JP2876176B2 - Method of manufacturing waveguide glass laser - Google Patents
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Landscapes
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスを発光母材とす
る導波型ガラスレーザの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a waveguide glass laser using glass as a light emitting base material.
【0002】[0002]
【従来の技術】発光媒質を含む発光母材としてガラスを
利用したレーザとして、発光母材の形状を円柱状にし発
光媒質を添加したコアとそれより屈折率の低いクラッド
ガラスで導波構造を形成したガラスファイバレーザ及び
ガラスファイバアンプがある。これらの導波型ガラスレ
ーザの中には、半導体レーザに比べ優れた特性を示すも
のがあり、長距離光通信用素子としての応用に向けて実
用化されつつあるものもある。2. Description of the Related Art As a laser using glass as a light emitting base material including a light emitting medium, a light emitting base material is formed into a cylindrical shape, and a waveguide structure is formed by a core having a light emitting medium added thereto and a clad glass having a lower refractive index than the core. Glass fiber lasers and glass fiber amplifiers. Some of these waveguide glass lasers exhibit superior characteristics as compared with semiconductor lasers, and some of them are being put to practical use for application as long-distance optical communication devices.
【0003】これらレーザの発光母材ガラス材料として
は主として石英ガラスとフッ化物ガラスが用いられてい
るが、上記のファイバ形状導波型ガラスレーザの作製法
はいずれの場合でもガラスファイバの製造技術に基づい
て展開されてきた。すなわち、石英ガラスの場合には、
VAD 法または MCVD 法に液侵法と呼ばれている方法を複
合させ発光媒質を添加させた発光母材ガラスを形成する
方法(ここでは気相ー液侵法と呼ぶ)がとられる。一例
をあげれば、VAD 法を用いてコアスート(ガラス微粒
子)を作製し発光媒質である希土類元素ハロゲン化物を
含むアルコール溶液に浸透させたのち焼結させコアロッ
ドとし、これにクラッドスートを形成したのち再び焼結
させガラスプリフォームを形成し、これからガラスファ
イバを紡糸しレーザを製作する。[0003] Quartz glass and fluoride glass are mainly used as the light-emitting base glass material of these lasers. It has been developed based on. That is, in the case of quartz glass,
A method of forming a luminescent base glass to which a luminescent medium is added by combining a method called liquid immersion with VAD or MCVD (herein, called a gas-liquid immersion method) is used. As an example, a core soot (glass fine particles) is prepared using the VAD method, is impregnated with an alcohol solution containing a rare earth element halide as a luminescent medium, is sintered to form a core rod, and a clad soot is formed on the core rod. A glass preform is formed by sintering, from which a glass fiber is spun to produce a laser.
【0004】一方フッ化物ガラスの場合には、金属フッ
化物の多成分融液をコア及びクラッド用に二融液用意
し、まず鋳型にクラッド融液を流し込み鋳型に接触する
クラッド融液外側が固化し中心部がまだ融液状態である
適当なる時間経過の後、その融液状態にある部分を鋳型
から排除し、その際形成された空間にコアガラス融液を
流し込み冷却させることによりガラスプリフォームを形
成する。このとき発光媒質である希土類元素フッ化物を
コアガラス融液に同時に溶融させて、コアに発光媒質を
添加したガラスレーザ用プリフォームを形成する(ここ
では同時融液法と呼ぶ)。これからガラスファイバを紡
糸し導波型ガラスレーザを製作する。On the other hand, in the case of fluoride glass, a multi-component melt of metal fluoride is prepared for the core and the clad, and then the clad melt is poured into the mold and the outside of the clad melt which contacts the mold is solidified. After a certain period of time when the central part is still in the molten state, the part in the molten state is removed from the mold, and the core glass melt is poured into the space formed at that time and cooled, and the glass preform is cooled. To form At this time, a rare earth element fluoride as a light emitting medium is simultaneously melted in the core glass melt to form a glass laser preform in which the light emitting medium is added to the core (referred to herein as a simultaneous melt method). From this, a glass fiber is spun to produce a waveguide glass laser.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ化
物ガラスを例にすればバルクガラスとして透過特性の優
れたガラス、例えば ZnF2-GaF3-InF3-PbF2系ガラスや P
bF2-AlF3系ガラスがあるにもかかわらず、上記従来技術
においてはそれをガラス発光母材とする導波型ガラスレ
ーザを作製することができなかった。これは、従来の導
波型ガラスレーザ作製法ではガラス安定性のとりわけ優
れた一部のフッ化物ガラスからでないと導波型ガラスレ
ーザを作製することができず、透過特性がすぐれていて
もガラス安定性が高くないガラス系はその対象にできな
かったからである。すなわち、従来法はフッ化物ガラス
のなかでも特にガラス化しやすい数少ない系しか対象に
できなかったからである。However, taking a fluoride glass as an example, a glass having excellent transmission properties as a bulk glass, such as a ZnF 2 -GaF 3 -InF 3 -PbF 2 glass or a P glass
In spite of bF 2 -AlF 3 -based glass, a waveguide glass laser using the glass as a glass light-emitting base material could not be produced in the above-mentioned conventional technology. This is because a conventional waveguide glass laser manufacturing method cannot manufacture a waveguide glass laser unless it is made of a part of fluoride glass having particularly excellent glass stability. This is because glass systems with low stability could not be targeted. That is, the conventional method can target only a few systems which are particularly easy to vitrify among the fluoride glasses.
【0006】従来のフッ化物導波型ガラスレーザ作製工
程において、ガラス安定性がいかに重要な鍵となるかに
ついて説明する。従来の導波型ガラスレーザ作製工程に
おいてガラスの安定性が問題となるのは、第一段階のガ
ラスプリフォーム工程におけるガラス融液の冷却過程お
よびコア・クラッドガラス界面近くのクラッドガラスの
再加熱過程と、第二段階のファイバ紡糸工程における再
加熱過程においてである。A description will be given of how glass stability is an important key in a conventional fluoride waveguide glass laser manufacturing process. In the conventional waveguide glass laser manufacturing process, the problem of glass stability is that the glass melt cooling process in the first stage glass preform process and the reheating process of the cladding glass near the core-cladding glass interface And in the reheating process in the second stage fiber spinning process.
【0007】ガラス安定性を議論するときは、二つの指
標、すなわち結晶化開始温度Tx とガラス転移温度Tg
の差ΔT=Tx −Tg および臨界冷却速度とを用いる。
一般に、結晶成長速度と核形成速度は、それぞれ結晶化
開始温度とガラス転移温度の近傍で最大となるような温
度依存性をとる。従って、結晶化開始温度とガラス転移
温度の差ΔT=Tx −Tg は、結晶成長速度と核形成速
度とを温度の関数として図示したときの両者の重なりの
程度に対応している。すなわち、ΔTが大であれば両者
の重なりの程度が小さくなり結晶が出現しにくくなりガ
ラス安定性が高いことを表す。また臨界冷却速度は、ガ
ラス 融液を冷却して結晶を含まないガラスを作製する
ことができる冷却速度の最小値であり、この数値が小で
ある程急冷せずにガラス化できるので、ガラス安定性が
高いことを表す。[0007] When discussing glass stability, there are two indices: crystallization onset temperature Tx and glass transition temperature Tg.
ΔT = T x −T g and the critical cooling rate.
In general, the crystal growth rate and the nucleation rate have a temperature dependency such that they become maximum near the crystallization start temperature and the glass transition temperature, respectively. Therefore, the difference ΔT = T x −T g between the crystallization onset temperature and the glass transition temperature corresponds to the degree of overlap between the crystal growth rate and the nucleation rate as shown as a function of temperature. In other words, when ΔT is large, the degree of overlap between the two becomes small, and it is difficult for crystals to appear, indicating that the glass stability is high. The critical cooling rate is the minimum value of the cooling rate at which the glass melt can be cooled to produce glass free of crystals.The smaller this value is, the faster the glass can be vitrified without rapid cooling. It indicates that the property is high.
【0008】以上記載した二つの指標の観点から、従来
の導波型ガラスレーザ作製法が適用できるガラス系を議
論すれば、臨界冷却速度が小さく、ΔTが大きいガラス
系に従来製法は制限される。臨界冷却速度は、一部のフ
ッ化物ガラス組成で測定され0.7から 370 K/minまでの
範囲の数値が報告されている。 ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-A
lF3-NaF 系ガラスは、この中での最小値 0.7 K/minをと
り、きわめて優れた安定性を示す。従来法で導波型ガラ
スレーザを作製した実際例では、ほとんどの場合ガラス
母材として ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF 系ガラスを
用いるが、この理由はこのガラス系の並外れたガラス安
定性のためである。[0010] From the viewpoint of the two indices described above, when discussing a glass system to which the conventional waveguide glass laser manufacturing method can be applied, the conventional manufacturing method is limited to a glass system having a low critical cooling rate and a large ΔT. . Critical cooling rates have been reported for some fluoride glass compositions and range from 0.7 to 370 K / min. ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-A
The lF3-NaF glass has a minimum value of 0.7 K / min and exhibits extremely excellent stability. In practical examples of producing a waveguide glass laser by a conventional method, a ZrF 4 -HfF 4 -BaF 2 -LaF 3 -AlF 3 -NaF glass is used as a glass base material in most cases. For exceptional glass stability.
【0009】一方、 ZnF2-GaF3-InF3-PbF2系ガラスの臨
界冷却速度のデータはないがΔTは40-60 K となってお
り、 ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF 系ガラスにおける
90K よりずっと小さな数値である。実際、 ZnF2-GaF3-
InF3-PbF2系ガラスにおいては、ガラスの再加熱過程が
あまり問題にならない非導波構造に限りガラス融液を鋳
型に流し込み急冷する手法をもちいてガラスを作製する
ことができるが、導波構造を持つガラスプリフォームを
製作することはできない。また、 PbF2-AlF3系ガラスに
至っては、冷却速度をきわめて大きくとれる特殊な製法
を用いて初めてガラス化することができ、しかもその場
合であっても薄いリボン状ガラスしかできない。On the other hand, there is no data on the critical cooling rate of the ZnF 2 -GaF 3 -InF 3 -PbF 2 system glass, but ΔT is 40-60 K, and ZrF 4 -HfF 4 -BaF 2 -LaF 3- In AlF 3 -NaF glass
It is much smaller than 90K. In fact, ZnF 2 -GaF 3-
In the case of InF 3 -PbF 2 glass, glass can be produced using a method of pouring a glass melt into a mold and quenching only in a non-waveguide structure in which the reheating process of the glass is not a problem. A glass preform with a structure cannot be made. Further, the PbF 2 -AlF 3 system glass can be vitrified only by using a special production method capable of obtaining a very high cooling rate, and even in that case, only a thin ribbon glass can be obtained.
