(57)【要約】石英ガラス管両端が部分コラプシング（ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ）されてから不純物成分がドーピングされ不純物ドーピング工程が安定的に行われると共にドーピングされた不純物成分の量も増加できる修正された化学気状蒸着法を使用して光繊維プリフォームを製造する方法及びこの方法を使用して製造された非線型光繊維が開示される。この方法は石英ガラス管にクラッディング層とコア層を形成する段階、コア層を部分焼結させる段階、クラッディング層及び部分焼結されたコア層が形成された石英ガラス管の両端を部分収縮させる段階、及びコア層の焼結された部分を不純物成分でドーピングする段階を含み、この方法により製造された光繊維プリフォームが所定の機能を有するようになる。【選択図】図５Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
修正された化学気状蒸着法を使用して所望の機能を有する光繊維プリフォームを製造するための方法として、
（１）  石英ガラス管内にクラッディング層とコア層を形成する段階と、
（２）  前記コア層を部分焼結させる段階と、
（３）  前記クラッディング層及び前記部分焼結されたコア層が形成された石英ガラス管の両端の二つの地点で前記石英ガラス管の直径を部分収縮させる段階、及び、
（４）  前記コア層の焼結された部分をドーパントでドーピングする段階を含むことを特徴とする、
修正された化学気状蒸着を使用して光繊維プリフォームを製造する方法。
【請求項２】
前記段階（４）でナノサイズの半導体微粒子を含む物質を前記石英ガラス管内に注入させることを特徴とする、請求項１に記載の修正された化学気状蒸着法を使用して光繊維プリフォームを製造する方法。
【請求項３】
前記半導体微粒子はＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項２に記載の修正された化学気状蒸着法を使用して光繊維プリフォームを製造する方法。
【請求項４】
石英ガラス管内にクラッディング層とコア層を形成する段階と、前記コア層を部分焼結させる段階と、前記石英ガラス管の両端の二つの地点で前記石英ガラス管の直径を部分収縮させる段階と、前記コア層の焼結部分をドーパントでドーピングする段階を含む方法により製造され、前記クラッディング層及びコア層を含むことを特徴とする、非線型光繊維。
【請求項５】
前記ドーパントは半導体微粒子を含むことを特徴とする、請求項４に記載の非線型光繊維。
【請求項６】
前記半導体微粒子はＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項４に記載の非線型光繊維。
【請求項７】
クラッディング層と、ナノサイズの半導体微粒子でドーピングされたコア層を含むことを特徴とする、非線型光繊維。
【請求項８】
前記半導体微粒子はＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項７に記載の非線型光繊維。
【請求項９】
シリコンウェーハにバッファクラッディング層を形成する段階と、
前記バッファクラッディング層に多孔性コア層を形成する段階と、
前記多孔性コア層をナノサイズの半導体微粒子でドーピングしてドーピングされたコア層を形成する段階と、
前記ドーピングされたコア層を焼結させる段階と、
前記ドーピングされたコア層をパターニングしてコア部分を形成する段階、及び、
前記バッファクラッディング層と前記コア部分の上に上位（ｏｖｅｒ）クラッディング層を形成する段階を含むことを特徴とする、平面光導波管回路の製造方法。
【請求項１０】
シリコンウェーハを準備する段階と、
前記シリコンウェーハにＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５またはＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３で構成された第１堆積物をＦＨＤ（火炎加水分解蒸着）法で蒸着する段階と、
前記第１堆積物を高温電気炉で焼結させてバッファクラッディング層を形成する段階と、
前記バッファクラッディング層に前記バッファクラッディング層より大きい屈折率を有するＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｂ２Ｏ３またはＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３で構成された第２堆積物をＦＨＤ法で蒸着して多孔性コア層を形成する段階と、
前記多孔性コア層で蒸着されたシリコンウェーハを半導体微粒子が入っている溶液に含浸させてドーピングされたコア層を形成する段階と、
前記ドーピングされたコア層を焼結させる段階と、
前記ドーピングされたコア層に反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行って光導波管として利用されるコア部分を残しておく段階と、
