專利名稱：石英基光波導及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基片上帶有芯波導和外包層部分的石英基光波導，該波導用于光通訊領域，本發(fā)明也涉及該波導的制造方法。
人們已經知道，石英基光波導包括在由石英、硅等制成的基片上形成的、采用石英基玻璃制成的其橫截面為矩形或方形的芯波導，該芯波導中添加了折射率提高摻雜劑如GeO2，具有較高的折射率，該波導還包括由石英基玻璃制成的外包層部分，其折射率低于在基片上形成的芯波導，從而蓋住該芯波導。而且，該石英基光波導的外包層部分一般是通過采用火焰水解沉積法(FHD)，在設有芯波導的基片上堆積石英基玻璃微細顆粒，從而形成多孔石英基玻璃層，然后將其燒結而使其透明而形成的。
為了防止在燒結多孔石英基玻璃層的時候芯波導會由于熱作用而分解，向外包層部分中的SiO2添加例如P2O5和B2O3摻雜劑，以降低其軟化溫度，使得該外包層部分的軟化溫度低于芯波導的軟化溫度。該外包層部分的折射率應當低于芯波導的折射率，使其與基片的折射率基本相同，從而使P2O5提高折射率的作用與B2O3降低折射率的作用彼此相互抵消。
對于該石英基光波導，由于基片和芯波導周圍的外包層部分之間熱膨脹系數的差異，在芯波導中產生各向異性的熱變形，從而產生偏振依賴性。對于包括石英光波導的光學波長多路復用器和多路分解器，由于多路復用和多路分解特征根據它的偏振依賴性而改變，因此希望有具有最小偏振依賴性的石英基光波導。JP-A-6-27342和JP-A-7-318734公開了一種降低石英基光波導的偏振依賴性的方法。(此處“JP-A”用來指“未經審查的日本專利申請公開”)。
在JP-A-6-27342中公開的方法是通過使在外包層部分中含有的P2O5和B2O3的摻雜總量為1％-3％而降低偏振依賴性的。在JP-A-7-318734中公開的方法是通過在外包層部分和基片或芯波導之間的邊界表面上形成薄膜玻璃層而降低偏振依賴性的，其中該玻璃層的折射率比芯波導的小，而與基片的相同或比基片的大。
但是，如果象JP-A-6-27342中所公開的將外包層部分中含有的P2O5和B2O3的摻雜總量降低，那么在芯波導和外包層部分之間的界面上可能會產生結晶。由于該晶體的產生給光波導帶來了大量的負面效應導致傳播損耗，因此這一點應當避免。根據JP-A-7-318734中公開的方法，薄膜玻璃層的折射率比外包層部分的大。因此如果該薄膜玻璃層的厚度大，則多個芯波導無法在光波導中彼此之間留有窄間隙地平行設置，所以難以降低該光波導的總尺寸。而且，如果靠降低P2O5的濃度來降低該薄膜玻璃層的折射率，那么在關于芯波導的界面上會產生結晶。
因此，為了解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種幾乎沒有偏振依賴性的光波導，該光波導通過消除在芯波導和外包層部分之間的界面上產生的結晶，以及防止形成折射率比外包層部分中其它部分的折射率高的薄膜層，能夠在芯波導和外包層部分之間的界面上實現芯波導的高密度配置；本發(fā)明還提供了該光波導的制造方法。
本發(fā)明的石英基光波導，包括一基片、一形成在該基片上的芯波導，和一外包層部分，該外包層部分包括其中添加了折射率降低摻雜劑和折射率提高摻雜劑的石英基玻璃，該外包層部分在基片上形成以蓋住芯波導，其中在外包層部分與基片和芯波導相接觸的部分上形成含有高濃度折射率提高摻雜劑的分隔層，從而使在分隔層中由該折射率提高摻雜劑提供的相對于該外包層部分中分隔層之外的部分的至少部分折射率提高，被因為在該分隔層中折射率降低摻雜劑的添加含量增加和/或其它折射率降低摻雜劑的添加而引起的折射率下降所抵消。