【0010】以上述べたように、従来技術で作製できる
導波型ガラスレーザでは、ガラス母材として利用できる
のは ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF 系ガラスに限られ
ていた。このガラス系より赤外透過波長領域ののびた Z
nF2-GaF3-InF3-PbF2ガラス系や PbF2-AlF3系ガラスの存
在が公知であるにもかかわらず、これらガラス系のレー
ザを従来技術で作製することはガラス安定性の観点から
不可能であった。またこれら安定性の高くないガラス系
を発光母材として利用する導波型ガラスレーザ製作法に
関する技術の開示はなされていなかった。[0010] As described above, in the waveguide type glass laser produced by the conventional technique, the glass base material that can be used is limited to ZrF 4 -HfF 4 -BaF 2 -LaF 3 -AlF 3 -NaF glass. I was Z which has a longer infrared transmission wavelength range than this glass system
Despite the known existence of nF 2 -GaF 3 -InF 3 -PbF 2 glass system and PbF 2 -AlF 3 glass system, it is difficult to produce lasers of these glass systems by conventional technology from the viewpoint of glass stability. Was impossible from Further, there is no disclosure of a technique relating to a waveguide type glass laser manufacturing method using a glass system having a low stability as a light emitting base material.
【0011】以上導波型フッ化物ガラスレーザの製法上
の問題点に関する説明をしてきたが、ここで従来技術に
における欠点をまとめると以下に記載する内容となる。 (1)発光母材の材質が気相ー液侵法では SiO2 ・GeO2
に、同時融液法では融液からの急冷でガラスとなる一部
の金属フッ化物多成分系に限定され、それ以外のガラス
を発光母材として利用することができず発光母材ガラス
の選択の自由度がきわめて小さかった。 (2)発光媒質の電子準位は、電子ー配位子相互作用の
影響を受けるため発光母材材料の種類で発光特性が変化
する。そこで、発光母材材料の種類を変えることで発光
特性を改善する手法がこの分野では通常用いられる。し
かし、(1)により発光母材ガラスの選択の自由度が小
さいため発光特性の改善に限界があった。 (3)発光母材ガラスとして利用できる石英系ガラス及
びフッ化物ガラスの透過波長範囲の最大波長は、それぞ
れ 2μm および 3.6μm 程度に限定される。そのため、
レーザの発光波長範囲も限定されてしまい、これを超え
た波長範囲のレーザを作製することが困難であった。 (4)石英ガラスにしろフッ化物ガラスにしろ上記方法
で作製された発光母材の形状は円柱状に限られ、それ以
外の導波構造をとることができなかった。The above description has been made on the problems in the method of manufacturing the waveguide type fluoride glass laser. Here, the drawbacks in the prior art are summarized as follows. (1) The material of the luminescent base material is SiO 2 / GeO 2
In addition, the simultaneous melt method is limited to a multi-component metal fluoride system which becomes a glass by quenching from the melt, and other glasses cannot be used as a luminescent base material, and the luminescent base material glass is selected. The degree of freedom was extremely small. (2) Since the electron level of the light-emitting medium is affected by the electron-ligand interaction, the light-emitting characteristics change depending on the type of the light-emitting base material. Therefore, a technique of improving the light emission characteristics by changing the type of the light emitting base material is generally used in this field. However, there is a limit in the improvement of the light emission characteristics due to the small degree of freedom in selecting the light emitting base glass according to (1). (3) The maximum wavelength of the transmission wavelength range of quartz glass and fluoride glass that can be used as a luminescent base glass is limited to about 2 μm and 3.6 μm, respectively. for that reason,
The emission wavelength range of the laser is also limited, and it has been difficult to produce a laser having a wavelength range exceeding this range. (4) Regardless of quartz glass or fluoride glass, the shape of the luminescent base material produced by the above method was limited to a columnar shape, and other waveguide structures could not be taken.
【0012】本発明の目的は、従来技術の上記欠点を改
善し、発光母材として利用できるガラス材料の種類を限
定することなくかつ円柱状以外の導波構造をとれる導波
型ガラスレーザを作製することができる導波型ガラスレ
ーザの製造方法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the above-mentioned disadvantages of the prior art and to manufacture a waveguide glass laser capable of taking a waveguide structure other than a columnar shape without limiting the kind of glass material usable as a light emitting base material. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a waveguide glass laser.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、スパッタリング法・真空蒸着法(電子ビ
ーム蒸着法・抵抗加熱蒸着法)・分子線ビーム蒸着法等
の物理蒸着法あるいは化学蒸着法として分類される薄膜
作製法を気相ー液浸法及び同時融液法に代わるガラス薄
膜の作製手段及び発光媒質の添加手段として用い、また
選択エッチング法あるいは特定のパターンを表面にもつ
平板を薄膜に押し付けてそのパターンを転写する方法を
光導波構造設定のためのガラス薄膜加工手段として用い
ることで導波型ガラスレーザを作製する。さらに、クラ
ッド薄膜とコアガラス薄膜とを、 GaF3 と InF3 の少な
くとも一方及び ZnF2 及び PbF2 からなるフッ化物ガラ
スとするか、又は PbF2 及び AlF3 からなるフッ化物ガ
ラスとすることで赤外領域の導波型ガラスレーザを作製
する。In order to achieve this object, the present invention relates to a physical vapor deposition method such as a sputtering method, a vacuum vapor deposition method (electron beam vapor deposition method, resistance heating vapor deposition method), a molecular beam vapor deposition method or the like. Uses thin film preparation method classified as chemical vapor deposition method as a means of preparing glass thin film and means of adding luminescent medium instead of vapor-liquid immersion method and simultaneous melt method, and has selective etching method or specific pattern on the surface A waveguide glass laser is produced by using a method of pressing a flat plate against a thin film and transferring the pattern as a glass thin film processing means for setting an optical waveguide structure. Furthermore, the clad thin film and the core glass thin film are made of a fluoride glass composed of at least one of GaF 3 and InF 3 and ZnF 2 and PbF 2 or a fluoride glass composed of PbF 2 and AlF 3 to be red. A waveguide glass laser in the outer region is manufactured.
【0014】[0014]
【作用】本発明の作製法によって、発光母材として利用
できるガラス材料の種類を大幅に拡大することができ、
発光母材ガラスの選択の自由度を極めて大きくすること
ができる。またこのことは、発光母材ガラスを最適化す
ることによってレーザの特性改善を図ることができるこ
とを意味し、さらにこれによってガラスの透過波長領域
も特に赤外領域において長波長側に延ばすことができる
ので、従来技術では実現できなかった長波長側に延びた
赤外領域の導波型ガラスレーザを製作することができ
る。この作製法によれば、基板の形状にしたがってガラ
ス薄膜多層構造をとれるので、基板の形状を選択するこ
とにより、円柱状以外の形状のレーザを作製することが
できる。この結果、本発明は上記欠点(1)から(4)
を改善する本課題を解決することができる。According to the manufacturing method of the present invention, the types of glass materials that can be used as a luminescent base material can be greatly expanded.
The degree of freedom in selecting the light emitting base glass can be greatly increased. This also means that the characteristics of the laser can be improved by optimizing the luminescent base glass, and the transmission wavelength region of the glass can be extended to a longer wavelength side particularly in the infrared region. Therefore, it is possible to manufacture a waveguide type glass laser in the infrared region extending to the longer wavelength side, which cannot be realized by the conventional technology. According to this manufacturing method, a glass thin-film multilayer structure can be obtained according to the shape of the substrate. Therefore, by selecting the shape of the substrate, a laser having a shape other than the columnar shape can be manufactured. As a result, the present invention has the above disadvantages (1) to (4).
This problem can be solved.
【0015】[0015]
【実施例】リッジ型導波構造ガラスレーザの製作法の実
施例について説明する。 〔実施例1〕半導体基板上に下部クラッドガラス薄膜を
形成し、次にこの薄膜に選択エッチング法で溝を形成
し、さらに発光媒質を含むコアガラス薄膜と上部クラッ
ドガラス薄膜を形成することにより導波型ガラスレーザ
を製作する一実施例で、従来技術である同時融液法でガ
ラス化できるフッ化物ガラス材料であるが従来技術では
作製できない薄膜形状の導波型ガラスレーザの作製法の
実施例を図1に示す。まず、GaAs (100) 基板1上に下
部クラッドガラス用のフッ化物ガラス例えば40%ZrF4-13
%HfF4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF をターゲットに
してスパッタリング法例えばマグネトロンスパッタリン
グ法を用いて厚さ10μm の下部クラッドガラス薄膜 2を
形成させる〔図1(a)。〕 次に、SiN 薄膜をプラズマ CVD法にてクラッドガラス薄
膜上に析出させ、幅20μm の窓を通常のフォトエッチン
グ工程で形成し選択エッチング用マスク4とする。ZrOC
l2-HCl系エッチャントを選択エッチャントとしてクラッ
ドガラス薄膜を選択エッチングし、深さ2μm の溝を形
成する〔図1(b)〕。ついで、SiN 選択エッチングマ
スクをフッ酸系エッチャントで除去する。その後、溝を
形成した下部クラッド薄膜3上にマグネトロンスパッタ
リング法を用いて発光媒質として Tm を添加したコア用
のフッ化物ガラス例えば 53%ZrF4-20%BaF2-4%LaF3-3%Al
F3-20%NaF と上部クラッドガラス用のフッ化物ガラス例
えば 40%ZrF4-13%HfF4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF
をターゲットにして、それぞれ厚さ8μm のコア薄膜5
と厚さ10μm の上部クラッド薄膜6を析出させる〔図1
(c)〕。次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ 150μm と
し、へき開操作により凹凸のない平板状のガラス多層膜
端面とする。その後、一方の端面には励起光に対して0
%レーザ発振光に対して 100%に近い反射率をもつ光学
膜を、また他方の端面には励起光に対して 100%レーザ
光に対して適当な反射率を持った光学膜を、例えば電子
ビーム蒸着法で付着させる。この結果、長さ10cm 幅1
cmで導波路幅20μm のリッジ型導波構造を持つ導波型ガ
ラスレーザを製作することができる。このレーザにおい
て、例えば波長 670nmのレーザ光でコア薄膜5の発光領
域を紙面に垂直な方向に励起すると波長 2.31nm で発振
する導波型ガラスレーザとすることができ、近赤外領域
の高輝度・高集光性・可干渉性光源として利用すること
ができる。EXAMPLE An example of a method for manufacturing a ridge-type waveguide glass laser will be described. Example 1 A lower clad glass thin film was formed on a semiconductor substrate, a groove was formed in the thin film by selective etching, and a core glass thin film containing a luminescent medium and an upper clad glass thin film were formed. One example of manufacturing a corrugated glass laser. An example of a method of manufacturing a thin film waveguide glass laser which is a fluoride glass material that can be vitrified by a simultaneous melt method, which is a conventional technique, but cannot be manufactured by a conventional technique. Is shown in FIG. First, a fluoride glass for lower cladding glass, for example, 40% ZrF 4 -13 is formed on a GaAs (100) substrate 1.
