JP2000066157A - 光制御デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
光制御デバイスおよびその製造方法Info
- Publication number
- JP2000066157A JP2000066157A JP10238345A JP23834598A JP2000066157A JP 2000066157 A JP2000066157 A JP 2000066157A JP 10238345 A JP10238345 A JP 10238345A JP 23834598 A JP23834598 A JP 23834598A JP 2000066157 A JP2000066157 A JP 2000066157A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- resistance
- optical
- low
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/035—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/0305—Constructional arrangements
- G02F1/0316—Electrodes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 無バイアス温度動作点シフト特性を改善する
ために、強誘電体基板を用いた光制御デバイスおよびそ
の製造方法を提供することにある。 【解決手段】 無バイアス温度動作点シフトに対する等
価回路を解析し、デバイスの構成要素の最適化を行っ
た。構成要素の一つである低抵抗膜の抵抗を低く制御す
ることで、温度変化によって基板表面に発生する電荷を
短時間に均一化し、動作点の変動を抑圧した。
ために、強誘電体基板を用いた光制御デバイスおよびそ
の製造方法を提供することにある。 【解決手段】 無バイアス温度動作点シフトに対する等
価回路を解析し、デバイスの構成要素の最適化を行っ
た。構成要素の一つである低抵抗膜の抵抗を低く制御す
ることで、温度変化によって基板表面に発生する電荷を
短時間に均一化し、動作点の変動を抑圧した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光制御デバイスとそ
の製造方法に関し、特に温度シフト特性が抑圧できる光
制御デバイスとその製造方法に関する。
の製造方法に関し、特に温度シフト特性が抑圧できる光
制御デバイスとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の光制御デバイスは、デバイ
スのＤＣバイアスに対するバイアス点の変動（ＤＣドリ
フト）を抑えるための構造が付加されている。例えば、
特開平１０−５４９６４号公報には、バッファ層と基板
表面に形成された低抵抗膜にダブルスリット構造を形成
し、ＤＣドリフトを抑圧している。
スのＤＣバイアスに対するバイアス点の変動（ＤＣドリ
フト）を抑えるための構造が付加されている。例えば、
特開平１０−５４９６４号公報には、バッファ層と基板
表面に形成された低抵抗膜にダブルスリット構造を形成
し、ＤＣドリフトを抑圧している。
【０００３】図８は従来の光制御デバイスの断面図を表
している。電気光学効果を有する結晶基板１上に形成さ
れたＴｉ拡散部２（光導波路）からなる光制御デバイス
において、光導波路の一部に導波路領域より低誘電率の
バッファ層３と、バッファ層と基板の一部に導波路領域
より低抵抗膜４と、バッファ層と低抵抗膜を介して配置
された電極から構成されている。さらに低抵抗膜が光導
波路近傍で複数箇所絶縁５されている構造を有する。こ
の従来の光デバイスを次のように製造している。
している。電気光学効果を有する結晶基板１上に形成さ
れたＴｉ拡散部２（光導波路）からなる光制御デバイス
において、光導波路の一部に導波路領域より低誘電率の
バッファ層３と、バッファ層と基板の一部に導波路領域
より低抵抗膜４と、バッファ層と低抵抗膜を介して配置
された電極から構成されている。さらに低抵抗膜が光導
波路近傍で複数箇所絶縁５されている構造を有する。こ
の従来の光デバイスを次のように製造している。
【０００４】初めに、電気光学効果を有する結晶基板上
にフォトリソグラフィ処理によってパターン形成された
Ｔｉを熱拡散し、屈折率の高い導波路を作製する。次
に、導波路の一部に誘電率の低いバッファ層を形成す
る。さらに、バッファ層および導波路を含む基板表面に
低抵抗膜を形成する。この低抵抗膜をフォトリソグラフ
ィ処理、エッチング処理によって、導波路近傍で複数箇
所絶縁（ダブルスリット構造）する。最後に、バッファ
層および低抵抗膜を介して導波路近傍に電極を配置して
デバイスを得ている。
にフォトリソグラフィ処理によってパターン形成された
Ｔｉを熱拡散し、屈折率の高い導波路を作製する。次
に、導波路の一部に誘電率の低いバッファ層を形成す
る。さらに、バッファ層および導波路を含む基板表面に
低抵抗膜を形成する。この低抵抗膜をフォトリソグラフ
ィ処理、エッチング処理によって、導波路近傍で複数箇
所絶縁（ダブルスリット構造）する。最後に、バッファ
層および低抵抗膜を介して導波路近傍に電極を配置して
デバイスを得ている。
【０００５】この種のデバイスは電極から光導波路に電
界を印加して、電気光学効果等を用いて導波光の位相、
強度を制御する。その印加電界のＤＣ成分によって、デ
バイスを等価回路的に見たとき、ステップ入力に対する
過渡応答が発生し、導波路の電界が変化する。この導波
路の電界が時間的に変化し、光波形がシフトする。この
シフトがＤＣドリフトの原因である。従来例では、低抵
抗膜を複数箇所絶縁する構造によって、等価的に電極間
の抵抗値を増大させ、ＤＣドリフトを抑圧した。
界を印加して、電気光学効果等を用いて導波光の位相、
強度を制御する。その印加電界のＤＣ成分によって、デ
バイスを等価回路的に見たとき、ステップ入力に対する
過渡応答が発生し、導波路の電界が変化する。この導波
路の電界が時間的に変化し、光波形がシフトする。この
シフトがＤＣドリフトの原因である。従来例では、低抵
抗膜を複数箇所絶縁する構造によって、等価的に電極間
の抵抗値を増大させ、ＤＣドリフトを抑圧した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種のデバ
イスでは、基板が電気光学効果を有するため、無バイア
ス条件下で温度変化した場合に、基板表面・バッファ層
表面に電荷が発生する。この電荷分布が導波路に電界を
印加し、光波形をシフトさせる。この現象は、無バイア
ス温度シフト（温度シフト）と呼ばれる。従来のデバイ
スでは、この温度シフトに対しては対策がなされておら
ず、デバイス製造時に、温度シフト特性劣化による製造
歩留まりが問題となっていた。
イスでは、基板が電気光学効果を有するため、無バイア
ス条件下で温度変化した場合に、基板表面・バッファ層
表面に電荷が発生する。この電荷分布が導波路に電界を
印加し、光波形をシフトさせる。この現象は、無バイア
ス温度シフト（温度シフト）と呼ばれる。従来のデバイ
スでは、この温度シフトに対しては対策がなされておら
ず、デバイス製造時に、温度シフト特性劣化による製造
歩留まりが問題となっていた。
【０００７】本発明の目的の一つは、温度シフトに対す
る対策を施した光デバイスを提供することにある。また
本発明の他の目的は、温度シフトに対する対策を施した
光デバイスの製造方法を提供することにある。