本来のガラス層と同じ組成を有する第３堆積物をＦＨＤ法を使用して前記バッファ層及び前記コア部分の上に蒸着する段階、及び、
前記第３堆積物を焼結させて上位クラッディング層を形成する段階を含むことを特徴とする、請求項９に記載の平面光導波管回路の製造方法。
【請求項１１】
前記半導体微粒子はＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つで構成されることを特徴とする、請求項１０に記載の平面光導波管回路の製造方法。
【請求項１２】
シリコン基板と、
前記シリコン基板上に形成されたバッファクラッディング層と、
前記バッファクラッディング層上に形成される、ナノサイズの半導体微粒子でドーピングされたコア、及び、
前記バッファクラッディング層及び前記コアの上に形成された上位クラッディング層を含むことを特徴とする、平面光導波管回路。
【請求項１３】
前記半導体微粒子はＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つで構成されることを特徴とする、請求項１２に記載の平面光導波管回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、修正された化学気状蒸着法を使用して光繊維プリフォーム（ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＢＥＲ ＰＲＥＦＯＲＭ）を製造する方法及びその方法により製造された非線型光繊維に関するものであって、ここでは光繊維に所定のドーパント（ＤＯＰＡＮＴ）を添加して特殊な機能を付与する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信に利用される光繊維は、高純度石英ガラスから作られるクラッディング（Ｃｌａｄｄｉｎｇ）部分と、シリカガラスにゲルマニウム（Ｇｅ）などを添加して光屈折率を少し高めたコア（Ｃｏｒｅ）部分とで構成され、その二つの部分間の光屈折率差による全反射を利用して光を伝送する素子である。
【０００３】
一般に、光繊維を製造する工程は光繊維プリフォームを製造する工程と光繊維を引抜く（ｄｒａｗｉｎｇ）工程に分けられて、光繊維プリフォームを製造する工程はＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）法、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＯＶＤ（Ｏｕｔｓｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより得られる。
【０００４】
また、光繊維に特別な機能性を付与するためには、ＭＣＶＤ法でコア層を蒸着し部分的に焼結した後、ドーパントが入っている溶液をコア層の焼結された部分にドーピングする。
【０００５】
図１は、一般的なＭＣＶＤ法による機能性光繊維プリフォームの製造工程を示した流れ図である。
【０００６】
先ず、石英ガラス管の内部にＳｉＣｌ４、ＰＯＣｌ３、ＣＦ４及びＧｅＣｌ４などの原料ガスを酸素と共に吹き入れて加熱手段で石英ガラス管に熱を加えると、熱酸化反応により煤け形態の酸化堆積物が石英ガラス管の内部に形成されることにより、クラッディング層及びコア層を形成するようになる（段階ＳＴ１及びＳＴ２）。
【０００７】
次いで、前記コア層を部分焼結した後、所定の機能性を付与するためにドーパントでドーピングする（段階ＳＴ３）。
【０００８】
その後、ドーパントがドーピングされた部分を乾燥させて、酸化過程を伴う焼結工程を行う（段階ＳＴ４）。
【０００９】
次いで、焼結の完了された光繊維にヘコミステップ（ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ ｓｔｅｐ）とシールステップ（ｓｅａｌｉｎｇ ｓｔｅｐ）を行って、光繊維プリフォームを製造する（段階ＳＴ５及びＳＴ６）。
【００１０】
この場合、前記ドーピング工程（ＳＴ３及びＳＴ４）は図２に図示したような装置を利用して行われるようになるが、図３Ａ乃至図３Ｄを参照してより詳しく説明する。
【００１１】
図３Ａに図示されたように、石英ガラス管３１内にクラッディング層３２とコア層３３が形成されて、図２に図示されたように石英ガラス管３１はテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））コネクタ２０を通じてフラスコ（ｆｌａｓｋ）１０に連結される。
【００１２】
この場合、フラスコ１０にはドーピングするドーパント成分が含有された溶液Ｓが入っていて、フラスコ１０は、石英ガラス管３１内にこの溶液Ｓを供給するために、アルゴン（Ａｒ）などのガスを注入／排気するためのガス注入／排気口１１を備えている。
【００１３】