% HfF 4 -20% BaF 2 -4 % LaF 3 a -3% AlF 3 -20% NaF to target to form a lower clad glass film 2 having a thickness of 10μm by sputtering for example magnetron sputtering [1 (A). Next, a SiN thin film is deposited on the clad glass thin film by a plasma CVD method, and a window having a width of 20 μm is formed by a normal photoetching process to form a selective etching mask 4. ZrOC
l 2 The clad glass film is selectively etched to -HCl based etchant as selective etchant, to form a groove depth of 2μm [FIG 1 (b)]. Next, the SiN selective etching mask is removed with a hydrofluoric acid-based etchant. Thereafter, on the lower clad thin film 3 in which the groove is formed, a fluoride glass for a core, for example, 53% ZrF 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% Al, to which Tm is added as a light emitting medium by using a magnetron sputtering method.
F 3 -20% NaF and fluoride glass for upper cladding glass, for example 40% ZrF 4 -13% HfF 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% AlF 3 -20% NaF
8 μm thick core thin film 5
And an upper clad thin film 6 having a thickness of 10 μm [FIG.
(C)]. Next, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and a flattened glass multilayer film end face without unevenness is formed by a cleavage operation. After that, one end face has 0
An optical film having a reflectance close to 100% with respect to the laser oscillation light, and an optical film having an appropriate reflectance with respect to the pump light at 100% with respect to the excitation light, such as an electron It is deposited by a beam evaporation method. As a result, length 10cm width 1
A waveguide glass laser having a ridge waveguide structure with a waveguide width of 20 μm in cm can be manufactured. In this laser, for example, a waveguide type glass laser that oscillates at a wavelength of 2.31 nm when a light emitting region of the core thin film 5 is excited in a direction perpendicular to the paper surface by a laser beam having a wavelength of 670 nm can be obtained. -Can be used as a high light-collecting and coherent light source.
【0016】〔実施例2〕 半導体基板上に下部クラッドガラス薄膜を形成し、次に
この下部クラッドガラスのガラス軟化温度近傍まで下部
クラッドガラスを加熱した状態で凸型の断面を持つスト
ライプ状突起物(凸型ストライプ状突起物)を持つ金属
板を下部クラッドガラス薄膜に押しつけることで溝を形
成し、さらに発光媒質を含むコアガラス薄膜と上部クラ
ッドガラス薄膜を形成することにより導波型ガラスレー
ザを製作する一実施例で、従来技術である同時融液法で
ガラス化できるフッ化物ガラス材料であるが従来技術で
は作製できない薄膜形状の導波型ガラスレーザの作製法
の実施例を図2に示す。GaAs (100) 基板1上に下部ク
ラッドガラス用のフッ化物ガラス例えば 40%ZrF4-13%Hf
F4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF をターゲットにして
スパッタリング法例えばマグネトロンスパッタリング法
を用いて厚さ10μm の下部クラッドガラス薄膜2を形成
させる〔図2(a)〕。次に、下部クラッドガラスのガ
ラス軟化温度近傍に下部クラッドガラス薄膜を加熱した
状態で幅 20 m 段差2μm の凸型ストライプ状突起物を
表面に有する Ni 平板7を下部クラッドガラス薄膜に押
し付けた後取り去ることで、下部クラッドガラス薄膜表
面に Ni 平板のレプリカとして幅 20 μm 段差2μm の
溝を形成する〔図2(b)〕。その後、溝を形成した下
部クラッド薄膜2上にマグネトロンスパッタリング法を
用いて発光媒質として Er を添加したコア用のフッ化物
ガラス例えば 53%ZrF4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF
と上部クラッドガラス用のフッ化物ガラス例えば 40%Zr
F4-13%HfF4-20%BaF2-4%LaF3-3%AlF3-20%NaF をターゲッ
トにして、それぞれ厚さ8μm のコアガラス薄膜5と厚
さ10μm の上部クラッドガラス薄膜6を析出させる〔図
2(c)〕。次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ150 μm と
し、GaAsへき開操作により凹凸のない平板状のガラス多
層膜端面とする。その後、一方の端面には励起光に対し
て0%レーザ発振光に対して 100%に近い反射率をもつ
光学膜を、また他方の端面には励起光に対して 100%レ
ーザ光に対して適当な反射率を持った光学膜を、例えば
電子ビーム蒸着法で付着させる。この結果、長さ10cm,
幅1cmで導波路幅20μm のリッジ型導波構造を持つ導波
型ガラスレーザを製作することができる。このレーザに
おいて、例えば波長 790nmのレーザ光でコア薄膜5の発
光領域を紙面に垂直な方向に励起すれば、波長2.75nmで
発振する導波型ガラスレーザとすることができ、赤外領
域の高輝度・高集光性・可干渉性光源として利用するこ
とができる。Example 2 A stripe-shaped projection having a convex cross section in a state in which a lower clad glass thin film is formed on a semiconductor substrate, and then the lower clad glass is heated to a temperature near the glass softening temperature of the lower clad glass. A groove is formed by pressing a metal plate (with a convex stripe-shaped projection) against the lower clad glass thin film, and a waveguide glass laser is formed by forming a core glass thin film containing a luminescent medium and an upper clad glass thin film. FIG. 2 shows an embodiment of a method of manufacturing a waveguide type glass laser which is a fluoride glass material which can be vitrified by a simultaneous melt method which is a conventional technique but cannot be manufactured by a conventional technique. . Fluoride glass for lower cladding glass such as 40% ZrF 4 -13% Hf on GaAs (100) substrate 1
Using a sputtering method such as a magnetron sputtering method, a lower clad glass thin film 2 having a thickness of 10 μm is formed using F 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% AlF 3 -20% NaF as a target [FIG. a)]. Next, while the lower clad glass thin film is heated to near the glass softening temperature of the lower clad glass, the Ni flat plate 7 having a convex stripe-shaped projection having a width of 20 m and a step of 2 μm on the surface is pressed against the lower clad glass thin film and then removed. As a result, a groove having a width of 20 μm and a step of 2 μm is formed as a replica of the Ni flat plate on the surface of the lower clad glass thin film [FIG. 2 (b)]. Thereafter, on the lower clad thin film 2 in which the groove is formed, a fluoride glass for a core to which Er is added as a light emitting medium using a magnetron sputtering method, for example, 53% ZrF 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% AlF 3 -20% NaF
And fluoride glass for upper cladding glass, e.g. 40% Zr
Targeting at F 4 -13% HfF 4 -20% BaF 2 -4% LaF 3 -3% AlF 3 -20% NaF, a core glass thin film 5 having a thickness of 8 μm and an upper clad glass thin film 6 having a thickness of 10 μm are provided. Is precipitated [FIG. 2 (c)]. Next, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and a flattened glass multilayer film end face having no irregularities is formed by a GaAs cleavage operation. Then, on one end face, an optical film having a reflectance of 0% with respect to the excitation light and near 100% with respect to the laser oscillation light, and on the other end face with 100% with respect to the excitation light with respect to the laser light. An optical film having an appropriate reflectance is deposited by, for example, an electron beam evaporation method. As a result, the length is 10cm,
A waveguide glass laser having a ridge-type waveguide structure having a width of 1 cm and a waveguide width of 20 μm can be manufactured. In this laser, for example, if the light emitting region of the core thin film 5 is excited in a direction perpendicular to the paper surface by a laser beam having a wavelength of 790 nm, a waveguide type glass laser oscillating at a wavelength of 2.75 nm can be obtained . It can be used as a light source with high brightness, high light collection and coherence.
【0017】〔実施例3〕 半導体基板上に下部クラッドガラス薄膜と発光媒質を含
むコアガラス薄膜を形成し、次にこのコアガラス薄膜に
選択エッチング法で凸型ストライプ状突起物を形成し、
さらに上部クラッドガラス薄膜を形成することにより導
波型ガラスレーザを製作する一実施例で、従来技術であ
る同時融液法ではガラス化できないフッ化物ガラス材料
を発光母材にした導波型ガラスレーザの作製法の実施例
を図3に示す。GaAs (100)基板1上に、分子線法を用い
て下部クラッドガラス用のフッ化物ガラス 22%ZnF2-32%
GaF3-46%PbF2の構成成分である ZnF2, GaF3, PbF2 を分
子線源にして厚さ10μm の下部クラッドガラス薄膜2
を、またコアガラス用のフッ化物ガラス 20%ZnF2-32%Ga
F3-48%PbF2 の構成成分である ZnF2, GaF3, PbF2 及び
発光媒質として添加する ErF3 を分子線源にして厚さ8
μm のコア薄膜8を形成させる〔図3(a)〕。次に、
Ti薄膜を電子ビーム蒸着法にてクラッドガラス薄膜上に
析出させ、幅20μm のストライプを通常のフォトエッチ
ング工程で形成し選択エッチングマスク9とする。スパ
ッタリングエッチング法によりコアドガラス薄膜を選択
エッチングし、段差2μm の凸型ストライプ状突起物を
形成する〔図3(b)〕。ついで、 Ti 選択エッチング
マスクを反応製イオンエッチング法で除去する。その
後、凸型突起物を形成したコアガラス薄膜10上に分子線
法を用いて上部クラッドガラス用のフッ化物ガラス 22%
ZnF2-32%GaF3-46%PbF2の構成成分である ZnF2, GaF3, P
bF2 を分子線源にして、厚さ10μm の上部クラッド薄膜
11を析出させる〔図3(c)〕。次に、 GaAs 基板を研
磨し厚さ 150μm とし、へき開操作により凹凸のない平
板状のガラス多層膜端面とする。その後、一方の端面に
は励起光に対して0%レーザ発振光に対して 100%に近
い反射率をもつ光学膜を、また他方の端面には励起光に
対して 100%レーザ光に対して適便な反射率を持った光
学膜を、例えば電子ビーム蒸着法で付着させる。この結
果、長さ10cm,幅1cmで導波路幅20μm のリッジ型導波
構造を持ち ZnF2-GaF3-PbF2 系ガラスを発光母材ガラス
とする導波型ガラスレーザを製作することができる。こ
のレーザにおいて、例えば波長 655nmのレーザ光でコア
ガラス薄膜10の発光領域を紙面に垂直な方向に励起すれ
ば、波長3.50μm で発振する導波型ガラスレーザとする
ことができ、赤外領域の高輝度・高集光性・可干渉性光
源として利用できる。発光媒質を ErF3 とする導波型ガ
ラスレーザは ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF系ガラスを発光
母材として従来製法でも実現することができる。しかし
ながら、赤外透過波長域はこのガラス系では 3.6μm ま
でであるのにたいし、 ZnF2-GaF3-PbF2 系ガラスでは9
μm までのびるので、発振波長3.50μm における発光母
材の損失値は後者の方が小さくなり、発振しきい値のよ
り小さいレーザとすることができる。Embodiment 3 A lower clad glass thin film and a core glass thin film containing a light-emitting medium are formed on a semiconductor substrate, and a convex stripe-shaped projection is formed on the core glass thin film by a selective etching method.
