JP2001147337A - Optical waveguide element and method for manufacturing the optical waveguide element - Google Patents

Optical waveguide element and method for manufacturing the optical waveguide element

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JP2001147337A
JP2001147337A JP33158299A JP33158299A JP2001147337A JP 2001147337 A JP2001147337 A JP 2001147337A JP 33158299 A JP33158299 A JP 33158299A JP 33158299 A JP33158299 A JP 33158299A JP 2001147337 A JP2001147337 A JP 2001147337A
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optical waveguide
polishing
face
substrate
kpa
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JP33158299A
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Japanese (ja)
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Naotaka Mukoyama
尚孝 向山
Hideyori Osakabe
英資 長ケ部
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form satisfactory light incident and exit end faces, which are free of chipping and edge drooping by polishing at an optical waveguide element having an optical waveguide layer, consisting of Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3, having a high optoelectric coefficient. SOLUTION: This laminate, including the optical waveguide consisting of the Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3 (0<x<0.3, 0<y<1.0) and a protective substrate are fixed by the adhesive and are polished integrally in this state under polishing pressure of 100 or higher to 350 or lower kPa, so that the light incident and exit end faces are formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路素子及び
光導波路素子の製造方法に関し、詳しくは、研磨により
光入出射端面を形成する光導波路素子の製造方法と、該
製造方法により製造された光導波路素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide device and a method for manufacturing an optical waveguide device, and more particularly, to a method for manufacturing an optical waveguide device in which a light input / output end face is formed by polishing, and a method for manufacturing the same. The present invention relates to an optical waveguide device.

【0002】[0002]

【従来の技術】光デバイスの中でも、特に導波路型光変
調器、光スイッチといった光部品は、導波光として伝播
される光信号を制御する役割を有しており、このような
光部品の光導波路には、コーニング7059、BaO、
Nb25、Ta25、Al23、イオン交換ガラス等の
石英系材料、GaAs、GaAlAs、ZnS、ZnO
などの化合物半導体、PMMA、VTMS等の有機材
料、Ti熱拡散LiNbO 3、Nb熱拡散LiTaO3
イオン交換LiNbO3等の強誘電体材料などが用いら
れている。上記光導波路用材料の中でも、酸化物強誘電
体材料は、特に良好な音響光学効果または電気光学効果
を有しており、その例としては、LiNbO 3、BaT
iO3、PbTiO3、Pb1-xLaxZryTi1-y
1-x/43(xおよびyの値によりPZT、PLT、PL
ZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、KNbO3、Li
TaO3、SrxBa1-xNb26、PbxBa1-xNb2
6、Bi4Ti312、Pb2KNb515、K3Li2Nb5
15などが挙げられる。
2. Description of the Related Art Among optical devices, in particular, waveguide type optical modulators.
Optical components such as optical modulators and optical switches propagate as guided light.
Has the role of controlling the optical signal
Corning 7059, BaO,
NbTwoOFive, TaTwoOFive, AlTwoOThree, Ion exchange glass, etc.
Quartz-based material, GaAs, GaAlAs, ZnS, ZnO
Such as compound semiconductors and organic materials such as PMMA and VTMS
Material, Ti thermal diffusion LiNbO Three, Nb thermal diffusion LiTaOThree,
Ion exchange LiNbOThreeSuch as ferroelectric materials
Have been. Among the above optical waveguide materials, oxide ferroelectrics
Body material has a particularly good acousto-optic or electro-optic effect
And an example thereof is LiNbO Three, BaT
iOThree, PbTiOThree, Pb1-xLaxZryTi1-y)
1-x / 4OThree(PZT, PLT, PL depending on the values of x and y
ZT), Pb (Mg1/3Nb2/3) OThree, KNbOThree, Li
TaOThree, SrxBa1-xNbTwoO6, PbxBa1-xNbTwoO
6, BiFourTiThreeO12, PbTwoKNbFiveOFifteen, KThreeLiTwoNbFive
OFifteenAnd the like.

【0003】上記の通り酸化物強誘電体材料は種々ある
が、実際に作製された素子の殆どがLiNbO3やLi
TaO3を利用しており、BaTiO3、Pb1-x Lax
(Zr yTi1-y1-x/43等は、LiNbO3よりも非
常に高い電気光学係数を有する材料として知られてお
り、特に、PLZT(8/65/35:x=8%,y=
65%,1−y=35%)セラミックスは、LiNbO
3単結晶の電気光学係数が30.9pm/Vであるのに
対し、612pm/Vという高い電気光学係数を有して
いるにもかかわらず、あまり利用されていない。
As described above, there are various oxide ferroelectric materials.
However, most of the devices actually manufactured are LiNbOThreeAnd Li
TaOThreeUsing BaTiOThree, Pb1-xLax
(Zr yTi1-y)1-x / 4OThreeEtc. are LiNbOThreeThan non
Always known as a material with a high electro-optic coefficient
In particular, PLZT (8/65/35: x = 8%, y =
65%, 1-y = 35%) The ceramic is LiNbO
ThreeAlthough the electro-optic coefficient of the single crystal is 30.9 pm / V
On the other hand, it has a high electro-optic coefficient of 612 pm / V
Despite that, it is not used much.

【0004】このようにLiNbO3よりも良好な特性
を有している強誘電体が多いにも拘らず、実際に作製さ
れた素子の殆どがLiNbO3やLiTaO3を用いてい
る理由は、LiNbO3やLiTaO3については、単結
晶成長技術とそのウエハへのTi拡散やプロトン交換に
よる光導波路形成技術が確立しているが、LiNbO 3
やLiTaO3以外の材料を用いる場合には、エピタキ
シャル成長により単結晶薄膜を形成しなければならず、
従来の気相成長方法では実用レベルの品質の薄膜光導波
路を作製できなかったことにある。
[0004] Thus, LiNbOThreeBetter properties than
Despite the fact that many ferroelectrics have
Most of the devices are LiNbOThreeAnd LiTaOThreeUsing
The reason is that LiNbOThreeAnd LiTaOThreeAbout simple ties
Crystal growth technology and its diffusion to wafers and proton exchange
Optical waveguide forming technology has been established, but LiNbO Three
And LiTaOThreeWhen using materials other than
A single crystal thin film must be formed by char growth,
Conventional thin-film optical waveguides of practical quality with the vapor phase growth method
The road could not be created.

【0005】近年、上記問題を解決するために、固相エ
ピタキシャル成長により実用レベルの品質の薄膜光導波
路を作製する方法が提案されている。例えば、特開平7
−78508号公報には、固相エピタキシャル成長技術
により、高い電気光学係数を有するPb1-xLax(Zr
yTi1-y1-x/43などの材料においても実用レベルの
品質の薄膜光導波路を作製できることが記載されてい
る。
[0005] In recent years, in order to solve the above-mentioned problem, a method for producing a thin film optical waveguide having a practical level of quality by solid phase epitaxial growth has been proposed. For example, JP-A-7
Japanese Patent Application Laid-Open No. 78508/1995 discloses that Pb 1-x La x (Zr
It is described that a thin film optical waveguide having a practical level of quality can be produced even with a material such as y Ti 1-y ) 1-x / 4 O 3 .

