JP2009047933A - Electro-optical element and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学素子およびこれを量産できる製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical element and a manufacturing method capable of mass-producing the same.
電界による電気光学結晶の光学的性質の変化をレーザ光で検出する電気光学素子を用いることで、微弱な電界の変化を測定することができる。例えば、生体等の表面を伝送経路とする電界通信において、電気光学素子を用いて情報を伝達する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 By using an electro-optic element that detects a change in optical properties of an electro-optic crystal due to an electric field with laser light, a slight change in the electric field can be measured. For example, in electric field communication using a surface of a living body or the like as a transmission path, a technique for transmitting information using an electro-optical element is known (for example, see Patent Document 1).
電界光学素子は、ミリメートルオーダーのサイズで比較的大きなものであることから、手作業によって、直方体の電気光学結晶からリッジを削りだし、この電気光学素子を製造していた。 Since the electro-optical element is a comparatively large element having a size on the order of millimeters, a ridge is shaved from a rectangular parallelepiped electro-optical crystal to manufacture the electro-optical element.
しかしながら、手作業によって加工した場合には、大量に生産することが困難であるという問題がある。また、加工しようとする電気光学結晶はミリメートルオーダーのサイズで、従来の半導体素子に比べて、パターンが大きいことから、ドライエッチングなどの高価な微細加工技術を用いることなく、低コストで加工することが望ましい。 However, when processed by hand, there is a problem that it is difficult to produce in large quantities. In addition, the electro-optic crystal to be processed has a size on the order of millimeters and has a larger pattern than conventional semiconductor elements, so it can be processed at low cost without using expensive fine processing techniques such as dry etching. Is desirable.
これらの改善を目的として、作製の再現性、効率化を図るために、ダイシング、劈開技術を用いた手法により、図１１に示すようなリッジ２０を薄型にした小型の電気光学素子の量産が可能となった（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、ダイシング、劈開技術を用いて電気光学素子の製造を効率化しても、リッジの機械的強度が弱く、破損しやすい。さらに、電気光学結晶をダイシング等で削り出して、リッジと台座部分のすべてを電気光学結晶で作製しているため、加工により削り取ってしまう部分が多い上に不要な部分にも電気光学結晶を使用することになり、そのため、高価な電気光学結晶を有効利用できない。よって、その分コストが高くなってしまうという問題があった。 However, even if the production of the electro-optic element is made efficient by using a dicing and cleaving technique, the mechanical strength of the ridge is weak and easily damaged. In addition, the electro-optic crystal is cut out by dicing, etc., and all the ridge and pedestal are made of electro-optic crystal, so there are many parts that are scraped off by processing, and electro-optic crystals are also used for unnecessary parts. Therefore, an expensive electro-optic crystal cannot be effectively used. Therefore, there is a problem that the cost is increased accordingly.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電気光学結晶の体積が少なく且つ高い強度の電気光学素子およびこれを量産できる製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-strength electro-optic element having a small volume of an electro-optic crystal and a manufacturing method capable of mass-producing the same. .
上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、溝が形成された絶縁体と、前記絶縁体上に形成され、前記溝の底の箇所で分割された絶縁体上電極と、前記溝に収められた電気光学結晶とを有することを特徴とする電気光学素子をもって解決手段とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention of claim 1 includes an insulator having a groove formed thereon, an insulator upper electrode formed on the insulator and divided at the bottom of the groove, An electro-optic element having an electro-optic crystal housed in the groove is used as a solving means.
請求項２の本発明は、絶縁体に複数の溝を形成する工程と、前記絶縁体上に絶縁体上電極を設ける工程と、前記溝の底の箇所で前記絶縁体上電極を分割する工程と、前記溝間で前記絶縁体を分割する工程と、予め用意した電気光学結晶を前記複数の溝のそれぞれに収める工程とを有することを特徴とする電気光学素子の製造方法をもって解決手段とする。 The present invention of claim 2 includes a step of forming a plurality of grooves in the insulator, a step of providing an upper electrode on the insulator on the insulator, and a step of dividing the upper electrode of the insulator at the bottom of the groove. And a step of dividing the insulator between the grooves and a step of storing a previously prepared electro-optic crystal in each of the plurality of grooves. .
請求項３の本発明は、予め用意した電気光学結晶に異方性ウェットエッチングする工程と、異方性ウェットエッチングされた前記電気光学結晶を分割する工程と、分割された前記電気光学結晶を前記溝に収める向きを前記異方性ウェットエッチングにより前記電気光学結晶に生じたエッチピットパターンの向きにより決める工程とを有することを特徴とする請求項２記載の電気光学素子の製造方法をもって解決手段とする。 The present invention of claim 3 includes a step of performing anisotropic wet etching on an electro-optic crystal prepared in advance, a step of dividing the electro-optic crystal subjected to anisotropic wet etching, and the step of dividing the electro-optic crystal thus divided into the electro-optic crystal. 3. A solution means having a method for manufacturing an electro-optic element according to claim 2, further comprising a step of determining a direction in which the groove is accommodated by a direction of an etch pit pattern generated in the electro-optic crystal by the anisotropic wet etching. To do.
