JP2791395B2 - 導波路型電気光学素子およびその製造方法 - Google Patents
導波路型電気光学素子およびその製造方法Info
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- JP2791395B2 JP2791395B2 JP4544891A JP4544891A JP2791395B2 JP 2791395 B2 JP2791395 B2 JP 2791395B2 JP 4544891 A JP4544891 A JP 4544891A JP 4544891 A JP4544891 A JP 4544891A JP 2791395 B2 JP2791395 B2 JP 2791395B2
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/061—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material
- G02F1/065—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material in an optical waveguide structure
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は導波路型電気光学素
子、さらに詳細には電気光学効果を有する光位相／強度
変調素子などの電気光学素子およびその製造方法に関す
る。
子、さらに詳細には電気光学効果を有する光位相／強度
変調素子などの電気光学素子およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来技術および問題点】電気光学効果は、光学媒体に
電界を印加した場合に、この媒体の屈折率が変化する現
象であり、二次の光非線形性に起因する線形電気光学効
果（ポッケルス効果）と、三次の光非線形性に起因する
二次電気光学効果（カー効果）とがある。実用的には、
二次の非線形定数の方が三次の非線形定数に比べて数桁
も大きいため、二次の非線形性を利用した電気光学効果
が多く用いられている。この効果を利用した電気光学素
子は光集積回路に組み入れられ、半導体レーザなどの高
速外部変調に応用できるため、低電圧で駆動できる電気
光学素子が強く求められている状況にある。
電界を印加した場合に、この媒体の屈折率が変化する現
象であり、二次の光非線形性に起因する線形電気光学効
果（ポッケルス効果）と、三次の光非線形性に起因する
二次電気光学効果（カー効果）とがある。実用的には、
二次の非線形定数の方が三次の非線形定数に比べて数桁
も大きいため、二次の非線形性を利用した電気光学効果
が多く用いられている。この効果を利用した電気光学素
子は光集積回路に組み入れられ、半導体レーザなどの高
速外部変調に応用できるため、低電圧で駆動できる電気
光学素子が強く求められている状況にある。
【０００３】従来より公知の無機材料系（燐酸二水素カ
リウム（ＫＨ2ＰＯ4）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
3）等）に比べ、著しく高い電気光学（ポッケルス）定
数と速い応答速度を示す可能性のある有機結晶材料が見
いだされてきている。代表的な材料として２−メチル−
４ニトロアニリン（ＭＮＡ）が最も良く知られている。
電気光学効果の大きさを評価する物理量としてｆ定数な
るものが定義されている（A.F.Garito and K.D.Singer
: Laser Focus, ２月号、５９頁、１９８２年）。ＭＮ
Ａのｆ定数はニオブ酸リチウムの約２０倍も大きい。し
かしながら、これらの有機結晶材料は無機結晶のように
電気光学素子を作製しようとしても実用に供し得るよう
な大きさの単結晶が得られにくい上、脆く、加工性に劣
るという欠点を有している。
リウム（ＫＨ2ＰＯ4）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
3）等）に比べ、著しく高い電気光学（ポッケルス）定
数と速い応答速度を示す可能性のある有機結晶材料が見
いだされてきている。代表的な材料として２−メチル−
４ニトロアニリン（ＭＮＡ）が最も良く知られている。
電気光学効果の大きさを評価する物理量としてｆ定数な
るものが定義されている（A.F.Garito and K.D.Singer
: Laser Focus, ２月号、５９頁、１９８２年）。ＭＮ
Ａのｆ定数はニオブ酸リチウムの約２０倍も大きい。し
かしながら、これらの有機結晶材料は無機結晶のように
電気光学素子を作製しようとしても実用に供し得るよう
な大きさの単結晶が得られにくい上、脆く、加工性に劣
るという欠点を有している。
【０００４】これに対し、成形加工性に優れた高分子材
料を活用しようという試みが行なわれている。これらは
高分子材料中に二次光非線形材料を溶解したもの、また
は二次光非線形材料を直接またはスペーサ原子団を介し
て高分子主鎖に結合したものである。これらの高分子材
料は中心対称構造を有するため二次光非線形性の発現は
ない。従って、直流電圧印加などの手法で分極処理を行
ない、中心対称性を解消することが必要である。良く知
られた例としてはポリメチルメタクリレートにアゾ色素
をドープしたもの（K.D.Singerら、Journal of Optical
Society of America, Ｂ４巻、９６８頁、１９８７
年）がある。
料を活用しようという試みが行なわれている。これらは
高分子材料中に二次光非線形材料を溶解したもの、また
は二次光非線形材料を直接またはスペーサ原子団を介し
て高分子主鎖に結合したものである。これらの高分子材
料は中心対称構造を有するため二次光非線形性の発現は
ない。従って、直流電圧印加などの手法で分極処理を行
ない、中心対称性を解消することが必要である。良く知
られた例としてはポリメチルメタクリレートにアゾ色素
をドープしたもの（K.D.Singerら、Journal of Optical
Society of America, Ｂ４巻、９６８頁、１９８７
年）がある。
【０００５】高効率な光変調を行なうためには、電気光
学素子の駆動電圧の低減化が必要不可欠である。公知の
無機結晶では、適当な方位で結晶を切りだし、Ｔｉイオ
ンなどを内部拡散させ導波路とした上で、高速変調に適
したコプレーナ線路型電極を結晶表面に配置して駆動し
ているが、ポッケルス定数が小さいために十分低い電圧
で素子の駆動には成功していない。
学素子の駆動電圧の低減化が必要不可欠である。公知の
無機結晶では、適当な方位で結晶を切りだし、Ｔｉイオ
ンなどを内部拡散させ導波路とした上で、高速変調に適
したコプレーナ線路型電極を結晶表面に配置して駆動し
ているが、ポッケルス定数が小さいために十分低い電圧
で素子の駆動には成功していない。
【０００６】一方、前記高分子材料はスピンコート法な
どの手法で容易に薄膜導波路化ができ、分極処理用に作
