JP2000089185A - ピロ電気効果による熱エラ―を低減する集積光素子 - Google Patents
ピロ電気効果による熱エラ―を低減する集積光素子Info
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- 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
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- 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
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】温度変化にさらされた時に改善される性能を伴
う集積光素子を提供する。 【解決手段】光素子または集積光素子またはＭＩＯＣ
は、上面１２、＋Ｚ面１４および−Ｚ面１６を有する。
素子は、リチウム ニオブ酸縁等の高い電子−光係数を
有する結晶から形成される。開示される光素子の部品を
方向付ける目的で、＋Ｚ結晶軸が＋Ｚ面から外側に伸
び、このＺ軸は、それを横断して熱電気効果が示される
軸となる。上面はＺ軸と直交している。上面上の入力導
波路１８は、入力ポート２０から光信号を受信し、この
信号を導波路ネットワークを介して、導波路ネットワー
クを出力ポートに接続する出力導波路２６に通す。＋Ｚ
および−Ｚ面の一部は、伝導性被覆物で少なくとも部分
的に被覆される。伝導パスが＋Ｚおよび−Ｚ面を結合し
て、光素子の温度変化と熱電気効果に起因して電荷差が
＋Ｚおよび−Ｚ面間に展開するのを防止する。
う集積光素子を提供する。 【解決手段】光素子または集積光素子またはＭＩＯＣ
は、上面１２、＋Ｚ面１４および−Ｚ面１６を有する。
素子は、リチウム ニオブ酸縁等の高い電子−光係数を
有する結晶から形成される。開示される光素子の部品を
方向付ける目的で、＋Ｚ結晶軸が＋Ｚ面から外側に伸
び、このＺ軸は、それを横断して熱電気効果が示される
軸となる。上面はＺ軸と直交している。上面上の入力導
波路１８は、入力ポート２０から光信号を受信し、この
信号を導波路ネットワークを介して、導波路ネットワー
クを出力ポートに接続する出力導波路２６に通す。＋Ｚ
および−Ｚ面の一部は、伝導性被覆物で少なくとも部分
的に被覆される。伝導パスが＋Ｚおよび−Ｚ面を結合し
て、光素子の温度変化と熱電気効果に起因して電荷差が
＋Ｚおよび−Ｚ面間に展開するのを防止する。
Description
【０００１】
【関連出願】本出願は、ケネス・ダブリュ・シェーファ
ー（Kenneth W. Shafer ）等による“熱電気効果による
集積光素子における熱エラーの減少方法および装置"に
関する１９９８年３月３１日出願の仮特許出願６０／０
８０，２６０から形式化された優先権主張出願である。
ー（Kenneth W. Shafer ）等による“熱電気効果による
集積光素子における熱エラーの減少方法および装置"に
関する１９９８年３月３１日出願の仮特許出願６０／０
８０，２６０から形式化された優先権主張出願である。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積光素子または
デバイスの分野に関し、特に、たとえばリチウムニオブ
酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）基板上に形成される集積光回路を
有するもののような多機能集積光素子の分野に関する。
デバイスの分野に関し、特に、たとえばリチウムニオブ
酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）基板上に形成される集積光回路を
有するもののような多機能集積光素子の分野に関する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】集積光
素子は、導波路を含み、“Ｙ"、“Ｙ−Ｙ"もしくはスタ
ー分割器または結合器や、ＷＤＭ（Wavelength Depende
nt Couplers ；波長依存結合器）や変調器等の機能を実
行するように設計される。多機能は、個別インターフェ
ース光結合と関連する損失およびエラーを除去する単一
デバイス上に組み込まれる。
素子は、導波路を含み、“Ｙ"、“Ｙ−Ｙ"もしくはスタ
ー分割器または結合器や、ＷＤＭ（Wavelength Depende
nt Couplers ；波長依存結合器）や変調器等の機能を実
行するように設計される。多機能は、個別インターフェ
ース光結合と関連する損失およびエラーを除去する単一
デバイス上に組み込まれる。
【０００４】デバイスは、通常、低コストかつ高信頼性
で多数の同一コンポーネントを形成するために、従来の
フォトマスク、真空蒸着、化学槽およびエッチング技術
を使用してリチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）の３
乃至４インチウェハ上に多数製作される。上述の機能の
多くを実行できるＭＩＯＣ（Multifunction Integrated
Optical Chips or Components；多機能集積光素子また
はコンポーネント）または回路は、サニャック干渉計の
原理に頼る中および高精度光ファイバジャイロ（ＦＯＧ
Ｓ）または回転センサ、あるいは、高安定性を必要とす
るマッハ＝ゼンダーまたはミケルソン干渉計の原理に頼
るハイドロホン等の他の干渉計的光ファイバセンサの製
作に必要なものである。
で多数の同一コンポーネントを形成するために、従来の
フォトマスク、真空蒸着、化学槽およびエッチング技術
を使用してリチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）の３
乃至４インチウェハ上に多数製作される。上述の機能の
多くを実行できるＭＩＯＣ（Multifunction Integrated
Optical Chips or Components；多機能集積光素子また
はコンポーネント）または回路は、サニャック干渉計の
原理に頼る中および高精度光ファイバジャイロ（ＦＯＧ
Ｓ）または回転センサ、あるいは、高安定性を必要とす
るマッハ＝ゼンダーまたはミケルソン干渉計の原理に頼
るハイドロホン等の他の干渉計的光ファイバセンサの製
作に必要なものである。
【０００５】ＦＯＧＳの温度サイクル試験を実行してい
る間に観測された信号飽和に至った過渡効果の理由を調
べている間、発明者は、ふたがはずされたパッケージＭ
ＩＯＣの基部において放電またはアークを観測した。試
験ＭＩＯＣ素子は、リチウムニオブ酸塩（ＬｉＮｂ
Ｏ3 ）から作製されており、図１に示される関連技術デ
バイスとサイズが同じものであった。発明者は、この放
電を熱電気効果と関連付け、この幅のデバイスは、１℃
当たり１００ボルト以上の素子の２ｍｍ幅をを横切る電
圧を発生するだろうと算出した。
る間に観測された信号飽和に至った過渡効果の理由を調
べている間、発明者は、ふたがはずされたパッケージＭ
ＩＯＣの基部において放電またはアークを観測した。試
験ＭＩＯＣ素子は、リチウムニオブ酸塩（ＬｉＮｂ
Ｏ3 ）から作製されており、図１に示される関連技術デ
バイスとサイズが同じものであった。発明者は、この放
電を熱電気効果と関連付け、この幅のデバイスは、１℃
当たり１００ボルト以上の素子の２ｍｍ幅をを横切る電
圧を発生するだろうと算出した。
【０００６】観測された熱電気効果は、電荷差が温度変