る対策を施した光デバイスを提供することにある。また
本発明の他の目的は、温度シフトに対する対策を施した
光デバイスの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気光学効果
を有する結晶基板に形成された２本の近接した光導波路
と導波路の一部に基板より低誘電率のバッファ層が形成
され、バッファ層と基板の一部にこれら２層より低抵抗
膜が形成されている光回路と前記２本の各光導波路の近
傍に形成されたマイクロ波が伝搬する信号電極とそれを
挟む２つのアース電極を有し、前記低抵抗膜が前記光導
波路近傍で複数箇所絶縁されている光制御デバイスにお
いて、温度安定性を向上させるために前記低抵抗膜の抵
抗値を低く制御したことを特徴とする。
を有する結晶基板に形成された２本の近接した光導波路
と導波路の一部に基板より低誘電率のバッファ層が形成
され、バッファ層と基板の一部にこれら２層より低抵抗
膜が形成されている光回路と前記２本の各光導波路の近
傍に形成されたマイクロ波が伝搬する信号電極とそれを
挟む２つのアース電極を有し、前記低抵抗膜が前記光導
波路近傍で複数箇所絶縁されている光制御デバイスにお
いて、温度安定性を向上させるために前記低抵抗膜の抵
抗値を低く制御したことを特徴とする。
【０００９】温度安定性を向上させるために、本発明で
は、先ず光制御デバイスの等価回路で表し、ステップ状
の温度変化を与えた時の過渡応答特性を解析した。その
結果から、本発明では温度の変化率一定の条件のもと
で、温度安定性を改善のために、前記低抵抗膜の抵抗値
の上限を設け、シート抵抗値１０9 Ω/□未満としたこ
とを特徴とする。同様に、前記低抵抗膜と前記バッファ
層と前記信号電極からなるコンデンサと抵抗の積が５秒
以下であるような構成を特徴とする。
は、先ず光制御デバイスの等価回路で表し、ステップ状
の温度変化を与えた時の過渡応答特性を解析した。その
結果から、本発明では温度の変化率一定の条件のもと
で、温度安定性を改善のために、前記低抵抗膜の抵抗値
の上限を設け、シート抵抗値１０9 Ω/□未満としたこ
とを特徴とする。同様に、前記低抵抗膜と前記バッファ
層と前記信号電極からなるコンデンサと抵抗の積が５秒
以下であるような構成を特徴とする。
【００１０】また、前記基板膜厚は０．８ｍｍ以下であ
るか、あるいは前記低抵抗膜の絶縁箇所が少なくとも前
記バッファ層から２μｍ以上離れていることを特徴とす
る。他に本発明では、前記バッファ層と前記低抵抗膜と
の間にさらに低抵抗な膜を形成することも特徴としてい
る。
るか、あるいは前記低抵抗膜の絶縁箇所が少なくとも前
記バッファ層から２μｍ以上離れていることを特徴とす
る。他に本発明では、前記バッファ層と前記低抵抗膜と
の間にさらに低抵抗な膜を形成することも特徴としてい
る。
【００１１】また、光制御デバイスの製造方法におい
て、前記低抵抗膜がＳｉ膜であり、該Ｓｉ膜に不純物を
導入するか、該Ｓｉ膜に加熱処理を加えることを特徴と
する。
て、前記低抵抗膜がＳｉ膜であり、該Ｓｉ膜に不純物を
導入するか、該Ｓｉ膜に加熱処理を加えることを特徴と
する。
【００１２】また、本発明では、デバイスパッケージの
構成要素に関して、単位体積における表面積と体積の比
が６以上であることを特徴とする。あるいはデバイスの
パッケージの比熱と熱伝導率との比が１．０以上である
ことを特徴とする。
構成要素に関して、単位体積における表面積と体積の比
が６以上であることを特徴とする。あるいはデバイスの
パッケージの比熱と熱伝導率との比が１．０以上である
ことを特徴とする。
【００１３】本発明の光制御デバイスは、電気光学効果
を有する結晶基板表面に光導波路を形成し、導波路上に
バッファ層と、バッファ層の上に低抵抗膜と、低抵抗膜
の上に形成された電極を有する光制御デバイスにおい
て、無バイアス温度シフト現象を等価回路によって解析
し、その結果をもとに、低抵抗膜、バッファ層、パッケ
ージの抵抗値、容量、膜厚、熱伝導、熱容量等を最適化
した構成を特徴としている。
を有する結晶基板表面に光導波路を形成し、導波路上に
バッファ層と、バッファ層の上に低抵抗膜と、低抵抗膜
の上に形成された電極を有する光制御デバイスにおい
て、無バイアス温度シフト現象を等価回路によって解析
し、その結果をもとに、低抵抗膜、バッファ層、パッケ
ージの抵抗値、容量、膜厚、熱伝導、熱容量等を最適化
した構成を特徴としている。
【００１４】このように、最適化された構造をとること
によって、基板表面に発生した電荷の中和を短時間で行
うことが可能になり、無バイアス温度シフト特性を抑圧
することができる。以下にその等価回路による解析と、
無バイアス温度シフトの低減指針を示す。
によって、基板表面に発生した電荷の中和を短時間で行
うことが可能になり、無バイアス温度シフト特性を抑圧
することができる。以下にその等価回路による解析と、
無バイアス温度シフトの低減指針を示す。
【００１５】図１には本発明の光制御デバイスの斜視図
が示されている。図１は、Ｚ板ＬｉＮｂＯ3 （ＬＮ）基
板１表面にＴｉ拡散部２を形成し、Ｔｉ拡散部を光導波
路として用いている。例として、導波路をマッハツエン
ダ型干渉型の構成とした。分岐導波路上にはバッファ層
３と低抵抗膜４を介して、電極６を形成している。分岐
導波路上の電極から光導波路に電界を与え、各分岐導波
路を伝搬する導波光の位相を変化させる。分岐導波路を
再び合波させ、導波光を強度変調する。
が示されている。図１は、Ｚ板ＬｉＮｂＯ3 （ＬＮ）基
板１表面にＴｉ拡散部２を形成し、Ｔｉ拡散部を光導波
路として用いている。例として、導波路をマッハツエン
ダ型干渉型の構成とした。分岐導波路上にはバッファ層
３と低抵抗膜４を介して、電極６を形成している。分岐
導波路上の電極から光導波路に電界を与え、各分岐導波
路を伝搬する導波光の位相を変化させる。分岐導波路を
再び合波させ、導波光を強度変調する。
【００１６】図２は、光変調器デバイスの断面図を示し
ている。図２（Ａ）は温度が無い場合で、基板表面には
電荷が無い。図２（Ｂ）は基板１の温度変化によってＺ
板ＬｉＮＢＯ3 基板表面に焦電効果による電荷が発生し
た場合である。図２（Ｂ）において低抵抗膜４表面で
は、基板１表面近辺に基板１で発生した電荷と符号が逆
で同等な電荷が供給され電気的に中和されている。それ
に対し、バッファ層３と基板１の表面においては、中和
されずに残った電荷が、Ｔｉ拡散部（光導波路）に電界
を発生させる。基板１表面とバッファ層３との界面に発
生した電荷をＱとする。図２（Ｃ）は光導波路、バッフ
ァ層の静電容量をＣLN、ＣSiO2、低抵抗膜の抵抗値をＲ
としたときの等価回路である。ステップ型の温度変化に
よって時間ｔ＝０で電荷Ｑが発生したとき、時間ｔに光
導波路に与えられる電圧Ｖ（ｔ）はτ＝ＣSiO2・Ｒとす
ると、
ている。図２（Ａ）は温度が無い場合で、基板表面には
電荷が無い。図２（Ｂ）は基板１の温度変化によってＺ
板ＬｉＮＢＯ3 基板表面に焦電効果による電荷が発生し
た場合である。図２（Ｂ）において低抵抗膜４表面で
は、基板１表面近辺に基板１で発生した電荷と符号が逆
で同等な電荷が供給され電気的に中和されている。それ
に対し、バッファ層３と基板１の表面においては、中和
されずに残った電荷が、Ｔｉ拡散部（光導波路）に電界
を発生させる。基板１表面とバッファ層３との界面に発
生した電荷をＱとする。図２（Ｃ）は光導波路、バッフ
ァ層の静電容量をＣLN、ＣSiO2、低抵抗膜の抵抗値をＲ
としたときの等価回路である。ステップ型の温度変化に
よって時間ｔ＝０で電荷Ｑが発生したとき、時間ｔに光
