CN102674812A - 光程的温度依赖性小的氧化物材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供可用于光通信、集成光路基板的、光程的温度依赖性小的材料。在SrTiO₃中添加了LaAlO₃的(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃复合氧化物材料在0＜X＜0.80的范围内可控制光程温度系数(OPD，在此，OPD＝1/S·dS/dT＝CTE+1/n·dn/dT，S是光程，CTE是线热膨胀系数，n是折射率、dn/dT是折射率的温度系数)，特别是在0.04＜X＜0.80的范围内光程温度系数的绝对值为6ppm/℃以下，光程的温度依赖性极小，可用于光通信用滤波器、集成光路基板等。

Description

光程的温度依赖性小的氧化物材料

技术领域

本发明涉及适宜用于光通信用器件、集成光路器件、特别是标准具滤波器(etalon filter)的复合氧化物材料及其制造方法、以及使用了该复合氧化物材料的标准具滤波器基板和衍射光栅基板、集成光路基板。

背景技术

在光通信系统、与其相关的激光系统中，作为用于以高速传输大量信号的方法，有波分复用(WDM：Wavelength DivisionMultiplex)方式。该波分复用方式通过发送波长差尽可能小的信号，可以增加一次所发送的信息量。因此，不同通道的波长彼此非常接近，为了正确收发这些彼此接近的波长的信号，需要使光通信所使用的信号相对于波长的特性稳定。为了该信号的波长的稳定化、光输出的稳定化和波长选择等而使用标准具滤波器。标准具滤波器具有由透光介质形成的基板，通过在该基板的光入射面和光出射面这两面形成反射膜将透射光反射，从而将光信号驻波化而限制通频带，使得多个光信号的波长复用成为可能，使得在规定的频带内光传输变容易。该滤波器选择性地将光程为波长的整数倍的光信号驻波化，因此其性能受基板的光程影响大。因此，为了得到稳定的光输出，重要的是标准具滤波器的基板所用的材料的光程是一定的。

然而，迄今已知的基板材料的光程由于温度变化而发生变化。光程变化时，所输出的光信号的波长也变化，因此在发送波长差小的信号的波分复用方式中无法使用。

光程和光程的温度依赖性可以以下述(式1)的温度系数(OPD)表示。

光程S＝n·1

光程温度系数(OPD)

(1/S)·(dS/dT)＝CTE+(1/n)·(dn/dT)…(式1)

另外，在此，1是透光介质的厚度，CTE是透光介质的线热膨胀系数，n是透光介质的折射率，dn/dT是折射率的温度系数。

为了防止光程的温度变化，有以下方法。第一种方法是进行严格的温度控制。然而，为了进行严格的温度控制，需要安装温度控制单元等，因此存在器件尺寸变大、成本高、需要耗电的问题。

第二种方法是在消除折射率的温度变化(dn/dT)的方向上施加厚度变化。对材料施加温度变化时，折射率和厚度发生变化，以折射率与厚度之积表示的光程(S＝n·1)会变化。因此，提出了如下方法：通过在具有正的dn/dT的基板材料或其周围粘贴具有负的CTE的补偿构件而使长度变化为负，从而以厚度变化抵消折射率的温度变化(例如专利文献1、专利文献2、专利文献3)。然而，这种构成还是存在由部件数增加导致的尺寸和成本增大的问题。

作为第三种方法，提出了将具有正的光程温度系数的材料与具有负的光程温度系数的材料贴合、或混合的方法。作为这种材料，有：在具有正的光程温度系数的氧化物玻璃材料上贴合具有负的光程温度系数的氧化物单晶材料而得到的材料(例如专利文献4)；将具有正的光程温度系数的无机颗粒分散在具有负的光程温度系数的聚合物中而得到的材料(例如专利文献5、专利文献6、专利文献7)。然而，这种材料存在因材料界面而产生的反射和散射增加、透射率降低的问题。

作为第四种方法，有使用光程的温度变化较小的材料的方法。作为这种光程温度系数小的材料，提出了石英玻璃、水晶、LiNbO₃、LiTaO₃、LiCaAlF₆等(例如专利文献8、专利文献9、专利文献10)。在上述材料中的具有光学各向同性的材料中，即使是光程温度系数最小的石英玻璃其光程温度系数也有6.2ppm/℃，水晶、LiNbO₃、LiTaO₃、LiCaAlF₆是具有各向异性的材料，存在可使用的方位受到限定的问题。此外，有使用将根据晶轴而光程温度系数呈正值和负值的晶体材料相对于入射光倾斜为消除正变化和负变化的角度、实质上没有光程的温度变化的方位的基板的方法(例如专利文献11)，但由于利用了晶轴的倾斜而存在产生偏光依赖性、入射方向受到限制的问题。