即ち、テフロン（登録商標）コネクタ２０を通じて石英ガラス管３１とフラスコ１０が相互結合された状態で、フラスコ１０のガス注入／排気口１１を通じて一定量のアルゴンガスを注入するようになると、ガス注入による圧力によりフラスコ１０内にある溶液Ｓがテフロン（登録商標）コネクタ２０を通じて石英ガラス管３１内に流入される。即ち、石英ガラス管３１は図３Ｂに示されたような状態を保持するようになる。
【００１４】
以後、所定時間が経過すると、フラスコ１０のガス注入／排気口１１を通じてアルゴンガスを排気するようになるが、これにより石英ガラス管３１内に存在する溶液Ｓがテフロン（登録商標）コネクタ２０を通じてフラスコ１０に流出される。即ち、図３Ｃのように、コア層の焼結部分に溶液がドーピングされる。
【００１５】
しかし、図２に示された装置はドーピング工程だけを行う装置であって、それ以外の他の工程、例えば、石英ガラス管にクラッディング層及びコア層を形成する工程及び焼結工程と、ヘコミ工程（ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ ｓｔｅｐ）及びシール工程（ｓｅａｌｉｎｇ ｓｔｅｐ）は一般ＭＣＶＤ工程用装置を利用して行われる。
【００１６】
従って、一般ＭＣＶＤ工程用装置を通じて石英ガラス管にクラッディング層及びコア層を形成した後、この石英ガラス管を別途の装置に設置してドーピング工程を行う。ドーピング工程が完了された石英ガラス管を一般ＭＣＶＤ工程用装置に設置して後の工程を再び行わなければならないため光繊維プリフォームを製造する工程上に面倒な問題があった。
【００１７】
しかも、ドーピング工程を行う図２のようなドーピング装置においては、石英ガラス管を垂直に立ててドーパント成分が含有された溶液を所定の時間湛えてから排出するため、コアの焼結部分に残っていたドーパント成分の一部も溶液と共に排出される傾向がある。図３Ｄに図示したように、光繊維プリフォームのドーピングによる機能の特性を低下させる要因として作用するようになる。
【００１８】
一方、最近は光通信技術が発達するにつれて高速の非線型光素子、例えば光変調器（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、光スイッチ（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｗｉｔｃｈ）、光アイソレータ（ｏｐｔｉｃａｌ ｉｓｏｌａｔｏｒ）などが求められ、このような非線型光素子を生成するために光繊維に半導体微粒子をドーピングしようとする研究が活発に進行中である。
【００１９】
しかし、前述のような従来の光繊維プリフォームの製造方法によっては現在までのドーパント成分のサイズより大きいサイズ、即ちナノサイズの半導体微粒子をドーピングすることは難しいという問題がある。
【００２０】
また、前述の従来のドーピング装置においては、コア層の焼結部分を制限してドーピングされるドーパント成分の量を限定させるようにしている。
【００２１】
これはドーパントのドーピング量により影響を受ける機能性光繊維、特に非線型光繊維の特性に悪影響を招いている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は従来の問題点を解決するために創出されたものであって、光繊維プリフォームのコア層をドーパントで均一にドーピングすることができて、ドーパントのドーピング量を増加させることができるＭＣＶＤ法を用いて光繊維プリフォームを製造する方法及びその方法により製造された非線型光繊維を提供することにその目的がある。
【００２３】
本発明の他の目的は、ＭＣＶＤ法を用いて光繊維プリフォームを製造する方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の他の目的は、多少大きいサイズの半導体微粒子をドーピングして安定的な非線型特性を有する前記方法を用いて製造された非線型光繊維を提供することにある。
【００２５】
本発明の他の目的は、光繊維を提供することにある。
【００２６】
本発明の他の目的は、平面光導波管回路（ｐｌａｎａｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｃｉｒｃｕｉｔ）を製造する方法を提供することにある。
【００２７】
本発明の他の目的は、平面光導波管回路を提供することにある。
【００２８】
【発明の構成】
本発明の一つの側面によると、本発明はＭＣＶＤ法を利用して所望の機能を有する光繊維プリフォームを製造する方法を提供する。前記製造方法は石英ガラス管内にクラッディング層及びコア層を形成する段階と、前記コア層を部分焼結させる段階と、前記クラッディング層及び部分焼結されたコア層が形成された石英ガラス管の両端の二つの地点で前記石英ガラス管の直径を部分的に収縮させる段階と、及び、前記コア層の焼結部分をドーパントでドーピングする段階を含む。
【００２９】
本発明の他の側面によると、本発明はクラッディング層及びコア層からなる非線型光繊維を提供することで、前記非線型光繊維は石英ガラス管内にクラッディング層及びコア層を形成する段階と、前記コア層を部分焼結させる段階と、前記石英ガラス管の両端の二つの地点で前記石英ガラス管の直径を部分的に収縮させる段階と、及び、前記コア層の焼結された部分を所定のドーパントでドーピングする段階を含む工程により製造される。