【0006】しかしながら、エピタキシャル成長により
Pb1-x Lax(ZryTi1-y1-x /43からなる薄膜
光導波路が作製され、光導波路内の伝播損失が大幅に低
減されても、光ファイバーと光導波路とを良好に接続す
ることができなければ挿入損失が大きくなり、実際に素
子として利用することはできない。挿入損失を低減する
ためには、実装化の際に光ファイバーと光導波路とが精
度よく接続されていること、即ち、光ファイバーと光導
波路との界面で光の反射・散乱などが極力発生しないこ
とが要求される。このため、光導波路端面はチッピン
グ、スクラッチがない鏡面状に研磨されている。
However, thin-film optical waveguide consisting of Pb 1-x La x (Zr y Ti 1-y) 1-x / 4 O 3 by epitaxial growth is prepared, the propagation loss in the optical waveguide be greatly reduced If the optical fiber and the optical waveguide cannot be satisfactorily connected, the insertion loss increases, and the device cannot be actually used as an element. In order to reduce the insertion loss, the optical fiber and the optical waveguide must be accurately connected at the time of mounting, that is, reflection and scattering of light should not occur as much as possible at the interface between the optical fiber and the optical waveguide. Required. For this reason, the end face of the optical waveguide is polished to a mirror surface without chipping and scratching.

【0007】光導波路端面は、基板上に光導波路材料を
積層した光導波路基板に保護基板を接着し、所望の大き
さに切断した後に、切断面を研磨して形成されるが、研
磨時に研磨面の一部が欠ける「チッピング」や研磨面に
引掻き傷がつく「スクラッチ」、光導波路基板と保護基
板との接着部分に溜まった研磨剤により光導波路基板の
エッジ部分が深く研磨される「エッジだれ」と呼ばれる
欠陥が発生する場合がある。従来、このような欠陥の発
生を防止するため、種々の研磨対象について、それらに
適した研磨方法、研磨剤、研磨条件が検討されている。
The end face of the optical waveguide is formed by bonding a protective substrate to an optical waveguide substrate obtained by laminating an optical waveguide material on a substrate, cutting the protective substrate into a desired size, and polishing the cut surface. "Edge" in which the edge of the optical waveguide substrate is polished deeply by the abrasive that has accumulated in the bonding part between the optical waveguide substrate and the protective substrate, "chipping" where a part of the surface is chipped, "scratch" that scratches the polished surface A defect called "who" may occur. Conventionally, in order to prevent such defects from occurring, various polishing methods, polishing agents, and polishing conditions suitable for the objects to be polished have been studied.

【0008】光デバイスの研磨方法としてこれまでに種
々の研磨方法が提案されており、遊離砥粒を用いるラッ
ピング、固定砥粒を用いる砥石研磨、及び砥粒による機
械的作用と酸・アルカリによる化学的作用を併用したケ
モメカニカル研磨が主に用いられる。
Various polishing methods have been proposed as polishing methods for optical devices, including lapping using free abrasive grains, grinding stone polishing using fixed abrasive grains, mechanical action by abrasive grains, and chemical action by acid and alkali. Chemomechanical polishing combined with mechanical action is mainly used.

【0009】例えば、シリコンウエハの鏡面研磨は、光
デバイス精密加工ハンドブック((株)オプトロニクス
社)に記載されているように、通常ケモメカニカル研磨
により、ウエハを研磨定盤に押し付け、研磨剤としてコ
ロイダルシリカを用い、研磨圧力20kPa、定盤回転
数60rpmの条件下で鏡面加工されている。また、特
開平8−323604号公報には、炭化珪素の研磨方法
として、平均粒径1〜3mmのダイアモンド砥粒を含む
研磨液を用い、66kPa以下の研磨圧力で研磨する方
法が記載されている。また、1996年度精密光学秋季
大会学術講演会講演論文集59頁にはコロイダルセリウ
ムを用い、加工圧力を約7〜23kPaの範囲で変えて
水晶ウエハをポリシングする方法が記載されている。ま
た、1996年度精密光学会秋季大会学術講演会講演論
文集57頁には、レンズなどの光学材料に用いられてい
るMgO単結晶基板について、約44kPaの研磨圧力
下で、ZrO2が分散されpHを11とした研磨剤を使
用することにより、良好な平滑性を有する鏡面研磨を実
現できることが記載されている。
[0009] For example, mirror polishing of a silicon wafer is usually performed by chemomechanical polishing, as described in an optical device precision machining handbook (Optronics Co., Ltd.). It is mirror-finished using silica at a polishing pressure of 20 kPa and a platen rotation speed of 60 rpm. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-323604 describes a method of polishing silicon carbide using a polishing liquid containing diamond abrasive grains having an average particle diameter of 1 to 3 mm at a polishing pressure of 66 kPa or less as a method for polishing silicon carbide. . In addition, a method for polishing a quartz wafer by using colloidal cerium and changing the processing pressure in a range of about 7 to 23 kPa is described on page 59 of the proceedings of the 1996 Autumn Meeting of Precision Optics Academic Lecture Meeting. In addition, the page 57 of the 1996 Autumn Meeting of the Japan Society of Precision Optics Academic Lectures shows that, for a MgO single crystal substrate used for an optical material such as a lens, ZrO 2 is dispersed under a polishing pressure of about 44 kPa and pH is reduced. It is described that mirror polishing with good smoothness can be realized by using an abrasive having a particle size of 11.

【0010】上記の通り、炭化珪素、シリコン、水晶、
及びMgO単結晶等の光学材料の研磨時の研磨圧力は個
々の材料について異なるのが通常である。
As described above, silicon carbide, silicon, quartz,
Generally, the polishing pressure at the time of polishing an optical material such as a single crystal of MgO is different for each material.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エピタ
キシャル成長により作製されたPb1-xLax(Zry
1-y1-x/43からなる薄膜光導波路を有する光導波
路素子の端面形成方法については、確立した方法がない
のが現状である。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, it produced by epitaxial growth Pb 1-x La x (Zr y T
At present, there is no established method for forming an end face of an optical waveguide device having a thin film optical waveguide made of i 1-y ) 1-x / 4 O 3 .

【0012】従って、本発明の目的は、高い電気光学係
数を有するPb1-xLax(ZryTi1-y1-x/43から
なる光導波路層を有する光導波路素子に、研磨により、
チッピング、エッジだれが無い良好な光入出射端面を形
成する光導波路素子の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高い電気光学係数を有する
Pb1-xLax(ZryTi1-y1-x/43からなる光導波
路層を有し、エッジだれが無い良好な端面を有する光導
波路素子を提供することにある。
Accordingly, the objective is to Pb 1-x La x (Zr y Ti 1-y) 1-x / 4 O 3 optical waveguide element having an optical waveguide layer made of having a high electro-optic coefficient of the present invention, By polishing
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an optical waveguide device that forms a good light input / output end face without chipping or edge droop.
Another object of the present invention has an optical waveguide layer made of Pb 1-x La x (Zr y Ti 1-y) 1-x / 4 O 3 having a high electro-optic coefficient, the edge who no An object of the present invention is to provide an optical waveguide device having a good end face.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の光導波路素子の製造方法は、Pb
1-xLax(ZryTi1-y1-x/43(0<x<0.3,
0<y<1.0)からなる光導波路層を含む積層物と保
護基板とを、接着剤により固定した状態で、100kP
a以上350kPa以下の研磨圧力で、前記積層物と前
記保護基板とを一体に研磨することにより光入出射端面
を形成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an optical waveguide device according to the first aspect of the present invention comprises the steps of:
1-x La x (Zr y Ti 1-y) 1-x / 4 O 3 (0 <x <0.3,
0 <y <1.0), the laminate including the optical waveguide layer composed of 0 <y <1.0) and the
The light input / output end face is formed by integrally polishing the laminate and the protective substrate at a polishing pressure of not less than a and not more than 350 kPa.

