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METHOD FOR CONTROLLING REFRACTIVE INDEX OF OPTICAL FILM USING LASER ABLATION AND METHOD FOR FORMING OPTICAL ELEMENT

Patent code P07A011748
File No. 2030
Posted date Nov 16, 2007
Application number P2002-082289
Publication number P2003-277918A
Patent number P3673829
Date of filing Mar 25, 2002
Date of publication of application Oct 2, 2003
Date of registration May 13, 2005
Inventor
  • (In Japanese)大越 昌幸
  • (In Japanese)井上 成美
  • (In Japanese)倉松 雅章
Applicant
  • (In Japanese)防衛装備庁長官
Title METHOD FOR CONTROLLING REFRACTIVE INDEX OF OPTICAL FILM USING LASER ABLATION AND METHOD FOR FORMING OPTICAL ELEMENT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To form an optical element by depositing and laminating, without selecting a substrate material, a quality quartz glass (SiO2) film for which the film thickness and refractive index are controlled.
SOLUTION: The depositing speed of the SiO2 film is varied by the pulsed energy of a laser beam 5 that is adjustable outside a film deposition container 1, with the refractive index of the pure SiO2 film continuously controlled in 10-2 order. Since the depositing speed of the film is as low as 0.02-0.1 nm/pulse, the film thickness can be controlled in nanometer order by the integrated value of the laser pulse. This method is effective in manufacturing an optical waveguide element or the like. In addition, if deposited films need to have a larger difference in the refractive index mutually, the refractive index of the SiO2 film can be continuously controlled by varying only the pressure of atmospheric oxygen gas inside the film deposition container 1. In this case, the refractive index can be controlled in 10-1 order, which is effective in manufacturing photonic crystals, for example.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来、SiO2の屈折率制御法は、紫外線(真空紫外線も含む)を発生するエキシマレーザーや、極めて高い尖頭出力を発生する超短パルス・チタンサファイヤレーザーのレーザー光を、バルクのSiO2表面あるいはその内部に直接照射して、欠陥や密度変化を誘起する手法が主として利用されている。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、フォトニクスを目的としたシリカガラス(SiO2)等の光学膜の屈折率制御に係り、とくにレーザーアブレーションにより膜厚と屈折率が制御された良質のSiO2膜等の光学膜を室温で形成可能なレーザーアブレーションを利用した光学膜の屈折率制御方法及び光学素子形成方法に関するものであり、従来困難とされてきた熱影響を受けやすい基体(高分子材料や生体材料、低融点材料、熱拡散しやすい材料等)への光導波路素子形成を例とした光インタコネクション素子形成や複雑な3次元構造の光インタコネクション素子形成も可能となり、その用途は電気電子のみならずあらゆる分野で有用である。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 光学使用を目的とした膜の原材料となる化合物にレーザー光を照射し、アブレーションにより対向した基体上に光学膜を形成する場合に、前記光学膜の前記基体への堆積速度を変化させて前記光学膜の屈折率を制御することを特徴とするレーザーアブレーションを利用した光学膜の屈折率制御方法。
【請求項2】
 前記化合物がSi-O-Si結合を含む化合物であって、前記基体上にSiO2膜を形成する請求項1記載のレーザーアブレーションを利用した光学膜の屈折率制御方法。
【請求項3】
 Si-O-Si結合を含む化合物にレーザー光を照射し、アブレーションにより対向した基体上にSiO2膜を形成する場合に、雰囲気酸素ガス圧を変化させて前記光学膜の屈折率を制御することを特徴とするレーザーアブレーションを利用した光学膜の屈折率制御方法。
【請求項4】
 光学使用を目的とした膜の原材料となる化合物にレーザー光を照射し、アブレーションにより対向した基体上に異なる堆積速度で光学膜を積層形成して、異なる屈折率を有する複数層の光学膜を前記基体上に設けることを特徴とするレーザーアブレーションを利用した光学素子形成方法。
【請求項5】
 前記化合物がSi-O-Si結合を含む化合物であって、前記基体上に異なる屈折率を有する複数層のSiO2膜を形成する請求項4記載のレーザーアブレーションを利用した光学素子形成方法。
【請求項6】
 Si-O-Si結合を含む化合物にレーザー光を照射し、アブレーションにより対向した基体上に雰囲気酸素ガス圧を変えてSiO2膜を積層形成して、異なる屈折率を有する複数層のSiO2膜を前記基体上に設けることを特徴とするレーザーアブレーションを利用した光学素子形成方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2002082289thum.jpg
State of application right Registered
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