JP2002357797A - 光導波路デバイス、その製造方法および進行波形光変調器 - Google Patents
光導波路デバイス、その製造方法および進行波形光変調器Info
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- 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
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- G02F1/0356—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 controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure
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- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/127—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode travelling wave
Abstract
(57)【要約】
【課題】取り扱いに耐える強度を有しており、光導波路
基板の反り、クラック、破壊による不良品を抑制でき、
かつ電極に印加される信号波の伝搬速度を速くできるよ
うな光導波路デバイスを提供する。 【解決手段】光導波路デバイス１Ａは、光導波路基板１
０Ａと、基板１０Ａを保持する保持基体６とを備える。
基板１０Ａが、電気光学材料からなり、相対向する一方
の主面４ａと他方の主面４ｂとを備えている基板本体
４、本体４の主面４ａ側に形成されている光導波路３、
および本体４の主面４ａ側に設けられた電極２Ａ、２
Ｂ、２Ｃを備えている。保持基体６が本体４の主面４ｂ
側に接合されている。保持基体６に、保持基体６を構成
する材料の誘電率よりも低い誘電率を有する低誘電率部
分１１が設けられている。
基板の反り、クラック、破壊による不良品を抑制でき、
かつ電極に印加される信号波の伝搬速度を速くできるよ
うな光導波路デバイスを提供する。 【解決手段】光導波路デバイス１Ａは、光導波路基板１
０Ａと、基板１０Ａを保持する保持基体６とを備える。
基板１０Ａが、電気光学材料からなり、相対向する一方
の主面４ａと他方の主面４ｂとを備えている基板本体
４、本体４の主面４ａ側に形成されている光導波路３、
および本体４の主面４ａ側に設けられた電極２Ａ、２
Ｂ、２Ｃを備えている。保持基体６が本体４の主面４ｂ
側に接合されている。保持基体６に、保持基体６を構成
する材料の誘電率よりも低い誘電率を有する低誘電率部
分１１が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路デバイス
およびこれを利用した進行波形光変調器に関するもので
ある。
およびこれを利用した進行波形光変調器に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タ
ンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ガリウム砒素（Ｇ
ａＡｓ）を光導波路に適用した進行波形光変調器は、優
れた特性を備えており、高能率で高帯域化を達成できる
可能性がある。ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム
は、強誘電体として非常に優れた材料であり、電気光学
定数が大きく、短い光路で光の制御が可能であるという
利点を有している。進行波形光変調器の変調速度を制限
する要因としては、速度不整合、分散および電極損失、
誘電損失などが挙げられる。
ンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ガリウム砒素（Ｇ
ａＡｓ）を光導波路に適用した進行波形光変調器は、優
れた特性を備えており、高能率で高帯域化を達成できる
可能性がある。ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム
は、強誘電体として非常に優れた材料であり、電気光学
定数が大きく、短い光路で光の制御が可能であるという
利点を有している。進行波形光変調器の変調速度を制限
する要因としては、速度不整合、分散および電極損失、
誘電損失などが挙げられる。
【０００３】速度不整合について、更に説明する。進行
波形電極においては、光導波路中を進行する光と、電極
中を伝搬する電気信号（マイクロ波）との速度は、大き
く異なっている。結晶中を伝搬する光の速度をＶ０ と
し、マイクロ波の速度をＶｍとする。例えば、プレーナ
型電極を有するＬｉＮｂＯ3 光変調器の場合には、次の
ようになる。まず、ＬｉＮｂＯ3 単結晶の光の実効屈折
率は２．１５であり、光導波路中を進行する光の速度
は、これに反比例する。一方、マイクロ波の実効屈折率
は、導体近傍の誘電率の平方根によって与えられる。Ｌ
ｉＮｂＯ3 単結晶の誘電率は、一軸性であり、Ｚ軸方向
が２８、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向が４３である。従って、誘
電率が１である空気の影響を考慮しても、従来の構造の
ＬｉＮｂＯ3 光変調器におけるマイクロ波の実効屈折
率は約４となり、２．１５の約１．９倍になる。従っ
て、光波の速度はマイクロ波の速度よりも約１．９倍大
きい。
波形電極においては、光導波路中を進行する光と、電極
中を伝搬する電気信号（マイクロ波）との速度は、大き
く異なっている。結晶中を伝搬する光の速度をＶ０ と
し、マイクロ波の速度をＶｍとする。例えば、プレーナ
型電極を有するＬｉＮｂＯ3 光変調器の場合には、次の
ようになる。まず、ＬｉＮｂＯ3 単結晶の光の実効屈折
率は２．１５であり、光導波路中を進行する光の速度
は、これに反比例する。一方、マイクロ波の実効屈折率
は、導体近傍の誘電率の平方根によって与えられる。Ｌ
ｉＮｂＯ3 単結晶の誘電率は、一軸性であり、Ｚ軸方向
が２８、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向が４３である。従って、誘
電率が１である空気の影響を考慮しても、従来の構造の
ＬｉＮｂＯ3 光変調器におけるマイクロ波の実効屈折
率は約４となり、２．１５の約１．９倍になる。従っ
て、光波の速度はマイクロ波の速度よりも約１．９倍大
きい。
【０００４】光変調帯域幅ｆｍないし変調速度の上限
は、光波とマイクロ波との速度差の逆数に比例する。即
ち、ｆｍ＝１／（Ｖ0 −Ｖｍ）が成立する。従って、電
極損失を０と仮定すると、帯域幅ｆｍ×電極長ｌ＝９．
２ＧＨｚ・ｃｍが限界となる。実際に、電極長ｌ＝２．
５ｍｍの光変調器において、ｆｍ＝４０ＧＨｚという値
が報告されている。この動作速度の限界による影響は、
電極が長いほど、顕著になる。従って、広帯域であっ
て、高能率特性を有する光変調器の実現が強く望まれて
いる。
は、光波とマイクロ波との速度差の逆数に比例する。即
ち、ｆｍ＝１／（Ｖ0 −Ｖｍ）が成立する。従って、電
極損失を０と仮定すると、帯域幅ｆｍ×電極長ｌ＝９．
２ＧＨｚ・ｃｍが限界となる。実際に、電極長ｌ＝２．
５ｍｍの光変調器において、ｆｍ＝４０ＧＨｚという値
が報告されている。この動作速度の限界による影響は、
電極が長いほど、顕著になる。従って、広帯域であっ
て、高能率特性を有する光変調器の実現が強く望まれて
いる。
【０００５】信号マイクロ波と光波の速度整合を取る方
法としては、光導波路基板の厚さを例えば１０μｍと薄
くすることが考えられる。しかし、このように基板を薄
く均一に研磨することは困難であり、また得られた基板
の強度が低い上、反るために使用できない。
法としては、光導波路基板の厚さを例えば１０μｍと薄
くすることが考えられる。しかし、このように基板を薄
く均一に研磨することは困難であり、また得られた基板
の強度が低い上、反るために使用できない。
【０００６】本出願人は、特開平１０−１３３１５９号
公報において、進行波形光変調器の基板の光導波路の下
に肉薄部分を設け、この肉薄部分の厚さを例えば１０μ
ｍ以下に薄くすることを開示した。これによって、酸化
珪素からなるバッファ層を形成することなしに高速光変
調が可能であるし、駆動電圧Ｖπと電極の長さＬとの積
（Ｖπ・Ｌ）を小さくできるので、有利である。
公報において、進行波形光変調器の基板の光導波路の下
に肉薄部分を設け、この肉薄部分の厚さを例えば１０μ
ｍ以下に薄くすることを開示した。これによって、酸化
珪素からなるバッファ層を形成することなしに高速光変
調が可能であるし、駆動電圧Ｖπと電極の長さＬとの積
（Ｖπ・Ｌ）を小さくできるので、有利である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、進行波形
光変調器の製造プロセスを研究する過程において、特開
平１０−１３３１５９号公報記載のように光導波路基板
の他方の主面側に凹部を加工によって形成し、例えば厚
さ１０μｍ以下の肉薄部分を設けることを試みていた
が、次の問題点があることを発見した。図１０にこうし
た基板１６を概略的に示す。この基板１６の他方の主面
１６ｂ側から、例えばレーザー加工や研削加工によって
深い凹部１７を形成する。加工前の基板の厚さは例えば
０．３ｍｍであり、肉薄部分１６ｃの厚さは例えば１０
μｍである。基板１６に肉厚部分１６ａを残すことによ
って、基板の強度を保持する。１６ｄは加工面である。
光変調器の製造プロセスを研究する過程において、特開
平１０−１３３１５９号公報記載のように光導波路基板
の他方の主面側に凹部を加工によって形成し、例えば厚
さ１０μｍ以下の肉薄部分を設けることを試みていた
が、次の問題点があることを発見した。図１０にこうし
た基板１６を概略的に示す。この基板１６の他方の主面
１６ｂ側から、例えばレーザー加工や研削加工によって
深い凹部１７を形成する。加工前の基板の厚さは例えば
０．３ｍｍであり、肉薄部分１６ｃの厚さは例えば１０
μｍである。基板１６に肉厚部分１６ａを残すことによ