【0014】請求項2に記載の光導波路素子の製造方法
は、請求項1の発明において、前記接着剤の弾性率が、
1GPa以上であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method of the first aspect, the elastic modulus of the adhesive is:
It is characterized by being at least 1 GPa.

【0015】請求項3に記載の光導波路素子の製造方法
は、請求項1または2の発明において、pHが10以上
であり、かつ平均粒径100nm以下のSiO2が分散
されている研磨剤を用いることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing an optical waveguide device according to the first or second aspect of the invention, wherein the polishing agent has a pH of 10 or more and SiO 2 having an average particle size of 100 nm or less is dispersed. It is characterized by using.

【0016】請求項4に記載の光導波路素子は、SrT
iO3基板または不純物をドープしたSrTiO3基板上
に、Pb1-xLax(ZryTi1-y1-x/43(0<x<
0.3,0<y<1.0)からなる光導波路層が形成さ
れた光導波路素子であって、下記式で定義される端面の
曲率が4°以下であることを特徴とする。
An optical waveguide device according to a fourth aspect of the present invention is an optical waveguide device comprising SrT
the iO 3 substrate or impurity-doped SrTiO 3 substrate, Pb 1-x La x ( Zr y Ti 1-y) 1-x / 4 O 3 (0 <x <
An optical waveguide device having an optical waveguide layer formed of 0.3, 0 <y <1.0), wherein the curvature of the end face defined by the following equation is 4 ° or less.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の光導波路素子及び
光導波路素子の製造方法について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical waveguide device and a method of manufacturing the optical waveguide device according to the present invention will be described in detail.

【0018】本発明で研磨加工の対象となるのは、図1
にその一例を示すように、単結晶基板11上にPb1-x
Lax(ZryTi1-y1-x/43(0<x<0.3,0
<y<1.0)からなる薄膜光導波路層13を積層した
積層物(以下、「光導波路基板」と称する)10であ
り、必要に応じてバッファ層12、クラッド層(図示せ
ず)等が設けられている。なお、薄膜光導波路層の形成
方法及び単結晶基板材料については後述する。
The object of the polishing process in the present invention is shown in FIG.
As an example, Pb 1-x is formed on a single crystal substrate 11 as shown in FIG.
La x (Zr y Ti 1- y) 1-x / 4 O 3 (0 <x <0.3,0
<Y <1.0) is a laminate (hereinafter referred to as “optical waveguide substrate”) 10 in which thin film optical waveguide layers 13 made of <y <1.0) are stacked, and a buffer layer 12, a cladding layer (not shown), and the like as necessary. Is provided. The method of forming the thin film optical waveguide layer and the material of the single crystal substrate will be described later.

【0019】本発明においては、図2に示すように、保
護基板14が薄膜光導波路層12上に重なるように上記
光導波路基板10と保護基板14とを接着剤16により
固定し、所望の大きさに切断した後に、その切断面18
を接着剤16により光導波路基板10が保護基板14に
固定された状態で一体に研磨することにより、光入出射
端面が形成される。なお、光導波路基板10は積層面に
垂直に切断されている。
In the present invention, as shown in FIG. 2, the optical waveguide substrate 10 and the protective substrate 14 are fixed with an adhesive 16 so that the protective substrate 14 overlaps the thin film optical waveguide layer 12, and the desired size is obtained. After cutting into pieces, the cut surface 18
Are integrally polished with the adhesive 16 in a state where the optical waveguide substrate 10 is fixed to the protective substrate 14, thereby forming a light input / output end face. Note that the optical waveguide substrate 10 is cut perpendicular to the lamination surface.

【0020】保護基板としては、パイレックス、ソーダ
ガラス、溶融石英、コーニング7059、BaO、Nb
25、Ta25、Al23、CeO2、TiO2などの公
知のガラス基板を用いることができる。
As the protective substrate, Pyrex, soda glass, fused quartz, Corning 7059, BaO, Nb
A known glass substrate such as 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Al 2 O 3 , CeO 2 , and TiO 2 can be used.

【0021】接着剤としては、光部品の組み立てに使う
公知の接着剤を使用することができるが、エッジだれの
発生を防止するため、弾性率が1GPa以上の接着剤を
用いることが好ましい。弾性率が1GPa未満である
と、100kPa以上の高い研磨圧力の下では、接着層
のみが選択的に研磨され易くなりエッジだれが発生し易
くなる。
As the adhesive, a known adhesive used for assembling optical components can be used, but it is preferable to use an adhesive having an elastic modulus of 1 GPa or more in order to prevent occurrence of edge dripping. When the elastic modulus is less than 1 GPa, under a high polishing pressure of 100 kPa or more, only the adhesive layer is liable to be selectively polished and edge dripping is likely to occur.

【0022】具体的には、カナダバルサム、不飽和ポリ
エステル樹脂系接着剤、室温硬化型または加熱硬化型エ
ポキシ樹脂系接着剤、アクリル系接着剤、シアノアクリ
レート系瞬間接着剤、UV硬化型接着剤、シリコーン系接
着剤などを挙げることができるが、短時間で接着し易い
UV硬化型接着剤が好ましい。また、UV硬化型接着剤に
は、エポキシ系、アクリレート系、ビニル系のUV硬化型
接着剤があるが、エッジだれが発生し難く、アルカリ性
の研磨剤を使用しても保護基板が脱離する虞がないこと
から、耐アルカリ性の脱環系エポキシ樹脂のUV硬化型接
着剤が特に好適に用いられる。
Specifically, Canadian balsam, unsaturated polyester resin-based adhesive, room temperature-curable or heat-curable epoxy resin-based adhesive, acrylic adhesive, cyanoacrylate-based instant adhesive, UV-curable adhesive, Silicone adhesives, etc. can be mentioned, but it is easy to adhere in a short time
UV curable adhesives are preferred. UV-curable adhesives include epoxy-based, acrylate-based, and vinyl-based UV-curable adhesives. Edge curling hardly occurs, and the protective substrate detaches even when an alkaline abrasive is used. Since there is no danger, a UV-curable adhesive made of an alkali-resistant decyclic epoxy resin is particularly preferably used.

