JP2004226927A

JP2004226927A - 光偏向素子、それを用いた光スイッチ、及び光偏向素子の製造方法

Info

Publication number: JP2004226927A
Application number: JP2003017863A
Authority: JP
Inventors: Mototoshi Nishizawa; 元亨西沢
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-27
Also published as: JP4335542B2

Abstract

【課題】従来よりも大きな偏向角を得ることができる光偏向素子、それを用いた光スイッチ、及び光偏向素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】基板１１と、基板１１上に形成された樹脂層８と、樹脂層８上に形成され、強誘電体よりなるコア層４を備えた光導波路層６と、光導波路層６の上面及び下面の少なくとも一方に形成された電極２、７ａと、を有することを特徴とする光偏向素子による。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光偏向素子、それを用いた光スイッチ、及び光偏向素子の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、強誘電体層に電圧を印加して該強誘電体層内を伝搬する光を偏向する光偏向素子、それを用いた光スイッチ、及び光偏向素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信は、その伝送帯域の増加と共に、波長多重化（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術と相まって高速かつ大容量化が進んでいる。そのような光通信は、基幹通信ネットワークにおいても使用されているが、そのネットワークで使用される光ファイバー網等のハードウエアのインフラを構築するには、光信号の伝達先を切り替えるための光偏向素子が必要となる。
【０００３】
従来、光偏向素子としては機械式のマイクロミラーを用いたものが使用されるが、より高集積、高速、及び低損失を実現すべく、電気光学効果により強誘電体の屈折率が変化することを利用した光偏向素子も開発されている。例えば、非特許文献１においては、Ｔｉ拡散型導波路やプロトン交換型導波路を作成したＬｉＮｂＯ_３単結晶ウエハを使用して、プリズム型ドメイン反転光偏向素子やプリズム型電極光偏向素子を作製することが開示されている。
【０００４】
一方、特許文献１には、ＮｂドープＳｒＴｉＯ_３導電性単結晶基板の（１００）面上に、エピタキシャルＰＬＺＴ（（Ｐｂ_０．８８Ｌａ_０．１２）（Ｚｒ_０．４Ｔｉ_０．６）_３）からなる薄膜光導波路を作製し、その光導波路に電圧を印加することにより、光導波路内を伝搬する光信号を比較的大きく偏向することが開示されている。このように大きな偏向角が得られるのは、ＰＬＺＴが高い電気光学定数を有するためである。
【０００５】
なお、光通信用ではないが、ＰＬＺＴよりなる光シャッタに電圧を印加することにより、光シャッタを通過する光の光量を制御する技術が例えば特許文献２に開示されている。
【０００６】
また、特許文献１では光偏向素子を単結晶ウエハ上に形成するが、そのような単結晶ウエハに代えて、樹脂基板上に半導体素子を形成する技術が例えば特許文献３に開示される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−５７９７号公報
【特許文献２】
特開平４−３０１７号公報
【特許文献３】
特開２００２−３３４６４号公報
【非特許文献１】
Ｑ．Ｃｈｅｎｅｔａｌ．，Ｊ．ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｖｏｌ．１２（１９９４）１４０１
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の光導波路型偏向素子は、上述のように比較的高い偏向角を得ることが可能となるが、光偏向素子の更なる小型化や多チャンネル化を進めるには、これよりも更に大きな偏向角が得られるのが望ましい。
【０００９】
