ゾル・ゲル-フッ化法によるフッ化物ガラス薄膜型光導波路の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555196
• Research Institution: KOBE UNIVERSITY
• Principal Investigator: 河本 洋二 神戸大学, 理学部, 教授 (00030776)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小西 明男 山村硝子, ニューガラス研究所, 研究員 ; 山本 量一 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10263401) ; 瀬恒 潤一郎 神戸大学, 理学部, 助教授 (10117997)
• Keywords: フッ化物ガラス / 薄膜 / 光導波路 / ゾル・ゲル / フッ化 / ECRプラズマCVD / 光機能

Research Abstract

近年、光機能デバイスの小型化・低コスト化の要求が強まり、デバイスの研究対象はガラスファイバー等の光コンポーネントの複合体からなるデバイスから、導波路に複数機能を担わせる集積光学タイプのデバイスへと移りつつある。フッ化物ガラスは光機能性ガラスとして注目され、多数の研究が進められ、光伝送、光増幅、アップコンバージョン蛍光、光ホールバーニング記録、レーザー発振など実用化の対象となる優れた機能が明らかにされつつある。これらの機能を利用した用途を考えた場合、薄膜型光導波路のガラス形態も一考に値するものである。
それゆえ、本研究ではフッ化物ガラス薄膜を作製する一方法として、金属アルコキシドを出発試薬とするゾル・ゲル反応と、得られたゲル体をNF_3フッ素化ガスによるフッ化反応を組み合わせた「ゾル・ゲル-フッ化法」を開発し、フッ化物ガラス薄膜の創製を試みた。作製した試料のキャラクタリゼーションを行ったところ、良好なフッ化物ガラスの合成に成功した。しかし残念ながら、この方法では光導波路に用いることのできるフッ化物ガラス薄膜の作製は困難であることが判明した。そこで研究課題名とは少々異なるが、フッ化物ガラス薄膜型光導波路の創製法として、「ゾル・ゲル-フッ化法」に替わる方法として、金属βジケトン錯体を出発試薬とし、フッ素化ガスとしてNF_3を用いた「ECRマイクロ波プラズマCVD法」を開発することにし、研究を進めた。その結果、研究室段階としてはフッ化物ガラス薄膜型光導波路の創製に対して満足すべき成果を挙げることに成功した。

Research Products

• [Publications] Y.Kawamoto et al.: "Synthesis of ZrFa-BaF_2-LnF_3 G asses (Ln=La,Ce,Pr,Nd or Eu) by Combined Processes of Sol-Gel and Fluorination" J.Alloys and Compounds. 232. 53-59 (1996)
• [Publications] Y.Kawamoto et al.: "Mossbauer and Fluorescence Spectro scopic study on the Local Environment around Triralent Europium Ion in the Chlorofluorozirconate Glass System" J.Phys.Chem.100. 11193-11197 (1996)
• [Publications] Y.Kawamoto et al.: "Evanescent-Field Amplification in Nd^<3+>-Doped Fluoride Planar Waveguide" Appl.Phys.Lett. 69. 2012-2014 (1996)
• [Publications] Y.Kawamoto et al.: "Fluorine Coordination Environments around cations in MFn-BaF_2-EuF_2 Glasses (M=Zn,Al,Ga,In,Sc or Hf)" Phys.Chem.Glasses. (Acepted).
• [Publications] 河村洋二ら: "フッ素化学入門-基礎と実験法-" 日刊工業新聞社, (1997)