ITMI970425A1 - Metodo per la riduzione di scarti nella fabbricazione di componenti ottici integrati - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione dal titolo: “Metodo per la riduzione di scarti nella fabbricazione di componenti ottici integrati"

La presente invenzione fa riferimento ad un metodo per fabbricazione di componenti elettro-ottici realizzati su un substrato ed ai componenti elettro-ottici integrati realizzati con tale metodo, ad esempio quelli utilizzati in apparati per trasmissione di segnali ottici ad alta velocità in un sistema a comunicazione ottica utilizzando fibre ottiche come canale trasmissivo.

Ai fini della presente invenzione, per componente elettro-ottico realizzato su un substrato si intende un dispositivo comprendente almeno una guida d'onda ottica ed almeno un elettrodo realizzati su detto substrato, atto ad eseguire operazioni di modulazione, filtraggio, commutazione e simili su un segnale ottico alimentato ad un rispettivo ingresso ottico, mediante applicazione di un segnale elettrico di comando alimentato ad un rispettivo ingresso elettrico.

In generale, ai fini della presente invenzione, i componenti elettro-ottici includono sia componenti che si basano su effetti usualmente indicati come "elettro-ottici”, ad esempio in un materiale birifrangente, sia componenti in cui il segnale elettrico applicato determina una azione sul segnale ottico, ad esempio generando un riscaldamento, agente sul segnale ottico per effetto termo-ottico, o generando un'onda acustica di superficie nel substrato.

In una forma preferita di realizzazione, l’invenzione riguarda in particolare un dispositivo modulatore elettro-ottico interferometrico.

Negli ultimi anni, i sistemi di comunicazione ottica che utilizzano segnali ottici come mezzo di comunicazione si sono rapidamente diffusi; in tali sistemi trovano applicazione dispositivi ottici integrati, come, in particolare, i modulatori ottici.

Per la trasmissione di dati usando portanti ottiche mediante modulatori ottici, un fascio di luce laser coerente viene modulato in ampiezza con un segnale dati ed il segnale ottico modulato così generato si propaga verso un ricevitore remoto attraverso un sistema di fibre ottiche, amplificatori, ripetitori ed ulteriori componenti di trasmissione o elaborazione del segnale.

Il fascio di luce può vantaggiosamente essere modulato con segnali elettrici nell’intervallo delle frequenze delle microonde, per es. da 10<7 >a 10<12 >Hz utilizzando un modulatore elettro-ottico, come ad esempio un modulatore di tipo Mach-Zehnder.

Un modulatore elettro-ottico basato su un interferometro Mach-Zehnder include un substrato monolitico formato da un materiale elettro-ottico come LiNb03 o LiTa03, oppure GaAs o InP (a semiconduttore); possono anche essere usati materiali polimerici (termo-ottici), oppure di tipo silice-su silice o silice su silicio.

Su detto substrato è formato un percorso in guida d'onda ottica, avente una prima porzione di ingresso, che si suddivide quindi in due rami estendentesi sostanzialmente paralleli tra loro e che si ricombinano in una porzione di uscita; la guida d’onda è formata rendendo l'indice di rifrazione del materiale nella zona della guida d’onda maggiore dell’indice di rifrazione del materiale del substrato.

Tale incremento di indice di rifrazione può essere ottenuto, ad esempio, mediante diffusione di titanio o di altri metalli di transizione, ovvero mediante scambio protonico nel substrato.

Sul substrato sono inoltre ricavati due o più elettrodi, mediante i quali può essere applicata una tensione in un tratto di detto percorso in guida d’onda.

in tale dispositivo un segnale ottico in ingresso, si divide tra i rami. Idealmente, in assenza di tensione applicata agli elettrodi, il segnale ottico che si propaga attraverso i due rami si ricombina in fase all'uscita ottica della guida d’onda, in modo che le ampiezze siano additive e quindi un segnale ottico in uscita essenzialmente simile al segnale ottico in ingresso appare in uscita al dispositivo.

L’applicazione di una predeterminata tensione di polarizzazione elettrica in corrispondenza ai rami del percorso in guida d'onda causa per effetto elettro-ottico una variazione tra gli indici di rifrazione dei due rami, con corrispondente differenza nella lunghezza ottica effettiva dei due rami stessi. Ad una tensione di polarizzazione conosciuta come V/π, la lunghezza ottica effettiva varia di un quantitativo tale che i segnali ottici emergenti dai rami sono sfasati tra loro di 180°. In tale condizione, i segnali si combinano in opposizione di fase, fornendo un segnale di uscita sostanzialmente nullo.

In tale modo, applicando un segnale elettrico modulato in tensione, ad esempio tra zero e V„ si può impartire una corrispondente modulazione ad un segnale ottico continuo alimentato all’ingresso del dispositivo.

Modulatori del tipo sopra indicato sono descritti, ad esempio, in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, voi. MTT-30, no. 8, Agosto 1982, pagg. 1121-1137. Secondo principi simili possono essere realizzati anche modulatori termo-ottici.

La produzione di dispositivi elettro-ottici del tipo sopra indicato, ad esempi modulatori di intensità elettro-ottici, o termo-ottici, a guida d'onda ottica di tipo Mach-Zehnder, prevede una sequenza di fasi di lavorazione a partire da un substrato, usando diversi livelli di mascheratura per la realizzazione delle strutture ottiche ed elettriche richieste.

I dispositivi indicati vengono convenientemente prodotti partendo da un elemento di substrato (fetta), su cui sono ricavate più unità, dette nel seguito chip, che vengono quindi separate Cuna dall'altra per essere poi impiegate per formare ciascuna un dispositivo.

La Richiedente ha osservato che durante il processo di fabbricazione di componenti ottici integrati, in particolare dispositivi modulatori elettro-ottici o termo-ottici, si deve tenere conto di un certo numero di scarti, sia dovuti a difetti nelle guide ottiche, come ad esempio interruzioni o inaccettabili variazioni nelle caratteristiche ottiche, sia dovuti a difetti negli elettrodi, come ad esempio corto circuiti, sia ancora dovuti a deformazioni meccaniche del substrato e conseguente rottura durante le fasi di lavorazione e simili. La realizzazione pratica dei dispositivi sopra descritti, inoltre, incontra dei vincoli dovuti alle dimensioni dei dispositivi stessi, che sono condizionate sia dalla dimensione dell'elemento di substrato disponibile (detto “fetta'’) per la realizzazione dei dispositivi, sia dalla fragilità dei dispositivi realizzati.

Secondo l'invenzione, una pluralità di strutture ottiche ed elettriche sono realizzate su ogni dispositivo in modo da avere più unità indipendenti sullo stesso dispositivo; tra queste è scelta quella da utilizzare per la realizzazione del modulatore, con controlli di funzionalità, alla fine del processo di fabbricazione.