って、基板の強度を保持する。１６ｄは加工面である。
【０００８】しかし、現実の加工プロセスにおいては、
図１０に示すような理想的な形状に加工することは難し
い。例えばレーザー加工によって凹部１７を形成しよう
とすると、レンズの焦点がずれてしまうために、凹部１
７が深くなるのにつれて、加工面１６ｄが湾曲し、丸み
を帯びてくる。このため、肉薄部分１６ｃの厚さを一定
に保つことができず、肉薄部分１６ｃの中央部分は肉薄
部分の端に比べてかなり薄くなる。この結果、充分に広
い面積にわたって肉薄部分１６ｃの厚さを規定値、例え
ば１０μｍにしようと試みると、実質的にこの厚さと等
価とするには、肉薄部分１６ｃの中央が著しく薄くな
り、１６ｅのように破壊する。砥石を用いて研削加工を
試みても、これと同様の問題点が生ずる。
図１０に示すような理想的な形状に加工することは難し
い。例えばレーザー加工によって凹部１７を形成しよう
とすると、レンズの焦点がずれてしまうために、凹部１
７が深くなるのにつれて、加工面１６ｄが湾曲し、丸み
を帯びてくる。このため、肉薄部分１６ｃの厚さを一定
に保つことができず、肉薄部分１６ｃの中央部分は肉薄
部分の端に比べてかなり薄くなる。この結果、充分に広
い面積にわたって肉薄部分１６ｃの厚さを規定値、例え
ば１０μｍにしようと試みると、実質的にこの厚さと等
価とするには、肉薄部分１６ｃの中央が著しく薄くな
り、１６ｅのように破壊する。砥石を用いて研削加工を
試みても、これと同様の問題点が生ずる。
【０００９】本発明の課題は、取り扱いに耐える強度を
有しており、光導波路基板の反り、クラック、破壊によ
る不良品を抑制でき、かつ電極に印加される信号波の伝
搬速度を速くできるような光導波路デバイスを提供する
ことである。また、本発明の課題は、こうした光導波路
デバイスを利用することによって、電極に印加される信
号波と、光導波路を伝搬する光波との速度整合をとり易
くすることである。
有しており、光導波路基板の反り、クラック、破壊によ
る不良品を抑制でき、かつ電極に印加される信号波の伝
搬速度を速くできるような光導波路デバイスを提供する
ことである。また、本発明の課題は、こうした光導波路
デバイスを利用することによって、電極に印加される信
号波と、光導波路を伝搬する光波との速度整合をとり易
くすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、光導波路基板
と、この光導波路基板を保持する保持基体とを備える光
導波路デバイスであって、光導波路基板が、電気光学材
料からなり、相対向する一方の主面と他方の主面とを備
えている基板本体、この基板本体に形成されている光導
波路、および基板本体の一方の主面側に設けられた電極
を備えており、保持基体が基板本体の他方の主面側に接
合されており、保持基体に、電気光学材料の誘電率より
も低い誘電率を有する低誘電率部分が設けられているこ
とを特徴とする。
と、この光導波路基板を保持する保持基体とを備える光
導波路デバイスであって、光導波路基板が、電気光学材
料からなり、相対向する一方の主面と他方の主面とを備
えている基板本体、この基板本体に形成されている光導
波路、および基板本体の一方の主面側に設けられた電極
を備えており、保持基体が基板本体の他方の主面側に接
合されており、保持基体に、電気光学材料の誘電率より
も低い誘電率を有する低誘電率部分が設けられているこ
とを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、前記デバイスを備えてい
る進行波形光変調器であって、光導波路中を伝搬する光
を変調するための電圧を電極によって印加することを特
徴とする、進行波形光変調器に係るものである。
る進行波形光変調器であって、光導波路中を伝搬する光
を変調するための電圧を電極によって印加することを特
徴とする、進行波形光変調器に係るものである。
【００１２】本発明者は、前述の問題点を検討した結
果、図１０に例示したように、光導波路基板１６に、強
度を付与するための肉厚部分１６ａと、マイクロ波信号
の伝搬速度を速くするための空隙部分１７とを成形する
方法では前述の問題点が生じ得るという結論に達した。
そこで、本発明者は、デバイス全体の強度付与を別体の
保持基体によって担うこととし、光導波路基板を保持基
体に対して接合することで光導波路基板の取り扱いに充
分な強度を付与することを想到した。この結果、光導波
路基板の方は、強度付与のための肉厚部分を設ける必要
がないので、基板本体を全体に薄くできるようになっ
た。これと共に、保持基体の方に凹部ないし空隙部分を
形成し、この空隙部分を、電極を伝搬するマイクロ波の
伝搬速度の向上のために利用することを想到した。
果、図１０に例示したように、光導波路基板１６に、強
度を付与するための肉厚部分１６ａと、マイクロ波信号
の伝搬速度を速くするための空隙部分１７とを成形する
方法では前述の問題点が生じ得るという結論に達した。
そこで、本発明者は、デバイス全体の強度付与を別体の
保持基体によって担うこととし、光導波路基板を保持基
体に対して接合することで光導波路基板の取り扱いに充
分な強度を付与することを想到した。この結果、光導波
路基板の方は、強度付与のための肉厚部分を設ける必要
がないので、基板本体を全体に薄くできるようになっ
た。これと共に、保持基体の方に凹部ないし空隙部分を
形成し、この空隙部分を、電極を伝搬するマイクロ波の
伝搬速度の向上のために利用することを想到した。
【００１３】従って、本発明によって、デバイス全体に
取り扱いに耐える強度を付与することができ、かつ光導
波路基板の反りを防止できる。また、光導波路基板の肉
薄部分の加工に伴うクラック、破壊による不良品を抑制
できる。そして、光導波路基板を薄くし、かつ保持基体
の方に空隙部分を設けることで、電極に印加される信号
波の伝搬速度を速くできる。
取り扱いに耐える強度を付与することができ、かつ光導
波路基板の反りを防止できる。また、光導波路基板の肉
薄部分の加工に伴うクラック、破壊による不良品を抑制
できる。そして、光導波路基板を薄くし、かつ保持基体
の方に空隙部分を設けることで、電極に印加される信号
波の伝搬速度を速くできる。
【００１４】また、本発明は、光導波路基板と、この光
導波路基板を保持する保持基体とを備える光導波路デバ
イスであって、光導波路基板が、電気光学材料からな
り、相対向する一方の主面と他方の主面とを備えている
基板本体、この基板本体に形成されている光導波路、お
よび基板本体の一方の主面側に設けられた電極を備えて
おり、保持基体と基板本体の他方の主面とを接合する接
合層を備えており、電気光学材料の誘電率よりも低い誘
電率を有する低誘電率部分が、基板本体と保持基体との
間で接合層の内側に設けられていることを特徴とする、
光導波路デバイスに係るものである。
導波路基板を保持する保持基体とを備える光導波路デバ
イスであって、光導波路基板が、電気光学材料からな
り、相対向する一方の主面と他方の主面とを備えている
基板本体、この基板本体に形成されている光導波路、お
よび基板本体の一方の主面側に設けられた電極を備えて
おり、保持基体と基板本体の他方の主面とを接合する接
合層を備えており、電気光学材料の誘電率よりも低い誘
電率を有する低誘電率部分が、基板本体と保持基体との
間で接合層の内側に設けられていることを特徴とする、
光導波路デバイスに係るものである。
【００１５】また、本発明者は、前述したように保持基
体側に低誘電率部分を設ける代わりに、接合層の内側領
域に低誘電率部分を設けることによっても、前述のよう
な作用効果を奏し得ることを見いだした。
体側に低誘電率部分を設ける代わりに、接合層の内側領
域に低誘電率部分を設けることによっても、前述のよう
な作用効果を奏し得ることを見いだした。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しつつ、本
発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態
に係る光変調器１Ａを概略的に示す断面図である。図１
においては、進行波形光変調器における光の進行方向に
対して略垂直な横断面を示す。
発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態
に係る光変調器１Ａを概略的に示す断面図である。図１
においては、進行波形光変調器における光の進行方向に
対して略垂直な横断面を示す。
【００１７】光変調器１Ａは、光導波路基板１０Ａと保
持基体６とを備えている。基板本体４、基体６は共に平
板形状をしている。基板本体４の一方の主面４ａの上に
は所定の電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃが形成されている。本例
では、いわゆるコプレーナ型（Coplanar waveguide：Ｃ
ＰＷ電極) の電極配置を採用しているが、電極の配置形
態は特に限定されない。本例では、隣接する電極の間に
一対の光導波路３が形成されており，各光導波路３に対
して略水平方向に信号電圧を印加するようになってい
る。各光導波路３は、平面的に見るといわゆるマッハツ
ェンダー型の光導波路を構成しているが、この平面的パ
ターンそれ自体は周知であるので図示省略する。本体４
の他方の主面４ｂ側には凹部４ｅが形成されており、凹
部４ｅに対して、２つの第二の肉薄部分４ｄと１つの第
一の肉薄部分４ｆとが面している。４ｆは一対の肉薄部
分４ｄによって挟まれている。各肉薄部分４ｄの外側に
は、４ｆよりも厚さの大きい基部４ｃが設けられてい
る。
持基体６とを備えている。基板本体４、基体６は共に平
板形状をしている。基板本体４の一方の主面４ａの上に
は所定の電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃが形成されている。本例
では、いわゆるコプレーナ型（Coplanar waveguide：Ｃ
ＰＷ電極) の電極配置を採用しているが、電極の配置形
態は特に限定されない。本例では、隣接する電極の間に
一対の光導波路３が形成されており，各光導波路３に対
して略水平方向に信号電圧を印加するようになってい