【0023】研磨装置としては、例えば図3に示すよう
な研磨装置を用いることができる。図3に示す研磨装置
は、回転可能に配置された研磨パッド1と、被研磨物2
を固定するための治具3と、から構成されており、治具
3には研磨圧力を所定圧力に調節するための重り4が載
せられている。研磨剤タンク5には研磨剤を供給するた
めノズル6が設けられており、ノズル6は研磨パッド1
と被研磨物2の被研磨面とが接触する研磨部分近傍に配
置されている。被研磨物2は、治具3によりその被研磨
面が研磨パッド1と所定圧力で接触するように固定され
ており、研磨パッド1の矢印方向への回転により被研磨
面が所定圧力で研磨される。また、研磨部分には、必要
に応じて、研磨剤タンク5のノズル6から所定時間間隔
で研磨剤が供給される。
As the polishing apparatus, for example, a polishing apparatus as shown in FIG. 3 can be used. The polishing apparatus shown in FIG. 3 includes a polishing pad 1 rotatably arranged and a polishing object 2.
, And a jig 3 on which a weight 4 for adjusting the polishing pressure to a predetermined pressure is placed. The abrasive tank 5 is provided with a nozzle 6 for supplying an abrasive.
And a polished surface of the object 2 to be polished. The object to be polished 2 is fixed by a jig 3 so that the surface to be polished is in contact with the polishing pad 1 at a predetermined pressure, and the surface to be polished is polished at a predetermined pressure by rotating the polishing pad 1 in the arrow direction. You. Further, the polishing portion is supplied with the polishing agent at predetermined time intervals from the nozzle 6 of the polishing agent tank 5 as needed.

【0024】研磨方法としては、遊離砥粒を用いるラッ
ピング、固定砥粒を用いる砥石研磨、及び砥粒による機
械的作用と酸・アルカリによる化学的作用を併用したケ
モメカニカル研磨が挙げられる。
Examples of the polishing method include lapping using free abrasive grains, grindstone polishing using fixed abrasive grains, and chemomechanical polishing using both mechanical action of abrasive grains and chemical action of acid and alkali.

【0025】本発明においては、チッピング・スクラッ
チが生じていない良好な端面を形成するためには、10
0kPa以上340kPa以下の研磨圧力で研磨するこ
とが重要であり、研磨圧力は170kPa以上340k
Pa以下が好ましく、200kPa以上290kPa以
下がより好ましい。100kPa未満の研磨圧力におい
ては、Pb1-x Lax(ZryTi1-y1-x/43光導波
路の端面でチッピングやスクラッチを除去することは困
難であり、340kPaを超える研磨圧力で研磨する
と、エッジだれが顕著となり好ましくない。エッジだれ
は下記式で定義される端面の曲率で評価することができ
る。
In the present invention, in order to form a good end face free from chipping and scratching, 10
It is important to polish at a polishing pressure of 0 kPa to 340 kPa, and the polishing pressure is 170 kPa to 340 kPa.
Pa or less is preferable, and 200 kPa or more and 290 kPa or less are more preferable. In polishing pressure of less than 100 kPa, it is difficult to remove the Pb 1-x La x (Zr y Ti 1-y) 1-x / 4 O 3 chipping and scratches in the end face of the optical waveguide, polishing of more than 340kPa Polishing with pressure is not preferable because edge dripping becomes remarkable. Edge edge can be evaluated by the curvature of the end face defined by the following equation.

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】ファイバとの接続に殆ど影響を与えること
が無いように、端面の曲率は4°以下とする。端面の曲
率が1°以下であることがより好ましい。端面の曲率が
1°以下であると顕微鏡観察でもエッジだれは殆ど観察
されない。
The curvature of the end face is set to 4 ° or less so that the connection with the fiber is hardly affected. More preferably, the curvature of the end face is 1 ° or less. When the curvature of the end face is 1 ° or less, almost no edge is observed even by microscopic observation.

【0028】研磨パッドとしては、ラッピング用には、
鋳鉄、銅、錫、亜鉛などの金属製の研磨パッドを使用す
ることができ、中でも銅、錫製の研磨パッドが好まし
い。砥石研磨用には、ダイヤモンド、CaCO3、Ba
CO3、Fe23、CeO2、Cr23、Al23、Si
C等のラップ用砥石を、フェノールレジン、ポリビニル
アルコール、ポリエステル等のバインダーで結着したも
のを用いることができる。一方、ケモメカニカル研磨用
には、ブローンアスファルトポリシャ、セラック含浸フ
ェルトポリシャ、ウレタンポリシャなどの公知のポリシ
ャを用いることができるが、中でもウレタンポリシャが
好ましい。
As a polishing pad, for lapping,
A polishing pad made of a metal such as cast iron, copper, tin, and zinc can be used, and among them, a polishing pad made of copper or tin is preferable. Diamond, CaCO 3 , Ba
CO 3 , Fe 2 O 3 , CeO 2 , Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 , Si
A lapping grindstone such as C bonded with a binder such as phenolic resin, polyvinyl alcohol, or polyester can be used. On the other hand, for chemomechanical polishing, known polishers such as blown asphalt polisher, shellac impregnated felt polisher, and urethane polisher can be used, with urethane polisher being preferred.

【0029】研磨時の研磨パッドの回転数としては、ラ
ッピングあるいは砥石研磨時には、研磨効率が良好とな
る点で50rpm以上が好ましく、より好ましくは10
0rpm以上である。ケモメカニカル研磨時の回転数と
しては、70rpm以下が好ましく、特に50rpm以
下が好ましい。
The number of revolutions of the polishing pad at the time of polishing is preferably 50 rpm or more, more preferably 10 rpm, at the time of lapping or grinding of a grinding stone, in that the polishing efficiency becomes good.
0 rpm or more. The rotation speed during the chemomechanical polishing is preferably 70 rpm or less, particularly preferably 50 rpm or less.

【0030】研磨剤は砥粒材料を液状媒体に分散したも
のであり、砥粒材料としては、ダイヤモンド,Fe
23,Fe24,CeO2,ZrO2,TiO2,Sn
2,Al2 3,Cr23,SiO2,TbO2,Mg
O,ZnO,CaCO3,MgCO3,,PbO,MnO
2,MnO,コロイダルシリカ、フュームドシリカ、純
高純度シリカ、フュームドアルミナ、高純度アルミナな
どの公知のものを使用することができる。砥粒材料を分
散する媒体としては、水、あるいはKOH溶液、アンモ
ニア溶液、NaOH溶液などのアルカリ溶液が挙げられ
る。特にアルカリ溶液のpHは10〜12が好ましい。
The abrasive is obtained by dispersing an abrasive material in a liquid medium.
The abrasive material is diamond, Fe
TwoOThree, FeTwoOFour,CeOTwo, ZrOTwo, TiOTwo, Sn
OTwo, AlTwoO Three, CrTwoOThree, SiOTwo, TbOTwo, Mg
O, ZnO, CaCOThree, MgCOThree,, PbO, MnO
Two, MnO, colloidal silica, fumed silica, pure
High purity silica, fumed alumina, high purity alumina
Any known one can be used. Distribute the abrasive material
Water or KOH solution, ammonia
Near solution, alkaline solution such as NaOH solution
You. Particularly, the pH of the alkaline solution is preferably from 10 to 12.

【0031】砥粒材料の平均粒径は、ラッピング用に
は、0.1mm以上100mm以下の範囲でよく、より
好ましくは0.5mm以上10mm以下である。平均粒
径が100mmを超えると端面の粗さが大きくなり、割
れも発生しやすくなる。一方、0.1mmを下回ると研
磨効率が低下し好ましくない。ケモメカニカル研磨用に
は、10nm以上100nm以下が好ましく、より好ま
しくは10nm以上50nm以下である。
The average particle size of the abrasive material may be in the range of 0.1 mm to 100 mm for lapping, more preferably 0.5 mm to 10 mm. If the average particle diameter exceeds 100 mm, the roughness of the end face becomes large, and cracks are easily generated. On the other hand, if it is less than 0.1 mm, the polishing efficiency is undesirably reduced. For chemomechanical polishing, the thickness is preferably from 10 nm to 100 nm, more preferably from 10 nm to 50 nm.