Più in particolare, si è osservato che, attraverso una disposizione combinata di più unità comprendenti percorsi in guida d'onda ottica e corrispondenti elettrodi sullo stesso dispositivo, è possibile ottenere una elevata resa in produzione, in assenza di fasi di controllo intermedio in corso di produzione.

In un primo aspetto la presente invenzione riguarda un procedimento di fabbricazione di componenti elettro-ottici, in cui una struttura ottica ed una struttura elettrica sono realizzate su di un substrato, caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di:

- definire geometricamente almeno una unità su un elemento di detto substrato, detta unità essendo corrispondente ad un singolo componente;

- realizzare almeno due strutture ottiche a guida d'onda ottica su detta unità;

- realizzare una struttura elettrica per ciascuna di dette strutture ottiche su detta unità, formando un complesso elettro-ottico comprendente una struttura ottica ed una struttura elettrica operativamente associabili tra loro;

- separare detta unità da detto elemento di substrato;

- analizzare le caratteristiche funzionali di ciascuno di detti complessi elettro-ottici in detta unità; e

- scegliere uno di detti complessi elettro-ottici mostrante all'analisi valori migliori di un limite prefissato di almeno una di dette caratteristiche funzionali.

Preferibilmente, una pluralità di unità sono definite su detto elemento di substrato.

Preferibilmente ciascuna di dette strutture elettriche comprende almeno un elettrodo di massa ed un elettrodo di segnale.

In una particolare forma di realizzazione, due di dette strutture elettriche sulla stessa unità hanno un elettrodo di massa in comune.

Preferibilmente detto substrato è in un materiale scelto tra LiNb03, LiTa03, GaAs, InP, Si, SiOz ed un materiale polimerico a bassa attenuazione ottica.

Più preferibilmente detto substrato è in LiNb03.

In una particolare, forma di realizzazione detto complesso elettro-ottico comprende una struttura interferometrica Mach-Zehnder.

In una forma preferita, detta fase di realizzare almeno due strutture ottiche a guida d'onda ottica su detta unità comprende realizzare almeno due guide d'onda ottiche in detto substrato mediante fotolitografia attraverso una maschera per strutture ottiche.

Preferibilmente, dette guide d'onda ottiche sono realizzate mediante diffusione di titanio. Secondo una alternativa, dette guide d'onda ottiche sono realizzate mediante scambio protonico.

in una forma preferita di realizzazione del metodo secondo l'invenzione, detta fase di realizzare almeno una struttura elettrica per ciascuna di dette strutture ottiche su detta unità comprende realizzare almeno un elettrodo su detto substrato mediante deposizione di uno strato metallico conduttivo mediante fotolitografia attraverso una maschera per strutture elettriche.

Preferibilmente, dette strutture elettriche hanno estremità accessibili per l'alimentazione di segnali elettrici mediante contatto elettrico, allineate su un lato di detta unità, e dette guide d'onda ottiche hanno almeno una estremità accessibile per l'alimentazione di segnali ottici mediante accoppiamento ottico, dette estremità accessibili di ciascun complesso elettro-ottico essendo in posizione relativa predefinita.

In particolare, il metodo secondo l'invenzione comprende realizzare su ogni unità due complessi elettro-ottici contrapposti indipendenti aventi una simmetria rispetto ad una rotazione di 180° intorno all'asse centrale ortogonale alla superficie dell’unità, ciascuna avente estremità delle strutture elettriche disposte su un lato del dispositivo, in modo tale da essere collegabili ad una pluralità di connettori esterni.

In un altro aspetto, la presente invenzione riguarda un componente elettro-ottico comprendente:

- un substrato,

- almeno una struttura ottica a guida d'onda su detto substrato, atta a fare transitare un segnale ottico,

- almeno una struttura elettrica comprendente una pluralità di elettrodi posta in prossimità ed operativamente associata a detta struttura ottica a guida d’onda, atta a ricevere un segnale elettrico esterno,

caratterizzato dal fatto che comprende almeno due complessi elettro-ottici formati da una struttura ottica e una struttura elettrica operativamente associate tra loro.

Preferìbilmente ciascuna di dette strutture elettriche comprende almeno un elettrodo di massa ed un elettrodo di segnale.

Preferìbilmente due di dette strutture elettriche sulla stessa unità hanno un elettrodo di massa in comune.

Preferìbilmente detto substrato è in un materiale scelto tra LiNb03, LiTa03l,GaAs e InP, Si, Si02 ed un materiale polimerico a bassa attenuazione ottica; più preferìbilmente detto substrato è in LiNb03.

Preferibilmente dette strutture elettriche hanno estremità accessibili per alimentazione di segnali elettrici mediante contatto elettrico allineate su un lato di detta unità e dette guide d'onda ottiche hanno almeno una estremità accessibile per l'alimentazione di segnali ottici mediante accoppiamento ottico, dette estremità accessibili di ciascun complesso elettro-ottico essendo in posizione relativa predefinita.

In una forma di realizzazione preferita il componente elettro-ottico secondo la presente invenzione comprende due complessi elettro-ottici contrapposti indipendenti aventi una simmetria rispetto ad una rotazione di 180° intorno all’asse centrale dell’unità, ciascuna avente estremità delle strutture elettriche disposte su un lato del dispositivo, in modo tale da essere collegabili ad una pluralità di connettori esterni.

In una particolare forma di realizzazione, la presente invenzione riguarda un componente elettro-ottico comprendente un modulatore elettro-ottico, in cui detti elettrodi di segnale comprendono un elettrodo di polarizzazione (bias), atto a ricevere un segnale di controllo del punto di lavoro del modulatore, ed elettrodo di pilotaggio (drive), atto a ricevere un segnale a radiofrequenza per il pilotaggio del modulatore.

In particolare, detto componente elettro-ottico è un dispositivo modulatore elettro-ottico interferometrico che comprende almeno due complessi elettro-ottici indipendenti, comprendenti ciascuno almeno una struttura ottica ed almeno una struttura elettrica operativamente collegate, detta struttura elettrica includente almeno un elettrodo di segnale ed almeno un elettrodo di massa, dove ciascuna di dette strutture elettriche presenta estremità disposte su un rispettivo lato del dispositivo in posizioni prefissate rispetto a detto lato, essendo definito un prefissato angolo di rotazione del dispositivo tale che dette estremità di due complessi elettro-ottici si dispongono nelle stesse posizioni prefissate.

Più in particolare, detto componente elettro-ottico è un dispositivo modulatore elettroottico interferometrico comprendente una prima ed una seconda struttura Mach-Zehnder comprendenti coppie formate da detta struttura ottica e da detta struttura elettrica, contrapposte e simmetriche rispetto ad un asse passante per la superficie del dispositivo, costituenti due modulatori elettro-ottici indipendenti aventi una simmetria rispetto ad una rotazione di 180° intorno a detto asse, ciascun modulatore avente estremità delle strutture elettriche disposte su un lato del dispositivo in modo tale da essere collegabili a rispettivi connettori esterni, dove per una prima o una seconda rotazione di 180° del dispositivo viene rispettivamente collegata a detti connettori detta primo o detto secondo modulatore.