製した電極対を用いて光変調を行なうことも可能であ
る。しかしながら、直流高電圧を用いた分極処理では放
電を避けるために電極間隔を十分広くとるのが通例であ
り、このため分極用電極を用いて素子動作を行なわせよ
うとすると、駆動電圧が大きくなるという欠点があっ
た。また、前記高分子材料を加工してチャンネル型導波
路を作製するには、半導体集積回路の作製プロセスと同
様に、反応性イオンエッチングを行なうことが検討され
ているが、レジスト塗布や現像・剥離過程で高分子を溶
解する溶剤を使用する場合が多いために、レジストの選
択が難しいという欠点があった。
どの手法で容易に薄膜導波路化ができ、分極処理用に作
製した電極対を用いて光変調を行なうことも可能であ
る。しかしながら、直流高電圧を用いた分極処理では放
電を避けるために電極間隔を十分広くとるのが通例であ
り、このため分極用電極を用いて素子動作を行なわせよ
うとすると、駆動電圧が大きくなるという欠点があっ
た。また、前記高分子材料を加工してチャンネル型導波
路を作製するには、半導体集積回路の作製プロセスと同
様に、反応性イオンエッチングを行なうことが検討され
ているが、レジスト塗布や現像・剥離過程で高分子を溶
解する溶剤を使用する場合が多いために、レジストの選
択が難しいという欠点があった。
【０００７】
【発明の目的】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は大きな二次光非線形感受率を有する
有機化合物が溶解した、もしくは結合した高分子を分極
処理した材料において、導波路構造で低電圧駆動ができ
なかった点を解決し、成形加工性に優れ、かつ大きな電
気光学定数を有する導波路型電気光学素子を提供するこ
と、および前記導波路型電気光学素子の製造方法を提供
することを目的とする。
であり、その目的は大きな二次光非線形感受率を有する
有機化合物が溶解した、もしくは結合した高分子を分極
処理した材料において、導波路構造で低電圧駆動ができ
なかった点を解決し、成形加工性に優れ、かつ大きな電
気光学定数を有する導波路型電気光学素子を提供するこ
と、および前記導波路型電気光学素子の製造方法を提供
することを目的とする。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ため、本発明による導波路型電気光学素子は、ガラス層
を表面に持つシリコン基板上に、金属からなるコプレー
ナ線路型電極を配し、この電極の中央の中心導体上に、
βμ値が５００×１０-48ｅｓｕ以上である二次光非線
形感受率を有する物質が溶解している、もしくは結合し
ている高分子を分極処理した材料からなるチャンネル型
導波路層、およびこの導波路層の下に、導波路層よりも
低屈折率なクラッド層を配した構造をとることを特徴と
する。本発明は上述のような導波路型電気光学素子の製
造方法を提供することも目的としており、シリコン基板
上にガラス層を作製する工程、ガラス層を表面に持つシ
リコン基板上に電極を作製する工程、電極を有するガラ
ス層上にレジストを塗布してパターニングを行ない、電
極部分の突起を平滑にする工程、該レジスト層と電極の
上に導波路層よりも低屈折率なクラッド層を塗布して薄
膜とする工程、該クラッド層上にβμ値が５００×１０
-48ｅｓｕ以上である二次光非線形感受率を有する物質
が溶解している、もしくは結合している高分子を塗布し
て薄膜とする工程、該高分子膜上に上部クラッド層を塗
布して薄膜とする工程、上部クラッド層上にレジストを
塗布して薄膜とした後、高温で加熱してハードコート層
を形成する工程、ハードコート層上にシリコン系ポジ型
レジストを塗布してパターニングを行ない、反応性イオ
ンエッチングによりチャンネル型導波路を作製する工
程、パターニング後の該薄膜を分極処理する工程からな
ることを特徴とする。
ため、本発明による導波路型電気光学素子は、ガラス層
を表面に持つシリコン基板上に、金属からなるコプレー
ナ線路型電極を配し、この電極の中央の中心導体上に、
βμ値が５００×１０-48ｅｓｕ以上である二次光非線
形感受率を有する物質が溶解している、もしくは結合し
ている高分子を分極処理した材料からなるチャンネル型
導波路層、およびこの導波路層の下に、導波路層よりも
低屈折率なクラッド層を配した構造をとることを特徴と
する。本発明は上述のような導波路型電気光学素子の製
造方法を提供することも目的としており、シリコン基板
上にガラス層を作製する工程、ガラス層を表面に持つシ
リコン基板上に電極を作製する工程、電極を有するガラ
ス層上にレジストを塗布してパターニングを行ない、電
極部分の突起を平滑にする工程、該レジスト層と電極の
上に導波路層よりも低屈折率なクラッド層を塗布して薄
膜とする工程、該クラッド層上にβμ値が５００×１０
-48ｅｓｕ以上である二次光非線形感受率を有する物質
が溶解している、もしくは結合している高分子を塗布し
て薄膜とする工程、該高分子膜上に上部クラッド層を塗
布して薄膜とする工程、上部クラッド層上にレジストを
塗布して薄膜とした後、高温で加熱してハードコート層
を形成する工程、ハードコート層上にシリコン系ポジ型
レジストを塗布してパターニングを行ない、反応性イオ
ンエッチングによりチャンネル型導波路を作製する工
程、パターニング後の該薄膜を分極処理する工程からな
ることを特徴とする。
【０００９】本発明による第二の製造方法によれば、シ
リコン基板上に多成分ガラス層を作製する工程、ガラス
層を表面に持つシリコン基板上に電極を作製する工程、
電極を有するガラス層上にレジストを塗布してパターニ
ングを行ない、電極部分の突起を平滑にする工程、該レ
ジスト層と電極の上に導波路層よりも低屈折率なクラッ
ド層を塗布して薄膜とする工程、該クラッド層上にβμ
値が５００×１０-48ｅｓｕ以上である二次光非線形感
受率を有する物質が溶解している、もしくは結合してい
る高分子を塗布して薄膜とする工程、コロナ帯電法で分
極処理を行なう工程、該高分子膜上に光硬化性樹脂より
なる上部クラッド層を塗布して薄膜とする工程、上部ク
ラッド層上にシリコン系ポジ型レジストを塗布してパタ
ーニングを行ない、反応性イオンエッチングによりチャ
ンネル型導波路を作製する工程からなることを特徴とす
る。
リコン基板上に多成分ガラス層を作製する工程、ガラス
層を表面に持つシリコン基板上に電極を作製する工程、
電極を有するガラス層上にレジストを塗布してパターニ
ングを行ない、電極部分の突起を平滑にする工程、該レ
ジスト層と電極の上に導波路層よりも低屈折率なクラッ
ド層を塗布して薄膜とする工程、該クラッド層上にβμ
値が５００×１０-48ｅｓｕ以上である二次光非線形感
受率を有する物質が溶解している、もしくは結合してい
る高分子を塗布して薄膜とする工程、コロナ帯電法で分
極処理を行なう工程、該高分子膜上に光硬化性樹脂より
なる上部クラッド層を塗布して薄膜とする工程、上部ク
ラッド層上にシリコン系ポジ型レジストを塗布してパタ
ーニングを行ない、反応性イオンエッチングによりチャ