Furthermore, in one embodiment of manufacturing a waveguide glass laser by forming an upper clad glass thin film, a waveguide glass laser using a fluoride glass material as a light emitting base material which cannot be vitrified by the simultaneous melting method which is a conventional technique. FIG. 3 shows an example of the method for manufacturing the above. On a GaAs (100) substrate 1, fluoride glass for lower cladding glass 22% ZnF 2 -32% using molecular beam method
Lower clad glass thin film 2 having a thickness of 10 μm using ZnF 2 , GaF 3 , and PbF 2 which are constituents of GaF 3 -46% PbF 2 as a molecular beam source.
And fluoride glass for core glass 20% ZnF 2 -32% Ga
F 3 -48% PbF 2 constituents ZnF 2 , GaF 3 , PbF 2 and ErF 3 added as a luminescent medium are used as molecular beam sources and have a thickness of 8
A μm core thin film 8 is formed (FIG. 3A). next,
A Ti thin film is deposited on the clad glass thin film by an electron beam evaporation method, and a stripe having a width of 20 μm is formed by a normal photo-etching process to form a selective etching mask 9. The cored glass thin film is selectively etched by a sputtering etching method to form a convex stripe-shaped projection having a step of 2 μm (FIG. 3B). Next, the Ti selective etching mask is removed by a reactive ion etching method. Thereafter, on the core glass thin film 10 on which the convex protrusions are formed, fluoride glass for upper clad glass 22% using a molecular beam method.
ZnF 2 -32% GaF 3 -46% PbF 2 constituents ZnF 2 , GaF 3 , P
10 μm thick upper clad thin film using bF 2 as molecular beam source
11 is deposited [FIG. 3 (c)]. Next, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and a flattened glass multilayer film end face without unevenness is formed by a cleavage operation. Then, on one end face, an optical film having a reflectance of 0% with respect to the excitation light and near 100% with respect to the laser oscillation light, and on the other end face with 100% with respect to the excitation light with respect to the laser light. An optical film having a suitable reflectance is deposited by, for example, an electron beam evaporation method. As a result, a waveguide glass laser having a ridge-type waveguide structure having a length of 10 cm, a width of 1 cm, and a waveguide width of 20 μm and using a ZnF 2 -GaF 3 -PbF 2 system glass as a light emitting base glass can be manufactured. . In this laser, for example, if the light emitting region of the core glass thin film 10 is excited in a direction perpendicular to the paper surface by a laser beam having a wavelength of 655 nm, a waveguide type glass laser oscillating at a wavelength of 3.50 μm can be obtained . It can be used as a high-brightness, high-concentration, coherent light source. A waveguide glass laser using a luminescent medium of ErF 3 can be realized by a conventional manufacturing method using a ZrF 4 —BaF 2 —LaF 3 —AlF 3 —NaF-based glass as a luminescent base material. However, the infrared transmission wavelength range is up to 3.6 μm in this glass system, whereas it is 9 μm in ZnF 2 -GaF 3 -PbF 2 system glass.
Since the length of the light-emitting base material extends down to μm, the loss value of the light-emitting base material at the oscillation wavelength of 3.50 μm is smaller in the latter case, and a laser having a smaller oscillation threshold value can be obtained.
【0018】〔実施例4〕 半導体基板上に下部クラッドガラス薄膜と発光媒質を含
むコアガラス薄膜を形成し、次にこのコアガラスのガラ
ス軟化温度近傍までコアガラス薄膜を加熱した状態で溝
を持つ金属板をコアガラス薄膜に押しつけることでコア
ガラス薄膜表面に凸型ストライプ状突起物を形成し、さ
らに上部クラッドガラス薄膜を形成することにより導波
型ガラスレーザを製作する一実施例で、従来技術である
同時融液法ではガラス化できないフッ化物ガラス材料を
発光母材にした導波型ガラスレーザの作製法の実施例を
図4に示す。GaAs (100) 基板1上に、電子ビーム蒸着
法を用いて下部クラッドガラス用のフッ化物ガラス 70%
PbF2-30%AlF3の構成成分である PbF2 ,AlF3を蒸着源に
して厚さ10μm の下部クラッドガラス薄膜2と、コアガ
ラス用のフッ化物ガラス 73%PbF2-27%AlF3の構成成分で
ある PbF2 ,AlF3及び発光媒質として添加する DyF3を
蒸着源にして厚さ8μm のコア薄膜8とを形成させる
〔図4(a)〕。次に、コアガラスのガラス軟化温度近
傍にコアガラス薄膜を加熱した状態で幅20μm 深さ2μ
m の溝を表面に有するNi平板12を下部クラッドガラス薄
膜に押し付けた後取り去ることで、コアガラス薄膜表面
にNi平板のレプリカとして幅20μm 段差2μm の凸型ス
トライプ状突起物を形成する〔図4(b)〕。その後、
凸型ストライプ状突起物を形成したコアガラス薄膜10上
に電子ビーム蒸着法を用いて上部クラッドガラス用のフ
ッ化物ガラス 70%PbF2-30%AlF3の構成成分である PbF
2 ,AlF3を蒸着源にして、厚さ10μm の上部クラッドガ
ラス薄膜11を析出させる〔図4(c)〕。次に、 GaAs
基板を研磨し厚さ 150μm とし、GaAsへき開操作により
凹凸のない平板状のガラス多層膜端面とする。その後、
一方の端面には励起光に対して0%レーザ発振光に対し
て 100%に近い反射率をもつ光学膜を、また他方の端面
には励起光に対して 100%レーザ光に対して適当な反射
率を持った光学膜を、例えば電子ビーム蒸着法で付着さ
せる。この結果、長さ10cm,幅1cmで導波路幅20μm の
リッジ型導波構造を持つ導波型ガラスレーザを製作する
ことができる。このレーザにおいて、コアガラス薄膜10
の発光領域を例えば波長 1.73 μm のレーザ光で紙面に
垂直な方向に励起すればと波長 4.34 μm で発振する導
波型ガラスレーザとすることができ、赤外領域の高輝度
・高集光性・可干渉性光源として利用できる。導波型ガ
ラスレーザの従来製法では発光母材として利用可能なガ
ラスは赤外透過波長域 3.6μm までの ZrF4-BaF2-LaF3-
AlF3-NaF系ガラスであったため、この実施例にあるよう
なこのガラスの赤外透過波長域外のガラスレーザを作製
することはできなかった。本発明による製法を適用して
初めて、従来製法では実現できなかった導波型 PbF2-Al
F3系ガラスレーザを製作することができ、波長 4.34 μ
m で発振することが可能となる。[Embodiment 4] A lower clad glass thin film and a core glass thin film containing a light-emitting medium are formed on a semiconductor substrate, and then a groove is formed in a state where the core glass thin film is heated to a temperature near the glass softening temperature of the core glass. An example of manufacturing a waveguide type glass laser by forming a convex stripe-shaped projection on the surface of the core glass thin film by pressing a metal plate against the core glass thin film, and further forming an upper clad glass thin film, according to the prior art FIG. 4 shows an embodiment of a method for producing a waveguide type glass laser using a fluoride glass material which cannot be vitrified by the simultaneous melt method as a light emitting base material. Fluoride glass for lower cladding glass 70% on GaAs (100) substrate 1 using electron beam evaporation
Using PbF 2 and AlF 3 , which are constituents of PbF 2 -30% AlF 3 , as a deposition source, a lower clad glass thin film 2 having a thickness of 10 μm and a fluoride glass 73% PbF 2 -27% AlF 3 for core glass The core thin film 8 having a thickness of 8 μm is formed using PbF 2 and AlF 3 as constituent components and DyF 3 added as a light emitting medium as an evaporation source [FIG. 4 (a)]. Next, with the core glass thin film heated near the glass softening temperature of the core glass, the width is 20 μm and the depth is 2 μm.
The Ni flat plate 12 having a groove of m on the surface is pressed against the lower clad glass thin film and then removed to form a convex stripe-shaped projection having a width of 20 μm and a step of 2 μm as a replica of the Ni flat plate on the surface of the core glass thin film [FIG. (B)]. afterwards,
PbF which is a component of fluoride glass 70% PbF 2 -30% AlF 3 for upper clad glass using electron beam evaporation on the core glass thin film 10 on which the convex stripe-shaped protrusions are formed
2. An upper clad glass thin film 11 having a thickness of 10 μm is deposited using AlF 3 as an evaporation source [FIG. 4 (c)]. Next, GaAs
The substrate is polished to a thickness of 150 μm, and a flattened glass multilayer film end face with no unevenness is formed by GaAs cleavage. afterwards,
One end face has an optical film having a reflectance of 0% for the excitation light and a reflectance close to 100% for the laser oscillation light, and the other end face has an appropriate optical film for the 100% laser light with respect to the excitation light. An optical film having a reflectance is deposited by, for example, an electron beam evaporation method. As a result, a waveguide glass laser having a ridge waveguide structure having a length of 10 cm, a width of 1 cm and a waveguide width of 20 μm can be manufactured. In this laser, the core glass thin film 10
Of if the excitation in the direction perpendicular to the light-emitting region on paper in a wavelength 1.73 [mu] m of the laser beam and can be guided type glass laser oscillating at a wavelength of 4.34 [mu] m, infrared high intensity and high light-harvesting-Friendly It can be used as a coherent light source. In the conventional method of manufacturing a waveguide glass laser, glass that can be used as a light emitting base material is ZrF 4 -BaF 2 -LaF 3-with an infrared transmission wavelength range up to 3.6 μm.
