JP2003066392A - 光変調器 - Google Patents
光変調器Info
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- JP2003066392A JP2003066392A JP2001251308A JP2001251308A JP2003066392A JP 2003066392 A JP2003066392 A JP 2003066392A JP 2001251308 A JP2001251308 A JP 2001251308A JP 2001251308 A JP2001251308 A JP 2001251308A JP 2003066392 A JP2003066392 A JP 2003066392A
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- signal electrode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】マイクロ波伝搬損失を低下させ、より広い帯域
幅を有する光変調器を提供する。 【解決手段】光変調器は、電気光学効果を有する基板１
と、基板内の一部を通過する光を変調し、かつ、基板上
に形成された電極層（４，５，６）とを有する光変調器
において、前記電極層のうち接触電極が少なくとも２つ
以上からなる層で形成され、上記基板側に接触する接触
電極層４の電気抵抗率が、他の層の電気抵抗率より低い
ことを特徴とする。
幅を有する光変調器を提供する。 【解決手段】光変調器は、電気光学効果を有する基板１
と、基板内の一部を通過する光を変調し、かつ、基板上
に形成された電極層（４，５，６）とを有する光変調器
において、前記電極層のうち接触電極が少なくとも２つ
以上からなる層で形成され、上記基板側に接触する接触
電極層４の電気抵抗率が、他の層の電気抵抗率より低い
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光変調器に関し、
特に高速かつ大容量の光通信システムなどに用いられる
導波路型光変調器に関する。
特に高速かつ大容量の光通信システムなどに用いられる
導波路型光変調器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光変調器は、光通信システムにおいて重
要な要素となっている。特に近年では、広帯域、低電力
かつ超高速で動作する光変調器が要求されることから、
動作速度の速い電気光学を利用した光変調器が実用化さ
れている。その代表的なものとして、導波路型光変調器
がある。
要な要素となっている。特に近年では、広帯域、低電力
かつ超高速で動作する光変調器が要求されることから、
動作速度の速い電気光学を利用した光変調器が実用化さ
れている。その代表的なものとして、導波路型光変調器
がある。
【０００３】導波路型光変調器の例としては、電気光学
効果を有するＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム。以下、
ＬＮと略する。）を用いたものがあり、基本的な構成と
しては、ＬＮ基板上にＴｉを拡散させた光導波路を形成
し、その上にＳｉＯ２のバッファ層を設け、このバッフ
ァ層を介して光導波路に電界を印加する信号電極（進行
波型電極とも称する）を形成することで構成される。
効果を有するＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム。以下、
ＬＮと略する。）を用いたものがあり、基本的な構成と
しては、ＬＮ基板上にＴｉを拡散させた光導波路を形成
し、その上にＳｉＯ２のバッファ層を設け、このバッフ
ァ層を介して光導波路に電界を印加する信号電極（進行
波型電極とも称する）を形成することで構成される。
【０００４】光変調器の高速化を図るためには、光導波
路を伝搬する光の伝搬速度と信号電極上の電気信号の伝
搬速度とをほぼ同じにすること（速度整合条件）が必要
であり、そのためには、信号電極の厚さ（高さ）を１０
μｍ以上と通常の回路配線より厚くすることが求められ
る。このため、信号電極は、レジスト膜で形成された溝
部分に、金メッキ法を用いて形成されるのが一般となっ
ている。
路を伝搬する光の伝搬速度と信号電極上の電気信号の伝
搬速度とをほぼ同じにすること（速度整合条件）が必要
であり、そのためには、信号電極の厚さ（高さ）を１０
μｍ以上と通常の回路配線より厚くすることが求められ
る。このため、信号電極は、レジスト膜で形成された溝
部分に、金メッキ法を用いて形成されるのが一般となっ
ている。
【０００５】また、導波路型光変調器の特性の一つであ