ンネル型導波路を作製する工程からなることを特徴とす
る。
【００１０】本発明による第三の製造方法によれば、シ
リコン基板上に石英ガラス層を作製する工程、ガラス層
を表面に持つシリコン基板上に電極を作製する工程、電
極を有するガラス層上にレジストを塗布してパターニン
グを行ない、電極部分の突起を平滑にする工程、該レジ
スト層と電極の上に導波路層よりも低屈折率なクラッド
層を塗布して薄膜とする工程、該クラッド層上にβμ値
が５００×１０-48ｅｓｕ以上である二次光非線形感受
率を有する物質が溶解している、もしくは結合している
高分子を塗布して薄膜とする工程、該高分子膜上に光硬
化性樹脂よりなる上部クラッド層を塗布して薄膜とする
工程、上部クラッド層上にシリコン系ポジ型レジストを
塗布してパターニングを行ない、反応性イオンエッチン
グによりチャンネル型導波路を作製する工程、パターニ
ング後の該薄膜を分極処理する工程からなることを特徴
とする。
リコン基板上に石英ガラス層を作製する工程、ガラス層
を表面に持つシリコン基板上に電極を作製する工程、電
極を有するガラス層上にレジストを塗布してパターニン
グを行ない、電極部分の突起を平滑にする工程、該レジ
スト層と電極の上に導波路層よりも低屈折率なクラッド
層を塗布して薄膜とする工程、該クラッド層上にβμ値
が５００×１０-48ｅｓｕ以上である二次光非線形感受
率を有する物質が溶解している、もしくは結合している
高分子を塗布して薄膜とする工程、該高分子膜上に光硬
化性樹脂よりなる上部クラッド層を塗布して薄膜とする
工程、上部クラッド層上にシリコン系ポジ型レジストを
塗布してパターニングを行ない、反応性イオンエッチン
グによりチャンネル型導波路を作製する工程、パターニ
ング後の該薄膜を分極処理する工程からなることを特徴
とする。
【００１１】すなわち、本発明による導波路型電気光学
素子では高速変調に適したコプレーナ線路（以下ＣＰＷ
と略記する）型電極を有するガラス層の上に、レジスト
で電極に起因する凹凸を平滑化した後、バッファ層の働
きをする下部クラッド層を塗布し、この上にポッケルス
効果を示す二次光非線形材料の性能の指標であるβμ
（β：分子二次非線形感受率、μ：双極子モーメント）
の値が５００×１０-48ｅｓｕより大きな物質が溶解し
ている、もしくは結合している高分子材料からなる薄膜
を作製する。
素子では高速変調に適したコプレーナ線路（以下ＣＰＷ
と略記する）型電極を有するガラス層の上に、レジスト
で電極に起因する凹凸を平滑化した後、バッファ層の働
きをする下部クラッド層を塗布し、この上にポッケルス
効果を示す二次光非線形材料の性能の指標であるβμ
（β：分子二次非線形感受率、μ：双極子モーメント）
の値が５００×１０-48ｅｓｕより大きな物質が溶解し
ている、もしくは結合している高分子材料からなる薄膜
を作製する。
【００１２】ここでβμ値が５００×１０-48ｅｓｕよ
り小さい場合、本発明による電気光学素子は有効に機能
しない。この薄膜上に上部クラッド層を形成した後、レ
ジストのハードコート層を介してシリコン系ポジ型レジ
ストを塗布してパターニングを行なう。ハードコート層
の存在は、シリコン系レジストが上部クラッド層にしみ
こんでパターニング精度を劣化させるのを防止するため
と、シリコン系レジストの現像時に上部クラッド層が溶
出するのを防ぐために必要である。
り小さい場合、本発明による電気光学素子は有効に機能
しない。この薄膜上に上部クラッド層を形成した後、レ
ジストのハードコート層を介してシリコン系ポジ型レジ
ストを塗布してパターニングを行なう。ハードコート層
の存在は、シリコン系レジストが上部クラッド層にしみ
こんでパターニング精度を劣化させるのを防止するため
と、シリコン系レジストの現像時に上部クラッド層が溶
出するのを防ぐために必要である。
【００１３】同様な効果は、上部クラッド層にシリコン
系レジストの現像液に侵されない光硬化性樹脂を用いた
場合にも得られることが、詳細な検討の結果明らかにな
った。後者の場合には、光非線形性の大きな高分子材料
からなる薄膜を（ハードコート層形成のために）高温で
加熱する必要がなく、室温で紫外光を短時間照射すれば
十分である。シリコン系レジストでパターニング後は、
反応性イオンエッチングによりチャンネル型導波路を作
製することができる。導波路作製後に、分極処理を施
し、大きな二次光非線形性をチャンネル型導波路層に付
与する。分極処理は、試料を平行電極間に挟んだ後、該
高分子のガラス転移温度以上に加熱して高電圧を印加
し、室温付近まで冷却した後、高電圧を切る手法が一般
的である。しかしながら、該ガラス層に多成分ガラスを
用い、光硬化性樹脂を上部クラッド層に用いる場合に
は、光非線形性の大きな高分子の薄膜を形成した後に、
外部クラッド層形成時に高温に加熱されることがないた
め、コロナ帯電法による分極処理を先行させて行なうこ
とができる。
系レジストの現像液に侵されない光硬化性樹脂を用いた
場合にも得られることが、詳細な検討の結果明らかにな
った。後者の場合には、光非線形性の大きな高分子材料
からなる薄膜を（ハードコート層形成のために）高温で
加熱する必要がなく、室温で紫外光を短時間照射すれば
十分である。シリコン系レジストでパターニング後は、
反応性イオンエッチングによりチャンネル型導波路を作
製することができる。導波路作製後に、分極処理を施
し、大きな二次光非線形性をチャンネル型導波路層に付
与する。分極処理は、試料を平行電極間に挟んだ後、該
高分子のガラス転移温度以上に加熱して高電圧を印加
し、室温付近まで冷却した後、高電圧を切る手法が一般
的である。しかしながら、該ガラス層に多成分ガラスを
用い、光硬化性樹脂を上部クラッド層に用いる場合に
は、光非線形性の大きな高分子の薄膜を形成した後に、
外部クラッド層形成時に高温に加熱されることがないた
め、コロナ帯電法による分極処理を先行させて行なうこ
とができる。
【００１４】本発明をさらに詳しく説明する。
【００１５】図１ｊ、図４に示すように、本発明による
導波路型電気光学素子は、多成分ガラスもしくは石英ガ
ラスからなるガラス層２を表面に有するシリコン基板１
の上に、コプレーナ線路型電極３を設けるとともに、電
極間の凹部をレジスト４で埋めている。そして、この電
極３およびレジスト４上に、下部クラッド層５を配し、
その上にβμ値が５００×１０-48ｅｓｕより大きな二
次光非線形感受率を有する物質が溶解している、もしく
は結合している高分子材料からなる薄膜６を形成し、そ
の上に上部クラッド層７を形成して分極処理したチャン
ネル型導波路の構造となっている。ここでβμ値が５０
０×１０-48ｅｓｕより小さい場合、本発明による電気
光学素子は有効に機能しないのは前述のとおりである。
導波路型電気光学素子は、多成分ガラスもしくは石英ガ
ラスからなるガラス層２を表面に有するシリコン基板１
の上に、コプレーナ線路型電極３を設けるとともに、電
極間の凹部をレジスト４で埋めている。そして、この電