化に起因してＭＩＯＣ素子の表面を横切って発生したと
いう調査を受けて、ＦＯＧパワーヒステリシス問題にも
関連があるかもしれないことが認められた。ヒステリシ
ス問題は、それ自体、ＦＯＧ計器が正または負の温度変
化に続いて負または正の温度変化がある間にまず使用さ
れるときに、ＦＯＧ計器の送信パワーのわずかな変化と
して表われる。素子の表面を横切って発生する電荷差
は、素子の表面を横切る電荷漏洩に至る。時間および温
度依存効果は、計器の送信パワーのわずかなヒステリシ
スと、光を伝播するＭＩＯＣ内の導波路の効率の一助と
なるように結合する。
化に起因してＭＩＯＣ素子の表面を横切って発生したと
いう調査を受けて、ＦＯＧパワーヒステリシス問題にも
関連があるかもしれないことが認められた。ヒステリシ
ス問題は、それ自体、ＦＯＧ計器が正または負の温度変
化に続いて負または正の温度変化がある間にまず使用さ
れるときに、ＦＯＧ計器の送信パワーのわずかな変化と
して表われる。素子の表面を横切って発生する電荷差
は、素子の表面を横切る電荷漏洩に至る。時間および温
度依存効果は、計器の送信パワーのわずかなヒステリシ
スと、光を伝播するＭＩＯＣ内の導波路の効率の一助と
なるように結合する。
【０００７】最初の解決法として、伝導性ペイントまた
は伝導性エポキシ樹脂が、試験素子の側面に塗布され
た。使用された接着剤は、不十分な伝導体であった。し
かしながら、試験は、飽和またはヒステリシス効果に起
因して以前に不合格だった計器が、修正された場合の受
け入れ試験に合格することができたことを証明した。素
子の＋および−Ｚ面（側面）と脚の金属被覆からなる解
決法が、飽和またはアーク化効果に対する解決法として
提案された。単語“脚"は、ここで使用される場合複数
の脚であると理解されるだろう。
は伝導性エポキシ樹脂が、試験素子の側面に塗布され
た。使用された接着剤は、不十分な伝導体であった。し
かしながら、試験は、飽和またはヒステリシス効果に起
因して以前に不合格だった計器が、修正された場合の受
け入れ試験に合格することができたことを証明した。素
子の＋および−Ｚ面（側面）と脚の金属被覆からなる解
決法が、飽和またはアーク化効果に対する解決法として
提案された。単語“脚"は、ここで使用される場合複数
の脚であると理解されるだろう。
【０００８】さらなる背景として、本出願において特徴
付けられるもののような集積光素子は、以下の関連米国
特許に見出されるもののいくつかと同じプロセスおよび
ステップを使用して形成される。たとえば、“高い電子
−光係数を有する多機能集積光素子を製作するプロセ
ス"として１９９１年１１月２６日に出願され、１９９
３年３月９日にチン・エル・チャン（Chin L. Chang ）
博士等に発行された米国特許第５，１９３，１３６号、
“集積光素子およびそれに光ファイバを接続する方法"
として１９８９年１２月１８日に出願され、１９９１年
９月１０日にチン・エル・チャン博士に発行された米国
特許第５，０４６，８０８号、“集積光素子およびＬｉ
ＮｂＯ3 に対してそれに光ファイバを取り付けるレーザ
溶発方法"として１９９３年６月２１日に出願され、１
９９５年２月２８日にチン・エル・チャン（Chin L. Ch
ang ）博士等に発行された米国特許第５，３９３，３７
１号、“電子−光導波路および位相変調器とその製作方
法"として１９９５年８月１５日にチン・エル・チャン
（Chin L. Chang ）博士等に発行された米国特許第５，
４４２，７１９号、および、“集積光素子への光ファイ
バの堅固な取り付け方法およびその製品"として１９８
９年２月１３日に出願され、１９９０年１２月１１日に
ジー・パブラス（G. Pavlath）博士に発行された米国特
許第４，９７６，５０６号に見出される。本出願は、ロ
ーリー・エル・ガンプ（Lorrie L. Gampp ）、グレゴリ
ー・エイ・ジマーマン（Gregory A. Zimmerman）、クリ
スチン・イー・ジョスリング（Christine E. Geosling
）およびジョン・ピー・ラーン（John P. Rahn）によ
る“ＭＩＯＣ（多機能集積光素子用の二用途入力電極構
造"、この内容は発行に依存する参照によりここに同様
に含まれる、に関する事件番号ＧＣＤ９８−２２に基づ
く米国特許出願と同時出願中である。
付けられるもののような集積光素子は、以下の関連米国
特許に見出されるもののいくつかと同じプロセスおよび
ステップを使用して形成される。たとえば、“高い電子
−光係数を有する多機能集積光素子を製作するプロセ
ス"として１９９１年１１月２６日に出願され、１９９
３年３月９日にチン・エル・チャン（Chin L. Chang ）
博士等に発行された米国特許第５，１９３，１３６号、
“集積光素子およびそれに光ファイバを接続する方法"
として１９８９年１２月１８日に出願され、１９９１年
９月１０日にチン・エル・チャン博士に発行された米国
特許第５，０４６，８０８号、“集積光素子およびＬｉ
ＮｂＯ3 に対してそれに光ファイバを取り付けるレーザ
溶発方法"として１９９３年６月２１日に出願され、１
９９５年２月２８日にチン・エル・チャン（Chin L. Ch
ang ）博士等に発行された米国特許第５，３９３，３７
１号、“電子−光導波路および位相変調器とその製作方
法"として１９９５年８月１５日にチン・エル・チャン
（Chin L. Chang ）博士等に発行された米国特許第５，
４４２，７１９号、および、“集積光素子への光ファイ
バの堅固な取り付け方法およびその製品"として１９８
９年２月１３日に出願され、１９９０年１２月１１日に
ジー・パブラス（G. Pavlath）博士に発行された米国特
許第４，９７６，５０６号に見出される。本出願は、ロ
ーリー・エル・ガンプ（Lorrie L. Gampp ）、グレゴリ
ー・エイ・ジマーマン（Gregory A. Zimmerman）、クリ
スチン・イー・ジョスリング（Christine E. Geosling
）およびジョン・ピー・ラーン（John P. Rahn）によ
る“ＭＩＯＣ（多機能集積光素子用の二用途入力電極構
造"、この内容は発行に依存する参照によりここに同様
に含まれる、に関する事件番号ＧＣＤ９８−２２に基づ
く米国特許出願と同時出願中である。
【０００９】上述の特許は各々、共通の譲受人、カルフ
ォルニア州ウッドランドヒルズのリトン システムズ社
を持っている。ここに引用された上述の特許は各々、集
積光素子または多機能集積光回路がどのようにして製作
されているかに関する背景情報を当業者に提供する目的
で、参照によりここに含まれる。
ォルニア州ウッドランドヒルズのリトン システムズ社
を持っている。ここに引用された上述の特許は各々、集
積光素子または多機能集積光回路がどのようにして製作
されているかに関する背景情報を当業者に提供する目的
で、参照によりここに含まれる。
【００１０】上述の特許に加えて、ＳＰＩＥ第４６０
巻，第４３ページの案内された波オプトエレクトロンク
ス材料の処理（１９８４）に問題のものが出ている、０
７７３３，ニュージャージー州ホルムデルのＡＴ＆Ｔベ
ル研究所のジャネット レアジャッケル（Janet Lehr J
ackel ）とキャサリン イー・ライス（Catherine E.Ri
ce ）による“プロトン交換されたリチウム ニオブ酸
塩導波路における短期間および長期間安定性"と題する
先行文書があった。
巻，第４３ページの案内された波オプトエレクトロンク
ス材料の処理（１９８４）に問題のものが出ている、０
７７３３，ニュージャージー州ホルムデルのＡＴ＆Ｔベ
