JP3965166B2 - 光変調素子及びその製造方法 - Google Patents
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電気光学効果を有する材料からなる基板に、少なくとも一対の光路を有する光導波路を形成するステップと、
前記基板及び前記光導波路上に透明なバッファ層を形成するステップと、
当該光変調素子を取り巻く電界に応じて前記一対の光路における屈折率変化を生じさせるように配置されてなる変調電極を前記バッファ層上に形成するステップを備えた光変調素子製造方法であって、
前記バッファ層を形成するステップは、
少なくとも一つの透明絶縁体膜と少なくとも一つの透明導電体膜を積層して前記基板及び前記光導波路上に積層膜を形成するステップと、
該積層膜を相互拡散させるステップ
を備えることを特徴とする光変調素子製造方法が得られる。
200 第一の光ファイバ
300 光変調素子
310 基板
320 光導波路
321 入力部
322 第一の光路
323 第二の光路
324 出力部
330 バッファ層
331 透明絶縁体膜
332 透明導電体膜
341 第一の変調電極
342 第二の変調電極
350 バッファ層
351 透明絶縁体膜
352 透明導電体膜
353 透明絶縁体膜
354 透明導電体膜
400 第二の光ファイバ
500 光検出器
Claims (21)
- 電気光学効果を有する材料からなる基板と、該基板に形成された光導波路であって少なくとも一対の光路を有する光導波路と、基板及び光導波路上に形成された透明なバッファ層と、バッファ層上に形成された変調電極とを備えた光変調素子であって、前記変調電極は当該光変調素子を取り巻く電界に応じて前記一対の光路における屈折率変化を生じさせるように配置されている光変調素子において、
前記バッファ層は、少なくとも一つの透明絶縁体膜と少なくとも一つの透明導電体膜とを備える積層膜を用いて作成された相互拡散層であり、前記バッファ層の厚さ方向のいずれの平面においても、10 6 乃至10 7 (Ω/□)の範囲に属し且つ各面内で実質的に均一であるシート抵抗値を有することを特徴とする光変調素子。 - 請求項1に記載の光変調素子において、前記透明絶縁体膜及び前記透明導電体膜は夫々20nm以上200nm以下の膜厚を有することを特徴とする光変調素子。
- 請求項1又は2に記載の光変調素子において、前記積層膜は、複数の透明絶縁体膜及び複数の透明導電体膜からなることを特徴とする光変調素子。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の光変調素子において、前記バッファ層は、前記透明絶縁体膜及び前記透明導電体膜を積層して得られた前記積層膜をアニーリングすることにより前記透明絶縁体膜及び前記透明導電体膜を相互に拡散させて得られるような層であることを特徴とする光変調素子。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の光変調素子において、前記透明絶縁体膜は透明絶縁体酸化物からなるものであることを特徴とする光変調素子。
- 請求項5に記載の光変調素子において、前記透明絶縁体酸化物は、SiO2、ホウケイ酸ガラス、Al2O3、TiO2、ZrO2のうちの少なくとも一つからなることを特徴とする光変調素子。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の光変調素子において、前記透明導電体膜は透明導電体酸化物からなるものであることを特徴とする光変調素子。
- 請求項7に記載の光変調素子において、前記透明導電体酸化物は、ITO、SnO2、ZnOのうちの少なくとも一つからなることを特徴とする光変調素子。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載の光変調素子において、前記基板はLiNbO3からなり、前記光導波路はTi、V、Ni又はCuからなることを特徴とする光変調素子。
- 請求項1乃至9のいずれかに記載の光変調素子において、前記基板はLiTaO3からなり、前記光導波路はCu、Nb又はTiからなることを特徴とする光変調素子。
- 請求項1乃至10のいずれかに記載の光変調素子と、該光変調素子に光学的に接続された光源と、前記光変調素子に光学的に接続された光検出器とを備えた電界センサ。
- 光変調素子を製造する方法であって、
電気光学効果を有する材料からなる基板に、少なくとも一対の光路を有する光導波路を形成するステップと、
前記基板及び前記光導波路上に透明なバッファ層を形成するステップと、
当該光変調素子を取り巻く電界に応じて前記一対の光路における屈折率変化を生じさせるように配置されてなる変調電極を前記バッファ層上に形成するステップを備えた光変調素子製造方法であって、
前記バッファ層を形成するステップは、
少なくとも一つの透明絶縁体膜と少なくとも一つの透明導電体膜を積層して前記基板及び前記光導波路上に積層膜を形成するステップと、
該積層膜を相互拡散させ、前記バッファ層の厚さ方向のいずれの平面においてもシート抵抗値が10 6 乃至10 7 (Ω/□)の範囲に属し且つ各面内で実質的に均一となるようにするステップ
を備えることを特徴とする光変調素子製造方法。 - 請求項12に記載の光変調素子製造方法において、前記積層膜を形成するステップは、前記透明絶縁体膜を形成するステップと前記透明導電体膜を形成するステップとを備えており、前記透明絶縁体膜を形成するステップと前記透明導電体膜を形成するステップとは別々に実行されることを特徴とする光変調素子製造方法。
- 請求項13に記載の光変調素子製造方法において、前記透明絶縁体膜を形成するステップは、真空蒸着法、イオンプレーティング法又はスパッタリング法により行われることを特徴とする光変調素子製造方法。
- 請求項13又は14に記載の光変調素子製造方法において、前記透明導電体膜を形成するステップは、真空蒸着法、イオンプレーティング法又はスパッタリング法により行われることを特徴とする光変調素子製造方法。
- 請求項13乃至15のいずれかに記載の光変調素子製造方法において、前記透明絶縁体膜を形成するステップと前記透明導電体膜を形成するステップとが交互に実行され、それにより前記積層体が形成されることを特徴とする光変調素子製造方法。
- 請求項12乃至16のいずれかに記載の光変調素子製造方法において、前記透明絶縁体膜及び前記透明導電体膜は夫々20nm以上200nm以下の膜厚を有することを特徴とする光変調素子製造方法。
- 請求項12乃至17のいずれかに記載の光変調素子製造方法において、前記相互拡散させるステップは、前記積層膜をアニーリングするステップを備えることを特徴とする光変調素子製造方法。
- 請求項18に記載の光変調素子製造方法において、前記アニーリングは酸素雰囲気内にて500℃以上600℃以下で行われることを特徴とする光変調素子製造方法。
- 請求項12乃至19のいずれかに記載の光変調素子製造方法において、前記透明絶縁体膜は、SiO2、ホウケイ酸ガラス、Al2O3、TiO2、ZrO2のうちの少なくとも一つからなることを特徴とする光変調素子製造方法。
- 請求項12乃至20のいずれかに記載の光変調素子製造方法において、前記透明導電体膜は、ITO、SnO2、ZnOのうちの少なくとも一つからなることを特徴とする光変調素子製造方法。
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