極３およびレジスト４上に、下部クラッド層５を配し、
その上にβμ値が５００×１０-48ｅｓｕより大きな二
次光非線形感受率を有する物質が溶解している、もしく
は結合している高分子材料からなる薄膜６を形成し、そ
の上に上部クラッド層７を形成して分極処理したチャン
ネル型導波路の構造となっている。ここでβμ値が５０
０×１０-48ｅｓｕより小さい場合、本発明による電気
光学素子は有効に機能しないのは前述のとおりである。
【００１６】このような光導波路型電気光学素子を製造
するには、図１ａ〜図１ｊに示すようにシリコン基板１
に、マグネトロンスパッタ法でコーニング７０５９ガラ
スのような多成分ガラス、もしくは熱酸化法で作製され
る石英ガラスのいずれかからなるガラス層２を付けたの
ち（図１ａ）、この上に金属でコプレーナ線路型電極３
を付ける（図１ｂ）。電極を構成する金属は特に種類を
限定しないが、変調帯域を広くとるためには直流抵抗値
の低い材料が望ましい。具体的には、メッキ法で厚膜化
が可能な金が一般的に用いられる。数μｍ程度の厚みを
持った電極間の凹部は、ポジもしくはネガ型レジスト４
で埋めることができる（図１ｃ）。メッキ法で作製した
金属電極の表面には、散乱損失の原因となる細かい凹凸
が存在する。この凹凸を緩和し、金属による光吸収を最
小限にするため、電極と導波路層の間に導波路層よりも
低屈折率な樹脂（例えばポリメチルメタクリレート等）
からなる下部クラッド層５が必要である。下部クラッド
層５はスピンコート法で付けることができる（図１
ｄ）。
するには、図１ａ〜図１ｊに示すようにシリコン基板１
に、マグネトロンスパッタ法でコーニング７０５９ガラ
スのような多成分ガラス、もしくは熱酸化法で作製され
る石英ガラスのいずれかからなるガラス層２を付けたの
ち（図１ａ）、この上に金属でコプレーナ線路型電極３
を付ける（図１ｂ）。電極を構成する金属は特に種類を
限定しないが、変調帯域を広くとるためには直流抵抗値
の低い材料が望ましい。具体的には、メッキ法で厚膜化
が可能な金が一般的に用いられる。数μｍ程度の厚みを
持った電極間の凹部は、ポジもしくはネガ型レジスト４
で埋めることができる（図１ｃ）。メッキ法で作製した
金属電極の表面には、散乱損失の原因となる細かい凹凸
が存在する。この凹凸を緩和し、金属による光吸収を最
小限にするため、電極と導波路層の間に導波路層よりも
低屈折率な樹脂（例えばポリメチルメタクリレート等）
からなる下部クラッド層５が必要である。下部クラッド
層５はスピンコート法で付けることができる（図１
ｄ）。
【００１７】次に、下部クラッド層上に、βμ値が５０
０×１０-48ｅｓｕより大きな二次光非線形感受率を有
する物質が溶解している、もしくは結合している高分子
材料からなる薄膜６をスピンコート法により作製する
（図１ｅ）。この薄膜上に、導波路層よりも低屈折率な
樹脂（例えばポリメチルメタクリレート等）からなる上
部クラッド層７を、スピンコート法により形成する（図
１ｆ）。この上にポジもしくはネガ型レジストを塗布
し、高温で加熱してハードコート層８を形成する（図１
ｇ）。このハードコート層上にシリコン系ポジ型レジス
ト９を塗布してパターニングを行ない（図１ｈ）、この
ポジ型レジスト９をマスクとして反応性イオンエッチン
グによりチャンネル型導波路を作製する（図１ｉ）。導
波路作製後に、試料を平行電極間に挟んだ後、前記薄膜
６を構成する高分子のガラス転移温度以上に加熱して高
電圧を印加し、室温付近まで冷却した後、高電圧を切る
手法により分極処理を施し、大きな二次光非線形性をチ
ャンネル型導波路層に付与する（図１ｊ）。なお、図１
ｊにおいては、上部クラッド層７の上にハードコート層
８とレジスト層９が構成されているが、これらの層はチ
ャンネル型導波路作製時のエッチング工程に必要なもの
であり、実際の素子構成には不要である。
０×１０-48ｅｓｕより大きな二次光非線形感受率を有
する物質が溶解している、もしくは結合している高分子
材料からなる薄膜６をスピンコート法により作製する
（図１ｅ）。この薄膜上に、導波路層よりも低屈折率な
樹脂（例えばポリメチルメタクリレート等）からなる上
部クラッド層７を、スピンコート法により形成する（図
１ｆ）。この上にポジもしくはネガ型レジストを塗布
し、高温で加熱してハードコート層８を形成する（図１
ｇ）。このハードコート層上にシリコン系ポジ型レジス
ト９を塗布してパターニングを行ない（図１ｈ）、この
ポジ型レジスト９をマスクとして反応性イオンエッチン
グによりチャンネル型導波路を作製する（図１ｉ）。導
波路作製後に、試料を平行電極間に挟んだ後、前記薄膜
６を構成する高分子のガラス転移温度以上に加熱して高
電圧を印加し、室温付近まで冷却した後、高電圧を切る
手法により分極処理を施し、大きな二次光非線形性をチ
ャンネル型導波路層に付与する（図１ｊ）。なお、図１
ｊにおいては、上部クラッド層７の上にハードコート層
８とレジスト層９が構成されているが、これらの層はチ
ャンネル型導波路作製時のエッチング工程に必要なもの
であり、実際の素子構成には不要である。
【００１８】ハードコート層と同様な効果は、上部クラ
ッド層にシリコン系レジストの現像液に侵されない光硬
化性樹脂を用いた場合にも得られる。この場合には、図
２ａ〜図２ｉと図３ａ〜図３ｉに示すように、工程図２
ａ〜図２ｅあるいは図３ａ〜図３ｅまでは同じである
が、ガラス層２に多成分ガラスを用いた場合（図２ａ〜
図２ｉ）と石英ガラスを用いた場合（図３ａ〜図３ｉ）
とで、その後の工程に差異が生ずる。
ッド層にシリコン系レジストの現像液に侵されない光硬
化性樹脂を用いた場合にも得られる。この場合には、図
２ａ〜図２ｉと図３ａ〜図３ｉに示すように、工程図２
ａ〜図２ｅあるいは図３ａ〜図３ｅまでは同じである
が、ガラス層２に多成分ガラスを用いた場合（図２ａ〜
図２ｉ）と石英ガラスを用いた場合（図３ａ〜図３ｉ）
とで、その後の工程に差異が生ずる。
【００１９】まず、ガラス層２に多成分ガラスを用いた
場合（図２ａ〜図２ｅ）には、βμ値が５００×１０
-48ｅｓｕより大きな二次光非線形感受率を有する物質
が溶解している、もしくは結合している高分子材料から
なる薄膜６を形成した（図２ｅ）後に、コロナ帯電法で
分極処理を施して大きな二次光非線形を該高分子層に付
与する（図２ｆ）。コロナ帯電法自体は、自動車バンパ
ーの表面改質や乾式複写機に用いられている公知の技術
であり、本発明ではこれを高分子薄膜の分極処理に応用
した。この高分子薄膜の上に光硬化性樹脂をスピンコー
ト法により塗布した後、室温で紫外光を短時間照射して
上部クラッド層７を形成する（図２ｇ）。この上部クラ
ッド層７上にシリコン系ポジ型レジスト９を直接塗布し
てパターニングを行ない（図２ｈ）、このポジ型レジス
ト９をマスクとして反応性イオンエッチングによりチャ
ンネル型導波路を作製する（図２ｉ）。
場合（図２ａ〜図２ｅ）には、βμ値が５００×１０
-48ｅｓｕより大きな二次光非線形感受率を有する物質
が溶解している、もしくは結合している高分子材料から