因此，由于含有高濃度折射率提高摻雜劑的分隔層在外包層部分與基片和芯波導相接觸的部分上形成，從而抑制了晶體的生成。而且，由于該分隔層中至少部分折射率提高被因為折射率降低摻雜劑的添加含量增加和/或其它折射率降低摻雜劑的添加而引起的折射率下降所抵消，所以外包層部分與芯波導相接觸的部分的折射率與該外包層部分的其它部分基本相同，由此即使是多個芯波導彼此之間留有窄間隙地高密度平行配置，透射光束彼此之間也幾乎不會發(fā)生干涉。
本發(fā)明優(yōu)選的折射率提高摻雜劑是P2O5，優(yōu)選的折射率降低摻雜劑是B2O3，其它折射率降低摻雜劑優(yōu)選是氟。
此外，本發(fā)明的光波導可以采用如下方法制造。首先，在基片上形成芯玻璃膜之后，通過光刻法、反應性離子刻蝕等方法，由該芯玻璃膜形成帶有矩形或方形橫截面的芯波導。通過在基片上采用FHD法聚集包括添加有折射率降低摻雜劑和P2O5的石英玻璃的玻璃微細顆粒，從而在使形成有芯波導的基片保持在500℃-700℃溫度下的同時蓋住芯波導，具有分隔層的多孔石英基玻璃層便被形成，其中該分隔層在與基片和芯波導相接觸的部分上帶有分隔的高濃度P2O5。
然后，將該多孔石英基玻璃層在氟氣氛中加熱，以通過氟分隔導致的折射率降低來抵消分隔層中由P2O5分隔導致的折射率升高；隨后該多孔石英基玻璃層被燒結，以提供透明的玻璃化外包層部分。另外，替代采用通過氟分隔導致的折射率降低來抵消由P2O5分隔導致的折射率升高，可以通過調整折射率降低摻雜劑在該部分中的材料供應量以增加摻雜劑的用量，通過增加折射率降低摻雜劑的用量來抵消由P2O5分隔導致的折射率升高。此外，可以通過同時既利用氟來抵消又利用增加折射率降低摻雜劑量來抵消的方法，來抵消由P2O5分隔導致的全部折射率升高。


圖1是本發(fā)明石英基光波導一個實施方案的橫截面視圖。
圖2A和2B是用來解釋在P2O5分隔層中的折射率提高被所添加的氟抵消的情況下，摻雜劑濃度分布曲線和由于在外包層部分中的摻雜劑導致的折射率變化的曲線。
圖3A和3B是用來解釋在P2O5分隔層中的折射率提高被B2O3量的增加所抵消的情況下，摻雜劑濃度分布曲線和由于在外包層部分中的摻雜劑導致的折射率變化的曲線。
圖4是表示在分隔層中P2O5的濃度與所產生的結晶量之間的關系曲線。
圖5是表示P2O5分隔層的厚度和在TE偏振和TM偏振中透射的中心波長的偏差(PDλ)之間關系的曲線。
附圖標記和符號的說明1 基片2 芯波導3 外包層部分3a 分隔層3b 外包層部分中分隔層之外的部分圖1是本發(fā)明石英基光波導一個實施方案的橫截面視圖。標記1表示基片，2表示芯波導，3表示外包層部分，3a表示分隔層，3b表示外包層部分中分隔層之外的部分?；?是一個包括石英玻璃或硅的平板，或是一個表面上形成有SiO2玻璃膜的平板。芯波導2是通過如下步驟提供的，即在基片1上采用等離子化學真空沉積法(CVD)、FHD法等方法形成包括石英玻璃的芯玻璃膜，該石英玻璃含有例如GeO2的用于提高折射率的摻雜劑，然后通過光刻法、反應性離子刻蝕等方法形成從該芯玻璃膜沿縱向延伸的帶有矩形或方形橫截面的回路。