ル研究所のジャネット レアジャッケル（Janet Lehr J
ackel ）とキャサリン イー・ライス（Catherine E.Ri
ce ）による“プロトン交換されたリチウム ニオブ酸
塩導波路における短期間および長期間安定性"と題する
先行文書があった。
【００１１】この出願は、特に、熱電気効果に起因する
素子の表面を横切る電位差になる温度変化の結果とし
て、光変調器として機能するように形成された集積光素
子に生じるエラーの減少方法および装置に向けられてい
る。
素子の表面を横切る電位差になる温度変化の結果とし
て、光変調器として機能するように形成された集積光素
子に生じるエラーの減少方法および装置に向けられてい
る。
【００１２】素子の表面を横切る電位差を発生する電磁
場は、素子のバルク温度の何かの変化によって引き起こ
される。素子を横切る温度勾配は、熱電気効果による電
位差を発生するために必要とされない。この効果は、素
子の温度がある値から他の値へ、たとえば室温から華氏
１００度へ変化する時はいつでも発生する。
場は、素子のバルク温度の何かの変化によって引き起こ
される。素子を横切る温度勾配は、熱電気効果による電
位差を発生するために必要とされない。この効果は、素
子の温度がある値から他の値へ、たとえば室温から華氏
１００度へ変化する時はいつでも発生する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、米国特許第５，４４２，
７１９号に示されるようなリチウム ニオブ酸塩の基板
１１上に形成され、＋Ｚ面１４と、対向する側にある−
Ｚ面１６とに対して直交する上面１２を有する光素子１
０の概略斜視図である。図４の断面図に示されるよう
に、＋Ｚ面および−Ｚ面１４，１６の一部は、伝導性エ
ポキシ樹脂または金属等の伝導性被覆物１５，１７で少
なくとも部分的に被覆されている。
７１９号に示されるようなリチウム ニオブ酸塩の基板
１１上に形成され、＋Ｚ面１４と、対向する側にある−
Ｚ面１６とに対して直交する上面１２を有する光素子１
０の概略斜視図である。図４の断面図に示されるよう
に、＋Ｚ面および−Ｚ面１４，１６の一部は、伝導性エ
ポキシ樹脂または金属等の伝導性被覆物１５，１７で少
なくとも部分的に被覆されている。
【００１４】素子１０は、高い電子−光係数を有する結
晶、たとえばリチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）か
ら形成されている。＋Ｚ面から外部に伸びる＋Ｚ結晶軸
と、上面１２から上方へ伸びる＋Ｘ軸と、長軸に沿って
右に伸びる＋Ｙ軸を示す結晶軸が示されている。Ｚ軸
は、熱電気効果が現われる軸である。Ｙ軸に沿った２０
ｍｍの長さ、Ｚ軸に沿った２ｍｍの幅およびＸ軸に沿っ
た１ｍｍの厚さは、例示的なものであり、典型的な光素
子１０のサイズがどんなものかを示すために提供されて
いるだけである。
晶、たとえばリチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）か
ら形成されている。＋Ｚ面から外部に伸びる＋Ｚ結晶軸
と、上面１２から上方へ伸びる＋Ｘ軸と、長軸に沿って
右に伸びる＋Ｙ軸を示す結晶軸が示されている。Ｚ軸
は、熱電気効果が現われる軸である。Ｙ軸に沿った２０
ｍｍの長さ、Ｚ軸に沿った２ｍｍの幅およびＸ軸に沿っ
た１ｍｍの厚さは、例示的なものであり、典型的な光素
子１０のサイズがどんなものかを示すために提供されて
いるだけである。
【００１５】図１の光素子は、偏向器、単一“Ｙ"分割
器および変調器の機能を併せ持ち、従来の光ファイバジ
ャイロに使用されているかもしれないようなＭＩＯＣ
（多機能集積光素子）を形成している。入力導波路１８
は、入力面２２上の入力ポート２０から受光する。入力
導波路は、“Ｙ"分岐２４で、出力面３０上の第１の出
力ポート２８に接続された第１の出力導波路２６と、出
力面３上の第２の出力ポート３４に接続された第２の出
力導波路３２に分岐している。入力および出力導波路
は、この場合には変調プレート３８ａ、３８ｂおよび３
８ｃを有する位相変調器と組み合わせられた“Ｙ"分割
器からなる導波路ネットワークに接続するかまたは当該
導波路ネットワークを構成する。
器および変調器の機能を併せ持ち、従来の光ファイバジ
ャイロに使用されているかもしれないようなＭＩＯＣ
（多機能集積光素子）を形成している。入力導波路１８
は、入力面２２上の入力ポート２０から受光する。入力
導波路は、“Ｙ"分岐２４で、出力面３０上の第１の出
力ポート２８に接続された第１の出力導波路２６と、出
力面３上の第２の出力ポート３４に接続された第２の出
力導波路３２に分岐している。入力および出力導波路
は、この場合には変調プレート３８ａ、３８ｂおよび３
８ｃを有する位相変調器と組み合わせられた“Ｙ"分割
器からなる導波路ネットワークに接続するかまたは当該
導波路ネットワークを構成する。
【００１６】図２は、図１の光素子の略平面図である。
図２は、電荷差が＋Ｚ面１４および−Ｚ面１６間に展開
しないように＋Ｚおよび−Ｚ面を伝導性保護塊５２ａ−
５２ｄおよび５０ａ−５０ｄを介して接続した電動パス
４０ａおよび４０ｂを示す。伝導性保護塊５２ａ−５２
ｄおよび５０ａ−５０ｄは、温度循環、またはそれぞれ
の脚に適用される金属被覆の品質の変化によって劣化す
るかもしれない伝導パス４０ａおよび４０ｂの信頼性を
増すために使用される。
図２は、電荷差が＋Ｚ面１４および−Ｚ面１６間に展開
しないように＋Ｚおよび−Ｚ面を伝導性保護塊５２ａ−
５２ｄおよび５０ａ−５０ｄを介して接続した電動パス
４０ａおよび４０ｂを示す。伝導性保護塊５２ａ−５２
ｄおよび５０ａ−５０ｄは、温度循環、またはそれぞれ
の脚に適用される金属被覆の品質の変化によって劣化す
るかもしれない伝導パス４０ａおよび４０ｂの信頼性を
増すために使用される。
【００１７】図３は、図２の側面図であり、光素子１０
の上面１２上の第１の脚４６を位示す。伝導性保護塊５
０ｂは、第１の脚４６の側面４４ｂと−ｚ面１６上の伝
導性被覆物１７間のギャップ５３ｂを橋絡している。伝
導性保護塊５０ｄは、第２の脚５４の−ｚ面上の伝導性
被覆物と−ｚ面１６上の伝導性被覆物１７間のギャップ
５３ｂを橋絡している。
の上面１２上の第１の脚４６を位示す。伝導性保護塊５
０ｂは、第１の脚４６の側面４４ｂと−ｚ面１６上の伝
導性被覆物１７間のギャップ５３ｂを橋絡している。伝
導性保護塊５０ｄは、第２の脚５４の−ｚ面上の伝導性
被覆物と−ｚ面１６上の伝導性被覆物１７間のギャップ
５３ｂを橋絡している。
【００１８】図４は、図２の断面線４−４でとられた図
３の断面図である。伝導パス４０ａは、第１の脚４６の
上面４２上に形成されている。伝導パス４０ａは、第１
の脚４６の側面４４ａ，４４ｂを覆って示されている。
第１の脚４６の底面４７は、上面４２の下で平行になっ
ている。底面４７は、光素子１０の上面１２に接合され
ている。
３の断面図である。伝導パス４０ａは、第１の脚４６の
上面４２上に形成されている。伝導パス４０ａは、第１
の脚４６の側面４４ａ，４４ｂを覆って示されている。
第１の脚４６の底面４７は、上面４２の下で平行になっ
ている。底面４７は、光素子１０の上面１２に接合され
ている。
【００１９】図４は、伝導保護塊５０ａが、脚４６の左
端上の伝導性被覆物４０ａから＋Ｚ面１４上の伝導性被
覆物１５までの伝導パスを提供していることを示す。伝
導塊５０ｂは、脚４６の右側部上の伝導性被覆物４０ａ
から光素子の−ｚ面１６上の伝導性被覆物までの伝導パ
スを提供すると共に、第１の脚４６の側面４４ｂと−Ｚ