作为第五种方法，以折射率的温度变化小的空气为基板的气隙式标准具滤波器也在开发。气隙式为以无热膨胀/热膨胀小的构件形成气隙、在气隙的两端面配置反射膜而成的构成，若与基板使用固体材料的固体标准具相比，则具有滤波器尺寸大的缺点。由形成有反射膜的基板形成的固体标准具的构成也简单、尺寸和成本上优异，因此寻求可以用于固体标准具滤波器的、光程的温度变化小的材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-352633号公报

专利文献2：日本特开平9-257567号公报

专利文献3：日本特开2001-221914号公报

专利文献4：日本特开2005-10734号公报

专利文献5：日本特开2001-201601号公报

专利文献6：日本特开2006-193398号公报

专利文献7：WO2001/113963号公报

专利文献8：日本特开2004-226425号公报

专利文献9：日本特开2006-78914号公报

专利文献10：日本特开2006-78915号公报

专利文献11：日本特开2003-270434号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的课题在于得到由温度变化引起的光程变化为0或小至可以忽视的程度的、不具有光学各向异性的材料。进而，其目的在于通过将该材料用于如标准具滤波器这样要求光程的稳定性的构件中，提供不需要严格的温度控制、可小型化、并且可以稳定地处理大量的光信号的光通信元件、集成光路等光器件。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述课题而反复进行了深入的试验研究，结果发现，通过使用具有不同光学特性的钙钛矿型(ABO₃)氧化物材料、并调整配置在A位点和/或B位点的成分的组合和配方，可以使光程的温度依赖性任意变化，从而完成了本发明。具体而言，本发明提供以下技术方案。

(1)一种钙钛矿型(ABO₃)氧化物材料，其特征在于，在-20～80℃的温度范围中，相对于波长1553nm的光程温度系数(OPD)的绝对值为6ppm/℃以下(在此，OPD是由折射率n和线热膨胀系数CTE表示为(1/n)×(dn/dT)+CTE的特性，A是选自Na、K、Rb、Cs、Ag、Ca、Sr、Ba、Zn、Pb、Y、Ln(镧系元素)、Bi中的1种以上的成分，B是选自Ti、Zr、Hf、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、V、Nb、Ta中的1种以上的成分)。

(2)根据(1)所述的氧化物材料，其特征在于，在前述钙钛矿型(ABO₃)氧化物中，包含Sr和La、以及Ti和Al。

(3)根据(1)或(2)所述的氧化物材料，其特征在于，其为(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃(0.04＜X＜0.80)。

(4)根据(3)所述的氧化物材料，其掺杂有选自Na、K、Rb、Cs、Ag、Ca、Ba、Zn、Y、Ln¹(Ln¹是La以外的镧系元素)、Pb和Bi中的1种以上的成分。

(5)根据(3)或(4)所述的氧化物材料，其掺杂有选自Zr、Hf、Ga、In、Si、Ge、Sn、V、Nb和Ta中的1种以上的成分。

(6)根据(1)～(5)中任一项所述的氧化物材料，其为单晶。

(7)一种标准具滤波器基板，其包含(1)～(6)中任一项所述的氧化物材料。

(8)一种固体标准具滤波器，其包括(7)所述的标准具滤波器基板。

(9)一种集成光路基板，其包含(1)～(6)中任一项所述的氧化物材料。

(10)一种衍射光栅基板，其包含(1)～(6)中任一项所述的氧化物材料。

发明的效果

根据该技术方案，可以得到光程的温度变化为0或小至可以忽视的程度的材料。将使用了该材料的元件或构件用于光通信滤波器、集成光路基板等光器件中时，不需要严格的温度控制、厚度控制等为了消除由温度变化引起的材料的光程变化而下的功夫、装备等，因此可以将前述元件和使用该元件的器件简化、小型化、低成本化。此外，该材料的折射率高、不具有光学各向异性，因此可以将基板等构件自身小型化，使用方向不受限制，材料的加工容易。其结果，可以提供不需要用于温度控制的装备、小型且温度稳定性优异、可以稳定地处理大量的光信号的光通信元件、集成光路等光器件。