外包層部分3是在基片1上形成的包括石英玻璃作為主要成分的玻璃層，以蓋住芯波導2，其折射率比芯波導2低，與基片1大致相同。該外包層部分3是通過如下步驟提供的玻璃層，即采用FHD方法通過聚集玻璃微細顆粒在基片1上形成多孔石英基玻璃層，該玻璃微細顆粒包括含有例如B2O3的折射率降低摻雜劑和例如P2O5的折射率升高摻雜劑，從而蓋住芯波導2，然后燒結該多孔石英基玻璃以使光透射進入芯。另外，該多孔石英基玻璃層也可以采用CVD方法或等離子CVD方法形成。
在該多孔石英基玻璃層的形成過程中，通過對設置有芯波導2的基片1加熱至500℃-700℃的同時聚集玻璃微細顆粒，能夠形成帶有分隔層的多孔石英基玻璃層，其中該分隔層中與基片和芯波導相接觸部分中折射率提高摻雜劑P2O5的濃度比其它部分的濃度高。同時，盡管形成了折射率提高摻雜劑P2O5局部濃度較高的分隔層，也提供了沒有分隔的濃度均勻的折射率降低摻雜劑B2O3。
此外，在P2O5分隔層中的P2O5濃度和該分隔層的厚度可以根據材料氣體供應量和基片加熱溫度來調整。另外，由于通過在該基片1上采用硅來形成用于多孔石英基玻璃層形成的轉動工作臺的全部或其主要部分，采用包含硅的夾持器來支承基片1，并將該基片放置在包含硅的旋轉轉動工作臺的一部分上，其中該旋轉轉動工作臺由于硅的良好導熱性而利用置于該轉動工作臺下面的加熱器進行加熱，使得基片1可以被均勻加熱，所以該P2O5分隔層的濃度和厚度能夠是均勻的。
然后，將形成有多孔石英基玻璃層的基片在含有SiF4和氦氣的氟氣氛中加熱。由此，氟進入該多孔石英基玻璃層中。在這種狀態(tài)下，停止供應SiF4，只在通氦氣的情況下繼續(xù)進行加熱操作，以使多孔石英基玻璃層透明玻璃化，從而提供外包層部分3。因此，已經進入外包層部分表面附近的氟在氦氣中的加熱操作階段從該外包層部分中逸出，在遠離外包層部分表面的P2O5分隔層中的氟的濃度就能夠較高，而在其它部分的氟濃度較低，從而分隔氟。
因此在外包層部分3與基片1和芯波導2相接觸的部分形成帶有高濃度P2O5的厚度約為1.5μm-5μm的分隔層3a。另外由于氟分隔部分的氟濃度和厚度能夠通過氟氣氛中SiF4的濃度、以及在或不在SiF4中加熱的溫度和加熱時間來調整，因此，其厚度與P2O5分隔層厚度相匹配。而且，P2O5分隔層中的P2O5濃度被調整至1％重量比-15％重量比，其中氟的濃度足以通過B2O3和氟帶來的折射率降低來抵消P2O5帶來的折射率提高。
圖2A和2B是用來表示摻雜劑濃度分布曲線和由于在外包層部分中的摻雜劑導致的折射率變化曲線。豎軸代表在外包層部分中與基片或芯波導之間的距離，橫軸在圖2A中代表摻雜劑濃度，在圖2B中代表折射率變化。在外包層部分靠近基片或芯波導的部分形成分隔層，在該分隔層中P2O5和氟的濃度比其它部分的高。B2O3的濃度與其它部分的相同。
另外，由于P2O5，在分隔層中折射率朝向+側發(fā)生劇烈的變化，而在其它部分折射率朝向+側發(fā)生微弱的變化。由于氟的原因，在分隔層中折射率朝向-側發(fā)生劇烈的變化，而在其它部分折射率朝向-側發(fā)生微弱的變化。另外，由于B2O3，折射率朝向-側發(fā)生均勻的變化。調整每一種摻雜劑的濃度使得在分隔層部分和其它部分由于P2O5、氟和B2O3帶來的總折射率變化基本為0。
盡管已經描述了利用氟分隔來抵消由于P2O5的濃度相對于其它部分高而帶來的外包層部分中分隔層的相對折射率提高，以及通過添加B2O3和氟來抵消由于P2O5帶來的整個外包層部分的折射率提高，也可以只使用B2O3而不使用氟來抵消分隔層的折射率。