【0032】ラッピング、砥石研磨、及びケモメカニカ
ル研磨を単独で行ってもよいが、これらの研磨方法を組
み合わせて使用することもできる。中でも、ダイヤモン
ド砥粒を含む水溶液で粗面研磨(ラッピング)した後
に、コロイダルシリカ砥粒を含むアルカリ溶液で仕上げ
研磨(ケモメカニカル研磨)する方法が特に好ましい。
Although lapping, grinding stone polishing, and chemomechanical polishing may be performed alone, these polishing methods may be used in combination. Above all, a method of performing rough polishing (lapping) with an aqueous solution containing diamond abrasive grains and then finish polishing (chemomechanical polishing) with an alkali solution containing colloidal silica abrasive grains is particularly preferable.

【0033】Pb1-xLax(ZryTi1-y1-x/4
3(0<x<0.3,0<y<1.0)からなる薄膜光
導波路層は、電子ビーム蒸着、フラッシュ蒸着、イオン
・プレーティング、Rf−マグネトロン・スパッタリン
グ、イオン・ビーム・スパッタリング、レーザー・アブ
レーション、MBE、CVD、プラズマCVD、MOC
VDなどより選ばれる気相エピタキシャル成長、および
上記気相成長によってアモルファス薄膜を形成した後に
加熱することによる固相エピタキシャル成長、またはゾ
ルゲル法、MOD法などのウエット・プロセスにより作
製されたアモルファス薄膜の加熱による固相エピタキシ
ャル成長法によって作製される。これらの方法の中で
も、導波路品質の点で、固相エピタキシャル成長法がよ
り好ましく、金属アルコキシドや有機金属塩などの金属
有機化合物の溶液を基板に塗布し塗布膜を加熱によりア
モルファス化するアモルファス化工程と、アモルファス
薄膜を加熱により結晶化する結晶化工程とから構成され
る固相エピタキシャル成長法が特に好ましい。固相エピ
タキシャル成長法は、各種気相成長法と比較して設備コ
ストが低くて済み、基板面内での結晶の均一性が良く、
バッファ層、薄膜光導波路層、およびクラッド層の構造
制御にとって重要な屈折率の制御を容易に再現性良く行
うことができる。
[0033] Pb 1-x La x (Zr y Ti 1-y) 1-x / 4 O
3 (0 <x <0.3, 0 <y <1.0) is a thin film optical waveguide layer formed by electron beam evaporation, flash evaporation, ion plating, Rf-magnetron sputtering, ion beam sputtering, Laser ablation, MBE, CVD, plasma CVD, MOC
VD and the like, solid phase epitaxial growth by heating after forming an amorphous thin film by the above-mentioned vapor phase growth, or solidification by heating of an amorphous thin film formed by a wet process such as a sol-gel method or a MOD method. It is produced by a phase epitaxial growth method. Among these methods, the solid-phase epitaxial growth method is more preferable in terms of waveguide quality, and an amorphization step in which a solution of a metal organic compound such as a metal alkoxide or an organic metal salt is applied to a substrate and the applied film is made amorphous by heating. And a crystallization step of crystallizing the amorphous thin film by heating. The solid-phase epitaxial growth method requires less equipment cost than various vapor-phase growth methods, has good crystal uniformity within the substrate surface,
The control of the refractive index, which is important for controlling the structures of the buffer layer, the thin film optical waveguide layer, and the cladding layer, can be easily performed with good reproducibility.

【0034】薄膜光導波路層を設けるための単結晶基板
には、SrTiO3、BaTiO3、BaZrO3、La
AlO3、ZrO2、Y238%−ZrO2、MgO、M
gAl 24、LiNbO3、LiTaO3、Al23、Z
nOなどの酸化物、Si,Ge,ダイアモンドなどの単
体半導体、AlAs,AlSb,AlP,GaAs,G
aSb,InP,InAs,InSb,AlGaP,A
lLnP,AlGaAs,AlInAs,AlAsS
b,GaInAs,GaInSb,GaAsSb,In
AsSbなどのIII-V族系の化合物半導体、ZnS,Z
nSe,ZnTe,CaSe,Cdte,HgSe,H
gTe,CdSなどのII-VI族系の化合物半導体などを
用いることができるが、上部に配置する酸化物薄膜光導
波路の膜質にとって有利なことが多いので、酸化物、特
にSrTiO3を用いることが好ましい。
Single crystal substrate for providing a thin film optical waveguide layer
Has SrTiOThree, BaTiOThree, BaZrOThree, La
AlOThree, ZrOTwo, YTwoOThree8% -ZrOTwo, MgO, M
gAl TwoOFour, LiNbOThree, LiTaOThree, AlTwoOThree, Z
Oxides such as nO and simple substances such as Si, Ge, and diamond
Semiconductor, AlAs, AlSb, AlP, GaAs, G
aSb, InP, InAs, InSb, AlGaP, A
1LnP, AlGaAs, AlInAs, AlAsS
b, GaInAs, GaInSb, GaAsSb, In
III-V group compound semiconductors such as AsSb, ZnS, Z
nSe, ZnTe, CaSe, Cdte, HgSe, H
Group II-VI compound semiconductors such as gTe and CdS
Oxide thin film photoconductive
Oxides, special features, are often advantageous for the film quality of the waveguide.
SrTiOThreeIt is preferable to use

【0035】また、上記SrTiO3基板に不純物をド
ープすることにより半導電性としたものを基板として用
いることもできる。不純物ドーパントとして用いること
が可能な元素は、SrTiO3のSrサイトあるいはT
iサイトを置換することが可能なイオン半径を有し、か
つSrあるいはTiと原子価が異なる元素であれば良い
が、Srサイトに対しては酸素イオンに対して12配位
をとることが可能なSc、Lu、Yb、Tm、Er、H
o、Y、Dy、Tb、Bi、Gd、Na、Eu、Sm、
Zn、Nd、Pr、Ce、La、In、K、Tl、R
b、Csなどが好ましく、Tiサイトに対しては酸素イ
オンに対して6配位をとることが可能なAl、As、
V、Ni、Ga、Sb、Co、Fe、Ta、Rh、N
b、Cr、Mn、Bi、Ru、In、Sc、Sn、P
u、Np、Lu、Yb、U、Tm、Er、Pa、Ho、
Y、Dy、Tb、Tl、Gd、Eu、Sm、Pm、A
m、Nd、Pr、Ce、La、Th、Acなどが好まし
く、周期率表のIII族の元素であるSc、Y、La、C
e、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ac、Al、G
a、In、またはV族の元素であるV、Nb、Ta、P
a、As、Sb、Biより選ばれる元素がより好まし
く、La、Nbが特に好ましい。
The SrTiO 3 substrate may be made semiconductive by doping impurities with the impurity, and may be used as the substrate. Elements that can be used as impurity dopants are Sr sites of SrTiO 3 or Tr.
Any element having an ionic radius capable of substituting the i-site and having a valence different from that of Sr or Ti may be used. Sc, Lu, Yb, Tm, Er, H
o, Y, Dy, Tb, Bi, Gd, Na, Eu, Sm,
Zn, Nd, Pr, Ce, La, In, K, Tl, R
b, Cs, and the like are preferable, and Al, As,
V, Ni, Ga, Sb, Co, Fe, Ta, Rh, N
b, Cr, Mn, Bi, Ru, In, Sc, Sn, P
u, Np, Lu, Yb, U, Tm, Er, Pa, Ho,
Y, Dy, Tb, Tl, Gd, Eu, Sm, Pm, A
m, Nd, Pr, Ce, La, Th, Ac, and the like are preferable, and Sc, Y, La, and C, which are Group III elements of the periodic table, are used.
e, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, D
y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Ac, Al, G
a, In, or V, Nb, Ta, P
Elements selected from a, As, Sb, and Bi are more preferable, and La and Nb are particularly preferable.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例によってなんら限定さ
れるものではない。 (実施例1) <光導波路基板の製造>図1に示すように、SrTiO
3(100)単結晶基板11の上へ、固相エピタキシャ
ル成長により、Pb(Zr0.95Ti0.05)O3の組成の
PZTバッファ層12を1430nmの膜厚で積層し、
その表面にPb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)O3
の組成のPLZT光導波路層13を1500nmの膜厚
で積層した光導波路基板10を作製した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. Example 1 <Manufacture of Optical Waveguide Substrate> As shown in FIG.
3 A PZT buffer layer 12 having a composition of Pb (Zr 0.95 Ti 0.05 ) O 3 is laminated on the (100) single crystal substrate 11 by solid phase epitaxial growth to a thickness of 1430 nm.
Pb 0.91 La 0.09 (Zr 0.65 Ti 0.35 ) O 3
The optical waveguide substrate 10 in which the PLZT optical waveguide layer 13 having the following composition was laminated with a thickness of 1500 nm was manufactured.