本発明は係る従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、従来よりも大きな偏向角を得ることができる光偏向素子、それを用いた光スイッチ、及び光偏向素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、基板と、前記基板上に形成された樹脂層と、前記樹脂層上に形成され、強誘電体よりなるコア層を備えた光導波路層と、前記光導波路層の上面及び下面の少なくとも一方に形成された電極と、を有することを特徴とする光偏向素子によって解決する。
【００１１】
次に、本発明の作用について説明する。
【００１２】
本発明に係る光偏向素子によれば、光導波路層を基板上に直に形成するのではなく、基板上に樹脂層を形成したうえで、その樹脂層上に光導波路層を形成するので、光導波路層が基板に強く拘束されない。そのため、電極に電圧を印加すると、光導波路層が従来よりも自由に変形することができるので、従来と同じ電圧を印加した場合であっても、光の偏向角を従来よりも大きくすることが可能となる。
【００１３】
更に、この光偏向素子に電極を複数形成する場合は、隣り合う電極間の光導波路層にスリットを入れることで、各電極上の光導波路層が独立に変形することが可能となり、更に大きな偏向角を得ることができる。
【００１４】
また、このような光偏向素子を使用する光スイッチによれば、スイッチ内で光を大きく偏向することができるので、小型化や多チャンネル化が容易に行える。
【００１５】
又は、上記した課題は、支持板上に上部電極を形成する工程と、強誘電体よりなるコア層を備えた光導波路層を少なくとも前記上部電極上に形成する工程と、前記光導波路層上に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層を基板上に固着する工程と、前記樹脂層を前記基板上に固着した後、前記支持板を除去する工程と、を有することを特徴とする光偏向素子の製造方法によって解決する。
【００１６】
次に、本発明の作用について説明する。
【００１７】
本発明によれば、柔らかな樹脂層の上に光導波路を形成していくのではなく、比較的強固な支持板上に光導波路層を形成し、樹脂層を基板上に固着した後にその支持板を除去する。これによれば、光導波路層が形成されるまでの間、形成される各層の平坦性を維持することができ、各層に結晶欠陥が生じるのを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の説明に先立ち、基礎となる事項について検討する。
【００１９】
強誘電体を電界に曝すと、その電界Ｅに応じて強誘電体の屈折率が変化する。その屈折率変化Δｎを電界Ｅでテイラー展開すると、各次数のＥの前に種々の係数が現れるが、中でもＥの一次の係数はポッケルス定数と称される。ポッケルス定数をｒ_３３とし、Ｅの高次の項からの寄与を無視すると、屈折率変化Δｎは
Δｎ＝ｒ_３３×Ｅ
となる。
【００２０】
このようにポッケルス係数ｒ_３３に起因して屈折率変化ΔｎがＥに線型に変化する現象をポッケルス効果と言う。
【００２１】
ポッケルス効果による屈折率変化Δｎは、結晶中の電子雲の変位による変化Δｎ１と、結晶の歪みによる変化Δｎ２との和になることが知られている。よって、光の偏向角を大きくするためには、これらΔｎ１とΔｎ２の双方が共に大きくする必要がある。
【００２２】
ところが、特許文献１に記載の構造では、ＰＬＺＴからなる薄膜光導波路を単結晶基板の上に直接形成しているため、化学結合によりＰＬＺＴ光導波路が単結晶基板に強く拘束され、ＰＬＺＴ光導波路層の結晶歪みが大きく抑制されてしまうことになる。これでは、上記したΔｎ２、すなわち結晶歪みによる屈折率変化が小さくなってしまい、大きな偏向角が得られなくなってしまう。
【００２３】
このような考察に基づいて、本発明者は以下に説明するような光偏向素子に想到した。
【００２４】
（第１の実施の形態）
本実施形態に係る光偏向素子について、その製造工程を追いながら説明する。図１〜図４は、本実施形態に係る光偏向素子の製造工程について示す斜視図である。
【００２５】
最初に、図１（ａ）に示す構造を得るまでの工程について説明する。
【００２６】
まず、ＭｇＯ等よりなる支持板１上にスパッタ法によりＰｔ膜を成膜温度約６００℃で厚さ約２００ｎｍにエピタキシャル成長させ、そのＰｔ膜上にレジストパターン（不図示）を形成して、そのレジストパターンをマスクとして使用しながらイオンミリングによりＰｔ膜をパターニングし、くさび型の上部電極２を複数形成する。なお、支持板１としては、上記したＭｇＯの他に、ＳｒＴｉＯ_３、ＬａＡｌＯ_３、又はこれらにＮｂやＬａをドープした材料からなる板を使用してもよい。
【００２７】
次に、図１（ｂ）に示す構造を得るまでの工程について説明する。
【００２８】