る帯域幅は、光通信システムにおいては重要な要素であ
り、特に高速かつ大容量の通信を確保するには、より広
い帯域幅を持つ光変調器が求められている。
る帯域幅は、光通信システムにおいては重要な要素であ
り、特に高速かつ大容量の通信を確保するには、より広
い帯域幅を持つ光変調器が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】光変調器の帯域幅は、
信号電極に印加されるマイクロ波の伝搬損失や速度整合
条件によって制限される。特に、近年の光変調器の性能
を支配する要素としては、マイクロ波伝搬損失が、帯域
幅を制限している大きな要因となっている。マイクロ波
伝搬損失を抑えるためには、信号電極の電気抵抗を下げ
ることが有効であり、現在、信号電極には、金メッキが
利用されているが、数１０ＧＨｚ以上にも及ぶ広帯域幅
の特性を安定的に確保するには、１０μｍ以上の厚みの
ある電極を形成すると共に、マイクロ波伝搬損失を一層
抑制することが必要となる。
信号電極に印加されるマイクロ波の伝搬損失や速度整合
条件によって制限される。特に、近年の光変調器の性能
を支配する要素としては、マイクロ波伝搬損失が、帯域
幅を制限している大きな要因となっている。マイクロ波
伝搬損失を抑えるためには、信号電極の電気抵抗を下げ
ることが有効であり、現在、信号電極には、金メッキが
利用されているが、数１０ＧＨｚ以上にも及ぶ広帯域幅
の特性を安定的に確保するには、１０μｍ以上の厚みの
ある電極を形成すると共に、マイクロ波伝搬損失を一層
抑制することが必要となる。
【０００７】本発明が解決しようとする課題は、低いマ
イクロ波伝搬損失により広い帯域幅を有する光変調器を
提供することである。
イクロ波伝搬損失により広い帯域幅を有する光変調器を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、電気光学効果を有する基板
と、基板内の一部を通過する光を変調し、かつ、基板上
に形成された電極層とを有する光変調器において、前記
電極層のうち信号電極は少なくとも２つ以上からなる層
で形成され、上記基板側に接触する信号電極層の電気抵
抗率が、他の信号電極層の電気抵抗率より低いことを特
徴とする。
に、請求項１に係る発明は、電気光学効果を有する基板
と、基板内の一部を通過する光を変調し、かつ、基板上
に形成された電極層とを有する光変調器において、前記
電極層のうち信号電極は少なくとも２つ以上からなる層
で形成され、上記基板側に接触する信号電極層の電気抵
抗率が、他の信号電極層の電気抵抗率より低いことを特
徴とする。
【０００９】請求項１の発明によれば、マイクロ波の伝
搬している信号電極表面の電気抵抗を下げ、特に、電気
光学効果を有する基板側に接触する電極部分において電
気抵抗を下げるため、マイクロ波が形成する電界が効果
的に基板に作用する位置関係においてマイクロ波の伝搬
損失を抑制することが可能となる。しかも、信号電極を
複数の異なる層で形成することにより、接触層では主と
して高周波数のマイクロ波伝搬損失を低減する機能を、
接触層以外の他の層では主として１０μｍ以上に及ぶ電
極構造を形成・維持する機能を持たせることにより、各
々の機能に適した材料や方法を採用することができる。
このため、製品設計の自由度が拡大し、生産コストの低
減や歩留まりの高い生産が可能となる。
搬している信号電極表面の電気抵抗を下げ、特に、電気
光学効果を有する基板側に接触する電極部分において電
気抵抗を下げるため、マイクロ波が形成する電界が効果
的に基板に作用する位置関係においてマイクロ波の伝搬
損失を抑制することが可能となる。しかも、信号電極を
複数の異なる層で形成することにより、接触層では主と
して高周波数のマイクロ波伝搬損失を低減する機能を、
接触層以外の他の層では主として１０μｍ以上に及ぶ電
極構造を形成・維持する機能を持たせることにより、各
々の機能に適した材料や方法を採用することができる。
このため、製品設計の自由度が拡大し、生産コストの低
減や歩留まりの高い生産が可能となる。
【００１０】また、請求項２に係る発明は、電気光学効
果を有する基板と、基板内の一部を通過する光を変調
し、かつ、基板上に形成された電極層を有する光変調器
において、該電極層のうち信号電極は少なくとも２つ以
上からなる層で形成され、上記基板側に接触する信号電
極層は緻密に形成された層であり、他の信号電極層は粗
粒子状に形成された層であることを特徴とする。
果を有する基板と、基板内の一部を通過する光を変調
し、かつ、基板上に形成された電極層を有する光変調器
において、該電極層のうち信号電極は少なくとも２つ以
上からなる層で形成され、上記基板側に接触する信号電