なる薄膜６を形成した（図２ｅ）後に、コロナ帯電法で
分極処理を施して大きな二次光非線形を該高分子層に付
与する（図２ｆ）。コロナ帯電法自体は、自動車バンパ
ーの表面改質や乾式複写機に用いられている公知の技術
であり、本発明ではこれを高分子薄膜の分極処理に応用
した。この高分子薄膜の上に光硬化性樹脂をスピンコー
ト法により塗布した後、室温で紫外光を短時間照射して
上部クラッド層７を形成する（図２ｇ）。この上部クラ
ッド層７上にシリコン系ポジ型レジスト９を直接塗布し
てパターニングを行ない（図２ｈ）、このポジ型レジス
ト９をマスクとして反応性イオンエッチングによりチャ
ンネル型導波路を作製する（図２ｉ）。
【００２０】次にガラス層２に石英ガラスを用いた場合
（図３ａ〜図３ｅ）には、βμ値が５００×１０-48ｅ
ｓｕより大きな二次光非線形感受率を有する物質が溶解
している、もしくは結合している高分子材料からなる薄
膜６を形成した（図３ｅ）後に、この高分子薄膜６上に
光硬化性樹脂をスピンコート法により塗布した後、室温
で紫外光を短時間照射して上部クラッド層７を形成する
（図３ｆ）。この上部クラッド層７上にシリコン系ポジ
型レジスト９を直接塗布してパターニングを行ない（図
３ｇ）、このポジ型レジスト９をマスクとして反応性イ
オンエッチングによりチャンネル型導波路を作製する
（図３ｈ）。導波路作製後に、試料を平行電極間に挟ん
だ後、該高分子のガラス転移温度以上に加熱して高電圧
を印加し、室温付近まで冷却した後、高電圧を切る手法
により分極処理を施し、大きな二次光非線形性をチャン
ネル型導波路層に付与する（図３ｉ）。
（図３ａ〜図３ｅ）には、βμ値が５００×１０-48ｅ
ｓｕより大きな二次光非線形感受率を有する物質が溶解
している、もしくは結合している高分子材料からなる薄
膜６を形成した（図３ｅ）後に、この高分子薄膜６上に
光硬化性樹脂をスピンコート法により塗布した後、室温
で紫外光を短時間照射して上部クラッド層７を形成する
（図３ｆ）。この上部クラッド層７上にシリコン系ポジ
型レジスト９を直接塗布してパターニングを行ない（図
３ｇ）、このポジ型レジスト９をマスクとして反応性イ
オンエッチングによりチャンネル型導波路を作製する
（図３ｈ）。導波路作製後に、試料を平行電極間に挟ん
だ後、該高分子のガラス転移温度以上に加熱して高電圧
を印加し、室温付近まで冷却した後、高電圧を切る手法
により分極処理を施し、大きな二次光非線形性をチャン
ネル型導波路層に付与する（図３ｉ）。
【００２１】なお、電極と上部の導波路との位置関係に
ついては、詳細な静電場解析を行なった結果、ＣＰＷ電
極の中心導体の真下付近で電極面に垂直方向の電界強度
が特に大きくなる現象を見いだし、この大きな電界強度
を示す領域にチャンネル型導波路を配することで、駆動
電圧の低減が可能になる。
ついては、詳細な静電場解析を行なった結果、ＣＰＷ電
極の中心導体の真下付近で電極面に垂直方向の電界強度
が特に大きくなる現象を見いだし、この大きな電界強度
を示す領域にチャンネル型導波路を配することで、駆動
電圧の低減が可能になる。
【００２２】高効率な光変調を行なうには、単一モード
導波路とすることが望ましい。単一モード化により光パ
ワーを狭い空間に閉じ込めて大きな光非線形性を引き出
し、低電圧駆動が可能となる。この単一モード化には、
上部および下部クラッド層材料の屈折率が、光非線形性
の大きな高分子材料の屈折率に近いようなクラッド材料
を選択し、導波路の寸法を単一モード条件を満たすよう
に設定すれば十分である。
導波路とすることが望ましい。単一モード化により光パ
ワーを狭い空間に閉じ込めて大きな光非線形性を引き出
し、低電圧駆動が可能となる。この単一モード化には、
上部および下部クラッド層材料の屈折率が、光非線形性
の大きな高分子材料の屈折率に近いようなクラッド材料
を選択し、導波路の寸法を単一モード条件を満たすよう
に設定すれば十分である。
【００２３】以下、実施例に基づいて本発明を説明す
る。
る。
【００２４】
【実施例１】コーニング７０５９ガラス２をスパッタ法
で付けたシリコン基板１上に、コプレーナ線路（ＣＰ
Ｗ）型金電極３をメッキ法で形成した後ネガ型レジスト
４であるＯＭＲ−８３で電極付近の凹部を埋めて平滑に
した。この上にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
を塗布して下部クラッド層５を形成した後、ポリメタク
リレートにβμ値が約６０００×１０-48ｅｓｕである
４−Ｎ，Ｎジエチルアミノ−４−ニトロスチルベンを
２．０％溶解した高分子材料６を、スピンコート法で塗
布した。この上にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を塗
布して上部クラッド層７を形成した後、ポジ型レジスト
であるマイクロポジットＳ１４００−２７を塗布した
後、１９５℃で約１時間加熱してハードコート層８を形
成した。この上にシリコン系ポジ型レジスト９を塗布
し、導波路パターンがＣＰＷ型電極の中心導体上に来る
ようにマスクを重ねた後、紫外光で露光し現像した。こ
の後、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチングにより
導波路パターン部以外の有機薄膜層を除去して、図４に
示したようなマッハツェンダー型干渉計のパターンを有
したチャンネル型導波路を作製した。この導波路に平行
平板電極による分極処理を施した後、波長１．３μmの
レーザ光を入射しながら電極間に変調信号を入力したと
ころ約３０Ｖの駆動電圧で光変調ができることがわかっ
た。
で付けたシリコン基板１上に、コプレーナ線路（ＣＰ
Ｗ）型金電極３をメッキ法で形成した後ネガ型レジスト
４であるＯＭＲ−８３で電極付近の凹部を埋めて平滑に
した。この上にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
を塗布して下部クラッド層５を形成した後、ポリメタク
リレートにβμ値が約６０００×１０-48ｅｓｕである
４−Ｎ，Ｎジエチルアミノ−４−ニトロスチルベンを
２．０％溶解した高分子材料６を、スピンコート法で塗
布した。この上にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を塗
布して上部クラッド層７を形成した後、ポジ型レジスト
であるマイクロポジットＳ１４００−２７を塗布した
後、１９５℃で約１時間加熱してハードコート層８を形
成した。この上にシリコン系ポジ型レジスト９を塗布
し、導波路パターンがＣＰＷ型電極の中心導体上に来る
ようにマスクを重ねた後、紫外光で露光し現像した。こ
の後、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチングにより
導波路パターン部以外の有機薄膜層を除去して、図４に
示したようなマッハツェンダー型干渉計のパターンを有
したチャンネル型導波路を作製した。この導波路に平行