面１６上の伝導性被覆物１７間のギャップ５３ｂを橋絡
している。
端上の伝導性被覆物４０ａから＋Ｚ面１４上の伝導性被
覆物１５までの伝導パスを提供していることを示す。伝
導塊５０ｂは、脚４６の右側部上の伝導性被覆物４０ａ
から光素子の−ｚ面１６上の伝導性被覆物までの伝導パ
スを提供すると共に、第１の脚４６の側面４４ｂと−Ｚ
面１６上の伝導性被覆物１７間のギャップ５３ｂを橋絡
している。
【００２０】光素子の＋Ｚ面上の伝導性被覆物１５と−
Ｚ面上の伝導性被覆物１７は、好適には金属である。再
び図３を参照すると、第１の脚４６は、光素子１０の入
力面２２と同平面となるように整列された突合せ面４９
を有する。第２の脚５４は、光素子１０の出力面３０と
同平面となるように整列された突合せ面５６を有する。
Ｚ面上の伝導性被覆物１７は、好適には金属である。再
び図３を参照すると、第１の脚４６は、光素子１０の入
力面２２と同平面となるように整列された突合せ面４９
を有する。第２の脚５４は、光素子１０の出力面３０と
同平面となるように整列された突合せ面５６を有する。
【００２１】図５は、入力面２２および対応する入力ポ
ート２０（図示しない）と同平面となるように整列され
た突合せ面４９を有する第１の脚４６と、出力面３０お
よび対応する導波路第１および第２の出力ポート２８，
３４と同平面となるように整列された突合せ面５６を有
する第２の脚５４の組み合わせを示す。各ケースにおい
て、第１の脚突合せ面４９または第２の脚突合せ面５６
と対応する光素子１０の端部との整列は、ピグテール５
８，６０，６２のような光ファイバピグテールを、前に
参照したパブラスの米国特許第４，９７５，５０６号に
開示されているような各入力または出力ポートに接合す
るための、各入力または出力面２２，３０と共に拡張ま
たは拡大された面を提供する。
ート２０（図示しない）と同平面となるように整列され
た突合せ面４９を有する第１の脚４６と、出力面３０お
よび対応する導波路第１および第２の出力ポート２８，
３４と同平面となるように整列された突合せ面５６を有
する第２の脚５４の組み合わせを示す。各ケースにおい
て、第１の脚突合せ面４９または第２の脚突合せ面５６
と対応する光素子１０の端部との整列は、ピグテール５
８，６０，６２のような光ファイバピグテールを、前に
参照したパブラスの米国特許第４，９７５，５０６号に
開示されているような各入力または出力ポートに接合す
るための、各入力または出力面２２，３０と共に拡張ま
たは拡大された面を提供する。
【００２２】図５の実施例では、各脚と、光素子の＋Ｚ
面および−Ｚ面上の伝導性被覆物４０ａ，４０ｂは、好
適には、真空蒸着またはスパッタリングでその上に蒸着
された金属である。脚は、好適には、リチウム ニオブ
酸塩結晶のウェハをスライスすることにより形成され
る。好適な実施例では、各脚は、その各＋Ｚ軸が光素子
の＋Ｚ軸と対向する方向に整列されるように、光素子上
に配置されている。
面および−Ｚ面上の伝導性被覆物４０ａ，４０ｂは、好
適には、真空蒸着またはスパッタリングでその上に蒸着
された金属である。脚は、好適には、リチウム ニオブ
酸塩結晶のウェハをスライスすることにより形成され
る。好適な実施例では、各脚は、その各＋Ｚ軸が光素子
の＋Ｚ軸と対向する方向に整列されるように、光素子上
に配置されている。
【００２３】図６は、パッケージデバイスの平面図であ
る。このパッケージデバイスは、典型的には、密封容器
６６と、そこから伸びる光ピグテール５８，６０，６２
と、位相変調器３６の電極３８ａ，３８ｂおよび３８ｃ
（図示しない）等の内部回路（図示しない）を駆動する
ために側面から伸びる電気接点とからなる。
る。このパッケージデバイスは、典型的には、密封容器
６６と、そこから伸びる光ピグテール５８，６０，６２
と、位相変調器３６の電極３８ａ，３８ｂおよび３８ｃ
（図示しない）等の内部回路（図示しない）を駆動する
ために側面から伸びる電気接点とからなる。
【００２４】図７は、密封容器６６に内蔵された光素子
１０を示すために線７−７でとられた図６の側断面図で
ある。光素子の＋Ｚ面および−Ｚ面は、金属等の伝導性
被覆物で被覆されている。光素子の底面は、保護容器６
６の取付面に伝導性接着剤７２で接合されている。接着
剤７２は、光素子１０のそれぞれの下部縁に沿って＋Ｚ
面１４および−Ｚ面１６上の金属被覆との直接接触を構
成することができる。この接着剤は、＋Ｚおよび−Ｚ面
間の電荷を放電させるために十分に伝導性を有するよう
にブレンドされている。
１０を示すために線７−７でとられた図６の側断面図で
ある。光素子の＋Ｚ面および−Ｚ面は、金属等の伝導性
被覆物で被覆されている。光素子の底面は、保護容器６
６の取付面に伝導性接着剤７２で接合されている。接着
剤７２は、光素子１０のそれぞれの下部縁に沿って＋Ｚ
面１４および−Ｚ面１６上の金属被覆との直接接触を構
成することができる。この接着剤は、＋Ｚおよび−Ｚ面
間の電荷を放電させるために十分に伝導性を有するよう
にブレンドされている。
【００２５】上述の他の実施例では、金属被覆された
脚、伝導性塊および伝導性接着剤７２または伝導性エポ
キシ樹脂は、＋Ｚ面上の伝導性被覆物を−Ｚ面状の伝導
性被覆物に導通接続する手段として提案されている。ま
た、２つの面を互いにまたは共通の端子に接続する電気
リード線または金フライングリード線が、＋Ｚ面上の伝
導性被覆物を−Ｚ面上の伝導性被覆物に導通接続する手
段を提供することを求められている。
脚、伝導性塊および伝導性接着剤７２または伝導性エポ
キシ樹脂は、＋Ｚ面上の伝導性被覆物を−Ｚ面状の伝導
性被覆物に導通接続する手段として提案されている。ま
た、２つの面を互いにまたは共通の端子に接続する電気
リード線または金フライングリード線が、＋Ｚ面上の伝
導性被覆物を−Ｚ面上の伝導性被覆物に導通接続する手
段を提供することを求められている。
【００２６】図２，３，４および５は、フライングリー
ド線を接合することができる接点パッドの一例として伝
導性保護塊５０ｃと組み合わせられる接合パッド７６を
示している。変調器プレート３８ａに至る回路トレース
７８が図２に示されている。接点パッド８２ａ，８２
ｂ，８２ｃは、変調器駆動回路に接続されている。＋Ｚ
面の伝導性被覆物１５を、−Ｚ面上の伝導性被覆物１７
と、図２に示されるように変調器パッド８２ａへの塊５
０ｃ、パッド７６およびトレース７８を介して変調回路
とに接続すると、伝導性被覆物が静電荷を浮遊させたり
収集したりするののが防止される。
ド線を接合することができる接点パッドの一例として伝
導性保護塊５０ｃと組み合わせられる接合パッド７６を
示している。変調器プレート３８ａに至る回路トレース
７８が図２に示されている。接点パッド８２ａ，８２
ｂ，８２ｃは、変調器駆動回路に接続されている。＋Ｚ
面の伝導性被覆物１５を、−Ｚ面上の伝導性被覆物１７
と、図２に示されるように変調器パッド８２ａへの塊５
０ｃ、パッド７６およびトレース７８を介して変調回路
とに接続すると、伝導性被覆物が静電荷を浮遊させたり
収集したりするののが防止される。
【００２７】実際上、変調器パッド８２ａおよび８２ｃ
は、互いに接続され、第１の信号源から駆動されるよう
に第１の接合パッドから光素子を出る。第１の信号源と
位相がずれている第２の信号源が、パッド８２ｂを駆動
する。第２のパッドは、パッド８２ｂに接続されてい
る。試験は、これが伝導性被覆物を接地して飽和問題を
なくすために受け入れ可能であることを示した。
は、互いに接続され、第１の信号源から駆動されるよう
に第１の接合パッドから光素子を出る。第１の信号源と