極層は緻密に形成された層であり、他の信号電極層は粗
粒子状に形成された層であることを特徴とする。
【００１１】請求項２の発明によれば、基板側に接触す
る接触層は、金などの素材が緻密に集合した層で形成さ
れるため、電気抵抗が低く抑えられ、特に、高周波数の
マイクロ波が伝搬する場合には、その伝搬損失をより低
くすることが可能となる。また、信号電極の他の部分
は、素材を粗粒子状として形成しているため、従来のメ
ッキ法などが採用でき、しかも、１０μｍ以上の厚みの
電極を形成した場合においても、素材を緻密なもので形
成する場合と比較して、信号電極の製造・使用時の温度
変化による素材の膨張・収縮変化などにより、基板から
信号電極が剥離したり、信号電極に亀裂を生じるなど
の、不具合を抑えることが可能となる。
る接触層は、金などの素材が緻密に集合した層で形成さ
れるため、電気抵抗が低く抑えられ、特に、高周波数の
マイクロ波が伝搬する場合には、その伝搬損失をより低
くすることが可能となる。また、信号電極の他の部分
は、素材を粗粒子状として形成しているため、従来のメ
ッキ法などが採用でき、しかも、１０μｍ以上の厚みの
電極を形成した場合においても、素材を緻密なもので形
成する場合と比較して、信号電極の製造・使用時の温度
変化による素材の膨張・収縮変化などにより、基板から
信号電極が剥離したり、信号電極に亀裂を生じるなど
の、不具合を抑えることが可能となる。
【００１２】また、請求項３に係る発明は、請求項１又
は２に記載の光変調器において、該接触層の厚さが次式
で与えられる厚さδ程度以上であることを特徴とする。 （式）δ＝（２／ωμσ）１／２×１０３（ｍｍ） (但し、式中、ω＝２πｆ（ｆは周波数（Ｈｚ））、透
磁率μ＝μｒ・μ０（μ ｒ；金属の比透磁率、μ０；真
空の透磁率４π×１０−７（Ｈ／ｍ））、金属の導電率
σ（Ｓ／ｍ）を表す）
は２に記載の光変調器において、該接触層の厚さが次式
で与えられる厚さδ程度以上であることを特徴とする。 （式）δ＝（２／ωμσ）１／２×１０３（ｍｍ） (但し、式中、ω＝２πｆ（ｆは周波数（Ｈｚ））、透
磁率μ＝μｒ・μ０（μ ｒ；金属の比透磁率、μ０；真
空の透磁率４π×１０−７（Ｈ／ｍ））、金属の導電率
σ（Ｓ／ｍ）を表す）
【００１３】請求項３の発明によれば、高周波数のマイ
クロ波が伝搬する電極表面の表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅ
ｐｔｈ）δ程度の厚みだけ、信号電極の接触層の厚さを
確保し、該接触層において電気抵抗を低くするように構
成しているため、マイクロ波の伝搬損失を、最も効果的
に低減することが可能となる。
クロ波が伝搬する電極表面の表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅ
ｐｔｈ）δ程度の厚みだけ、信号電極の接触層の厚さを
確保し、該接触層において電気抵抗を低くするように構
成しているため、マイクロ波の伝搬損失を、最も効果的
に低減することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る光変調器を、
好適例としてのマッハツェンダ型光強度変調器のような
導波路型光変調器を中心として説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。図１は、光変調器の概
略を示す平面図であり、図２は、図１の光変調器を線Ｙ
−Ｙ’で切断したときの断面図である。本実施例では、
光変調器の構成として、ＬｉＮｂＯ３基板１上に、Ｔｉ
を拡散することにより形成された光導波路２が形成さ
れ、図1が示すように光導波路の一部と、信号電極５又
は接地電極６とは、空間的に平行になるよう配置され
る。信号電極を構成する素材は、基本的に電気抵抗率が
低い上、加工性が高く、経時変化の少ない材料ならいず
れでも良いが、本実施例ではＡｕが用いられる。
好適例としてのマッハツェンダ型光強度変調器のような
導波路型光変調器を中心として説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。図１は、光変調器の概
略を示す平面図であり、図２は、図１の光変調器を線Ｙ
−Ｙ’で切断したときの断面図である。本実施例では、
光変調器の構成として、ＬｉＮｂＯ３基板１上に、Ｔｉ
を拡散することにより形成された光導波路２が形成さ
れ、図1が示すように光導波路の一部と、信号電極５又
は接地電極６とは、空間的に平行になるよう配置され
る。信号電極を構成する素材は、基本的に電気抵抗率が
低い上、加工性が高く、経時変化の少ない材料ならいず
れでも良いが、本実施例ではＡｕが用いられる。