る。各光導波路３は、平面的に見るといわゆるマッハツ
ェンダー型の光導波路を構成しているが、この平面的パ
ターンそれ自体は周知であるので図示省略する。本体４
の他方の主面４ｂ側には凹部４ｅが形成されており、凹
部４ｅに対して、２つの第二の肉薄部分４ｄと１つの第
一の肉薄部分４ｆとが面している。４ｆは一対の肉薄部
分４ｄによって挟まれている。各肉薄部分４ｄの外側に
は、４ｆよりも厚さの大きい基部４ｃが設けられてい
る。
【００１８】保持基体６には凹部６ｅが形成されてい
る。保持基体６の他方の主面側に平板状部６ａが設けら
れており、平板状部６ａから側壁部６ｂが突出してい
る。保持基体６の一方の主面６ｄが、基板本体４の他方
の主面４ｂに対して接合層５を介して接合されている。
６ｃは空隙部分１１への露出面である。本例では、基板
本体４の背面側に凹部２２が形成されている。そして、
本例では、凹部２２からなる空隙部分２２と、凹部６ｅ
からなる空隙部分１１とが合わさって、空隙を形成して
いる。
る。保持基体６の他方の主面側に平板状部６ａが設けら
れており、平板状部６ａから側壁部６ｂが突出してい
る。保持基体６の一方の主面６ｄが、基板本体４の他方
の主面４ｂに対して接合層５を介して接合されている。
６ｃは空隙部分１１への露出面である。本例では、基板
本体４の背面側に凹部２２が形成されている。そして、
本例では、凹部２２からなる空隙部分２２と、凹部６ｅ
からなる空隙部分１１とが合わさって、空隙を形成して
いる。
【００１９】このようなデバイスによれば、デバイス全
体の強度は、比較的に肉厚な保持基体６によって主とし
て保持できるので、デバイス全体に取り扱い可能な強度
を付与でき、かつ基板本体４の反りも生じない。これと
共に、基板本体４は比較的に薄くし、保持基体６に設け
る凹部６ｅないし空隙部分１１を充分に深くすることに
よって、電極を伝搬するマイクロ波の伝搬速度を大きく
することができる。光導波路の形成領域４ｆの厚さｔｗ
が小さく（薄く）なるほど、マイクロ波の伝搬速度は大
きくなる。また、空隙部分１１の深さの合計値（Ｔａ）
が大きくなるほど、マイクロ波の伝搬速度は大きくな
る。
体の強度は、比較的に肉厚な保持基体６によって主とし
て保持できるので、デバイス全体に取り扱い可能な強度
を付与でき、かつ基板本体４の反りも生じない。これと
共に、基板本体４は比較的に薄くし、保持基体６に設け
る凹部６ｅないし空隙部分１１を充分に深くすることに
よって、電極を伝搬するマイクロ波の伝搬速度を大きく
することができる。光導波路の形成領域４ｆの厚さｔｗ
が小さく（薄く）なるほど、マイクロ波の伝搬速度は大
きくなる。また、空隙部分１１の深さの合計値（Ｔａ）
が大きくなるほど、マイクロ波の伝搬速度は大きくな
る。
【００２０】更に、ここで重要なことは、保持基体６の
空隙部分１１への露出面６ｃの形状がどのようになって
いようと、光導波路を伝搬する光波や、電極を伝搬する
マイクロ波信号に対してはほとんど影響を与えないこと
である。なぜなら、露出面６ｃは、光導波路３や電極２
Ａ−２Ｃとは大きく離れているからである。従って、肉
厚の保持基体６に対して空隙部分１１を形成する際に、
露出面６ｃの形状が湾曲形状になったり、あるいは平板
状部６ａの厚さが一定になっていなくとも、光の変調に
対しては影響はほとんどない。
空隙部分１１への露出面６ｃの形状がどのようになって
いようと、光導波路を伝搬する光波や、電極を伝搬する
マイクロ波信号に対してはほとんど影響を与えないこと
である。なぜなら、露出面６ｃは、光導波路３や電極２
Ａ−２Ｃとは大きく離れているからである。従って、肉
厚の保持基体６に対して空隙部分１１を形成する際に、
露出面６ｃの形状が湾曲形状になったり、あるいは平板
状部６ａの厚さが一定になっていなくとも、光の変調に
対しては影響はほとんどない。
【００２１】一方、図１０に示したように、光導波路基
板の他方の主面側に凹部を形成した場合には、凹部の内
壁面の形状が湾曲したり、肉薄部分の厚さが不均一にな
ったりすると、光導波路を伝搬する光波や電極を伝搬す
るマイクロ波信号に対して多大な影響を及ぼす。
板の他方の主面側に凹部を形成した場合には、凹部の内
壁面の形状が湾曲したり、肉薄部分の厚さが不均一にな
ったりすると、光導波路を伝搬する光波や電極を伝搬す
るマイクロ波信号に対して多大な影響を及ぼす。
【００２２】図２の変調器１Ｂにおいては、凹部４ｅに
対して、２つの第二の肉薄部分４ｄと１つの第一の肉薄
部分４ｆとが面している。４ｆは一対の肉薄部分４ｄに
よって挟まれている。各肉薄部分４ｄの外側には、４ｆ
とほぼ同じ厚さの基部４ｇが設けられている。
対して、２つの第二の肉薄部分４ｄと１つの第一の肉薄
部分４ｆとが面している。４ｆは一対の肉薄部分４ｄに
よって挟まれている。各肉薄部分４ｄの外側には、４ｆ
とほぼ同じ厚さの基部４ｇが設けられている。
【００２３】図３に示す進行波形光変調器１Ｃは、光導
波路基板１０Ｂと保持基体６とを備えている。基板本体
１４の一方の主面１４ａの上には所定の電極２Ｄ、２Ｅ
が形成されている。本例では、いわゆる非対称コプレー
ナストリップライン（Asymmetric coplanar strip lin
e：Ａ−ＣＰＳ電極) 型の電極配置を採用している。本
例では、隣接する電極の間に光導波路３が形成されてお
り，光導波路３に対して略水平方向に信号電圧を印加す
るようになっている。基板１４の他方の主面１４ｂもほ
ぼ平坦である。
波路基板１０Ｂと保持基体６とを備えている。基板本体
１４の一方の主面１４ａの上には所定の電極２Ｄ、２Ｅ
が形成されている。本例では、いわゆる非対称コプレー
ナストリップライン（Asymmetric coplanar strip lin
e：Ａ−ＣＰＳ電極) 型の電極配置を採用している。本
例では、隣接する電極の間に光導波路３が形成されてお
り，光導波路３に対して略水平方向に信号電圧を印加す
るようになっている。基板１４の他方の主面１４ｂもほ
ぼ平坦である。
【００２４】保持基体６には凹部６ｅが形成されてい
る。保持基体６の他方の主面側に平板状部６ａが設けら
れており、平板状部６ａから側壁部６ｂが突出してい
る。保持基体６の一方の主面６ｄが、基板本体１４の他
方の主面１４ｂに対して接合層５を介して接合されてい
る。６ｃは空隙部分１１への露出面である。
る。保持基体６の他方の主面側に平板状部６ａが設けら
れており、平板状部６ａから側壁部６ｂが突出してい
る。保持基体６の一方の主面６ｄが、基板本体１４の他
方の主面１４ｂに対して接合層５を介して接合されてい
る。６ｃは空隙部分１１への露出面である。
【００２５】本発明は、いわゆる独立変調型の進行波形
光変調器に対しても適用できる。図４は、この実施形態
に係る光変調器１Ｄを示す。変調器１Ｄは、光導波路基
板１０Ｃと保持基体６Ａとを備えている。基板本体２４
の一方の主面２４ａ上には、バッファ層１５を介して所
定の電極２Ｆ、２Ｇ、２Ｈが形成されている。本例で
は、各電極の直下にそれぞれ光導波路３Ａ、３Ｂが形成
されており、各光導波路に対して略垂直方向に信号電圧
を印加するようになっている。一対の光導波路３Ａは第
一の変調部１７Ａに属しており、一対の光導波路３Ｂは
別の第二の変調部１７Ｂに属している。そして、光導波
路３Ａと光導波路３Ｂとは独立して変調する。基板２４
の他方の主面２４ｂはほぼ平坦である。
光変調器に対しても適用できる。図４は、この実施形態
に係る光変調器１Ｄを示す。変調器１Ｄは、光導波路基
板１０Ｃと保持基体６Ａとを備えている。基板本体２４
の一方の主面２４ａ上には、バッファ層１５を介して所
定の電極２Ｆ、２Ｇ、２Ｈが形成されている。本例で
は、各電極の直下にそれぞれ光導波路３Ａ、３Ｂが形成
されており、各光導波路に対して略垂直方向に信号電圧
を印加するようになっている。一対の光導波路３Ａは第
一の変調部１７Ａに属しており、一対の光導波路３Ｂは
別の第二の変調部１７Ｂに属している。そして、光導波
路３Ａと光導波路３Ｂとは独立して変調する。基板２４
の他方の主面２４ｂはほぼ平坦である。
【００２６】保持基体６Ａには、例えば２つの凹部６ｅ
が形成されている。保持基体６の他方の主面側に平板状
部６ａが設けられており、平板状部６ａから例えば３列
の側壁部６ｂ、６ｅが突出している。保持基体６の一方
の主面６ｄが、基板本体２４の他方の主面２４ｂに対し
て接合層５を介して接合されており、これによって各空
隙部分１１Ａ、１１Ｂを構成している。６ｃは各空隙部
分への露出面である。
が形成されている。保持基体６の他方の主面側に平板状
部６ａが設けられており、平板状部６ａから例えば３列
の側壁部６ｂ、６ｅが突出している。保持基体６の一方
の主面６ｄが、基板本体２４の他方の主面２４ｂに対し
て接合層５を介して接合されており、これによって各空
隙部分１１Ａ、１１Ｂを構成している。６ｃは各空隙部
分への露出面である。
【００２７】次に、接合層の内側に低誘電率部分を形成
した例について述べる。図５、図６、図７は、それぞ
れ、光導波路デバイス１Ｅ、１Ｆ、１Ｇを概略的に示す
断面図である。図５、図６、図７において、図１に示し
た構成部分には同じ符号を付け、その説明を省略する。
した例について述べる。図５、図６、図７は、それぞ
れ、光導波路デバイス１Ｅ、１Ｆ、１Ｇを概略的に示す
断面図である。図５、図６、図７において、図１に示し
た構成部分には同じ符号を付け、その説明を省略する。
【００２８】図５のデバイス１Ｅの光導波路基板１０Ａ
は、図１に示した光導波路基板と同様のものである。本
例では、保持基体２６は略平板形状をしており、保持基
体２６には空隙部分ないし低誘電率部分は設けられてい
ない。保持基体２６の平坦な表面２６ｂの両端部の接合
面２６ａが、厚さｔｙの接合層２５によって、基板本体
４の接合面４ｄに対して接合されている。２５ａ、２５
ｂは、それぞれ接合層２５の接合面である。この結果、
基板本体４の裏面と、保持基体２６の平坦面２６ｂとの
間には、接合層２５によって挟まれた空隙部分２１が形
成され、接合層２５の内側面２５ｃが空隙部分２１に面
する。空隙部分２１は、基板本体４の凹部２２と連続す
る。
は、図１に示した光導波路基板と同様のものである。本
例では、保持基体２６は略平板形状をしており、保持基