本発明の電気光学素子によれば、溝が形成された絶縁体と、前記絶縁体上に形成され、前記溝の底の箇所で分割された絶縁体上電極と、前記溝に収められた電気光学結晶とを有することで、電気光学結晶としては、従来の電気光学素子におけるリッジの部分の体積ほどしか必要でなく、よって、必要な電気光学結晶の体積を少なくでき、電気光学結晶を効率的に使用できる。また、欠損しやすいリッジがないので、強度を高めることができ、取り扱いが容易になる。 According to the electro-optical element of the present invention, the insulator formed with the groove, the electrode on the insulator formed on the insulator and divided at the bottom portion of the groove, and the electricity stored in the groove By having an optical crystal, the electro-optic crystal requires only as much as the volume of the ridge portion in the conventional electro-optic element. Therefore, the volume of the required electro-optic crystal can be reduced, and the electro-optic crystal can be efficiently used. Can be used for Further, since there is no ridge that is easily lost, the strength can be increased and the handling becomes easy.
また、本発明の電気光学素子の製造方法によれば、絶縁体に複数の溝を形成する工程と、前記絶縁体上に絶縁体上電極を設ける工程と、前記溝の底の箇所で前記絶縁体上電極を分割する工程と、前記溝間で前記絶縁体を分割する工程と、予め用意した電気光学結晶を前記複数の溝のそれぞれに収める工程とを有することで、多くの電気光学素子を一度に製造でき、量産効果によるコスト低減を期待することができる。 According to the method of manufacturing an electro-optic element of the present invention, the step of forming a plurality of grooves in the insulator, the step of providing an electrode on the insulator on the insulator, and the insulation at the bottom of the groove By dividing the body electrode, dividing the insulator between the grooves, and storing a prepared electro-optic crystal in each of the plurality of grooves, It can be manufactured at a time and can be expected to reduce costs due to mass production effects.
また、本発明の電気光学素子の製造方法によれば、好ましくは、予め用意した電気光学結晶に異方性ウェットエッチングする工程と、異方性ウェットエッチングされた前記電気光学結晶を分割する工程と、分割された前記電気光学結晶を前記溝に収める向きを前記異方性ウェットエッチングにより前記電気光学結晶に生じたエッチピットパターンの向きにより決める工程とを有することで、電気光学結晶を溝に収める向きを間違えることがなく、電気光学結晶を正しい向きで溝に収めた電気光学素子を製造することができる。これにより、電気光学結晶内のレーザ光が所望の挙動をし、正しい検出を行うことができる。ままた、向きの修正が不要なので、少ない労力で電気光学素子を量産でき、すなわち、効率的な電気光学素子の量産が可能となる。 In addition, according to the method for manufacturing an electro-optic element of the present invention, preferably, a step of performing anisotropic wet etching on a previously prepared electro-optic crystal, and a step of dividing the electro-optic crystal subjected to anisotropic wet etching, And the step of determining the direction in which the divided electro-optic crystal is accommodated in the groove by the direction of the etch pit pattern generated in the electro-optic crystal by the anisotropic wet etching, thereby accommodating the electro-optic crystal in the groove It is possible to manufacture an electro-optic element in which the electro-optic crystal is housed in the groove in the correct orientation without making a mistake in the orientation. Thereby, the laser light in the electro-optic crystal behaves in a desired manner, and correct detection can be performed. In addition, since it is not necessary to correct the orientation, the electro-optic element can be mass-produced with little effort, that is, the electro-optic element can be mass-produced efficiently.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る電気光学素子の斜視図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of the electro-optic element according to the first embodiment.
電気光学素子は、溝１が形成された絶縁体３と、絶縁体３上に形成され、溝１の底の箇所で分割された絶縁体上電極５，５と、溝１に収められた電気光学結晶７とを有する。 The electro-optic element includes an insulator 3 in which a groove 1 is formed, an insulator upper electrode 5, 5 formed on the insulator 3 and divided at a bottom portion of the groove 1, and an electricity stored in the groove 1. And an optical crystal 7.
