JP2003215648A - 光導波路装置 - Google Patents
光導波路装置Info
- Publication number
- JP2003215648A JP2003215648A JP2002017881A JP2002017881A JP2003215648A JP 2003215648 A JP2003215648 A JP 2003215648A JP 2002017881 A JP2002017881 A JP 2002017881A JP 2002017881 A JP2002017881 A JP 2002017881A JP 2003215648 A JP2003215648 A JP 2003215648A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- thin film
- optical
- waveguide device
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 μｓオーダーの高速動作が可能で、高速に多
方向スイッチングの可能なデバイス構造を提供する。 【解決手段】 光導波路装置において多方向のスイッチ
ングを可能にするもので、特に、圧電性薄膜２からなる
光導波路層を複数の分岐箇所を持つようにパターニング
して配設しておくようにし、音響光学効果などを利用し
て、光伝送媒体の屈折率を変化させ、スイッチングを行
うようにしている。
方向スイッチングの可能なデバイス構造を提供する。 【解決手段】 光導波路装置において多方向のスイッチ
ングを可能にするもので、特に、圧電性薄膜２からなる
光導波路層を複数の分岐箇所を持つようにパターニング
して配設しておくようにし、音響光学効果などを利用し
て、光伝送媒体の屈折率を変化させ、スイッチングを行
うようにしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路装置にか
かり、特に、光通信分野における光スイッチ、光変調
器、光分波器などに用いられるスイッチング機能を備え
た光導波路素子に関する。
かり、特に、光通信分野における光スイッチ、光変調
器、光分波器などに用いられるスイッチング機能を備え
た光導波路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路素子として、圧電性材料に生起
せしめられる表面弾性波により屈折率を変化させるいわ
ゆる音響光学効果を利用した方式が提案されている。音
響光学効果とは光学媒体材料内を伝播する表面弾性波の
疎密に対応して生じる材料の屈折率変化に伴って光がブ
ラッグ回折される現象であり、この効果を利用して高速
レーザプリンタなどがバルク材料を用いて実用化されて
いる。
せしめられる表面弾性波により屈折率を変化させるいわ
ゆる音響光学効果を利用した方式が提案されている。音
響光学効果とは光学媒体材料内を伝播する表面弾性波の
疎密に対応して生じる材料の屈折率変化に伴って光がブ
ラッグ回折される現象であり、この効果を利用して高速
レーザプリンタなどがバルク材料を用いて実用化されて
いる。
【０００３】また、薄膜材料を用いたデバイスとして
は、たとえば特開昭５９−３０５２０号においては、Ｚ
ｎＯ薄膜導波路に一つの入力電極を形成し、光を2方向
にスイッチングさせるいわゆる音響光学型光スイッチが
提案されている。
は、たとえば特開昭５９−３０５２０号においては、Ｚ
ｎＯ薄膜導波路に一つの入力電極を形成し、光を2方向
にスイッチングさせるいわゆる音響光学型光スイッチが
提案されている。
【０００４】これは図９（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、表面を圧電性薄膜２で被覆した弾性体基板１からな
る多層構造基板と、上記圧電性薄膜２の表面に付着する
櫛形電極３、４とで構成されている。そして櫛形電極
３、４により弾性体基板１上に送出された弾性表面波７
が、基板１の表面に周期的凹凸あるいは表面近傍の周期
的な屈折率変化を生じさせ、表面状態の変化が光に対し
て回折格子の作用をし、ブラッグ回折を生じる。そこ
で、入射光５は表面波による回折格子で反射され、反射
光６‘となる。このときの反射角は弾性表面波による格
子の周期長により決まるので櫛型電極３、４間に印加す
る信号周波数を変化させると、反射光を偏向させること
が出来る。
に、表面を圧電性薄膜２で被覆した弾性体基板１からな
る多層構造基板と、上記圧電性薄膜２の表面に付着する
櫛形電極３、４とで構成されている。そして櫛形電極
３、４により弾性体基板１上に送出された弾性表面波７
が、基板１の表面に周期的凹凸あるいは表面近傍の周期
的な屈折率変化を生じさせ、表面状態の変化が光に対し
て回折格子の作用をし、ブラッグ回折を生じる。そこ
で、入射光５は表面波による回折格子で反射され、反射
光６‘となる。このときの反射角は弾性表面波による格
子の周期長により決まるので櫛型電極３、４間に印加す
る信号周波数を変化させると、反射光を偏向させること
が出来る。
【０００５】また反射される光の周波数は入射光の周波
数に対して弾性表面波の周波数により変調される。
数に対して弾性表面波の周波数により変調される。
【０００６】このように、上記装置は、１つの入力電極
を有し、２方向に光をスイッチングするものである。
を有し、２方向に光をスイッチングするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記装置は、２方向に
光をスイッチングするものであるが、近年、光通信分野
の進展に伴い、さらに、光を多方向にスイッチングでき
る小型、高速のデバイスが求められるようになってきて
いる。
光をスイッチングするものであるが、近年、光通信分野
の進展に伴い、さらに、光を多方向にスイッチングでき
る小型、高速のデバイスが求められるようになってきて
いる。
【０００８】また、特開昭６３−１１８７１５に示すよ
うに、複数の電極を有するものも提案されている。この
素子は、広帯域化が目的であり、多方向に光を高速スイ
ッチングする機能を有しているわけではない。
うに、複数の電極を有するものも提案されている。この
素子は、広帯域化が目的であり、多方向に光を高速スイ
ッチングする機能を有しているわけではない。
【０００９】また、その他の方式例えば、材料の温度に
よる屈折率変化を利用した熱光学方式においては、多方
向の光スイッチが提案されている。しかしこの方式で
は、材料の温度変化を利用するため、動作速度が１０ｍ
ｓｅｃオーダーと遅い。しかも小型化が困難であるた
め、特に民生光通信分野への応用においては、小型化と
動作速度の高速化が課題となっている。
よる屈折率変化を利用した熱光学方式においては、多方
向の光スイッチが提案されている。しかしこの方式で
は、材料の温度変化を利用するため、動作速度が１０ｍ
ｓｅｃオーダーと遅い。しかも小型化が困難であるた
め、特に民生光通信分野への応用においては、小型化と
動作速度の高速化が課題となっている。
【００１０】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、μｓオーダーの高速動作が可能で、多方向スイッチ
ングの可能なデバイス構造を提供することを目的とす
る。
で、μｓオーダーの高速動作が可能で、多方向スイッチ
ングの可能なデバイス構造を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、光導波路装置において多方向のスイッ
チングを可能にするもので、特に、圧電性薄膜からなる
光導波路層を複数の分岐箇所を持つようにパターニング
して配設しておくようにし、音響光学効果などを利用し
て、光伝送媒体の屈折率を変化させ、スイッチングを行
うようにしたものである。