在利用B2O3來進行抵消的情況下，由FHD方法形成多孔石英基玻璃層的過程中，通過供應材料氣來在最初大量產生B2O3和半途以減少的量產生B2O3而改變B2O3的量，從而在P2O5分隔層中添加的B2O3的量相對于在其它部分中的B2O3的量來說被提高。因此，由于P2O5分隔層中高濃度的P2O5導致的折射率提高能夠被由于B2O3量的增加導致的折射率降低所抵消。
圖3A和3B是用來表示在那種情況下摻雜劑濃度分布曲線和由于在外包層部分中的摻雜劑導致的折射率變化的曲線。豎軸代表在外包層部分中與基片或芯波導之間的距離，橫軸在圖3A中代表摻雜劑濃度，在圖3B中代表折射率變化。在外包層部分靠近基片或芯波導的部分形成P2O5分隔層，在該分隔層中P2O5和B2O3的濃度比其它部分的高。
因此，如圖3B所示，由于P2O5的原因，在分隔層中折射率朝向+側發(fā)生劇烈的變化，而在其它部分折射率朝向+側發(fā)生微弱的變化。由于B2O3的原因，在分隔層中折射率朝向-側發(fā)生劇烈的變化，而在其它部分折射率朝向-側發(fā)生微弱的變化。調整每一種摻雜劑的濃度，使得在分隔層部分和其它部分由于P2O5和B2O3而帶來的總折射率變化基本為0。
另外，盡管可以通過只添加氟或通過只增加B2O3的量來抵消由于P2O5產生的分隔層中折射率的變化，但是也可以同時添加氟和增加B2O3的量而同時利用氟和B2O3來抵消由于P2O5產生的分隔層中折射率的變化，從而使得分隔層的折射率與該外包層部分中其它部分基本相同。另外，由于添加氟導致熱膨脹系數降低，所以外包層部分和基片之間的熱膨脹系數差異減小，故可以進一步降低由所產生的熱變形導致的偏振依賴性。
此外，已經知道，P2O5分隔層中的P2O5濃度對在外包層部分和基片或芯波導之間的界面上的晶體生長有影響。圖4是表示在分隔層中P2O5的濃度與所產生的結晶量之間關系的曲線。如該曲線所示，P2O5分隔層中的P2O5濃度為1％重量比或更大時，所產生的晶體量可以是0。抑制結晶生成的P2O5分隔層的厚度可以是任何尺寸，但是為了便于制造，優(yōu)選是1.5μm或更大。另外，圖5是表示P2O5分隔層的厚度和在TE偏振和TM偏振中透射的中心波長的偏差(PDλ)之間關系的曲線。如該曲線所示，分隔層厚度更小時，PDλ變得更小，從而改善了偏振依賴性。另外，當分隔層厚度是5μm或更小時，PDλ是0.03nm或更小，由此在實際使用中不會帶來麻煩。
基片1與芯波導2相接觸的部分與基片1的其它部分相比優(yōu)選伸出為分隔層3a的厚度。根據該結構，由于在芯波導附近的含有較高濃度P2O5的部分能夠被進一步減少，故由各向異性熱變形產生的偏振依賴性，可以在芯波導中基于基片和圍繞芯波導的外包層部分之間的熱膨脹系數差異而被進一步抑制。
以下參考實施例詳細描述本發(fā)明，但是這并不意味著是對本發(fā)明的限制。
實例1作為實例1，生產如下的石英基光波導。通過等離子CVD方法，在由石英玻璃制成的厚度為0.5mm，直徑為10cm的基片上，利用摻雜有GeO2的SiO2形成芯玻璃膜。該芯玻璃膜厚度為6μm，相對于石英玻璃基片的特定相對折射率差值為0.75％。通過光刻法和反應性離子刻蝕法，由該芯玻璃膜制備包括排成陣列的波導型多路復用器和多路分解器(排成陣列的波導光柵AWG)回路的芯波導。
然后，將帶有如此形成的芯波導的基片用由硅制成的夾持器夾緊，以將其放置在由硅制成的轉動工作臺的一部分上。在該轉動工作臺旋轉和利用放置在該轉動工作臺下面的加熱器對其在600℃進行加熱的同時，采用FHD方法在基片上用摻雜有P2O5和B2O3的SiO2形成多孔石英基玻璃層。帶有如此形成的多孔石英基玻璃層的基片被放置在燒結爐中，以在通入SiF4/氦氣混合物的氣氛下在1000℃下加熱1小時。然后，停止供應SiF4，在只通入氦氣的氣氛下在1300℃下加熱1小時，以使該多孔石英基玻璃層透明玻璃化。