体２６には空隙部分ないし低誘電率部分は設けられてい
ない。保持基体２６の平坦な表面２６ｂの両端部の接合
面２６ａが、厚さｔｙの接合層２５によって、基板本体
４の接合面４ｄに対して接合されている。２５ａ、２５
ｂは、それぞれ接合層２５の接合面である。この結果、
基板本体４の裏面と、保持基体２６の平坦面２６ｂとの
間には、接合層２５によって挟まれた空隙部分２１が形
成され、接合層２５の内側面２５ｃが空隙部分２１に面
する。空隙部分２１は、基板本体４の凹部２２と連続す
る。
【００２９】このように、接合層２５の内側に空隙部分
２１や低誘電率部分を設けることによって、保持基体２
６側に空隙部分や低誘電率部分を設けることなしに、基
板本体４の裏面４ｂと保持基体２６との間隔Ｔａを大き
くすることができ、前述したような高速変調が可能とな
る。
２１や低誘電率部分を設けることによって、保持基体２
６側に空隙部分や低誘電率部分を設けることなしに、基
板本体４の裏面４ｂと保持基体２６との間隔Ｔａを大き
くすることができ、前述したような高速変調が可能とな
る。
【００３０】図６の変調器１Ｆにおいては、凹部４ｅに
対して、２つの第二の肉薄部分４ｄと１つの第一の肉薄
部分４ｆとが面している。４ｆは一対の肉薄部分４ｄに
よって挟まれている。各肉薄部分４ｄの外側には、４ｆ
とほぼ同じ厚さの基部４ｇが設けられている。
対して、２つの第二の肉薄部分４ｄと１つの第一の肉薄
部分４ｆとが面している。４ｆは一対の肉薄部分４ｄに
よって挟まれている。各肉薄部分４ｄの外側には、４ｆ
とほぼ同じ厚さの基部４ｇが設けられている。
【００３１】好適な実施形態においては、保持基体に低
誘電率部分を設けるのと同時に、接合層の内側にも低誘
電率部分を設けることができる。図７は、こうした実施
形態に係るものである。
誘電率部分を設けるのと同時に、接合層の内側にも低誘
電率部分を設けることができる。図７は、こうした実施
形態に係るものである。
【００３２】図７のデバイス１Ｇの光導波路基板１０Ａ
は、図２に示した光導波路基板と同様のものである。本
例では、保持基体３６に凹部３６ｃが形成されている。
保持基体３６は、平板状部３６ａと、平板状部３６ａか
ら突出する側壁部３６ｂとを備えており、側壁部３６ｂ
の内側が凹部３６ｃになっている。保持基体３６の一方
の主面３６ｄが接合層２５の接合面２５ａに接合されて
おり、接合層２５の接合面２５ｂが基板本体４の裏面４
ｂに接合されている。
は、図２に示した光導波路基板と同様のものである。本
例では、保持基体３６に凹部３６ｃが形成されている。
保持基体３６は、平板状部３６ａと、平板状部３６ａか
ら突出する側壁部３６ｂとを備えており、側壁部３６ｂ
の内側が凹部３６ｃになっている。保持基体３６の一方
の主面３６ｄが接合層２５の接合面２５ａに接合されて
おり、接合層２５の接合面２５ｂが基板本体４の裏面４
ｂに接合されている。
【００３３】本例では、保持基板３６に形成された空隙
部分１１、接合層２５の内側に形成された空隙部分２
１、および基板本体４の裏面側に形成された凹部２２が
連続し、一体の空隙部分を形成している。
部分１１、接合層２５の内側に形成された空隙部分２
１、および基板本体４の裏面側に形成された凹部２２が
連続し、一体の空隙部分を形成している。
【００３４】好適な実施形態においては、保持基板に設
けられた低誘電率部分、および／または接合層に包囲さ
れた低誘電率部分の少なくとも一部が、図１−７に示し
たような空隙である。このように低誘電率部分を空隙と
することによって、誘電率は大気ないし雰囲気の誘電率
となり、即ち実用上は最も低い誘電率となる。従って、
マイクロ波信号の伝搬速度を向上させる上で最も好まし
い。
けられた低誘電率部分、および／または接合層に包囲さ
れた低誘電率部分の少なくとも一部が、図１−７に示し
たような空隙である。このように低誘電率部分を空隙と
することによって、誘電率は大気ないし雰囲気の誘電率
となり、即ち実用上は最も低い誘電率となる。従って、
マイクロ波信号の伝搬速度を向上させる上で最も好まし
い。
【００３５】しかし、保持基板に設けられた低誘電率部
分、および／または接合層に包囲された低誘電率部分の
少なくとも一部に、電気光学材料の誘電率よりも低い誘
電率を有する低誘電率材料を充填することができる。こ
の場合にも、保持基体が光導波路基板の他方の主面の全
面にわたって直接接触している場合に比べて、マイクロ
波信号の伝搬速度を向上させることができる。
分、および／または接合層に包囲された低誘電率部分の
少なくとも一部に、電気光学材料の誘電率よりも低い誘
電率を有する低誘電率材料を充填することができる。こ
の場合にも、保持基体が光導波路基板の他方の主面の全
面にわたって直接接触している場合に比べて、マイクロ
波信号の伝搬速度を向上させることができる。
【００３６】特に、少なくとも基板本体の他方の主面に
対して、電気光学材料の誘電率よりも低い誘電率を有す
る低誘電率材料が接触するように構成することによっ
て、薄い基板本体をその他方の主面側から直接に補強す
ることができる。この場合には、保持基体の凹部の全体
に前記低誘電率材料を充填することができる。また、基
板本体の他方の主面に接触する部分のみに低誘電率材料
を充填し、低誘電率材料の下側には空隙を残すことがで
きる。こうした材料としては、ガラス、エポキシ系ある
いはアクリル系などの接着剤、あるいは半導体製造用層
間絶縁体、ポリイミドが例示できる。
対して、電気光学材料の誘電率よりも低い誘電率を有す
る低誘電率材料が接触するように構成することによっ
て、薄い基板本体をその他方の主面側から直接に補強す
ることができる。この場合には、保持基体の凹部の全体
に前記低誘電率材料を充填することができる。また、基
板本体の他方の主面に接触する部分のみに低誘電率材料
を充填し、低誘電率材料の下側には空隙を残すことがで
きる。こうした材料としては、ガラス、エポキシ系ある
いはアクリル系などの接着剤、あるいは半導体製造用層
間絶縁体、ポリイミドが例示できる。
【００３７】好適な実施形態においては、光導波路基板
の他方の主面の光導波路に対応する領域が、保持基体に
設けられた低誘電率部分、および／または、接合層によ
って包囲された低誘電率部分に面している。
の他方の主面の光導波路に対応する領域が、保持基体に
設けられた低誘電率部分、および／または、接合層によ
って包囲された低誘電率部分に面している。
【００３８】光導波路基板を構成する基板本体は、強誘
電性の電気光学材料、好ましくは単結晶からなる。こう
した結晶は、光の変調が可能であれば特に限定されない
が、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸
リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、ニオブ酸カリウ
ムリチウム、ＫＴＰ、ＧａＡｓ及び水晶などを例示する
ことができる。ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リ
チウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム
固溶体単結晶が、特に好ましい。
電性の電気光学材料、好ましくは単結晶からなる。こう
した結晶は、光の変調が可能であれば特に限定されない
が、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸
リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、ニオブ酸カリウ
ムリチウム、ＫＴＰ、ＧａＡｓ及び水晶などを例示する
ことができる。ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リ
チウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム
固溶体単結晶が、特に好ましい。
【００３９】電極は、低抵抗でインピーダンス特性に優
れる材料であれば特に限定されるものではなく、金、
銀、銅などの材料から構成することができる。
れる材料であれば特に限定されるものではなく、金、
銀、銅などの材料から構成することができる。
【００４０】保持基体によるマイクロ波の伝搬速度への
影響を最小限とするという観点からは、保持基体の材質
は、電気光学単結晶の誘電率よりも低い誘電率を有する
材質であることが好ましい。こうした材質としては、石
英ガラス等のガラスがある。
影響を最小限とするという観点からは、保持基体の材質
は、電気光学単結晶の誘電率よりも低い誘電率を有する
材質であることが好ましい。こうした材質としては、石
英ガラス等のガラスがある。
【００４１】基板本体の線熱膨張係数と保持基体の線熱
膨張係数との差を±５０％以下とすることによって、環
境温度が変化したときの光変調の度合いの変化を抑制す
ることができる。この場合には、基板本体の材質と保持
基体の材質とは、同種であってもよく、異種であっても
よい。
膨張係数との差を±５０％以下とすることによって、環
境温度が変化したときの光変調の度合いの変化を抑制す
ることができる。この場合には、基板本体の材質と保持
基体の材質とは、同種であってもよく、異種であっても
よい。
【００４２】また、保持基体を、光導波路基板の電気光
学単結晶の誘電率以上の誘電率を有する材質によって形
成することができる。この場合には、保持基体を、基板
本体を構成する単結晶と同種の単結晶によって形成する
ことが特に好ましい。
学単結晶の誘電率以上の誘電率を有する材質によって形
成することができる。この場合には、保持基体を、基板
本体を構成する単結晶と同種の単結晶によって形成する
ことが特に好ましい。
【００４３】本発明によれば、保持基体を構成する材
質、特に単結晶を、基板本体を構成する材質、特に単結
晶と同種のものとすることによって、両者の熱膨張を合
わせることが容易である。なぜなら、このように保持基
体を強誘電性の材料、特に単結晶によって形成すると、
通常であれば光波およびマイクロ波が、近接する保持基
体の材質の影響を受けるはずである。しかし、本発明に
よれば、深い空隙部分１１、１１Ａ、１１Ｂを形成する
