專利名稱：光波導(dǎo)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光通信系統(tǒng)中使用的光波導(dǎo)管及其制造方法。
背景技術(shù)：
圖5A-圖5I是表示在特開(kāi)平11-84157號(hào)公報(bào)上公開(kāi)的現(xiàn)有光波導(dǎo)管的制造工序的剖面圖。
首先，如圖5B所示，在圖5A所示的襯底11上用堆積處理等方法形成下部覆蓋層12。以下如圖5C所示，在下部覆蓋層12上通過(guò)堆積處理形成中心層15。而后如圖5D所示，在中心層15上形成掩膜層6，如圖5E所示通過(guò)光蝕刻形成抗蝕劑圖案17。以下如圖5F所示，通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻，蝕刻掩膜層16形成掩膜圖案18，除去抗蝕劑圖案17。以下，如圖5G所示，通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻，蝕刻中心層15形成核心部分13，如圖5H所示除去掩膜圖案18。而后如圖5I所示，通過(guò)堆積處理形成上部覆蓋層14。
在上述現(xiàn)有方法中，在用上部覆蓋層14覆蓋核心部分13時(shí)，需要下部覆蓋層12以及核心部分13不變形。如果下部覆蓋層12和核心部分13變形，則有時(shí)核心部分13不能被上部覆蓋層14完全覆蓋。在這種情況下，會(huì)導(dǎo)致光波導(dǎo)管的成品率下降，其結(jié)果是導(dǎo)致光波導(dǎo)管成本上升。
在形成上部覆蓋層14之后，進(jìn)行加熱通過(guò)上部覆蓋層14覆蓋核心部分13需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。由于長(zhǎng)時(shí)間加熱而不能高效率地制造光波導(dǎo)管，其結(jié)果是導(dǎo)致光波導(dǎo)管成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的光波導(dǎo)管包括由玻璃材料構(gòu)成的第1覆蓋層；設(shè)置在第1覆蓋層上的由玻璃材料構(gòu)成的核心部分；和覆蓋核心部分的、包含堿元素、堿土元素以及稀土元素中的至少一種的第2覆蓋層。第1覆蓋層具有第1軟化溫度和第1折射率。中心層具有比第1折射率大的第2折射率。第2覆蓋層具有比第1軟化溫度低的第2軟化溫度，并具有比第2折射率小的第3折射率。該光波導(dǎo)管的第2覆蓋層不變形而可以高效率地制造。


圖1A是本發(fā)明的實(shí)施方式1、2的光波導(dǎo)管的立體圖。
圖1B是實(shí)施方式1、2的光波導(dǎo)管的分解立體圖。
圖2A～圖2J是表示實(shí)施方式2的光波導(dǎo)管的制造工序的剖面圖。
圖3A和圖3B是實(shí)施方式2的光波導(dǎo)管的剖面圖。
圖4A～圖4G是表示實(shí)施方式2的光波導(dǎo)管的制造工藝的剖面圖。
圖5A～圖5I是表示現(xiàn)有光波導(dǎo)管的制造工藝的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)圖1A是本發(fā)明的實(shí)施方式1的光波導(dǎo)管的立體圖，圖1B是光波導(dǎo)管的分解立體圖。
襯底1由Si、SiO2或者多成分玻璃組成。多成分玻璃含有堿元素、堿土元素以及稀土元素的至少一種元素，該玻璃例如是BK7那樣的包含堿元素的硼硅酸玻璃。另外此玻璃也可以是如氟化無(wú)鉛玻璃那樣包含多種堿元素和氟的玻璃。
而且，由SiO2構(gòu)成的硅玻璃系列的通常的玻璃材料其折射率和熱膨脹系數(shù)的物理參數(shù)大致由所含有的硅玻璃的物理參數(shù)確定。在多成分玻璃中由于使其組成適度變化，可以使折射率、熱膨脹系數(shù)或者玻璃轉(zhuǎn)移溫度這些物理參數(shù)在更寬的范圍內(nèi)變化。