Maggiori dettagli risultano dalla seguente descrizione con riferimento ai disegni allegati, nei quali si mostra:

in fig. 1 uno schema generale di un dispositivo modulatore elettro-ottico MachZehnder;

in fig. 2 una vista prospettica di un dispositivo modulatore, completo delle strutture elettro-ottiche, delle fibre ottiche di collegamento e delle connessioni elettriche;

in fig. 3 un esempio di disposizione di più dispositivi su due colonne in un elemento di substrato cristallino;

in fig. 4 un esempio di disposizione di più dispositivi su una singola colonna in un elemento di substrato cristallino;

nelle fig. da 5 a 8 le successive fasi di un esempio di processo per la realizzazione di una struttura ottica a guida d'onda su un elemento di substrato cristallino, comprendente le fasi di fotoesposizione del substrato cristallino a raggi UV attraverso una maschera (fig. 5), deposizione di titanio (fig. 6), rimozione del titanio eccedente (fig. 7) e diffusione termica del titanio a formare la struttura ottica (fig. 8);

nelle fig. da 9 a 12 le successive fasi di un esempio di processo per la realizzazione di una struttura elettrica, su un elemento di substrato cristallino recante una struttura ottica, comprendente esposizione a raggi UV attraverso una relativa maschera (fig. 9), deposizione di uno strato di resist (fig. 10), crescita galvanica di oro (fig. 11), rimozione dello strato di resist (fig. 12);

nelle fig. da 13 a 15 la disposizione di una pluralità di strutture ottiche interferometriche su un singolo dispositivo (fig. 13), una maschera per la definizione di una struttura elettrica in corrispondenza di una delle strutture ottiche presenti sul dispositivo (fig. 14), ed una tra le possibili disposizioni di sovrapposizione di detta struttura elettrica su una delle strutture ottiche del dispositivo, preventivamente scelta (fig. 15);

in fig. 16 la disposizione di una coppia di strutture ottiche interferometriche su di un singolo dispositivo;

in fig. 17 una maschera per il disegno di una coppia di strutture elettriche sopra le strutture ottiche di figura 16;

in fìg. 18 la disposizione complessiva delle strutture elettriche e delle strutture ottiche sul dispositivo;

in fig. 19 la disposizione complessiva delle strutture elettriche e delle strutture ottiche in un dispositivo modulatore di fase;

in fig. 20 la disposizione complessiva delle strutture elettriche e delle strutture ottiche in un dispositivo modulatore di intensità e di fase;

in fig. 21 uno schema generale di un sistema nel quale può essere impiegato un dispositivo modulatore elettro-ottico secondo l'invenzione;

in fig. 22 una vista prospettica di un dispositivo modulatore secondo la presente invenzione, completo delle strutture elettro-ottiche, delle fibre ottiche di collegamento e delle connessioni elettriche, inserito nel suo alloggiamento. Come mostra la figura 1, un dispositivo modulatore interferometrico elettro-ottico Mach-Zehnder comprende:

- una porzione 1 di substrato cristallino, ad esempio in niobato di litio; tale porzione, corrispondente ad un singolo dispositivo, è costituita da una unità ricavata mediante taglio di un elemento di substrato ed è detta nel seguito chip;

- una struttura ottica 100, comprendente un primo tratto di guida d'onda ottica 101, che si divide quindi in due rami affiancati 110, 120 che si riuniscono in una secondo tratto di guida d’onda ottica 102; la struttura ottica 100 è convenientemente ricavata per diffusione sul substrato cristallino 1 di una sostanza atta a variarne l’indice di rifrazione ed è atta a fare transitare un segnale ottico;

- una struttura di elettrodi disposta tra i due rami 110, 120 della struttura ottica, che comprende un elettrodo di polarizzazione o bias 150, e un elettrodo di segnale (o di radiofrequenza) 160;

- una coppia di elettrodi di massa 130, 140, disposti esternamente ai due rami 110, 120 della struttura ottica; l’elettrodo di segnale 160 è collegato agli elettrodi di massa 130, 140 con una terminazione resistiva 170.

In una forma preferenziale di realizzazione, il substrato cristallino è in niobato di litio (LiNb03), che consente di realizzare sulla sua superficie guide d'onda monomodali con basse perdite, ad esempio secondo una tecnologia che prevede la diffusione termica di film sottili di titanio, definiti con tecniche fotolitografiche.

(I tratto di guida d’onda ottica 101 si collega ad una giunzione a Y 103, che comprende due rami divergenti 103a, 103b, collegati ai rami affiancati 110, 120.

Al termine dei rami affiancati 110, 120 è presente una seconda giunzione a Y 104, comprendente due rami convergenti 104a, 104b, che si uniscono e si collegano alla guida d’onda di uscita 102.

Preferibilmente le guide d’onda formanti le porzioni 101, 102, 103, 104 sopra descritte sono di tipo monomodale.

Gli elettrodi di segnale, di polarizzazione e di massa 110, 120, 150, 160 sono disposti rispetto alle guide d’onda dei rami affiancati in modo da determinare rispettivi campi elettrici atti a modificare per effetto elettro-ottico l’indice di rifrazione delle guide 110, 120 d'onda; la disposizione descritta, è tale che un campo elettrico avente lo stesso potenziale sia applicato lungo entrambi i rami di guida d’onda 110, 120, della struttura ottica.

L'effetto elettro-ottico che si realizza quando rispettivi segnali elettrici sono applicati agli elettrodi consiste nella variazione dell'indice di rifrazione di materiale del substrato sottoposto ad un campo elettrico.

A tal fine sono convenienti cristalli mancanti di un centro di inversione, come ad esempio il niobato di litio sopra citato.

Altri materiali adatti sono, ad esempio, LiTa03, oppure GaAs o InP (a semiconduttore); possono anche essere usati materiali polimerici (termo-ottici), ovvero di tipo silice-su silice o silice su silicio, eventualmente polarizzati.

Per sfruttare il massimo coefficiente elettro-ottico, le linee di forza del campo applicato devono risultare parallele all'asse ottico z del cristallo; se il cristallo viene tagliato lungo questo stesso asse ottico (dispositivi "z-cut"), l'elettrodo 160 di segnale convenientemente viene posto superiormente alla guida d’onda su cui esso deve interagire; nei dispositivi tagliati lungo l’asse ottico x (“x-cut”), al fine di massimizzare l’interazione elettro-ottica con la struttura ottica, gli elettrodi di segnale vengono convenientemente disposti lateralmente rispetto alle guide d'onda ottiche con cui essi devono interagire.

Per la fabbricazione dei modulatori è preferito il taglio lungo l’asse ottico x, in quanto i cristalli z-cut presentano marcati fenomeni di piroelettricità e di deriva termica.