め、本発明では、光導波路装置において多方向のスイッ
チングを可能にするもので、特に、圧電性薄膜からなる
光導波路層を複数の分岐箇所を持つようにパターニング
して配設しておくようにし、音響光学効果などを利用し
て、光伝送媒体の屈折率を変化させ、スイッチングを行
うようにしたものである。
【００１２】すなわち、本発明の第１では、複数の分岐
箇所を備えた光導波路と、前記分岐箇所にそれぞれ配設
せしめられ、光導波方向を選択する複数の選択手段とを
具備し、光導波路装置を構成するようにしたことを特徴
とする。
箇所を備えた光導波路と、前記分岐箇所にそれぞれ配設
せしめられ、光導波方向を選択する複数の選択手段とを
具備し、光導波路装置を構成するようにしたことを特徴
とする。
【００１３】望ましくは、前記光導波路は、複数の分岐
箇所を備えた圧電性薄膜からなる導波路構造パターンで
構成されていることを特徴とする。
箇所を備えた圧電性薄膜からなる導波路構造パターンで
構成されていることを特徴とする。
【００１４】望ましくは、前記選択手段は、各分岐箇所
毎に独立して動作可能となるように構成されていること
を特徴とする。
毎に独立して動作可能となるように構成されていること
を特徴とする。
【００１５】望ましくは、前記各分岐箇所における導波
路パターンを覆うように振動補助層を具備したことを特
徴とする。
路パターンを覆うように振動補助層を具備したことを特
徴とする。
【００１６】望ましくは、前記各振動補助層はそれぞれ
独立して作動するように構成されていることを特徴とす
る。
独立して作動するように構成されていることを特徴とす
る。
【００１７】望ましくは、前記振動補助層はダイヤモン
ド状カーボンであることを特徴とする。
ド状カーボンであることを特徴とする。
【００１８】望ましくは、前記選択手段は、電界を印加
するための電極を具備したことを特徴とする。
するための電極を具備したことを特徴とする。
【００１９】望ましくは、前記各電極は独立して通電可
能となるように構成されていることを特徴とする。
能となるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】望ましくは、前記選択手段は、電界を印加
することにより、電気光学効果により光導波方向を選択
できるように構成されていることを特徴とする。
することにより、電気光学効果により光導波方向を選択
できるように構成されていることを特徴とする。
【００２１】望ましくは、前記選択手段は、熱を印加す
ることにより、熱光学効果により光導波方向を選択でき
るように構成されていることを特徴とする。
ることにより、熱光学効果により光導波方向を選択でき
るように構成されていることを特徴とする。
【００２２】望ましくは、前記選択手段は、電界を印加
することにより、音響光学効果により光導波方向を選択
できるように構成されていることを特徴とする。
することにより、音響光学効果により光導波方向を選択
できるように構成されていることを特徴とする。
【００２３】上記構成によれば、圧電効果、音響光学効
果などにより、電極への通電によってのみ容易に高速で
疎密波が発生することにより高速で密度が変化し、この
密度の変化により屈折率が変化し、光回折が生じること
により、各分岐箇所における伝送方向が決定される。し
たがって電気信号により、スイッチングを行うことがで
きるため、高速のスイッチングが可能であり、極めて容
易に高速動作が可能となる。
果などにより、電極への通電によってのみ容易に高速で
疎密波が発生することにより高速で密度が変化し、この
密度の変化により屈折率が変化し、光回折が生じること
により、各分岐箇所における伝送方向が決定される。し
たがって電気信号により、スイッチングを行うことがで
きるため、高速のスイッチングが可能であり、極めて容
易に高速動作が可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００２５】まず、各実施の形態の説明に先立ち、その
動作原理と構造について説明する。
動作原理と構造について説明する。
【００２６】この光導波路装置は、図1（ａ）に概念図
を示すように、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの圧電性薄膜２
に高周波電力を印加し、表面弾性波を発生させることに
より、材料の密度が変化することを利用して入射光５を
複数の方向６ａ、６ｂにスイッチングできるようにした
ものである。すなわち、密度変化に比例した周期的な屈
折率変化がこの圧電性薄膜２中に誘起される。これによ
り、入射光にブラッグ回折が生じ、出射光６の方向を６
ａ、６ｂとの２方向に切り替えることにより、光導波の
オンオフを行うことが可能となる。
を示すように、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの圧電性薄膜２
に高周波電力を印加し、表面弾性波を発生させることに
より、材料の密度が変化することを利用して入射光５を
複数の方向６ａ、６ｂにスイッチングできるようにした
ものである。すなわち、密度変化に比例した周期的な屈
折率変化がこの圧電性薄膜２中に誘起される。これによ
り、入射光にブラッグ回折が生じ、出射光６の方向を６
ａ、６ｂとの２方向に切り替えることにより、光導波の
オンオフを行うことが可能となる。
【００２７】また、もうひとつは、図１（ｂ）に示すよ
うに、ＺｎＯなどの圧電性薄膜２に隣接して、酸化テル
ル（ＴｅＯ2）などの音響光学薄膜８からなる光導波路
パターンを配設し、圧電性薄膜２に高周波電力を印加
し、表面弾性波を発生させることにより、材料の密度が
変化し、この圧電性材料の密度変化によって隣接する音
響光学薄膜８の密度変化をもたらし、この音響光学材料
の密度変化を利用して入射光５を複数の方向６ａ、６ｂ
にスイッチングできるようにしたものである。すなわ
ち、密度変化に比例した周期的な屈折率変化がこの音響
光学薄膜８中に誘起される。これにより、入射光にブラ
ッグ回折が生じ、出射光６の方向を６ａ、６ｂとに切り
替えることにより、光導波のオンオフを行うことが可能
となる。 （第１の実施の形態）以下、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照しつつ詳細に説明する。
うに、ＺｎＯなどの圧電性薄膜２に隣接して、酸化テル
ル（ＴｅＯ2）などの音響光学薄膜８からなる光導波路
パターンを配設し、圧電性薄膜２に高周波電力を印加
し、表面弾性波を発生させることにより、材料の密度が
変化し、この圧電性材料の密度変化によって隣接する音
響光学薄膜８の密度変化をもたらし、この音響光学材料
の密度変化を利用して入射光５を複数の方向６ａ、６ｂ
にスイッチングできるようにしたものである。すなわ
ち、密度変化に比例した周期的な屈折率変化がこの音響
光学薄膜８中に誘起される。これにより、入射光にブラ
ッグ回折が生じ、出射光６の方向を６ａ、６ｂとに切り
替えることにより、光導波のオンオフを行うことが可能
となる。 （第１の実施の形態）以下、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２８】この光導波路装置は、音響光学効果を利用
した光導波路装置であり、多方向のスイッチングを実現
するため、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｚｎ
Ｏ薄膜からなる圧電性薄膜パターン２からなる光導波路
層を複数の分岐箇所をもつ導波路パターン構造とし、こ
の各分岐点に選択手段として、それぞれ第１乃至第３の
スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３を配設し、この第１乃
至第３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３により、各分