【００１５】光導波路と信号電極等との関係は、光変調
器を形成する基板の光学軸の方向に依存し、光学軸が信
号電極等が形成された基板表面に対して垂直である場合
（Ｚカット）には、図２の示すように光導波路は、信号
電極等のほぼ真下に配置される。これに対して、光学軸
が基板表面に対して平行である場合（Ｘカット、Ｙカッ
ト）には、光導波路は信号電極と接地電極との間の基板
電極表面近傍に配置される。また、金属を用いた信号電
極等の真下に光導波路が配置される場合には、光導波路
内を伝搬する光が信号電極等により損失を受けないよう
にするため、光導波路を形成した基板上に、例えば、Ｓ
ｉＯ２などの誘電体によるバッファ層を形成し、該バッ
ファ層上に信号電極等が形成される。
器を形成する基板の光学軸の方向に依存し、光学軸が信
号電極等が形成された基板表面に対して垂直である場合
（Ｚカット）には、図２の示すように光導波路は、信号
電極等のほぼ真下に配置される。これに対して、光学軸
が基板表面に対して平行である場合（Ｘカット、Ｙカッ
ト）には、光導波路は信号電極と接地電極との間の基板
電極表面近傍に配置される。また、金属を用いた信号電
極等の真下に光導波路が配置される場合には、光導波路
内を伝搬する光が信号電極等により損失を受けないよう
にするため、光導波路を形成した基板上に、例えば、Ｓ
ｉＯ２などの誘電体によるバッファ層を形成し、該バッ
ファ層上に信号電極等が形成される。
【００１６】次に、本発明の特徴である信号電極等の構
造について説明する。信号電極や接地電極は、１０μｍ
以上の高さに形成することが必要であり、通常、Ａｕな
どのメッキ析出が利用されてきた。しかしながら、メッ
キで形成された表面は理想的な平滑面ではなく、メッキ
析出に合わせて粒界状になっており、表面が粗い状態と
なっている。しかも、メッキ析出後、析出に利用した下
地金属を配線パターンを残して除去する際に、エッチン
グにより除去するため、メッキ表面に空壁が形成される
状態となり、より表面の平滑性が損なわれることとな
る。
造について説明する。信号電極や接地電極は、１０μｍ
以上の高さに形成することが必要であり、通常、Ａｕな
どのメッキ析出が利用されてきた。しかしながら、メッ
キで形成された表面は理想的な平滑面ではなく、メッキ
析出に合わせて粒界状になっており、表面が粗い状態と
なっている。しかも、メッキ析出後、析出に利用した下
地金属を配線パターンを残して除去する際に、エッチン
グにより除去するため、メッキ表面に空壁が形成される
状態となり、より表面の平滑性が損なわれることとな
る。
【００１７】他方、マイクロ波が電極を伝搬する場合、
マイクロ波の大半が電極表面を伝搬し、マイクロ波の周
波数が高くなるに従って、より表面に集中して伝搬する
こととなる。この現象は表皮効果と呼ばれ、高周波の伝
搬している表面からの深さ方向の距離を表皮深さ（ｓｋ
ｉｎ ｄｅｐｔｈ）と呼ぶ。上述したメッキ表面のよう
な粗い表面では、マイクロ波が伝搬する場合、伝搬経路
が長くなりマイクロ波損失が増加することとなる。とり
わけ、高周波であるほど表皮深さが浅くなることから、
マイクロ波損失が大きくなる傾向となる。
マイクロ波の大半が電極表面を伝搬し、マイクロ波の周
波数が高くなるに従って、より表面に集中して伝搬する
こととなる。この現象は表皮効果と呼ばれ、高周波の伝
搬している表面からの深さ方向の距離を表皮深さ（ｓｋ
ｉｎ ｄｅｐｔｈ）と呼ぶ。上述したメッキ表面のよう
な粗い表面では、マイクロ波が伝搬する場合、伝搬経路
が長くなりマイクロ波損失が増加することとなる。とり
わけ、高周波であるほど表皮深さが浅くなることから、
マイクロ波損失が大きくなる傾向となる。
【００１８】したがって、本発明の信号電極等の構造
は、図２のように２層構造を有しており、ＬＮ基板側に
形成される電極層（接触層４）は、表面が緻密であり電
気抵抗率が低い特徴を有しており、この接触層の上に、
従来のメッキ析出法によるメッキ電極層（信号電極５、
接地電極６の上部層）が形成されている。しかも、接触
層４の厚みは、次式で与えられるマイクロ波の表皮深さ
δ程度以上とすることにより、マイクロ波損失をより効
果的に低減することが可能となる。 （式）δ＝（２／ωμσ）１／２×１０３（ｍｍ） (但し、式中、ω＝２πｆ（ｆは周波数（Ｈｚ））、透
磁率μ＝μｒ・μ０（μ ｒ；金属の比透磁率、μ０；真
空の透磁率４π×１０−７（Ｈ／ｍ））、金属の導電率
σ（Ｓ／ｍ）を表す)
は、図２のように２層構造を有しており、ＬＮ基板側に
形成される電極層（接触層４）は、表面が緻密であり電
気抵抗率が低い特徴を有しており、この接触層の上に、
従来のメッキ析出法によるメッキ電極層（信号電極５、
接地電極６の上部層）が形成されている。しかも、接触
