７を重水素雰囲気８中で加熱し、重水若しくは重水蒸気が多孔質ガラス層内部に拡散してＯＨ基がＯＤ基に置換されるようにする。
【００２９】
さらに図１（ｈ）に示すようにクラッドとなる多孔質ガラス層７をＨｅにＣｌ２を添加した混合ガス９中で加熱して脱水処理を行い、その後図１（ｉ）に示すようにクラッドとなる多孔質ガラス層７を加熱して透明ガラス化を行いクラッド１０を形成し光導波路とする。なお、前記図１（ｈ）に示した脱水処理は図１（ｉ）におけるガラス化と同時に行っても同様の効果が得られる。
【００３０】
ここで、前記した重水素雰囲気中での加熱の工程あるいは脱水処理の工程はそれぞれ単独で行っても効果があるが、各工程を２工程以上組み合わせて行ってもよい。即ち、目的とする光導波路の特性に応じてどのような組み合わせを採用するか適宜定めればよい。もちろん本実施の形態で示した工程をすべて行えばＯＨ基含有量の極めて少ない高品質の光導波路を得ることができることは言うまでもない。
【００３１】
また、本実施の形態では基板を石英ガラスとしたが、多成分系ガラスやシリコン等を用いることができ、特に材料を限定する必要はない。さらに、コアやクラッドの多孔質ガラス層を堆積する方法においても本実施の形態で用いたＦＨＤ法に限定する必要はなく、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いることもできる。
【００３２】
図２は本発明の方法を適用して製造した光導波路の損失−波長特性の実施例を従来の特にＯＨ基の低減を行わない方法で製造した光導波路と比較して示したものである。実線が本発明による方法、波線が従来の方法によるものである。なお、縦軸の損失は任意スケールである。図２から明らかなように本発明による方法では１３８０ｎｍ付近のＯＨ基による吸収がほとんど見られなくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明による光導波路の損失−波長特性を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・基板
２・・・コアとなる多孔質ガラス層
３・・・重水素雰囲気
４・・・脱水用混合ガス
５・・・コア層
６・・・コア
７・・・クラッドとなる多孔質ガラス層
８・・・重水素雰囲気
９・・・脱水用混合ガス
１０・・クラッド
【図１】
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【図２】
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