導波路に与えられる電圧Ｖ（ｔ）はτ＝ＣSiO2・Ｒとす
ると、
【００１７】
【数１】
【００１８】で与えられる。式（１）より温度シフトＶ
（ｔ）は指数関数的に減少する。式（１）から温度シフ
トを抑圧するためには、Ｑの減少、ＣLNの増加、τの減
少が有効である。
（ｔ）は指数関数的に減少する。式（１）から温度シフ
トを抑圧するためには、Ｑの減少、ＣLNの増加、τの減
少が有効である。
【００１９】次に、デバイスとパッケージ（ＰＫＧ）の
間に温度差が生じている場合の温度シフトに関して以下
のように分析した。デバイス自体とＰＫＧのそれぞれに
熱容量があるため、ＰＫＧの温度変化と素子の温度変化
は一致しない。ＰＫＧの温度Ｔpkg （ｔ）が Ｔpkg （ｔ）＝Ｔ0 ＋δＴpkg ・ｕ（ｔ） …（２） のように変化すると、素子の温度Ｔmod （ｔ）は Ｔmod （ｔ）＝Ｔ0 ＋δＴpkg ・［１−ｅｘｐ（−ｔ／τpkg ）］、τpkg ＝Ｃpkg ・Ｒpkg …（３） で変化する。だだし、ｕ（ｔ）は単位ステップ関数、Ｃ
pkg はＰＫＧの熱容量、Ｒpkg はＰＫＧの熱抵抗（熱伝
導率に反比例）である。すなわち、素子の温度変化はＰ
ＫＧの熱時定数τpkg に依存する。
間に温度差が生じている場合の温度シフトに関して以下
のように分析した。デバイス自体とＰＫＧのそれぞれに
熱容量があるため、ＰＫＧの温度変化と素子の温度変化
は一致しない。ＰＫＧの温度Ｔpkg （ｔ）が Ｔpkg （ｔ）＝Ｔ0 ＋δＴpkg ・ｕ（ｔ） …（２） のように変化すると、素子の温度Ｔmod （ｔ）は Ｔmod （ｔ）＝Ｔ0 ＋δＴpkg ・［１−ｅｘｐ（−ｔ／τpkg ）］、τpkg ＝Ｃpkg ・Ｒpkg …（３） で変化する。だだし、ｕ（ｔ）は単位ステップ関数、Ｃ
pkg はＰＫＧの熱容量、Ｒpkg はＰＫＧの熱抵抗（熱伝
導率に反比例）である。すなわち、素子の温度変化はＰ
ＫＧの熱時定数τpkg に依存する。
【００２０】一般に線形な系に単位ステップｕ（ｔ）を
入力した時の出力（ステップ応答）ｇ（ｔ）がわかって
いれば、任意の入力ｆi （ｔ）に対する出力ｆo （ｔ）
は重ね合わせ積分により
入力した時の出力（ステップ応答）ｇ（ｔ）がわかって
いれば、任意の入力ｆi （ｔ）に対する出力ｆo （ｔ）
は重ね合わせ積分により
【００２１】
【数２】
【００２２】と表せる。式（４）に素子の温度変化であ
る式（３）の右辺第二項を、ｇ（ｔ）にステップ応答で
ある式（１）の右辺を代入すると、ＰＫＧの温度がステ
ップ変化したときの素子の温度シフトδＶ（ｔ）は
る式（３）の右辺第二項を、ｇ（ｔ）にステップ応答で
ある式（１）の右辺を代入すると、ＰＫＧの温度がステ
ップ変化したときの素子の温度シフトδＶ（ｔ）は
【００２３】
【数３】
【００２４】で与えられる。δＶ（ｔ）の最大値は、δ
Ｖ（ｔ）／ｄｔ＝０より、ｋ＝τpkg／τとおくと、
Ｖ（ｔ）／ｄｔ＝０より、ｋ＝τpkg／τとおくと、
【００２５】
【数４】
【００２６】となる。Ｑ／ＣLN＝１を仮定した場合のｋ
とδＶmax の関係を図３に示す。式（６）から温度シフ
トを抑圧するためには、ｋを大きくすることが有効であ
る。そのためには、ＰＫＧのτpkg を大きくするか、素
子のτを小さくすればよい。
とδＶmax の関係を図３に示す。式（６）から温度シフ
トを抑圧するためには、ｋを大きくすることが有効であ
る。そのためには、ＰＫＧのτpkg を大きくするか、素
子のτを小さくすればよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１には本発明の第一の実施の形
態として、光制御デバイスの斜視図が示されている。図
１は、電気光学効果を有するＺ板ＬｉＮｂＯ3 （ＬＮ）
基板１表面にＴｉ拡散部２を形成し、Ｔｉ拡散部を光導
波路として用いている。例として、導波路をマッハツエ
ンダ型干渉型の構成とした。分岐導波路上にはバッファ
層３と低抵抗膜４を介して、電極６を形成している。低
抵抗膜４には、光導波路近傍に複数の絶縁箇所５があ
る。分岐導波路上の電極から光導波路に電界を与え、各
分岐導波路を伝搬する導波光の位相を変化させる。分岐
導波路を再び合波させ、導波光を強度変調する。
態として、光制御デバイスの斜視図が示されている。図
１は、電気光学効果を有するＺ板ＬｉＮｂＯ3 （ＬＮ）
基板１表面にＴｉ拡散部２を形成し、Ｔｉ拡散部を光導
波路として用いている。例として、導波路をマッハツエ
ンダ型干渉型の構成とした。分岐導波路上にはバッファ
層３と低抵抗膜４を介して、電極６を形成している。低
抵抗膜４には、光導波路近傍に複数の絶縁箇所５があ
る。分岐導波路上の電極から光導波路に電界を与え、各
分岐導波路を伝搬する導波光の位相を変化させる。分岐
導波路を再び合波させ、導波光を強度変調する。
【００２８】これまでの解析から温度シフトを低減する
構造として、先ず、ＰＫＧを変更せず（τpkg 一定）温
特シフト改善する実施の形態を示す。τ（＝ＣSiO2・
Ｒ）のＲを１０8 Ω／□に低抵抗化したデバイス（図４
Ｂ）と、比較のためにＲが１０9 Ω／□程度の光デバイ
ス（図４Ａ）を同一ＰＫＧに搭載した。図４は、これら
の変調器にステップ温度変化（６５〜８５℃）を与えた
時の温度シフトの評価結果である。図４Ｂは図４Ａよ
り、低抵抗膜の低抵抗化によって１．０Ｖの温度シフト
量が０．２Ｖ（１／５）以下に減少した。このようにＲ
を低減すれば温度シフトが抑圧できる。
構造として、先ず、ＰＫＧを変更せず（τpkg 一定）温
特シフト改善する実施の形態を示す。τ（＝ＣSiO2・
Ｒ）のＲを１０8 Ω／□に低抵抗化したデバイス（図４
Ｂ）と、比較のためにＲが１０9 Ω／□程度の光デバイ
ス（図４Ａ）を同一ＰＫＧに搭載した。図４は、これら
の変調器にステップ温度変化（６５〜８５℃）を与えた
時の温度シフトの評価結果である。図４Ｂは図４Ａよ
り、低抵抗膜の低抵抗化によって１．０Ｖの温度シフト
量が０．２Ｖ（１／５）以下に減少した。このようにＲ
を低減すれば温度シフトが抑圧できる。
【００２９】Ｒの減少によって、温度シフトの抑圧が立
証されたが、実際に光デバイスを製造する上で、Ｒには
成膜方法毎に最適な範囲がある。たとえば低抵抗膜とし
て知られるアモルファス半導体の成膜方法は、蒸着、ス
パッタ、ＣＶＤ、ＭＢＥ等があるが、スパッタ成膜を例
としてあげる。スパッタによるアモルファス半導体成膜
では、低抵抗化にはスパッタ電力を下げるか、スパッタ
ガス圧を上げることが有効である。しかし、スパッタ電
力が最適な条件から離れた条件下では、成膜時に欠陥が
多く発生し、この結果抵抗値の再現性が低くなる。この
ように膜の抵抗値がばらつくと、デバイス内部において
も、成膜領域毎にＲが異なり、製造したデバイスの歩留
まりが低下する。従って、成膜されたＳｉ膜の抵抗値が
安定な領域で成膜することが温度シフトの低減の歩留ま
りを維持するために必要である。同様に、スパッタ時の
ガス圧を高圧化した場合も、過度に高圧するとスパッタ
成膜時のプラズマが不安定となって、膜の抵抗値の再現
性が低くなってしまう。このように各成膜方法毎に最適
なＳｉ抵抗値の範囲がある。上記実施の形態において、
低抵抗膜をスパッタ製造方法で構成することができる。
図１において、式（１）のＲに相当するのは、低抵抗膜
の抵抗値である。上記の実施例の形態において、低抵抗
膜４として半導体膜を用いる場合は、抵抗値の範囲とし
て１０9 Ω／□未満が望ましい。なぜなら、図４より、
温度シフトが１／５以下に低減できているからである。
更に本実施の形態は、スパッタ成膜以外で形成された低
抵抗膜に変更してもよい。成膜方法として、ＣＶＤ、Ｍ