ことが容易であるので、光導波路および電極と保持基体
とを充分に隔離することも容易である。
質、特に単結晶を、基板本体を構成する材質、特に単結
晶と同種のものとすることによって、両者の熱膨張を合
わせることが容易である。なぜなら、このように保持基
体を強誘電性の材料、特に単結晶によって形成すると、
通常であれば光波およびマイクロ波が、近接する保持基
体の材質の影響を受けるはずである。しかし、本発明に
よれば、深い空隙部分１１、１１Ａ、１１Ｂを形成する
ことが容易であるので、光導波路および電極と保持基体
とを充分に隔離することも容易である。
【００４４】保持基体を構成する材質、特に単結晶と、
基板本体を構成する材質、特に単結晶とが同種のもので
あるとは、基本組成（例えば全体の８０ｍｏｌ％以上を
占める基本組成）が同一であれば足り、他の添加成分に
は異同があってもよい。
基板本体を構成する材質、特に単結晶とが同種のもので
あるとは、基本組成（例えば全体の８０ｍｏｌ％以上を
占める基本組成）が同一であれば足り、他の添加成分に
は異同があってもよい。
【００４５】基板本体の表面（一方の主面）と電極との
間にはバッファ層を設けることができる。バッファ層
は、酸化シリコン、弗化マグネシウム、窒化珪素、及び
アルミナなどの公知の材料を使用することができる。
間にはバッファ層を設けることができる。バッファ層
は、酸化シリコン、弗化マグネシウム、窒化珪素、及び
アルミナなどの公知の材料を使用することができる。
【００４６】光導波路は、基板本体に形成されており、
好ましくは基板本体の一方の主面側に形成されている。
光導波路は、基板本体の一方の主面に直接形成されたリ
ッジ型の光導波路であってよく、基板本体の一方の主面
の上に他の層を介して形成されたリッジ型の光導波路で
あってよく、また基板本体の内部に内拡散法やイオン交
換法によって形成された光導波路、例えばチタン拡散光
導波路、プロトン交換光導波路であってよい。電極は、
基板本体の一方の主面側に設けられているが、基板本体
の一方の主面に直接形成されていてよく、バッファ層の
上に形成されていてよい。
好ましくは基板本体の一方の主面側に形成されている。
光導波路は、基板本体の一方の主面に直接形成されたリ
ッジ型の光導波路であってよく、基板本体の一方の主面
の上に他の層を介して形成されたリッジ型の光導波路で
あってよく、また基板本体の内部に内拡散法やイオン交
換法によって形成された光導波路、例えばチタン拡散光
導波路、プロトン交換光導波路であってよい。電極は、
基板本体の一方の主面側に設けられているが、基板本体
の一方の主面に直接形成されていてよく、バッファ層の
上に形成されていてよい。
【００４７】基板本体においては、特に好ましくは結晶
の分極軸が基板の一方の主面（表面）と略水平である。
この場合には、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リ
チウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム
固溶体単結晶からなるＸ板あるいはＹ板が好ましい。図
１、図２、図３、図５、図６、図７には、本発明をＸ板
あるいはＹ板に適用した例について示した。
の分極軸が基板の一方の主面（表面）と略水平である。
この場合には、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リ
チウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム
固溶体単結晶からなるＸ板あるいはＹ板が好ましい。図
１、図２、図３、図５、図６、図７には、本発明をＸ板
あるいはＹ板に適用した例について示した。
【００４８】また、他の好適な実施形態においては、結
晶の分極軸が基板の一方の主面（表面）と略垂直であ
る。この場合には、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル
酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチ
ウム固溶体単結晶からなるＺ板が好ましい。Ｚ板を使用
した場合には、光導波路は電極の直下に設ける必要があ
り、光の伝搬損失を低減するために、基板の表面と電極
との間にはバッファ層を設けることが好ましい。
晶の分極軸が基板の一方の主面（表面）と略垂直であ
る。この場合には、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル
酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチ
ウム固溶体単結晶からなるＺ板が好ましい。Ｚ板を使用
した場合には、光導波路は電極の直下に設ける必要があ
り、光の伝搬損失を低減するために、基板の表面と電極
との間にはバッファ層を設けることが好ましい。
【００４９】好適な実施形態においては、基板本体の厚
さｔｗが、光導波路の領域において５０μｍ以下であ
る。これによって、光波とマイクロ波との速度整合をと
ることが一層容易となる。この観点からは、ｔｗを２０
μｍ以下とすることが更に好ましい。
さｔｗが、光導波路の領域において５０μｍ以下であ
る。これによって、光波とマイクロ波との速度整合をと
ることが一層容易となる。この観点からは、ｔｗを２０
μｍ以下とすることが更に好ましい。
【００５０】また、光導波路の領域における基板本体の
厚さｔｗは、基板本体の割れやクラックを防止するとい
う観点からは、５μｍ以上であることが好ましい。
厚さｔｗは、基板本体の割れやクラックを防止するとい
う観点からは、５μｍ以上であることが好ましい。
【００５１】また、好適な実施形態においては、基板本
体の最大厚さｔｍａｘが５００μｍ以下であり、特に好
ましくは１００μｍ以下である。即ち、本発明において
は、前述のように、保持基体に主としてデバイスの強度
保持機能を担わせることができる。従って、ｔｍａｘを
小さくしてもデバイスの強度の観点からは問題ない。そ
の上で、光導波路基板の最大厚さｔｍａｘを小さくする
ことによって、ｔｗも小さくすることが容易になる。な
ぜなら、基板本体の厚さが全体として一定であれば、ｔ
ｍａｘはｔｗと等しくなるからである。また、基板本体
に凹部を形成することによってｔｗを小さくしている場
合には、ｔｍａｘが大きいと前述のような加工上の問題
が生ずる。しかし、ｔｍａｘを小さくすれば、つまり最
初から比較的に薄い基板本体を使用すれば、前述のよう
な加工による問題が生じにくい。
体の最大厚さｔｍａｘが５００μｍ以下であり、特に好
ましくは１００μｍ以下である。即ち、本発明において
は、前述のように、保持基体に主としてデバイスの強度
保持機能を担わせることができる。従って、ｔｍａｘを
小さくしてもデバイスの強度の観点からは問題ない。そ
の上で、光導波路基板の最大厚さｔｍａｘを小さくする
ことによって、ｔｗも小さくすることが容易になる。な
ぜなら、基板本体の厚さが全体として一定であれば、ｔ
ｍａｘはｔｗと等しくなるからである。また、基板本体
に凹部を形成することによってｔｗを小さくしている場
合には、ｔｍａｘが大きいと前述のような加工上の問題
が生ずる。しかし、ｔｍａｘを小さくすれば、つまり最
初から比較的に薄い基板本体を使用すれば、前述のよう
な加工による問題が生じにくい。
【００５２】基板本体の最大厚さｔｍａｘは、基板本体
を取り扱う際における基板本体の割れやクラックを防止
するという観点からは、１０μｍ以上とすることが好ま
しい。
を取り扱う際における基板本体の割れやクラックを防止
するという観点からは、１０μｍ以上とすることが好ま
しい。
【００５３】光波とマイクロ波との速度整合を容易とす
るという観点からは、光導波路の領域において、低誘電
率部分の厚さの合計値Ｔａを５μｍ以上とすることが好
ましく、３０μｍ以上とすることが一層好ましい。
るという観点からは、光導波路の領域において、低誘電
率部分の厚さの合計値Ｔａを５μｍ以上とすることが好
ましく、３０μｍ以上とすることが一層好ましい。
【００５４】また、保持基板内における低誘電率部分の
厚さｄ、接合層の厚さｔｙは、Ｔａの目標値に合わせて
決定する。ただし、接合層の内側の低誘電率部分の高速
変調への寄与を得るためには、ｔｙが５μｍ以上である
ことが好ましい。
厚さｄ、接合層の厚さｔｙは、Ｔａの目標値に合わせて
決定する。ただし、接合層の内側の低誘電率部分の高速
変調への寄与を得るためには、ｔｙが５μｍ以上である
ことが好ましい。
【００５５】光波とマイクロ波との速度整合を容易とす
るという観点からは、低誘電率部分の幅Ｗａ（図１、
２、３参照）を５μｍ以上とすることが好ましく、１０
０μｍ以上とすることが一層好ましい。
るという観点からは、低誘電率部分の幅Ｗａ（図１、
２、３参照）を５μｍ以上とすることが好ましく、１０
０μｍ以上とすることが一層好ましい。
【００５６】好適な実施形態においては、図１に示すよ
うに、光導波路基板の他方の主面側に凹部を形成する。
うに、光導波路基板の他方の主面側に凹部を形成する。
【００５７】また、好適な実施形態においては、図１に
示すように、基板本体が、凹部に面する相対的に厚さの
大きい第一の肉薄部分と、凹部に面する相対的に厚さの
小さい第二の肉薄部分とを備えており、光導波路が第一
の肉薄部分内に設けられている。
示すように、基板本体が、凹部に面する相対的に厚さの
大きい第一の肉薄部分と、凹部に面する相対的に厚さの
小さい第二の肉薄部分とを備えており、光導波路が第一
の肉薄部分内に設けられている。
【００５８】例えば１０ＧＨｚ以上の電気信号で動作す
る進行波形光変調器において速度整合を達成するために
は、基板本体の肉薄部分の厚さを１０μｍ程度まで薄く
することが一般的に必要である。しかし、肉薄部分の上
と下とには通常は大気が接触しており、大気の屈折率は
電気光学結晶の屈折率よりもはるかに低い。この結果、
薄肉部分の厚さが１０μｍ近辺になると、光導波路を伝
搬する光ビームの断面形態が偏平化する傾向があった。
一方、進行波形光変調器と結合される外部の光ファイバ
ー内を伝搬する光ビームの形態は、ほぼ真円形状であ
る。このため、光ファイバー内を伝搬する光ビームの強