まず、上部電極２上と支持板１上とにＰＬＺＴ用の塗布液をスピンコート法により回転数３０００ｒｐｍ、塗布時間３０秒で塗布し、その後塗布液中の溶媒成分を基板温度１４０℃で５分間蒸発させる。次いで、得られた塗布膜を基板温度３２０℃で５分間熱分解し、その後、６５０℃、５分間の条件で結晶化アニールを行う。このような一連の工程を所要回数繰り返して膜厚を稼ぐことにより、厚さが１８００ｎｍのＰＬＺＴ（（Ｐｂ_０．９１Ｌａ_０．０９）（Ｚｒ_０．６５Ｔｉ_０．３５）Ｏ_３）膜を形成し、それを上部クラッド層３とする。このような成膜方法は、通常は化学溶液堆積法（ＣＳＤ法；ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｌｕｔｉｏｎＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）と呼ばれるが、場合によってはゾルゲル法、塗布熱分解法等と称されることもある。
【００２９】
この後に、ＰＺＴ用の塗布液を用いて、上記した化学溶液堆積法によりＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ_０．５２Ｔｉ_０．４８）Ｏ_３）膜を上部クラッド層３上に厚さ７２００ｎｍに形成し、それをコア層４とする。このコア層４を構成する材料はＰＺＴに限定されず、他の強誘電体材料も使用し得る。
【００３０】
更に、上部クラッド層３と同様の方法を用いてコア層４上にＰＬＺＴを厚さ１８００ｎｍに形成し、それを下部クラッド層５とする。
【００３１】
これにより、上部クラッド層３、コア層４、及び下部クラッド層５をこの順に積層してなる光導波路層６が支持板１上に形成されたことになる。
【００３２】
続いて、図１（ｃ）に示すように、光導波路層６上にＰｔ層をスパッタ法により厚さ２００ｎｍに形成し、それを下部電極用導電層７とする。
【００３３】
次いで、図２（ａ）に示すように、フッ化ポリイミド用の塗布液を下部電極用導電層７上に塗布し、それをベーク、キュアしてフッ化ポリイミドの薄膜を形成する。そして、これを所要回数繰り返すことによりフッ化ポリイミド薄膜の厚みを稼ぎ、厚さ約２００μｍの樹脂層８とする。樹脂層８は、光導波路層６よりもヤング率が小さい材料から構成されればよく、上記のフッ化ポリイミドに限定されない。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示す構造を得るまでの工程について説明する。まず、樹脂層８上に不図示のアルミニウムパターンを形成し、それをエッチングマスクとして使用しながら樹脂層８をエッチングし、下部電極用導電層７に至る深さのホール８ａを形成する。このエッチングは、ＲＩＥ法（リアクティブイオンエッチング法）により行われ、例えば、投入電力５００Ｗ、エッチング時間４００ｍｉｎのエッチング条件が採用される。
【００３５】
その後、マスクに使用したアルミニウムパターンは、酢酸、硝酸、りん酸、及び水の混合液によって容易に除去される。なお、ホール８ａの直径は約５０μｍ程度となる。
【００３６】
続いて、投入電力２ｋＷ、Ａｒ圧力０．２Ｐａ、放電時間２０分の条件でスパッタ法によりホール８ａ内と樹脂層８上とに銅のシード層を形成し、その後、このシード層上に銅層を電解めっきにより成長させてホール８ａ内を完全に埋め込む。そして、樹脂層８上に形成された余分な銅をＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により除去して銅をホール８ａ内にのみ残し、それを導電性プラグ９として使用する。
【００３７】
その後に、光導波路層６の光入射面６ａ及び光射出面６ｂを光学研磨し、これらの面を光学的に透明にする。
【００３８】
なお、導電性プラグ９の材料としては、銅の他に、ＳｒＲｕＯ_３、ＩｒＯ_２、ＲｕＯ_２等の導電性酸化物も使用し得る。
【００３９】
導電性プラグ９は、下部電極用導電層７と電気的に接続されるものであればその構造は限定されない。例えば、図５に示すように、下部電極用導電層７が露出する切り欠き８ｂを樹脂層８の側面に形成し、その切り欠き８ｂの側面と下部電極用導電層７上とに導電層１３を形成して、導電層１３を導電性プラグ９の代わりに使用してもよい。
【００４０】
次に、図３（ａ）に示す構造を得るまでの工程について説明する。まず、支持板１側を表にし、支持板１から下部電極用導電層７までをダイシングソーによりダイシングしてスリット１０を形成する。そのスリット１０の幅は約４０μｍであり、上から見ると、スリット１０は後述する入射光と同じ方向に延びる。
【００４１】
そのようなスリット１０を形成することにより、光導波路層６が各上部電極２毎に独立すると共に、下部電極用導電層７が上部電極２のそれぞれに対応した下部電極７ａとなる。
【００４２】
続いて、図３（ｂ）に示すように、銅よりなる導体パターン１２が表面に形成された基板１１を用意し、その導体パターン１２の上に導電性プラグ９が位置するように樹脂層８を基板１１に下ろす。そのような基板１１としては、例えば石英基板等を使用し得る。
【００４３】
そして、図４（ａ）に示すように、導体パターン１２と導電性プラグ９とをはんだ（不図示）を介して電気的に接合した後、基板１１と樹脂層８との間の隙間に接着剤（不図示）を流し込み、基板１１上に樹脂層８を固着する。下部電極７ａへの電圧の印加は、導体パターン１２を介して行われることになる。
【００４４】
なお、図５に示した切り欠き８ｂを形成した場合は、その切り欠き８ｂが導体パターン１２と重なるように樹脂層８を基板１１に固着して、はんだ（不図示）を介して導電層１３と導体パターン１２とを電気的に接続する。
【００４５】
その後に、図４（ｂ）に示すように、熱りん酸を用いてＭｇＯよりなる支持板１をエッチングして除去する。なお、この際、熱りん酸が光導波路層６や樹脂層８に浸入しないように、これらを覆うポリイミド層を予め形成しておくのが好ましい。
【００４６】
以上により、本実施形態に係る光偏向素子が完成する。
【００４７】
この光偏向素子は、上部電極２と下部電極７ａとの間に電圧を印加することによりコア層４にポッケルス効果を生じさせ、光入射面６ａから入った入射光を偏向して射出するように動作する。
【００４８】
以上説明した本実施形態によれば、光導波路層６よりもヤング率の小さい樹脂層８を基板１１上に形成し、その樹脂層８の上に光導波路層６を形成したので、光導波路層６が基板１１に強く拘束されることがない。よって、下部電極７ａと上部電極２との間に電圧を印加した際、光導波路層６が従来よりも自由に変形することが可能となるので、従来と同じ電圧を印加した場合であっても従来よりも大きな偏向角を得ることができる。
【００４９】
しかも、隣り合う上部電極２間の光導波路層６にスリット１０を形成したので、各上部電極２下の光導波路層６が独立に変形することが可能となり、更に大きな偏向角を得ることが可能となる。
【００５０】
なお、本願発明者が行った調査によれば、下部電極７ａと上部電極２との間に５０Ｖの電圧を印加した場合、約３．０度の偏向角が確認された。
【００５１】
また、上記の製造方法によれば、柔らかい樹脂層８の上に光導波路層６を形成していくのではなく、ＭｇＯよりなる強固な支持板１上に光導波路層６を形成し、樹脂層８を基板１１上に固着した後に支持板１を除去する。これにより、光導波路層６が形成されるまでの間、光導波路層６中の各層の平坦性を維持することができ、光導波路層６に結晶欠陥が生じるのを防止することができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
次に、第１実施形態の光偏向素子を利用した光スイッチについて説明する。図６〜図１１は、本実施形態に係る光スイッチの製造工程について示す斜視図である。これらの図において、第１実施形態で既に説明した部材に対しては第１実施形態と同様の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００５３】
最初に、図６（ａ）に示す構造を得るまでの工程について説明する。
【００５４】
まず、基板１５として石英基板を準備し、Ｇｅ（ゲルマニウム）をドープして屈折率を高めた石英をその基板１５上に厚さ約５μｍ程度にＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成し、それをコア層１６とする。そして、そのコア層１６上に不図示の金属パターンを形成し、この金属パターンをエッチングマスクとして使用しながらコア層１６をエッチングすることにより、入力チャネル導波路１６ａと出力チャネル導波路１６ｂとをそれぞれ複数本形成する。その後に、金属パターンは除去される。
【００５５】
次いで、図６（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法により石英を厚さ約２０μｍ程度に全面に形成し、それを上部クラッド層１７とする。
【００５６】
その後に、上部クラッド層上に金属膜を形成し、それをフォトリソグラフィ法によりパターニングすることで、図７（ａ）に示すマスクパターン１８とする。そのマスクパターン１８には、第１〜第４開口１８ａ〜１８ｄが形成される。
【００５７】
次に、図７（ｂ）に示す構造を得るまでの工程について説明する。
【００５８】
まず、上記のマスクパターン１８をエッチングマスクとして使用しながら、上部クラッド層１７、コア層１６、及び基板１５をエッチングすることにより、マスクパターン１８の第１〜第４開口１８ａ〜１８ｄに対応した形状を有する第１〜第４溝２２を形成する。その後に、マスクパターン１８は除去される。
【００５９】
続いて、第１、第４溝１９、２２内にサイトップ（旭硝子株式会社製）等の充填材を充填し、それをコリメート部２３及び集光部２４として使用する。そのコリメート部２３と集光部２４は、それぞれ入力チャネル導波路１６ａや出力チャネル導波路１６ｂに対応した二次元レンズを複数連ねた構造を有する。
【００６０】
また、第２溝２０と第３溝２１とで挟まれた部分のコア層１６は、後述する複数の光信号が共通に伝搬する共通導波路１６ｃとして機能する。
【００６１】
その後に、図８に示すように、第２、第３溝２０、２１の底面に露出する基板１５上に銅よりなる導体パターン２５、２６を形成する。
【００６２】
次に、図９に示す構造を得るまでの工程について説明する。
【００６３】
まず、第１実施形態で説明した図１（ａ）〜図３（ａ）の工程を行うことにより、樹脂層８、下部電極７ａ、光導波路層６、及び支持板１の積層体を作製する。なお、図が煩雑になるので省略してあるが、光導波路層６上には上部電極も形成され、また、樹脂層８には既述した導電性プラグも形成されている。その積層体には既述のスリット１０が形成されており、それにより光導波路層６が各入力チャネル導波路１６ａに対応して独立することになる。
【００６４】
そして、既述した図３（ｂ）の工程に従い、そのような積層体を第１溝２０の底部に固着する。この際、第２溝２５の底部に形成された導体パターン２５は、樹脂層８内に形成された導電性プラグとはんだを介して電気的に接続される。また、樹脂層８と第２溝２５底部との隙間には接着剤が流し込まれ、それにより樹脂層８が第２溝２５内に固着される。
【００６５】
そして、これと同様のことを第３溝２１に対しても行い、第３溝２１の底面に形成された導電パターン２６と、樹脂層８内に形成された導電性プラグとを電気的に接続すると共に、樹脂層８を第３溝２１内に固着する。
【００６６】
次に、図１０に示すように、第２溝２１の側面と上述の積層体との間に生じた隙間にサイトップ等の充填材２７を充填してその隙間を埋める。また、これと同じことを第３溝２１に対しても行い、第３溝２１と積層体との間の隙間を充填材２７で埋める。
【００６７】
その後に、図１１に示すように、ＭｇＯよりなる支持板１を熱りん酸でエッチングして除去し、光導波路層６の上面に上部電極２を露出させる。本実施形態では、その上部電極２は、一つの光路に対して二つ連なって形成されるが、上部電極２の個数は特に限定されるものではない。
【００６８】
この工程により、第１実施形態で説明した光偏向素子が第２、第３溝２０、２１内に複数形成された構造が得られる。このうち、第２溝２０内に形成された各光偏向素子は第１光偏向部２８を構成し、第３溝２１内に形成された各光偏向素子は第２光偏向部２９を構成する。
【００６９】
これにより、本実施形態に係る光スイッチが完成する。
【００７０】
その光スイッチは次にように動作する。
【００７１】
まず、複数本の光信号は、入力チャネル光導波路１６ａのそれぞれに入力された後、各入力チャネル光導波路１６ａの端部から拡散し、コリメート部２３において個別にコリメートされる。コリメートされた各光信号は、第１光偏向部２８に入力され、そこにおいて伝搬方向が個別に偏向される。偏向の向きは、各上部電極２と下部電極７ａとの間に印加する電圧を適当に調節することにより制御可能である。
【００７２】
その後、複数の光信号は共通導波路１６ｃを共通に伝搬し、そして第２光偏向部２９に入力される。第２光偏向部２９においては、各上部電極２と下部電極７ａとの間に所定の電圧を印加することにより、複数の光信号が個別に偏向され、後段の集光部２４に出力される。そして、各光信号は、集光部２４において個別に集光された後、出力チャネル導波路１６ｂを通り、外部の光ファイバ（不図示）等に出力される。
【００７３】
このような光スイッチによれば、第１実施形態に係る光偏向素子を第１偏向部２７及び第２偏向部２８に使用しているため、これらの偏向部において光信号を大きく偏向することができる。これにより、第１偏向部２７と第２偏向部２８との距離を詰めることができるので、光スイッチを小型化することが可能となる。
【００７４】
更に、その偏向角の大きさを利用することにより、入力チャネル数や出力チャネル数を大きくすることができるので、光スイッチの更なる多チャンネル化に寄与することも可能となる。
【００７５】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【００７６】
（付記１）基板と、
前記基板上に形成された樹脂層と、
前記樹脂層上に形成され、強誘電体よりなるコア層を備えた光導波路層と、
前記光導波路層の上面及び下面の少なくとも一方に形成された電極と、
を有することを特徴とする光偏向素子。
【００７７】
（付記２）前記電極が複数形成され、隣り合う該電極間の前記光導波路層にスリットが設けられたことを特徴とする付記１に記載の光偏向素子。
【００７８】
（付記３）前記基板の上から見た場合の前記スリットの方向は、前記光導波路層への光の入射方向と同じであることを特徴とする付記２に記載の光偏向素子。
【００７９】
（付記４）前記基板上に形成された導体パターンと、
前記導体パターンの上の前記樹脂層に形成されたホールと、
前記ホール内に形成され、前記光導波路層の下面の前記電極と前記導体パターンとを電気的に接続する導電性プラグと、
を更に有することを特徴とする付記１乃至付記３のいずれかに記載の光偏向素子。
【００８０】
（付記５）前記基板上に形成された導体パターンと、
前記導体パターンと重なる前記樹脂層の側面に形成された切り欠きと、
前記切り欠きの側面に形成され、前記光導波路層の下面の前記電極と前記導体パターンとを電気的に接続する導電層と、
を更に有することを特徴とする付記１乃至付記３のいずれかに記載の光偏向素子。
【００８１】
（付記６）前記電極の平面形状はくさび型であることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれかに記載の光偏向素子。
【００８２】
（付記７）前記樹脂層はフッ化ポリイミドよりなることを特徴とする付記１乃至付記６のいずれかに記載の光偏向素子。
【００８３】
（付記８）前記コア層はＰＺＴよりなることを特徴とする付記１乃至付記７のいずれかに記載の光偏向素子。
【００８４】
（付記９）前記基板は石英基板であることを特徴とする付記１乃至付記８のいずれかに記載の光偏向素子。
【００８５】
（付記１０）外部から入力された複数本の光信号のそれぞれを個別にコリメートするコリメート部と、
前記コリメート部を通過した前記光信号の伝搬方向を個別に偏向する第１光偏向部と、
前記第１光偏向部を通過した前記複数本の光信号が共通に伝搬する共通導波路と、
前記共通導波路を通過した前記光信号の伝播方向を個別に偏向する第２光偏向部と、
前記第２光偏向部を通過した前記光信号を個別に集光する集光部と、
を有し、
前記第１光偏向部と前記第２光偏向部の少なくとも一方に付記１乃至付記８のいずれかに記載の光偏向素子を使用したことを特徴とする光スイッチ。
【００８６】
（付記１１）支持板上に上部電極を形成する工程と、
強誘電体よりなるコア層を備えた光導波路層を少なくとも前記上部電極上に形成する工程と、
前記光導波路層上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層を基板上に固着する工程と、
前記樹脂層を前記基板上に固着した後、前記支持板を除去する工程と、
を有することを特徴とする光偏向素子の製造方法。
【００８７】
（付記１２）前記上部電極を複数形成し、隣り合う該上部電極間の前記光導波路層にスリットを形成することを特徴とする付記１１に記載の光偏向素子の製造方法。
【００８８】
（付記１３）前記支持板として、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ_３、及びＬａＡｌＯ_３のいずれか、又はこれらにＮｂやＬａをドープした材料からなる板を使用することを特徴とする付記１１又は付記１２に記載の光偏向素子の製造方法。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光偏向素子によれば、樹脂層上に光導波路層を形成し、光導波路層が基板に強く拘束されないようにしたので、電極に電圧を印加する際に光導波路層が自由に変形することができ、光を大きく偏向することが可能となる。
【００９０】
また、この光偏向素子に電極を複数形成する場合には、隣り合う電極上の光導波路層にスリットを入れることにより、各電極上の光導波路層が独立に変形するので、より大きな偏向角を得ることができる。
【００９１】
そして、この光偏向素子を使用する光スイッチによれば、スイッチ内で光を大きく偏向することができるため、小型化や多チャンネルかが容易に行える。
【００９２】