Since it was an AlF 3 —NaF-based glass, it was not possible to produce a glass laser outside the infrared transmission wavelength range of this glass as in this example. Only by applying the manufacturing method according to the present invention, the waveguide type PbF 2 -Al which cannot be realized by the conventional manufacturing method
It could be fabricated F 3 based glass laser, wavelength 4.34 mu
It is possible to oscillate at m.
【0019】〔実施例5〕 半導体基板上に下部クラッドガラス薄膜と発光媒質を含
むコアガラス薄膜を形成し、次にこのコアガラスのガラ
ス軟化温度近傍までコアガラス薄膜を加熱した状態で二
重の凸型ストライプ状突起物を持つ金属板をコアガラス
薄膜に押しつけることでコアガラス薄膜表面に二重の溝
を形成し、さらに上部クラッドガラス薄膜を形成するこ
とにより導波型ガラスレーザを製作する一実施例で、従
来技術である同時融液法ではガラス化できないフッ化物
ガラス材料を発光母材にした導波型ガラスレーザの作製
法の実施例を図5に示す。GaAs (100) 基板1上に、ス
パッタリング法例えばマグネトロンスパッタリング法を
用いて下部クラッドガラス用のフッ化物ガラス 22%ZnF2
-32%GaF3-46%PbF2をターゲットにして厚さ10μm の下部
クラッドガラス薄膜2と発光媒質として HoF3 を添加し
たコア用のフッ化物ガラス 20%ZnF2-32%GaF3-48%PbF2を
ターゲットにして厚さ8μm のコア薄膜14とを形成させ
る〔図5(a)〕。次に、コアガラスのガラス軟化温度
近傍にコアガラス薄膜を加熱した状態で幅20 μm 段差
2μm の凸型ストライプ状突起物を間隔 20 μm で二重
に配列した二重凸型突起物を表面に有する Ni 平板13を
下部クラッドガラス薄膜に押し付けた後取り去ること
で、コアガラス薄膜表面に Ni 平板のレプリカとして幅
20 μm 段差2μm の溝を間隔20μm で配列した二重溝
を形成する〔図5(a)〕。その後、二重溝を形成した
コアガラス薄膜14上にマグネトロンスパッタリング法を
用いて上部クラッドガラス用のフッ化物ガラス 22%ZnF2
-32%GaF3-46%PbF2をターゲットにして、厚さ10μm の上
部クラッドガラス薄膜15を析出させる〔図5(b)〕。
次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ 150μm とし、GaAsへき
開操作により凹凸のない平板状のガラス多層膜端面とす
る。その後、一方の端面には励起光に対して0%レーザ
発振光に対して 100%に近い反射率をもつ光学膜を、ま
た他方の端面には励起光に対して 100%レーザ光に対し
て適便な反射率を持った光学膜を、例えば電子ビーム蒸
着法で付着させる。この結果、長さ10cm 幅1cmで導波
路幅 20μm のリッジ型導波構造路を持つ導波型ガラス
レーザを製作することができる。このレーザにおいて、
コアガラス薄膜14の発光領域を例えば波長 640 nm のレ
ーザ光で紙面に垂直な方向に励起すると波長 2.89 μm
で発振する導波型ガラスレーザとすることができ、赤外
領域の高輝度・高集光性・可干渉性光源として利用でき
る。Example 5 A lower clad glass thin film and a core glass thin film containing a luminescent medium are formed on a semiconductor substrate, and then the core glass thin film is heated to a temperature near the glass softening temperature of the core glass to form a double layer. Pressing a metal plate with convex stripe-shaped projections against the core glass thin film to form a double groove in the surface of the core glass thin film, and then forming a waveguide glass laser by forming an upper clad glass thin film FIG. 5 shows an embodiment of a method of manufacturing a waveguide glass laser using a fluoride glass material, which cannot be vitrified by the conventional simultaneous melting method, as a light emitting base material. On a GaAs (100) substrate 1, a fluoride glass 22% ZnF 2 for lower cladding glass is formed by a sputtering method such as a magnetron sputtering method.
-32% GaF 3 -46% PbF 2 target and 10μm-thick lower clad glass thin film 2 and core fluoride glass doped with HoF 3 as luminous medium 20% ZnF 2 -32% GaF 3 -48% An 8 μm-thick core thin film 14 is formed by using PbF 2 as a target (FIG. 5A). Next, with the core glass thin film heated near the glass softening temperature of the core glass, a double convex protrusion having 20 μm wide and 2 μm step-like convex stripe-shaped protrusions arranged at intervals of 20 μm is formed on the surface. Pressing the Ni flat plate 13 against the lower clad glass thin film and removing it, the width of the Ni flat plate as a replica of the Ni flat plate on the surface of the core glass thin film
A double groove having grooves of 20 μm and steps of 2 μm arranged at an interval of 20 μm is formed [FIG. 5 (a)]. Thereafter, fluoride glass 22% ZnF 2 for upper clad glass was formed on the core glass thin film 14 having the double groove formed thereon by magnetron sputtering.
An upper clad glass thin film 15 having a thickness of 10 μm is deposited using -32% GaF 3 -46% PbF 2 as a target (FIG. 5B).
Next, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and a flattened glass multilayer film end face having no irregularities is formed by a GaAs cleavage operation. Then, on one end face, an optical film having a reflectance of 0% with respect to the excitation light and near 100% with respect to the laser oscillation light, and on the other end face with 100% with respect to the excitation light with respect to the laser light. An optical film having a suitable reflectance is deposited by, for example, an electron beam evaporation method. As a result, a waveguide glass laser having a ridge-type waveguide structure having a length of 10 cm, a width of 1 cm and a waveguide width of 20 μm can be manufactured. In this laser,
When the light emitting region of the core glass thin film 14 is excited in a direction perpendicular to the paper surface by, for example, a laser beam having a wavelength of 640 nm, a wavelength of 2.89 μm
, And can be used as a high-brightness, high-concentration, coherent light source in the infrared region.
【0020】次に、埋め込み型導波構造ガラスレーザの
製作法の実施例について説明する。Next, an embodiment of a method of manufacturing a buried type waveguide glass laser will be described.
【0021】〔実施例6〕 半導体基板上に下部クラッドガラス薄膜と発光媒質を含
むコアガラス薄膜を形成し、次にこのコアガラス薄膜を
選択エッチング法で方形に加工し、さらに上部クラッド
ガラス薄膜を形成することにより導波型ガラスレーザを
製作する一実施例で、従来技術である同時融液法ではガ
ラス化できないフッ化物ガラス材料を発光母材にした導
波型ガラスレーザの作製法の実施例を図6に示す。GaAs
(100) 基板1上に、スパッタリング法例えばマグネト
ロンスパッタリング法を用いて下部クラッドガラス用の
フッ化物ガラス例えば 22%ZnF2-16%InF3-16%GaF3-46%Pb
F2をターゲットにして厚さ10μm の下部クラッドガラス
薄膜2を、また発光媒質として Er, Tm, Ho ,Dy を添
加したコア用のフッ化物ガラス例えば 20%ZnF2-16%InF3
-16%GaF3-48%PbF2をターゲットにして厚さ8μm のコア
ガラス薄膜8を形成させる〔図6(a)〕。次に、Ti
薄膜を電子ビーム蒸着法にてコアガラス薄膜上に析出さ
せ、幅20μm のストライプを Ti 薄膜上に通常のフォト
エッチング工程で形成し、ガラスエッチング用マスク9
とする。ついで、スパッタエッチング法によりコアガラ
ス薄膜を選択エッチングし、幅20μm 高さ10μm の方形
状に形成する〔図6(b)〕。ついで、 Ti 選択エッチ
ングマスク9を反応製イオンエッチング法で除去する。
その後、方形状に加工したコアガラス薄膜16及びむき出
しになった下部クラッドガラス薄膜2上にマグネトロン
スパッタリング法を用いて上部クラッドガラス用のフッ
化物ガラス例えば 22%ZnF2-16%InF3-16%GaF3-46%PbF2を
ターゲットにして、厚さ20μm の上部クラッド薄膜17を
析出させる〔図6(c)〕。次に、 GaAs 基板を研磨し
厚さ 150 μm とし、へき開操作により凹凸のない平板
状のガラス多層膜端面とする。その後、一方の端面には
励起光に対して0%レーザ発振光に対して 100%に近い
反射率をもつ光学膜を、また他方の端面には励起光に対
して 100%レーザ光に対して適便な反射率を持った光学
膜を、例えば電子ビーム蒸着法で付着させる。この結
果、長さ10cm 幅1cmで導波路幅20μmの埋め込み型導
波構造を持つ導波型ガラスレーザを製作することができ
る。このレーザにおいて、コアガラス薄膜16の発光領域
を例えば波長640nm, 647nm, 790nm, 1.73 μm のレーザ
光で紙面に垂直な方向に励起すると波長 2.31 μm,2.70
μm, 2.88 μm, 4.34 μm で発振する導波型ガラスレ
ーザとすることができ、赤外領域の高輝度・高集光性・
可干渉性光源として例えば赤外分校分析装置の光源とし
て利用できる。導波型ガラスレーザの従来製法では発光
母材として利用できるガラスは赤外透過波長域 3.6μm
までの ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF系ガラスであったた
め、この実施例にあるようなこのガラスの赤外透過波長
域外の発振波長を含むガラスレーザを作製することはで
きなかった。本発明による製法を応用して初めて、従来
製法では実現できなかった導波型 ZnF2-InF3-GaF3-PbF2
系ガラスレーザを製作することができ、発振波長 4.34
μm を含む多波長発振ガラスレーザの作製が可能とな
る。Embodiment 6 A lower clad glass thin film and a core glass thin film containing a light emitting medium are formed on a semiconductor substrate, and then the core glass thin film is processed into a rectangular shape by a selective etching method. An example of manufacturing a waveguide glass laser by forming a waveguide glass laser using a fluoride glass material as a light-emitting base material that cannot be vitrified by a simultaneous melt method as a conventional technique. Is shown in FIG. GaAs
(100) On the substrate 1, a fluoride glass for the lower clad glass, for example, 22% ZnF 2 -16% InF 3 -16% GaF 3 -46% Pb, using a sputtering method, for example, a magnetron sputtering method.