ＢＥ等の方法によって、再現よく低抵抗値を確保できれ
ば可能な限り低い抵抗値が望ましい。低抵抗膜として
は、半導体膜だけでなく、導体膜や有機系導電性膜も使
用できる。
証されたが、実際に光デバイスを製造する上で、Ｒには
成膜方法毎に最適な範囲がある。たとえば低抵抗膜とし
て知られるアモルファス半導体の成膜方法は、蒸着、ス
パッタ、ＣＶＤ、ＭＢＥ等があるが、スパッタ成膜を例
としてあげる。スパッタによるアモルファス半導体成膜
では、低抵抗化にはスパッタ電力を下げるか、スパッタ
ガス圧を上げることが有効である。しかし、スパッタ電
力が最適な条件から離れた条件下では、成膜時に欠陥が
多く発生し、この結果抵抗値の再現性が低くなる。この
ように膜の抵抗値がばらつくと、デバイス内部において
も、成膜領域毎にＲが異なり、製造したデバイスの歩留
まりが低下する。従って、成膜されたＳｉ膜の抵抗値が
安定な領域で成膜することが温度シフトの低減の歩留ま
りを維持するために必要である。同様に、スパッタ時の
ガス圧を高圧化した場合も、過度に高圧するとスパッタ
成膜時のプラズマが不安定となって、膜の抵抗値の再現
性が低くなってしまう。このように各成膜方法毎に最適
なＳｉ抵抗値の範囲がある。上記実施の形態において、
低抵抗膜をスパッタ製造方法で構成することができる。
図１において、式（１）のＲに相当するのは、低抵抗膜
の抵抗値である。上記の実施例の形態において、低抵抗
膜４として半導体膜を用いる場合は、抵抗値の範囲とし
て１０9 Ω／□未満が望ましい。なぜなら、図４より、
温度シフトが１／５以下に低減できているからである。
更に本実施の形態は、スパッタ成膜以外で形成された低
抵抗膜に変更してもよい。成膜方法として、ＣＶＤ、Ｍ
ＢＥ等の方法によって、再現よく低抵抗値を確保できれ
ば可能な限り低い抵抗値が望ましい。低抵抗膜として
は、半導体膜だけでなく、導体膜や有機系導電性膜も使
用できる。
【００３０】低抵抗膜の比抵抗を変えずに、Ｒを下げる
には、膜厚を増加させることも有効である。作製ウエハ
の全面に均一に低抵抗膜を形成するためには少なくとも
０．１μｍ以上の膜厚が必要であるため、０．１μｍ以
上が望ましい。また、表面や、膜内部に低抵抗膜より低
抵抗な膜を含む構成にしてもよい。特に、膜内部にさら
に低抵抗膜を形成することで光変調器等の光制御の電気
信号損失が抑えられる。その理由は、光変調器など光制
御の際に導波路に印加される電気信号はマイクロ波、ミ
リ波帯の電磁波であるため、表皮効果により低抵抗膜の
表面から数μｍ以下の領域に電界が漏洩するためであ
る。また、図２（ｃ）の等価回路から、低抵抗膜４の抵
抗値Ｒを決定するのは、バッファ層３との界面付近と基
板表面近傍であり、この領域近傍にのみさらに低抵抗な
低抵抗膜を予め形成しておくことも有効である。図５は
上記の例を示す光デバイスの断面図である。このように
低抵抗膜７をバッファ層３近傍に形成すると、Ｒはほと
んど低抵抗膜７の抵抗値によって決定され、低抵抗膜４
の影響を受けなくなる。従って、Ｒの低抵抗化と同時に
低抵抗膜４に関しては制限がなくなりデバイス製造が容
易になる。
には、膜厚を増加させることも有効である。作製ウエハ
の全面に均一に低抵抗膜を形成するためには少なくとも
０．１μｍ以上の膜厚が必要であるため、０．１μｍ以
上が望ましい。また、表面や、膜内部に低抵抗膜より低
抵抗な膜を含む構成にしてもよい。特に、膜内部にさら
に低抵抗膜を形成することで光変調器等の光制御の電気
信号損失が抑えられる。その理由は、光変調器など光制
御の際に導波路に印加される電気信号はマイクロ波、ミ
リ波帯の電磁波であるため、表皮効果により低抵抗膜の
表面から数μｍ以下の領域に電界が漏洩するためであ
る。また、図２（ｃ）の等価回路から、低抵抗膜４の抵
抗値Ｒを決定するのは、バッファ層３との界面付近と基
板表面近傍であり、この領域近傍にのみさらに低抵抗な
低抵抗膜を予め形成しておくことも有効である。図５は
上記の例を示す光デバイスの断面図である。このように
低抵抗膜７をバッファ層３近傍に形成すると、Ｒはほと
んど低抵抗膜７の抵抗値によって決定され、低抵抗膜４
の影響を受けなくなる。従って、Ｒの低抵抗化と同時に
低抵抗膜４に関しては制限がなくなりデバイス製造が容
易になる。
【００３１】また、Ｑ／ＣLNを小さくすると式（１）か
ら温度シフトの絶対値が減少する。Ｑは基板の結晶材料
によって決まり、強誘電体結晶では、自発電荷の大きさ
に比例する。一般に強誘電体結晶においては、自発電荷
量（自発分極）と、導波光制御時に用いる電気光学効果
は比例する。従って、低電力で光制御しつつ、自発電荷
を抑えることは困難である。一方、ＣLNを大きくするこ
とは可能である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）はその実
施例を表すデバイスの断面図である。図６（Ａ）では基
板厚ｔを薄くし、低抵抗膜の基板被覆長ｄを増やすこと
で、ＣLNを増加させる。特に基板厚ｔは０．８ｍｍ以下
がプロセス製造時の歩留まりの観点から望ましい。また
被覆長ｄは２μｍ以上であると光導波路に電界を与える
領域とほぼ同等であるのでデバイスサイズが最小になり
望ましい。また図６（Ｂ）では基板の一部に基板より高
誘電率の材料を形成し、等価的にコンデンサを並列に接
続した例である。このような図６（Ｂ）の構成と図６
（Ａ）を同時に用いても良い。
ら温度シフトの絶対値が減少する。Ｑは基板の結晶材料
によって決まり、強誘電体結晶では、自発電荷の大きさ
に比例する。一般に強誘電体結晶においては、自発電荷
量（自発分極）と、導波光制御時に用いる電気光学効果
は比例する。従って、低電力で光制御しつつ、自発電荷
を抑えることは困難である。一方、ＣLNを大きくするこ
とは可能である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）はその実
施例を表すデバイスの断面図である。図６（Ａ）では基
板厚ｔを薄くし、低抵抗膜の基板被覆長ｄを増やすこと
で、ＣLNを増加させる。特に基板厚ｔは０．８ｍｍ以下
がプロセス製造時の歩留まりの観点から望ましい。また
被覆長ｄは２μｍ以上であると光導波路に電界を与える
領域とほぼ同等であるのでデバイスサイズが最小になり
望ましい。また図６（Ｂ）では基板の一部に基板より高
誘電率の材料を形成し、等価的にコンデンサを並列に接
続した例である。このような図６（Ｂ）の構成と図６
（Ａ）を同時に用いても良い。
【００３２】上記各実施の形態において、式（６）のｋ
を１００以上とする構成をとることができる。これは、
Ｑ／ＣLNを制御できない場合やデバイス構造を変更でき
ない場合に、ＰＫＧの変更によって温度シフトを低減す
るために有効である。その際に、ｋを１００以上に設定
しておくと、一般に用いられている光制御デバイスを通
常の環境温度において使用する場合に、Ｑ／ＣLNは１０
以下であるので、図３より温度シフトの最大値が低減さ
れるため望ましい。
を１００以上とする構成をとることができる。これは、
Ｑ／ＣLNを制御できない場合やデバイス構造を変更でき
ない場合に、ＰＫＧの変更によって温度シフトを低減す
るために有効である。その際に、ｋを１００以上に設定
しておくと、一般に用いられている光制御デバイスを通
常の環境温度において使用する場合に、Ｑ／ＣLNは１０
以下であるので、図３より温度シフトの最大値が低減さ
れるため望ましい。
【００３３】上記各実施の形態において、低抵抗膜を形
成する場合に、低抵抗膜に膜と異なる種の元素をドーピ
ングしたり、成膜後に熱処理をする製造方法をとること