層４の厚みは、次式で与えられるマイクロ波の表皮深さ
δ程度以上とすることにより、マイクロ波損失をより効
果的に低減することが可能となる。 （式）δ＝（２／ωμσ）１／２×１０３（ｍｍ） (但し、式中、ω＝２πｆ（ｆは周波数（Ｈｚ））、透
磁率μ＝μｒ・μ０（μ ｒ；金属の比透磁率、μ０；真
空の透磁率４π×１０−７（Ｈ／ｍ））、金属の導電率
σ（Ｓ／ｍ）を表す)
【００１９】本発明の構造を有する信号電極等の形成方
法としては、バッファ層３を有するＬＮ基板１上に、蒸
着やスパッタリングなど真空成膜法により、メッキ析出
法より緻密な構造を有する接触層４を形成する。接触層
４の材料としては、Ａｕの他に、Ｔｉ、Ｎｉなどやこれ
らの組み合わせ（Ａｕ／Ｔｉなど）が利用される。接触
層４はメッキ析出時の下地電極の機能を持たせることが
可能である。この場合は、メッキ電極層を形成する前
に、予め接触層４を配線パターン形状に成形しておくこ
とにより、メッキ析出後、メッキ電極層が形成している
配線パターンを利用して、該接触層４をエッチングによ
り除去する工程が不要となる。しかも、接触層４は、従
来の下地電極より厚い構造（上述したように接触層４の
厚さはマイクロ波の周波数に依存するが、通常は０．１
μｍ以上であり、好ましくは０．３〜０．７μｍのもの
が主に用いられる。）を有しているため、メッキ析出後
の下地電極の配線パターン形状への除去工程と同様に接
触層４をエッチングで除去すると、メッキ電極層表面や
接触層表面がエッチングにより空壁が形成され、電極表
面の平滑性が大きく損なわれる結果となる。
法としては、バッファ層３を有するＬＮ基板１上に、蒸
着やスパッタリングなど真空成膜法により、メッキ析出
法より緻密な構造を有する接触層４を形成する。接触層
４の材料としては、Ａｕの他に、Ｔｉ、Ｎｉなどやこれ
らの組み合わせ（Ａｕ／Ｔｉなど）が利用される。接触
層４はメッキ析出時の下地電極の機能を持たせることが
可能である。この場合は、メッキ電極層を形成する前
に、予め接触層４を配線パターン形状に成形しておくこ
とにより、メッキ析出後、メッキ電極層が形成している
配線パターンを利用して、該接触層４をエッチングによ
り除去する工程が不要となる。しかも、接触層４は、従
来の下地電極より厚い構造（上述したように接触層４の
厚さはマイクロ波の周波数に依存するが、通常は０．１
μｍ以上であり、好ましくは０．３〜０．７μｍのもの
が主に用いられる。）を有しているため、メッキ析出後
の下地電極の配線パターン形状への除去工程と同様に接
触層４をエッチングで除去すると、メッキ電極層表面や
接触層表面がエッチングにより空壁が形成され、電極表
面の平滑性が大きく損なわれる結果となる。
【００２０】接触層４を配線パターン形状に成形する方
法としては、ＬＮ基板上には真空成膜法により一様な薄
膜を形成し、該薄膜上に配線パターンの反転したレジス
トパターンを形成し、ドライ又はウエットエッチングに
より該薄膜を配線パターン形状に成形する方法や、ＬＮ
基板上にリフトオフ用のレジストパターン（配線パター
ンを反転したパターン）を形成した後、真空成膜法によ
り全面に薄膜を形成し、該レジストパターンを除去する
こと薄膜の配線パターンを形成する方法など、既知の配
線パターン電極の形成方法が利用できる。
法としては、ＬＮ基板上には真空成膜法により一様な薄
膜を形成し、該薄膜上に配線パターンの反転したレジス
トパターンを形成し、ドライ又はウエットエッチングに
より該薄膜を配線パターン形状に成形する方法や、ＬＮ
基板上にリフトオフ用のレジストパターン（配線パター
ンを反転したパターン）を形成した後、真空成膜法によ
り全面に薄膜を形成し、該レジストパターンを除去する
こと薄膜の配線パターンを形成する方法など、既知の配
線パターン電極の形成方法が利用できる。
【００２１】また、メッキ電極層を形成する前の接触層
４の配線パターンは、信号電極と接地電極が一部で導通
している形状とし、メッキ電極層の形成後で、ＬＮ基板
を個々の光変調素子に切り分ける際に、該導通している
一部を切除することにより、信号電極と接地電極の導通
状態を解除するように構成しても良い。これにより、メ
ッキ析出時の接触層４への電流を流すための配線を、個
々の電極（信号電極や接地電極）毎に行う必要が無く、
製造工程を簡略化することが可能となる。
４の配線パターンは、信号電極と接地電極が一部で導通
している形状とし、メッキ電極層の形成後で、ＬＮ基板
を個々の光変調素子に切り分ける際に、該導通している
一部を切除することにより、信号電極と接地電極の導通
状態を解除するように構成しても良い。これにより、メ
ッキ析出時の接触層４への電流を流すための配線を、個