A 10 μm-thick lower clad glass thin film 2 targeting F 2, and a fluoride glass for a core doped with Er, Tm, Ho, and Dy as a light-emitting medium, for example, 20% ZnF 2 -16% InF 3
An 8 μm-thick core glass thin film 8 is formed using -16% GaF 3 -48% PbF 2 as a target (FIG. 6A). Next, Ti
The thin film is deposited on the core glass thin film by an electron beam evaporation method, and a stripe having a width of 20 μm is formed on the Ti thin film by a usual photo etching process.
And Next, the core glass thin film is selectively etched by a sputter etching method to form a square shape having a width of 20 μm and a height of 10 μm (FIG. 6B). Next, the Ti selective etching mask 9 is removed by a reactive ion etching method.
Then, fluoride glass for upper clad glass, for example, 22% ZnF 2 -16% InF 3 -16%, is formed on the core glass thin film 16 processed into a square shape and the exposed lower clad glass thin film 2 by magnetron sputtering. An upper clad thin film 17 having a thickness of 20 μm is deposited using GaF 3 -46% PbF 2 as a target (FIG. 6C). Next, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and the flattened glass multilayer film end face without unevenness is formed by a cleavage operation. Then, on one end face, an optical film having a reflectance of 0% with respect to the excitation light and near 100% with respect to the laser oscillation light, and on the other end face with 100% with respect to the excitation light with respect to the laser light. An optical film having a suitable reflectance is deposited by, for example, an electron beam evaporation method. As a result, a waveguide glass laser having a buried waveguide structure having a length of 10 cm, a width of 1 cm, and a waveguide width of 20 μm can be manufactured. In this laser, when the light emission region of the core glass thin film 16 is excited in a direction perpendicular to the paper surface with laser light having a wavelength of, for example, 640 nm, 647 nm, 790 nm, or 1.73 μm, the wavelength is 2.31 μm,
[mu] m, 2.88 [mu] m, can be guided type glass laser which oscillates at 4.34 [mu] m, a high luminance and high light-collecting in the infrared region,
As a coherent light source, for example, it can be used as a light source of an infrared branching analyzer. In the conventional manufacturing method of a waveguide glass laser, the glass that can be used as a light emitting base material is an infrared transmission wavelength range of 3.6 μm.
Since this was a ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF-based glass, it was not possible to produce a glass laser having an oscillation wavelength outside the infrared transmission wavelength range of this glass as in this example. Only by applying the manufacturing method according to the present invention, the waveguide type ZnF 2 -InF 3 -GaF 3 -PbF 2 which cannot be realized by the conventional manufacturing method
System glass laser can be manufactured, oscillation wavelength 4.34
It is possible to manufacture a multi-wavelength oscillation glass laser including μm.
【0022】〔実施例7〕 半導体基板上に下部クラッドガラス薄膜と発光媒質を含
むコアガラス薄膜を形成し、次にこのコアガラス薄膜を
選択エッチング法で方形に加工し、さらに上部クラッド
ガラス薄膜を形成することにより導波型ガラスレーザを
製作する実施例6とは異なる一実施例で、従来技術であ
る同時融液法ではガラス化できないフッ化物ガラス材料
を発光母材にした導波型ガラスレーザの作製法で、かつ
導波型ガラスレーザ励起用半導体レーザ及び導波型ガラ
スレーザ出射光との結合効率をよくするようにした構造
を持つ導波型ガラスレーザの製作法の実施例を図7に示
す。GaAs (100) 基板1上に、分子線法を用いて下部ク
ラッドガラス用のフッ化物ガラス 70%PbF2-30%AlF3の構
成成分である PbF2 ,AlF3を分子線源にして厚さ10μm
の下部クラッドガラス薄膜2を、またコア用のフッ化物
ガラス 73%PbF2-27%AlF3の構成成分である PbF2 ,AlF3
及び発光媒質として添加する HoF3 を分子線源にして厚
さ8μm のコアガラス薄膜19を形成させる〔図7
(a)〕。次に、Ti薄膜を電子ビーム蒸着法にてクラッ
ドガラス薄膜上に析出させ、図8に示すように、一方の
幅を励起用半導体レーザの発光層幅(例えば 100μm )
に近づけ、他方の幅を出射用ファイバのコア径(例えば
10μm )に近づけ、その間をテーパ状にしたテーパスト
ライプを Ti 薄膜上に通常のフォトエッチング工程で形
成し、ガラスエッチング用マスク18とする。ついで、ス
パッタリングエッチング法によりコアガラス薄膜19を選
択エッチングし、一方の終端が幅 100μm 高さ10μm の
方形状で他方の終端が幅10μm 高さ10μm の方形状でそ
の間幅をテーパ状に変化するように形成する〔図7
(a)(b)〕。ついで、 Ti 選択エッチングマスクを
反応製イオンエッチング法で除去する。その後、方形状
に加工したコアガラス薄膜19及びむき出しになった下部
クラッドガラス薄膜2上に分子線法を用いて上部クラッ
ドガラス用のフッ化物ガラス 70%PbF2-30%AlF3の構成成
分である PbF,AlF3を分子線源にして、厚さ30μm の上
部クラッド薄膜20を析出させる〔図7(c)(d)〕。
次に、 GaAs 基板を研磨し厚さ 150μm とし、へき開操
作により凹凸のない平板状のガラス多層膜端面とする。
その後、一方の端面には励起光に対して 0%レーザ発振
光に対して 100%に近い反射率をもつ光学膜を、また他
方の端面には励起光に対して 100%レーザ光に対して適
便な反射率を持った光学膜を、例えば電子ビーム蒸着法
で付着させる。この結果、長さ10cm 幅1cmの埋め込み
型導波構造を持ち励起用レーザ及び出射用ファイバとの
結合効率を大きくできる導波型ガラスレーザを製作する
ことができる。このレーザにおいて、コアガラス薄膜19
の発光領域を例えば波長 640nm, 647nm, 790nmのレーザ
光で紙面に垂直な方向に励起すると波長 2.31 μm,2.70
μm, 2.88 μm で発振する導波型ガラスレーザとするこ
とができ、赤外領域の高輝度・高集光性・可干渉性光源
として例えば赤外分校分析装置の光源として利用でき
る。Example 7 A lower clad glass thin film and a core glass thin film containing a light emitting medium are formed on a semiconductor substrate, and then the core glass thin film is processed into a square by a selective etching method. In this embodiment, which is different from Embodiment 6 in which a waveguide glass laser is manufactured by forming the waveguide glass laser, a waveguide glass laser in which a fluoride glass material which cannot be vitrified by the conventional simultaneous melting method is used as a light emitting base material. FIG. 7 shows an embodiment of a method of manufacturing a waveguide glass laser having a structure for improving the coupling efficiency with the semiconductor laser for exciting the waveguide glass laser and the emission light of the waveguide glass laser. Shown in On a GaAs (100) substrate 1, the molecular beam source was used as a molecular beam source, using PbF 2 and AlF 3 , which are constituents of 70% PbF 2 -30% AlF 3 , a fluoride glass for the lower cladding glass, using a molecular beam method. 10μm
The lower clad glass thin film 2 is made of PbF 2 and AlF 3 which are constituents of 73% PbF 2 -27% AlF 3 of fluoride glass for the core.
Then, a core glass thin film 19 having a thickness of 8 μm is formed using HoF 3 added as a light emitting medium as a molecular beam source [FIG.
(A)]. Next, a Ti thin film is deposited on the clad glass thin film by an electron beam evaporation method, and as shown in FIG. 8, one width is set to the light emitting layer width (for example, 100 μm) of the semiconductor laser for excitation.
And the other width is adjusted to the core diameter of the output fiber (for example,
10 μm), and a taper stripe having a tapered shape between them is formed on the Ti thin film by a normal photo-etching process to form a glass etching mask 18. Then, by a sputtering etching method is selectively etched co Aga Las film 19 changes therebetween width tapered other end in the way the shape of one end has a width 100μm height 10μm is in rectangular shape of width 10μm height 10μm [FIG. 7
(A) (b)]. Next, the Ti selective etching mask is removed by a reactive ion etching method. Then, on the core glass thin film 19 processed into a square shape and the exposed lower clad glass thin film 2, using a molecular beam method, fluoride glass 70% PbF 2 -30% AlF 3 for upper clad glass is used. Using a certain PbF or AlF 3 as a molecular beam source, an upper clad thin film 20 having a thickness of 30 μm is deposited (FIGS. 7C and 7D).
Next, the GaAs substrate is polished to a thickness of 150 μm, and a flattened glass multilayer film end face without unevenness is formed by a cleavage operation.
Then, on one end face, an optical film with a reflectance of 0% for the excitation light and near 100% for the laser oscillation light, and on the other end face, a 100% for the excitation light An optical film having a suitable reflectance is deposited by, for example, an electron beam evaporation method. As a result, it is possible to manufacture a waveguide glass laser having a buried waveguide structure having a length of 10 cm and a width of 1 cm and capable of increasing the coupling efficiency with the excitation laser and the emission fiber. In this laser, the core glass thin film 19
Is excited in the direction perpendicular to the plane of the page by laser light with wavelengths of 640 nm, 647 nm, and 790 nm, for example, at wavelengths of 2.31 μm and 2.70 μm.
It can be a waveguide glass laser that oscillates at μm and 2.88 μm, and can be used as a light source for high-brightness, high-concentration, and coherent light in the infrared region, for example, as a light source for an infrared branching analyzer.