度分布と進行波形光変調器内の光導波路を伝搬する光ビ
ームの強度分布との不一致が大きくなるので、光エネル
ギーが有効に伝搬されず、結合損失となるおそれがあ
る。
る進行波形光変調器において速度整合を達成するために
は、基板本体の肉薄部分の厚さを１０μｍ程度まで薄く
することが一般的に必要である。しかし、肉薄部分の上
と下とには通常は大気が接触しており、大気の屈折率は
電気光学結晶の屈折率よりもはるかに低い。この結果、
薄肉部分の厚さが１０μｍ近辺になると、光導波路を伝
搬する光ビームの断面形態が偏平化する傾向があった。
一方、進行波形光変調器と結合される外部の光ファイバ
ー内を伝搬する光ビームの形態は、ほぼ真円形状であ
る。このため、光ファイバー内を伝搬する光ビームの強
度分布と進行波形光変調器内の光導波路を伝搬する光ビ
ームの強度分布との不一致が大きくなるので、光エネル
ギーが有効に伝搬されず、結合損失となるおそれがあ
る。
【００５９】これに対して、例えば図１、図２、図５、
図６、図７に示すように、基板本体４に、凹部４ｅに面
する相対的に厚さの大きい第一の肉薄部分４ｆと、凹部
４ｅに面する相対的に厚さの小さい第二の肉薄部分４ｄ
とを設け、光導波路を第一の肉薄部分４ｆに設けること
によって、このような結合損失を一層低減できる。
図６、図７に示すように、基板本体４に、凹部４ｅに面
する相対的に厚さの大きい第一の肉薄部分４ｆと、凹部
４ｅに面する相対的に厚さの小さい第二の肉薄部分４ｄ
とを設け、光導波路を第一の肉薄部分４ｆに設けること
によって、このような結合損失を一層低減できる。
【００６０】第一の肉薄部分４ｆの厚さｔｗは、マイク
ロ波の実効屈折率ｎｍを顕著に低減するという観点から
は１００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下
が更に好ましい。第一の肉薄部分４ｆの厚さｔｗは、光
導波路を伝搬する光ビームの偏平化を防止し、更に機械
強度を保持するという観点からは、１μｍ以上が好まし
い。
ロ波の実効屈折率ｎｍを顕著に低減するという観点から
は１００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下
が更に好ましい。第一の肉薄部分４ｆの厚さｔｗは、光
導波路を伝搬する光ビームの偏平化を防止し、更に機械
強度を保持するという観点からは、１μｍ以上が好まし
い。
【００６１】第二の肉薄部分４ｄの厚さｔｎは、マイク
ロ波の実効屈折率ｎｍを顕著に低減するという観点から
は、第一の肉薄部分４ｆの厚さｔｗ未満であることが好
ましく、１２．５μｍ以下であることが更に好ましく、
１０μｍ以下であることが一層好ましい。
ロ波の実効屈折率ｎｍを顕著に低減するという観点から
は、第一の肉薄部分４ｆの厚さｔｗ未満であることが好
ましく、１２．５μｍ以下であることが更に好ましく、
１０μｍ以下であることが一層好ましい。
【００６２】光導波路基板と保持基体との接合方法は特
に限定されない。好適な実施形態においては、両者を接
着する。この場合には、接着剤の屈折率は、基板本体を
構成する電気光学材料の屈折率よりも低いことが好まし
い。これに加えて、接着剤の誘電率は、基板本体を構成
する電気光学材料の誘電率よりも低いことが望ましい。
に限定されない。好適な実施形態においては、両者を接
着する。この場合には、接着剤の屈折率は、基板本体を
構成する電気光学材料の屈折率よりも低いことが好まし
い。これに加えて、接着剤の誘電率は、基板本体を構成
する電気光学材料の誘電率よりも低いことが望ましい。
【００６３】接着剤の具体例は、前記の条件を満足する
限り特に限定されないが、エポキシ系接着剤、熱硬化型
接着剤、紫外線硬化性接着剤、ニオブ酸リチウムなどの
電気光学効果を有する材料と比較的近い熱膨張係数を有
するアロンセラミックスＣ（商品名、東亜合成社製）
（熱膨張係数１３×１０-6／Ｋ）を例示できる。
限り特に限定されないが、エポキシ系接着剤、熱硬化型
接着剤、紫外線硬化性接着剤、ニオブ酸リチウムなどの
電気光学効果を有する材料と比較的近い熱膨張係数を有
するアロンセラミックスＣ（商品名、東亜合成社製）
（熱膨張係数１３×１０-6／Ｋ）を例示できる。
【００６４】凹部４ｅ、６ｅ、３６ｃは、エキシマレー
ザーを用いたレーザーアブレーション加工によって成形
できる。あるいは、ダイシング加工によって成形でき
る。
ザーを用いたレーザーアブレーション加工によって成形
できる。あるいは、ダイシング加工によって成形でき
る。
【００６５】本発明のデバイスを製造する方法は限定さ
れない。しかし、特に好ましくは、予め厚さの小さい光
導波路基板を製造し、この基板を、保持基体の凹部側の
端面に対して接合できる。この際には、まず厚さの大き
い加工前の光導波路基板の素材の一方の主面側に、所定
の光導波路および電極を形成する。次いで、この素材の
一方の主面（表面）を定盤に対して接着固定し、次いで
素材の裏面（他方の主面）側を研削および研磨加工する
ことによって、所定厚さの光導波路基板を作成する。次
いで、基板本体の裏面（他方の主面）を、予め凹部が形
成された保持基体に対して接合する。
れない。しかし、特に好ましくは、予め厚さの小さい光
導波路基板を製造し、この基板を、保持基体の凹部側の
端面に対して接合できる。この際には、まず厚さの大き
い加工前の光導波路基板の素材の一方の主面側に、所定
の光導波路および電極を形成する。次いで、この素材の
一方の主面（表面）を定盤に対して接着固定し、次いで
素材の裏面（他方の主面）側を研削および研磨加工する
ことによって、所定厚さの光導波路基板を作成する。次
いで、基板本体の裏面（他方の主面）を、予め凹部が形
成された保持基体に対して接合する。
【００６６】更に具体的に述べると、例えば図８（ａ）
に示すように、光導波路、例えばチタン拡散光導波路３
および電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃを電解メッキ法にて光導波
路基板の素材７の一方の主面７ａ側に形成し、次いで素
材７の一方の主面７ａを、研磨定盤１０にダミー基板８
を介して貼り付ける。素材７の一方の主面７ａはダミー
基板８の一方の主面８ａに対して接合され、ダミー基板
８の他方の主面８ｂが接着剤層９を介して定盤１０に接
着される。次いで、横型研磨およびポリッシング（ＣＭ
Ｐ）にて素材を加工し、所定厚さ、例えば厚さ１５μｍ
（ＴＬＮ形成）まで薄型化し、図８（ｂ）に示すように
基板本体７Ａを得る。その後、ダイシング加工によっ
て、図１に示すように基板本体４に溝４ｅを形成する。
次いで、基板本体４を保持基体６に接着固定し、接着体
を得る。この接着体の光ファイバーに対する接続部を端
面研磨し、ダイシングによって接着体を切断し、各変調
器チップを得る。この変調器チップを光ファイバーに対
して光軸調整し、紫外線硬化型樹脂にて接着固定する。
に示すように、光導波路、例えばチタン拡散光導波路３
および電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃを電解メッキ法にて光導波
路基板の素材７の一方の主面７ａ側に形成し、次いで素
材７の一方の主面７ａを、研磨定盤１０にダミー基板８
を介して貼り付ける。素材７の一方の主面７ａはダミー
基板８の一方の主面８ａに対して接合され、ダミー基板
８の他方の主面８ｂが接着剤層９を介して定盤１０に接
着される。次いで、横型研磨およびポリッシング（ＣＭ
Ｐ）にて素材を加工し、所定厚さ、例えば厚さ１５μｍ
（ＴＬＮ形成）まで薄型化し、図８（ｂ）に示すように
基板本体７Ａを得る。その後、ダイシング加工によっ
て、図１に示すように基板本体４に溝４ｅを形成する。
次いで、基板本体４を保持基体６に接着固定し、接着体
を得る。この接着体の光ファイバーに対する接続部を端
面研磨し、ダイシングによって接着体を切断し、各変調
器チップを得る。この変調器チップを光ファイバーに対
して光軸調整し、紫外線硬化型樹脂にて接着固定する。
【００６７】また、図５、図７のデバイスを製造するた
めには、基板本体４の裏面と保持基板との間に接合材の
シートを介在させ、接合する。好ましくは、熱硬化性、
光硬化性あるいは光増粘性の樹脂接着剤からなるシート
を、基板本体４の裏面と保持基板との間に介在させ、シ
ートを硬化させる。このようなシートとしては、以下を
例示できる。３００μｍ以下のフィルム樹脂が適当であ
り、具体的に日立化成製のＴ−２０００、日清紡製カル
ボジライトフィルム、ナガセケムテック製Ａ−１４０
０，Ａ−１５００、Ａ−１６００がある。
めには、基板本体４の裏面と保持基板との間に接合材の
シートを介在させ、接合する。好ましくは、熱硬化性、
光硬化性あるいは光増粘性の樹脂接着剤からなるシート
を、基板本体４の裏面と保持基板との間に介在させ、シ
ートを硬化させる。このようなシートとしては、以下を
例示できる。３００μｍ以下のフィルム樹脂が適当であ
り、具体的に日立化成製のＴ−２０００、日清紡製カル
ボジライトフィルム、ナガセケムテック製Ａ−１４０
０，Ａ−１５００、Ａ−１６００がある。
【００６８】特に、図５、図６、図７に示すように、平
板形状の保持基体２６を使用し、基板本体４と保持基体
２６とを樹脂接着剤シートによって接着する場合には、
保持基体２６側に凹部を形成する処理が不要であるの
で、極めて生産性が高い。
板形状の保持基体２６を使用し、基板本体４と保持基体
２６とを樹脂接着剤シートによって接着する場合には、
保持基体２６側に凹部を形成する処理が不要であるの
で、極めて生産性が高い。
【００６９】図９に、図３のACPSタイプの進行波形光変
調器の設計例を示す。基板本体１０Ｂの材質として、Ｘ
カットしたニオブ酸リチウム単結晶を使用し、光導波路
はチタン拡散光導波路とし、電極はメッキプロセスによ
って形成したものとする。保持基体６は、ｘカットした
ニオブ酸リチウムによって形成する。基板本体１０Ｂの
厚さｔｗ（最大厚さｔｍａｘ）を１０μｍとし、電極間
ギャップＧを１５μｍとし、電極の幅ｗを３０μｍとす
る。低誘電率部分には空気が存在するものとする。この
状態で、空隙部分１１の幅Ｗａと高さ（深さ）Ｔａとを
図７に示すように変更したときの、マイクロ波の実効屈