この電気光学素子では、検出対象の電界変化が生じる場所を挟む各場所に絶縁体上電極５，５が電気的に接続され、これにより、絶縁体上電極５，５間に電圧が印加される。すると、電気光学結晶７内の電界強度が電界変化に応じて変化し、電気光学結晶７の光学的特性が変化する。こうした電気光学結晶７の長手方向に垂直な一方の端面から、しかも電界の方向に垂直に入射したレーザ光２１は、光学的特性の変化により変調され、他方の端面から出射する。この変調されたレーザ光を処理することにより、上記の検出対象の電界変化が検出される。 In this electro-optic element, the upper insulator electrodes 5 and 5 are electrically connected to the respective locations sandwiching the place where the electric field change of the detection target occurs, whereby a voltage is applied between the upper insulator electrodes 5 and 5. . Then, the electric field strength in the electro-optic crystal 7 changes according to the electric field change, and the optical characteristics of the electro-optic crystal 7 change. The laser light 21 incident from one end face perpendicular to the longitudinal direction of the electro-optic crystal 7 and perpendicular to the direction of the electric field is modulated by a change in optical characteristics and emitted from the other end face. By processing this modulated laser beam, the change in the electric field to be detected is detected.
次に、本発明の一実施形態に係る電気光学素子の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing an electro-optic element according to an embodiment of the present invention will be described.
この製造方法は、絶縁体３に複数の溝１を形成する第１工程と、絶縁体３上に絶縁体上電極５を設ける第２工程と、溝１の底の箇所で絶縁体上電極５を分割する第３工程と、溝１間で絶縁体３を分割する第４工程と、電気光学結晶７を複数の溝１のそれぞれに収める第５工程とを有する。 In this manufacturing method, a first step of forming a plurality of grooves 1 in the insulator 3, a second step of providing the insulator upper electrode 5 on the insulator 3, and the insulator upper electrode 5 at the bottom of the groove 1 3, a fourth step of dividing the insulator 3 between the grooves 1, and a fifth step of accommodating the electro-optic crystal 7 in each of the plurality of grooves 1.
第１工程では、図２に示すように、例えばダイシングにより、矩形平板状の絶縁体３に複数の平行な溝１を形成し、その絶縁体３を洗浄する。溝１の幅は例えば０．２２ｍｍであり、溝１のピッチは例えば１．５ｍｍである。絶縁体３は、電気的に絶縁で、熱的に安定であることが好ましく、ガラス、セラミック、樹脂等が用いられる。 In the first step, as shown in FIG. 2, a plurality of parallel grooves 1 are formed in a rectangular flat insulator 3 by dicing, for example, and the insulator 3 is cleaned. The width of the groove 1 is, for example, 0.22 mm, and the pitch of the groove 1 is, for example, 1.5 mm. The insulator 3 is preferably electrically insulating and thermally stable, and glass, ceramic, resin, or the like is used.
図３（ａ）は、図２の符号１１の部分を示す図であり、図３（ｂ）〜（ｄ）、図４（ａ）、（ｂ）は、その部分の製造過程での変化を示す図である。これら図を参照して行う説明に係る処理加工は、符号１１の部分だけでなく、他の部分にも適用される。 FIG. 3A is a diagram showing a portion denoted by reference numeral 11 in FIG. 2, and FIGS. 3B to 3D, FIGS. 4A and 4B show changes in the manufacturing process of that portion. FIG. The processing according to the description performed with reference to these drawings is applied not only to the portion 11 but also to other portions.
続く第２工程では、まず、図３（ｂ）に示すように、溝１を形成した絶縁体３の上において全体的に、金属の電極材料による絶縁体上電極５を形成する。ここでは、スパッタリングで、例えば、ＣｒとＡｕやＡｌを蒸着させる。スパッタリングを用いると、スパッタ雰囲気により金属粒子が散乱され易いため、絶縁体上電極５は、上向きの面の表面上だけでなく、横向きである溝１の内壁面の表面上にも形成される。 In the subsequent second step, first, as shown in FIG. 3B, the insulator upper electrode 5 made of a metal electrode material is formed entirely on the insulator 3 in which the groove 1 is formed. Here, for example, Cr, Au, and Al are deposited by sputtering. When sputtering is used, the metal particles are easily scattered by the sputtering atmosphere, so that the insulator upper electrode 5 is formed not only on the surface of the upward surface, but also on the surface of the inner wall surface of the groove 1 that faces sideways.
次に、図３（ｃ）に示すように、絶縁体上電極５の上に全体的にレジスト６を塗布する。こうして、絶縁体上電極５を保護するのである。 Next, as shown in FIG. 3C, a resist 6 is entirely applied on the insulator upper electrode 5. Thus, the insulator upper electrode 5 is protected.