襯底1上的下部覆蓋層2用SiO2和其他的玻璃形成。當(dāng)襯底1和下部覆蓋層2的線膨脹系數(shù)不同時(shí)，由于熱應(yīng)力有可能發(fā)生裂紋和剝離，希望兩者的線膨脹系數(shù)接近。
當(dāng)襯底1用Si組成時(shí)，氧化Si形成SiO2層，也可以把它作為下部覆蓋層2使用。但是當(dāng)用多成分玻璃形成核心部分3時(shí)，下部覆蓋層2也由多成分玻璃形成的一方，因?yàn)榭梢杂煤?jiǎn)易的方法制造光波導(dǎo)管所以是所希望的。而且襯底1和下部覆蓋層2可以用同一材料形成。
核心部分3使用玻璃形成，由僅僅比下部覆蓋層2折射率還大的材料組成。如果核心部分3用多成分玻璃形成，因?yàn)榭梢杂煤?jiǎn)易的方法制造所以是所希望的。如覆蓋下部覆蓋層2上的核心部分3那樣形成上部覆蓋層4，得到光波導(dǎo)管。
實(shí)施方式1的光波導(dǎo)管的核心部分3的剖面不是必須是圖1B所示的矩形，也可以是梯形等其他形狀。在圖1A、圖1B中表示了1條核心部分3，但也可以形成多個(gè)同樣的直線形狀、曲線形狀的核心部分3。
上部覆蓋層4與下部覆蓋層2一樣，由與核心部分3相比也僅僅是折射率小一點(diǎn)的材料組成。核心部分3的折射率比下部覆蓋層2的折射率以及上部覆蓋層4的折射率的任何一方都大，由于該折射率的差的作用，光可以被封閉在核心部分3中傳送。
在單模的光波導(dǎo)管中，如核心部分3的高度H3是通常的5μm～10μm那樣設(shè)計(jì)核心部分3和下部覆蓋層2以及上部覆蓋層4的折射率。上部遮蓋層4的厚度H4通常是20μm～30μm左右。
使用了多成分玻璃的上部覆蓋層4用化學(xué)蒸鍍法(CVD)等的化學(xué)性成膜法和陰極濺鍍和物理蒸鍍法等的堆積處理形成。
因?yàn)殛帢O濺鍍一般可以低成本化所以理想。當(dāng)用陰極濺鍍形成上部覆蓋層4時(shí)，可以用在陰極濺鍍中具有所希望的構(gòu)成的多成分玻璃的標(biāo)板，形成由具有所希望構(gòu)成的多成分玻璃構(gòu)成的上部覆蓋層4。標(biāo)板的組成和上部覆蓋層4的組成大多不嚴(yán)格的一致而是大致相等。為了精密地控制上部覆蓋層4的折射率和熱膨脹系數(shù)等的物理參數(shù)，標(biāo)板構(gòu)成的設(shè)計(jì)是重要的。
為了充分覆蓋核心部分3加熱上部覆蓋層4。上部覆蓋層4的軟化溫度比下部覆蓋層2的軟化溫度還低。實(shí)際上如在比下部覆蓋層2的軟化溫度低，并且比上部覆蓋層4的軟化溫度高的溫度下上部覆蓋層4軟化那樣加熱光波導(dǎo)管。據(jù)此可以防止下部覆蓋層2的變形。
而且，這些下部覆蓋層2和上部覆蓋層4的軟化溫度的差如果不足50℃以上時(shí)，則需要精密的溫度控制是不理想的。當(dāng)軟化溫度的差在50℃以上時(shí)，因?yàn)榧訜嶂械臏囟瓤刂频娜菰S量寬，所以可以更可靠地防止下部覆蓋層2的變形。上部遮蓋層4的軟化溫度比核心部分3的軟化溫度還低，據(jù)此即使加熱上部覆蓋層4也可以防止核心部分3的變形。
希望形成上部覆蓋層4的玻璃和形成核心部分3的玻璃的線膨脹系數(shù)的差在9×10-7K-1以下。同樣希望形成上部覆蓋層4的玻璃和形成下部覆蓋層2的玻璃的線膨脹系數(shù)的差在9×10-7K-1以下。當(dāng)線膨脹系數(shù)大不同的情況下，在加熱時(shí)容易生成裂紋。
而且，為了軟化硅玻璃系列的材料需要高溫，例如純粹的硅玻璃的軟化溫度通常在2000℃以上是非常高的溫度。即使在添加有五氧化磷和氧化硼等的攙雜劑時(shí)，硅玻璃的軟化也需要加熱硅玻璃通常到1200℃～1700℃左右的溫度。
在實(shí)施方式1的光波導(dǎo)管中，下部覆蓋層2具有軟化溫度為580℃以上的組成，上部覆蓋層4具有軟化溫度550℃以下的組成。據(jù)此，因?yàn)橄虏扛采w層2不變形，并且可以使制造溫度低所以可以便宜地制造光波導(dǎo)管。實(shí)施方式1的光波導(dǎo)管可以在比硅玻璃系列的1200℃以上的軟化溫度低的溫度下制造。而且如果核心部分3的軟化溫度在600℃以上，則可以設(shè)定大的下部覆蓋層2和上部覆蓋層4的軟化溫度的差。