位相がずれている第２の信号源が、パッド８２ｂを駆動
する。第２のパッドは、パッド８２ｂに接続されてい
る。試験は、これが伝導性被覆物を接地して飽和問題を
なくすために受け入れ可能であることを示した。
【００２８】上面、＋Ｚ面、−Ｚ面を有する光素子であ
って、高い電子−光係数を有すると共に、少なくとも１
つの導波路入力ポートを備えた少なくとも１つの入力面
を有する光素子を製作するプロセスまたは方法は、１．
＋Ｚおよび−Ｚ面の少なくとも一部を伝導性被覆物で被
覆するステップと、２．＋Ｚ面上の導電性被覆物を−Ｚ
面上の伝導性被覆物に導通接続するステップとからな
る。
って、高い電子−光係数を有すると共に、少なくとも１
つの導波路入力ポートを備えた少なくとも１つの入力面
を有する光素子を製作するプロセスまたは方法は、１．
＋Ｚおよび−Ｚ面の少なくとも一部を伝導性被覆物で被
覆するステップと、２．＋Ｚ面上の導電性被覆物を−Ｚ
面上の伝導性被覆物に導通接続するステップとからな
る。
【００２９】この方法は、さらに、＋Ｚおよび−Ｚ面の
少なくとも一部を伝導性被覆物で被覆することにより、
より詳細には、真空蒸着を使用して＋Ｚおよび−Ｚ面を
金属被覆するステップにより特徴付けられる。また、こ
の方法またはプロセスは、底面と、第１および第２の側
面と、上面とを有するようにリチウム ニオブ酸塩から
なる少なくとも１つの脚を形成し、次いで、真空蒸着を
使用して脚の第１および第２の側面と上面とを金属被覆
することにより高められる。次いで、脚は位置決めさ
れ、脚の底面が、光素子の上面に接合される。足の表面
は金属被覆され、＋Ｚ面上の金属被覆から−Ｚ面上の金
属被覆まで導通ブリッジが形成される。
少なくとも一部を伝導性被覆物で被覆することにより、
より詳細には、真空蒸着を使用して＋Ｚおよび−Ｚ面を
金属被覆するステップにより特徴付けられる。また、こ
の方法またはプロセスは、底面と、第１および第２の側
面と、上面とを有するようにリチウム ニオブ酸塩から
なる少なくとも１つの脚を形成し、次いで、真空蒸着を
使用して脚の第１および第２の側面と上面とを金属被覆
することにより高められる。次いで、脚は位置決めさ
れ、脚の底面が、光素子の上面に接合される。足の表面
は金属被覆され、＋Ｚ面上の金属被覆から−Ｚ面上の金
属被覆まで導通ブリッジが形成される。
【００３０】伝導性接着剤からなる伝導性保護塊は、脚
の表面上の金属被覆を＋Ｚ面上の金属被覆と−Ｚ面上の
金属被覆とに導通接続するように配置される。これらの
伝導性保護塊は、たとえ金属が、脚と素子間の接合線
で、また高い応力になることがある素子の鋭い角で破損
しても、連続性が維持されるということを保証すること
にある。
の表面上の金属被覆を＋Ｚ面上の金属被覆と−Ｚ面上の
金属被覆とに導通接続するように配置される。これらの
伝導性保護塊は、たとえ金属が、脚と素子間の接合線
で、また高い応力になることがある素子の鋭い角で破損
しても、連続性が維持されるということを保証すること
にある。
【００３１】図８ａは、ウェハがサイの目に切られる前
の、ウェハ上の多数の光素子を示す。まず、リチウム
ニオブ酸塩からなる脚片７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４
ｄが、ウェハとその上の光素子の＋Ｚ軸方向に基づいて
要求される方向を持つように、各リチウム ニオブ酸塩
（ＬｉＮｂＯ3 ）片の＋Ｚ軸を向くように気を付けなが
ら、ウェハを横切って列の配置状態に接合される。
の、ウェハ上の多数の光素子を示す。まず、リチウム
ニオブ酸塩からなる脚片７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４
ｄが、ウェハとその上の光素子の＋Ｚ軸方向に基づいて
要求される方向を持つように、各リチウム ニオブ酸塩
（ＬｉＮｂＯ3 ）片の＋Ｚ軸を向くように気を付けなが
ら、ウェハを横切って列の配置状態に接合される。
【００３２】次いで、ウェハは、７８ａ，７８ｂ等の進
路に沿ってスライスされ、各々がその表面に取り付けら
れた２つの脚を有する光素子の縦列に分離される。次い
で、光素子は、細長い片として、すなわち個々の光素子
にスライスされた後マスクされ、マスクを通して光素子
の上面より上の位置からの金属の真空蒸着を可能にす
る。
路に沿ってスライスされ、各々がその表面に取り付けら
れた２つの脚を有する光素子の縦列に分離される。次い
で、光素子は、細長い片として、すなわち個々の光素子
にスライスされた後マスクされ、マスクを通して光素子
の上面より上の位置からの金属の真空蒸着を可能にす
る。
【００３３】金属は、各脚の上面と、光素子および脚の
側面とを覆うと共に、足の側面と光素子の金属被覆され
た側面との間のギャップに充填するように蒸着される。
側面とを覆うと共に、足の側面と光素子の金属被覆され
た側面との間のギャップに充填するように蒸着される。
【００３４】好適な伝導層は、変調器電極３８ａ−３８
ｃおよびパッド７６、８２ａ−８２ｃに使用されるのと
同一タイプの真空蒸着またはスパッタリングされた金属
である。最初にチタニウムで次に金属からなる複合層が
使用されることもある。プロセスに関して、脚の上部を
横断する伝導パス４０ａつまり帯金は、ウェハが以下の
プロセスまたは方法で特徴付けられるように脚の形に切
られる前に、ウェハの高さに置いても良い。
ｃおよびパッド７６、８２ａ−８２ｃに使用されるのと
同一タイプの真空蒸着またはスパッタリングされた金属
である。最初にチタニウムで次に金属からなる複合層が
使用されることもある。プロセスに関して、脚の上部を
横断する伝導パス４０ａつまり帯金は、ウェハが以下の
プロセスまたは方法で特徴付けられるように脚の形に切
られる前に、ウェハの高さに置いても良い。
【００３５】ウェハの平面図である図８ａを参照する
と、上面、＋Ｚ面、−Ｚ面を有する光素子の２列は、結
晶ウェハ上に形成され、結晶材料は、高い電子−光係数
を有する。各光素子は、少なくとも１つの入力面と、少
なくとも１つの導波路入力ポートとを備えている。この
方法は以下のステップからなる。すなわち、 １．従来方法を使用してリチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮ
ｂＯ3 ）からなるウェハ上に複数の光素子を形成するス
テップ、 ２．脚の製作に使用するための寸法にされた断面を有す
るリチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）からなる脚片
を形成するステップ、 ３．その＋Ｚ軸が光素子の＋Ｚ軸方向に対向している脚
片を、ウェハをサイの目に切る前に、ウェハの表面上に
光素子の縦列を横断する列のアレイ状態に位置決めして
接合するステップ、 ４．ダイアモンド鋸または他の手段を使用して光素子の
縦列を切り、図８ｂに示されるような光素子の縦列片を
形成するステップ、鋸で切られた光素子の縦列片は、露
出した光素子縁と、同平面関係で露出した脚側面とを有
する、 ５．光素子縁および脚側面を露出させかつ光素子の上面
および突合せ面を遮蔽するように光素子の縦列変をマス
クするステップ、 ６．露出した光素子縁と露出した脚の側面を金属被覆し
て、露出した光素子縁間に伝導パスまたはブリッジを形
成するステップ、 ７．金属被覆された光素子の縦列片をサイの目に切っ
て、個々の光素子を形成するステップ。
と、上面、＋Ｚ面、−Ｚ面を有する光素子の２列は、結
晶ウェハ上に形成され、結晶材料は、高い電子−光係数
を有する。各光素子は、少なくとも１つの入力面と、少