続く、第３工程では、図３（ｄ）に示すように、例えば、０．２ｍｍ幅のダイシングブレード１３を溝１の長さ方向に移動させ、かかるダイシングにより、図４（ａ）に示すように、溝１の底の箇所でレジスト６の上から絶縁体上電極５を分割する。 In the subsequent third step, as shown in FIG. 3D, for example, the dicing blade 13 having a width of 0.2 mm is moved in the length direction of the groove 1, and as shown in FIG. Then, the insulator upper electrode 5 is divided from above the resist 6 at the bottom of the groove 1.
なお、ダイシングに代えて、ワイヤーカット、レーザカット、マイクロドリルを用いてもよい。 In place of dicing, a wire cut, a laser cut, or a micro drill may be used.
続く、第４工程では、図５に示すように、加工処理後の絶縁体３を溝１間で分割することにより、溝１を１つだけ有する加工処理後の絶縁体３を複数得る。例えば、この絶縁体３の幅、高さ、長さは、それぞれ１．５ｍｍ、１．５ｍｍ、７．０ｍｍである。 In the subsequent fourth step, as shown in FIG. 5, by dividing the processed insulator 3 between the grooves 1, a plurality of processed insulators 3 having only one groove 1 are obtained. For example, the width, height, and length of the insulator 3 are 1.5 mm, 1.5 mm, and 7.0 mm, respectively.
次に、得られたもののそれぞれを洗浄することにより、図４（ｂ）に示すようにレジスト６を除去する。 Next, by cleaning each of the obtained ones, the resist 6 is removed as shown in FIG.
第５工程では、まず、図６（ａ）に示すように、ＺｎＴｅまたは閃亜鉛鋼型を有する化合物半導体結晶（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＣｄＴｅなど）またはシレナイト化合物（Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＳｉＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０など）を材料とした矩形平板状の電気光学結晶７の両面を鏡面加工する。 In the fifth step, first, as shown in FIG. 6A, a compound semiconductor crystal (GaAs, InP, CdTe, etc.) or a sillenite compound (Bi 12 GeO 20 , Bi 12 SiO 20 , etc.) having ZnTe or zinc flash steel type. Both surfaces of the rectangular flat electro-optic crystal 7 made of Bi 12 TiO 20 or the like are mirror-finished.
次に、電気光学結晶７の例えば、一方の面にフッ酸系エッチング液を使用して異方性ウェットエッチングを施す。図６（ｂ）、図７に示すように、その面に複数のエッチピットパターン７ａが生じる。各エッチピットパターン７ａは同じ方向を向いている。 Next, for example, anisotropic wet etching is performed on one surface of the electro-optic crystal 7 using a hydrofluoric acid-based etching solution. As shown in FIGS. 6B and 7, a plurality of etch pit patterns 7a are formed on the surface. Each etch pit pattern 7a faces in the same direction.
ここでは、異方性ウェットエッチングを他方の面に施してもよい。こうすると、図６（ｃ）に示すように、その面にはやはり複数のエッチピットパターン７ａが生じるが、それらは、一方の面に生じるエッチピットパターン７ａの方向に対して垂直な方向を向く。これは、電気光学結晶７が複屈折率を有することを示しており、電気光学結晶７としては、このようなものを用いる必要がある。 Here, anisotropic wet etching may be performed on the other surface. As a result, as shown in FIG. 6C, a plurality of etch pit patterns 7a are also formed on the surface, but they face a direction perpendicular to the direction of the etch pit pattern 7a generated on one surface. . This indicates that the electro-optic crystal 7 has a birefringence, and it is necessary to use such a material as the electro-optic crystal 7.
次に、図６（ｄ）に示すように、矩形平板状の電気光学結晶７がもつ４つのコーナーの内の１つを切り欠く。エッチピットパターン７ａは小さくて目視できないので、どのコーナーが切り欠かれているかにより、エッチピットパターン７ａの向きを間接的に知ることができるようにするのである。 Next, as shown in FIG. 6D, one of the four corners of the rectangular optical plate 7 is cut out. Since the etch pit pattern 7a is small and cannot be visually checked, the direction of the etch pit pattern 7a can be indirectly known depending on which corner is cut out.
例えば、ここでは、顕微鏡を使用して、エッチピットパターン７ａが形成された面を正対視し、しかも、エッチピットパターン７ａが予め決められた方向を向いているように正対視し、こうした上で、予め決められたコーナー（例えば、右下のコーナー）を切り欠く。 For example, here, using a microscope, the surface on which the etch pit pattern 7a is formed is directly facing, and the etch pit pattern 7a is directly facing so as to face a predetermined direction. On the top, a predetermined corner (for example, the lower right corner) is cut out.