々の電極（信号電極や接地電極）毎に行う必要が無く、
製造工程を簡略化することが可能となる。
【００２２】次に、配線パターン形状に成形された接触
層４の上部に、メッキ電極層を形成する。メッキ電極層
の形成方法は、接触層４の上に厚膜のレジストパターン
（配線パターンを反転したパターン）を形成し、該レジ
ストパターンを形成したＬＮ基板を電界メッキ浴に浸し
て接触層４に通電し、レジストパターンのパターンガイ
ドに沿って必要な厚さ（１０μｍ以上）までメッキ電極
層を形成し、その後レジストを除去する。上記厚膜レジ
ストパターンの形状は、基本的には、接触層４の配線パ
ターンを反転したものとなるが、上述したように接触層
４の配線パターンが、メッキ析出時の通電のため信号電
極と接地電極が一部で導通している形状の場合は、該導
通部を覆うよう厚膜レジストパターンを形成し、信号電
極と接地電極を接続しない厚膜レジストパターンとす
る。これにより、不要な部分へのメッキ析出を防止し、
メッキ材料の不要な消費を抑えることができる。
層４の上部に、メッキ電極層を形成する。メッキ電極層
の形成方法は、接触層４の上に厚膜のレジストパターン
（配線パターンを反転したパターン）を形成し、該レジ
ストパターンを形成したＬＮ基板を電界メッキ浴に浸し
て接触層４に通電し、レジストパターンのパターンガイ
ドに沿って必要な厚さ（１０μｍ以上）までメッキ電極
層を形成し、その後レジストを除去する。上記厚膜レジ
ストパターンの形状は、基本的には、接触層４の配線パ
ターンを反転したものとなるが、上述したように接触層
４の配線パターンが、メッキ析出時の通電のため信号電
極と接地電極が一部で導通している形状の場合は、該導
通部を覆うよう厚膜レジストパターンを形成し、信号電
極と接地電極を接続しない厚膜レジストパターンとす
る。これにより、不要な部分へのメッキ析出を防止し、
メッキ材料の不要な消費を抑えることができる。
【００２３】図３は、本発明の実施例として、信号電極
等を２層構造にした場合と従来例との比較実験を行った
グラフ（マイクロ波の周波数と電極透過特性の相関を示
したグラフ）である。本発明の実施例は、接触層をＡｕ
／Ｔｉにより厚さ０．４μｍで形成したものであり、メ
ッキ電極層（Ａｕで厚さ約２０μｍ）やＬＮ基板、導波
路の構成などは従来例の構成と同一にしている。図３を
見ると、マイクロ波の周波数が高くなるほど、接触層を
設ける効果が顕著となり、特に約２０ＧＨｚ以上におい
ては、改善が著しいことがわかる。
等を２層構造にした場合と従来例との比較実験を行った
グラフ（マイクロ波の周波数と電極透過特性の相関を示
したグラフ）である。本発明の実施例は、接触層をＡｕ
／Ｔｉにより厚さ０．４μｍで形成したものであり、メ
ッキ電極層（Ａｕで厚さ約２０μｍ）やＬＮ基板、導波
路の構成などは従来例の構成と同一にしている。図３を
見ると、マイクロ波の周波数が高くなるほど、接触層を
設ける効果が顕著となり、特に約２０ＧＨｚ以上におい
ては、改善が著しいことがわかる。
【００２４】以上の本発明の実施例では、マッハツェン
ダ型光強度変調器を中心に説明したが、本発明は、光変
調器を構成する信号電極等に、高周波数のマイクロ波を
印加するものであるなら、どのような光変調器でも適用
が可能である。また、本発明の実施例では、電極を２層
構造としたが、これに限らず必要に応じて２つ以上の多
層構造とすることも可能であり、さらに、電気抵抗率の
高い電極層をより電気抵抗率の低い電極層で包み込むよ
うに形成することも可能である。さらに、本発明は一つ
の基板上に一つの光変調素子が形成された光変調器に限
らず、同一基板上に複数の機能を有する光変調素子を集
積させた光変調器であっても良い。
ダ型光強度変調器を中心に説明したが、本発明は、光変
調器を構成する信号電極等に、高周波数のマイクロ波を
印加するものであるなら、どのような光変調器でも適用
が可能である。また、本発明の実施例では、電極を２層
構造としたが、これに限らず必要に応じて２つ以上の多
層構造とすることも可能であり、さらに、電気抵抗率の
高い電極層をより電気抵抗率の低い電極層で包み込むよ
うに形成することも可能である。さらに、本発明は一つ
の基板上に一つの光変調素子が形成された光変調器に限
らず、同一基板上に複数の機能を有する光変調素子を集
積させた光変調器であっても良い。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明したように、請求項１の発明
によれば、マイクロ波の伝搬している信号電極表面の電
気抵抗を下げ、特に、電気光学効果を有する基板側に接
触する電極部分において電気抵抗を下げるため、マイク
ロ波が形成する電界が効果的に基板に作用する位置関係