附图说明

图1示出(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶的组成与晶体结构的关系。

图2示出(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶的组成与折射率的关系。

图3示出(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶的透射率。

图4示出(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶的组成与光程的温度系数的关系。

图5示出(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶的组成与平均线热膨胀系数的关系。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于此。

该技术方案的氧化物材料的特征在于，为钙钛矿型(ABO₃)氧化物，在-20～80℃的温度范围中，相对于波长1553nm的光程温度系数(OPD)的绝对值为6ppm/℃以下(在此，OPD是由折射率n和线热膨胀系数CTE表示为(1/n)×(dn/dT)+CTE的特性，A是选自Na、K、Rb、Cs、Ag、Ca、Sr、Ba、Zn、Pb、Y、Ln(镧系元素)、Bi中的1种以上的成分，B是选自Ti、Zr、Hf、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、V、Nb、Ta中的1种以上的成分)。以下叙述了如上述那样对本发明的氧化物材料限定光程的温度系数、晶系和组成的理由。

首先，关于光程温度系数(OPD)，例如在1553nm下，其绝对值超过6ppm/℃时，需要对光通信用器件进行极其精密的温度控制，因此光程温度系数的绝对值需要为6ppm/℃以下，特别优选为5ppm/℃，进而，要想使100GHz以下的高速通信中完全不需要温度控制，优选为3ppm/℃以下。

光程温度系数(OPD)低的波长范围并不限于1553nm，通过进行在1553nm波长下光程温度系数低的材料设计，相对于通常在光通信波长中所使用的1260～1675nm的光通信波长范围的波长的光程温度系数也低。

钙钛矿型氧化物主要作为电介质使用，但已知对电磁波的特性会因固溶、掺杂而发生大幅变化，对紫外、可见光、红外这些光的特性也会因固溶、掺杂而发生变化。此外，是在相同晶体结构的材料中折射率和光程的温度变化从正到负存在的为数不多的材料，可以使各个位点含有多种成分。因此，通过使用具有不同光学特性的钙钛矿型氧化物、调整配置在A位点和/或B位点的成分的组合和配方，可以进行控制了折射率及其温度依赖性、线热膨胀系数、晶系等的材料设计。在此，作为本发明的钙钛矿型氧化物材料的晶系，优选为不具有光学各向异性的立方晶。

在钙钛矿型氧化物中，SrTiO₃为立方晶钙钛矿结构，是具有光学各向同性的材料，光程温度系数为负的-10.5ppm/℃。另一方面，LaAlO₃为作为赝立方晶的三角晶钙钛矿结构，具有正的光程温度系数。将这两种氧化物组合而成的(Sr，La)(Ti，Al)O₃系复合氧化物可以使光程的温度依赖性从正到负变化，可以得到实质上光程的温度系数为0的材料。

在此，为了控制光程温度系数(OPD)，前述复合氧化物的配置在A位点和B位点的成分的比例优选为(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃(0.04＜X＜0.80)。在X≥0.80的范围中，光程温度系数不会根据组成而变化，因此难以控制光程温度系数。此外，在得到光程温度系数低的材料方面，X的上限优选小于0.8，更优选为0.60，最优选为0.45。同样，由于可得到光程温度系数低的材料，X的下限优选超过0.04，更优选为0.05，最优选超过0.05。

尤其，在X不超过0.45时，前述复合氧化物从立方晶向三角晶或正方晶的相变温度低于使用温度的下限即-20℃，因此在使用温度区-20～80℃中的晶体结构为立方晶、不产生光学各向异性，因而X最优选不超过0.45。

折射率高时材料的光程变长，因此可以将标准具滤波器元件、集成光路基板薄板化、小型化，因而折射率越高越好，例如相对于1553nm光的折射率优选为2.1以上。

在晶系为立方晶时，在光学上各向同性，可以不限制使用方向地使用。SrTiO₃在-160℃以上、LaAlO₃在435℃以上为立方晶，(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃复合氧化物在X的值变大时，保持为立方晶的温度范围的最低温度会变高，X＝0.45时在-20℃以上为立方晶，X＝0.5时在室温(25℃)以上为立方晶。

为了调整熔点、晶系、晶格常数等，本发明的氧化物材料可以来自Na、K、Rb、Cs、Ag、Ca、Ba、Zn、Y、La以外的镧系元素、Pb、Bi中的1种或一并添加2种以上元素。这些元素主要是对A位点进行置换固溶的成分，也可以对其他位点进行置换、向位点外侵入固溶。