次に、図６（ｅ）に示すように、例えば、電気光学結晶７の片面だけに干渉膜を形成する。ここでは、干渉膜により干渉縞が見えるようにし、干渉縞の色と他方の面（干渉膜を形成しない面）の色とを相違させる。上記の通り、エッチピットパターン７ａは小さくて目視できないので、どちらに干渉縞の色が見えるかにより、エッチピットパターン７ａの向きを間接的に知ることができるようにするのである。詳しくは、後に矩形平板状の電気光学結晶７が分割されて、コーナーの切り欠きによっては、エッチピットパターン７ａの向きを知ることができなくなるので、これは、そのときであっても、エッチピットパターン７ａの向きを知ることができるようにするものである。 Next, as shown in FIG. 6E, for example, an interference film is formed only on one surface of the electro-optic crystal 7. Here, the interference fringes are made visible by the interference film, and the color of the interference fringes is made different from the color of the other surface (the surface on which no interference film is formed). As described above, since the etch pit pattern 7a is small and cannot be visually checked, the direction of the etch pit pattern 7a can be indirectly known depending on which of the interference fringes is visible. Specifically, the rectangular flat electro-optic crystal 7 is divided later, and the direction of the etch pit pattern 7a cannot be known depending on the cutout of the corner. This makes it possible to know the direction of the pattern 7a.
ここでは、電気光学結晶７を正対視し、しかも、切り欠かれているコーナーが予め決められたコーナー（例えば、右下のコーナー）となるように正対視し、こうした上で、予め決められた面（例えば、正対視している面）に干渉膜を形成し、他方の面には何も形成しない。 Here, the electro-optic crystal 7 is viewed from the front, and the front is viewed so that the notched corner is a predetermined corner (for example, the lower right corner). An interference film is formed on the formed surface (for example, the surface facing the front), and nothing is formed on the other surface.
次に、図６（ｅ）に示すように、電気光学結晶７の、互いに対向する端面に反射防止のためのコート（Anti-Reflection Coatといい、以下、略して「ＡＲコート」という）を施す。 Next, as shown in FIG. 6E, an anti-reflection coating (hereinafter referred to as “AR coating” for short) is applied to the end faces of the electro-optic crystal 7 facing each other. .
ＡＲコートを施した端面の一方は、レーザ光の入射面となり、他方はそのレーザ光の出射面となるものである。仮にこの端面の組でなく、他方の端面の組をレーザ光の入射面および出射面の組として考え、ＡＲコートを施してしまうと、その場合には電気光学結晶７内のレーザ光が所望の挙動をしなくなる。 One of the end surfaces to which the AR coating is applied is a laser light incident surface, and the other is a laser light emission surface. If the other end face group is considered as a laser light incident surface and light exit surface group instead of this end face group, and AR coating is applied, the laser light in the electro-optic crystal 7 is desired in that case. No longer behaves.
よって、ここでは、例えば、電気光学結晶７を正対視し、しかも、切り欠かれているコーナーが予め決められたコーナー（例えば、右下のコーナー）となるように正対視し、こうした上で、上下の端面にＡＲコートを施す。 Therefore, here, for example, the electro-optic crystal 7 is viewed directly, and the cut-out corner is viewed in a straight line so as to be a predetermined corner (for example, the lower right corner). Then, AR coating is applied to the upper and lower end faces.
電気光学結晶７の製造方法におけるここまでの工程は、以下に説明する工程に置き換えてもよい。 The steps so far in the method of manufacturing the electro-optic crystal 7 may be replaced with the steps described below.
まず、図８（ａ）に示すように、上記のような矩形平板状の電気光学結晶７の一方の面だけを鏡面加工する。これにより、鏡面加工しない他方の面は白いままである。 First, as shown in FIG. 8A, only one surface of the rectangular flat electro-optic crystal 7 as described above is mirror-finished. Thereby, the other surface which is not mirror-finished remains white.
次に、図８（ｂ）に示すように、電気光学結晶７の少なくとも一方の面に異方性ウェットエッチングを施すことで、その面にエッチピットパターン７ａを形成する。 Next, as shown in FIG. 8B, anisotropic wet etching is performed on at least one surface of the electro-optic crystal 7 to form an etch pit pattern 7a on that surface.
次に、図８（ｃ）に示すように、例えば、顕微鏡を使用して、エッチピットパターン７ａが形成された面を正対視し、しかも、エッチピットパターン７ａが予め決められた方向を向いているように正対視し、こうした上で、予め決められたコーナー（例えば、右下のコーナー）を切り欠く。 Next, as shown in FIG. 8C, for example, the surface on which the etch pit pattern 7a is formed is viewed directly using a microscope, and the etch pit pattern 7a faces a predetermined direction. Then, a predetermined corner (for example, the lower right corner) is cut out.