【0037】作製プロセスの詳細は次の通りである。無
水酢酸鉛Pb(CH3COO)2、ジルコニウム・イソプ
ロポキシドZr(O−i−C374、およびチタン・
イソプロポキシドTi(O−i−C374を出発原料
として、2−メトキシエタノールに溶解し、蒸留と還流
を行い、最終的にPb濃度で0.6MのPZTバッファ
層用前駆体溶液を得る。次に、この前駆体溶液を洗浄、
エッチング、乾燥を行ったSrTiO3(100)単結
晶基板11上へスピンコーティングを行う。O2雰囲気
中で昇温して350℃にて保持し、さらに650℃にて
保持の後、冷却する。これを繰り返すことにより143
0nmの膜厚のPZTバッファ層12を固相エピタキシ
ャル成長する。さらに、その表面にPb0.91La
0.09(Zr0.65Ti0.35)O3組成のPLZT光導波路
層3となるPLZT光導波路層用前駆体溶液をスピンコ
ーティングを行い、O2雰囲気中で昇温して350℃に
て保持し、さらに650℃にて保持の後、冷却する。こ
れを繰り返すことにより1500nmの膜厚のPLZT
光導波路層13を固相エピタキシャル成長する。
The details of the fabrication process are as follows. Anhydrous lead acetate Pb (CH 3 COO) 2 , zirconium isopropoxide Zr (OiC 3 H 7 ) 4 , and titanium
As isopropoxide Ti (O-i-C 3 H 7) 4 starting material, 2-methoxy ethanol to dissolve, and distillation performed under reflux, eventually PZT buffer layer precursor of 0.6M in Pb concentration Obtain a solution. Next, the precursor solution is washed,
Spin coating is performed on the etched and dried SrTiO 3 (100) single crystal substrate 11. The temperature is raised in an O 2 atmosphere, maintained at 350 ° C., further maintained at 650 ° C., and then cooled. By repeating this, 143
A PZT buffer layer 12 having a thickness of 0 nm is grown by solid phase epitaxial growth. In addition, Pb 0.91 La
A precursor solution for a PLZT optical waveguide layer, which becomes the PLZT optical waveguide layer 3 having a composition of 0.09 (Zr 0.65 Ti 0.35 ) O 3, is spin-coated, heated in an O 2 atmosphere, kept at 350 ° C., and further heated to 650. After holding at ℃, cool. By repeating this, a PLZT having a thickness of 1500 nm is formed.
The optical waveguide layer 13 is grown by solid phase epitaxial growth.

【0038】なお、PLZT光導波路層用前駆体溶液の
出発原料としては無水酢酸鉛Pb(CH3COO)2、ジ
ルコニウム・イソプロポキシドZr(O−i−C37
4、チタン・イソプロポキシド Ti(O−i−C
374の他にランタン・トリイソプロポキシドLa
(O−i−C373を用いている。
As starting materials for the precursor solution for the PLZT optical waveguide layer, anhydrous lead acetate Pb (CH 3 COO) 2 , zirconium isopropoxide Zr (OiC 3 H 7 )
4 、 Titanium isopropoxide Ti (OiC
3 H 7) 4 in addition to lanthanum triisopropoxide La
Is used (O-i-C 3 H 7) 3.

【0039】結晶学的関係は、単一配向のPLZT(1
00)薄膜光導波路//PZT(100)バッファ層/
/SrTiO3(100)基板、面内方位PLZT[0
01]薄膜光導波路//PZT[001]バッファ層/
/SrTiO3[001]基板の構造が得られる。 <光導波路の端面形成>次に、光導波路基板のPLZT
光導波路層の上面に石英基板をUV硬化型接着剤(弾性
率:1GPa、脱環系エポキシ樹脂)により固定した。
石英基板が接着された光導波路基板をステンレス製の治
具にワックスで固定し、ワイヤソーで所望の大きさに切
断した。切断後、光導波路基板を加熱により治具から取
り外した。
The crystallographic relationship is that of a single orientation PLZT (1
00) thin-film optical waveguide // PZT (100) buffer layer /
/ SrTiO 3 (100) substrate, in-plane orientation PLZT [0
01] thin-film optical waveguide // PZT [001] buffer layer /
/ SrTiO 3 [001] substrate structure is obtained. <Formation of End Surface of Optical Waveguide> Next, PLZT of an optical waveguide substrate
A quartz substrate was fixed on the upper surface of the optical waveguide layer with a UV-curable adhesive (elastic modulus: 1 GPa, de-ring epoxy resin).
The optical waveguide substrate to which the quartz substrate was bonded was fixed to a stainless steel jig with wax, and cut into a desired size with a wire saw. After cutting, the optical waveguide substrate was removed from the jig by heating.