进而，本发明的氧化物材料可以来自Zr、Hf、Ga、In、Si、Ge、Sn、V、Nb、Ta中的1种或一并添加2种以上元素。这些元素主要是对B位点进行置换固溶的成分，也可以对其他位点进行置换、向位点外侵入固溶。此外，可以在不妨碍光程的温度特性、透射率的范围含有其他成分。

本发明的氧化物材料的特征在于透明，可以以透明/透光性陶瓷、单晶的形态使用。特别优选为单晶，这是由于其因不存在晶界、晶体方位也均匀而光散射少、具有高透射率。

以下说明本发明的氧化物材料的制造方法。该技术方案的氧化物材料的制造方法可以是由粉体或烧结体或熔融液，用FZ法、伯努利法、CZ法、EFG法、布里奇曼法、μ-PD法、气相沉积法等已知的单晶生长方法制造成复合氧化物的单晶，或通过真空烧结、加压烧结、放电烧结等制法制造成透光性陶瓷。

作为一个例子，对使用FZ法制造单晶的情况进行说明。在用FZ法制造本发明的氧化物时，有：(a)准备原料的工序，(b)准备原料棒的工序，(c)将原料棒加热熔融、使单晶在对置的籽晶上生长的工序。

(a)准备原料的工序例如有以下手段。

(1)以达到所期望的比例的方式称量起始原料。

(2)将所称量的原料混合和粉碎。

(3)将混合物预烧结。

(4)将预烧结粉粉碎。

原料可以使用氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、各种醇盐等形态。在混合和粉碎中可以加入纯水或醇等有机溶剂进行湿式粉碎，可以使用球磨机、行星研磨机等。为了使原料混合粉充分反应，可以单独或组合使用多次反复进行(3)预烧结和(4)粉碎、在预烧结过程中进行气氛控制等手法，特别是在原料使用盐类时，通过使气氛为气流或减压而促进原料反应，可以高效地得到原料预烧结粉。另外，预烧结温度优选为1000℃以上，预烧结时间优选为1小时以上。

(b)准备原料棒的工序例如有以下工序。

(1)将原料成形。

(2)将成形体烧结。

作为成形方法，可以使用单轴压制、冷等静压(CIP)、热压(HP)、热等静压(HIP)、挤出、注射、浇注等。另外，热压和热等静压中可以同时进行成形和烧结。此外，成形时的模具可以使用橡胶制、金属制、陶瓷制等。烧结温度优选为1500℃以上，烧结时间优选为1小时以上。

(c)将原料棒加热熔融、使单晶在籽晶上生长的工序例如有以下工序。

(1)在加热部的两端对置原料棒和籽晶。

(2)将原料棒前端加热熔融并与籽晶接触。

(3)使加热熔融部(熔区)向原料棒侧移动、在籽晶上育成单晶。

(4)将原料棒和自籽晶育成的单晶分开。

原料棒和籽晶的固定可以使用高熔点金属线，特别是在氧化气氛的情况下优选为铂铑线。

籽晶可以使用LaAlO₃单晶或烧结棒、与原料为相同组成的烧结棒、所育成的(Sr，La)(Ti，Al)O₃系单晶、或者SrTiO₃单晶或烧结棒。

在SrTiO₃-LaAlO₃系中，熔区的组成与原料棒和育成单晶不同，因此育成刚开始后的单晶组成不稳定，而通过在工序(1)的配置时在原料棒与籽晶之间配置溶剂，能够自育成初期使所期望的组成的单晶生长。此处的溶剂是指与育成过程中的熔区部的体积为相同体积的分量的溶剂组合物、或者是指经计算当其与原料棒混合熔融时成为熔区体积量的溶剂组合物的量的铝酸锶，溶剂组合物是指与单晶组成相比含有更多的Al和/或Sr的自钎剂(self-flux)。

单晶育成过程中可以使原料棒和/或籽晶旋转、进行搅拌，通过改变原料棒和籽晶相对于加热部的移动速度，还可以得到粗度与原料棒不同的育成晶体。

为了调整物性而添加Na、K、Rb、Cs、Ag、Ca、Ba、Zn、Y、La以外的镧系元素、Pb、Bi、Zr、Hf、Ga、In、Si、Ge、Sn、V、Nb、Ta等时，可以在(a)准备原料粉的工序和/或(b)准备原料棒的工序中添加。