次に、同図に示すように、例えば、電気光学結晶７を正対視し、しかも、切り欠かれているコーナーが予め決められたコーナー（例えば、右下のコーナー）となるように正対視し、こうした上で、上下の端面にＡＲコートを施す。 Next, as shown in the figure, for example, the electro-optic crystal 7 is directly facing, and the corner that is notched is a predetermined corner (for example, the lower right corner). In view of this, AR coating is applied to the upper and lower end faces.
つまり、上記のような干渉縞の色の有無によってでなく、鏡面加工の有無により、エッチピットパターン７ａの向きを間接的に知ることができるようにするのである。 That is, the direction of the etch pit pattern 7a can be indirectly known not only by the presence or absence of the interference fringe color as described above but also by the presence or absence of mirror finishing.
さて、これらの２つの工程のいずれかが行われたこととして説明を続ける。 Now, the description will be continued on the assumption that one of these two steps has been performed.
次に、図８（ｄ）に示すように、ＡＲコートを施した端面に垂直に電気光学結晶７をダイシングして分割し、または劈開して分割し、図９（ａ）に示すような直方体の電気光学結晶７を複数得る。 Next, as shown in FIG. 8 (d), the electro-optic crystal 7 is diced and divided perpendicularly to the AR coated end face, or cleaved and divided into rectangular parallelepipeds as shown in FIG. 9 (a). A plurality of electro-optic crystals 7 are obtained.
なお、ＡＲコートは、途中にでなく、このように複数得られた電気光学結晶７に施してもよい。 The AR coating may be applied to the electro-optic crystal 7 obtained in this way, not in the middle.
この場合、図６（ｄ）に示す電気光学結晶７（図８（ｃ）に示す電気光学結晶７にＡＲコートを施す前の電気光学結晶７でも同じ）を正対視し、しかも、切り欠かれているコーナーが予め決められたコーナー（例えば、右下のコーナー）となるように正対視し、こうした上で、上下方向に電気光学結晶７を劈開またはダイシングで分割し、直方体の電気光学結晶７を複数得る。 In this case, the electro-optic crystal 7 shown in FIG. 6 (d) (the same applies to the electro-optic crystal 7 before the AR coating is applied to the electro-optic crystal 7 shown in FIG. 8 (c)) is directly opposed, and the notch The facing corner is a predetermined corner (for example, the lower right corner), and the electro-optic crystal 7 is vertically cleaved or divided by dicing to form a rectangular parallelepiped electro-optic. A plurality of crystals 7 are obtained.
そして、得られた各電気光学結晶７の長手方向に垂直な各端面にＡＲコートを施せばよい。 Then, an AR coating may be applied to each end face perpendicular to the longitudinal direction of each electro-optic crystal 7 obtained.
第４工程では、図９（ｂ）に示すように、処理加工後の電気光学結晶７を、処理加工後の絶縁体３の溝１に収める。ここでは、電気光学結晶７を上から溝１に収める場合、干渉縞の色の見える面とその色の見えない面の内の予め定められた方の面（例えば、干渉縞の色の見える面）を上に向ける。あるいは、鏡面加工された面と鏡面加工されていない面の内の予め定められた方の面（例えば、鏡面加工された面）を上に向ける。つまり、電気光学結晶１が溝に収める向きを異方性ウェットエッチングにより電気光学結晶１に生じたエッチピットパターンの向きにより決めるのである。 In the fourth step, as shown in FIG. 9B, the electro-optic crystal 7 after the processing is stored in the groove 1 of the insulator 3 after the processing. Here, when the electro-optic crystal 7 is placed in the groove 1 from above, a predetermined surface (for example, a surface in which the color of the interference fringe is visible) among the surface in which the color of the interference fringe is visible and the surface in which the color is invisible ) Up. Alternatively, a predetermined surface (for example, a mirror-finished surface) of the mirror-finished surface and the non-mirror-finished surface is directed upward. That is, the direction in which the electro-optic crystal 1 is accommodated in the groove is determined by the orientation of the etch pit pattern generated in the electro-optic crystal 1 by anisotropic wet etching.
仮に上に向ける面と下に向ける面を取り違えた場合には電気光学結晶７内のレーザ光が所望の挙動をしなくなる。例えば、偏光面の回転方向（旋光方向）が逆になり、正しい検出ができない。しかし、このように収める向きをビットパターンの向きにより決めることで、電気光学結晶７内のレーザ光が所望の挙動をし、正しい検出を行うことができる。 If the up-facing surface and the down-facing surface are mistaken, the laser light in the electro-optic crystal 7 will not behave as desired. For example, the rotation direction of the polarization plane (the optical rotation direction) is reversed, and correct detection cannot be performed. However, by determining the orientation in which the laser beam is accommodated in this way, the laser light in the electro-optic crystal 7 behaves in a desired manner and correct detection can be performed.