ができる。この製造方法は、半導体膜の抵抗値を制御す
る方法として、よく知られている。ドーピングは、例え
ばＧｅやＢ、Ｐなどを成膜原料に直接施してもよいし、
成膜後の膜自体にイオン打ち込み等の方法で行ってもよ
い。膜の抵抗値の再現性から、成膜原料にドーピングを
施した方が有効である。
成する場合に、低抵抗膜に膜と異なる種の元素をドーピ
ングしたり、成膜後に熱処理をする製造方法をとること
ができる。この製造方法は、半導体膜の抵抗値を制御す
る方法として、よく知られている。ドーピングは、例え
ばＧｅやＢ、Ｐなどを成膜原料に直接施してもよいし、
成膜後の膜自体にイオン打ち込み等の方法で行ってもよ
い。膜の抵抗値の再現性から、成膜原料にドーピングを
施した方が有効である。
【００３４】また、下地構造が複雑な場合に、成膜する
と、成膜速度が基板内で異なるために、膜の抵抗値が不
均一になることが有る。この場合、成膜後に純度のよい
ガス雰囲気中や、真空中にて１００℃〜３００℃におい
て数時間程度、加熱処理することで、膜の均一性が向上
する。特に、ガスとして、不活性ガスを用いると、加熱
処理時に表面反応も抑えられる。また、成膜後の熱処理
によって、抵抗値を制御する事も可能である。また、低
抵抗膜表面に電子線、紫外線等の電磁波エネルギーを与
え抵抗値を下げることも有効である。また、低抵抗膜形
成の際に下地をエッチングや化学反応によって一様に荒
らすことで、成膜開始時に、欠陥が発生し抵抗値を下げ
ることもできる。
と、成膜速度が基板内で異なるために、膜の抵抗値が不
均一になることが有る。この場合、成膜後に純度のよい
ガス雰囲気中や、真空中にて１００℃〜３００℃におい
て数時間程度、加熱処理することで、膜の均一性が向上
する。特に、ガスとして、不活性ガスを用いると、加熱
処理時に表面反応も抑えられる。また、成膜後の熱処理
によって、抵抗値を制御する事も可能である。また、低
抵抗膜表面に電子線、紫外線等の電磁波エネルギーを与
え抵抗値を下げることも有効である。また、低抵抗膜形
成の際に下地をエッチングや化学反応によって一様に荒
らすことで、成膜開始時に、欠陥が発生し抵抗値を下げ
ることもできる。
【００３５】低抵抗材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導
体から、ＩＴＯのような導体、有機系導電性材料をＣＶ
Ｄ、スパッタ、ディップコーティング、蒸着、ＭＢＥ等
の工程で形成する事ができる。
体から、ＩＴＯのような導体、有機系導電性材料をＣＶ
Ｄ、スパッタ、ディップコーティング、蒸着、ＭＢＥ等
の工程で形成する事ができる。
【００３６】また、デバイスの時定数τは式（１）から
ＣsiO2に比例しているため、ＣsiO2を減少させる構造
も、温度シフト低減に有効である。ＣsiO2はバッファ層
の誘電率、電極面積に比例し、電極間隔に反比例する。
誘電率は成膜条件、原料を選択し、４以下に成膜するこ
とも有効である。デバイスの電極長は、電極面積に比例
するから０．４２ｍｍ2 以下が望ましい。バッファ層厚
は厚くするとＣsiO2が減少するので、０．９μｍ以上形
成しておくこともできる。
ＣsiO2に比例しているため、ＣsiO2を減少させる構造
も、温度シフト低減に有効である。ＣsiO2はバッファ層
の誘電率、電極面積に比例し、電極間隔に反比例する。
誘電率は成膜条件、原料を選択し、４以下に成膜するこ
とも有効である。デバイスの電極長は、電極面積に比例
するから０．４２ｍｍ2 以下が望ましい。バッファ層厚
は厚くするとＣsiO2が減少するので、０．９μｍ以上形
成しておくこともできる。
【００３７】上記各実施の形態において、式（３）のτ
を５以下とする構成をとることができる。一般的な光デ
バイスとして、図４で評価した光変調器を考える。電極
長４０ｍｍ、バッファ層３の誘電率４、膜厚１μｍ、低
抵抗膜４の比抵抗１０4 Ωｃｍ、膜厚０．１μｍとして
時定数を求めると、５程度になり、１℃／分程度の温度
変化を受けた場合に基板表面に発生する電荷量を中和す
ることができる。温度が１℃／分より急激に変化する場
合は、τをさらに小さくする必要がある。時定数と温度
変化の比が一定になるようにすれば、同様に温度シフト
の低減できるため望ましい。
を５以下とする構成をとることができる。一般的な光デ
バイスとして、図４で評価した光変調器を考える。電極
長４０ｍｍ、バッファ層３の誘電率４、膜厚１μｍ、低
抵抗膜４の比抵抗１０4 Ωｃｍ、膜厚０．１μｍとして
時定数を求めると、５程度になり、１℃／分程度の温度
変化を受けた場合に基板表面に発生する電荷量を中和す
ることができる。温度が１℃／分より急激に変化する場
合は、τをさらに小さくする必要がある。時定数と温度
変化の比が一定になるようにすれば、同様に温度シフト
の低減できるため望ましい。
【００３８】上記各実施の形態において、ＰＫＧの材料
を定圧比熱が３７３Ｋで、０．５２Ｊ・Ｋ-1・ｇ-1以上
の材料で構成することができる。ＰＫＧ材料の比熱が大
きくするとＰＫＧの熱容量ＣPKG を大きくなる。ＣPKG
を大きくすると、式（３）からτPKG が大きくなり、Ｋ
が大きくなる。Ｋを大きくできれば、式（６）に従っ
て、温度シフトの最大値が減少する。特に無機化合物や
油などの液体は金属より１０倍以上の熱容量を持つ材料
があり、温度シフト抑圧に有効である。また、ＰＫＧの
熱抵抗ＲPKG を大きくすると、ｋが増加する。熱抵抗は
熱伝導率の逆数であるので、熱伝導率が、３００Ｋにお
いて、１６．５Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下であると、温度シフ
ト減少に有効である。特に、液体には金属より１桁以上
低い熱伝導率の材料があり、これによると式（６）に従
って温度シフトが減少する。例として、τPKG の異なる
ＰＫＧに同等のデバイスを搭載して温度シフトの評価し
た。図７は６５℃から８５℃の温度変化における評価結
果で、横軸は時間変化、縦軸は温度シフト量を表してい
る。図７ＢのＰＫＧの質量は図７Ａの１０倍程度であ
る。ＰＫＧのτPKG は比熱／熱伝導率に比例し、この比
の値は、図７Ｂの方が１２倍程度大きい。図７より、こ
の比の大きいＰＫＧの方が温度シフトが低減されてお
り、式（６）から予想される結果となった。
を定圧比熱が３７３Ｋで、０．５２Ｊ・Ｋ-1・ｇ-1以上
の材料で構成することができる。ＰＫＧ材料の比熱が大
きくするとＰＫＧの熱容量ＣPKG を大きくなる。ＣPKG
を大きくすると、式（３）からτPKG が大きくなり、Ｋ
が大きくなる。Ｋを大きくできれば、式（６）に従っ
て、温度シフトの最大値が減少する。特に無機化合物や
油などの液体は金属より１０倍以上の熱容量を持つ材料
があり、温度シフト抑圧に有効である。また、ＰＫＧの
熱抵抗ＲPKG を大きくすると、ｋが増加する。熱抵抗は
熱伝導率の逆数であるので、熱伝導率が、３００Ｋにお
いて、１６．５Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以下であると、温度シフ
ト減少に有効である。特に、液体には金属より１桁以上
低い熱伝導率の材料があり、これによると式（６）に従
って温度シフトが減少する。例として、τPKG の異なる
ＰＫＧに同等のデバイスを搭載して温度シフトの評価し
た。図７は６５℃から８５℃の温度変化における評価結
果で、横軸は時間変化、縦軸は温度シフト量を表してい
る。図７ＢのＰＫＧの質量は図７Ａの１０倍程度であ
る。ＰＫＧのτPKG は比熱／熱伝導率に比例し、この比
の値は、図７Ｂの方が１２倍程度大きい。図７より、こ
の比の大きいＰＫＧの方が温度シフトが低減されてお