因此，可以獲得一種帶有AWG回路的石英基光波導，其中在基片上形成包裹芯波導的30μm厚的外包層部分。檢查在該石英基光波導內的外包層部分和芯波導之間的界面上生成的晶體。未發(fā)現有晶體生成。切除該石英基光波導的一部分以檢測在外包層部分中每一種摻雜劑的濃度。結果發(fā)現，在該外包層部分與基片和芯波導相接觸的部分生成帶有高濃度P2O5的分隔層，厚度為4μm，P2O5濃度為1.8％重量比。并且，在同一部分中生成氟分隔層，厚度為4μm，氟濃度為0.5％重量比。在分隔層以外的其它部分，P2O5濃度為1.2％重量比，氟濃度為0.1％重量比或更低。在整個外包層部分，B2O3的濃度為1.5％重量比，它沒有被分隔。
此外，對該帶有AWG回路的石英基光波導的光學性能進行評估。得到了極好的值，即對于每一個通道，插入(insertion)損耗為3dB～4dB，串擾(cross talk)為-28dB～-35dB，在TE偏振和TM偏振的透射的中心波長偏差(也指PDλ)為0.015nm。
實例2作為實例2，生產如下的石英基光波導。在厚度為1.0mm，直徑為10cm的硅平板上，采用等離子CVD方法形成厚度為15μm的SiO2玻璃膜，以此作為基片，采用等離子CVD方法，在該基片上利用摻雜有GeO2的SiO2形成芯玻璃膜。該芯玻璃膜厚度為6μm，相對于石英玻璃基片的特定相對折射率差值為0.75％。采用光刻法和反應性離子刻蝕法，由該芯玻璃膜制備包括AWG回路的芯波導。
然后，將帶有如此形成的芯波導的基片用由硅制成的夾持器夾緊，以將其放置在由硅制成的轉動工作臺的一部分上。在該轉動工作臺旋轉和利用放置在該轉動工作臺下面的加熱器對其在500℃下進行加熱的同時，采用FHD方法在該基片上利用摻雜有P2O5和B2O3的SiO2形成多孔石英基玻璃層。同時，為了在芯波導和基片附近具有較高濃度的B2O3，對于最初4次噴嘴(burner)橫移的B材料的引入量被設定為8倍，如該噴嘴隨后40次橫移那樣多。帶有如此形成的多孔石英基玻璃層的基片被放置在燒結爐中，在氦氣氣氛下在1100℃加熱2小時，以使該多孔石英基玻璃層透明玻璃化來提供外包層部分。
因此，可以獲得一種帶有AWG回路的石英基光波導，其中在基片上形成包裹芯波導的30μm厚的外包層部分。檢查在該石英基光波導內的外包層部分和芯波導之間的界面上生成的晶體。未發(fā)現有晶體生成。此外，切除該石英基光波導的一部分以檢測在外包層部分中每一種摻雜劑的濃度。結果發(fā)現，在該外包層部分與基片和芯波導相接觸的部分中生成帶有較高濃度P2O5的分隔層，厚度為5μm，P2O5濃度為10％重量比。另外，在靠近芯波導和基片的一側B2O3的濃度也高。該部分中B2O3的濃度為15％重量比，該部分的厚度為約5μm。在其它部分，P2O5濃度為8％重量比，B2O3的濃度為12％重量比。
然后，對該帶有AWG回路的石英基光波導的光學性能進行評估。得到了特別好的值，即對于每一個通道，插入損耗為3dB～4dB，串擾為-25dB～-32dB，且在TE偏振和TM偏振的透射的中心波長偏差(也指PDλ)為0.03nm。