Nell'esempio rappresentato in figura il substrato cristallino 100 è di tipo x-cut.

Il dispositivo modulatore Mach-Zehnder, mediante l'applicazione di un campo elettrico permette di variare l'indice di rifrazione di due porzioni del percorso in guida d’onda, determinando uno sfasamento tra due frazioni di un un segnale ottico che si propaga in detti porzioni del percorso in guida d’onda nel cristallo; tale sfasamento viene quindi convertito in una variazione di ampiezza del segnale, mediante interferenza od accoppiamento ad onda evanescente.

Il segnale ottico iniettato che si propaga nel tratto iniziale di guida d'onda 101 viene diviso in due parti uguali nella prima giunzione ad Y 103; le due frazioni di segnale che si propagano nelle guide d'onda 110, 120 subiscono poi una modulazione di fase uguale ed opposta nella zona centrale e interferiscono nella seconda giunzione a Y 104, ricombinandosi in un primo modo simmetrico con le componenti in fase ed in un secondo modo antisimmetrico con quelle in opposizione di fase. Il modo antisimmetrico viene infine irradiato nel substrato quando la larghezza della guida diminuisce fino a permettere la propagazione del solo modo fondamentale.

In una forma di realizzazione preferita l'elettrodo di radiofrequenza 160 è localizzato tra i due rami 110, 120 della struttura ottica e gli elettrodi di massa 130, 140 sono localizzati esternamente ai due rami, in modo da creare un effetto elettro-ottico sulle due guide uguale ed opposto (“push - pulì”), dimezzando la tensione di pilotaggio richiesta.

Le basi teoriche del funzionamento dei modulatori Mach-Zehnder sono descrìtte, ad esempio, in "Waveguide Electrooptic Modulatore" di R.C. Alferness, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, voi. MTT-30, n. 8, Agosto 1982, pag. 1121, già citato.

In una forma di realizzazione preferita, oltre all’elettrodo di segnale modulante 160, sul modulatore è posto un ulteriore elettrodo di polarizzazione 150, con la funzione di compensare eventuali differenze di cammino ottico fra i due rami 110, 120 dell'interferometro, generate in fase realizzativa o dovute ad influenze esterne durante il funzionamento, come ad esempio deformazioni meccaniche e termiche. Un circuito elettronico a retroazione provvede a regolare la tensione di questo elettrodo per compensare eventuali derive temporali e termiche e in generale di controllare le condizioni di lavoro del Mach-Zehnder in base alle esigenze di utilizzo; un esempio di modulatore di tal genere è descritto in US 5,359,449.

Un modulatore finito, globalmente illustrato in figura 2, comprende inoltre fibre di connessione 201, 202, applicate mediante una operazione di codinatura ("pig-tailing") e una struttura di supporto, in cui il chip del dispositivo trova alloggiamento e protezione. Detta operazione di codinatura prevede l'applicazione di rispettivi blocchi portafibra 203, 204, in cui sono alloggiate le fibre di connessione 201 , 202.

Le fibre ottiche di interconnessione del componente descritto sono fibre monomodali di tipo 8/125, dove 8 rappresenta il diametro del nucleo ("core") e 125 rappresenta il diametro del mantello ("cladding") della fibra, espressi in pm.

Preferìbilmente, la fibra utilizzata in ingresso 201 è del tipo a mantenimento di polarizzazione, per mantenere lo stato di polarizzazione ottica del segnale; a tal fine può essere convenientemente dotata di nucleo ellittico o di equivalenti caratteristiche ottiche, ad esempio il tipo PANDA 8/125 posto in commercio da FUJIKURA.

La fibra in uscita, per la quale non è in generale richiesto il mantenimento dì polarizzazione può essere ad esempio il tipo SMF-FOS 8/125 prodotte dalla FOS Fibre Ottiche Sud S.p.A.

Il dispositivo è poi montato in un alloggiamento costituito da un supporto metallico (non illustrato), di cui convenientemente è parte un piano di massa 207 e sono effettuati i collegamenti elettrici mediante saldatura tra l'elettrodo di segnale a radiofrequenza 160, terminato mediante la terminazione resistiva 170, ed un connettore di segnale 205; tra l'elettrodo di polarizzazione 150 ed un connettore di polarizzazione 206; e tra gli elettrodi di massa 130, 140 ed il piano di massa 207, utilizzando un adesivo conduttivo o saldatura.

Le distanze longitudinali tra i bordi del dispositivo e le terminazioni degli elettrodi determinano in modo rigido le caratteristiche dell'alloggiamento del dispositivo nelle apparecchiature cui esso è destinato ed è opportuno che esse rispettino parametri prefissati.

Ad esempio, il piano di massa 207 presenta dei fori 208, in corrispondenza delle terminazioni 150, 160, in modo da permettere il fissaggio dei connettori 205, 206 sul lato 210 del dispositivo in contatto con il piano di massa 207.

Durante il processo di codinatura la posizione delle terminazioni elettriche vincola il sistema usato per il fissaggio delle fibre in quanto durante il processo è conveniente applicare una tensione di polarizzazione al modulatore per controllarne l'allineamento ottico (c"mpensando eventuali ηοπ-idealità della struttura realizzata).

In figura 3 è illustrato un elemento di substrato cristallino 300, anche detto wafer o fetta, nel quale sono ricavati circa 40 unità 1 (da cui sono ottenuti i chip), ciascuna corrispondente ad un dispositivo sopra descritto.

Tali chip hanno, tipicamente, lunghezza T dell'ordine di 40 mm e larghezza "w" di 2 mm e sono ricavati in una fetta di diametro “d" di circa 3 pollici (76,2 mm) e 0,04 pollici (circa 1 mm) di spessore (dimensione disponibile in commercio).

Ad esempio, un substrato cristallino in niobato di litio da 76,2 mm circa di diametro e spessore 1 mm, del tipo "Optical Grade", è posto in commercio dalla società Crystal Technologies o da altri.

La dimensione dei chip, e quindi il numero massimo complessivo di dispositivi realizzabili a partire da una fetta, è soggetta a vincoli, dovuti, tra l'altro, alla fragilità del materiale, che renderebbe facilmente soggetto a rotture un chip di larghezza significativamente minore di quella indicata.

La lunghezza del dispositivo, e quindi quella del chip su cui esso è ricavato, è condizionata, d'altra parte, alla realizzazione di una efficace interazione elettro-ottica; tipicamente, una efficace lunghezza di interazione adatta per gli esempi indicati è dell’ordine di alcuni millimetri, preferibilmente dell'ordine di almeno una decina di millimetri.

Per la realizzazione del dispositivo sfruttando in maniera efficiente la fetta disponibile, viene perciò definita la minima dimensione longitudinale e trasversale del chip necessario e, in base ad essa, viene disegnato il massimo numero di unità possibili sulla superficie della fetta.

Tale disegno tiene in conto anche la quantità di materiale che viene persa nelle operazioni di taglio dei singoli chip.