例如，至少含有SiO2和B2O3，把Na2O或者K2O作為主要成分的玻璃的軟化溫度比由SiO2構(gòu)成的硅玻璃的軟化溫度低很多。如果在上述玻璃中含有氟則可以得到軟化溫度在500℃以下的玻璃。氟化無(wú)鉛系列的玻璃可以把軟化溫度設(shè)置在500℃以下。
(實(shí)施方式2)
實(shí)施方式2的光波導(dǎo)管具有和圖1所示的光波導(dǎo)管同樣的構(gòu)造。圖2A～圖2J是表示實(shí)施方式2的光波導(dǎo)管的制造工藝的剖面圖。在圖2A所示的襯底1上如圖2B所示，形成下部覆蓋層2。而后如圖2C所示，在下部覆蓋層2上用玻璃形成中心層5。以下如圖2D所示，在中心層5上形成掩膜層6。在此掩膜層6使用硅和鈦、鎢、鎳或者鉻等金屬，半導(dǎo)體或者它們的合金以陰極濺鍍和蒸鍍等的方法形成。而后如圖2E所示，在掩膜層6上涂抹抗蝕劑通過(guò)光蝕刻形成抗蝕劑圖案7。而后如圖2F所示，通過(guò)干蝕刻把抗蝕劑圖案7作為掩膜加工掩膜層6得到掩膜圖案8。
而且，抗蝕劑圖案7容易提高薄的一方的尺寸精度。因而，希望在蝕刻時(shí)抗蝕劑圖案7的蝕刻速度比掩膜層6的蝕刻速度小。
以下，如圖2G所示，把掩膜圖案8作為掩膜通過(guò)干蝕刻形成中心層5。在此當(dāng)干蝕刻例如是反應(yīng)性離子蝕刻時(shí)，作為蝕刻氣體使用包含CF4、CHF3，或者C4F8等的氟化碳的氣體，SF6等的硫磺化合物系列的氣體、Ar或者Xe等的惰性氣體、氧氣、氫氣，或者包含它們的混合氣體等。
掩膜圖案8是蝕刻中心層5用于形成圖案的掩膜，在中心層5被時(shí)刻時(shí)實(shí)際上被同時(shí)蝕刻。一般掩膜圖案8可以制造薄的一方的高精度的圖案。因而希望在蝕刻時(shí)中心層5的蝕刻速度比掩膜圖案8的蝕刻速度高。
由于掩膜圖案8含有鎢和硅，因而可以提高蝕刻速度。這種情況下，為了形成掩膜層6使用陰極濺鍍形成含有鎢和硅的材料的膜。作為蝕刻氣體使用含有CF4、CHF3，或者C4F8等的氟化碳的氣體可以在高的蝕刻速度下蝕刻掩膜層6。
而且，掩膜層6也可以通過(guò)在真空裝置中發(fā)生的等離子來(lái)進(jìn)行蝕刻。
以下，除去掩膜圖案8如圖2H所示得到核心部分3。而后如圖2I所示，交替重復(fù)形成部分覆蓋層4A和加熱它的工序，如圖2J所示形成覆蓋核心部分3的上部覆蓋層4得到光波導(dǎo)管。
詳細(xì)說(shuō)明圖2I所示的上部覆蓋層4的形成方法。
圖3A和圖3B是實(shí)施方式1的光波導(dǎo)管的剖面圖，圖4A～圖4G是表示實(shí)施方式2的光波導(dǎo)管的上部覆蓋層4的制造工藝的剖面圖。
而且，在圖3A～圖4G中，沒(méi)有表示襯底1，而下部覆蓋層2也可以作為襯底1的一部分功能。
在下部覆蓋層2上形成覆蓋核心部分3的上部覆蓋層4。使用了多成分玻璃的上部覆蓋層4通過(guò)化學(xué)蒸鍍法(CVD)等的化學(xué)性的成膜法和陰極濺鍍和物理蒸鍍法等的物理成膜法的堆積處理形成。
當(dāng)用CVD形成上部覆蓋層4時(shí)，成為其原料的多成分氣體一般價(jià)格高，所以從成本的觀點(diǎn)出發(fā)不理想，但一般可以可靠地覆蓋高差和凹凸。但是即使用CVD形成上部覆蓋層4也不能完全覆蓋核心部分3，另外如圖3B所示，上部覆蓋層4不能完全覆蓋核心部分3而產(chǎn)生間隙9。
另外，用陰極濺鍍形成上部覆蓋層4的方法一般從成本的觀點(diǎn)出發(fā)是理想的。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)在陰極濺鍍中使用的標(biāo)板，可以形成由具有所希望構(gòu)成的多成分玻璃構(gòu)成的上部覆蓋層4。而且，標(biāo)板的組成、上部覆蓋層4的組成，大多不是嚴(yán)格的一致但大致相等。為了精密地控制上部覆蓋層4的折射率和熱膨脹系數(shù)等的物理參數(shù)，標(biāo)板構(gòu)成的設(shè)計(jì)是重要的。和平板成膜的情況不同，當(dāng)一邊覆蓋核心部分3一邊形成層4時(shí)，存在核心部分3未完全被覆蓋的情況。即，在核心部分3的周邊上上部覆蓋層4未充分旋轉(zhuǎn)進(jìn)入，其結(jié)果在上部覆蓋層4上有可能有間隙9。即使不產(chǎn)生間隙9也不能均勻地形成上部覆蓋層4。