比較例1作為比較例1，生產如下的石英基光波導。按照實例1的方法在基片上形成多孔石英基玻璃層。帶有如此形成的多孔石英基玻璃層的基片被放置在燒結爐中，以在氦氣的氣氛下在1300℃下加熱1小時，用以使該多孔石英基玻璃層透明玻璃化。由此，可以獲得一種帶有AWG回路的石英基光波導，其中在基片上形成包裹芯波導的30μm厚的外包層部分。檢查在該石英基光波導內的外包層部分和芯波導之間的界面上生成的晶體。未發(fā)現有晶體生成。
此外，切除該石英基光波導的一部分以檢測在外包層部分中每一種摻雜劑的濃度。結果發(fā)現，在該外包層部分與基片和芯波導相接觸的部分中生成帶有較高濃度P2O5的分隔層，厚度為4μm，P2O5濃度為1.8％重量比。另外，在分隔層以外的其它部分中，P2O5濃度為1.2％重量比。在整個外包層部分中，B2O3的濃度為1.5％重量比，它沒有被分隔。
然后，對該帶有AWG回路的石英基光波導的光學性能進行評估。插入損耗為3dB～4dB，串擾為-20dB～-27dB，且在TE偏振和TM偏振的透射的中心波長偏差(也指PDλ)為0.04nm，所以對于每一個通道，串擾和透射的中心波長偏差比實例1和2都大。
比較例2作為比較例2，生產如下的石英基光波導。按照實例1的方法在基片上形成芯波導。另外，按照實例1的方法在基片上形成多孔石英基玻璃層，但是轉動工作臺的加熱溫度改為300℃。帶有如此形成的多孔石英基玻璃層的基片被放置在燒結爐中，以在氦氣的氣氛下在1300℃下加熱1小時，用以使該多孔石英基玻璃層透明玻璃化。由此，可以獲得一種帶有AWG回路的石英基光波導，其中在基片上形成包裹芯波導的30μm厚的外包層部分。
檢查在該石英基光波導內的外包層部分和芯波導之間的界面。發(fā)現有點狀晶體。然后，切除該石英基光波導的一部分以檢測在外包層部分中每一種摻雜劑的濃度。結果發(fā)現，在整個外包層部分中P2O5濃度為1.3％重量比，沒有被分隔。在整個外包層部分中B2O3濃度為1.5％重量比，沒有被分隔。隨后，對該帶有AWG回路的石英基光波導的光學性能進行評估。插入損耗為5dB～8dB，串擾為-15dB～-20dB，所以對于每一個通道，其光學性能比實例1和2差很多。并且，也比比較例1的差。
由于本發(fā)明的石英基光波導包括基片、形成在基片上的芯波導，以及在該基片上形成的蓋住芯波導的外包層部分，其中在外包層部分與基片和芯波導相接觸的部分上形成含有高濃度折射率提高摻雜劑的分隔層，從而在分隔層中相對于該外包層部分不包括分隔層的的這一部分的至少部分折射率提高就被因為在該分隔層中折射率降低摻雜劑的添加含量增加和/或其它折射率降低摻雜劑的添加而引起的折射率降低所抵消，外包層部分中分隔層折射率能夠被降低至基本與其它部分相同的水平。因此，由于分隔層導致的高折射率能夠被緩和，所以即使是在芯波導之間間隙窄的情況下也幾乎不能在回路中產生干涉。
另外，由于存在P2O5分隔層，故基于基片和圍繞芯波導的外包層部分之間的熱膨脹系數差異而在芯波導中由各向異性熱變形導致的偏振依賴性能夠被抑制。而且，能夠抑制在外包層部分和芯波導之間的界面上產生晶體，從而提供傳輸損耗小的光波導。并且，通過添加氟來抵消P2O5分隔層中的折射率提高時，由于氟添加導致熱膨脹系數降低，所以外包層部分和基片之間的熱膨脹系數差異降低，由熱變形導致的偏振依賴性可以被進一步降低。
雖然已經參考實施方案詳細描述了本發(fā)明，但是對于本領域技術人員來講，很明顯在不脫離本發(fā)明的原理和范圍的情況下可以作任何變化或改進。
權利要求