In figura 4 è mostrata una disposizione alternativa delle unità nella fetta 300, da cui sono ricavati i chip, che prevede circa 25 unità aventi la stessa larghezza V di 2 mm e lunghezza I di 50 mm, come richiesta nel caso che sia conveniente una maggiore lunghezza di interazione elettro-ottica o che si desiderino realizzare più funzioni integrate nello stesso dispositivo.

Una tecnica per realizzare i dispositivi sopra descrìtti a partire da una fetta di substrato cristallino è descrìtta con riferimento alle figure da 5 a 8 per quanto riguarda la parte ottica e da 9 a 12 per quanto riguarda la parte elettrica.

Come mostra schematicamente la figura 5, la fetta 300 di substrato cristallino è coperta da uno strato di materiale fotosensibile 410, detto nel seguito "photoresist", sensibile alla luce ultravioletta, come illustrato in figura 5 e sopra di essa è allineata una maschera 400.

La maschera 400, ad esempio in quarzo, è realizzata ad esempio mediante un procedimento fotolitografico, comprendente le seguenti fasi:

- deporre uno strato di materiale fotosensibile ("photoresist") su una lastrina di quarzo, preventivamente ricoperta di cromo;

- impressionare selettivamente lo strato di materiale fotosensibile ("photoresist") tramite un fascio elettronico che definisce il disegno delle strutture progettate;

- rimuovere il materiale fotosensibile dalle zone dove non è avvenuta l'impressione; - attaccare chimicamente lo strato di cromo lasciato scoperto;

- rimuovere il materiale fotosensibile residuo.

La maschera 400 così realizzata, recante il disegno previsto per la definizione delle strutture ottiche a guide d'onda per tutti i chip da ricavare dalla fetta è sovrapposta ed allineata alla fetta di substrato cristallino 300.

Nello schema semplificato rappresentato nelle figure, tale maschera presenta una prima pluralità di zone 401, trasparenti ai raggi UV, ed una seconda pluralità di zone 402, opache ai raggi UV.

Tale maschera presenta inoltre opportuni riferimenti che consentono di imprimere sul substrato cristallino dei segni di riferimento 610, mostrati nelle figure 13, 16, per il successivo corrispondente allineamento di una maschera per la definizione delle strutture elettriche, in seguito descritta.

II processo utilizzato per la definizione delle guide tramite utilizzo di maschera è di tipo fotolitografico.

La fetta del substrato cristallino 300 rivestita di photoresist e coperta dalla maschera è sottoposta ad una esposizione a raggi ultravioletti.

Le zone di photoresist 410 non impressionate sono poi rimosse chimicamente, aprendo delle finestre nel photoresist in corrispondenza dei percorsi in guida d’onda previsti. Come mostrato in figura 6, si esegue poi una deposizione per “sputtering" di uno strato 430 di titanio su tutta la superficie, e si elimina successivamente il photoresist rimasto (Tift-off<1>), insieme con i! titanio su di esso deposto, lasciando il titanio 430 nelle sole posizioni desiderate (figura 7).

Infine, come mostrato in figura Θ, il substrato cristallino 300 è messo in forno, a circa 1030° C per 9 ore, perché la diffusione del titanio nel substrato formi le guide d’onda 440 modificando localmente l'indice di rifrazione del substrato cristallino 300 stesso.

Nel caso si desiderino guide d'onda drogate, ad esempio con terre rare, come primo passo del processo può venire eseguita la deposizione sull'intero substrato cristallino di uno strato di terra rara (ad esempio erbio) e la successiva diffusione in forno (ad esempio a 1100° C per 100 ore).

In alternativa, la definizione di una struttura ottica si può ottenere, ad esempio, utilizzando un processo di scambio protonico, non rappresentato in figura.

Tale processo comprende le fasi di:

- coprire il substrato cristallino con photoresist,

- allineare una maschera, avente un disegno con trasparenti e porzioni opache ai raggi ultravioletti, sul substrato cristallino,

- esporre il substrato cristallino a raggi ultravioletti,

- rimuovere chimicamente il photoresist esposto a raggi ultravioletti,

- immergere il substrato cristallino in una soluzione di acido benzoico, e

- rimuovere chimicamente il photoresist residuo.

Viene ora descritto un esempio di processo effettuato per la realizzazione delle strutture elettriche, facendo riferimento alle figure da 9 a 12.

Con processo analogo a quello in precedenza descritto è realizzata una maschera 500, che presenta una prima pluralità di zone 501 trasparenti ai raggi UV ed una seconda pluralità di zone 502 opache ai raggi UV, atta a definire la desiderata geometria degli elettrodi.

Sul substrato cristallino 300, su cui sono già state realizzate le guide d’onda ottiche (una sola rappresentata in figura), è depositato uno strato sottile 510 di titanio e uno strato 520 di oro; quindi è depositato uno strato di materiale fotosensibile 410.

Eventualmente, su tutta la superficie del substrato cristallino, al di sotto degli strati di titanio e oro, è depositato uno strato isolante di ossido di silicio, allo scopo di evitare eccessive perdite ottiche per assorbimento da parte del metallo.

La maschera 500 è disposta sopra il substrato cristallino 300, allineata con elevata precisione ( ± 0.25 μηι) in corrispondenza della struttura ottica, mediante i riferimenti 610 già citati; l'insieme è quindi esposto ai raggi UV attraverso la maschera, come mostrato in figura 9.

Successivamente il materiale fotosensibile 410 non esposto è rimosso chimicamente, analogamente a quanto precedentemente descritto e come illustrato in figura 10, lasciando scoperte le zone corrispondenti agli elettrodi.

Quindi, come mostrato in figura 11 , si procede alla crescita galvanica in un bagno d’oro degli elettrodi, depositando uno strato di oro 530, fino allo spessore desiderato, nelle zone in cui il photoresist è stato rimosso.

Infine, mediante attacco chimico il photoresist residuo ed il sottile strato iniziale di titanio e di oro non cresciuto galvanicamente è rimosso, per giungere alla struttura finale schematicamente rappresentata in figura 12.

A seguito delle operazioni precedentemente descritte, il substrato cristallino 300 sul quale sono presenti le strutture ottiche ed elettriche è tagliato in corrispondenza delle singole unità per formare i chip 1.

Il taglio è eseguito ad esempio mediante una sega circolare a lama diamantata, pilotata da una macchina a controllo numerico, per garantire il parallelismo tra le superfici di taglio e la direzione delle guide ottiche. Prima del taglio, il substrato cristallino è convenientemente protetto con uno strato di photoresist, per evitare danneggiamenti alle superfici.

Le estremità dei chip così ottenuti sono poi sottoposte ad una lavorazione di tappatura, per ottenere facce perfettamente piane e con qualità ottica di finitura desiderata.