本发明的方法并不限于上述所示的方法。例如，原料棒可以不是烧结体，将育成所得的(Sr，La)(Ti，Al)O₃系单晶用于原料棒和籽晶并通过FZ法育成时，易于得到更高品质的单晶。

使用作为制造单晶的其他方法的伯努利法时，可以包括：(a)准备原料粉的工序，(b)使原料粉通过火焰在籽晶上逐渐沉积来使单晶生长的工序。关于(a)工序，可以使用在上面的FZ法中所述的手段等，关于(b)工序，可以使用伯努利法中的公知手段。

使用作为制造单晶的其他方法的CZ法时，例如可以选择：使用自钎剂的顶部籽晶CZ法、双坩埚CZ法等。CZ法可以包括：(a)准备原料和焊剂的工序，(b)将原料和焊剂投入坩埚、制成加热熔液的工序，(c)使籽晶与加热熔液接触、边旋转边将晶体提升的工序。关于(a)工序，可以使用在上面的FZ法中所述的手段，关于(b)和(c)工序，可以使用CZ法中的公知手段，也可以边供给原料边将晶体提升。

作为制造单晶的其他方法的EFG法的情形中，可以包括：(a)准备原料的工序，(b)将原料投入坩埚、制成加热熔液的工序，(c)使籽晶与由浸在加热熔液中的模头所吸上来的熔液接触、将晶体提升的工序。关于(a)工序，可以使用在上面的FZ法中所述的手段，关于(b)和(c)工序，可以使用EFG法中的公知手段。

作为制造单晶的其他方法的布里奇曼法的情形中，可以使用原料滴加布里奇曼法等，可以包括：(a)准备原料的工序，(b)将原料投入坩埚、使籽晶与其接触的工序，(c)将原料与籽晶的接触部加热熔融、使原料熔融、从籽晶侧边冷却边使单晶生长的工序。关于(a)工序，可以使用在上面的FZ法中所述的手段，关于(b)工序，可以使用布里奇曼法中的公知手段。也可以在(b)工序中于原料与籽晶之间配置FZ法中所述的溶剂。

作为制造单晶的其他方法的气相沉积法的情形中，可以包括：(a)准备原料的工序，(b)将原料成形和烧结而准备靶的工序，(c)使靶气化、层积在基板上而使单晶生长的工序。关于(a)和(b)工序，可以使用在上面的FZ法中所述的手段，关于(c)工序，可以使用气相沉积法中的公知手段。靶例如可以使用SrTiO₃和LaAlO₃等以成分区分的两个以上钯。

在该技术方案的氧化物材料的制造方法中，热源可以使用红外线、碳加热器、金属加热器、高频等，可以根据需要而使用预热用加热器、后加热器。制作过程中的气氛没有特别限定，在使用碳加热器或金属加热器时，优选为非活性气氛。对于本发明的单晶，有时材料的透射率会因制作气氛而降低，而通过对所得氧化物材料进行退火处理，可以改善透射率。对于退火处理，理想的是为氧化性气氛、1000℃以上。

实施例

实施例和比较例

按以下步骤制作实施例和比较例。称量SrCO₃(高纯度化学制造、3N)、TiO₂(高纯度化学制造、4N)、La₂O₃(高纯度化学制造、4N)或La(OH)₃(高纯度化学制造、4N)、Al₂O₃(岩谷化学工业制造、RA-40、4Nup)或Al(OH)₃(高纯度化学制造、4N)的起始原料粉末，将在乙醇中混合了的混合粉在大气气氛下以1500℃预烧结5小时后，在乙醇中进行湿式粉碎。进一步对所得预烧结粉进行烧制和粉碎，干燥，作为原料粉。

将所得原料粉填充至细长的橡胶管，以静水压3t/cm²加压1分钟，成形为直径3～6mm的圆棒状。将该成形体在大气中以1500～1700℃烧结3～10小时，得到原料棒。

使用所得原料棒在红外线聚光装置(Crystal SystemsCorporation制造的FZ-T-800H)中进行晶体育成。原料棒和籽晶的设置使用20％Rh-Pt射线。籽晶使用相同组成的(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃烧结体，单晶的组成、育成速度、生长气氛示于表1。搅拌通过使籽晶和原料棒反向旋转来进行。