そして、図９（ｃ）に示すように、溝１を跨ぐように接着剤１６を加え、これを紫外線で凝固させ、、電気光学結晶７を固定する。 Then, as shown in FIG. 9 (c), an adhesive 16 is added so as to straddle the groove 1, and this is solidified with ultraviolet rays to fix the electro-optic crystal 7.
次に、この電気光学素子の利用例を図１０の模式図を用いて説明する。電界検出光学装置１１０は、レーザー光と電気光学素子１００を用いた電気光学的手法により電界を検出するものであり、レーザダイオード１２１、フォトダイオード１４３ａ、１４３ｂおよび電気光学素子１００を有する。電気光学素子１００の電極３０ａ、３０ｂはそれぞれ、上記の説明における電気光学結晶７を挟む一方の電極、他方の電極であり、信号電極１２９、グランド電極１３１にそれぞれ接続されている。また、電気光学素子１００の両端には、第一波長板１３５と第二波長板１３７が接続されている。電気光学素子１００とレーザダイオード１２１の間には、コリメートレンズ１３３を有し、電気光学素子１００とフォトダイオード１４３ａ、１４３ｂの間には、偏光ビームスプリッタ１３９、集光レンズ１４１ａ、１４１ｂを有する。 Next, an application example of this electro-optical element will be described with reference to the schematic diagram of FIG. The electric field detection optical device 110 detects an electric field by an electro-optical technique using laser light and the electro-optical element 100, and includes a laser diode 121, photodiodes 143a and 143b, and the electro-optical element 100. The electrodes 30a and 30b of the electro-optical element 100 are one electrode and the other electrode that sandwich the electro-optical crystal 7 in the above description, and are connected to the signal electrode 129 and the ground electrode 131, respectively. A first wave plate 135 and a second wave plate 137 are connected to both ends of the electro-optical element 100. A collimator lens 133 is provided between the electro-optical element 100 and the laser diode 121, and a polarizing beam splitter 139 and condenser lenses 141a and 141b are provided between the electro-optical element 100 and the photodiodes 143a and 143b.
レーザダイオード１２１から出力されるレーザー光は、コリメートレンズ１３３、第一波長板１３５を介して電気光学素子１００の電気光学結晶に入射する。入射したレーザー光は、信号電極１２９からの電界によって変調し、放射される。 Laser light output from the laser diode 121 enters the electro-optic crystal of the electro-optic element 100 via the collimator lens 133 and the first wavelength plate 135. The incident laser light is modulated and emitted by the electric field from the signal electrode 129.
電気光学素子１００から放射されたレーザー光は、第二波長板１３７を介し、偏光ビームスプリッタ１３９によってＰ波成分およびＳ波成分に分離され、集光レンズ１４１ａ、１４１ｂで集光されてから、フォトダイオード１４３ａ、１４３ｂにおいて電気信号に変換される。 The laser light emitted from the electro-optical element 100 is separated into a P wave component and an S wave component by the polarization beam splitter 139 via the second wave plate 137, and is condensed by the condensing lenses 141a and 141b. It is converted into an electric signal in the diodes 143a and 143b.
したがって、本実施形態に係る電気光学素子によれば、溝１が形成された絶縁体３と、絶縁体３上に形成され、溝１の底の箇所で分割された絶縁体上電極５，５と、溝１に収められた電気光学結晶７とを有することで、電気光学結晶７としては、従来の電気光学素子におけるリッジの部分の体積ほどしか必要でなく、よって、必要な電気光学結晶７の体積を少なくでき、電気光学結晶７を効率的に使用できる。また、欠損しやすいリッジがないので、強度を高めることができ、取り扱いが容易になる。 Therefore, according to the electro-optic element according to the present embodiment, the insulator 3 in which the groove 1 is formed, and the insulator upper electrodes 5 and 5 formed on the insulator 3 and divided at the bottom of the groove 1. And the electro-optic crystal 7 accommodated in the groove 1, the electro-optic crystal 7 requires only as much as the volume of the ridge portion in the conventional electro-optic element. Therefore, the electro-optic crystal 7 can be used efficiently. Further, since there is no ridge that is easily lost, the strength can be increased and the handling becomes easy.
また、本実施形態に係る電気光学素子の製造方法によれば、絶縁体３に複数の溝１を形成する工程と、絶縁体１上に絶縁体上電極５を設ける工程と、溝１の底の箇所で絶縁体上電極５を分割する工程と、溝１間で絶縁体３を分割する工程と、予め用意した電気光学結晶を複数の溝１のそれぞれに収める工程とを有することで、多くの電気光学素子を一度に製造でき、量産効果によるコスト低減を期待することができる。 In addition, according to the method of manufacturing the electro-optic element according to the present embodiment, the step of forming the plurality of grooves 1 in the insulator 3, the step of providing the insulator upper electrode 5 on the insulator 1, and the bottom of the groove 1 A step of dividing the electrode 5 on the insulator at the location, a step of dividing the insulator 3 between the grooves 1, and a step of storing a previously prepared electro-optic crystal in each of the plurality of grooves 1. The electro-optic element can be manufactured at once, and cost reduction due to the mass production effect can be expected.