In questa fase più chip sono vincolati a pacchetto, alternando chip con strutture ottiche ed elettriche complete e semplici piastrine di niobato di litio non processate (" blanks "), utilizzando una cera bassofondente. Il pacchetto è montato su un supporto, in grado di esercitare una pressione opportuna tra le superfici da levigare ed un piatto rotante, su cui è fatta gocciolare una soluzione comprendente un abrasivo granulare. Le levigature successive, con granuli di diametro medio 3 e 0,1 pm rispettivamente, consentono di ottenere superfici perfettamente piane, la cui qualità può essere controllata al microscopio e mediante misure interferometriche.

Tutte le fasi della lavorazione richiedono un ambiente perfettamente pulito e sono preferibilmente eseguite in "camere bianche" a polverosità controllata.

Per la realizzazione della codinatura, due blocchi portafibra 203, 204, in cui sono alloggiate le fibre di connessione 201 , 202, sono avvicinati alle guide d'onda di estremità 101, 102 della struttura ottica 100 del chip; è quindi effettuato un controllo sull'allineamento ottico per massimizzare la potenza ottica trasmessa e ridurre le perdite di inserzione; una perdita tipica, ad esempio nel caso di un modulatore analogico, è dell'ordine di 3,5 dB. Verificato l’allineamento ottimale, i blocchi portafibra 203, 204 e le fibre ottiche 201, 202 sono vincolati al chip nella posizione prescelta mediante un adesivo trasparente.

Il dispositivo dotato delle fibre ottiche di connessione viene poi fissato su un supporto metallico e gli elettrodi di massa vengono collegati, ad esempio mediante un adesivo conduttivo, al piano di massa 207; i connettori elettrici vengono saldati alle rispettive terminazioni degli elettrodi del dispositivo e l’elettrodo di radiofrequenza 160 viene collegato mediante la terminazione resistiva 170 all’elettrodo di massa. Infine il tutto trova alloggiamento in un involucro protettivo, non illustrato.

I dispositivi prodotti secondo quanto descritto precedentemente sono quindi sottoposti ad una fase di prova ed analisi.

Per verificare la qualità delle strutture ottiche si misura la perdita in trasmissione attraverso due fibre ottiche affacciate all'estremità del dispositivo ed un misuratore di potenza ottica; la perdita tipica per un modulatore analogico è di circa 3,5 dB.

Per verificare la qualità degli elettrodi si usa un multimetro elettrico per la misurazione della resistenza, verificando che i valori misurati coincidano con quelli previsti, neirambito dì una tolleranza prevista ad esempio debordine di 0,5 Ohm.

Per qualificare le prestazioni di un modulatore elettro-ottico si misurano solitamente i seguenti parametri:

- banda di modulazione, di ampiezza quanto più possibile estesa per trasmettere un elevato numero di informazioni elementari ( "bit") nell'unità di tempo;

- perdita di inserzione, misurata in dB, che rappresenta l'attenuazione del segnale ottico su tutto il dispositivo (fibra - fibra), e che va contenuta per evitare che siano richieste successive amplificazioni, suscettibili di introdurre rumore in eccesso;

- tensione di on/off, che dà la tensione necessaria per passare da una condizione di interferenza costruttiva ad una condizione di interferenza distruttiva; e

- increspatura ("rìpple') di banda per una misura di irregolarità nell'ampjezza di modulazione.

Dispositivi del tipo precedentemente descritto e illustrato sono stati realizzati dalla Richiedente con le modalità seguenti.

Nel realizzare i dispositivi è stato rispettato il vincolo relativo ad una disposizione degli elettrodi che consentisse un corretto alloggiamento ed interfacciamento del dispositivo con le apparecchiature esterne rispettando le posizioni prefissate per le connessioni ottiche ed elettriche.

ESEMPIO 1

Con il processo precedentemente descritto sono state realizzate più unità su di una fetta di substrato, come illustrato in figura 13, recanti ciascuna più strutture ottiche 100 (tre in particolare, designate in figura con 100a, 100b, 100c); in corrispondenza a tali strutture ottiche sono realizzati corrispondenti riferimenti di allineamento 610a, 61 Ob, 61 Oc.

Le strutture ottiche delle unità presenti sulla fetta sono poi esaminate al microscopio al fine di selezionare tra esse le strutture ottiche prive di difetti; quindi, è prescelta una posizione di allineamento comune, corrispondente ad uno dei tre riferimenti 610, in corrispondenza al quale si ha il minor numero di difetti in tutte le unità considerate (cioè sull’intera fetta).

In corrispondenza a tale posizione è individuata la disposizione di una maschera 630 per la realizzazione delle strutture elettriche (il cui disegno, relativo ad una singola unità, è illustrato in figura 14); a tal fine la maschera 630 reca un riscontro 620, atto ad essere disposto in allineamento con uno dei riferimenti 610 delle strutture ottiche.

In tale modo sono realizzate le unità complete sulla fetta di substrato, come illustrato schematicamente in figura 15, da cui poi sono ricavati i chip per realizzare i singoli dispositivi.

ESEMPIO 2

Dispositivi modulatori del tipo descritto sono inoltre stati prodotti con le modalità seguenti.

Con il processo precedentemente descritto, sono stati realizzate più unità su una fetta di substrato, una delle quali è illustrata in figura 16, recanti ciascuna una coppia di strutture ottiche 710, 720, ciascuna comprendente due rami paralleli o sostanzialmente paralleli 110, 120, ed un riferimento di allineamento 610.

Le strutture ottiche 710, 720 sono simmetriche rispetto ad una rotazione di 180° intorno ad un asse ortogonale alla superficie dell’unità, passante in una posizione intermedia tra le strutture ottiche stesse.

Sulle strutture ottiche così realizzate è quindi direttamente disposta una maschera per la realizzazione delle strutture elettriche delle varie unità; la configurazione della maschera, limitatamente ad una singola unità, è illustrata in figura 17 con il riferimento 730.

Tale maschera comprende un disegno atto a realizzare una coppia di strutture elettriche, 740, 750, ciascuna comprendente elettrodi di massa 130, di segnale 160 e di polarizzazione 150, simmetriche rispetto ad una rotazione di 180° intorno allo stesso asse di simmetria delle strutture ottiche, ed un riscontro di allineamento 620, atto ad essere disposto a registro con il riferimento 610.

Mediante tale maschera è quindi stata realizzata una struttura elettrica in corrispondenza ed allineamento con ciascuna delle strutture ottiche presenti sulle singole unità, come illustrato in figura 18.

Successivamente la fetta di substrato cristallino 300 è stata tagliata separando le unità per ottenere i chip desiderati e sono quindi state levigate le facce dei dispositivi ottenuti, quindi sono state analizzate le caratteristiche ottiche delle strutture elettro-ottiche costituite daH'unione delle strutture ottiche e delle strutture elettriche prodotte.