【0040】次に、図3に示す研磨装置と同じ構成の研
磨装置を用い、石英基板が接着したままの光導波路基板
を、切断面が研磨パッドと接触するように治具に固定
し、研磨パッドを回転させて120kPaの研磨圧力で
研磨した。研磨は以下の研磨剤、研磨パッドの組み合わ
せで3段階に分けて実施した。まず、平均粒径が10m
mのダイヤモンドと水の分散液からなる研磨剤と銅製の
パッドの組み合わせで研磨回転数100rpmのもとで
50分粗面研磨を行ない、次に、120kPaの研磨圧
力が加わった状態で平均粒径が0.5mmのダイヤモン
ドと水の分散液からなる研磨剤と錫製のパッドの組み合
わせで40分、100rpmのもとで研磨を行い、最後
に、50nmのコロイダルシリカが分散されたpH10
のアルカリ溶液とエポキシ系ポリシャの組み合わせで3
0分、50rpmのもとでケモメカニカル研磨を行なっ
た。
Next, using a polishing apparatus having the same configuration as the polishing apparatus shown in FIG. 3, the optical waveguide substrate with the quartz substrate adhered is fixed to a jig so that the cut surface comes in contact with the polishing pad, and the polishing is performed. The pad was rotated and polished at a polishing pressure of 120 kPa. Polishing was performed in three stages using the following combinations of polishing agents and polishing pads. First, the average particle size is 10 m
The surface is polished for 50 minutes at a polishing rotation speed of 100 rpm with a combination of an abrasive made of a dispersion liquid of diamond and water and a copper pad, and then the average particle size is obtained under a polishing pressure of 120 kPa. Is polished with a combination of a polishing agent composed of a dispersion liquid of diamond and water of 0.5 mm and a pad made of tin for 40 minutes at 100 rpm, and finally, pH 10 in which 50 nm of colloidal silica is dispersed.
3 with combination of alkaline solution of epoxy and epoxy polisher
The chemomechanical polishing was performed at 50 rpm for 0 minutes.

【0041】研磨後の入出射端面のチッピング、スクラ
ッチの状態は光学顕微鏡で観察し、図4に示すように、
端面の長さLに対するチッピング・スクラッチの長さ
(a+b)の割合(a+b)/L(以下、「端面欠陥
率」と記載する)を測定することにより評価した。ま
た、エッジだれの程度は、レーザー変位顕微鏡で観察
し、既述の端面の曲率を算出することにより評価した。
The state of chipping and scratching of the input / output end face after polishing was observed with an optical microscope, and as shown in FIG.
Evaluation was made by measuring the ratio (a + b) / L of the length (a + b) of the chipping scratch to the length L of the end face (hereinafter, referred to as “end face defect rate”). The degree of edge droop was evaluated by observing with a laser displacement microscope and calculating the curvature of the above-described end face.

【0042】得られた入出射端面についての評価結果
は、端面欠陥率は1.6%であり、光学評価に影響をお
よぼすレベルではなく、端面の曲率は0.02°であっ
た。 (実施例2)研磨圧力を240kPaとした以外は実施
例1とまったく同じ方法で研磨を行なった。得られた入
出射部端面についての評価結果は、端面欠陥率は0.8
%と良好であり、端面の曲率は0.35°であった。 (実施例3)研磨圧力を310kPaとした以外は実施
例1とまったく同じ方法で研磨を行なった。得られた入
出射部端面についての評価結果は、端面欠陥率は0.3
%と良好であり、端面の曲率は3.51°であったが、
ファイバとの接続に影響をおよぼすレベルではなかっ
た。 (実施例4)研磨圧力を110kPaとした以外は実施
例1とまったく同じ方法で研磨を行なった。得られた入
出射部端面についての評価結果は、端面欠陥率は2.5
%と良好であり、端面の曲率は0.2°であり、ファイ
バとの接続に影響をおよぼすレベルではなかった。 (実施例5)コロイダルシリカとエポキシ系ポリシャの
組み合わせでのケモメカニカル研磨工程を省いた以外は
実施例1とまったく同じ方法で研磨を行なった。得られ
た入出射部端面についての評価結果は、端面欠陥率は
2.3%であり、光学評価に影響をおよぼすレベルでは
なく、端面の曲率は0.02°であった。 (実施例6)入出射端面部に石英基板を接着するUV接
着剤として弾性率が0.3GPaのアクリル系の接着剤
を用いた以外は実施例1とまったく同じ方法で研磨を行
なった。得られた入出射部端面についての評価結果は、
端面欠陥率は1.7%であり、光学評価に影響をおよぼ
すレベルではなく、端面の曲率は3.03°であった
が、ファイバとの接続に悪影響をおよぼすレベルではな
かった。 (実施例7)Nbが0.5%ドープされたSrTiO3
(100)単結晶基板を用いた以外は実施例2とまった
く同じ方法で研磨を行なった。得られた入出射部端面に
ついての評価結果は、端面欠陥率は0.6%と良好であ
り、端面の曲率は0.05°であった。 (実施例8)PZTバッファ層2をPb0.91La
0.09(Zr0.65Ti0.35)O3の組成のPLZTとし、
PLZT光導波路層3をPb(Zr0.52Ti0.48)O3
の組成のPZTを用いた以外は実施例1とまったく同じ
方法で研磨を行なった。得られた入出射部端面について
の評価結果は、端面欠陥率は1.3%であり、光学評価
に影響をおよぼすレベルではなく、端面の曲率は0.3
1°であった。 (実施例9)MgO(100)単結晶基板を用いた以外
は実施例2とまったく同じ方法で研磨を行なった。得ら
れた入出射部端面についての評価結果は、端面欠陥率は
1.1%であり、光学評価に影響をおよぼすレベルでは
なく、端面の曲率は0.26°であった。 (比較例1)研磨圧力を60kPaとした以外は実施例
1とまったく同じ方法で研磨を行なった。得られた入出
射部端面についての評価結果は、端面の曲率は0.07
°であったが、端面欠陥率は6.3%と高かった。 (比較例2)研磨圧力を380kPaとした以外は実施
例1とまったく同じ方法で研磨を行なった。得られた入
出射部端面についての評価結果は、端面欠陥率は0.2
%と良好であったが、端面の曲率は4.32°であり、
エッジだれが保護基板端部から光導波路基板の範囲にわ
たり発生していた。評価結果を下記基準により△×の3
段階で表示したものを表1に示す。尚、端面欠陥率の評
価基準は以下の通りである。 端面欠陥率1%未満: 端面欠陥率1%以上3%未満: △ 端面欠陥率3%以上: × また、エッジだれの評価基準は以下の通りである。 端面の曲率1°未満: 端面の曲率1°以上4°以下: △ 端面の曲率4°を超える: × 総合評価は、端面欠陥率・エッジだれの評価で×が一つ
もないものを、1つでも×のあるものを×とした。
As a result of the evaluation of the obtained input / output end face, the end face defect rate was 1.6%, which was not a level affecting the optical evaluation, and the end face curvature was 0.02 °. (Example 2) Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that the polishing pressure was 240 kPa. The evaluation result of the obtained incident / exit portion end face shows that the end face defect rate is 0.8
%, And the curvature of the end face was 0.35 °. (Example 3) Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that the polishing pressure was 310 kPa. The evaluation results for the obtained incident / exit portion end face show that the end face defect rate is 0.3
% And the curvature of the end face was 3.51 °,
It was not at a level that affected the connection with the fiber. (Example 4) Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that the polishing pressure was 110 kPa. The evaluation result of the obtained incident / exit portion end face shows that the end face defect rate is 2.5%.
%, And the curvature of the end face was 0.2 °, which was not a level affecting the connection with the fiber. Example 5 Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that the chemomechanical polishing step using a combination of colloidal silica and epoxy polisher was omitted. As a result of the evaluation of the end face of the obtained input / output part, the end face defect rate was 2.3%, which was not a level affecting the optical evaluation, but the end face curvature was 0.02 °. (Example 6) Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that an acrylic adhesive having an elastic modulus of 0.3 GPa was used as a UV adhesive for bonding a quartz substrate to the incident / exit end surface. The evaluation results for the obtained input / output section end faces are as follows:
The end face defect rate was 1.7%, which was not a level that would affect the optical evaluation, and the curvature of the end face was 3.03 °, but not a level that had a bad effect on the connection with the fiber. (Example 7) SrTiO 3 doped with 0.5% of Nb
Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 2 except that a (100) single crystal substrate was used. As a result of evaluation of the obtained end face of the incident / exit portion, the end face defect rate was as good as 0.6%, and the curvature of the end face was 0.05 °. (Embodiment 8) The PZT buffer layer 2 is made of Pb 0.91 La
PLZT having a composition of 0.09 (Zr 0.65 Ti 0.35 ) O 3 ,
The PLZT optical waveguide layer 3 is made of Pb (Zr 0.52 Ti 0.48 ) O 3
Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that PZT having the composition of The evaluation result of the end face of the input / output part obtained was that the end face defect rate was 1.3%, which was not a level affecting the optical evaluation, but the end face curvature was 0.3%.
1 °. (Example 9) Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 2 except that a MgO (100) single crystal substrate was used. As a result of the evaluation of the end face of the obtained input / output part, the end face defect rate was 1.1%, which was not a level affecting the optical evaluation, and the end face curvature was 0.26 °. Comparative Example 1 Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that the polishing pressure was 60 kPa. The evaluation result of the obtained incident / exit portion end face shows that the curvature of the end face is 0.07.
°, but the end face defect rate was as high as 6.3%. Comparative Example 2 Polishing was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that the polishing pressure was 380 kPa. The evaluation result of the obtained incident / exit portion end face shows that the end face defect rate is 0.2%.
%, But the curvature of the end face was 4.32 °,
The edge droop occurred over the range from the end of the protective substrate to the optical waveguide substrate. The evaluation result was evaluated as △ × 3 according to the following criteria
Table 1 shows the results displayed in stages. The evaluation criteria for the end face defect rate are as follows. Edge face defect rate of less than 1%: Edge face defect rate of 1% or more and less than 3%: Δ Edge face defect rate of 3% or more: × In addition, the evaluation criteria for edge droop are as follows. Curvature of end face less than 1 °: Curvature of end face not less than 1 ° and 4 ° or less: △ Exceeding curvature of end face of more than 4 °: × Comprehensive evaluation is one in which there is no x in the end face defect rate / edge edge evaluation However, those with x were marked as x.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】以上の結果から、研磨圧力が100kPa
以上350kPa以下の範囲にある場合には、研磨圧力
がこの範囲を外れる場合と比較して、チッピング、エッ
ジだれが顕著に抑制されていることが分かる。
From the above results, the polishing pressure was 100 kPa
It can be seen that when the polishing pressure is in the range of 350 kPa or less, chipping and edge dripping are significantly suppressed as compared with the case where the polishing pressure is out of this range.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明の光導波路素子の製造方法によれ
ば、高い電気光学係数を有するPb1- xLax(Zry
1-y1-x/43からなる光導波路層を有する光導波路
素子に、研磨により、チッピング、エッジだれを発生す
ることなく、良好な光入出射端面を形成することができ
る。
According to the manufacturing method of the optical waveguide element of the present invention, Pb 1- x La x having a high electro-optic coefficient (Zr y T
i 1-y ) By polishing, an optical waveguide element having an optical waveguide layer made of 1-x / 4 O 3 can form a good light input / output end face without chipping or edge dripping.