り、式（６）から予想される結果となった。
【００３９】また同一材料の同一体積であっても、表面
積を大きくすると、放熱効率が良くなる。例えば、ＰＫ
Ｇを構成する単位要素の形状が球であると、単位体積当
たり表面積／体積比が２．２程度であるのに対して、す
べての単位構成要素を立方体で形成するとこの比は６に
なり、放熱効率が２倍以上になる。したがって、ＰＫＧ
の構成要素は立方体要素を含むと、τPKG が下がる。こ
の他にも、表面積を増加させる方法は電源回路、マイク
ロプロセッサ等で利用されているヒートシンク部の構造
が利用できる。
積を大きくすると、放熱効率が良くなる。例えば、ＰＫ
Ｇを構成する単位要素の形状が球であると、単位体積当
たり表面積／体積比が２．２程度であるのに対して、す
べての単位構成要素を立方体で形成するとこの比は６に
なり、放熱効率が２倍以上になる。したがって、ＰＫＧ
の構成要素は立方体要素を含むと、τPKG が下がる。こ
の他にも、表面積を増加させる方法は電源回路、マイク
ロプロセッサ等で利用されているヒートシンク部の構造
が利用できる。
【００４０】本発明は、導波路を用いた光変調器、光ス
イッチ、光フィルタ、光アイソレータ、光カップラ、光
センサー等において実施することができる。なお、本発
明は上記各実施例に限定されず、本発明の技術思想の範
囲内において、各実施例は適宜変更され得ることは明ら
かである。
イッチ、光フィルタ、光アイソレータ、光カップラ、光
センサー等において実施することができる。なお、本発
明は上記各実施例に限定されず、本発明の技術思想の範
囲内において、各実施例は適宜変更され得ることは明ら
かである。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
強誘電体結晶表面に形成された光導波路からなる光制御
デバイスにおいて、その構成要素の抵抗値、容量、熱容
量、熱伝導率を制御した構成によって、無バイアス温度
シフトの抑圧を実現した光制御デバイスおよびその製造
方法を提供することができる。このような構成によっ
て、基板が温度変化した時に表面に発生する電荷を短時
間で中和することができ、温度変化時に動作点シフトを
抑圧できる。
強誘電体結晶表面に形成された光導波路からなる光制御
デバイスにおいて、その構成要素の抵抗値、容量、熱容
量、熱伝導率を制御した構成によって、無バイアス温度
シフトの抑圧を実現した光制御デバイスおよびその製造
方法を提供することができる。このような構成によっ
て、基板が温度変化した時に表面に発生する電荷を短時
間で中和することができ、温度変化時に動作点シフトを
抑圧できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の構造を示す斜視図
である。
である。
【図２】本発明の動作を表す断面図である。 （Ａ）温度変化が無い場合の光デバイスの断面図 （Ｂ）温度変化の際に、基板の焦電効果によって発生し
た電荷分布 （Ｃ）温度シフトの等価回路
た電荷分布 （Ｃ）温度シフトの等価回路
【図３】本発明の原理を示すグラフである。
【図４】本発明を適用した光デバイスの温度シフト特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施の形態の構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明の他の実施の形態の構造を示す断面図で
ある。 （Ａ）低抵抗膜の被覆面積を大きく、基板厚を薄くする
構造 （Ｂ）基板に高誘電率材料を組み込む構造
ある。 （Ａ）低抵抗膜の被覆面積を大きく、基板厚を薄くする
構造 （Ｂ）基板に高誘電率材料を組み込む構造
【図７】本発明によるＰＫＧ材料の熱伝導、熱容量差に
起因した特性のグラフである。
起因した特性のグラフである。
【図８】従来の光制御デバイスの構造を示す断面図であ
る。
る。
１ 基板 ２ Ｔｉ拡散部（光導波路） ３ バッファ層 ４ 低抵抗膜 ５ 低抵抗膜の絶縁構造 ６ 電極 ７ 低抵抗膜２ ８ 高誘電体材料
Claims (9)
- 【請求項１】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路と導波路の一部に基板より低
誘電率のバッファ層が形成され、バッファ層と基板の一
部にこれら２層より低抵抗膜が形成されている光回路と
前記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波が
伝搬する信号電極とそれを挟む２つのアース電極を有
し、前記低抵抗膜が前記光導波路近傍で複数箇所絶縁さ
れている光制御デバイスにおいて、温度安定性を向上さ
せるために前記低抵抗膜の抵抗値を低く制御したことを
特徴とする光制御デバイス。 - 【請求項２】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路と導波路の一部に基板より低
誘電率のバッファ層が形成され、バッファ層と基板の一
部にこれら２層より低抵抗な膜が形成されている光回路
と前記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波
が伝搬する信号電極とそれを挟む２つのアース電極を有
し、前記低抵抗膜が前記光導波路近傍で複数箇所絶縁さ
れている光制御デバイスにおいて、温度安定性を向上さ
せるために低抵抗膜のシート抵抗が１０9 Ω／未満の範
囲であることを特徴とする光制御デバイス。 - 【請求項３】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路と導波路の一部に基板より低
誘電率のバッファ層が形成され、バッファ層と基板の一
部にこれら２層より低抵抗な膜が形成されている光回路
と前記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波
が伝搬する信号電極とそれを挟む２つのアース電極を有
し、前記低抵抗膜が前記光導波路近傍で複数箇所絶縁さ
れている光制御デバイスにおいて、温度安定性を向上さ
せるために前記低抵抗膜と前記バッファ層と前記信号電
極で形成されるコンデンサと抵抗の積が5秒以下である
ことを特徴とする光制御デバイス。 - 【請求項４】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路と導波路の一部に基板より低
誘電率のバッファ層が形成され、バッファ層と基板の一
部にこれら２層より低抵抗な膜が形成されている光回路
と前記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波
が伝搬する信号電極とそれを挟む２つのアース電極を有
し、前記低抵抗膜が前記光導波路近傍で複数箇所絶縁さ
れている光制御デバイスにおいて、温度安定性を向上さ
せるために前記低抵抗膜と前記バッファ層と前記信号電
極で形成されるコンデンサと抵抗の積と、光デバイスの
パッケージの比熱と熱伝導率の積の比が１００以上であ
ることを特徴とする光制御デバイス。 - 【請求項５】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路と導波路の一部に基板より低
誘電率のバッファ層が形成され、バッファ層と基板の一
部にこれら２層より低抵抗な膜が形成されている光回路
と前記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波
が伝搬する信号電極とそれを挟む２つのアース電極を有
し、前記低抵抗膜が前記光導波路近傍で複数箇所絶縁さ