【００３０】
即ち、石英ガラス管の両端部で石英ガラス管の直径を収縮させた後、焼結されたコア層がドーパントを含有する物質、特にナノサイズの半導体微粒子を含有する物質でドーピングされることにより、ドーピング工程において付加的な装置なくても従来の光繊維プリフォーム製造装置で安定的に行われることができて安定な特性を有する非線型光繊維を得ることができる。ドーパントは望ましくはＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つを含む。
【００３１】
本発明のまた他の側面によると、クラッディング層と、ナノサイズの半導体微粒子でドーピングされたコア層を含む非線型光繊維が提供される。この場合、半導体微粒子はＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つを含む。
【００３２】
本発明のまた他の側面によると、平面光導波管回路を製造するための方法が提供され、この方法はシリコンウェーハを準備する段階；ＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５またはＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３で構成された第１堆積物をＦＨＤ（火炎加水分解蒸着）法でシリコンウェーハに蒸着させる段階と、高温電気炉で前記第１堆積物を焼結してバッファクラッディング層を形成する段階と、バッファクラッディング層にＦＨＤ法でバッファクラッディング層より大きい屈折率を有するＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｂ２Ｏ３またはＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３で構成された第２堆積物を蒸着させて多孔性コア層を形成する段階と、多孔性コア層で蒸着されたシリコンウェーハをナノサイズの半導体微粒子が入っている溶液に含浸させる段階と、シリコンウェーハを乾燥させて溶液を除去してドーピングされたコア層を形成する段階と、ドーピングされたコア層を焼結させる段階と、ドーピングされたコア層に反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行って光導波管として使用されるコア部分を残しておく段階と、ＦＨＤ法を使用してバッファクラッディング層及びコア部分の上にバッファクラッディング層と同じ組成を有する第３堆積物を蒸着させる段階と、及び、第３堆積物を焼結させて上位（ｏｖｅｒ）クラッディング層を形成する段階を含む。半導体微粒子は望ましくはＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つで構成される。
【００３３】
本発明のまた他の側面によると、シリコン基板と、シリコン基板上に形成されたバッファクラッディング層と、バッファクラッディング層上に形成される、ナノサイズの半導体微粒子でドーピングされたコアと、バッファクラッディング層及びコア部分の上に形成された上位クラッディング層を含む平面光導波管回路が提供される。半導体微粒子は望ましくはＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つで構成される。
【００３４】
以下、添付の図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明の第１実施例によるＭＣＶＤを使用した光繊維プリフォームの製造装置の構成図である。
【００３６】
図４に示したように、光繊維プリフォーム製造装置において、石英ガラス管５２が旋盤５１により固定されて、加熱装置５４により一部５３が加熱される。例えば、石英ガラス管５２は第１方向５５ａに回転されて、加熱装置５４は移動部材５６により第２方向５５ｂに移動する。即ち、石英ガラス管５２の加熱部分５３は回転移動される。
【００３７】
一方、物質提供部５８は機能性光繊維プリフォームを形成するための物質、特に数ナノサイズの半導体微粒子成分が含有された物質、望ましくは溶液を注入管５７を通じて石英ガラス管５２に流入提供するようになる。この場合に、物質供給部５８から石英ガラス管５２に注入される半導体微粒子はＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つからなる粒子を含む。
【００３８】
以下、前述の構成を有する装置を使用して光繊維プリフォームを製造する工程を説明する。
【００３９】
先ず、図４に示したように、光繊維プリフォームを形成するための石英ガラス管５２が旋盤５１に装着された状態で、クラッディング層とコア層を形成するためのＳｉＣｌ４、ＰＯＣｌ３、ＣＦ４及びＧｅＣｌ４のような所定物質が注入管５７を通じて石英ガラス管５２に酸素と共に注入される。