【0023】上記実施例では薄膜作製法としてスパッタ
リング法、分子線法、真空蒸着法(電子ビーム蒸着法・
抵抗加熱法)の物理蒸着法に限って記載したが、それ以
外の物理蒸着法であるイオン化蒸着法、高周波誘導加熱
法・反応性蒸着法・アーク蒸着法・レーザ蒸着法等の真
空蒸着法でも実施可能である。さらに CVD法、 MOCVD
法、プラズマ CVD法等の化学堆積法でも実施することが
できる。In the above embodiment, the sputtering method, the molecular beam method, the vacuum evaporation method (electron beam evaporation method,
Although the description is limited to the physical vapor deposition method (resistance heating method), other physical vapor deposition methods such as ionized vapor deposition method, high-frequency induction heating method, reactive vapor deposition method, arc vapor deposition method, laser vapor deposition method, and other vacuum vapor deposition methods are also described. It is feasible. Furthermore, CVD method, MOCVD
It can also be performed by a chemical deposition method such as a plasma CVD method.
【0024】上記実施例では、基板材料を GaAs 半導体
基板として記載したがそれ以外の半導体基板例えば In
P, GaSb半導体基板でも実施可能である。また、半導体
基板に限ることなく物理蒸着法や化学堆積法で使用でき
るものであれば目的に応じて任意に基板材料を選択する
ことができる。In the above embodiment, the substrate material is described as a GaAs semiconductor substrate.
The present invention is also applicable to a P, GaSb semiconductor substrate. Further, the substrate material can be arbitrarily selected according to the purpose, as long as it can be used by a physical vapor deposition method or a chemical deposition method without being limited to a semiconductor substrate.
【0025】上記実施例では、ガラス発光母材材料とし
て ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF系, ZnF2-InF3-GaF3-
PbF2 系, PbF2-AlF3 系のフッ化物ガラスに限って記載
したが実施例に記載した組成以外の組成、これらの組合
せ以外の金属フッ化物の組合せからなるフッ化物ガラス
でも実施することができる。さらに,ハライドガラス,
カルコゲナイドガラス,酸化物ガラスまたこれのみなら
ず物理蒸着法や化学堆積法で作製できるものであれば材
料を問わず実施可能である。In the above embodiment, ZrF4-HfF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF, ZnF 2 -InF 3 -GaF 3-
PbF 2 based composition other than the composition have been described only in fluoride glass of PbF 2 -alF 3 system described in Example, also be carried out with a fluoride glass composed of a combination of a metal fluoride other than these combinations it can. In addition, halide glass,
Chalcogenide glass, oxide glass, or any other material that can be produced by physical vapor deposition or chemical deposition can be used.
【0026】上記実施例で薄膜の形状を簡単化のために
単純な溝・凸型・方形にして記載したが、光が導波する
構造であればよいのであって、これら単純な形状と光導
波理論上等価でありさえすればどの様な形状であろう
と、例えば単純な形状からの変形形状あるいは単純形状
を修飾した複雑形状であっても良い。In the above embodiment, the shape of the thin film is described as a simple groove / convex / square for the sake of simplicity. However, any structure may be used as long as light is guided. Whatever shape is equivalent as long as it is equivalent in wave theory, for example, a deformed shape from a simple shape or a complex shape obtained by modifying a simple shape may be used.
【0027】また上記実施例における薄膜の厚さ、幅、
溝の深さ、凸型形状の段差等の長さ及び選択エッチング
マスクの幅と Ni 金属板の幅、溝の深さ、凸型形状の段
差等の長さに関する数値はこれに限定するものでなく、
光導波理論に基づき算定される導波構造の長さに関する
数値に対応していればよい。Further, the thickness, width,
The numerical values related to the groove depth, the length of the convex step, etc. and the width of the selective etching mask and the width of the Ni metal plate, the groove depth, the length of the convex step, etc. are limited to these. Not
It only has to correspond to the numerical value regarding the length of the waveguide structure calculated based on the optical waveguide theory.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明は、従来技術である気相ー液浸法
や同時融液法で製作されるレーザと比べ、発光母材ガラ
スの種類を大幅に拡大することができ、発光母材ガラス
の選択の自由度を極めて大きくすることができる。また
このことは、発光母材ガラスを最適化することによって
レーザの特性改善を図ることができることを意味し、さ
らにこれによってガラスの透過波長領域も特に赤外領域
において長波長側に延ばすことができるので、従来技術
では実現できなかった長波長側に延びた赤外領域の導波
型ガラスレーザを製作することができる。この作製法に
よれば、基板の形状にしたがってガラス薄膜多層構造を
形成できるので基板の形状を選択することで円柱状以外
の形状のレーザを作製することができる。According to the present invention, the type of the luminescent base glass can be greatly expanded as compared with the lasers manufactured by the conventional gas-liquid immersion method or the simultaneous melting method. The degree of freedom in selecting glass can be greatly increased. This also means that the characteristics of the laser can be improved by optimizing the luminescent base glass, and the transmission wavelength region of the glass can be extended to a longer wavelength side particularly in the infrared region. Therefore, it is possible to manufacture a waveguide type glass laser in the infrared region extending to the longer wavelength side, which cannot be realized by the conventional technology. According to this manufacturing method, a glass thin-film multilayer structure can be formed according to the shape of the substrate, so that a laser having a shape other than the columnar shape can be manufactured by selecting the shape of the substrate.
【0029】本願の請求項3および4の発明は、選択エ
ッチング法で必要となるフォトエッチング用露光装置や
エッチングマスク薄膜形成用装置例えばプラズマ CVD
装置といった高価な設備を必要としない効果があり、ま
た選択エッチング法におけるエッチングマスク用薄膜形
成工程・フォトエッチング工程・エッチングマスク形成
工程といった手間のかかる工程を平板を押し付けるとい
う単一の工程に短縮できる効果がある。The inventions according to claims 3 and 4 of the present application are directed to an exposure apparatus for photo etching and an apparatus for forming an etching mask thin film required for a selective etching method, for example, plasma CVD.
It has the effect of not requiring expensive equipment such as an apparatus, and can reduce the complicated steps such as the etching mask thin film forming step, the photo etching step, and the etching mask forming step in the selective etching method into a single step of pressing a flat plate. effective.
【0030】本願の請求項5の発明は、 ZnF2-InF3-GaF
3-PbF2系ガラスをガラス薄膜材料としたことでガラス発
光母材の赤外透過波長域を9μm まで延ばすことができ
るため、長波長側に延びた赤外領域における導波型ガラ
スレーザを製作できるという効果がある。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: ZnF 2 -InF 3 -GaF
Since the infrared transmission wavelength range of the glass light-emitting base material can be extended to 9 μm by using 3- PbF 2 glass as a glass thin film material, a waveguide glass laser in the infrared region extending to the longer wavelength side is manufactured. There is an effect that can be.
【0031】本願の請求項6の発明は、 PbF2-AlF3系ガ
ラスをガラス薄膜材料としたことでガラス発光母材の赤
外透過波長域を18μm まで延ばすことができるため、長
波長側に延びた遠赤外領域における導波型ガラスレーザ
を製作できる効果がある。[0031] The present invention of claim 6, since it is possible to extend the PbF 2 -alF 3 based glass to 18μm infrared transmission wavelength range of the glass emitting base material by the glass thin film material, the length
There is an effect that a waveguide glass laser in the far infrared region extending to the wavelength side can be manufactured.
【0032】本発明において半導体基板を用いた場合に
は、半導体基板のもつへき開特性を利用することによ
り、基板上に積層したガラス多層膜を研磨することなく
レーザ用共振器として利用できる端面を形成できる効果
がある。When a semiconductor substrate is used in the present invention, an end face which can be used as a laser resonator without polishing a glass multilayer film laminated on the substrate is formed by utilizing the cleavage characteristics of the semiconductor substrate. There is an effect that can be done.
【0033】本発明においてガラス薄膜をスパッタリン
グ法を用いて形成する方法を用いた場合には、蒸着源と
して発光母材ガラスそのものを用いることができるので
多成分ガラス系の薄膜作製をする際他の薄膜作製法に比
べ効率のよい薄膜作製法となる。In the present invention, when a method of forming a glass thin film using a sputtering method is used, the luminescent base glass itself can be used as a vapor deposition source. The thin film manufacturing method is more efficient than the thin film manufacturing method.
【0034】本発明においてガラス薄膜を真空蒸着法を
用いて形成する方法を用いた場合には、蒸着源として発
光母材ガラスの構成成分物質を用いるのでガラスそのも
のの製作が困難な場合の薄膜作製法として利用できるの
みならず、ガラスそのものを製作する工程が複雑で時間
を要する場合効率的な薄膜作製法として利用できる効果
がある。In the present invention, when a method of forming a glass thin film by using a vacuum evaporation method is used, since a constituent material of a luminescent base glass is used as an evaporation source, a thin film preparation in a case where production of the glass itself is difficult. Not only can it be used as a method, but also there is an effect that it can be used as an efficient thin film manufacturing method when the process of manufacturing glass itself is complicated and time-consuming.
【図1】本発明により選択エッチング法を用いて溝と凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove and a convex stripe-shaped protrusion are formed by using a selective etching method according to the present invention and a waveguide structure is formed. .
【図2】本発明によりレプリカ法を用いて溝あるいは凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing method of a glass light emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove or a convex stripe-shaped projection is formed by using a replica method according to the present invention and a waveguide structure is formed.
【図3】本発明により選択エッチング法を用いて溝と凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a glass light-emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove and a convex stripe-shaped protrusion are formed by using a selective etching method according to the present invention to form a waveguide structure. .
【図4】本発明によりレプリカ法を用いて溝あるいは凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a glass light-emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove or a convex stripe-shaped protrusion is formed by using a replica method according to the present invention to form a waveguide structure.
【図5】本発明によりレプリカ法を用いて溝あるいは凸
型ストライプ状突起物を形成し導波構造としたリッジ型
導波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断
面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light-emitting device having a ridge-type waveguide structure in which a groove or a convex stripe-shaped protrusion is formed by using a replica method according to the present invention to form a waveguide structure.
【図6】本発明により選択エッチング法を用いて方形ス
トライプ状突起物を形成し導波構造とした埋め込み型導
波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断面
図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light-emitting device having a buried waveguide structure in which a rectangular stripe-shaped protrusion is formed by using a selective etching method according to the present invention to form a waveguide structure.
【図7】本発明により選択エッチング法を用いて方形ス
トライプ状突起物を形成し導波構造とした埋め込み型導
波構造のガラス発光素子の作製法を説明するための断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a glass light emitting device having a buried waveguide structure in which a rectangular stripe-shaped protrusion is formed by using a selective etching method according to the present invention to form a waveguide structure.