圖4A～圖4G表示在核心部分2和遮蓋下部覆蓋層2上形成上部覆蓋層4的工序。
首先，如圖4A所示，在下部覆蓋層2上形成核心部分3，如圖4B所示堆積規(guī)定量的部分覆蓋層4A。而后如圖4C所示堆積的覆蓋層4A被加熱后軟化。其結(jié)果部分覆蓋層4A軟化因?yàn)榫哂辛鲃?dòng)性所以不會(huì)產(chǎn)生間隙地覆蓋核心部分3。而后如圖4D所示在部分覆蓋層4A上覆蓋層4的材料堆積，在核心部分3的周邊部分上部分覆蓋層4B堆積，如圖4E所示，在部分覆蓋層4B上加熱。而后如圖4F所示形成上部覆蓋層4，如圖4G所示覆蓋層4被加熱軟化，不會(huì)產(chǎn)生間隙地覆蓋核心部分3。
這樣，通過(guò)重復(fù)交替地進(jìn)行部分覆蓋層的堆積和熱的施加，就可以形成圖3A所示的上部覆蓋層4。
而且，通過(guò)使上部覆蓋層4軟化可以使覆蓋層4的成分均勻。
上部覆蓋層4的軟化溫度比下部覆蓋層2的軟化溫度還低。在比下部覆蓋層2的軟化溫度低，并且比上部覆蓋層4的軟化溫度高的溫度下，下部覆蓋層2不軟化而上部覆蓋層4軟化。據(jù)此，在圖4A～圖4G所示的工序中可以防止下部覆蓋層2的變形。另外上部覆蓋層4的軟化溫度比核心部分3的軟化溫度還低。據(jù)此可以在圖4A～圖4G所示的工序中防止核心部分3的變形。
而且，如果上部覆蓋層4和下部覆蓋層2的軟化溫度的差不足50℃，則因?yàn)樾枰艿臏囟瓤刂扑圆焕硐?。通過(guò)把上部覆蓋層4和下部覆蓋層2的軟化溫度的差設(shè)定在50℃以上，溫度控制的容許量增大，可以更正確地防止下部覆蓋層2的變形。
當(dāng)在堆積一次上部覆蓋層4后加熱的情況下，上部覆蓋層4大多不能充分覆蓋核心部分3。例如當(dāng)已經(jīng)產(chǎn)生間隙9時(shí)，因?yàn)椴Ａе械臍馀莘浅ｋy以除去，所以即使加熱覆蓋層4間隙9也殘留。通過(guò)多次交替進(jìn)行規(guī)定量的部分覆蓋層4A、4B的堆積和加熱，可以得到?jīng)]有間隙9的上部覆蓋層4。
核心部分3的高度H3從5μm到10μm，上部覆蓋層4具有20μm左右的厚度H4。因?yàn)樯喜扛采w層4充分覆蓋核心部分3，所以是最好是至少分別交替實(shí)施5次以上的部分覆蓋層的堆積和熱的施加。
當(dāng)核心部分3的高度H3是8μm，上部覆蓋層4的厚度H4是20μm時(shí)，例如分別交替重復(fù)7次部分覆蓋層的堆積和熱的施加。首先堆積厚度4μm的部分覆蓋層，接著加熱部分覆蓋層使其軟化。而后，堆積厚度3μm的部分覆蓋層，加熱它使其軟化。同樣其后交替分別實(shí)施后5次厚度3μm的部分覆蓋層的堆積和加熱。
在上述方法中，堆積厚度3μm的部分覆蓋層，但也可以堆積其他厚度的部分覆蓋層。最初堆積厚度2μm的部分覆蓋層并加熱它，在形成的層上堆積厚度3μm的部分覆蓋層并加熱它。即，可以形成厚度不同的部分覆蓋層。但是，如果形成太薄的部分覆蓋層，則形成覆蓋層4需要時(shí)間。但是如果形成厚的部分覆蓋層則為了充分覆蓋核心部分3，需要的加熱時(shí)間長(zhǎng)，即使加熱部分覆蓋層也可以可能產(chǎn)生間隙9。因而，部分覆蓋層4A、4B最好是在短時(shí)間堆積材料。
覆蓋層4如果是一邊使在下部覆蓋層2上形成有核心部分3的襯底1旋轉(zhuǎn)一邊形成，則可以使上部覆蓋層4的部分進(jìn)一步均勻。襯底1可以以其內(nèi)部的點(diǎn)作為中心旋轉(zhuǎn)，也可以以襯底1外部的點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)，也可以以這多個(gè)點(diǎn)為中心同時(shí)進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)。