岐箇所におけるオンオフを音響光学効果を利用して切り
替えるようにしたことを特徴とするものである。
した光導波路装置であり、多方向のスイッチングを実現
するため、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｚｎ
Ｏ薄膜からなる圧電性薄膜パターン２からなる光導波路
層を複数の分岐箇所をもつ導波路パターン構造とし、こ
の各分岐点に選択手段として、それぞれ第１乃至第３の
スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３を配設し、この第１乃
至第３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３により、各分
岐箇所におけるオンオフを音響光学効果を利用して切り
替えるようにしたことを特徴とするものである。
【００２９】ここで各スイッチング素子は、このＺｎＯ
薄膜パターン２の分岐箇所に形成された櫛型電極３、４
およびこの櫛型電極３、４に高周波電力を印加するため
の高周波電源９と、この櫛型電極３、４を覆うように形
成されたダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層から
なる、振動補助層１０とを具備したことを特徴とする。
各スイッチング素子は同様に形成されており、この振動
補助層は互いに分離して形成されることにより、各スイ
ッチング素子の干渉を防止し、オンオフを独立して制御
することが可能となる。
薄膜パターン２の分岐箇所に形成された櫛型電極３、４
およびこの櫛型電極３、４に高周波電力を印加するため
の高周波電源９と、この櫛型電極３、４を覆うように形
成されたダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層から
なる、振動補助層１０とを具備したことを特徴とする。
各スイッチング素子は同様に形成されており、この振動
補助層は互いに分離して形成されることにより、各スイ
ッチング素子の干渉を防止し、オンオフを独立して制御
することが可能となる。
【００３０】ここで、ＤＬＣとは、炭素のＳＰ3結合と
ＳＰ2結合を有し、膜中に水素を含む非晶質構造の炭素
のことを指す。かかるＤＬＣは電気機械結合係数が高い
ため、圧電振動が大きい。また、ＤＬＣの屈折率は、
１．８程度であり、ＺｎＯなどの圧電性光導波路材料
（ＺｎＯの屈折率：２．０、ＬｉＮｂＯ3の屈折率：
２．２、ＬｉＴａＯ3の屈折率：２．１８）に比べて小
さく、圧電体光導波路層上に直接形成しても、光がＤＬ
Ｃ側に漏曳するという問題がなく、ＤＬＣの弾性を直接
利用することが可能である。
ＳＰ2結合を有し、膜中に水素を含む非晶質構造の炭素
のことを指す。かかるＤＬＣは電気機械結合係数が高い
ため、圧電振動が大きい。また、ＤＬＣの屈折率は、
１．８程度であり、ＺｎＯなどの圧電性光導波路材料
（ＺｎＯの屈折率：２．０、ＬｉＮｂＯ3の屈折率：
２．２、ＬｉＴａＯ3の屈折率：２．１８）に比べて小
さく、圧電体光導波路層上に直接形成しても、光がＤＬ
Ｃ側に漏曳するという問題がなく、ＤＬＣの弾性を直接
利用することが可能である。
【００３１】次に、本発明の第１の実施の形態の光導波
路装置の製造方法について説明する。
路装置の製造方法について説明する。
【００３２】まず、図３（ａ）に示すように、シリコン
基板１表面にＣＶＤ法により、光学的バッファ層１１と
しての酸化シリコン膜を形成する。
基板１表面にＣＶＤ法により、光学的バッファ層１１と
しての酸化シリコン膜を形成する。
【００３３】続いて、図３（ｂ）に示すように、ＲＦマ
グネトロンスパッタリング法により、光導波路層として
ＺｎＯ層からなる圧電性薄膜２を形成する。ここでＲＦ
パワー：２００Ｗ、スパッタリングガス圧：５ｍＴｏｒ
ｒ（Ａｒ：Ｏ2＝５０：５０）、基板温度３００℃、成
膜速度：１５ｎｍ／ｍｉｎ．とし、膜厚５００ｎｍ〜２
μｍのＺｎＯ層からなる圧電性薄膜２を形成した。
グネトロンスパッタリング法により、光導波路層として
ＺｎＯ層からなる圧電性薄膜２を形成する。ここでＲＦ
パワー：２００Ｗ、スパッタリングガス圧：５ｍＴｏｒ
ｒ（Ａｒ：Ｏ2＝５０：５０）、基板温度３００℃、成
膜速度：１５ｎｍ／ｍｉｎ．とし、膜厚５００ｎｍ〜２
μｍのＺｎＯ層からなる圧電性薄膜２を形成した。
【００３４】この後、図３（ｃ）に示すように、フォト
リソグラフィ法により、第１乃至第３の３つの分岐箇所
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をもつ圧電性薄膜（ＺｎＯ層）２から
なる光導波路パターンを形成する。
リソグラフィ法により、第１乃至第３の３つの分岐箇所
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をもつ圧電性薄膜（ＺｎＯ層）２から
なる光導波路パターンを形成する。
【００３５】この後、ＲＦスパッタ法により、膜厚４０
０ｎｍ〜５００ｎｍのアルミニウム薄膜を形成し、これ
をフォトリソグラフィによりパターニングし、図３
（ｄ）に示すように、アルミニウム薄膜パターンからな
る電極３、４を形成する。このアルミニウム電極パター
ンは図４に要部拡大図を示すように、相対向するように
配置された２つの櫛歯電極パターン３、４を構成してお
り、電極幅および電極間隔Ｗ１、Ｗ２は同じで１〜２μ
ｍ、電極長Ｌは７５〜１５０μｍとし、繰り返し回数は
１００から１０００とした。
０ｎｍ〜５００ｎｍのアルミニウム薄膜を形成し、これ
をフォトリソグラフィによりパターニングし、図３
（ｄ）に示すように、アルミニウム薄膜パターンからな
る電極３、４を形成する。このアルミニウム電極パター
ンは図４に要部拡大図を示すように、相対向するように
配置された２つの櫛歯電極パターン３、４を構成してお
り、電極幅および電極間隔Ｗ１、Ｗ２は同じで１〜２μ
ｍ、電極長Ｌは７５〜１５０μｍとし、繰り返し回数は
１００から１０００とした。
【００３６】そして最後に、プラズマＣＶＤ法によりＤ
ＬＣ膜を形成し、フォトリソグラフィによりパターニン
グし、振動補助層１０を形成する。ここでプラズマＣＶ
Ｄ法は、マイクロ波電力：１ｋＷ、基板温度：７００
℃、原料ガス：水素、メタンとし、成膜速度：１８ｎｍ
／ｍｉｎ．とし、膜厚７００ｎｍ〜５μｍのＤＬＣ層１
０を形成した。
ＬＣ膜を形成し、フォトリソグラフィによりパターニン
グし、振動補助層１０を形成する。ここでプラズマＣＶ
Ｄ法は、マイクロ波電力：１ｋＷ、基板温度：７００
℃、原料ガス：水素、メタンとし、成膜速度：１８ｎｍ
／ｍｉｎ．とし、膜厚７００ｎｍ〜５μｍのＤＬＣ層１
０を形成した。
【００３７】このようにして、光導波路の各分岐箇所Ｐ
１〜Ｐ３に対応して光スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３
が形成される。この光導波路装置は、電極３、４に対し
て高周波電源９から印加する電力の周波数を制御し、振
動補助層１０およびＺｎＯ層からなる圧電性薄膜２が振
動し、この櫛歯電極の各電極間距離によって決まる周波
数をもつ疎密波を形成する。
１〜Ｐ３に対応して光スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３
が形成される。この光導波路装置は、電極３、４に対し
て高周波電源９から印加する電力の周波数を制御し、振
動補助層１０およびＺｎＯ層からなる圧電性薄膜２が振
動し、この櫛歯電極の各電極間距離によって決まる周波
数をもつ疎密波を形成する。
【００３８】これにより、光導波路装置の圧電性薄膜２
からなる導波路パターンを通過する光の方向を、各光ス
イッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３ごとに、独立して切り替
えることができるようになっている。
からなる導波路パターンを通過する光の方向を、各光ス
イッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３ごとに、独立して切り替
えることができるようになっている。
【００３９】圧電効果により、電極への通電によっての
み容易に高速で疎密波が発生することにより高速で密度
が変化し、この密度の変化により屈折率が変化し、光回
折が生じることにより、各分岐箇所における伝送方向が
決定される。したがって電気信号により、スイッチング
を行うことができるため、高速のスイッチングが可能で
あり、極めて容易に高速動作が可能となる。
み容易に高速で疎密波が発生することにより高速で密度
が変化し、この密度の変化により屈折率が変化し、光回
折が生じることにより、各分岐箇所における伝送方向が
決定される。したがって電気信号により、スイッチング
を行うことができるため、高速のスイッチングが可能で
あり、極めて容易に高速動作が可能となる。
【００４０】また、各光スイッチング素子が、分離形成
された振動補助層で被覆形成されているため、音響光学
効果による振動を振動補助層で効率よく増幅することが
でき、各光スイッチング素子の独立分離性が高められ、
相互干渉を防止することができる。
された振動補助層で被覆形成されているため、音響光学
効果による振動を振動補助層で効率よく増幅することが
でき、各光スイッチング素子の独立分離性が高められ、
相互干渉を防止することができる。
【００４１】さらにまた、音響光学効果を利用している
ため、熱光学方式に比べて、高速のスイッチングを行う
ことが可能となる。
ため、熱光学方式に比べて、高速のスイッチングを行う
ことが可能となる。
【００４２】また、前記第１の実施の形態では、低屈折
率材料である酸化シリコン膜からなるバッファ層を介し
て圧電性薄膜からなる光導波路層パターンが形成されて
いるため、光の損失も少ない。またこの酸化シリコン膜
は通常の半導体集積回路において絶縁膜として使用され
る膜であり、容易に半導体集積回路装置への集積化が可
能である。
率材料である酸化シリコン膜からなるバッファ層を介し
て圧電性薄膜からなる光導波路層パターンが形成されて
いるため、光の損失も少ない。またこの酸化シリコン膜
は通常の半導体集積回路において絶縁膜として使用され
る膜であり、容易に半導体集積回路装置への集積化が可
能である。
【００４３】さらにまた圧電性薄膜上を覆う振動補助層
としては、低屈折率化の可能なＤＬＣ（屈折率：１．
８）を用いているため、上方（ＤＬＣ側）への光の損失
の問題もない。
としては、低屈折率化の可能なＤＬＣ（屈折率：１．
８）を用いているため、上方（ＤＬＣ側）への光の損失
の問題もない。
【００４４】これに対し、振動の増幅という観点のみか
らみると、振動補助層として、弾性率の高いダイヤモン
ドの使用も考えられる。ダイヤモンドは、膜中炭素のほ
とんどがＳＰ3結合を構成している結晶性の膜で、屈折
率が２．４程度と大きいため、光の損失の問題を回避し
ようとするとバッファ層を介して形成する必要がある。
ＤＬＣに代えてダイヤモンド薄膜を用いるような場合
は、圧電性薄膜上に薄い酸化シリコン膜などのバッファ
層を介して振動補助層を形成するようにしてもよい。
らみると、振動補助層として、弾性率の高いダイヤモン
ドの使用も考えられる。ダイヤモンドは、膜中炭素のほ
とんどがＳＰ3結合を構成している結晶性の膜で、屈折
率が２．４程度と大きいため、光の損失の問題を回避し
ようとするとバッファ層を介して形成する必要がある。
ＤＬＣに代えてダイヤモンド薄膜を用いるような場合
は、圧電性薄膜上に薄い酸化シリコン膜などのバッファ
層を介して振動補助層を形成するようにしてもよい。
【００４５】しかしながら、この場合は、圧電性薄膜と
振動補助層との間にバッファ層が介在することになり。
ダイヤモンドの高速伝搬特性を有効に活用することがで
きないという問題が生じることがある。
振動補助層との間にバッファ層が介在することになり。
ダイヤモンドの高速伝搬特性を有効に活用することがで
きないという問題が生じることがある。
【００４６】なお前記第１の実施の形態では、圧電性材
料としてＺｎＯを用いたが、ＺｎＯに限定されることな
く、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＩＯ3、アルミニ
ウムナイトライド（ＡｌＮ）などの他さらには、Ｌｉ2
Ｂ4Ｏ7，サファイア、ダイヤモンド、シリコン（Ｓ
ｉ）、酸化マグネシウムなども使用可能である。
料としてＺｎＯを用いたが、ＺｎＯに限定されることな
く、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＩＯ3、アルミニ
ウムナイトライド（ＡｌＮ）などの他さらには、Ｌｉ2
Ｂ4Ｏ7，サファイア、ダイヤモンド、シリコン（Ｓ
ｉ）、酸化マグネシウムなども使用可能である。
【００４７】また振動補助層としては、ＤＬＣの他、ダ
イヤモンド、サファイア、ＭｇＯ、ＬｉＴａＯ3などが
適用可能である。なお振動補助層と圧電性材料との組み
合わせは適宜選択可能であるが、振動補助層への光の損
失を低減するとともに振動を増幅するためには、光導波
路を構成する圧電性材料よりも、弾性定数が大きく、屈
折率の小さい材料を選択することが必要である。 （第２の実施の形態）以下、本発明の第２の実施の形態
について図面を参照しつつ詳細に説明する。
イヤモンド、サファイア、ＭｇＯ、ＬｉＴａＯ3などが
適用可能である。なお振動補助層と圧電性材料との組み
合わせは適宜選択可能であるが、振動補助層への光の損
失を低減するとともに振動を増幅するためには、光導波
路を構成する圧電性材料よりも、弾性定数が大きく、屈
折率の小さい材料を選択することが必要である。 （第２の実施の形態）以下、本発明の第２の実施の形態
について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００４８】前記第１の実施の形態では、光導波路を圧
電性材料で形成し、光導波路自体に疎密波を形成して屈
折率を変化させるようにしたが、本発明の第２の実施の
形態では、図１（ｂ）に示した原理を利用したもので、
図５に示すように、酸化テルル（ＴｅＯ2）などの音響
光学薄膜８からなる導波路パターン上であってこの導波
路の各分岐箇所に相当する領域にＺｎＯなどの圧電性薄
膜２を配設し、このＺｎＯなどの圧電性薄膜２上に櫛型
電極３、４を形成して、通電することにより疎密波を形
成し、これを導波路パターンに伝達して疎密波を伝達
し、導波路パターンの屈折率を変化させ、スイッチング
を行うようにしたものである。
電性材料で形成し、光導波路自体に疎密波を形成して屈
折率を変化させるようにしたが、本発明の第２の実施の
形態では、図１（ｂ）に示した原理を利用したもので、
図５に示すように、酸化テルル（ＴｅＯ2）などの音響
光学薄膜８からなる導波路パターン上であってこの導波
路の各分岐箇所に相当する領域にＺｎＯなどの圧電性薄
膜２を配設し、このＺｎＯなどの圧電性薄膜２上に櫛型
電極３、４を形成して、通電することにより疎密波を形
成し、これを導波路パターンに伝達して疎密波を伝達
し、導波路パターンの屈折率を変化させ、スイッチング
を行うようにしたものである。
【００４９】ここでは分岐箇所に対応して夫々第１乃至
第３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３が形成されてい
る。各第１乃至第３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３
はそれぞれ、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、音
響光学薄膜８として酸化テルル（ＴｅＯ2）からなる導
波路パターンを配設し、各分岐箇所に対応してこの導波
路パターンの上層に、圧電性薄膜２を互いに分離して形
成し、この上層に所望のピッチで形成された櫛歯パター
ンからなる櫛型電極３、４を形成したものである。
第３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３が形成されてい
る。各第１乃至第３のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３
はそれぞれ、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、音
響光学薄膜８として酸化テルル（ＴｅＯ2）からなる導
波路パターンを配設し、各分岐箇所に対応してこの導波
路パターンの上層に、圧電性薄膜２を互いに分離して形
成し、この上層に所望のピッチで形成された櫛歯パター
ンからなる櫛型電極３、４を形成したものである。
【００５０】この櫛型電極３、４に高周波電源９から高
周波電力を印加し、表面弾性波を発生させることによ
り、材料の密度が変化し、この圧電性材料の密度変化に
よって隣接する音響光学薄膜８の密度変化をもたらし、
この音響光学薄膜８の密度変化を利用して入射光５を複
数の方向６ａ、６ｂにスイッチングすることができる。
周波電力を印加し、表面弾性波を発生させることによ
り、材料の密度が変化し、この圧電性材料の密度変化に
よって隣接する音響光学薄膜８の密度変化をもたらし、
この音響光学薄膜８の密度変化を利用して入射光５を複
数の方向６ａ、６ｂにスイッチングすることができる。
【００５１】すなわち、密度変化に比例した周期的な屈
折率変化がこの圧電性薄膜２中に誘起される。これによ
り、入射光にブラッグ回折が生じ、出射光６の方向を６
ａ、６ｂとに切り替えることにより、光導波のオンオフ
を行うことが可能となる。
折率変化がこの圧電性薄膜２中に誘起される。これによ
り、入射光にブラッグ回折が生じ、出射光６の方向を６
ａ、６ｂとに切り替えることにより、光導波のオンオフ
を行うことが可能となる。
【００５２】この光導波路装置では、前記第１の実施の
形態による効果に加え、光導波路に直接疎密波を生起せ
しめるのではなく、圧電性薄膜で生起させた疎密波を伝
達することにより光導波路に疎密波を伝送するようにし
ているため、光導波路を形成する材料に依存することな
く、最適な圧電性材料を選択することができ、設計の自
由度が増大するという利点がある。
形態による効果に加え、光導波路に直接疎密波を生起せ
しめるのではなく、圧電性薄膜で生起させた疎密波を伝
達することにより光導波路に疎密波を伝送するようにし
ているため、光導波路を形成する材料に依存することな
く、最適な圧電性材料を選択することができ、設計の自
由度が増大するという利点がある。
【００５３】また、分岐部の形状によって疎密波が影響
を受けることがないため、分岐部の形状を高精度の微細
パターンで構成してもよく、微細パターン構造に依存す
ることなく、圧電性薄膜を形成することができ、高速で
かつ信頼性の高いスイッチング機能を備えた光導波路装
置を形成することが可能となる。
を受けることがないため、分岐部の形状を高精度の微細
パターンで構成してもよく、微細パターン構造に依存す
ることなく、圧電性薄膜を形成することができ、高速で
かつ信頼性の高いスイッチング機能を備えた光導波路装
置を形成することが可能となる。
【００５４】なお、前記実施の形態では、光導波路を形
成する音響光学材料として、ＴｅＯ2を用いた例につい
て説明したが、テルルＴｅ、モリブデン酸鉛（ＰｂＭｏ
Ｏ4）石英などを用いてもよい。
成する音響光学材料として、ＴｅＯ2を用いた例につい
て説明したが、テルルＴｅ、モリブデン酸鉛（ＰｂＭｏ
Ｏ4）石英などを用いてもよい。
【００５５】また、圧電性材料についても前記第１の実
施の形態と同様の材料も適用可能である。 （第３の実施の形態）以下、本発明の第３の実施の形態
について説明する。
施の形態と同様の材料も適用可能である。 （第３の実施の形態）以下、本発明の第３の実施の形態
について説明する。
【００５６】この光導波路装置は、熱光学効果を利用し
た光導波路装置であり、多方向のスイッチングを実現す
るため、温度による屈折率変化を用いたものである。す
なわち、図７（ａ）乃至（ｆ）にその製造工程を示すよ
うに、ＺｎＯ層からなる圧電性薄膜２を複数の分岐箇所
をもつ導波路パターン構造とし、この各分岐点に選択手
段として、それぞれ第１乃至第３の光熱スイッチング素
子ＨＳＷ１〜ＨＳＷ３を配設し、この第１乃至第３の光
熱スイッチング素子ＨＳＷ１〜ＨＳＷ３により、各分岐
箇所におけるオンオフを熱光学効果を利用して切り替え
るようにしたことを特徴とするものである。
た光導波路装置であり、多方向のスイッチングを実現す
るため、温度による屈折率変化を用いたものである。す
なわち、図７（ａ）乃至（ｆ）にその製造工程を示すよ
うに、ＺｎＯ層からなる圧電性薄膜２を複数の分岐箇所
をもつ導波路パターン構造とし、この各分岐点に選択手
段として、それぞれ第１乃至第３の光熱スイッチング素
子ＨＳＷ１〜ＨＳＷ３を配設し、この第１乃至第３の光
熱スイッチング素子ＨＳＷ１〜ＨＳＷ３により、各分岐
箇所におけるオンオフを熱光学効果を利用して切り替え
るようにしたことを特徴とするものである。
【００５７】ここで各スイッチング素子は、この圧電性
薄膜２として、ＺｎＯ薄膜パターンからなる光導波路の
分岐箇所に互いに分離して形成されたクロム薄膜からな
るヒータ層１２と、この上層に形成された電極１３、１
４およびこの電極１３、１４に熱源としての電力を印加
するための電源（図示せず）と、ヒータ層１２を覆うよ
うに形成されたダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）
層からなる、熱伝導性層１５とを具備したことを特徴と
する。
薄膜２として、ＺｎＯ薄膜パターンからなる光導波路の
分岐箇所に互いに分離して形成されたクロム薄膜からな
るヒータ層１２と、この上層に形成された電極１３、１
４およびこの電極１３、１４に熱源としての電力を印加
するための電源（図示せず）と、ヒータ層１２を覆うよ
うに形成されたダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）
層からなる、熱伝導性層１５とを具備したことを特徴と
する。
【００５８】各光熱スイッチング素子は同様に形成され
ており、この熱伝導性層１５は互いに分離して形成さ
れ、吸放熱を良好にし、各スイッチング素子の干渉を防
止し、オンオフを独立して制御するとともに、より高速
駆動の実現を可能とするものである。この熱伝導性層と
しては、ＤＬＣの他、酸化アルミニウム層などの熱伝導
性の良好な薄膜を用いることができ、導電性材料を用い
る場合には、図７（ｆ）に示すように、電極１３，１４
との接触を防止するような形状で形成するのが望まし
い。
ており、この熱伝導性層１５は互いに分離して形成さ
れ、吸放熱を良好にし、各スイッチング素子の干渉を防
止し、オンオフを独立して制御するとともに、より高速
駆動の実現を可能とするものである。この熱伝導性層と
しては、ＤＬＣの他、酸化アルミニウム層などの熱伝導
性の良好な薄膜を用いることができ、導電性材料を用い
る場合には、図７（ｆ）に示すように、電極１３，１４
との接触を防止するような形状で形成するのが望まし
い。
【００５９】次に、本発明の第３の実施の形態の光導波
路装置の製造方法について説明する。
路装置の製造方法について説明する。
【００６０】まず、光導波路パターンの形成までは、前
記第１および第２の実施の形態と同様であり、図７
（ａ）乃至（ｃ）に示すように、シリコン基板１表面に
ＣＶＤ法により、光学的バッファ層としての酸化シリコ
ン膜１１を形成し、続いてＲＦマグネトロンスパッタリ
ング法により、ＺｎＯ層を形成し、フォトリソグラフィ
により、第１乃至第３の３つの分岐箇所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３をもつＺｎＯ層からなる圧電性薄膜パターン（光導波
路）２を形成する。
記第１および第２の実施の形態と同様であり、図７
（ａ）乃至（ｃ）に示すように、シリコン基板１表面に
ＣＶＤ法により、光学的バッファ層としての酸化シリコ
ン膜１１を形成し、続いてＲＦマグネトロンスパッタリ
ング法により、ＺｎＯ層を形成し、フォトリソグラフィ
により、第１乃至第３の３つの分岐箇所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３をもつＺｎＯ層からなる圧電性薄膜パターン（光導波
路）２を形成する。
【００６１】この後ＲＦスパッタ法により、膜厚４００
ｎｍ〜５００ｎｍのクロム薄膜を形成し、これをフォト
リソグラフィによりパターニングし、図７（ｄ）に示す
ように、クロム薄膜からなる発熱抵抗体パターン１２を
形成する。
ｎｍ〜５００ｎｍのクロム薄膜を形成し、これをフォト
リソグラフィによりパターニングし、図７（ｄ）に示す
ように、クロム薄膜からなる発熱抵抗体パターン１２を
形成する。
【００６２】そして、さらにＲＦスパッタ法により、膜
厚４００ｎｍ〜５００ｎｍのアルミニウム薄膜を形成
し、これをフォトリソグラフィによりパターニングし、
図７（ｅ）に示すように、電極１３、１４を形成する。
厚４００ｎｍ〜５００ｎｍのアルミニウム薄膜を形成
し、これをフォトリソグラフィによりパターニングし、
図７（ｅ）に示すように、電極１３、１４を形成する。
【００６３】この後さらにＲＦスパッタ法により、膜厚
４００ｎｍ〜５００ｎｍのＤＬＣ薄膜を形成し、これを
フォトリソグラフィによりパターニングし、図７（ｆ）
に示すように、クロム薄膜抵抗体パターンの放熱または
吸熱を補助するための酸化アルミニウムからなる補助層
１５を形成する。
４００ｎｍ〜５００ｎｍのＤＬＣ薄膜を形成し、これを
フォトリソグラフィによりパターニングし、図７（ｆ）
に示すように、クロム薄膜抵抗体パターンの放熱または
吸熱を補助するための酸化アルミニウムからなる補助層
１５を形成する。
【００６４】これにより、発熱抵抗体パターン１２への
通電量を制御することにより、分岐箇所における光導波
路の屈折率を変化させ、光導波路装置の圧電性薄膜（導
波路）パターン２を通過する光の方向を、各光熱スイッ
チング素子ＨＳＷ１〜ＨＳＷ３ごとに、独立して切り替
えることができるようになっている。
通電量を制御することにより、分岐箇所における光導波
路の屈折率を変化させ、光導波路装置の圧電性薄膜（導
波路）パターン２を通過する光の方向を、各光熱スイッ
チング素子ＨＳＷ１〜ＨＳＷ３ごとに、独立して切り替
えることができるようになっている。
【００６５】熱光学効果により、発熱抵抗体への通電に
よってのみ容易に高速で密度が変化し、この密度の変化
により屈折率が変化し、光回折が生じることにより、各
分岐箇所における伝送方向が決定される。ここでは、補
助層の存在により、吸収又は放熱が良好に行われ、μｓ
オーダーの高速でスイッチングを行うことが可能とな
る。
よってのみ容易に高速で密度が変化し、この密度の変化
により屈折率が変化し、光回折が生じることにより、各
分岐箇所における伝送方向が決定される。ここでは、補
助層の存在により、吸収又は放熱が良好に行われ、μｓ
オーダーの高速でスイッチングを行うことが可能とな
る。
【００６６】このように、熱変化を光信号に変換し、ス
イッチングを行うようにしているため、高速のスイッチ
ングが可能であり、極めて容易に高速動作が可能とな
る。
イッチングを行うようにしているため、高速のスイッチ
ングが可能であり、極めて容易に高速動作が可能とな
る。
【００６７】なお前記補助層としては、酸化アルミニウ
ムの他ＤＬＣなど熱伝導性の良好な吸収放熱材料を用い
るのが望ましい。 （第４の実施の形態）以下、本発明の第４の実施の形態
について説明する。
ムの他ＤＬＣなど熱伝導性の良好な吸収放熱材料を用い
るのが望ましい。 （第４の実施の形態）以下、本発明の第４の実施の形態
について説明する。
【００６８】この光導波路装置は、電気光学効果を利用
した光導波路装置であり、多方向のスイッチングを実現
するため、電界による屈折率変化を用いたものである。
すなわち、図８（ａ）乃至（ｅ）にその製造工程を示す
ように、圧電性薄膜（ＺｎＯ薄膜）パターン２からなる
光導波路層を複数の分岐箇所をもつ導波路パターン構造
とし、この各分岐点に選択手段として、それぞれ第１乃
至第３の電気光学スイッチング素子ＥＳＷ１〜ＥＳＷ３
を配設し、この第１乃至第３の電気光学スイッチング素
子ＥＳＷ１〜ＥＳＷ３により、各分岐箇所におけるオン
オフを電気光学効果を利用して切り替えるようにしたこ
とを特徴とするものである。
した光導波路装置であり、多方向のスイッチングを実現
するため、電界による屈折率変化を用いたものである。
すなわち、図８（ａ）乃至（ｅ）にその製造工程を示す
ように、圧電性薄膜（ＺｎＯ薄膜）パターン２からなる
光導波路層を複数の分岐箇所をもつ導波路パターン構造
とし、この各分岐点に選択手段として、それぞれ第１乃
至第３の電気光学スイッチング素子ＥＳＷ１〜ＥＳＷ３
を配設し、この第１乃至第３の電気光学スイッチング素
子ＥＳＷ１〜ＥＳＷ３により、各分岐箇所におけるオン
オフを電気光学効果を利用して切り替えるようにしたこ
とを特徴とするものである。
【００６９】ここで各電気光学スイッチング素子は、圧
電性薄膜２であるＺｎＯ薄膜パターンからなる光導波路
の分岐箇所に形成されたアルミニウム薄膜からなる電極
２３、２４と、この電極２３、２４を覆うように形成さ
れた酸化シリコン層などの絶縁材料からなる補助層２５
とを具備したことを特徴とする。
電性薄膜２であるＺｎＯ薄膜パターンからなる光導波路
の分岐箇所に形成されたアルミニウム薄膜からなる電極
２３、２４と、この電極２３、２４を覆うように形成さ
れた酸化シリコン層などの絶縁材料からなる補助層２５
とを具備したことを特徴とする。
【００７０】各電気光学スイッチング素子は同様に形成
されており、この補助層２５は互いに分離して形成さ
れ、電極を保護し、各スイッチング素子の干渉を防止
し、オンオフを独立して制御するとともに、より高速で
信頼性の高い駆動を実現するものである。
されており、この補助層２５は互いに分離して形成さ
れ、電極を保護し、各スイッチング素子の干渉を防止
し、オンオフを独立して制御するとともに、より高速で
信頼性の高い駆動を実現するものである。
【００７１】次に、本発明の第４の実施の形態の光導波
路装置の製造方法について説明する。
路装置の製造方法について説明する。
【００７２】まず、光導波路パターンの形成までは、前
記第１乃至第３の実施の形態と同様であり、図８（ａ）
乃至（ｃ）に示すように、シリコン基板１表面にＣＶＤ
法により、光学的バッファ層１１としての酸化シリコン
膜を形成し、続いてＲＦマグネトロンスパッタリング法
により、ＺｎＯ層を形成し、フォトリソグラフィによ
り、第１乃至第３の３つの分岐箇所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を
もつＺｎＯ層からなる圧電性薄膜パターン（光導波路）
２を形成する。
記第１乃至第３の実施の形態と同様であり、図８（ａ）
乃至（ｃ）に示すように、シリコン基板１表面にＣＶＤ
法により、光学的バッファ層１１としての酸化シリコン
膜を形成し、続いてＲＦマグネトロンスパッタリング法
により、ＺｎＯ層を形成し、フォトリソグラフィによ
り、第１乃至第３の３つの分岐箇所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を
もつＺｎＯ層からなる圧電性薄膜パターン（光導波路）
２を形成する。
【００７３】この後ＲＦスパッタ法により、膜厚４００
ｎｍ〜５００ｎｍのアルミニウム薄膜を形成し、これを
フォトリソグラフィによりパターニングし、図８（ｄ）
に示すように、電極２３、２４を形成する。
ｎｍ〜５００ｎｍのアルミニウム薄膜を形成し、これを
フォトリソグラフィによりパターニングし、図８（ｄ）
に示すように、電極２３、２４を形成する。
【００７４】そして、さらにＲＦスパッタ法により、膜
厚４００ｎｍ〜５００ｎｍの酸化シリコン膜を形成し、
これをフォトリソグラフィによりパターニングし、図８
（ｅ）に示すように、酸化アルミニウム層からなる補助
層２５を形成する。なおこの補助層としては酸化シリコ
ンなど、電極を保護するための絶縁性材料であるのが望
ましい。
厚４００ｎｍ〜５００ｎｍの酸化シリコン膜を形成し、
これをフォトリソグラフィによりパターニングし、図８
（ｅ）に示すように、酸化アルミニウム層からなる補助
層２５を形成する。なおこの補助層としては酸化シリコ
ンなど、電極を保護するための絶縁性材料であるのが望
ましい。
【００７５】これにより、アルミニウム電極２３、２４
への通電を制御することにより、電気光学効果により、
分岐箇所における光導波路の屈折率を変化させ、光導波
路装置の導波路を構成する圧電性薄膜パターン２を通過
する光の方向を、各電気光学スイッチング素子ＥＳＷ１
〜ＥＳＷ３ごとに、独立して切り替えることができるよ
うになっている。
への通電を制御することにより、電気光学効果により、
分岐箇所における光導波路の屈折率を変化させ、光導波
路装置の導波路を構成する圧電性薄膜パターン２を通過
する光の方向を、各電気光学スイッチング素子ＥＳＷ１
〜ＥＳＷ３ごとに、独立して切り替えることができるよ
うになっている。
【００７６】電気光学効果により、電極２３、２４を介
して光導波路を構成する圧電性薄膜に電界をかけること
により、容易に高速で屈折率が変化し、光回折が生じる
ことにより、各分岐箇所における伝送方向が決定され
る。ここでは、補助層の存在により、電極の保護を図る
ことができ、誤動作の発生を防止し、ｎｓオーダーの高
速でスイッチングを行うことが可能となる。
して光導波路を構成する圧電性薄膜に電界をかけること
により、容易に高速で屈折率が変化し、光回折が生じる
ことにより、各分岐箇所における伝送方向が決定され
る。ここでは、補助層の存在により、電極の保護を図る
ことができ、誤動作の発生を防止し、ｎｓオーダーの高
速でスイッチングを行うことが可能となる。
【００７７】このように、電界の変化を光信号に変換
し、スイッチングを行うようにしているため、高速のス
イッチングが可能であり、極めて容易に高速動作が可能
となる。
し、スイッチングを行うようにしているため、高速のス
イッチングが可能であり、極めて容易に高速動作が可能
となる。
【００７８】なお、前記第１乃至第４の実施の形態では
光導波路装置について説明したが、いずれも薄膜プロセ
スを用いて、バッファ層としての酸化シリコン膜を表面
に形成したシリコン基板上に圧電性薄膜からなる導波路
パターンを形成したものであり、トランジスタ、光電変
換素子などの他の電子回路素子などとの集積化は容易で
あり、光電気集積回路装置として有効である。また、光
導波路上に、半導体レーザなどの発光素子チップをハイ
ブリッド構造で搭載することも可能であり、ハイブリッ
ド光電気集積回路装置とすることも可能である。
光導波路装置について説明したが、いずれも薄膜プロセ
スを用いて、バッファ層としての酸化シリコン膜を表面
に形成したシリコン基板上に圧電性薄膜からなる導波路
パターンを形成したものであり、トランジスタ、光電変
換素子などの他の電子回路素子などとの集積化は容易で
あり、光電気集積回路装置として有効である。また、光
導波路上に、半導体レーザなどの発光素子チップをハイ
ブリッド構造で搭載することも可能であり、ハイブリッ
ド光電気集積回路装置とすることも可能である。
【００７９】また、基板としてもシリコン基板に限定さ
れることなくサファイア基板などを用いることも可能で
あり、光電変換素子、半導体レーザなどの発光素子を同
一基板上に集積化することも可能であり、小型でより高
速動作の可能な、光集積回路装置を提供することが可能
となる。
れることなくサファイア基板などを用いることも可能で
あり、光電変換素子、半導体レーザなどの発光素子を同
一基板上に集積化することも可能であり、小型でより高
速動作の可能な、光集積回路装置を提供することが可能
となる。
【００８０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、複数の分岐箇所を備えた光導波路の各分岐箇所にそ
れぞれ、光導波方向を選択する複数の選択手段を配設し
ているため、入射光を多方向にスイッチングすることが
可能となる。
ば、複数の分岐箇所を備えた光導波路の各分岐箇所にそ
れぞれ、光導波方向を選択する複数の選択手段を配設し
ているため、入射光を多方向にスイッチングすることが
可能となる。
【００８１】また高速のスイッチングが可能となる。
【図１】 本発明の光導波路装置の動作原理を示す説明
図である。
図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の光導波路装置を
示す図である。
示す図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態の光導波路装置の
製造工程を示す図である。
製造工程を示す図である。
【図４】 本発明の第１の実施の形態の光導波路装置で
用いられる光導波路装置の櫛型電極を示す図である。
用いられる光導波路装置の櫛型電極を示す図である。
【図５】 本発明の第２の実施の形態の光導波路装置を
示す図である。
示す図である。
【図６】 本発明の第３の実施の形態の光導波路装置を
示す図である。
示す図である。
【図７】 本発明の第３の実施の形態の光導波路装置の
製造工程を示す図である。
製造工程を示す図である。
【図８】 本発明の第４の実施の形態の光導波路装置の
製造工程を示す図である。
製造工程を示す図である。
【図９】 従来の光スイッチング素子を示す説明図であ
る。
る。
１ 基板
２ 圧電性薄膜パターン
３、４櫛型電極
５ 入射光
６ 出射光
７ 弾性表面波
８ 音響光学薄膜
９ 高周波電源
１０ 振動補助層
１１ バッファ層
１２ 発熱抵抗体パターン
フロントページの続き
(72)発明者 蔵本 慶一
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会 社内
(72)発明者 平野 均
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会 社内
Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 LA12 NA01 NA02
NA07 QA03 RA08 TA01 TA11
2K002 AA02 AB05 AB09 BA06 BA12
BA13 CA03 DA08 EA16 EB02
EB09 GA02 HA03 HA10 HA11
Claims (9)
- 【請求項１】 複数の分岐箇所を備えた光導波路と、 前記分岐箇所にそれぞれ配設せしめられ、光導波方向を
選択する複数の選択手段とを具備したことを特徴とする
光導波路装置。 - 【請求項２】 前記光導波路は、複数の分岐箇所を備え
た圧電性薄膜又は音響光学薄膜からなる導波路構造パタ
ーンで構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の光導波路装置。 - 【請求項３】 前記選択手段は、各分岐箇所毎に独立し
て動作可能に構成されていることを特徴とする請求項１
または２に記載の光導波路装置。 - 【請求項４】 前記各分岐箇所における導波路パターン
を覆うように補助層を具備したことを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の光導波路装置。 - 【請求項５】前記補助層はダイヤモンド状カーボンであ
ることを特徴とする請求項４に記載の光導波路装置。 - 【請求項６】 前記選択手段は、電界を印加するための
電極を具備したことを特徴とする請求項1乃至５のいず
れかに記載の光導波路装置。 - 【請求項７】 前記選択手段は、電界を印加することに
よって、電気光学効果により光導波方向を選択できるよ
うに構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載の光導波路装置。 - 【請求項８】 前記選択手段は、熱を印加することによ
って、熱光学効果により光導波方向を選択できるように
構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいず
れかに記載の光導波路装置。 - 【請求項９】 前記選択手段は、弾性波を印加すること
によって、音響光学効果により光導波方向を選択できる
ように構成されていることを特徴とする１乃至６のいず
れかに記載の光導波路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017881A JP2003215648A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 光導波路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017881A JP2003215648A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 光導波路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003215648A true JP2003215648A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=27653423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002017881A Pending JP2003215648A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 光導波路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003215648A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006003955A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 音響光学素子及びそれを用いた光描画装置 |
-
2002
- 2002-01-28 JP JP2002017881A patent/JP2003215648A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006003955A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 音響光学素子及びそれを用いた光描画装置 |
| JPWO2006003955A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2008-04-17 | 松下電器産業株式会社 | 音響光学素子及びそれを用いた光描画装置 |
| US7855823B2 (en) | 2004-06-30 | 2010-12-21 | Panasonic Corporation | Acoustooptic device and optical imaging apparatus using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001281714A (ja) | 光機能素子及び光集積化素子 | |
| JP2007264488A (ja) | 光導波路素子 | |
| JPH07175024A (ja) | 光外部変調器 | |
| WO1995002205A1 (fr) | Modulateur optique | |
| US7532786B2 (en) | Light activated optical switch that includes a piezoelectric element with layers of piezoelectric material having different piezoelectric characteristics | |
| JPH1164809A (ja) | 光導波路デバイス及び光導波路デバイスを用いた光通信システム | |
| WO2013150748A1 (ja) | 光変調器、光ピックアップ及び光変調モジュール | |
| JP2003215648A (ja) | 光導波路装置 | |
| EP0219069B1 (en) | Light modulator and wave guide device | |
| WO2008038795A1 (fr) | Dispositif optique et procédé de fabrication de dispositif optique | |
| US20080253714A1 (en) | Light activated optical switch that includes a piezoelectric element and a conductive layer | |
| JP2940141B2 (ja) | 導波型光制御デバイス | |
| KR20170095891A (ko) | 스트레스에 동조된 평면 광파회로 및 이를 위한 방법 | |
| JPH04328720A (ja) | 導波路型光デバイス | |
| US4907850A (en) | Apparatus for periodically generating second harmonic | |
| JPWO2007097228A1 (ja) | 導波路型光学素子 | |
| JP2018112593A (ja) | 光制御デバイス及びその製造方法、光集積回路並びに電磁波検出装置 | |
| JP2005077987A (ja) | 光変調器 | |
| JPH05264938A (ja) | 光導波路デバイス | |
| JP2008218606A (ja) | 防塵基板及びそれを用いた電気光学装置 | |
| JP2008224740A (ja) | 光変調デバイス | |
| JP2000187192A (ja) | 温度制御型光導波路 | |
| JP4354464B2 (ja) | 光導波路素子 | |
| JP3947211B1 (ja) | 熱音響光スイッチ | |
| JP2000275589A (ja) | 光導波路素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040903 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20051227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061226 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070508 |