なくとも１つの導波路入力ポートとを備えている。この
方法は以下のステップからなる。すなわち、 １．従来方法を使用してリチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮ
ｂＯ3 ）からなるウェハ上に複数の光素子を形成するス
テップ、 ２．脚の製作に使用するための寸法にされた断面を有す
るリチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）からなる脚片
を形成するステップ、 ３．その＋Ｚ軸が光素子の＋Ｚ軸方向に対向している脚
片を、ウェハをサイの目に切る前に、ウェハの表面上に
光素子の縦列を横断する列のアレイ状態に位置決めして
接合するステップ、 ４．ダイアモンド鋸または他の手段を使用して光素子の
縦列を切り、図８ｂに示されるような光素子の縦列片を
形成するステップ、鋸で切られた光素子の縦列片は、露
出した光素子縁と、同平面関係で露出した脚側面とを有
する、 ５．光素子縁および脚側面を露出させかつ光素子の上面
および突合せ面を遮蔽するように光素子の縦列変をマス
クするステップ、 ６．露出した光素子縁と露出した脚の側面を金属被覆し
て、露出した光素子縁間に伝導パスまたはブリッジを形
成するステップ、 ７．金属被覆された光素子の縦列片をサイの目に切っ
て、個々の光素子を形成するステップ。
【００３６】図８ｂは、ウェハのスライスを示す。脚片
７４ａ−７４ｄが接合された後にウェハをスライスする
のは、図４に示される脚の側面と光素子の表面間の段を
除去するプロセスステップである。
７４ａ−７４ｄが接合された後にウェハをスライスする
のは、図４に示される脚の側面と光素子の表面間の段を
除去するプロセスステップである。
【００３７】脚が個々に取り付けられた場合、各脚の幅
（約２ｍｍ）は、典型的に、光素子の幅よりわずかに小
さい。脚の幅と光素子の幅のわずかな差は、図４に誇張
された仕方で示される段を生じる。
（約２ｍｍ）は、典型的に、光素子の幅よりわずかに小
さい。脚の幅と光素子の幅のわずかな差は、図４に誇張
された仕方で示される段を生じる。
【００３８】図９は、図８ｂの９−９のような断面線に
沿ってとられた断面図であり、金属被覆される被覆物が
どのように脚、光素子の側面を覆い、脚の上部と光素子
の側面間のギャップを橋絡するかを示す。脚と光素子の
側面の金属被覆が、十分に均一にかつ信頼できるように
展開されている場合は、伝導性保護塊の使用は除去して
も良い。
沿ってとられた断面図であり、金属被覆される被覆物が
どのように脚、光素子の側面を覆い、脚の上部と光素子
の側面間のギャップを橋絡するかを示す。脚と光素子の
側面の金属被覆が、十分に均一にかつ信頼できるように
展開されている場合は、伝導性保護塊の使用は除去して
も良い。
【００３９】図１０は、脚の上部を横断する伝導パス４
０ａが省略され、伝導パス４０ｃが基板１１の底部を横
断して配置される他の配置を示す。＋Ｚおよび−Ｚ面
は、脚の使用がない場合でさえ、基板１１の底面の金属
被覆で互いに短絡される。
０ａが省略され、伝導パス４０ｃが基板１１の底部を横
断して配置される他の配置を示す。＋Ｚおよび−Ｚ面
は、脚の使用がない場合でさえ、基板１１の底面の金属
被覆で互いに短絡される。
【００４０】各脚は、ノーランド８３Ｈ等の接着剤を使
用して光素子の上面に接合される。接着剤の層は、２ミ
クロンくらいの厚さにすることができる。接着剤の層
は、ある例では脚の側面に達せず、脚の下にわずかなギ
ャップ５３ａ，５３ｂを残しても良い。ギャップ５３
ａ，５３ｂは、図４において脚の左縁および右縁の下に
示される。スライスおよびサイの目に切る前にウェハ上
に脚片７４ａ−７４ｄを置くと、各々個別の脚の下によ
り均一な接合線が生じる。正しい極性を持つように脚を
整列して光素子上に接合することは、ウェハに脚片を接
合し、次いでウェハをスライスしかつサイの目に切るこ
とによって、より経済的に制御される。
用して光素子の上面に接合される。接着剤の層は、２ミ
クロンくらいの厚さにすることができる。接着剤の層
は、ある例では脚の側面に達せず、脚の下にわずかなギ
ャップ５３ａ，５３ｂを残しても良い。ギャップ５３
ａ，５３ｂは、図４において脚の左縁および右縁の下に
示される。スライスおよびサイの目に切る前にウェハ上
に脚片７４ａ−７４ｄを置くと、各々個別の脚の下によ
り均一な接合線が生じる。正しい極性を持つように脚を
整列して光素子上に接合することは、ウェハに脚片を接
合し、次いでウェハをスライスしかつサイの目に切るこ
とによって、より経済的に制御される。
【００４１】伝導層のこの最初の選択は、熱蒸着または
スパッタリングのどちらかにより蒸着された金属であ
る。しかしながら、高抵抗力スパッタリングされたパラ
ジュウム−金やグラファイトペイント等の他の被覆物を
使用しても良い。
スパッタリングのどちらかにより蒸着された金属であ
る。しかしながら、高抵抗力スパッタリングされたパラ
ジュウム−金やグラファイトペイント等の他の被覆物を
使用しても良い。
【００４２】本発明が開示され詳細に説明されたが、こ
れは、単なる一例としての例示のつもりであり、制限と
とられるべきものではないことが理解されるべきであ
る。本発明の精神と範囲は、付随の請求項の言葉によっ
てのみ制限されるべきものである。
れは、単なる一例としての例示のつもりであり、制限と
とられるべきものではないことが理解されるべきであ
る。本発明の精神と範囲は、付随の請求項の言葉によっ
てのみ制限されるべきものである。
【図１】典型的なデバイス寸法を示す“Ｙ結合器および
変調器"ＭＩＯＣの略斜視図である。
変調器"ＭＩＯＣの略斜視図である。
【図２】“Ｙ結合器および変調器"ＭＩＯＣの略平面図
であり、左側脚の左側面が素子の左端部と同平面にある
ことを示すと共に伝導性塊を示す。
であり、左側脚の左側面が素子の左端部と同平面にある
ことを示すと共に伝導性塊を示す。
【図３】図２の概略“Ｙ結合器および変調器"ＭＩＯＣ
の側面図である。
の側面図である。
【図４】図２の線４−４でとられた図２の概略“Ｙ結合
器および変調器"ＭＩＯＣの断面図である。
器および変調器"ＭＩＯＣの断面図である。
【図５】図３の“Ｙ結合器および変調器"ＭＩＯＣの略
斜視図であり、素子の＋Ｚ軸に関連する脚の＋Ｚ軸の軸
方向を示す。
斜視図であり、素子の＋Ｚ軸に関連する脚の＋Ｚ軸の軸
方向を示す。
【図６】パッケージ光素子デバイスの略平面図である。
【図７】線７−７にそってとられた図６のパッケージ光
素子の略側断面図であり、光素子は接着剤中に設置され
ている。
素子の略側断面図であり、光素子は接着剤中に設置され
ている。
【図８】８ａは、リチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂ
Ｏ3 ）からなる円形ウェハ上に形成されたＭＩＯＣデバ
イスの縦列と、スライス線７８ａ，７８ｂでスライスす
るための準備状態にあるＭＩＯＣデバイス上に配置さ
れ、ウェハに接合されているリチウム ニオブ酸塩（Ｌ
ｉＮｂＯ3 ）からなる横列片の略平面図である。８ｂ
は、スライス９ａ，９ｂおよび断面線９−９を示す。
Ｏ3 ）からなる円形ウェハ上に形成されたＭＩＯＣデバ
イスの縦列と、スライス線７８ａ，７８ｂでスライスす
るための準備状態にあるＭＩＯＣデバイス上に配置さ
れ、ウェハに接合されているリチウム ニオブ酸塩（Ｌ
ｉＮｂＯ3 ）からなる横列片の略平面図である。８ｂ
は、スライス９ａ，９ｂおよび断面線９−９を示す。
【図９】ＭＩＯＣ片の側面のスライスおよび金属被覆後