平板電極による分極処理を施した後、波長１．３μmの
レーザ光を入射しながら電極間に変調信号を入力したと
ころ約３０Ｖの駆動電圧で光変調ができることがわかっ
た。
【００２５】
【実施例２】次に示すような化合物（化１）を合成し
た。この化合物は特願平１−２６１３号により既知の材
料である。この化合物のβμ値は約１３０００×１０
-48ｅｓｕであった。
た。この化合物は特願平１−２６１３号により既知の材
料である。この化合物のβμ値は約１３０００×１０
-48ｅｓｕであった。
【００２６】
【化１】
【００２７】石英ガラス２を熱酸化法で形成したシリコ
ン基板上に、ＣＰＷ型金電極３をメッキ法で形成した後
ネガ型レジスト４であるＯＭＲ−８３で電極付近の凹部
を埋めて平滑にした。この上にＰＭＭＡを塗布して下部
クラッド層５を形成した後、化１の高分子材料６をスピ
ンコート法で塗布した。この上にＰＶＡを塗布して上部
クラッド層７を形成した後、ポジ型レジストであるマイ
クロポジットＳ１４００−２７を塗布した後、１９５℃
で約１時間加熱してハードコート層８を形成した。この
上にシリコン系ポジ型レジスト９を塗布し、導波路パタ
ーンがＣＰＷ型電極の中心導体上に来るようにマスクを
重ねた後、紫外光で露光し現像した。この後、酸素ガス
を用いた反応性イオンエッチングにより導波路パターン
部以外の有機薄膜層を除去して、図４に示したようなマ
ッハツェンダー型干渉計のパターンを有したチャンネル
型導波路を作製した。この導波路に平行平板電極による
分極処理を施した後、波長１．３μmのレーザ光を入射
しながら電極間に変調信号を入力したところ約５Ｖの駆
動電圧で光変調ができることがわかった。
ン基板上に、ＣＰＷ型金電極３をメッキ法で形成した後
ネガ型レジスト４であるＯＭＲ−８３で電極付近の凹部
を埋めて平滑にした。この上にＰＭＭＡを塗布して下部
クラッド層５を形成した後、化１の高分子材料６をスピ
ンコート法で塗布した。この上にＰＶＡを塗布して上部
クラッド層７を形成した後、ポジ型レジストであるマイ
クロポジットＳ１４００−２７を塗布した後、１９５℃
で約１時間加熱してハードコート層８を形成した。この
上にシリコン系ポジ型レジスト９を塗布し、導波路パタ
ーンがＣＰＷ型電極の中心導体上に来るようにマスクを
重ねた後、紫外光で露光し現像した。この後、酸素ガス
を用いた反応性イオンエッチングにより導波路パターン
部以外の有機薄膜層を除去して、図４に示したようなマ
ッハツェンダー型干渉計のパターンを有したチャンネル
型導波路を作製した。この導波路に平行平板電極による
分極処理を施した後、波長１．３μmのレーザ光を入射
しながら電極間に変調信号を入力したところ約５Ｖの駆
動電圧で光変調ができることがわかった。
【００２８】
【実施例３】多成分ガラスであるコーニング７０５９ガ
ラス２をスパッタ法で付けたシリコン基板上に、ＣＰＷ
型金電極３をメッキ法で形成した後、ネガ型レジスト４
であるＯＭＲ−８３で電極付近の凹部を埋めて平滑にし
た。この上にＰＶＡを塗布して下部クラッド層５を形成
した後、化１の高分子材料６をスピンコート法で塗布し
た。この高分子薄膜にコロナ帯電法による分極処理を施
した後、光硬化性樹脂（シリコン系レジストには侵され
ない）を塗布して紫外光を照射し上部クラッド層を形成
した。この上にシリコン系ポジ型レジスト９を塗布し、
導波路パターンがＣＰＷ型電極の中心導体上に来るよう
にマスクを重ねた後、紫外光で露光し現像した。この
後、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチングにより導
波路パターン部以外の有機薄膜層を除去して、図４に示
したようなマッハツェンダー型干渉計のパターンを有し
たチャンネル型導波路を作製した。この導波路に、波長
１．３μmのレーザ光を入射しながら電極間に変調信号
を入力したところ約５Ｖの駆動電圧で光変調ができるこ
とがわかった。
ラス２をスパッタ法で付けたシリコン基板上に、ＣＰＷ
型金電極３をメッキ法で形成した後、ネガ型レジスト４
であるＯＭＲ−８３で電極付近の凹部を埋めて平滑にし
た。この上にＰＶＡを塗布して下部クラッド層５を形成
した後、化１の高分子材料６をスピンコート法で塗布し
た。この高分子薄膜にコロナ帯電法による分極処理を施
した後、光硬化性樹脂（シリコン系レジストには侵され
ない）を塗布して紫外光を照射し上部クラッド層を形成
した。この上にシリコン系ポジ型レジスト９を塗布し、
導波路パターンがＣＰＷ型電極の中心導体上に来るよう
にマスクを重ねた後、紫外光で露光し現像した。この
後、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチングにより導
波路パターン部以外の有機薄膜層を除去して、図４に示
したようなマッハツェンダー型干渉計のパターンを有し
たチャンネル型導波路を作製した。この導波路に、波長
１．３μmのレーザ光を入射しながら電極間に変調信号
を入力したところ約５Ｖの駆動電圧で光変調ができるこ
とがわかった。
【００２９】
【実施例４】石英ガラス２を熱酸化法で形成したシリコ
ン基板１上に、ＣＰＷ型金電極３をメッキ法で形成した
後、ネガ型レジスト４であるＯＭＲ−８３で電極付近の
凹部を埋めて平滑にした。この上にＰＭＭＡを塗布して
下部クラッド層５を形成した後、化１の高分子材料６を
スピンコート法で塗布した。この上に光硬化性樹脂を塗
布して紫外光を照射し上部クラッド層７を形成した後、
シリコン系ポジ型レジスト９を塗布し、導波路パターン
がＣＰＷ型電極の中心導体上に来るようにマスクを重ね
た後、紫外光で露光し現像した。この後、酸素ガスを用
いた反応性イオンエッチングにより導波路パターン部以
外の有機薄膜層を除去して、図４に示したようなマッハ
ツェンダー型干渉計のパターンを有したチャンネル型導
波路を作製した。この導波路に平行平板電極による分極
処理を施した後、波長１．３μmのレーザ光を入射しな
がら電極間に変調信号を入力したところ約５Ｖの駆動電
圧で光変調ができることがわかった。
ン基板１上に、ＣＰＷ型金電極３をメッキ法で形成した
後、ネガ型レジスト４であるＯＭＲ−８３で電極付近の
凹部を埋めて平滑にした。この上にＰＭＭＡを塗布して
下部クラッド層５を形成した後、化１の高分子材料６を
スピンコート法で塗布した。この上に光硬化性樹脂を塗
布して紫外光を照射し上部クラッド層７を形成した後、
シリコン系ポジ型レジスト９を塗布し、導波路パターン
がＣＰＷ型電極の中心導体上に来るようにマスクを重ね
た後、紫外光で露光し現像した。この後、酸素ガスを用
いた反応性イオンエッチングにより導波路パターン部以
外の有機薄膜層を除去して、図４に示したようなマッハ
ツェンダー型干渉計のパターンを有したチャンネル型導
波路を作製した。この導波路に平行平板電極による分極
処理を施した後、波長１．３μmのレーザ光を入射しな
がら電極間に変調信号を入力したところ約５Ｖの駆動電
圧で光変調ができることがわかった。
【００３０】
【実施例５】コーニング７０５９ガラス２をスパッタ法