れている光制御デバイスにおいて、温度安定性を向上さ
せるために前記基板膜厚は０．８ｍｍ以下であるか、あ
るいは前記低抵抗膜の絶縁箇所が少なくとも前記バッフ
ァ層から２μｍ以上離れていることを特徴とする光制御
デバイス。 - 【請求項６】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路と導波路の一部に基板より低
誘電率のバッファ層が形成され、バッファ層と基板の一
部にこれら２層より低抵抗な膜が形成されている光回路
と前記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波
が伝搬する信号電極とそれを挟む２つのアース電極を有
し、前記低抵抗膜が前記光導波路近傍で複数箇所絶縁さ
れている光制御デバイスにおいて、温度安定性を向上さ
せるために前記バッファ層と前記低抵抗膜の間にさらに
低抵抗な膜を形成することを特徴とする光制御デバイ
ス。 - 【請求項７】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路と導波路の一部に基板より低
誘電率のバッファ層が形成され、バッファ層と基板の一
部にこれら２層より低抵抗な膜が形成されている光回路
と前記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波
が伝搬する信号電極とそれを挟む２つのアース電極を有
し、前記低抵抗膜が前記光導波路近傍で複数箇所絶縁さ
れている光制御デバイスの製造方法において、前記低抵
抗膜がＳｉ膜であり、該Ｓｉ膜に不純物を導入するか、
該Ｓｉ膜に加熱処理を加えることを特徴とする光制御デ
バイスの製造方法。 - 【請求項８】上記請求項１から６のいずれかに記載の光
制御デバイスにおいて、デバイスパッケージの構成要素
に関して、単位体積における表面積／体積比が６以上で
あることを特徴とする光制御デバイス。 - 【請求項９】上記請求項１から６のいずれかに記載の光
制御デバイスにおいて、デバイスのパッケージの比熱と
熱伝導率との比が１．０以上であることを特徴とする光
制御デバイス。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23834598A JP3237620B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 光制御デバイスおよびその製造方法 |
| US09/378,721 US6385360B1 (en) | 1998-08-25 | 1999-08-23 | Light control device and a method for manufacturing the same |
| EP99116640A EP0982619A3 (en) | 1998-08-25 | 1999-08-25 | A light control device and a method for manufacturing the same |
| KR1019990035315A KR100364033B1 (ko) | 1998-08-25 | 1999-08-25 | 광 제어 장치 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23834598A JP3237620B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 光制御デバイスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000066157A true JP2000066157A (ja) | 2000-03-03 |
| JP3237620B2 JP3237620B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=17028828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23834598A Expired - Fee Related JP3237620B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 光制御デバイスおよびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6385360B1 (ja) |
| EP (1) | EP0982619A3 (ja) |
| JP (1) | JP3237620B2 (ja) |
| KR (1) | KR100364033B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1300957C (zh) * | 2003-09-18 | 2007-02-14 | 电子科技大学 | 超宽带集成光波导微波副载波电磁波接收器 |
| JPWO2021065578A1 (ja) * | 2019-10-04 | 2021-04-08 | ||
| US11689293B2 (en) | 2021-03-17 | 2023-06-27 | Fujitsu Optical Components Limited | Control device of modulating signal and method |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6891982B2 (en) * | 2001-05-25 | 2005-05-10 | Anritsu Corporation | Optical modulation device having excellent electric characteristics by effectively restricting heat drift |
| US7019882B1 (en) | 2002-03-21 | 2006-03-28 | Lockheed Martin Corporation | Generation of M-ary digital signaling constellations directly at lightwave frequencies |
| EP1730561B1 (en) | 2004-04-02 | 2008-08-13 | Northrop Grumman Corporation | Implementation of one or more optical waveguides in reduced optical material |
| JP2013037243A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Fujitsu Optical Components Ltd | 光変調器 |
| CN110989214B (zh) * | 2019-12-23 | 2022-12-27 | 武汉邮电科学研究院有限公司 | 一种电光调制器 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5153930A (en) | 1990-01-04 | 1992-10-06 | Smiths Industries Aerospace & Defense Systems, Inc. | Device employing a substrate of a material that exhibits the pyroelectric effect |