【００４０】
その後、石英ガラス管５２が第１方向５５ａに回転しながら加熱装置５４が第２方向５５ｂに移動されて石英ガラス管５２にクラッディング層とコア層が形成される。
【００４１】
次いで、コア層が部分焼結されるとドーパントでドーピングして機能性光繊維プリフォームを製造するようになる。以下、図５Ａ乃至５Ｃを参照してドーピング工程を説明する。
【００４２】
先ず、図５Ａに示したように、部分焼結されたコア層が石英ガラス管５２内に形成された後、加熱装置５４が第２方向５５ｂに移動されて図５Ｂに示したような石英ガラス管５２の両端部の二つの地点で石英ガラス管の直径を部分的に収縮させる。
【００４３】
即ち、図４に示した装置において、石英ガラス管５２の第１端部の地点５２１で所定時間加熱装置５４が保持固定されて石英ガラス管５２の直径を地点５２１で所定量に収縮させる。その後、石英ガラス管５２は前記のように第２端部の地点５２２で同一な処理を行うことにより石英ガラス管５２の直径を地点５２２で所定量に収縮させる。この場合、二つの地点での石英ガラス管５２の直径の収縮はコア層の厚さより厚いかまたは同一である。
【００４４】
その後、図５Ｂに示したように、物質供給部５８はドーパントを含む物質、即ち、機能性溶液を収縮により形成された内部環状突起を有する石英ガラス管５２に注入する。
【００４５】
この場合、ドーパント不純物成分を含む機能性溶液はコア層の焼結された部分の厚さと内部環状突起の高さに合わせて提供される。
【００４６】
即ち、図５Ｃに示したように、ドーパントを含む機能性溶液が石英ガラス管５２に注入される時、石英ガラス管５２が回転されて円筒形の石英ガラス管５２に形成されたコア層の焼結部分にドーパントが染み込む。
【００４７】
この場合、石英ガラス管５２の内部環状突起がコア層と同一なレベルを有するため、ドーパントはコア層が大きい焼結部分を有するとしても焼結された部分で安定的に残っていることができるためコア層に染み込むドーパント量を増加させることができる。
【００４８】
その後、物質供給部５８はドーピング工程中発生された水酸基成分（ＯＨ）を無くすために石英ガラス管５２の内部を通過しＯ２とＣｌ２を作り、同時に石英ガラス管５２が第１方向に回転しながら加熱装置５４が第２方向に移動されて石英ガラス管５２のドーパントが乾燥される。
【００４９】
図６Ａ及び図Ｂは各々従来の方式と本発明の方法によるドーパントでドーピングされた非線型光繊維の光吸収係数を示したグラフである。
【００５０】
図６Ａは従来のドーピング方法によるＰｂＴｅの半導体微粒子でドーピングされた非線型光繊維の光吸収係数特性を示したものであり、図６Ｂは部分収縮を使用する改善されたドーピング方法によるＰｂＴｅでドーピングされた非線型光の光吸収係数特性を示したものであって０．０５モルのＰｂＴｅが光繊維各々のコア層をドーピングすることに使用された。
【００５１】
図６Ａに示したように、従来のドーピング方法によるＰｂＴｅでドーピングされた非線型光繊維はＰｂＴｅの正常的な波長である１０５０ｎｍの波長範囲で光吸収が現れなかった。これは非線型光特性を示すには光繊維がＰｂＴｅで充分ドーピングされていないことを意味する。
【００５２】
しかし、本発明の部分収縮方法によるＰｂＴｅでドーピングされた非線型光繊維は、図６Ｂに示したように、１０５０ｎｍの波長範囲で光吸収係数が０．００５ｃｍ−１と測定された。これはナノサイズのＰｂＴｅが石英ガラス管のコア層に残っていることを意味する。
【００５３】
従って、改善された方法は従来の方法より広帯域波長で一般的に大きい光吸収係数を非線型光繊維に付与する。これは改善された粒子収縮方法を使用してコア層の半導体微粒子のドーピング濃度が従来の方法より大きくなったからである。
【００５４】
そのため、本発明によると、別途の付加装置を使用せず従来の光繊維プリフォーム製造装置を使用してドーパント、特にナノサイズの半導体微粒子のドーピング工程を行うことができ、ドーパントの量を増加させることができる。
【００５５】
また、ドーパントでドーピングされた光繊維プリフォームのコア層が一定に形成されて不純物成分のドーピングによる光繊維特性を安定化及び改善させることができる。
【００５６】
本発明の他の実施例によると、図７に示したように平面光導波管回路が提供される。以下、図８Ａ乃至８Ｅを参照して平面光導波管回路の製造工程を説明する。
【００５７】
先ず、シリコンウェーハ７０上にＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５またはＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３で構成された第１堆積物をＦＨＤ法で蒸着させて、第１堆積物を高温電気炉で焼結させガラス層のバッファクラッディング層７１を形成させる（図８Ａ）。次いで、バッファクラッディング層上にバッファクラッディング層より大きい屈折率を有するＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｂ２Ｏ３またはＳｉＯ２−ＧｅＯ２−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３で構成された第２堆積物をＦＨＤ法で蒸着して、多孔性コア層７２を形成させる（図８Ｂ）。