で付けたシリコン基板１上に、ＣＰＷ型金電極３をメッ
キ法で形成した後ネガ型レジスト４であるＯＭＲ−８３
で電極付近の凹部を埋めて平滑にした。この上にＰＭＭ
Ａを塗布して下部クラッド層５を形成した後、ポリメタ
クリレートにβμ値が約１５００×１０-48ｅｓｕであ
る４−アミノ−４’−ニトロスチルベンを３．０％溶解
した高分子材料６を、スピンコート法で塗布した。この
上にＰＶＡを塗布して上部クラッド層７を形成した後、
ポジ型レジストであるマイクロポジットＳ１４００−２
７を塗布した後、１９５℃で約１時間加熱してハードコ
ート層８を形成した。この上にシリコン系ポジ型レジス
ト９を塗布し、導波路パターンがＣＰＷ型電極の中心導
体上に来るようにマスクを重ねた後、紫外光で露光し現
像した。この後、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチ
ングにより導波路パターン部以外の有機薄膜層を除去し
た。さらに、表面に形成した酸化シリコンの薄膜をフッ
酸緩衝液で除去した後、シリコン系ポジ型レジスト９を
アルカリ液にて除去し、再度、酸素ガスを用いた反応性
イオンエッチングを行ない、ハードコート層８を除去し
て図４に示したようなマッハツェンダー型干渉計のパタ
ーンを有したチャンネル型導波路を作製した。この導波
路に平行平板電極による分極処理を施した後、波長１．
３μmのレーザ光を入射しながら電極間に変調信号を入
力したところ約４０Ｖの駆動電圧で光変調ができること
がわかった。
で付けたシリコン基板１上に、ＣＰＷ型金電極３をメッ
キ法で形成した後ネガ型レジスト４であるＯＭＲ−８３
で電極付近の凹部を埋めて平滑にした。この上にＰＭＭ
Ａを塗布して下部クラッド層５を形成した後、ポリメタ
クリレートにβμ値が約１５００×１０-48ｅｓｕであ
る４−アミノ−４’−ニトロスチルベンを３．０％溶解
した高分子材料６を、スピンコート法で塗布した。この
上にＰＶＡを塗布して上部クラッド層７を形成した後、
ポジ型レジストであるマイクロポジットＳ１４００−２
７を塗布した後、１９５℃で約１時間加熱してハードコ
ート層８を形成した。この上にシリコン系ポジ型レジス
ト９を塗布し、導波路パターンがＣＰＷ型電極の中心導
体上に来るようにマスクを重ねた後、紫外光で露光し現
像した。この後、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチ
ングにより導波路パターン部以外の有機薄膜層を除去し
た。さらに、表面に形成した酸化シリコンの薄膜をフッ
酸緩衝液で除去した後、シリコン系ポジ型レジスト９を
アルカリ液にて除去し、再度、酸素ガスを用いた反応性
イオンエッチングを行ない、ハードコート層８を除去し
て図４に示したようなマッハツェンダー型干渉計のパタ
ーンを有したチャンネル型導波路を作製した。この導波
路に平行平板電極による分極処理を施した後、波長１．
３μmのレーザ光を入射しながら電極間に変調信号を入
力したところ約４０Ｖの駆動電圧で光変調ができること
がわかった。
【００３１】
【比較例１】実施例１において４−Ｎ，Ｎジエチルアミ
ノ−４−ニトロスチルベンに代わり、アミノビフェニル
を２．０％溶解した高分子材料を用いた他は、実施例１
と同様な方法で導波路作製と変調実験を行なった。この
高分子のβμは約３００×１０-48ｅｓｕであり、駆動
電圧は１００Ｖ以上と極めて大きく、実用性に欠けてい
た。
ノ−４−ニトロスチルベンに代わり、アミノビフェニル
を２．０％溶解した高分子材料を用いた他は、実施例１
と同様な方法で導波路作製と変調実験を行なった。この
高分子のβμは約３００×１０-48ｅｓｕであり、駆動
電圧は１００Ｖ以上と極めて大きく、実用性に欠けてい
た。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導波路型
電気光学素子は成形加工が容易で平行平板電極もしくは
コロナ帯電により容易に分極できる高分子材料を用いて
いるために、低い駆動電圧において高効率に光変調がで
きるという利点を有する。
電気光学素子は成形加工が容易で平行平板電極もしくは
コロナ帯電により容易に分極できる高分子材料を用いて
いるために、低い駆動電圧において高効率に光変調がで
きるという利点を有する。
【図１ａ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｂ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｃ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｄ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｅ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｆ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｇ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｈ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｉ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図１ｊ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ａ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ｂ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ｃ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ｄ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ｅ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ｆ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ｇ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ｈ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図２ｉ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図３ａ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図３ｂ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図３ｄ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図３ｅ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図３ｆ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図３ｇ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図３ｈ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図３ｉ】本発明による光導波路型電気光学素子の具体