对于育成得到的(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶，晶体结构使用XRD(Philips制造的X’pert-MPD)、组成使用电子探针显微分析仪(日本电子(株)制造的JXA-8200)、折射率使用Metricon Corporation制造的PRISM COUPLER 2010、透射率使用分光光度计((株)Hitachi High-Technologies Corporation制造的U-4100)、平均线热膨胀系数使用热膨胀仪(Bruker制造的TD5030SA)在-30～70℃下进行测定，对于光程温度系数(OPD)，以如下方法评价：在-20～80℃的范围内对平行平面研磨过的两端面的干涉光的由温度引起的变化进行测定。晶系、育成方位、OPD、1553nm下的折射率、平均线热膨胀系数示于表2。

[表1]

[表2]

图1示出(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶的组成与晶格常数的关系，图2示出组成与折射率的关系。确认到晶格常数和折射率与LaAlO₃量相应地变小，在所得单晶试样中固溶有LaAlO₃和SrTiO₃。此外，图3示出实施例的透射率曲线，确认到对光通信所使用的1260～1675nm范围的波长均没有吸收，本材料可用作光通信构件。

进而图4示出(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶的组成与相对于1553nm的光程的温度依赖性的关系。发现可以在0＜X＜0.80的范围内调整光程的温度依赖性，随着X增大，光程温度依赖性向正方向增大，特别是在0.04＜X≤0.60的范围内，光程的温度系数的绝对值变小。另一方面可知，在X＝0～0.04的比较例中，光程的温度依赖性为较大负值，在X＝0.81～1.00的比较例中，为过大正值。图5示出-30～70℃下的(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃单晶的平均线热膨胀系数及室温(25℃)下的试样的晶系。由该图可确认到以X＝0.5为界，X与平均线热膨胀的关系不同。这表示在-30～70℃的温度范围内在X＝0.5附近的组成下发生了单晶的相变。由该结果和表2所示的X的值与晶系的关系可知，为了保持为不产生光学各向异性的立方晶(Cubic)的单晶，更优选X≤0.5。尤其，由图5可知，在X＜0.45时，在比平均线热膨胀系数测定中的测定温度区-30～70℃低的温度下发生了相变，可以容易地预测到在标准具滤波器的使用温度区-20～80℃内会保持为立方晶。

如以上的实验结果所示，确认到本发明的氧化物材料、特别是氧化物单晶材料的光程的温度系数非常小，适宜作为光通信滤波器、集成光路等光器件所使用的标准具滤波器的基板材料。此外，本发明的材料由于折射率高而可以将基板本身薄型化，由于不具有光学各向异性，因此材料的利用方向不受限制，加工自由度高。

Claims (10)

1.一种钙钛矿型(ABO₃)氧化物材料，其特征在于，在-20～80℃的温度范围中，相对于波长1553nm的光程温度系数(OPD)的绝对值为6ppm/℃以下，在此，OPD是由折射率n和线热膨胀系数CTE表示为(1/n)×(dn/dT)+CTE的特性，A是选自Na、K、Rb、Cs、Ag、Ca、Sr、Ba、Zn、Pb、Y、Ln(镧系元素)、Bi中的1种以上的成分，B是选自Ti、Zr、Hf、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、V、Nb、Ta中的1种以上的成分。

2.根据权利要求1所述的氧化物材料，其特征在于，在所述钙钛矿型(ABO₃)氧化物中，包含Sr和La、以及Ti和Al。

3.根据权利要求1或2所述的氧化物材料，其特征在于，其为(Sr_1-X，La_X)(Ti_1-X，Al_X)O₃，在此，0.04＜X＜0.80。

4.根据权利要求3所述的氧化物材料，其掺杂有选自Na、K、Rb、Cs、Ag、Ca、Ba、Zn、Y、Ln¹、Pb和Bi中的1种以上的成分，在此，Ln¹是La以外的镧系元素。

5.根据权利要求3或4所述的氧化物材料，其掺杂有选自Zr、Hf、Ga、In、Si、Ge、Sn、V、Nb和Ta中的1种以上的成分。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的氧化物材料，其为单晶。

7.一种标准具滤波器基板，其包含权利要求1～6中任一项所述的氧化物材料。

8.一种固体标准具滤波器，其包括权利要求7所述的标准具滤波器基板。

9.一种集成光路基板，其包含权利要求1～6中任一项所述的氧化物材料。

10.一种衍射光栅基板，其包含权利要求1～6中任一项所述的氧化物材料。

Images