| JP2867560B2 (ja) * | 1990-03-02 | 1999-03-08 | 富士通株式会社 | 光導波路デバイス |
| JPH0419714A (ja) * | 1990-05-15 | 1992-01-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光デバイス |
| JPH0720176A (ja) * | 1993-07-07 | 1995-01-24 | Tokin Corp | 光電界センサ |
| JP3253815B2 (ja) | 1994-10-19 | 2002-02-04 | 日本パーオキサイド株式会社 | ステンレス鋼製器材の洗浄方法、及びその洗浄剤 |
| JP2894961B2 (ja) | 1994-11-18 | 1999-05-24 | 日本電気株式会社 | 光制御デバイス |
| JPH09236782A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Kyocera Corp | 光導波路デバイス |
| JPH09258152A (ja) * | 1996-03-21 | 1997-10-03 | Tdk Corp | 導波路型光デバイス |
| JP2850899B2 (ja) | 1997-04-21 | 1999-01-27 | 日本電気株式会社 | 光制御デバイス |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP23834598A patent/JP3237620B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-08-23 US US09/378,721 patent/US6385360B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-25 EP EP99116640A patent/EP0982619A3/en not_active Withdrawn
- 1999-08-25 KR KR1019990035315A patent/KR100364033B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1300957C (zh) * | 2003-09-18 | 2007-02-14 | 电子科技大学 | 超宽带集成光波导微波副载波电磁波接收器 |
| JPWO2021065578A1 (ja) * | 2019-10-04 | 2021-04-08 | ||
| WO2021065578A1 (ja) * | 2019-10-04 | 2021-04-08 | 国立大学法人東京工業大学 | 光変調素子 |
| JP7484925B2 (ja) | 2019-10-04 | 2024-05-16 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光変調素子 |
| US11689293B2 (en) | 2021-03-17 | 2023-06-27 | Fujitsu Optical Components Limited | Control device of modulating signal and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000017501A (ko) | 2000-03-25 |
| KR100364033B1 (ko) | 2002-12-11 |
| US6385360B1 (en) | 2002-05-07 |
| JP3237620B2 (ja) | 2001-12-10 |
| EP0982619A3 (en) | 2004-06-16 |
| EP0982619A2 (en) | 2000-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2867560B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
| US4609930A (en) | Thin film transistor | |
| US5101288A (en) | LCD having obliquely split or interdigitated pixels connected to MIM elements having a diamond-like insulator | |
| US20080170818A1 (en) | Humidity Tolerant Electro-Optic Device | |
| EP0554593B1 (en) | A method of manufacturing a device employing a substrate of a material that exhibits the pyroelectric effect | |
| EP0820644A2 (en) | Semiconductor device provided with transparent switching element | |
| JPH07199134A (ja) | 光導波路変調器中の温度効果を減すための光電子デバイス構造及び方法 | |
| JP3237620B2 (ja) | 光制御デバイスおよびその製造方法 | |
| JPS61232662A (ja) | 平坦な電気光学デイスプレイスクリーン用のダイオード型制御マトリツクスの組立て法及び同方法による平坦なスクリーン | |
| US7627200B2 (en) | Optical device | |
| JPH08146367A (ja) | 光制御デバイス | |
| JP4642356B2 (ja) | ニオブ酸リチウムデバイスを安定化させるための緩衝層構造 | |
| CN108390656A (zh) | 参量放大器及控制方法、液晶天线及显示面板、终端 | |
| JP2005515485A6 (ja) | ニオブ酸リチウムデバイスを安定化させるための緩衝層構造 | |
| JP2005515499A6 (ja) | ニオブ酸リチウムデバイスを安定化させるための緩衝層構造 | |
| JPH0561009A (ja) | 光導波路素子 | |
| JP3139712B2 (ja) | 光制御デバイス | |
| US5324549A (en) | Method of fabricating photoconductor coupled liquid crystal light valve | |
| KR100697365B1 (ko) | 프린지 필드 구동 액정 표시 장치 | |
| JPH09269469A (ja) | 光導波路デバイス | |
| EP1463973B1 (en) | Buffer layer structures for stabilization of a lithium niobate device | |
| JPH07159743A (ja) | 光導波路素子 | |
| JPH0815657A (ja) | 導波路型電気光学素子 | |
| JPH10104559A (ja) | 光導波路デバイス | |
| JPH0829745A (ja) | 光導波路デバイス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010904 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |