JP2003287777A - 電気光学効果素子及びその製造方法 - Google Patents
電気光学効果素子及びその製造方法Info
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- JP2003287777A JP2003287777A JP2002090524A JP2002090524A JP2003287777A JP 2003287777 A JP2003287777 A JP 2003287777A JP 2002090524 A JP2002090524 A JP 2002090524A JP 2002090524 A JP2002090524 A JP 2002090524A JP 2003287777 A JP2003287777 A JP 2003287777A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気光学効果素子及びその製造方法に関し、
圧電効果に伴う内部応力及び成膜時の残留応力を低減す
る。 【解決手段】 電気光学効果を有する材料をスラブ型導
波路２とし、前記スラブ型導波路２への電圧印加により
形成される屈折率変化領域の側部に光信号の光路を妨げ
ない様に溝３を形成する。
圧電効果に伴う内部応力及び成膜時の残留応力を低減す
る。 【解決手段】 電気光学効果を有する材料をスラブ型導
波路２とし、前記スラブ型導波路２への電圧印加により
形成される屈折率変化領域の側部に光信号の光路を妨げ
ない様に溝３を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気光学効果素子及
びその製造方法に関するものであり、特に、高速・大容
量の信号を伝送する光通信システムにおいて複数の入力
ポートと複数の出力ポートとの間で光信号の伝送先を切
り替えるために用いる強誘電体を用いた光偏向素子の製
造時の残留応力に起因する屈折率分布を低減するために
構成に特徴のある電気光学効果素子及びその製造方法に
関するものである。
びその製造方法に関するものであり、特に、高速・大容
量の信号を伝送する光通信システムにおいて複数の入力
ポートと複数の出力ポートとの間で光信号の伝送先を切
り替えるために用いる強誘電体を用いた光偏向素子の製
造時の残留応力に起因する屈折率分布を低減するために
構成に特徴のある電気光学効果素子及びその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の光通信の高速化・大容量化に伴
い、通信インフラの分野では、光アドドロップ・光クロ
スコネクト・波長多重レーザ・光変調器等の様々な光デ
バイスの開発の必要に迫られている。
い、通信インフラの分野では、光アドドロップ・光クロ
スコネクト・波長多重レーザ・光変調器等の様々な光デ
バイスの開発の必要に迫られている。
【０００３】例えば、通信需要の飛躍的な増大に伴い、
基幹通信ネットワークにおける光ファイバ網のハードウ
エアのインフラを構築するためには、光信号の伝送先を
切り替えるための光偏向素子が必要になり、この様な光
偏向素子としては、近年の大容量化に伴う高集積化の要
請に応えるために、強誘電体を用いた光偏向素子が開発
されている。
基幹通信ネットワークにおける光ファイバ網のハードウ
エアのインフラを構築するためには、光信号の伝送先を
切り替えるための光偏向素子が必要になり、この様な光
偏向素子としては、近年の大容量化に伴う高集積化の要
請に応えるために、強誘電体を用いた光偏向素子が開発
されている。
【０００４】図８参照
図８は強誘電体を用いた光偏向素子の概略的平面図であ
り、底辺の長さがＷ、高さがＬの三角形状の上部電極５
２を設けた領域がプリズム型光偏向素子となり、この上
部電極５２と強誘電体層５１の裏面に形成した下部電極
との間に電圧を印加すると、電気光学効果により強誘電
体層５１の屈折率ｎがΔｎだけ減少しプリズム斜面から
の出射光は、スネルの法則によって、θ1 だけ偏向され
ることになる。
り、底辺の長さがＷ、高さがＬの三角形状の上部電極５
２を設けた領域がプリズム型光偏向素子となり、この上
部電極５２と強誘電体層５１の裏面に形成した下部電極
との間に電圧を印加すると、電気光学効果により強誘電
体層５１の屈折率ｎがΔｎだけ減少しプリズム斜面から
の出射光は、スネルの法則によって、θ1 だけ偏向され
ることになる。
【０００５】そして、この偏向した光が強誘電体層５１
から出射されるときに、強誘電体層５１の屈折率ｎと外
部（例えば、大気中）の屈折率の差によって再び出射角
θ2に偏向され、最終的にはこのθ2 が偏向角となる。
から出射されるときに、強誘電体層５１の屈折率ｎと外
部（例えば、大気中）の屈折率の差によって再び出射角
θ2に偏向され、最終的にはこのθ2 が偏向角となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、大きな電気光
学効果を持つ材料を導波路とし、電圧の印加により制御
する電気光学素子の作製に際して、製膜時の基板との熱
膨張率の違いによる導波路層内部の残留応力により屈折
率分布が発生し、十分な伝搬効率が得られないといった
問題がある。
学効果を持つ材料を導波路とし、電圧の印加により制御
する電気光学素子の作製に際して、製膜時の基板との熱
膨張率の違いによる導波路層内部の残留応力により屈折
率分布が発生し、十分な伝搬効率が得られないといった
問題がある。
【０００７】また、大きな電気光学効果を持つ材料とし
ては、ＰＺＴ等の鉛系酸化物が考えられるが、一般に圧
電効果があり、電圧を印加する際に発生する体積変化に
伴う内部応力が発生するといった問題がある。
ては、ＰＺＴ等の鉛系酸化物が考えられるが、一般に圧
電効果があり、電圧を印加する際に発生する体積変化に
伴う内部応力が発生するといった問題がある。
【０００８】また、導波路型の多チャネル光スイッチに
用いられる電気光学効果を用いた光偏向素子では、切り
換え時に他のチャネルとのクロストークが発生するとい
った問題がある。
用いられる電気光学効果を用いた光偏向素子では、切り
換え時に他のチャネルとのクロストークが発生するとい
った問題がある。
【０００９】したがって、本発明は、大きな電気光学効
果を持つ材料からなるスラブ型導波路における圧電効果
に伴う内部応力及び成膜時の残留応力を低減することを
目的とする。
果を持つ材料からなるスラブ型導波路における圧電効果
に伴う内部応力及び成膜時の残留応力を低減することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】ここで、図１を参照して
本発明における課題を解決するための手段を説明する
が、図１は電気光学効果素子の光軸に垂直な断面図であ
る。図１参照上記の課題を解決するために、本発明は、
電気光学効果を有する材料をスラブ型導波路２とし、前
記スラブ型導波路２への電圧印加により屈折率変化領域
を形成する電気光学効果素子において、前記電気光学効
果素子の屈折率変化領域の側部に光信号の光路を妨げな
い様に溝３を形成したことを特徴とする。
本発明における課題を解決するための手段を説明する
が、図１は電気光学効果素子の光軸に垂直な断面図であ
る。図１参照上記の課題を解決するために、本発明は、
電気光学効果を有する材料をスラブ型導波路２とし、前
記スラブ型導波路２への電圧印加により屈折率変化領域
を形成する電気光学効果素子において、前記電気光学効
果素子の屈折率変化領域の側部に光信号の光路を妨げな
い様に溝３を形成したことを特徴とする。
【００１１】この様、屈折率変化領域の側部に溝３を設
けることによって、素子電極５と基板電極６との間に電
圧を印加した時に発生する材料の持つ圧電効果による体
積変化のため発生する内部応力を緩和することができ
る。
けることによって、素子電極５と基板電極６との間に電
圧を印加した時に発生する材料の持つ圧電効果による体
積変化のため発生する内部応力を緩和することができ
る。
【００１２】なお、溝３を設けることによって、基板１
の応力緩和することが提案されている（必要ならば、特
開平８−２９６３２号公報参照）が、この場合にはスラ
ブ型導波路２ではなく埋込型導波路であり、成膜時の応
力を緩和するためにクラッド層に溝３を形成するもので
あり、且つ、光信号の伝搬方向においてもコア層まで分
断することを必須とするものであるので、本発明とは基
本的な技術思想が異なるものである。
の応力緩和することが提案されている（必要ならば、特
開平８−２９６３２号公報参照）が、この場合にはスラ
ブ型導波路２ではなく埋込型導波路であり、成膜時の応
力を緩和するためにクラッド層に溝３を形成するもので
あり、且つ、光信号の伝搬方向においてもコア層まで分
断することを必須とするものであるので、本発明とは基
本的な技術思想が異なるものである。
【００１３】また、この様な圧電効果による体積変化の
ため発生する内部応力を緩和するための溝３は、予め基
板１に設けても良いものであり、それによって、スラブ
型導波路２の成膜時に基板１との熱膨張係数の違いによ
り発生する内部応力も緩和することができる。
ため発生する内部応力を緩和するための溝３は、予め基
板１に設けても良いものであり、それによって、スラブ
型導波路２の成膜時に基板１との熱膨張係数の違いによ
り発生する内部応力も緩和することができる。
【００１４】また、溝３をスラブ型導波路２を伝搬する
光信号の波長帯域で吸収を持つ光吸収物質４で充填して
も良く、それによって、光信号をコア内部に閉じ込め、
漏れ光によるクロストークを低減することができる。
光信号の波長帯域で吸収を持つ光吸収物質４で充填して
も良く、それによって、光信号をコア内部に閉じ込め、
漏れ光によるクロストークを低減することができる。
【００１５】上記の電気光学効果素子としては、プリズ
ム状の素子電極５を有する光偏向素子が典型的なもので
あるが、光変調素子等にも適用されるものである。
ム状の素子電極５を有する光偏向素子が典型的なもので
あるが、光変調素子等にも適用されるものである。
【００１６】また、この様な電気光学素子を製造するに
際しては、基板１に光信号の光路を妨げる溝３をダイシ
ングブレード等を用いて予め形成したのち、段切れを利
用してスラブ型導波路２を形成しても良いし、或いは、
スラブ型導波路２を形成したのち溝３を形成しても良
く、この場合には、溝３の形成工程で用いてマスクをそ
のまま用いて溝３を光吸収物質４で埋め込むことが望ま
しい。
際しては、基板１に光信号の光路を妨げる溝３をダイシ
ングブレード等を用いて予め形成したのち、段切れを利
用してスラブ型導波路２を形成しても良いし、或いは、
スラブ型導波路２を形成したのち溝３を形成しても良
く、この場合には、溝３の形成工程で用いてマスクをそ
のまま用いて溝３を光吸収物質４で埋め込むことが望ま
しい。
【００１７】
【発明の実施の形態】ここで、図２乃至図４を参照し
て、本発明の第１の実施の形態の光偏向装置を説明する
が、まず、図２を参照してその製造工程を説明する。な
お、各図は光軸に垂直な断面図である。偏向素子の構成
を説明する。 図２（ａ）参照 まず、厚さが５００μｍのＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板
１１上に、パルス・レーザ堆積法を用いて（Ｐｂ0.91Ｌ
ａ0.09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、
例えば、３μｍのＰＬＺＴ下部クラッド層１３、Ｐｂ
（Ｚｒ0.52Ｔｉ0. 48）Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、
２μｍのＰＺＴコア層１４、及び、（Ｐｂ 0.91Ｌ
ａ0.09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、
例えば、３μｍのＰＬＺＴ上部クラッド層１５をＮｂド
ープＳｒＴｉＯ3 基板１１のｃ軸方向に順次エピタキシ
ャル成長させてスラブ導波路１２を形成する。なお、
（Ｐｂ0.91Ｌａ0.09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 の屈折
率ｎPLZTはｎPL ZT＝２．４５であり、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔ
ｉ0.48）Ｏ3 の屈折率ｎPZT はｎPZT ＝２．５５である
ので、導波路構造が形成されることになる。
て、本発明の第１の実施の形態の光偏向装置を説明する
が、まず、図２を参照してその製造工程を説明する。な
お、各図は光軸に垂直な断面図である。偏向素子の構成
を説明する。 図２（ａ）参照 まず、厚さが５００μｍのＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板
１１上に、パルス・レーザ堆積法を用いて（Ｐｂ0.91Ｌ
ａ0.09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、
例えば、３μｍのＰＬＺＴ下部クラッド層１３、Ｐｂ
（Ｚｒ0.52Ｔｉ0. 48）Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、
２μｍのＰＺＴコア層１４、及び、（Ｐｂ 0.91Ｌ
ａ0.09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、
例えば、３μｍのＰＬＺＴ上部クラッド層１５をＮｂド
ープＳｒＴｉＯ3 基板１１のｃ軸方向に順次エピタキシ
ャル成長させてスラブ導波路１２を形成する。なお、
（Ｐｂ0.91Ｌａ0.09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 の屈折
率ｎPLZTはｎPL ZT＝２．４５であり、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔ
ｉ0.48）Ｏ3 の屈折率ｎPZT はｎPZT ＝２．５５である
ので、導波路構造が形成されることになる。
【００１８】図２（ｂ）参照
次いで、ストライプ状を開口部を有するメタルマスク１
６を用いて、ＣＦ4 をエッチングガスとする反応性イオ
ンエッチングを施すことによって、少なくともＮｂドー
プＳｒＴｉＯ3 基板１１に達する分離溝１７を形成す
る。
６を用いて、ＣＦ4 をエッチングガスとする反応性イオ
ンエッチングを施すことによって、少なくともＮｂドー
プＳｒＴｉＯ3 基板１１に達する分離溝１７を形成す
る。
【００１９】図２（ｃ）参照
次いで、メタルマスク１６をそのままスクリーン印刷工
程におけるマスクとして用いて、１．５５μｍの光信号
帯域に吸収領域を有する光吸収物質１８、例えば、ポリ
マーＶ２５９−ＰＡ（新日鐵化学社製商品名）を、溝１
７内に充填する。
程におけるマスクとして用いて、１．５５μｍの光信号
帯域に吸収領域を有する光吸収物質１８、例えば、ポリ
マーＶ２５９−ＰＡ（新日鐵化学社製商品名）を、溝１
７内に充填する。
【００２０】図２（ｄ）参照
次いで、メタルマスク１６を除去したのち、三角形状の
開口部を有する新たなメタルマスク１９を用い、スパッ
タリング法によって、厚さが、例えば、２００ｎｍのＰ
ｔからなる素子電極２０を形成する。最後に、Ｎｂドー
プＳｒＴｉＯ3 基板１１の裏面全面にスパッタリング法
によってＡｌを堆積させて基板電極（２１）を形成する
ことによって、光偏向装置の基本構成が完成する。
開口部を有する新たなメタルマスク１９を用い、スパッ
タリング法によって、厚さが、例えば、２００ｎｍのＰ
ｔからなる素子電極２０を形成する。最後に、Ｎｂドー
プＳｒＴｉＯ3 基板１１の裏面全面にスパッタリング法
によってＡｌを堆積させて基板電極（２１）を形成する
ことによって、光偏向装置の基本構成が完成する。
【００２１】図３（ａ）乃至（ｃ）参照
図３（ａ）は上述の工程で形成した光偏向装置の概略的
上面図であり、また、図３（ｂ）は図３（ａ）における
Ａ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図であり、
図３（ｃ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖
線に沿った概略的断面図である。ここでは、４対の光偏
向素子群による４本の光導波路を示している。
上面図であり、また、図３（ｂ）は図３（ａ）における
Ａ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図であり、
図３（ｃ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖
線に沿った概略的断面図である。ここでは、４対の光偏
向素子群による４本の光導波路を示している。
【００２２】図４参照
図４は、本発明の第１の実施の形態の光偏向装置の動作
の説明図であり、図において上側に配列された素子電極
２０に個別電源２２から電圧を印加することによって、
各素子電極２０の直下のスラブ導波路１２において屈折
率変化が生じ、入射光２３はスネルの法則によって順次
図に示すように偏向され、出射光２４として他端から出
射される。
の説明図であり、図において上側に配列された素子電極
２０に個別電源２２から電圧を印加することによって、
各素子電極２０の直下のスラブ導波路１２において屈折
率変化が生じ、入射光２３はスネルの法則によって順次
図に示すように偏向され、出射光２４として他端から出
射される。
【００２３】次に、図５を参照して、本発明の第２の実
施の形態を説明するが、分離溝の構造が異なるだけであ
るので、説明は簡単にする。 図５参照 図５は、本発明の第２の実施の形態の光偏向装置の概略
的断面図であり、分離溝をダイシングブレードで形成し
たＶ溝とし、このＶ溝内に光吸収物質２５、例えば、ポ
リマーＶ２５９−ＰＡ（新日鐵化学社製商品名）を充填
したものである。
施の形態を説明するが、分離溝の構造が異なるだけであ
るので、説明は簡単にする。 図５参照 図５は、本発明の第２の実施の形態の光偏向装置の概略
的断面図であり、分離溝をダイシングブレードで形成し
たＶ溝とし、このＶ溝内に光吸収物質２５、例えば、ポ
リマーＶ２５９−ＰＡ（新日鐵化学社製商品名）を充填
したものである。
【００２４】この第２の実施の形態においては、機械的
に分離溝を形成しているので、メタルマスクが不要にな
るとともに、化学的なエッチング工程が不要となり、工
程が簡素化される。
に分離溝を形成しているので、メタルマスクが不要にな
るとともに、化学的なエッチング工程が不要となり、工
程が簡素化される。
【００２５】次に、図６を参照して、本発明の第３の実
施の形態の光偏向装置の製造工程を説明する。 図６（ａ）参照 まず、ダイシングブレード３２を用いてＮｂドープＳｒ
ＴｉＯ3 基板３１に、深さが、例えば、５０μｍの分離
溝３３を形成する。
施の形態の光偏向装置の製造工程を説明する。 図６（ａ）参照 まず、ダイシングブレード３２を用いてＮｂドープＳｒ
ＴｉＯ3 基板３１に、深さが、例えば、５０μｍの分離
溝３３を形成する。
【００２６】図６（ｂ）参照
次いで、パルス・レーザ堆積法を用いて（Ｐｂ0.91Ｌａ
0.09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ 0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、例
えば、３μｍのＰＬＺＴ下部クラッド層３５、Ｐｂ（Ｚ
ｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、２μ
ｍのＰＺＴコア層３６、及び、（Ｐｂ0.91Ｌａ0.09）
（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、
３μｍのＰＬＺＴ上部クラッド層３７を順次エピタキシ
ャル成長させてスラブ導波路３４を形成する。この時、
各スラブ導波路３４は段切れによって自然に分離され、
また、分離溝３３の底部には堆積物残渣３８が堆積す
る。
0.09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ 0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、例
えば、３μｍのＰＬＺＴ下部クラッド層３５、Ｐｂ（Ｚ
ｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、２μ
ｍのＰＺＴコア層３６、及び、（Ｐｂ0.91Ｌａ0.09）
（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、
３μｍのＰＬＺＴ上部クラッド層３７を順次エピタキシ
ャル成長させてスラブ導波路３４を形成する。この時、
各スラブ導波路３４は段切れによって自然に分離され、
また、分離溝３３の底部には堆積物残渣３８が堆積す
る。
【００２７】この第３の実施の形態においては、スラブ
導波路３４の成膜前に分離溝３３を形成しているので、
成膜時のＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板３１との熱膨張係
数の違いにより発生する内部応力を緩和することができ
る。また、分離溝３３を機械的に形成しているので、製
造工程が簡素化される。
導波路３４の成膜前に分離溝３３を形成しているので、
成膜時のＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板３１との熱膨張係
数の違いにより発生する内部応力を緩和することができ
る。また、分離溝３３を機械的に形成しているので、製
造工程が簡素化される。
【００２８】次に、図７を参照して、本発明の第４の実
施の形態の光偏向装置の製造工程を説明する。 図７（ａ）参照 まず、ＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板４１上にストライプ
状の開口部を有するメタルマスク４２を設け、ＣＦ4 を
エッチングガス４３として用いる反応性イオンエッチン
グを施すことによって、深さが、例えば、５０μｍの分
離溝４４を形成する。
施の形態の光偏向装置の製造工程を説明する。 図７（ａ）参照 まず、ＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板４１上にストライプ
状の開口部を有するメタルマスク４２を設け、ＣＦ4 を
エッチングガス４３として用いる反応性イオンエッチン
グを施すことによって、深さが、例えば、５０μｍの分
離溝４４を形成する。
【００２９】図７（ｂ）参照
次いで、メタルマスク４２を除去したのち、パルス・レ
ーザ堆積法を用いて（Ｐｂ0.91Ｌａ0.09）（Ｚｒ0.65Ｔ
ｉ0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、３μｍのＰＬ
ＺＴ下部クラッド層４６、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ
3 からなる、厚さが、例えば、２μｍのＰＺＴコア層４
７、及び、（Ｐｂ0.91Ｌａ0.09）（Ｚｒ 0.65Ｔｉ0.35）
Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、３μｍのＰＬＺＴ上部
クラッド層４８を順次エピタキシャル成長させてスラブ
導波路４５形成する。この時、各スラブ導波路４５は段
切れによって自然に分離され、また、分離溝４４の底部
には堆積物残渣４９が堆積する。
ーザ堆積法を用いて（Ｐｂ0.91Ｌａ0.09）（Ｚｒ0.65Ｔ
ｉ0.35）Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、３μｍのＰＬ
ＺＴ下部クラッド層４６、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ
3 からなる、厚さが、例えば、２μｍのＰＺＴコア層４
７、及び、（Ｐｂ0.91Ｌａ0.09）（Ｚｒ 0.65Ｔｉ0.35）
Ｏ3 からなる、厚さが、例えば、３μｍのＰＬＺＴ上部
クラッド層４８を順次エピタキシャル成長させてスラブ
導波路４５形成する。この時、各スラブ導波路４５は段
切れによって自然に分離され、また、分離溝４４の底部
には堆積物残渣４９が堆積する。
【００３０】この第４の実施の形態においては、上記の
第３の実施の形態と同様に、スラブ導波路４５の成膜前
に分離溝４９を形成しているので、成膜時のＮｂドープ
ＳｒＴｉＯ3 基板４１との熱膨張係数の違いにより発生
する内部応力を緩和することができる。
第３の実施の形態と同様に、スラブ導波路４５の成膜前
に分離溝４９を形成しているので、成膜時のＮｂドープ
ＳｒＴｉＯ3 基板４１との熱膨張係数の違いにより発生
する内部応力を緩和することができる。
【００３１】また、分離溝４４を反応性イオンエッチン
グによって形成しているので、幅が狭く、且つ、垂直な
溝を形成することができるので、集積度が向上するとと
もに、段切れ特性を向上することができ、スラブ導波路
４５と堆積物残渣４９とが不所望に連続して形成される
ことがない。
グによって形成しているので、幅が狭く、且つ、垂直な
溝を形成することができるので、集積度が向上するとと
もに、段切れ特性を向上することができ、スラブ導波路
４５と堆積物残渣４９とが不所望に連続して形成される
ことがない。
【００３２】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られる
ものではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記
実施の形態の説明においては、強誘電体として（Ｐｂ
0.91Ｌａ0. 09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 （ＰＬＺＴ）
及びＰｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3（ＰＺＴ）を用いて
いるが、組成比としては他の組成比のＰＬＺＴ及びＰＺ
Ｔを用いても良いものであり、所定の屈折率差が形成で
き、且つ、所定の屈折率変化が得られるものであれば良
い。
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られる
ものではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記
実施の形態の説明においては、強誘電体として（Ｐｂ
0.91Ｌａ0. 09）（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3 （ＰＬＺＴ）
及びＰｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3（ＰＺＴ）を用いて
いるが、組成比としては他の組成比のＰＬＺＴ及びＰＺ
Ｔを用いても良いものであり、所定の屈折率差が形成で
き、且つ、所定の屈折率変化が得られるものであれば良
い。
【００３３】また、強誘電体はＰＺＴ／ＰＬＺＴに限ら
れるものではなく、（Ｐｂ，Ｌａ）ＴｉＯ3 〔ＰＬＴ〕
でも良く、さらには、正方晶系のＫＨ2 ＰＯ4 〔ＫＰ
Ｄ〕、イルメナイト系のＬｉＮｂＯ3 或いはＬｉＴａＯ
3 、ペロブスカイト系のＢａＴｉＯ3 、或いは、タング
ステンブロンズ系の（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ2 Ｏ6 〔ＳＢ
Ｎ〕を用いても良いものであり、これらの材料から屈折
率の異なる材料をコア層及びクラッド層として選択して
導波路を構成すれば良い。
れるものではなく、（Ｐｂ，Ｌａ）ＴｉＯ3 〔ＰＬＴ〕
でも良く、さらには、正方晶系のＫＨ2 ＰＯ4 〔ＫＰ
Ｄ〕、イルメナイト系のＬｉＮｂＯ3 或いはＬｉＴａＯ
3 、ペロブスカイト系のＢａＴｉＯ3 、或いは、タング
ステンブロンズ系の（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ2 Ｏ6 〔ＳＢ
Ｎ〕を用いても良いものであり、これらの材料から屈折
率の異なる材料をコア層及びクラッド層として選択して
導波路を構成すれば良い。
【００３４】また、上記の各実施の形態においては、素
子電極としてＰｔを用いているが、Ｐｔに限られるもの
ではなく、低抵抗の他の金属電極や、ＩＴＯ或いはＹＳ
Ｚ等の酸化物電極、或いは、ＴｉＮ等の窒化物電極を用
いても良いものである。
子電極としてＰｔを用いているが、Ｐｔに限られるもの
ではなく、低抵抗の他の金属電極や、ＩＴＯ或いはＹＳ
Ｚ等の酸化物電極、或いは、ＴｉＮ等の窒化物電極を用
いても良いものである。
【００３５】また、上記の各実施の形態においては、基
板電極としてＡｌを用いているが、Ａｌに限られるもの
ではなく、Ｔｉ膜、Ｐｔ膜、Ａｕ膜を順次堆積させたＴ
ｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層構造電極を用いても良いものであ
る。
板電極としてＡｌを用いているが、Ａｌに限られるもの
ではなく、Ｔｉ膜、Ｐｔ膜、Ａｕ膜を順次堆積させたＴ
ｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層構造電極を用いても良いものであ
る。
【００３６】また、上記の各実施の形態においては、基
板に対する電極を基板の裏面全面に設けているが、基板
がＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板の様に導電性基板である
場合には、スラブ導波路の一部を選択的に除去して基板
を露出させ、露出部にＡｌ等のパッド電極を形成し、こ
のパッド電極にワイヤボンディングによって導通を取っ
ても良いものである。
板に対する電極を基板の裏面全面に設けているが、基板
がＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板の様に導電性基板である
場合には、スラブ導波路の一部を選択的に除去して基板
を露出させ、露出部にＡｌ等のパッド電極を形成し、こ
のパッド電極にワイヤボンディングによって導通を取っ
ても良いものである。
【００３７】また、上記の第１及び第４の実施の形態に
おいては、分離溝をＣＦ4 をエッチングガスとした反応
性イオンエッチングによって形成しているが、ＣＦ4 に
限られるものではなく、ＳＦ6 或いはＡｒ＋ＣＦ4 等の
他のガスを用いても良いものである。
おいては、分離溝をＣＦ4 をエッチングガスとした反応
性イオンエッチングによって形成しているが、ＣＦ4 に
限られるものではなく、ＳＦ6 或いはＡｒ＋ＣＦ4 等の
他のガスを用いても良いものである。
【００３８】また、分離溝をエッチングによって形成す
る手段はドライエッチングに限られるものではなく、例
えば、レジストを塗布し、フッ硝酸などでのウェットエ
ッチによって形成しても良いものである。
る手段はドライエッチングに限られるものではなく、例
えば、レジストを塗布し、フッ硝酸などでのウェットエ
ッチによって形成しても良いものである。
【００３９】また、上記の各実施の形態においては、成
膜法としてパルス・レーザ堆積法を用いているが、パル
ス・レーザ堆積法に限られるものではなく、スパッタリ
ング法、ゾル−ゲル法、或いは、ＭＯＣＶＤ法を用いて
も良いものである。
膜法としてパルス・レーザ堆積法を用いているが、パル
ス・レーザ堆積法に限られるものではなく、スパッタリ
ング法、ゾル−ゲル法、或いは、ＭＯＣＶＤ法を用いて
も良いものである。
【００４０】また、上記の各実施の形態においては、光
通信システムに用いる複数の入出力ポート及び共通導波
路を備えた光スイッチに組み込まれて使用される光偏向
装置として説明しているが、用途としては、レーザプリ
ンタのヘッド或いはバーコードリーダ等の他の装置にも
用いられるものである。
通信システムに用いる複数の入出力ポート及び共通導波
路を備えた光スイッチに組み込まれて使用される光偏向
装置として説明しているが、用途としては、レーザプリ
ンタのヘッド或いはバーコードリーダ等の他の装置にも
用いられるものである。
【００４１】ここで、再び、図１を参照して、改めて本
発明の詳細な特徴を説明する。 再び、図１参照 （付記１） 電気光学効果を有する材料をスラブ型導波
路２とし、前記スラブ型導波路２への電圧印加により屈
折率変化領域を形成する電気光学効果素子において、前
記電気光学効果素子の屈折率変化領域の側部に光信号の
光路を妨げない様に溝３を形成したことを特徴とする電
気光学効果素子。 （付記２） 基板１にストライプ状の溝３を設け、前記
溝３に挟まれた基板１の頂部に頂部の幅と整合する幅を
有し且つ電気光学効果を有する材料からなるスラブ型導
波路２を設けることを特徴とする電気光学効果素子。 （付記３） 上記溝３が、上記スラブ型導波路２を伝搬
する光信号の波長帯域で吸収を持つ光吸収物質４で充填
されていることを特徴とする付記１または２に記載の電
気光学効果素子。 （付記４） 上記電気光学効果素子が、プリズム状の素
子電極５を有する光偏向素子であることを特徴とする付
記１乃至３のいずれか１に記載の電気光学効果素子。 （付記５） 基板１に光信号の光路を妨げない溝３を形
成したのち、前記溝３に挟まれた基板１の頂部に電気光
学効果を有する材料からなるスラブ型導波路２を成膜時
の段切れを利用して形成することを特徴とする電気光学
効果素子の製造方法。 （付記６） 上記溝３をダイシングブレードを用いて形
成することを特徴とする付記５記載の電気光学効果素子
の製造方法。 （付記７） 基板１上に電気光学効果を有する材料から
なるスラブ型導波路２を形成したのち、ストライプ状の
開口部を有するマスクを利用して溝３を形成するととも
に、前記溝３を前記スラブ型導波路２を伝搬する光信号
の波長帯域で吸収を持つ光吸収物質４で埋め込むことを
特徴とする電気光学効果素子の製造方法。
発明の詳細な特徴を説明する。 再び、図１参照 （付記１） 電気光学効果を有する材料をスラブ型導波
路２とし、前記スラブ型導波路２への電圧印加により屈
折率変化領域を形成する電気光学効果素子において、前
記電気光学効果素子の屈折率変化領域の側部に光信号の
光路を妨げない様に溝３を形成したことを特徴とする電
気光学効果素子。 （付記２） 基板１にストライプ状の溝３を設け、前記
溝３に挟まれた基板１の頂部に頂部の幅と整合する幅を
有し且つ電気光学効果を有する材料からなるスラブ型導
波路２を設けることを特徴とする電気光学効果素子。 （付記３） 上記溝３が、上記スラブ型導波路２を伝搬
する光信号の波長帯域で吸収を持つ光吸収物質４で充填
されていることを特徴とする付記１または２に記載の電
気光学効果素子。 （付記４） 上記電気光学効果素子が、プリズム状の素
子電極５を有する光偏向素子であることを特徴とする付
記１乃至３のいずれか１に記載の電気光学効果素子。 （付記５） 基板１に光信号の光路を妨げない溝３を形
成したのち、前記溝３に挟まれた基板１の頂部に電気光
学効果を有する材料からなるスラブ型導波路２を成膜時
の段切れを利用して形成することを特徴とする電気光学
効果素子の製造方法。 （付記６） 上記溝３をダイシングブレードを用いて形
成することを特徴とする付記５記載の電気光学効果素子
の製造方法。 （付記７） 基板１上に電気光学効果を有する材料から
なるスラブ型導波路２を形成したのち、ストライプ状の
開口部を有するマスクを利用して溝３を形成するととも
に、前記溝３を前記スラブ型導波路２を伝搬する光信号
の波長帯域で吸収を持つ光吸収物質４で埋め込むことを
特徴とする電気光学効果素子の製造方法。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、大きな電気光学効果を
持つ材料を利用した電気光学素子への電圧印加の際に
も、分離溝を設けることで圧電効果による体積変化のひ
ずみを緩和することが可能となり、また、分離溝に光信
号の波長帯域での吸収を持つ物質を充填することで、光
偏向素子などでは、クロストークの抑止が可能になる。
持つ材料を利用した電気光学素子への電圧印加の際に
も、分離溝を設けることで圧電効果による体積変化のひ
ずみを緩和することが可能となり、また、分離溝に光信
号の波長帯域での吸収を持つ物質を充填することで、光
偏向素子などでは、クロストークの抑止が可能になる。
【００４３】さらに、スラブ導波路の成膜前に基板に分
離溝を形成することにより、高温での製膜プロセス時に
発生する膜と基板の熱膨張係数の違いにより発生する内
部応力を緩和することが可能となり、精度の高い駆動が
可能になる。
離溝を形成することにより、高温での製膜プロセス時に
発生する膜と基板の熱膨張係数の違いにより発生する内
部応力を緩和することが可能となり、精度の高い駆動が
可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光偏向装置の製造
工程の説明図である。
工程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の光偏向装置の構成
説明図である。
説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の光偏向装置の動作
の説明図である。
の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の光偏向装置の構成
説明図である。
説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の光偏向装置の製造
工程の説明図である。
工程の説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の光偏向装置の製造
工程の説明図である。
工程の説明図である。
【図８】プリズム型光偏向素子の説明図である。
１ 基板
２ スラブ型導波路
３ 溝
４ 光吸収物質
５ 素子電極
６ 基板電極
１１ ＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板
１２ スラブ導波路
１３ ＰＬＺＴ下部クラッド層
１４ ＰＺＴコア層
１５ ＰＬＺＴ上部クラッド層
１６ メタルマスク
１７ 分離溝
１８ 光吸収物質
１９ メタルマスク
２０ 素子電極
２１ 基板電極
２２ 個別電源
２３ 入射光
２４ 出射光
２５ 光吸収物質
３１ ＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板
３２ ダイシングブレード
３３ 分離溝
３４ スラブ導波路
３５ ＰＬＺＴ下部クラッド層
３６ ＰＺＴコア層
３７ ＰＬＺＴ上部クラッド層
３８ 堆積物残渣
４１ ＮｂドープＳｒＴｉＯ3 基板
４２ メタルマスク
４３ エッチングガス
４４ 分離溝
４５ スラブ導波路
４６ ＰＬＺＴ下部クラッド層
４７ ＰＺＴコア層
４８ ＰＬＺＴ上部クラッド層
４９ 堆積物残渣
５１ 強誘電体層
５２ 上部電極
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB06 BA06 CA02 CA22
CA25 DA05 EA00 EA10 EB05
EB09 GA10 HA02
Claims (5)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する材料をスラブ型導
波路とし、前記スラブ型導波路への電圧印加により屈折
率変化領域を形成する電気光学効果素子において、前記
電気光学効果素子の屈折率変化領域の側部に光信号の光
路を妨げない様に溝を形成したことを特徴とする電気光
学効果素子。 - 【請求項２】 基板にストライプ状の溝を設け、前記溝
に挟まれた基板の頂部に頂部の幅と整合する幅を有し且
つ電気光学効果を有する材料からなるスラブ型導波路を
設けることを特徴とする電気光学効果素子。 - 【請求項３】 上記溝が、上記スラブ型導波路を伝搬す
る光信号の波長帯域で吸収を持つ光吸収物質で充填され
ていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気
光学効果素子。 - 【請求項４】 基板に光信号の光路を妨げない溝を形成
したのち、前記溝に挟まれた基板の頂部に電気光学効果
を有する材料からなるスラブ型導波路を成膜時の段切れ
を利用して形成することを特徴とする電気光学効果素子
の製造方法。 - 【請求項５】 基板上に電気光学効果を有する材料から
なるスラブ型導波路を形成したのち、ストライプ状の開
口部を有するマスクを利用して溝を形成するとともに、
前記溝を前記スラブ型導波路を伝搬する光信号の波長帯
域で吸収を持つ光吸収物質で埋め込むことを特徴とする
電気光学効果素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002090524A JP2003287777A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 電気光学効果素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002090524A JP2003287777A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 電気光学効果素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003287777A true JP2003287777A (ja) | 2003-10-10 |
Family
ID=29235825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002090524A Pending JP2003287777A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 電気光学効果素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003287777A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133308A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Fujitsu Ltd | 光学素子 |
| JP2007233360A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-09-13 | Toray Ind Inc | 光デバイス |
| WO2022070659A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | Tdk株式会社 | 光回路素子 |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002090524A patent/JP2003287777A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133308A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Fujitsu Ltd | 光学素子 |
| JP2007233360A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-09-13 | Toray Ind Inc | 光デバイス |
| WO2022070659A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | Tdk株式会社 | 光回路素子 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070328 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070424 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070622 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071127 |