においてマイクロ波の伝搬損失を抑制することが可能と
なる。しかも、信号電極を複数の異なる層で形成するこ
とにより、接触層では主として高周波数のマイクロ波伝
搬損失を低減する機能を、接触層以外の他の層では主と
して１０μｍ以上に及ぶ電極構造を形成・維持する機能
を持たせることにより、各々の機能に適した材料や方法
を採用することができる。このため、製品設計の自由度
が拡大し、生産コストの低減や歩留まりの高い生産が可
能となる。
によれば、マイクロ波の伝搬している信号電極表面の電
気抵抗を下げ、特に、電気光学効果を有する基板側に接
触する電極部分において電気抵抗を下げるため、マイク
ロ波が形成する電界が効果的に基板に作用する位置関係
においてマイクロ波の伝搬損失を抑制することが可能と
なる。しかも、信号電極を複数の異なる層で形成するこ
とにより、接触層では主として高周波数のマイクロ波伝
搬損失を低減する機能を、接触層以外の他の層では主と
して１０μｍ以上に及ぶ電極構造を形成・維持する機能
を持たせることにより、各々の機能に適した材料や方法
を採用することができる。このため、製品設計の自由度
が拡大し、生産コストの低減や歩留まりの高い生産が可
能となる。
【００２６】また、請求項２の発明によれば、基板側に
接触する接触層は、金などの素材が緻密に集合した層で
形成されるため、電気抵抗が低く抑えられ、特に、高周
波数のマイクロ波が伝搬する場合には、その伝搬損失を
より低くすることが可能となる。また、信号電極の他の
部分は、素材を粗粒子状として形成しているため、従来
のメッキ法などが採用でき、しかも、１０μｍ以上の厚
みの電極を形成した場合においても、素材を緻密なもの
で形成する場合と比較して、信号電極の製造・使用時の
温度変化による素材の膨張・収縮変化などにより、基板
から信号電極が剥離したり、信号電極に亀裂を生じるな
どの、不具合を抑えることが可能となる。
接触する接触層は、金などの素材が緻密に集合した層で
形成されるため、電気抵抗が低く抑えられ、特に、高周
波数のマイクロ波が伝搬する場合には、その伝搬損失を
より低くすることが可能となる。また、信号電極の他の
部分は、素材を粗粒子状として形成しているため、従来
のメッキ法などが採用でき、しかも、１０μｍ以上の厚
みの電極を形成した場合においても、素材を緻密なもの
で形成する場合と比較して、信号電極の製造・使用時の
温度変化による素材の膨張・収縮変化などにより、基板
から信号電極が剥離したり、信号電極に亀裂を生じるな
どの、不具合を抑えることが可能となる。
【００２７】また、請求項３の発明によれば、高周波数
のマイクロ波が伝搬する電極表面の表皮深さδ程度の厚
みだけ、信号電極の接触層の厚さを確保し、該接触層に
おいて電気抵抗を低くするように構成しているため、マ
イクロ波の伝搬損失を、最も効果的に低減することが可
能となる。
のマイクロ波が伝搬する電極表面の表皮深さδ程度の厚
みだけ、信号電極の接触層の厚さを確保し、該接触層に
おいて電気抵抗を低くするように構成しているため、マ
イクロ波の伝搬損失を、最も効果的に低減することが可
能となる。
【図１】本発明の光変調器の平面図
【図２】本発明の光変調器の断面図
【図３】マイクロ波の周波数と電極透過特性の相関を示
したグラフ
したグラフ
１ ＬｉＮｂＯ３基板
２ Ｔｉ拡散導波路
３ ＳｉＯ２バッファ層
４ 接触層
５ 信号電極
６ 接地電極
７ マイクロ波発生器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 坂本 敏弘
東京都千代田区六番町６番地28 住友大阪
セメント株式会社内
(72)発明者 栗原 雅尚
東京都千代田区六番町６番地28 住友大阪
セメント株式会社内
(72)発明者 菅又 徹
東京都千代田区六番町６番地28 住友大阪
セメント株式会社内
Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA12 BA03 CA05 DA03
EA05 HA14 JA02 JA03 JA04
JA07
Claims (3)
- 【請求項１】電気光学効果を有する基板と、基板内の一
部を通過する光を変調し、かつ、基板上に形成された電
極層とを有する光変調器において、 前記電極層のうち信号電極は少なくとも２つ以上からな
る層で形成され、上記基板側に接触する信号電極層の電
気抵抗率が、他の信号電極層の電気抵抗率より低いこと
を特徴とする光変調器。 - 【請求項２】電気光学効果を有する基板と、基板内の一
部を通過する光を変調し、かつ、基板上に形成された電
極層を有する光変調器において、 前記電極層のうち信号電極は少なくとも２つ以上からな
る層で形成され、上記基板側に接触する信号電極層は緻