如果一邊加熱襯底1一邊堆積上部覆蓋層4，則上部覆蓋層4和核心部分3更強(qiáng)地粘接。另外，可以縮短直至軟化溫度的加熱時(shí)間。但是，當(dāng)加熱襯底1至上部覆蓋層4的玻璃轉(zhuǎn)移速度以上時(shí)，上部覆蓋層4也可能引起再蒸發(fā)和結(jié)晶化。據(jù)此光波導(dǎo)管的成品率下降。形成上部覆蓋層4的溫度設(shè)定在上部覆蓋層4的玻璃轉(zhuǎn)移溫度以下，而且，通過(guò)設(shè)定比上述玻璃轉(zhuǎn)移溫度還低50℃以上，可以提高光波導(dǎo)管的成品率，便宜地制造光波導(dǎo)管。例如，當(dāng)上部覆蓋層4的玻璃轉(zhuǎn)移溫度是480℃的情況下，在300℃下形成部分覆蓋層4A、4B，加熱到500℃使它們軟化。
當(dāng)加熱包含氧化物的玻璃時(shí)，有可能在高溫下產(chǎn)生氧缺損。為了控制它，最好是在包含氧氣的氛圍中加熱氧化物。
當(dāng)用飛濺形成包含氧化物的材料形成的層時(shí)，在飛濺的速率高時(shí)容易產(chǎn)生氧缺損，如果在包含氧氣的環(huán)境中加熱此層，則可以在加熱時(shí)補(bǔ)充不足的氧氣，因而，可以防止材料的氧缺損。通過(guò)利用它可以縮短工序時(shí)間。即，通過(guò)在產(chǎn)生氧缺損的可能性高的速率下堆積層可以縮短工序時(shí)間，其后，通過(guò)在氧氣環(huán)境中加熱此層據(jù)此減少氧缺損，可以使上部覆蓋層4的組成均勻。
上部覆蓋層4不僅包含陰極濺鍍、施加熱，如果進(jìn)一步包含從用于軟化的溫度向用于層堆積的溫度的冷卻，則可以進(jìn)一步縮短工序所需要的時(shí)間。如果急速冷卻覆蓋層4則有可能在形成上部覆蓋層4的玻璃中產(chǎn)生變形。
在從通過(guò)加熱軟化的溫度到用于層堆積的溫度的冷卻中，在從比上部覆蓋層4的玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50℃的溫度到比玻璃轉(zhuǎn)移溫度還低50℃的溫度期間的100℃的范圍中，通過(guò)以1K·min-1以下的速度冷卻覆蓋層4A、4B，就可以使覆蓋層的玻璃中難以產(chǎn)生變形。
而且，在比玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50℃以上的高溫度中，即使快速冷卻覆蓋層4A、4B也難以在玻璃中產(chǎn)生變形。在此溫度范圍中，通過(guò)用冷卻機(jī)構(gòu)快速冷卻覆蓋層4A、4B，即在1K·min-1以上的速度下冷卻，可以縮短工序時(shí)間，其結(jié)果可以得到便宜的光波導(dǎo)管。但是如果冷卻速度太快則覆蓋層也可能產(chǎn)生裂紋，因而，最好是覆蓋層在100K·min-1以下的速度下冷卻。
另外，在比上部覆蓋層的玻璃轉(zhuǎn)移溫度還低50℃以上的溫度中，最好是覆蓋層4A、4B在自然冷卻狀態(tài)下冷卻。當(dāng)在此溫度范圍中快速冷卻時(shí)，也可能在覆蓋層的玻璃中產(chǎn)生變形。覆蓋層與在此玻璃轉(zhuǎn)移溫度附近快速冷卻的情況相比難以產(chǎn)生變形，但與在比玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50℃以上的高溫度范圍中快速冷卻的情況相比還是容易產(chǎn)生變形。
在從用于軟化的溫度到層堆積的溫度的冷卻中理想地管理熱履歷。例如，在從用于軟化的溫度到比上部覆蓋層4的玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50的高溫度中間，覆蓋層以1K·min-1以上100K·min-1以下的速度下冷卻。在從比上部覆蓋層的玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50℃的溫度到比玻璃轉(zhuǎn)移溫度還低50℃的溫度之間的100℃范圍中，覆蓋層在1K·min-1以下的速度下冷卻。據(jù)此，在縮短工序的時(shí)間的同時(shí)，可以在玻璃中不會(huì)產(chǎn)生變形地形成覆蓋層4。