更に、上記の光偏向素子を製造するとき、比較的強固な支持体上に光導波路層を形成し、樹脂層を基板上に固着した後に支持体を除去するようにしたので、各層の平坦性を維持しながら光導波路層を形成することができ、光導波路層に結晶欠陥が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光偏向素子の製造方法について示す斜視図（その１）である。
【図２】図２（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光偏向素子の製造方法について示す斜視図（その２）である。
【図３】図３（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光偏向素子の製造方法について示す斜視図（その３）である。
【図４】図４（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光偏向素子の製造方法について示す斜視図（その４）である。
【図５】図５は、樹脂層に切り欠きを形成した場合の斜視図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチの製造方法について示す斜視図（その１）である。
【図７】図７（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチの製造方法について示す斜視図（その２）である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチの製造方法について示す斜視図（その３）である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチの製造方法について示す斜視図（その４）である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチの製造方法について示す斜視図（その５）である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチの製造方法について示す斜視図（その６）である。
【符号の説明】
１…支持板、２…上部電極、３、１７…上部クラッド層、４、１６…コア層、５…下部クラッド層、６…光導波路層、７…下部電極用導電層、７ａ…下部電極、８…樹脂層、８ａ…ホール、８ｂ…切り欠き、９…導電性プラグ、１０…スリット、１１、１５…基板、１２、２５、２６…導体パターン、１３…導電層、１６ａ…入力チャネル導波路、１６ｂ…出力チャネル導波路、１６ｃ…共通導波路、１８…マスクパターン、１８ａ〜１８ｄ…第１〜第４開口、１９〜２２…第１〜第４溝、２３…コリメート部、２４…集光部、２７…充填材、２８…第１光偏向部、２９…第２光偏向部。

Claims

基板と、
前記基板上に形成された樹脂層と、
前記樹脂層上に形成され、強誘電体よりなるコア層を備えた光導波路層と、
前記光導波路層の上面及び下面の少なくとも一方に形成された電極と、
を有することを特徴とする光偏向素子。
前記電極が複数形成され、隣り合う該電極間の前記光導波路層にスリットが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光偏向素子。
前記樹脂層はフッ化ポリイミドよりなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光偏向素子。
外部から入力された複数本の光信号のそれぞれを個別にコリメートするコリメート部と、
前記コリメート部を通過した前記光信号の伝搬方向を個別に偏向する第１光偏向部と、
前記第１光偏向部を通過した前記複数本の光信号が共通に伝搬する共通導波路と、
前記共通導波路を通過した前記光信号の伝播方向を個別に偏向する第２光偏向部と、
前記第２光偏向部を通過した前記光信号を個別に集光する集光部と、
を有し、
前記第１光偏向部と前記第２光偏向部の少なくとも一方に請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光偏向素子を使用したことを特徴とする光スイッチ。
支持板上に上部電極を形成する工程と、
強誘電体よりなるコア層を備えた光導波路層を少なくとも前記上部電極上に形成する工程と、
前記光導波路層上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層を基板上に固着する工程と、
前記樹脂層を前記基板上に固着した後、前記支持板を除去する工程と、
を有することを特徴とする光偏向素子の製造方法。