1.一種石英基光波導，包括一基片、一形成在該基片上的芯波導，和一外包層部分，該外包層部分包括其中添加了折射率降低摻雜劑和折射率提高摻雜劑的石英基玻璃，該外包層部分在基片上形成以蓋住芯波導，其中在外包層部分與基片和芯波導相接觸的部分上形成含有高濃度折射率提高摻雜劑的分隔層，從而使在分隔層中由該折射率提高摻雜劑提供的相對于該外包層部分中分隔層之外的部分的至少部分折射率提高，被因為在該分隔層中折射率降低摻雜劑的添加含量增加和/或其它折射率降低摻雜劑的添加而引起的折射率下降所抵消。
2.如權利要求1的石英基光波導，其中折射率提高摻雜劑是P2O5，折射率降低摻雜劑是B2O3，且其它折射率降低摻雜劑是氟。
3.如權利要求2的石英基光波導，其中分隔層中P2O5的添加濃度為1％重量比或更大以及15％重量比或更低，該分隔層厚度為1.5μm或更大以及5μm或更小。
4.如權利要求1-3中任一所述的石英基光波導，其中該基片與芯波導相接觸的部分相對于該基片的其它部分被伸出為至少是分隔層的厚度。
5.一種石英基光波導的制造方法，包括如下步驟通過采用火焰水解沉積法在基片上聚集包括添加有折射率降低摻雜劑和P2O5的石英玻璃的玻璃微細顆粒，來形成多孔石英基玻璃層，其中該玻璃層在與基片和芯波導接觸的部分上含有以P2O5高濃度分隔的分隔層，從而在使其上形成有矩形或方形橫截面的芯波導的基片保持在500℃-700℃溫度下的同時蓋住芯波導，然后在氟氣氛中加熱該多孔石英基玻璃層，以利用氟分隔帶來的折射率下降來抵消該分隔層中由于P2O5分隔產生的至少部分折射率提高，然后燒結該多孔石英基玻璃層，以提供透明玻璃化的外包層部分。
6.一種石英基光波導的制造方法，包括如下步驟通過采用火焰水解沉積法在基片上聚集包括添加有折射率降低摻雜劑和P2O5的石英玻璃的玻璃微細顆粒，來形成多孔石英基玻璃層，其中該玻璃層在與基片和芯波導接觸的部分上含有以P2O5高濃度分隔的分隔層，從而在使其上形成有矩形或方形橫截面的芯波導的基片保持在500℃-700℃溫度下的同時蓋住芯波導，同時通過調整用于折射率降低摻雜劑的材料氣的供應量來使該分隔層中折射率降低摻雜劑的含量相對于其它部分提高，然后燒結該多孔石英基玻璃層，以提供透明玻璃化的外包層部分，其中利用折射率降低摻雜劑含量的提高帶來的折射率下降來抵消該分隔層中由于P2O5分隔產生的至少部分折射率提高。
7.如權利要求5或6的石英基波導的制造方法，其中折射率降低摻雜劑是B2O3。
8.如權利要求5或6的石英基波導的制造方法，其中使其上形成有芯波導的基片保持在500℃-700℃溫度下的操作包括以下步驟將該基片用包含硅的夾持器夾持，將該夾持器放置在包含硅的轉動工作臺的一部分上，以便利用設置在該轉動工作臺下面的加熱器進行加熱。
全文摘要
一種石英基光波導,包括基本、其上形成的芯波導,和外包層部分,該外包層部分包括其中添加了折射率降低摻雜劑和折射率提高摻雜劑的石英基玻璃。其在基片上形成以蓋住芯波導,且在其與基片和芯波導相接觸的部分上形成含高濃度折射率提高摻雜劑的分隔層,以使其中由折射率提高摻雜劑引起的相對其外部分的折射率提高被該分隔層中折射率降低摻雜劑的添加量增加和/或其它折射率降低摻雜劑的添加而引起的折射率降低抵消。
文檔編號G02B6/13GK1304052SQ0110126
公開日2001年7月18日 申請日期2001年1月12日 優(yōu)先權日2000年1月12日
發(fā)明者佐佐木隆, 平井茂, 赤坂伸宏, 田中茂, 広瀨智財 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社