In base a tale analisi è stata quindi scelta, per ogni dispositivo, quella delle due coppie di strutture elettro-ottiche presenti sul chip mostrante a detta analisi valori migliori di un limite prefissato, ed il dispositivo è stato orientato in modo da permettere il collegamento della struttura elettro-ottica prescelta ai contatti elettrici 205, 206 e alle fibre ottiche 201, 202 di ingresso e uscita del dispositivo nell’alloggiamento previsto.

Un dispositivo modulatore realizzato secondo l’esempio 2 è rappresentato complessivamente in figura 22, in cui i vari componenti sono designati con gli stessi riferimenti già impiegati; il dispositivo è inserito entro un contenitore 250, preferibilmente metallico, avente aperture attraverso cui escono all’esterno i contatti elettrici 205, 206, e le fibre ottiche di connessione 201 , 202.

Come risulta dalla figura, uno dei complessi elettro-ottici formati da una coppia di strutture elettriche ed ottiche presenti sul chip è utilizzato e collegato elettricamente ed otticamente, mentre l’altro resta inutilizzato; in base al complesso scelto viene selezionato l'orientamento del chip ed in tale modo le posizioni relative delle connessioni elettriche e delle connessioni ottiche rimangono inalterate, indipendentemente dalla coppia prescelta.

Ciò consente quindi il montaggio del dispositivo nell'apparecchiatura cui è destinato in modo indipendente dalla coppia di strutture elettro-ottiche selezionata.

La Richiedente ha quindi valutato gli scarti prodotti a seguito dei due procedimenti descritti: detti

n il numero di dispositivi per substrato cristallino;

x la percentuale di strutture ottiche difettose;

y la percentuale di strutture elettriche difettose;

è calcolata, dalla distribuzione binomiale, la probabilità di avere m scarti ottici su un particolare allineamento fra strutture ottiche e struttura elettrica:

e la probabilità totale di avere almeno uno scarto ottico su un allineamento:

Nel caso dell'esempio 1, in cui sono possibili tre allineamenti, la probabilità di avere uno scarto ottico su un substrato cristallino è data da Ptot<3>, e quindi la percentuale di scarti ottici è Ptot<3>/n.

Aggiungendo a questa quota la difettosità degli elettrodi, la percentuale di scarti ottico/elettrici è:

Nel caso dell’esempio 2, si ha la presenza di uno scarto di un dispositivo solo se entrambe le guide ottiche o entrambe le strutture elettriche o una struttura ottica e la struttura elettrica opposta risultano difettosi; in termini analitici:

Dal punto di vista numerico, per x=y = 10% e n= 11 si ha che la percentuale di scarti con il metodo descritto nel primo esempio risulta del 12,9%, mentre con il metodo descritto nel secondo esempio risulta del 3,6%.

Rrisulta inoltre che, a differenza della tecnica dell’esempio 1, operando secondo l’esempio 2 viene eliminata la fase di esame al microscopio delle strutture ottiche per la scelta dell'insieme di strutture ottiche presenti sul substrato che presenti il minor numero di difetti, rendendo il metodo più affidabile e diminuendo il tempo necessario alla sua esecuzione.

Si osserva inoltre che la realizzazione di due sole strutture ottiche su di una singola unità consente di realizzare chip di larghezza limitata, pur mantenendo una elevata resa produttiva, senza dover ricorrere alla realizzazione di un considerevole numero di strutture ottiche ed elettriche su una singola unità, tra cui selezionare la configurazione con minori difetti.

La disposizione simmetrica delle strutture ottiche e degli elettrodi sulle unità descritte nell’esempio 2 è preferibile, allo scopo di mantenere la medesima disposizione relativa per entrambele configurazioni possibili del dispositivo selezionabili in fase di prova finale prima delia realizzazione delle connessioni elettriche ed ottiche, consentendo quindi il montaggio del dispositivo nell'apparecchiatura cui è destinato indipendentemente dalla coppia di strutture ellettriche ed ottiche prescelta.

Nel caso che tale condizione non risulti critica, ad esempio per apparecchiature che prevedono il collegamento degli elettrodi mediante fili (“wire bonding"), la cui lunghezza e disposizione non è rigidamente definita, il requisito della simmetria può essere omesso.

In figura 19 è illustrata la disposizione delle strutture elettriche 910, 920 e delle strutture ottiche 930, 940, secondo l'invenzione, in un differente dispositivo, in particolare un modulatore di fase; anche per tale dispositivo si ottiene una sensibile riduzione di scarti realizzando le strutture ottiche e le strutture elettriche, in assenza di controlli intermedi, e selezionando per ciascun dispositivo la coppia corretta in fase di controllo finale.

In figura 20, inoltre, è rappresentata la struttura integrata di un modulatore di ampiezza e di un modulatore di fase, combinati nello stesso chip e realizzati mediante il procedimento secondo l’invenzione; in tale figura i diversi componenti presenti sono stati indicati con gli stessi riferimenti usati in precedenza.

La figura 21 mostra un esempio di apparecchiatura nella quale può essere impiegato il dispositivo ottico integrato realizzato secondo l'invenzione.

In figura è rappresentato un convertitore di lunghezza d'onda, atto in particolare alla conversione di un segnale ottico modulato 800 alimentato in ingresso, con lunghezza d’onda λ1, in un segnale ottico modulato 809 con lunghezza d’onda λ2, emesso in uscita.

L'apparecchiatura comprende un fotodiodo di ricezione 802, che riceve il segnale ottico 800 e lo converte in un segnale elettrico modulato, che è inviato dall’amplificatore elettronico 803, ove è amplificato e dal quale è alimentato al connettore di segnale a radiofrequenza 806 di un modulatore elettro-ottico 805, convenientemente realizzato secondo l’invenzione.

II modulatore 805 effettua la conseguente modulazione ottica sul segnale luminoso continuo 807 a lunghezza d'onda λ2 ricevuto dalla sorgente laser 804, ed emette un segnale ottico modulato 809. Parte del segnale ottico modulato 809 a lunghezza d’onda λ2 fornito dal modulatore attraverso un accoppiatore direzionale 810 viene inviato al circuito di controllo 808, che è collegato al connettore 811 di polarizzazione del modulatore 805 e provvede alla stabilizzazione del punto di funzionamento del modulatore 805 stesso.

In conclusione, la produzione di dispositivi secondo l'esempio 2 consente una riduzione del tempo di lavoro di una fetta grazie all’eliminazione dell'esame al microscopio delle guide ottiche ed un aumento della resa del processo con diminuzione del costo e del tempo di produzione, senza comportare alcuna modifica durante il processo di fabbricazione e di montaggio.