折率の変化を示す。このように、空隙部分１１の幅Ｗａ
を１００μｍ以上とし、あるいは、空隙部分１１の高さ
Ｔａを５０μｍ以上とすると、マイクロ波の実効屈折率
が一層著しく減少する。一般に、空隙部分１１の幅と深
さとが大きくなるほど、マイクロ波の実効屈折率は低減
できる。
調器の設計例を示す。基板本体１０Ｂの材質として、Ｘ
カットしたニオブ酸リチウム単結晶を使用し、光導波路
はチタン拡散光導波路とし、電極はメッキプロセスによ
って形成したものとする。保持基体６は、ｘカットした
ニオブ酸リチウムによって形成する。基板本体１０Ｂの
厚さｔｗ（最大厚さｔｍａｘ）を１０μｍとし、電極間
ギャップＧを１５μｍとし、電極の幅ｗを３０μｍとす
る。低誘電率部分には空気が存在するものとする。この
状態で、空隙部分１１の幅Ｗａと高さ（深さ）Ｔａとを
図７に示すように変更したときの、マイクロ波の実効屈
折率の変化を示す。このように、空隙部分１１の幅Ｗａ
を１００μｍ以上とし、あるいは、空隙部分１１の高さ
Ｔａを５０μｍ以上とすると、マイクロ波の実効屈折率
が一層著しく減少する。一般に、空隙部分１１の幅と深
さとが大きくなるほど、マイクロ波の実効屈折率は低減
できる。
【００７０】更に具体的な製造例を述べる。 （製造例１）図８（ａ）、（ｂ）に示すようにして、図
１の光変調器１Ａを製造する。例えばＸカットした３イ
ンチウエハー（ＬｉＮｂＯ3単結晶）からなる基板を使
用し、チタン拡散プロセスとフォトリソグラフィー法と
によって、ウエハーの表面にマッハツェンダー型の光導
波路３を形成する。光導波路３のサイズは、例えば１／
ｅ2 で１０μｍとできる。次いで、メッキプロセスによ
り、ＣＰＷ電極を形成する。
１の光変調器１Ａを製造する。例えばＸカットした３イ
ンチウエハー（ＬｉＮｂＯ3単結晶）からなる基板を使
用し、チタン拡散プロセスとフォトリソグラフィー法と
によって、ウエハーの表面にマッハツェンダー型の光導
波路３を形成する。光導波路３のサイズは、例えば１／
ｅ2 で１０μｍとできる。次いで、メッキプロセスによ
り、ＣＰＷ電極を形成する。
【００７１】このウエハー形状の基板本体の素材７の一
方の主面７ａ（表面）にレジスト膜をコーティングし、
次いでマイクログラインダー加工機の定盤１０にダミー
基板８を介して設置する。基板素材７のオリフラ面を基
準にして、加工位置の位置合わせを行う。基板素材７の
固定には、熱可塑性樹脂ステッキワックス（日化精工
製）を使用できる。砥石としては、レジン系ボンドのダ
イヤモンド砥石であって、粗さが♯６０００番の砥石を
使用する。回転数を３００００ｒｐｍとし、砥石の送り
速度を０．３ｍｍ／秒とし、基板の他方の主面側を加工
する。
方の主面７ａ（表面）にレジスト膜をコーティングし、
次いでマイクログラインダー加工機の定盤１０にダミー
基板８を介して設置する。基板素材７のオリフラ面を基
準にして、加工位置の位置合わせを行う。基板素材７の
固定には、熱可塑性樹脂ステッキワックス（日化精工
製）を使用できる。砥石としては、レジン系ボンドのダ
イヤモンド砥石であって、粗さが♯６０００番の砥石を
使用する。回転数を３００００ｒｐｍとし、砥石の送り
速度を０．３ｍｍ／秒とし、基板の他方の主面側を加工
する。
【００７２】また、他のニオブ酸リチウム基板を上述の
ように研磨加工し、凹部６ｃを形成する。次いで、基板
本体４と保持基体６とをエポキシ樹脂によって接着す
る。この際、凹部６ｃ内には樹脂を充填しないようにす
る。次に、ウエハーを定盤から取り外し、有機溶剤を用
いた洗浄によってステッキワックスを除去する。ウエハ
ーをダイシングソー加工機で切断し、各光変調器チップ
１Ａに分割する。各チップの光導波路の端面を光学研磨
する。
ように研磨加工し、凹部６ｃを形成する。次いで、基板
本体４と保持基体６とをエポキシ樹脂によって接着す
る。この際、凹部６ｃ内には樹脂を充填しないようにす
る。次に、ウエハーを定盤から取り外し、有機溶剤を用
いた洗浄によってステッキワックスを除去する。ウエハ
ーをダイシングソー加工機で切断し、各光変調器チップ
１Ａに分割する。各チップの光導波路の端面を光学研磨
する。
【００７３】１．５μｍシングルモード光ファイバーを
保持した単芯ファイバーアレイを作製し、これを進行波
形光変調器チップ１Ａに結合し、光ファイバーと光導波
路とを調芯し、紫外線硬化型樹脂によって接着する。
保持した単芯ファイバーアレイを作製し、これを進行波
形光変調器チップ１Ａに結合し、光ファイバーと光導波
路とを調芯し、紫外線硬化型樹脂によって接着する。
【００７４】（製造例２）図５の光変調器１Ｅを製造し
た。Ｘカットした３インチウエハー（ＬｉＮｂＯ 3単結
晶）からなる基板を使用し、チタン拡散プロセスとフォ
トリソグラフィー法とによって、ウエハーの表面にマッ
ハツェンダー型の光導波路３を形成した。光導波路３の
サイズは、例えば１／ｅ2 で１０μｍとできる。次い
で、メッキプロセスにより、ＣＰＷ電極を形成した。
た。Ｘカットした３インチウエハー（ＬｉＮｂＯ 3単結
晶）からなる基板を使用し、チタン拡散プロセスとフォ
トリソグラフィー法とによって、ウエハーの表面にマッ
ハツェンダー型の光導波路３を形成した。光導波路３の
サイズは、例えば１／ｅ2 で１０μｍとできる。次い
で、メッキプロセスにより、ＣＰＷ電極を形成した。
【００７５】このウエハー形状の基板本体の素材７（図
８参照）の一方の主面７ａ（表面）にレジスト膜をコー
ティングし、次いでマイクログラインダー加工機の定盤
１０にダミー基板８を介して設置した。基板素材７のオ
リフラ面を基準にして、加工位置の位置合わせを行っ
た。基板素材７の固定には、熱可塑性樹脂ステッキワッ
クス（日化精工製）を使用した。砥石としては、レジン
系ボンドのダイヤモンド砥石であって、粗さが♯６００
０番の砥石を使用した。回転数を３００００ｒｐｍと
し、砥石の送り速度を０．３ｍｍ／秒とし、基板の他方
の主面側を加工した。
８参照）の一方の主面７ａ（表面）にレジスト膜をコー
ティングし、次いでマイクログラインダー加工機の定盤
１０にダミー基板８を介して設置した。基板素材７のオ
リフラ面を基準にして、加工位置の位置合わせを行っ
た。基板素材７の固定には、熱可塑性樹脂ステッキワッ
クス（日化精工製）を使用した。砥石としては、レジン
系ボンドのダイヤモンド砥石であって、粗さが♯６００
０番の砥石を使用した。回転数を３００００ｒｐｍと
し、砥石の送り速度を０．３ｍｍ／秒とし、基板の他方
の主面側を加工した。
【００７６】ニオブ酸リチウムからなる保持基体２６を
準備した。基板本体４と保持基体２６との間に、厚さ６
０μｍのエポキシ系熱硬化型樹脂からなるシートを挟
み、８０℃で加熱することによってシートを熱硬化さ
せ、接合層２５を生成させ、基板本体４と保持基体２６
とを接着した。この際、接合層２５の内側には樹脂が流
入しないようにした。空隙部分の幅Ｗａは約３００μｍ
である。次に、ウエハーを定盤から取り外し、有機溶剤
を用いた洗浄によってステッキワックスを除去した。ウ
エハーをダイシングソー加工機で切断し、各光変調器チ
ップ１Ｄに分割した。各チップの光導波路の端面を光学
研磨した。
準備した。基板本体４と保持基体２６との間に、厚さ６
０μｍのエポキシ系熱硬化型樹脂からなるシートを挟
み、８０℃で加熱することによってシートを熱硬化さ
せ、接合層２５を生成させ、基板本体４と保持基体２６
とを接着した。この際、接合層２５の内側には樹脂が流
入しないようにした。空隙部分の幅Ｗａは約３００μｍ
である。次に、ウエハーを定盤から取り外し、有機溶剤
を用いた洗浄によってステッキワックスを除去した。ウ
エハーをダイシングソー加工機で切断し、各光変調器チ
ップ１Ｄに分割した。各チップの光導波路の端面を光学
研磨した。
【００７７】１．５μｍシングルモード光ファイバーを
保持した単芯ファイバーアレイを作製し、これを進行波
形光変調器チップ１Ｄに結合し、光ファイバーと光導波
路とを調芯し、紫外線硬化型樹脂によって接着した。ベ
クトルネットワークアナライザにより透過特性Ｓ２１を
測定した結果、マイクロ波屈折率は２．１５と良好な性
能が得られた。
保持した単芯ファイバーアレイを作製し、これを進行波
形光変調器チップ１Ｄに結合し、光ファイバーと光導波
路とを調芯し、紫外線硬化型樹脂によって接着した。ベ
クトルネットワークアナライザにより透過特性Ｓ２１を
測定した結果、マイクロ波屈折率は２．１５と良好な性
能が得られた。
【００７８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、取
り扱いに耐える強度を有しており、光導波路基板の反
り、クラック、破壊による不良品を抑制でき、かつ電極
に印加される信号波の伝搬速度を速くできるような光導
波路デバイスを提供できる。
り扱いに耐える強度を有しており、光導波路基板の反
り、クラック、破壊による不良品を抑制でき、かつ電極
に印加される信号波の伝搬速度を速くできるような光導
波路デバイスを提供できる。
【図１】本発明の実施形態に係る進行波形光変調器１Ａ
を概略的に示す横断面図である。
を概略的に示す横断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る進行波形光変調器
１Ｂを概略的に示す横断面図である。
１Ｂを概略的に示す横断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る光変調器１Ｃを概
略的に示す横断面図である。
略的に示す横断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る光変調器１Ｄを概
略的に示す横断面図である。
略的に示す横断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態に係る光変調器１Ｅ
を概略的に示す横断面図である。
を概略的に示す横断面図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態に係る光変調器１Ｆ
を概略的に示す横断面図である。
を概略的に示す横断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態に係る光変調器１Ｇ