に断面線９−９でとられた図８ｂの拡大略断面図であ
る。
に断面線９−９でとられた図８ｂの拡大略断面図であ
る。
【図１０】ＭＩＯＣ片の基板の側面および底面のスライ
スおよび金属被覆後に断面線９−９でとられた図８ｂの
拡大略断面図である。
スおよび金属被覆後に断面線９−９でとられた図８ｂの
拡大略断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘンリー シー．アッビンク アメリカ合衆国．91361 カリフォルニア, ウエストレイク ヴィレッジ，フォールヴ ュー ロード 1884 (72)発明者 ジョン ピー．ラーン アメリカ合衆国．91361 カリフォルニア, ウエスト ヒルズ，ギルモア ストリート 22420 (72)発明者 クリスティン イー．ジオスリング アメリカ合衆国．91302 カリフォルニア, カラバサス，ギャリレー ストリート 22445 (72)発明者 グレゴリー エー．ツィマーマン アメリカ合衆国．84040 ユタ，レイトン, イースト 1975 ノース 2243
Claims (20)
- 【請求項１】 ＋Ｚ面および−Ｚ面に直交する上面を有
する光素子であって、高い電子−光係数を有する結晶か
らなり、＋Ｚ軸が前記＋Ｚ面から外側へ伸び、前記＋／
−Ｚ軸が、この軸を横切って熱電気効果が示される軸で
ある光素子と、 入力ポートから光信号を受信し、該信号を導波路ネット
ワークに結合するように接続された、前記上面上の少な
くとも第１の入力導波路と、 導波路ネットワークを出力ポートに接続する前記上面上
の少なくとも第１の出力導波路と、 伝導性被覆物で少なくとも部分的に被覆されている前記
＋Ｚおよび−Ｚ面の一部と、 電荷差が前記＋Ｚおよび−Ｚ面間に展開するのを防止す
るために前記＋Ｚおよび−Ｚ面を接続する伝導パスとか
らなる集積光素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の集積光素子において、さ
らに、 少なくとも第１の脚を含み、該第１の脚は、 光素子の上面に結合された底面と、光素子に結合され、
前記＋Ｚ面上の前記伝導性被覆物から前記−Ｚ面の前記
伝導性被覆物までの伝導パスを提供する伝導面とを備え
ている集積光素子。 - 【請求項３】 請求項１記載の集積光素子において、前
記＋Ｚ面上の前記伝導性被覆物と前記−Ｚ面上の前記伝
導性被覆物は、金属被覆面である集積光素子。 - 【請求項４】 請求項１記載の集積光素子において、さ
らに、 光素子の上面に結合された底面と、少なくとも導波路入
力ポートを備えた前記入力面と同平面になるように整列
されるか、または、光素子の導波路出力ポートを備えた
前記出力面と同平面になるように整列される突合せ面と
を有する少なくとも第１の脚を含み、 前記突合せ面は、光ファイバピグテールをそれぞれの入
力または出力ポートに接合するために、対応する前記入
力または出力面と共に拡張された面を提供し、 前記脚は、光素子に結合され、前記＋Ｚ面上の前記伝導
性被覆物から前記−Ｚ面の前記伝導性被覆物までの伝導
パスを提供する伝導面を備えている集積光素子。 - 【請求項５】 請求項１記載の集積光素子において、さ
らに、 少なくとも第１および第２の脚を含み、各脚は、光素子
の上面に結合された底面を有し、 前記少なくとも第１の脚が、光素子の前記入力ポートを
有する前記入力面と同平面になるように整列された突合
せ面を有するか、または、第２の脚が、光素子の前記導
波路出力ポートを備えた前記出力面と同平面になるよう
に整列された別の突合せ面を有し、それぞれの突合せ面
は、光ファイバピグテールをそれぞれの入力または出力
ポートに接合するために、対応する前記入力または出力
面と共に拡張された面を提供し、 各脚は、光素子に結合され、前記＋Ｚ面上の前記伝導性
被覆物から前記−Ｚ面の前記伝導性被覆物までの伝導パ
スを提供する伝導面を備えている集積光素子。 - 【請求項６】 請求項５記載の集積光素子において、各
脚の伝導面は、光素子に結合された金属被覆面であり、
前記＋Ｚ面上の前記伝導性被覆物から前記−Ｚ面の前記
伝導性被覆物までの伝導パスを提供する集積光素子。 - 【請求項７】 請求項１記載の集積光素子において、さ
らに、 光素子の前記上面に結合された底面と、少なくとも導波
路入力ポートを備えた前記入力面または光素子の導波路
出力ポートを備えた前記出力面と同平面になるように整
列された突合せ面とを有する少なくとも第１の脚を含
み、 前記脚は、光素子に結合された金属被覆面を有し、前記
＋Ｚ面上の前記伝導性被覆物から前記−Ｚ面の前記伝導
性被覆物までの伝導パスを提供し、 前記突合せ面は、光ファイバピグテールをそれぞれの入
力または出力ポートに接合するために、対応する前記入
力または出力面と共に拡張された面を提供する集積光素
子。 - 【請求項８】 請求項１記載の集積光素子において、さ
らに、 少なくとも第１および第２の脚を含み、各脚は、光素子
の上面に結合された底面を有し、 前記少なくとも第１の脚が、光素子の導波路入力ポート
を備えた光素子の前記入力面と同平面になるように整列
された突合せ面を有するか、または、第２の脚が、光素
子の導波路出力ポートを備えた光素子の前記出力面と同
平面になるように整列された別の突合せ面を有し、それ
ぞれの突合せ面は、光ファイバピグテールをそれぞれの
入力または出力ポートに接合するために、対応する前記
入力または出力面と共に拡張された面を提供し、 各脚は、光素子に結合された金属被覆面を有し、前記＋
Ｚ面上の前記伝導性被覆物から前記−Ｚ面の前記伝導性
被覆物までの伝導パスを提供する集積光素子。 - 【請求項９】 請求項１記載の集積光素子において、さ
らに、 少なくとも第１および第２の脚を含み、各脚は、光素子
の上面に結合された底面を有し、前記第１および第２の
脚は、リチウム ニオブ酸塩結晶から作られており、 前記少なくとも第１の脚が、光素子の前記入力面と同平
面になるように整列された突合せ面を有するか、また
は、第２の脚が、光素子の前記出力面と同平面になるよ
うに整列された別の突合せ面を有し、 各脚は、光素子に結合された金属被覆面を有し、前記＋
Ｚ面上の前記伝導性被覆物から前記−Ｚ面の前記伝導性
被覆物までの伝導パスを提供する集積光素子。 - 【請求項１０】 請求項１記載の集積光素子において、
さらに、 少なくとも第１および第２の脚を含み、各脚は、光素子
の上面に結合された底面を有し、前記第１および第２の
脚は、リチウム ニオブ酸塩結晶から作られており、各
脚は、光素子の＋Ｚ軸方向に対向するように整列された
＋Ｚ軸を有し、 前記少なくとも第１の脚が、光素子の前記入力面と同平
面になるように整列された突合せ面を有するか、また
は、第２の脚が、光素子の前記出力面と同平面になるよ
うに整列された別の突合せ面を有し、 各脚は、光素子に結合された金属被覆面を有し、前記＋
Ｚ面上の前記伝導性被覆物から前記−Ｚ面の前記伝導性
被覆物までの伝導パスを提供する集積光素子。 - 【請求項１１】 請求項１記載の集積光素子において、 光素子は、リチウム ニオブ酸塩結晶から作られてお
り、前記結晶の＋Ｚ軸は、前記＋Ｚ面と実質的に垂直な
方向に伸びるように方向付けられており、光素子の少な
くとも＋Ｚおよび−Ｚ面は、伝導性被覆物を形成するよ
うに金属被覆されており、 さらに、少なくとも第１および第２の脚を含み、各脚
は、光素子の上面に結合された底面を有し、 前記第１および第２の脚は、リチウム ニオブ酸塩結晶
から作られており、 各脚は、光素子の＋Ｚ軸方向に対向するように整列され
た各＋Ｚ軸を有し、 前記少なくとも第１の脚が、光素子の前記入力面と同平