Le forme di realizzazione descritte sono suscettibili di varianti, modifiche e sostituzioni da parte del tecnico del ramo che ricadano nell'ambito e nello spirito dell'invenzione, come ad esempio la realizzazione di altri dispositivi elettro-ottici comprendenti su un unico substrato ulteriori strutture ottiche ed elettriche interagenti tra loro, come ad esempio filtri, o laser.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1) Procedimento di fabbricazione di componenti elettro-ottici, in cui una struttura ottica ed una struttura elettrica sono realizzate su di un substrato, caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di: - definire geometricamente almeno una unità su un elemento di detto substrato, detta unità essendo corrispondente ad un singolo componente; - realizzare almeno due strutture ottiche a guida d'onda ottica su detta unità; - realizzare una struttura elettrica per ciascuna di dette strutture ottiche su detta unità, formando un complesso elettro-ottico comprendente una struttura ottica ed una struttura elettrica operativamente associabili tra loro; - separare detta unità da detto elemento di substrato; - analizzare le caratteristiche funzionali di ciascuno di detti complessi elettro-ottici in detta unità; e - scegliere uno di detti complessi elettro-ottici mostrante all’analisi valori migliori di un limite prefissato di almeno una di dette caratteristiche funzionali.
2. 2) Metodo per fabbricazione di componenti elettro-ottici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che una pluralità di unità sono definite su detto elemento di substrato.
3. 3) Metodo per fabbricazione di componenti elettro-ottici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette strutture elettriche comprende almeno un elettrodo di massa ed un elettrodo di segnale.
4. 4) Metodo per fabbricazione di componenti elettro-ottici secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che due di dette strutture elettriche sulla stessa unità hanno un elettrodo di massa in comune.
5. 5) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto substrato è in un materiale scelto tra LiNb03, LiTa03, GaAs, InP, Si, Si02 ed un materiale polimerico a bassa attenuazione ottica.
6. 6) Metodo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detto substrato è in LiNb03.
7. 7) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto complesso elettro-ottico comprende una struttura interferometrica Mach-Zehnder.
8. 8) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta fase di realizzare almeno due strutture ottiche a guida d'onda ottica su detta unità comprende realizzare almeno due guide d'onda ottiche in detto substrato mediante fotolitografia attraverso una maschera per strutture ottiche.
9. 9) Metodo secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che dette guide d’onda ottiche sono realizzate mediante diffusione di titanio.
10. 10) Metodo secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che dette guide d’onda ottiche sono realizzate mediante scambio protonico.
11. 11) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta fase di realizzare almeno una struttura elettrica per ciascuna di dette strutture ottiche su detta unità comprende realizzare almeno un elettrodo su detto substrato mediante deposizione di uno strato metallico conduttivo mediante fotolitografia attraverso una maschera per strutture elettriche.
12. 12) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dette strutture elettriche hanno estremità accessibili per l'alimentazione di segnali elettrici mediante contatto elettrico, allineate su un lato di detta unità, e dette guide d'onda ottiche hanno almeno una estremità accessibile per l'alimentazione di segnali ottici mediante accoppiamento ottico, dette estremità accessibili di ciascun complesso elettro-ottico essendo in posizione relativa predefinita 13) Metodo secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che comprende realizzare su ogni unità due complessi elettro-ottici contrapposti indipendenti aventi una simmetria rispetto ad una rotazione di 180° intorno all’asse centrale ortogonale alla superficie dell'unità, ciascuna avente estremità delle strutture elettriche disposte su un lato del dispositivo, in modo tale da essere collegabili ad una pluralità di connettori esterni. 14) Componente elettro-ottico comprendente: - un substrato, - almeno una struttura ottica a guida d’onda su detto substrato, atta a fare transitare un segnale ottico, - almeno una struttura elettrica comprendente una pluralità di elettrodi posta in prossimità ed operativamente associata a detta struttura ottica a guida d'onda, atta a ricevere un segnale elettrico esterno, caratterizzato dal fatto che comprende almeno due complessi elettro-ottici formati da una struttura ottica e una struttura elettrica operativamente associate tra loro. 15) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette strutture elettriche comprende almeno un elettrodo di massa ed un elettrodo di segnale. 16) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 15 ca ratte rizzato dal fatto che ciascuna di dette strutture elettriche comprende ulteriormente un elettrodo di fase. 17) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che due di dette strutture elettriche sulla stessa unità hanno un elettrodo di massa in comune. 18) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che detto substrato è un substrato cristallino. 19) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 18 caratterizzato dal fatto che detto substrato cristallino è un materiale elettro-ottico birifrangente. 20) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che detto substrato è in un materiale scelto tra LiNb03, LiTa03l GaAs, InP, Si, Si02 ed un materiale polimerico a bassa attenuazione ottica. 21) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 20 caratterizzato dal fatto che detto substrato è in LiNb03. 22) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che dette strutture elettriche hanno estremità accessibili per alimentazione di segnali elettrici mediante contatto elettrico allineate su un lato di detta unità e dette guide d’onda ottiche hanno almeno una estremità accessibile per l’alimentazione di segnali ottici mediante accoppiamento ottico, dette estremità accessibili di ciascun complesso elettro-ottico essendo in posizione relativa predefinita 23) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che comprende due complessi elettro-ottici contrapposti indipendenti aventi una simmetria rispetto ad una rotazione di 180° intorno all'asse centrale ortogonale alla superficie dell'unità, ciascuna avente estremità delle strutture elettriche disposte su un lato del dispositivo, in modo tale da essere collegabili ad una pluralità di connettori esterni. 24) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che detto complesso elettro-ottico comprende una struttura interferometrica Mach-Zehnder. 25) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che è un dispositivo modulatore elettro-ottico, in cui detti elettrodi di segnale comprendono un elettrodo di polarizzazione ed elettrodo di pilotaggio, atto a ricevere un segnale a radiofrequenza di pilotaggio del modulatore. 26) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che è un dispositivo modulatore elettro-ottico interferometrico che comprende almeno due complessi elettro-ottici indipendenti, comprendenti ciascuno almeno una struttura ottica ed almeno una struttura elettrica operativamente collegate, detta struttura elettrica includente almeno un elettrodo di segnale ed almeno un elettrodo di massa, dove ciascuna di dette strutture elettriche presenta estremità disposte su un rispettivo lato del dispositivo in posizioni prefissate rispetto a detto iato, essendo definito un prefissato angolo di rotazione del dispositivo tale che dette estremità di due complessi elettro-ottici si dispongono nelle stesse posizioni prefissate. 27) Componente elettro-ottico secondo la rivendicazione 16 caratterizzato dal fatto di essere un dispositivo modulatore elettro-ottico interferometrico comprendente una prima ed una seconda struttura Mach-Zehnder comprendenti coppie formate da detta struttura ottica e da detta struttura elettrica, contrapposte e simmetriche rispetto ad un asse passante per la superficie del dispositivo, costituenti due modulatori elettro-ottici indipendenti aventi una simmetria rispetto ad una rotazione di 180° intorno a detto asse, ciascun modulatore avente estremità delle strutture elettriche disposte su un lato del dispositivo in modo tale da essere collegabili a rispettivi connettori esterni, dove per una prima o una seconda rotazione di 180° del dispositivo viene rispettivamente collegata a detti connettori detto primo o detto secondo modulatore.