或者，在比上部覆蓋層的玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50℃的溫度和比玻璃轉(zhuǎn)移溫度還低50℃的溫度之間的100℃范圍中設(shè)定規(guī)定的溫度T。在1K·min-1以上100K·min-1以下的速度下從用于軟化的溫度到溫度T冷卻覆蓋層，其后可以把覆蓋層的溫度在10分鐘以上60分鐘以內(nèi)期間保持在溫度T。據(jù)此，因?yàn)榘欢囟缺３炙钥梢愿煽康毓芾砀采w層的溫度。因而，在可以縮短工序時(shí)間的同時(shí)，可以更可靠地抑制在玻璃中產(chǎn)生變形的現(xiàn)象。冷卻速度、用于軟化的加熱條件、覆蓋層的堆積時(shí)的襯底1的加熱條件等需要根據(jù)覆蓋層的玻璃組成分別適宜地最佳化。
以上說(shuō)明了通過(guò)堆積而形成覆蓋層4的方法。所謂層的堆積和用于軟化的加熱，如果在同一裝置內(nèi)進(jìn)行則可以以高生產(chǎn)率形成覆蓋層4，這是所希望的。層的堆積和軟化的加熱如果在同一處理室中實(shí)施，在另一處理室中實(shí)施冷卻，則因?yàn)榭梢苑謩e獨(dú)立地管理層的堆積和加熱的工序、冷卻的工序，所以是理想的。據(jù)此，對(duì)于某一光波導(dǎo)管實(shí)施用于層的形成和軟化的加熱，在其間可以對(duì)其他的光波導(dǎo)管進(jìn)行層的冷卻。據(jù)此，與依次制作多個(gè)光波導(dǎo)管的方法相比，可以縮短每一個(gè)光波導(dǎo)管的平均制造時(shí)間。此時(shí)，最好是把冷卻的時(shí)間設(shè)置為與層的堆積時(shí)間和加熱時(shí)間的總和大致相等。通過(guò)這樣的時(shí)間設(shè)定就可以縮短光波導(dǎo)管制造工序中的等待時(shí)間，從而能縮短制造時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)管，其特征在于包括具有第1軟化溫度和第1折射率的、由玻璃材料構(gòu)成的第1覆蓋層；設(shè)置在上述第1覆蓋層上的、由玻璃材料構(gòu)成的、具有比上述第1折射率大的第2折射率的核心部分；和覆蓋上述核心部分的、由包含堿元素、堿土元素以及稀土元素的至少一種元素的玻璃材料構(gòu)成的、具有比上述第1軟化溫度低的第2軟化溫度，并具有比上述第2折射率小的第3折射率的第2覆蓋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)管，其特征在于上述第2軟化溫度比上述第1軟化溫度低50℃以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)管，其特征在于上述第1軟化溫度在580℃以上，上述第2軟化溫度在550℃以下。
4.一種光波導(dǎo)管的制造方法，其特征在于包括在由第1玻璃材料構(gòu)成的第1覆蓋層上形成由具有比上述第1玻璃材料大的折射率的第2玻璃材料構(gòu)成的核心部分的步驟；和形成覆蓋上述核心部分的、由具有比上述第2玻璃材料小的折射率的第3玻璃材料構(gòu)成的第2覆蓋層的步驟；形成上述第2覆蓋層的步驟包括把上述第3玻璃材料設(shè)置在上述核心部分上來(lái)形成第1部分覆蓋層的步驟；加熱上述第1部分覆蓋層，使上述第1部分覆蓋層的溫度達(dá)到第1溫度的步驟；在加熱上述第1部分覆蓋層的步驟之后，在上述第1部分覆蓋層上設(shè)置上述第3玻璃材料來(lái)形成第2部分覆蓋層的步驟；和加熱上述第2部分覆蓋層的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于上述第3玻璃材料包含堿元素、堿土元素以及稀土元素中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于形成上述第1部分覆蓋層的