光学器件的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种光学器件的制造方法，包括氢注入工序、激光照射工序及焦点移动工序，交替地反复实施激光照射工序和焦点移动工序，或者并行实施激光照射工序和焦点移动工序。在氢注入工序中，在包含B2O3并且GeO2的含量以氧化物基准的质量分数计小于10％的玻璃构件中注入氢。在激光照射工序中，对注入了氢的玻璃构件的内部聚光照射具有10kHz以上的重复频率的飞秒激光，使玻璃构件产生基于光诱导的折射率变化。在焦点移动工序中，使飞秒激光的焦点位置对玻璃构件相对地移动。位置对玻璃构件相对地移动。位置对玻璃构件相对地移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学器件的制造方法


[0001]本公开涉及光学器件的制造方法。本申请基于2018年6月12日申请的日本专利申请第2018-111779号要求优先权，引用上述日本申请所记载的全部内容。

技术介绍

[0002]在光网络通信等
中，伴随着云服务的扩展，正在迅速推进数据中心的大规模化、通信数据的大容量化。作为其中的一个例子，正在研究例如利用硅光子学的光IC化、作为高密度光布线的多芯光纤(Multi-Core optical Fiber：以下称为“MCF”)的应用。由于MCF是能够通过空分复用方式来规避高功率的光入射至光纤产生的光纤熔合(Fiber Fuse)现象导致的适用限制，所以MCF作为下一代的大容量光纤备受瞩目。然而，为了采用MCF等光学部件，连接相邻的MCF之间的技术，或者从MCF的纤芯分别向多根单芯光纤进行分路连接的技术是不可或缺的。作为能够实现这样的光学部件之间的连接的部件，能够利用例如低高度光耦合器(Low profile coupler)、光栅耦合器等，尤其是从生产率、设计的自由度的观点出发，利用激光描绘在玻璃内部形成光波导的三维光波导器件的制造备受瞩目。
[0003]关于至今为止所报道的利用激光描绘而得到的三维光波导器件，对玻璃材质、添加材料、添加量、利用钛蓝宝石(Ti∶S)激光的飞秒激光(约800nm)的照射条件进行了研究。例如，在专利文献1中公开了如下方法：对不含有SiO2成分而包含P2O5成分的玻璃照射飞秒激光，由此使诱发了折射率变化的区域(折射率调制区域)在空间上分布。在该方法中，通过在玻璃中添加碱金属氧化物、碱土金属等使玻璃的熔点降低，易于进行成型加工。此外，通过在玻璃中添加除Si以外的第14族元素、Ti、Zr的氧化物来提高化学耐久性。进而，在专利文献1中还公开了在玻璃中添加有助于高的折射率变化的B2O3、GeO2等。此外，专利文献1公开了在含有Si的材料中照射了激光的区域的折射率降低。另一方面，在非专利文献1公开的方法中，通过对纯石英玻璃或者添加了Ge的石英玻璃照射飞秒激光，使折射率变化为0.03。其还公开了在该折射率增大了的区域中产生NBOHC
’
s(nonbridging oxygen hole centers，非桥键氧空穴中心)、SiE
’
缺陷。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利申请公开2010-70399号公报；
[0007]专利文献2：日本专利申请公开9-311237号公报。
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1：K.M.Davis等人，“Writing waveguides in glass with a femtosecond laser”，OPTICS LETTERS，第21卷，第21号，11月1日，1996年，第1729-1731页；
[0010]非专利文献2：Y.Ikuta等人，“Effects of H2 impregnation on excimer-laser-induced oxygen-deficient center formation in synthetic SiO2 glass”，APPLIED PHYSICS LETTERS，第80卷，第21号，5月27日，2002年，第3916-3918页；
[0011]非专利文献3：生田順亮等人，“真空紫外光用合成石英
ガラス”
，Reports Res.Lab.Asahi Glass Co.,Ltd.,54,2003年，第31-35页；
[0012]非专利文献4：石川真二“紫外線書込型長周期
ファイバグレーティングの
熱緩和特性解析”，信学技法，11，1999年，第19-24页；
[0013]非专利文献5：D.L.Williams等人，“ENHANCED UV PHOTOSENSITIVITY IN BORON CODOPED GERMANOSILICATE FIBERS”，ELECTRONICS LETTERS，1月7日，1993年，第29卷，第1号，第45-47页；
[0014]非专利文献6：B.I.Greene等人，“Photoselective Reaction of H2 with Germanosilicate Glass”，LEOS'94(1994年)，第2卷，PD-1.2，第125-126页；
[0015]非专利文献7：Junji Nishii等人，“Ultraviolet-radiation-induced chemical reactions through one-and two-photon absorption process in GeO2-SiO2 glasses”，OPTICS LETTERS，第20卷，第10号，5月15日，1995年，第1184-1186页；
[0016]非专利文献8：K.Hirao等人，“Writing Waveguides in Silica-related Glasses with Femtosecond Laser”，Jpn.J.APPL.PHYS.，第37卷，增刊37-1，1998年，第49-52页。

技术实现思路

[0017]本公开的光学器件的制造方法包括氢注入工序、激光照射工序及焦点移动工序，交替地反复实施激光照射工序和焦点移动工序，或者并行实施激光照射工序和焦点移动工序。在氢注入工序中，在包含B2O3并且GeO2的含量以氧化物基准的质量分数计小于10％的玻璃构件中注入氢。在激光照射工序中，对注入了氢的玻璃构件的内部聚光照射具有10kHz以上的重复频率的飞秒激光，使玻璃构件产生基于光诱导的折射率变化。在焦点移动工序中，使飞秒激光的焦点位置对玻璃构件相对地移动。
附图说明
[0018]图1为用于说明本公开的光学器件的制造方法的流程图。
[0019]图2为示出用于实施本公开的光学器件的制造方法的制造装置的结构的图。
[0020]图3为针对构成玻璃构件的不同的主要材料(SiO2、B2O3)，分别示出相对于入射光波长的透射率变化的测定结果的图。
具体实施方式
[0021][本公开要解决的问题][0022]本专利技术人对现有的光波导器件的制造方法进行了研究，结果发现了如下问题。即，对纯石英照射飞秒激光时产生的NBOHC
’
s、SiE
’
缺陷易受到外部干扰，处于不稳定的状态，存在稳定性方面的问题。此外，在产生缺陷、组成变形等的过程中，需要切断SiO2、添加材料的原子键的能量。因此，使用比波长400nm短的波长、例如波长200nm非常有效。但是，由于在玻璃构件中所添加的Ge会从波长400nm左右起产生激光吸收，因此需要将激光的波长设为400nm以上。即，难以使用比400nm短的波长。在使用了400nm以上的激光的情况下，由于所需要的能量不足有可能使产生折射率变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学器件的制造方法，包括：氢注入工序，在包含B2O3并且GeO2的含量以氧化物基准的质量分数计小于10％的玻璃构件中注入氢；激光照射工序，对注入了氢的所述玻璃构件的内部聚光照射具有10kHz以上的重复频率的飞秒激光，使所述玻璃构件产生基于光诱导的折射率变化；焦点移动工序，使所述飞秒激光的焦点位置对玻璃构件相对地移动，交替地反复实施所述激光照射工序和所述焦点移动工序，或者并行实施所述激光照射工序和所述焦点移动工序。2.根据权利要求1所述的光学器件的制造方法，其中，所述玻璃构件以SiO2为主成分，不包含GeO2。3.根据权利要求1所述的光学器件的制造方法，其中，所述玻璃构件包含以质量分数计为60％以上且95％以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：长能重博，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：