【００５８】
その後、多孔性コア層７２で蒸着されたシリコンウェーハ７０を半導体微粒子が入っている溶液に含浸させて、次いで溶液を除去し乾燥させて図８Ｃに示したようにガラス層のドーピングされたコア層７２’を形成するように焼結させる。ドーピングされたコア層７２’をＲＩＥを行って図８Ｄに示したように光導波管として利用するためのコア部分７２”を残す。最後に、図８Ｅのようにバッファクラッディング層７１及びコア部分７２”の上に蒸着されてＦＨＤ法でバッファクラッディング層７１と同じ組成を有する第３堆積物を蒸着させ焼結させて上位クラッディング層７３を形成させる。ナノサイズの半導体微粒子は望ましくはＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＴｅ、ＣｕＣｌ、ＣｄＳ及びＣｄＳｅの中から選ばれる少なくとも一つで構成される。
【００５９】
一方、本発明は前述の特定実施例に限定されず、本発明の範囲から外れない範囲内で多様な方式に変更及び修正することができる。
【００６０】
例えば、光スイッチ及び光変調器用光繊維などの非線型特性及び多様な機能を有する多様な光繊維素子が、本発明の部分収縮方法によるドーパントとして多様な半導体微粒子を使用することにより製造されることができる。
【００６１】
本発明は好ましい実施例を図示して説明したが、前述の実施例に限定されるものではなく、多様な変更物、修正物及び同等物が本発明の範囲から外れない範囲内で代用されることができるということは当業者であれば分かるだろう。
【００６２】
【発明の効果】
前述のように、本発明によると、石英ガラス管の直径が石英ガラス管の両端部の二つの地点で部分収縮されてから半導体微粒子のようなドーパントでドーピングされることにより、付加的な装置を使用しない従来の光繊維プリフォームの製造装置でもドーピング工程が安定的に行われ、安定された特性を有する非線型光繊維を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なＭＣＶＤ法を使用して機能性光繊維プリフォームを製造する工程を示した流れ図である。
【図２】ドーピング工程を行うための従来装置の側面図である。
【図３Ａ】図２に図示された装置の動作を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】図２に図示された装置の動作を説明するための断面図である。
【図３Ｃ】図２に図示された装置の動作を説明するための断面図である。
【図３Ｄ】図２に図示された装置の動作を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１実施例によるＭＣＶＤを使用した光繊維プリフォーム製造装置の構成図である。
【図５Ａ】図４に示した装置によるドーピング工程を示した断面図である。
【図５Ｂ】図４に示した装置によるドーピング工程を示した断面図である。
【図５Ｃ】図４に示した装置によるドーピング工程を示した断面図である。
【図６Ａ】図２に図示された装置を使用した従来の方法によるドーパントでドーピングされた非線型光繊維の光吸収係数を示したグラフである。
【図６Ｂ】図４に示された装置を使用した改善された方法によるドーパントでドーピングされた非線型光繊維の光吸収係数を示したグラフである。
【図７】本発明の第２実施例により製造された平面導波管回路を示した斜視図である。
【図８Ａ】図７に示した光導波管回路の製造工程を示した横断面図である。
【図８Ｂ】図７に示した光導波管回路の製造工程を示した横断面図である。
【図８Ｃ】図７に示した光導波管回路の製造工程を示した横断面図である。
【図８Ｄ】図７に示した光導波管回路の製造工程を示した横断面図である。
【図８Ｅ】図７に示した光導波管回路の製造工程を示した横断面図である。
【図１】
2004519403.tif 000003
【図６】
2004519403.tif 000004
2004519403.tif 000005
【国際公開パンフレット】
2004519403.tif 000006
2004519403.tif 000007
2004519403.tif 000008
2004519403.tif 000009
2004519403.tif 000010
2004519403.tif 000011
2004519403.tif 000012
2004519403.tif 000013
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【国際調査報告】
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