步驟包含在比上述第3玻璃材料的玻璃轉(zhuǎn)移溫度低50℃以上的溫度下，把上述第3玻璃材料設(shè)置在上述核心部分上的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于形成上述第2部分覆蓋層的步驟包含在比上述第3玻璃材料的玻璃轉(zhuǎn)移溫度低50℃以上的溫度下，把上述第3玻璃材料設(shè)置在上述第1部分覆蓋層上的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于加熱上述第1部分覆蓋層的步驟包含在氧氣環(huán)境中加熱上述第1部分覆蓋層的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于加熱上述第2部分覆蓋層的步驟包含在氧氣環(huán)境中加熱上述第2部分覆蓋層的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于形成上述第2覆蓋層的步驟還包括在加熱上述第1部分覆蓋層的步驟之后，從上述第1溫度到比上述第3玻璃材料的玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50℃的第2溫度，以1K·min-1以上100K·min-1以下的速度冷卻上述第1部分覆蓋層的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于形成上述第2覆蓋層的步驟還包括在冷卻上述第1部分覆蓋層的步驟之后，從上述第2溫度到比上述玻璃轉(zhuǎn)移溫度還低50℃的溫度，以1K·min-1以下的速度冷卻上述第1部分覆蓋層的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于形成上述第2覆蓋層的步驟還包括在加熱上述第1部分覆蓋層的步驟之后，從比上述第3玻璃材料的玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50℃的溫度到比上述玻璃轉(zhuǎn)移溫度還低50℃的溫度，以1K·min-1以下的速度冷卻上述第1部分覆蓋層的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于形成上述第2覆蓋層的步驟還包括在加熱上述第1部分覆蓋層的步驟之后，從上述第1溫度到比上述第3玻璃材料的玻璃轉(zhuǎn)移溫度還高50℃的溫度和比上述玻璃轉(zhuǎn)移溫度還低50℃的溫度之間的規(guī)定溫度，以1K·min-1以上100K·min-1以下的速度冷卻上述第1部分覆蓋層的步驟；和在冷卻上述第1部分覆蓋層的步驟之后，把上述第1覆蓋層的溫度保持在上述規(guī)定溫度上的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法，其特征在于把上述第1覆蓋層的溫度保持在上述規(guī)定溫度上的步驟包含把上述第1覆蓋層的溫度在上述規(guī)定溫度上保持10分鐘以上60分鐘以下的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光波導(dǎo)管，它包括由玻璃材料構(gòu)成的第1覆蓋層；被設(shè)置在第1覆蓋層上由玻璃材料構(gòu)成的核心部分；覆蓋核心部分的、包含堿元素、堿土元素以及稀土元素的至少一種的第2覆蓋層。第1覆蓋層具有第1軟化溫度和第1折射率。中心層具有比第1折射率大的第2折射率。第2覆蓋層具有比第1軟化溫度還低的第2軟化溫度，并具有比第2折射率小的第3折射率。該光波導(dǎo)管能不產(chǎn)生第2覆蓋層變形而高效率地制造。
文檔編號(hào)G02B6/13GK1576914SQ20041007129
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者立畠直樹(shù), 古川成男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社