面になるように整列された突合せ面を有するか、また
は、第２の脚が、光素子の前記出力面と同平面になるよ
うに整列された別の突合せ面を有し、 各脚は、光素子に結合された金属被覆面を有し、前記＋
Ｚ面上の前記伝導性被覆物から前記−Ｚ面の前記伝導性
被覆物までの伝導パスを提供し、 少なくとも１つの伝導性塊が、前記＋Ｚ面または−Ｚ面
から前記脚の金属被覆面までの伝導パスを提供するよう
に配置されている集積光素子。 - 【請求項１２】 請求項１記載の集積光素子において、 光素子は、リチウム ニオブ酸塩結晶から作られてお
り、前記結晶の＋Ｚ軸は、前記＋Ｚ面と実質的に垂直な
方向に伸びるように方向付けられており、光素子の少な
くとも＋Ｚおよび−Ｚ面は、伝導性被覆物を形成するよ
うに金属被覆され、さらに、光素子は、前記上面に対向
しかつ平行関係にある底面を含み、素子の前記底面は、
保護容器内の取付面に接着剤で接合されており、前記接
着剤は、それぞれの下部縁に沿って前記＋Ｚ面および−
Ｚ面上の金属被覆との直接接触を形成しており、前記接
着剤は、前記＋Ｚ面および−Ｚ面間に電荷差が展開する
のを防止するのに十分な伝導性になるように特徴付けら
れている集積光素子。 - 【請求項１３】 上面、＋Ｚ面および−Ｚ面を有する光
素子であって、高い電子−光係数を有する結晶から形成
された光素子と、 導波路ネットワークの第１の導波路に接続された少なく
とも１つの導波路入力ポートを有する少なくとも１つの
入力面と、 導波路ネットワークの第２の導波路に接続された少なく
とも１つの導波路出力ポートを有する少なくとも１つの
出力面と、 前記上面の真下にある底面と、 電荷差が前記＋Ｚおよび−Ｚ面間に展開するのを防止す
るために前記＋Ｚおよび−Ｚ面を接続する伝導パスを提
供する手段とからなる集積光素子。 - 【請求項１４】 請求項１３記載の集積光素子におい
て、光素子は、さらに、 前記＋Ｚ面から外側に伸びる＋Ｚ結晶軸を含み、＋Ｚ
面、−Ｚ面は、伝導性被覆物で被覆された少なくとも一
部を有し、 電荷差が前記＋Ｚおよび−Ｚ面間に展開するのを防止す
るために前記＋Ｚおよび−Ｚ面を接続する伝導パスを提
供する手段は、さらに、 光素子の前記上面に結合された底面と、脚上の伝導面と
を有する少なくとも第１の脚を含み、前記脚上の伝導面
は、光素子に結合され、前記＋Ｚ面上の前記伝導性被覆
物から前記−Ｚ面上の前記伝導性被覆物までの伝導パス
を提供する集積光素子。 - 【請求項１５】 請求項１３記載の集積光素子におい
て、光素子の＋Ｚ面および−Ｚ面は金属被覆されてお
り、光素子は、さらに、 前記＋Ｚ面から外側に伸びる＋Ｚ結晶軸を備えるように
特徴付けられており、 ＋Ｚ面および−Ｚ面を接続するように伝導パスを提供す
る手段は、さらに、 保護容器内の取付面と、 前記取付面と光素子の底面間に位置し、＋Ｚ面および−
Ｚ面の直接接触を形成する伝導性接着剤とを含み、前記
接着剤は、電荷差が前記＋Ｚおよび−Ｚ面間に展開する
のを防止するのに十分な伝導性になるように特徴付けら
れている集積光素子。 - 【請求項１６】 請求項１３記載の集積光素子におい
て、光素子は、さらに、 前記＋Ｚ面から外側に伸びる＋Ｚ結晶軸を含み、＋Ｚ面
および−Ｚ面は、伝導性被覆物で被覆されたそれらの面
の少なくとも一部を有し、 電荷差が前記＋Ｚおよび−Ｚ面間に展開するのを防止す
るために前記＋Ｚおよび−Ｚ面を接続する伝導パスを提
供する手段は、さらに、 光素子の前記上面に結合された底面と、光素子の前記＋
Ｚ面上の前記伝導性被覆物から前記−Ｚ面上の前記伝導
性被覆物までの伝導パスを提供する脚上の伝導面とを有
する少なくとも第１の脚と、 前記＋Ｚ面上の前記伝導性被覆物と前記脚上の伝導面間
のギャップにまたがるように配置された伝導性塊とを含
む集積光素子。 - 【請求項１７】 請求項１３記載の集積光素子におい
て、光素子は、さらに、 前記＋Ｚ面から外側に伸びる＋Ｚ結晶軸を含み、＋Ｚ面
および−Ｚ面は、伝導性被覆物で被覆されたそれらの面
の少なくとも一部を有し、 電荷差が前記＋Ｚおよび−Ｚ面間に展開するのを防止す
るために前記＋Ｚおよび−Ｚ面を接続する伝導パスを提
供する手段は、さらに、 各面が導通リード線の取付に適する金属被覆パッドを備
えた前記＋Ｚ面および−Ｚ面上の伝導性被覆物と、 前記＋Ｚ面上の前記金属被覆パッドに電気的に接合され
た第１の端部と、前記−Ｚ面上の前記金属被覆パッドに
電気的に接合された第２の端部とを有するリード線とを
含む集積光素子。 - 【請求項１８】 上面、＋Ｚ面および−Ｚ面を有する光
素子であって、高い電子−光係数を有すると共に少なく
とも１つの導波路入力ポートを備えた少なくとも１つの
入力面を有する結晶から形成される光素子の製造方法に
おいて、 前記＋Ｚ面および−Ｚ面の少なくとも一部に伝導性被覆
物を被覆するステップと、 前記＋Ｚ面上の前記伝導性被覆物を前記−Ｚ面上の前記
伝導性被覆物に導通接続するステップとからなる光素子
の製造方法。 - 【請求項１９】 請求項１８記載の光素子の製造方法に
おいて、前記＋Ｚ面および−Ｚ面の少なくとも一部に伝
導性被覆物を被覆するステップは、さらに、前記＋Ｚ面
および−Ｚ面を真空蒸着を使用して金属被覆するステッ
プを含み、 前記＋Ｚ面上の前記伝導性被覆物を前記−Ｚ面上の前記
伝導性被覆物に導通接続するステップは、さらに、 底面と、第１および第２の側面と、上面とを持つように
リチウム ニオブ酸塩からなる少なくとも１つの脚を形
成するステップと、 前記脚の前記第１および第２の側面と上面とを真空蒸着
を使用して金属被覆するステップと、 前記脚の前記底面を光素子の前記上面上に位置決めして
接合するステップと、 前記脚の前記面上の金属被覆を、前記＋Ｚ面上の金属被
覆および前記−Ｚ面上の金属被覆に導通接続するように
伝導性塊を配置するステップとからなり、 前記脚の前記面の金属被覆は、前記＋Ｚ面上の前記金属
被覆から前記−Ｚ面上の前記金属被覆までの導通ブリッ
ジを形成している光素子の製造方法。 - 【請求項２０】 上面、＋Ｚ面および−Ｚ面を有する光
素子であって、高い電子−光係数を有すると共に少なく
とも１つの導波路入力ポートを備えた少なくとも１つの
入力面を有する結晶から形成される光素子の製造方法に
おいて、 リチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）からなるウェハ
上に従来方法を使用して複数の光素子を形成するステッ
プと、 脚の製作に使用するためのサイズにされた断面を有する
リチウム ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）からなる細長い
片を形成するステップと、 前記ウェハをサイの目に切る前に、その＋Ｚ軸が光素子
の前記＋Ｚ軸方向に対向している前記細長い片を、前記
ウェハの表面上の光素子の縦列を横断する列のアレイ状
態で、位置決めして接合するステップと、 前記光素子の縦列をサイの目に切って、露出した光素子
縁と露出した脚側面とを有する光素子の縦列の細長い片
を形成するステップと、 前記光素子縁および前記脚側面を露出しかつ前記光素子
の前記上面を遮蔽するように、前記光素子縦列の細長い
片をマスクするステップと、 前記露出した光素子縁および前記露出した脚側面を金属
被覆して、前記露出した光素子縁間に導通ブリッジを形
成するステップと、 前記金属被覆された光素子縦列の細長い片をサイの目に
切って、個々の光素子を形成するステップとからなる光
素子の製造方法。
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