を概略的に示す横断面図である。
を概略的に示す横断面図である。
【図８】本発明の進行波形光変調器の製造プロセスの一
例を説明するための、各工程を示す図である。
例を説明するための、各工程を示す図である。
【図９】本発明の変調器の設計寸法とマイクロ波実効屈
折率の計算結果との関係を示すグラフである。
折率の計算結果との関係を示すグラフである。
【図１０】従来の光変調器の概略図である。
１Ａ、１Ｂ １Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ 進行波形
光変調器 ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ 電
極 ３、３Ａ、３Ｂ 光導波路 ４、１４、２４
基板本体 ４ａ、１４ａ、２４ａ 基板本体の
一方の主面（表面） ４ｂ、１４ｂ、２４ｂ
基板本体の他方の主面（裏面） ４ｃ、４ｇ
基部（肉厚部分） ４ｄ 第二の肉薄部分 ４ｅ 基板本体の凹部
４ｆ 第一の肉薄部分 ５ 接合層
６、６Ａ、２６、３６ 保持基体 ６
ｅ、３６ｃ 保持基体の凹部 ７、７Ａ 基板
素材 ８ ダミー基板 １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 光
導波路基板 １１、１１Ａ、１１Ｂ 保持基体に設けられた低誘電率
部分 ２１接合層によって挟まれた低誘電率部分
２２ 基板本体裏面側の凹部４ｅによって形成
された低誘電率部分 ２５ 低誘電率部分を形成
する接合層 ｄ 保持基体の凹部の深さ
ｔｙ 接合層の厚さ Ｇ電極ギャップ
Ｗ 電極の幅 Ｗａ 低誘電率部分の幅 Ｔａ 低誘電率部分の高さ（深さ）の合計値
ｔｍａｘ 基板本体の最大幅 ｔｗ 光導波路
の存在領域における基板本体の幅
光変調器 ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ 電
極 ３、３Ａ、３Ｂ 光導波路 ４、１４、２４
基板本体 ４ａ、１４ａ、２４ａ 基板本体の
一方の主面（表面） ４ｂ、１４ｂ、２４ｂ
基板本体の他方の主面（裏面） ４ｃ、４ｇ
基部（肉厚部分） ４ｄ 第二の肉薄部分 ４ｅ 基板本体の凹部
４ｆ 第一の肉薄部分 ５ 接合層
６、６Ａ、２６、３６ 保持基体 ６
ｅ、３６ｃ 保持基体の凹部 ７、７Ａ 基板
素材 ８ ダミー基板 １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 光
導波路基板 １１、１１Ａ、１１Ｂ 保持基体に設けられた低誘電率
部分 ２１接合層によって挟まれた低誘電率部分
２２ 基板本体裏面側の凹部４ｅによって形成
された低誘電率部分 ２５ 低誘電率部分を形成
する接合層 ｄ 保持基体の凹部の深さ
ｔｙ 接合層の厚さ Ｇ電極ギャップ
Ｗ 電極の幅 Ｗａ 低誘電率部分の幅 Ｔａ 低誘電率部分の高さ（深さ）の合計値
ｔｍａｘ 基板本体の最大幅 ｔｗ 光導波路
の存在領域における基板本体の幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 厚男 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 三冨 修 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA05 NA02 PA12 PA13 PA14 QA03 RA08 TA42 2H079 AA02 AA12 BA03 CA05 DA03 EA03 EA04 EA05 EB05 HA12 HA15 JA08
Claims (22)
- 【請求項１】光導波路基板と、この光導波路基板を保持
する保持基体とを備える光導波路デバイスであって、 前記光導波路基板が、電気光学材料からなり、相対向す
る一方の主面と他方の主面とを備えている基板本体、こ
の基板本体に形成されている光導波路、および前記基板
本体の前記一方の主面側に設けられた電極を備えてお
り、前記保持基体が前記基板本体の前記他方の主面側に
接合されており、前記保持基体に、前記電気光学材料の
誘電率よりも低い誘電率を有する低誘電率部分が設けら
れていることを特徴とする、光導波路デバイス。 - 【請求項２】前記低誘電率部分の少なくとも一部が空隙
であることを特徴とする、請求項１記載のデバイス。 - 【請求項３】前記低誘電率部分の少なくとも一部に、前
記電気光学材料の誘電率よりも低い誘電率を有する材料
が充填されていることを特徴とする、請求項１または２
記載のデバイス。 - 【請求項４】前記他方の主面の前記光導波路に対応する
領域が、前記低誘電率部分に面していることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載のデバ
イス。 - 【請求項５】前記保持基体と前記基板本体の前記他方の
主面とを接合する接合層を備えており、前記電気光学材
料の誘電率よりも低い誘電率を有する他の低誘電率部分
が、前記基板本体と前記保持基体との間で前記接合層の
内側に設けられていることを特徴とする、請求項１〜４
のいずれか一つの請求項に記載のデバイス。 - 【請求項６】光導波路基板と、この光導波路基板を保持
する保持基体とを備える光導波路デバイスであって、 前記光導波路基板が、電気光学材料からなり、相対向す
る一方の主面と他方の主面とを備えている基板本体、こ
の基板本体に形成されている光導波路、および前記基板
本体の前記一方の主面側に設けられた電極を備えてお
り、前記保持基体と前記基板本体の前記他方の主面とを
接合する接合層を備えており、前記電気光学材料の誘電
率よりも低い誘電率を有する低誘電率部分が、前記基板
本体と前記保持基体との間で前記接合層の内側に設けら
れていることを特徴とする、光導波路デバイス。 - 【請求項７】前記接合層の内側の前記低誘電率部分の少
なくとも一部が空隙であることを特徴とする、請求項５
または６記載のデバイス。 - 【請求項８】前記接合層の内側の前記低誘電率部分の少
なくとも一部に、前記電気光学材料の誘電率よりも低い
誘電率を有する材料が充填されていることを特徴とす
る、請求項５〜７のいずれか一つの請求項に記載のデバ
イス。 - 【請求項９】前記他方の主面の前記光導波路に対応する
領域が、前記接合層の内側の前記低誘電率部分に面して
いることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか一つの
請求項に記載のデバイス。 - 【請求項１０】前記接合層の厚さが５μｍ以上であるこ
とを特徴とする、請求項５〜９のいずれか一つの請求項
に記載のデバイス。 - 【請求項１１】前記接合層が、樹脂接着剤のシートから
なることを特徴とする、請求項５〜１０のいずれか一つ
の請求項に記載のデバイス。 - 【請求項１２】前記基板本体の厚さが、前記光導波路の
領域において１００μｍ以下であることを特徴とする、
請求項１〜１１のいずれか一つの請求項に記載のデバイ
ス。 - 【請求項１３】前記光導波路の領域において、前記低誘
電率部分の合計厚さが１μｍ以上であることを特徴とす
る、請求項１〜１２のいずれか一つの請求項に記載のデ
バイス。 - 【請求項１４】前記光導波路基板の前記他方の主面側に
凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１〜１
３のいずれか一つの請求項に記載のデバイス。 - 【請求項１５】前記基板本体が、前記凹部に面する第一
の肉薄部分と、前記凹部に面し、前記第一の肉薄部分よ
りも厚さの小さい第二の肉薄部分とを備えており、前記
光導波路が前記第一の肉薄部分内に設けられていること
を特徴とする、請求項１４記載のデバイス。 - 【請求項１６】前記デバイスにおける光の進行方向に略
垂直な横断面を見たときに、前記保持基体に設けられた
前記低誘電率部分が複数存在することを特徴とする、請
求項１〜１５のいずれか一つの請求項に記載のデバイ
ス。 - 【請求項１７】請求項１〜１６のいずれか一つの請求項
に記載のデバイスを備えている進行波形光変調器であっ
て、前記光導波路中を伝搬する光を変調するための電圧
を前記電極によって印加することを特徴とする、進行波
形光変調器。 - 【請求項１８】前記デバイスにおける光の進行方向に略
垂直な横断面を見たときに、複数の互いに独立した変調
部が設けられており、各変調部に属する各光導波路を伝
搬する光が互いに独立して変調されることを特徴とす
る、請求項１７記載の進行波形光変調器。 - 【請求項１９】電気光学材料からなり、相対向する一方
の主面と他方の主面とを備えている基板本体、この基板
本体に形成されている光導波路、および前記基板本体の
前記一方の主面側に設けられた電極を備えている光導波
路基板と、この光導波路基板を保持する保持基体とを備
える光導波路デバイスを製造する方法であって、 前記保持基体に、前記電気光学材料の誘電率よりも低い
誘電率を有する低誘電率部分を設け、前記保持基体を前
記基板本体の前記他方の主面側に接合することを特徴と
する、光導波路デバイスの製造方法。 - 【請求項２０】前記保持基体を前記基板本体の前記他方
の主面側に接合する際に接合層を設け、前記基板本体と
前記保持基体との間で前記接合層の内側に、前記電気光
学材料の誘電率よりも低い誘電率を有する低誘電率部分
を設けることを特徴とする、請求項１９記載の方法。 - 【請求項２１】電気光学材料からなり、相対向する一方
の主面と他方の主面とを備えている基板本体、この基板
本体に形成されている光導波路、および前記基板本体の
前記一方の主面側に設けられた電極を備えている光導波
路基板と、この光導波路基板を保持する保持基体とを備
える光導波路デバイスを製造する方法であって、 前記保持基体を前記基板本体の前記他方の主面側に接合
する際に接合層を設け、前記基板本体と前記保持基体と
の間で前記接合層の内側に、前記電気光学材料の誘電率
よりも低い誘電率を有する低誘電率部分を設けることを
特徴とする、光導波路デバイスの製造方法。 - 【請求項２２】前記接合層が、樹脂接着剤のシートから
なることを特徴とする、請求項２０または２１記載の方
法。
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