【図8】図7で示したガラス発光素子を作製する際用い
た選択エッチングマスクである。8 is a selective etching mask used when manufacturing the glass light emitting device shown in FIG.
1 基板 2 下部クラッドガラス薄膜 3 溝を形成した下部クラッドガラス薄膜 4 選択エッチングマスク 5 発光媒質を含むコアガラス薄膜 6 上部クラッドガラス薄膜 7 凸型ストライプ突起物をもつ平板 8 発光媒質を含むコアガラス薄膜 9 選択エッチングマスク 10 凸型ストライプ状突起物を形成したコアガラス薄膜 11 上部クラッドガラス薄膜 12 溝をもつ平板 13 二重凸型ストライプ突起物をもつ平板 14 二重溝を持つコアガラス薄膜 15 上部クラッドガラス薄膜 16 方形断面のストライプコアガラス薄膜 17 上部クラッドガラス薄膜 18 テーパ状選択エッチングマスク 19 方形断面のテーパ状コアガラス薄膜 20 上部クラッドガラス薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Lower clad glass thin film 3 Lower clad glass thin film with groove 4 Selective etching mask 5 Core glass thin film including luminescent medium 6 Upper clad glass thin film 7 Flat plate having convex stripe projections 8 Core glass thin film including luminescent medium 9 Selective etching mask 10 Core glass thin film with convex stripe-shaped protrusions 11 Upper clad glass thin film 12 Flat plate with grooves 13 Flat plate with double convex stripe protrusions 14 Core glass thin film with double grooves 15 Upper clad Glass thin film 16 Stripe core glass thin film with square cross section 17 Upper clad glass thin film 18 Tapered selective etching mask 19 Tapered core glass thin film with square cross section 20 Upper clad glass thin film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新堀 理 東京都新宿区西新宿二丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−26805(JP,A) 特開 平3−53202(JP,A) 特開 昭60−129711(JP,A) 特開 昭64−26806(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/17 G02B 6/12 G02B 6/13 H01S 3/07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Niibori 2-3-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo International Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-64-26805 (JP, A) JP-A-3-53202 (JP, A) JP-A-60-129711 (JP, A) JP-A-64-26806 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01S3 / 17 G02B 6/12 G02B 6/13 H01S 3/07
Claims (6)
ラッドガラス薄膜を物理蒸着法または化学堆積法で形成
する工程と、該下部クラッドガラス薄膜に少なくとも一
種類の溝を選択エッチング法で形成する工程と、該溝を
形成された該下部クラッドガラス薄膜上に少なくとも一
層よりなり少なくとも一種類の発光媒質を含むコアガラ
ス薄膜と少なくとも一層よりなる上部クラッドガラス薄
膜を物理蒸着法または化学堆積法で形成する工程とを含
み、前記クラッド薄膜と前記コアガラス薄膜とを、 GaF
3 と InF3 の少なくとも一方及び ZnF2 及び PbF2 から
なるフッ化物ガラスとするか、又は PbF2 及び AlF3 か
らなるフッ化物ガラスとした導波型ガラスレーザの製造
方法。A step of forming at least one lower clad glass thin film on a substrate by a physical vapor deposition method or a chemical deposition method; and a step of forming at least one kind of groove in the lower clad glass thin film by a selective etching method. Forming at least one core glass thin film comprising at least one luminescent medium and at least one upper clad glass thin film by physical vapor deposition or chemical deposition on the lower clad glass thin film having the groove formed thereon. Wherein the clad thin film and the core glass thin film are
A method for producing a waveguide glass laser comprising a fluoride glass comprising at least one of InF 3 and InF 3 and ZnF 2 and PbF 2 or a fluoride glass comprising PbF 2 and AlF 3 .
ラッドガラス薄膜を物理蒸着法または化学堆積法で形成
する工程と、少なくとも一種類のストライプ状凸部をも
つ平板を該下部クラッドガラス薄膜のガラス軟化温度近
傍に加熱した状態で該下部クラッドガラス薄膜に押しつ
けることで少なくとも一種類の溝を該下部クラッドガラ
ス薄膜に形成する工程と、該溝を形成された該下部クラ
ッドガラス薄膜上に少なくとも一層よりなり少なくとも
一種類の発光媒質を含むコアガラス薄膜と少なくとも一
層よりなる上部クラッドガラス薄膜を物理蒸着法または
化学堆積法で形成する工程とを含み、前記クラッド薄膜
と前記コアガラス薄膜とを、 GaF3 と InF3 の少なくと
も一方及び ZnF2 及び PbF2 からなるフッ化物ガラスと
するか、又は PbF2 及び AlF3 からなるフッ化物ガラス
とした導波型ガラスレーザの製造方法。2. A step of forming at least one lower clad glass thin film on a substrate by a physical vapor deposition method or a chemical deposition method, and forming a flat plate having at least one kind of stripe-shaped convex portion by glass softening of the lower clad glass thin film. A step of forming at least one kind of groove in the lower clad glass thin film by pressing the lower clad glass thin film in a state of being heated to a temperature close to a temperature, and at least one layer on the formed lower clad glass thin film having the groove. and forming at least the upper cladding glass film become more and more a core glass film comprising at least one light-emitting medium in the physical vapor deposition method or chemical deposition method, and the core glass thin film and the clad film, and GaF 3 At least one, and either a fluoride glass composed of ZnF 2 and PbF 2 of InF 3, or PbF 2 and AlF 3 A method for producing a waveguide glass laser using a fluoride glass.
ラッドガラス薄膜と少なくとも一層よりなり少なくとも
一種類の発光媒質を含むコアガラス薄膜を物理蒸着法ま
たは化学堆積法でを形成する工程と、該コアガラス薄膜
に少なくとも一種類のストライプ状凸部あるいはその特
別な場合である方形の断面を有するストライプを選択エ
チング法で形成する工程と、該ストライプ状凸部あるい
はストライプを形成された該コアガラス薄膜上に少なく
とも一層よりなる上部クラッドガラス薄膜を物理蒸着法
または化学堆積法で形成する工程とを含み、前記クラッ
ド薄膜と前記コアガラス薄膜とを、 GaF3 と InF3 の少
なくとも一方及び ZnF2及び PbF2 からなるフッ化物ガ
ラスとするか、又は PbF2 及び AlF3 からなるフッ化物
ガラスとした導波型ガラスレーザの製造方法。Forming a core glass thin film comprising at least one lower clad glass thin film and at least one light emitting medium on a substrate by physical vapor deposition or chemical deposition, and said core glass; A step of forming at least one type of stripe-shaped convex portion or a stripe having a square cross section which is a special case thereof by a selective etching method on the thin film, and forming the stripe-shaped convex portion or the stripe on the core glass thin film formed with Forming at least one upper clad glass thin film by physical vapor deposition or chemical deposition, wherein the clad thin film and the core glass thin film are formed from at least one of GaF 3 and InF 3 and ZnF 2 and PbF 2. Waveguide glass laser made of fluoride glass made of PbF 2 and AlF 3 Manufacturing method.
ラッドガラス薄膜と少なくとも一層よりなり少なくとも
一種類の発光媒質を含むコアガラス薄膜を物理蒸着法ま
たは化学堆積法でを形成する工程と、少なくとも一つの
ストライプ状凹部をもつ平板を該コアガラス薄膜のガラ
ス軟化温度近傍に加熱した状態で該コアガラス薄膜に押
しつけることで少なくとも一つのストライプ状突凸部を
該コアガラス薄膜に形成する工程と、該ストライプ状凸
部を形成された該コアガラス薄膜上に少なくとも一層よ
りなる上部クラッドガラス薄膜を物理蒸着法または化学
堆積法で形成する工程とを含み、前記クラッド薄膜と前
記コアガラス薄膜とを、GaF 3 と InF 3 の少なくとも一
方及び ZnF 2 及び PbF 2 からなるフッ化物ガラスとする
か、又は PbF 2 及び AlF 3 からなるフッ化物ガラスとし
た導波型ガラスレーザの製造方法。Forming a core glass thin film comprising at least one lower clad glass thin film and at least one luminescent medium on a substrate by a physical vapor deposition method or a chemical deposition method; Forming at least one stripe-shaped projection on the core glass thin film by pressing a flat plate having a stripe-shaped concave portion against the core glass thin film in a state of being heated near the glass softening temperature of the core glass thin film; look including a step of forming an upper clad glass film at least become more and more a physical vapor deposition or chemical deposition method convex portion the core on glass thin film formed of the clad film and before
A serial core glass film, GaF 3 and InF 3 of at least a
And a fluoride glass consisting of ZnF 2 and PbF 2
Or a fluoride glass consisting of PbF 2 and AlF 3
Of manufacturing a waveguide glass laser.
膜を GaF3 と InF3の少なくとも一方及び ZnF2 及び Pb
F2 からなるフッ化物ガラスとした請求項4に記載の導
波型ガラスレーザの製造方法。5. The method according to claim 1, wherein the clad glass thin film and the core glass thin film are formed of at least one of GaF 3 and InF 3 and ZnF 2 and Pb.
Waveguide glass laser manufacturing method according to claim 4 which is a fluoride glass composed of F 2.
膜を PbF2 及び AlF3 からなるフッ化物ガラスとした請
求項4に記載の導波型ガラスレーザの製造方法。6. The method of manufacturing a waveguide glass laser according to claim 4, wherein said clad glass thin film and said core glass thin film are made of fluoride glass made of PbF 2 and AlF 3 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5021668A JP2876176B2 (en) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Method of manufacturing waveguide glass laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5021668A JP2876176B2 (en) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Method of manufacturing waveguide glass laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06216456A JPH06216456A (en) | 1994-08-05 |
| JP2876176B2 true JP2876176B2 (en) | 1999-03-31 |
Family
ID=12061426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5021668A Expired - Lifetime JP2876176B2 (en) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Method of manufacturing waveguide glass laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876176B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6846834B2 (en) * | 2018-01-22 | 2021-03-24 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | MIS type semiconductor device, its manufacturing method, and the sputtering target used for its manufacturing |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2598025B2 (en) * | 1987-07-23 | 1997-04-09 | キヤノン株式会社 | Manufacturing method of optical waveguide |
| JPH0353202A (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-07 | Hitachi Cable Ltd | Production of waveguide added with rare earth element |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP5021668A patent/JP2876176B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH06216456A (en) | 1994-08-05 |
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