【0046】また、本発明によれば、高い電気光学係数
を有するPb1-xLax(ZryTi1 -y1-x/43からな
る光導波路層を有し、エッジだれが無い良好な端面を有
する光導波路素子が提供される。この光導波路素子を用
いれば光ファイバとの接続も良好となる。
Furthermore, according to the present invention has an optical waveguide layer made of Pb 1-x La x (Zr y Ti 1 -y) 1-x / 4 O 3 having a high electro-optic coefficient, the edge Who An optical waveguide device having no good end face is provided. If this optical waveguide element is used, the connection with the optical fiber is also improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光導波路基板の層構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a layer configuration of an optical waveguide substrate.

【図2】被研磨物の構造を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a structure of a polishing object.

【図3】本発明の製造方法で使用する研磨装置の一例を
示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a polishing apparatus used in the manufacturing method of the present invention.

【図4】端面欠陥率の算出方法を説明するための説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating an end face defect rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 研磨パッド 2 被研磨物 3 治具 4 重り 5 研磨剤タンク 6 ノズル 10 光導波路基板 11 単結晶基板 12 バッファ層 13 光導波路層 14 保護基板 16 接着剤 18 切断面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing pad 2 Polished object 3 Jig 4 Weight 5 Abrasive tank 6 Nozzle 10 Optical waveguide substrate 11 Single crystal substrate 12 Buffer layer 13 Optical waveguide layer 14 Protection substrate 16 Adhesive 18 Cutting surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H047 KA02 MA05 PA02 PA06 PA24 QA01 TA32 2H079 AA02 AA12 DA03 EA02 EA21 HA11 JA06 JA08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H047 KA02 MA05 PA02 PA06 PA24 QA01 TA32 2H079 AA02 AA12 DA03 EA02 EA21 HA11 JA06 JA08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Pb1-xLax(ZryTi1-y1-x/43
(0<x<0.3,0<y<1.0)からなる光導波路
層を含む積層物と保護基板とを、接着剤により固定した
状態で、100kPa以上350kPa以下の研磨圧力
で、前記積層物と前記保護基板とを一体に研磨すること
により光入出射端面を形成する光導波路素子の製造方
法。
1. A Pb 1-x La x (Zr y Ti 1-y) 1-x / 4 O 3
(0 <x <0.3, 0 <y <1.0) The laminate including the optical waveguide layer composed of 0 <x <0.3 and 0 <y <1.0) and the protective substrate are fixed with an adhesive and the polishing pressure is 100 kPa or more and 350 kPa or less. A method for manufacturing an optical waveguide device, wherein a light input / output end face is formed by integrally polishing a laminate and the protective substrate.
【請求項2】 前記接着剤の弾性率が、1Gpa以上で
あることを特徴とする請求項1に記載の光導波路素子の
製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the adhesive has an elastic modulus of 1 Gpa or more.
【請求項3】 pHが10以上であり、かつ平均粒径1
00nm以下のSiO2が分散されている研磨剤を用い
ることを特徴とする請求項1または2に記載の光導波路
素子の製造方法。
3. The pH is 10 or more and the average particle size is 1
3. The method for manufacturing an optical waveguide device according to claim 1, wherein an abrasive in which SiO 2 of not more than 00 nm is dispersed is used.
【請求項4】 SrTiO3基板または不純物をドープ
したSrTiO3基板上に、Pb1-xLax(ZryTi
1-y1-x/43(0<x<0.3,0<y<1.0)か
らなる光導波路層が形成された光導波路素子であって、
下記式で定義される端面の曲率が4°以下である光導波
路素子。 【数1】
4. A SrTiO 3 substrate doped with SrTiO 3 substrate or impurities, Pb 1-x La x ( Zr y Ti
1-y ) An optical waveguide element having an optical waveguide layer formed of 1-x / 4 O 3 (0 <x <0.3, 0 <y <1.0),
An optical waveguide element having a curvature of an end face defined by the following formula of 4 ° or less. (Equation 1)
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