また、予め用意した電気光学結晶７に異方性ウェットエッチングする工程と、異方性ウェットエッチングされた電気光学結晶７を分割する工程と、分割された電気光学結晶７を溝１に収める向きを異方性ウェットエッチングにより電気光学結晶７に生じたエッチピットパターンの向きにより決める工程とを有することで、電気光学結晶７を溝に収める向きを間違えることがなく、電気光学結晶７を正しい向きで溝に収めた電気光学素子を製造することができる。これにより、電気光学結晶７内のレーザ光が所望の挙動をし、正しい検出を行うことができる。また、向きの修正が不要なので、少ない労力で電気光学素子を量産でき、すなわち、効率的な電気光学素子の量産が可能となる。 In addition, the step of anisotropic wet etching to the electro-optic crystal 7 prepared in advance, the step of dividing the electro-optic crystal 7 subjected to anisotropic wet etching, and the direction of accommodating the divided electro-optic crystal 7 in the groove 1 And determining the direction of the etch pit pattern generated in the electro-optic crystal 7 by anisotropic wet etching, so that the orientation of the electro-optic crystal 7 in the groove is not mistaken, and the electro-optic crystal 7 is oriented in the correct direction. An electro-optical element housed in the groove can be manufactured. Thereby, the laser beam in the electro-optic crystal 7 behaves in a desired manner, and correct detection can be performed. Further, since it is not necessary to correct the orientation, the electro-optical element can be mass-produced with little effort, that is, the electro-optical element can be mass-produced efficiently.
１…溝
３…絶縁体
５…絶縁体上電極
６…レジスト
７…電気光学結晶
７ａ…エッチピットパターン
１６…接着剤
３０ａ、３０ｂ…電極
１００…電気光学素子
１１０…電界検出光学装置
１２１…レーザダイオード
１２９…信号電極
１３１…グランド電極
１３３…コリメートレンズ
１３５…第一波長板
１３７…第二波長板
１３９…偏光ビームスプリッタ
１４１ａ…集光レンズ
１４３ａ…フォトダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Groove 3 ... Insulator 5 ... Electrode on insulator 6 ... Resist 7 ... Electro-optic crystal 7a ... Etch pit pattern 16 ... Adhesive 30a, 30b ... Electrode 100 ... Electro-optic element 110 ... Electric field detection optical device 121 ... Laser diode DESCRIPTION OF SYMBOLS 129 ... Signal electrode 131 ... Ground electrode 133 ... Collimating lens 135 ... 1st wavelength plate 137 ... 2nd wavelength plate 139 ... Polarizing beam splitter 141a ... Condensing lens 143a ... Photodiode
Claims (3)
前記絶縁体上に形成され、前記溝の底の箇所で分割された絶縁体上電極と、
前記溝に収められた電気光学結晶と
を有することを特徴とする電気光学素子。 An insulator with a groove;
An on-insulator electrode formed on the insulator and divided at the bottom of the groove;
And an electro-optic crystal housed in the groove.
前記絶縁体上に絶縁体上電極を設ける工程と、
前記溝の底の箇所で前記絶縁体上電極を分割する工程と、
前記溝間で前記絶縁体を分割する工程と、
予め用意した電気光学結晶を前記複数の溝のそれぞれに収める工程と
を有することを特徴とする電気光学素子の製造方法。 Forming a plurality of grooves in the insulator;
Providing an insulator upper electrode on the insulator;
Dividing the on-insulator electrode at the bottom of the groove;
Dividing the insulator between the grooves;
A method of manufacturing an electro-optic element, comprising: preparing a pre-prepared electro-optic crystal in each of the plurality of grooves.
異方性ウェットエッチングされた前記電気光学結晶を分割する工程と、
分割された前記電気光学結晶を前記溝に収める向きを前記異方性ウェットエッチングにより前記電気光学結晶に生じたエッチピットパターンの向きにより決める工程と
を有することを特徴とする請求項２記載の電気光学素子の製造方法。 A process of anisotropic wet etching on an electro-optic crystal prepared in advance;
Dividing the electro-optic crystal subjected to anisotropic wet etching;
3. The method according to claim 2, further comprising: determining a direction in which the divided electro-optic crystal is accommodated in the groove by a direction of an etch pit pattern generated in the electro-optic crystal by the anisotropic wet etching. A method for manufacturing an optical element.
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