密に形成された層であり、他の信号電極層は粗粒子状に
形成された層であることを特徴とする光変調器。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の光変調器におい
て、該接触層の厚さは次式で与えられる厚さδ程度以上
であることを特徴とする光変調器。 （式）δ＝（２／ωμσ）１／２×１０３（ｍｍ） (但し、式中、ω＝２πｆ（ｆは周波数（Ｈｚ））、透磁
率μ＝μｒ・μ０（μｒ；金属の比透磁率、μ０；真空
の透磁率４π×１０−７（Ｈ／ｍ））、金属の導電率σ
（Ｓ／ｍ）を表す)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001251308A JP4968995B2 (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001251308A JP4968995B2 (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003066392A true JP2003066392A (ja) | 2003-03-05 |
| JP4968995B2 JP4968995B2 (ja) | 2012-07-04 |
Family
ID=19079973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001251308A Expired - Lifetime JP4968995B2 (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4968995B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007122038A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御デバイス |
| CN111936917A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-11-13 | 住友大阪水泥股份有限公司 | 光学元件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04217226A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-07 | Fujitsu Ltd | 光導波路型デバイスの製造方法 |
| JPH08122722A (ja) * | 1994-10-27 | 1996-05-17 | Nec Corp | 導波形光デバイス |
| JPH1039266A (ja) * | 1995-11-28 | 1998-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光制御デバイス |
| JP2001133743A (ja) * | 1999-08-20 | 2001-05-18 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 電気光学素子およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-08-22 JP JP2001251308A patent/JP4968995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04217226A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-07 | Fujitsu Ltd | 光導波路型デバイスの製造方法 |
| JPH08122722A (ja) * | 1994-10-27 | 1996-05-17 | Nec Corp | 導波形光デバイス |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007122038A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御デバイス |
| CN111936917A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-11-13 | 住友大阪水泥股份有限公司 | 光学元件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4968995B2 (ja) | 2012-07-04 |
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