例の構成および製造工程を示す図。
例の構成および製造工程を示す図。
【図４】実施例の斜視図。
１ シリコン基板 ２ ガラス層 ３ コプレーナ線路型電極 ４ レジスト層 ５ 下部クラッド層 ６ 二次光非線形感受率を有する物質が溶解もしく
は結合している高分子材料 ７ 上部クラッド層 ８ ハードコート層 ９ シリコン系ポジ型レジスト
は結合している高分子材料 ７ 上部クラッド層 ８ ハードコート層 ９ シリコン系ポジ型レジスト
フロントページの続き (72)発明者 戒能 俊邦 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−306216（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/01 - 1/035
Claims (4)
- 【請求項１】ガラス層を表面に持つシリコン基板上に、
金属からなるコプレーナ線路型電極を配し、この電極の
中央の中心導体上に、βμ値が５００×１０-48ｅｓｕ
以上である二次光非線形感受率を有する物質が溶解して
いる、もしくは結合している高分子を分極処理した材料
からなるチャンネル型導波路層、およびこの導波路層の
上下に、導波路層よりも低屈折率なクラッド層を配した
構造をとることを特徴とする導波路型電気光学素子。 - 【請求項２】シリコン基板上にガラス層を作製する工
程、ガラス層を表面に持つシリコン基板上に電極を作製
する工程、電極を有するガラス層上にレジストを塗布し
てパターニングを行ない、電極部分の突起を平滑にする
工程、該レジスト層と電極の上に導波路層よりも低屈折
率なクラッド層を塗布して薄膜とする工程、該クラッド
層上にβμ値が５００×１０-48ｅｓｕ以上である二次
光非線形感受率を有する物質が溶解している、もしくは
結合している高分子を塗布して薄膜とする工程、該高分
子膜上に上部クラッド層を塗布して薄膜とする工程、上
部クラッド層上にレジストを塗布して薄膜とした後、高
温で加熱してハードコート層を形成する工程、ハードコ
ート層上にシリコン系ポジ型レジストを塗布してパター
ニングを行ない、反応性イオンエッチングによりチャン
ネル型導波路を作製する工程、パターニング後の該薄膜
を分極処理する工程からなることを特徴とする導波路型
電気光学素子の製造方法。 - 【請求項３】シリコン基板上に多成分ガラス層を作製す
る工程、ガラス層を表面に持つシリコン基板上に電極を
作製する工程、電極を有するガラス層上にレジストを塗
布してパターニングを行ない、電極部分の突起を平滑に
する工程、該レジスト層と電極の上に導波路層よりも低
屈折率なクラッド層を塗布して薄膜とする工程、該クラ
ッド層上にβμ値が５００×１０-48ｅｓｕ以上である
二次光非線形感受率を有する物質が溶解している、もし
くは結合している高分子を塗布して薄膜とする工程、コ
ロナ帯電法で分極処理を行なう工程、該高分子膜上に光
硬化性樹脂よりなる上部クラッド層を塗布して薄膜とす
る工程、上部クラッド層上にシリコン系ポジ型レジスト
を塗布してパターニングを行ない、反応性イオンエッチ
ングによりチャンネル型導波路を作製する工程からなる
ことを特徴とする導波路型電気光学素子の製造方法。 - 【請求項４】シリコン基板上に石英ガラス層を作製する
工程、ガラス層を表面に持つシリコン基板上に電極を作
製する工程、電極を有するガラス層上にレジストを塗布
してパターニングを行ない、電極部分の突起を平滑にす
る工程、該レジスト層と電極の上に導波路層よりも低屈
折率なクラッド層を塗布して薄膜とする工程、該クラッ
ド層上にβμ値が５００×１０-48ｅｓｕ以上である二
次光非線形感受率を有する物質が溶解している、もしく
は結合している高分子を塗布して薄膜とする工程、該高
分子膜上に光硬化性樹脂よりなる上部クラッド層を塗布
して薄膜とする工程、上部クラッド層上にシリコン系ポ
ジ型レジストを塗布してパターニングを行ない、反応性
イオンエッチングによりチャンネル型導波路を作製する
工程、パターニング後の該薄膜を分極処理する工程から
なることを特徴とする導波路型電気光学素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4544891A JP2791395B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 導波路型電気光学素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4544891A JP2791395B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 導波路型電気光学素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643506A JPH0643506A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2791395B2 true JP2791395B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=12719625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4544891A Expired - Fee Related JP2791395B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 導波路型電気光学素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791395B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH095550A (ja) * | 1995-06-21 | 1997-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路の作製方法 |
-
1991
- 1991-02-19 JP JP4544891A patent/JP2791395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643506A (ja) | 1994-02-18 |
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