JPH0251124A - 光導波路進行波電極 - Google Patents
光導波路進行波電極Info
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- 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
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- G02F1/0356—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
光導波路デバイスにおける光導波路進行波電極に関し、
超高速のスイッチングや変調を行う場合に適した微細な
電極同志の接触を防止することを目的とし、 光導波路が設けられた光導波路基板上に、咳光導波路に
沿って微小間隔を保って形成する互いに幅の異なる電極
よりなる光導波路進行波電極であって、幅の狭い電極を
他の電極より厚く形成して構成する。
電極同志の接触を防止することを目的とし、 光導波路が設けられた光導波路基板上に、咳光導波路に
沿って微小間隔を保って形成する互いに幅の異なる電極
よりなる光導波路進行波電極であって、幅の狭い電極を
他の電極より厚く形成して構成する。
本発明は光通信装置における光導波路デバイスに係り、
特に超高速のスイッチングや変調を行う場合の微細な電
極同志の接触を防止して特性の安定化を図った光導波路
進行波電極に関する。
特に超高速のスイッチングや変調を行う場合の微細な電
極同志の接触を防止して特性の安定化を図った光導波路
進行波電極に関する。
・一般に光スィッチや光変調器等に使用される光導波デ
バイスでは、リチウム・ナイオベイト （ＬｉＮｂ０３
）等の結晶基板表面に形成した光導波路に電界を印加し
て屈折率を変化させ、咳導波路中を進行する光信号のス
イッチングや位相変調を行っている。
バイスでは、リチウム・ナイオベイト （ＬｉＮｂ０３
）等の結晶基板表面に形成した光導波路に電界を印加し
て屈折率を変化させ、咳導波路中を進行する光信号のス
イッチングや位相変調を行っている。
しかし該導波路中を進行する光信号やマイクロ波信号の
速度は、該導波路を取り巻く材料例えば上記結晶基板等
の誘電率ひいては誘電率の平方根で定義される屈折率に
よって大きく変化する。
速度は、該導波路を取り巻く材料例えば上記結晶基板等
の誘電率ひいては誘電率の平方根で定義される屈折率に
よって大きく変化する。
例えば、導波路を取り巻く材料の誘電率をε。
屈折率をｎ７導波路中の速度をＶ、光速度をＣとしたと
、 ０２６号 ｖ ＝ ｃ ／ ｎ なる関係がある。
、 ０２６号 ｖ ＝ ｃ ／ ｎ なる関係がある。
この場合上記のＬｉＮｂＯ３では、例えば誘電率εが２
８〜４３と大きく従って光波の屈折率（約２．１）に対
してマイクロ波の屈折率（約４．０）が大きいことから
、特にＧ１１ｚオ一ダ等高周波数のマイクロ波を伝送す
るときはその伝送速度が光に比べて遅くなるため、効率
よく動作させるのに電極を取り巻く材料の誘電率εを小
さくしたり電極構造を工夫してマイクロ波の速度を大き
くして光波との速度整合をとるようにしている。
８〜４３と大きく従って光波の屈折率（約２．１）に対
してマイクロ波の屈折率（約４．０）が大きいことから
、特にＧ１１ｚオ一ダ等高周波数のマイクロ波を伝送す
るときはその伝送速度が光に比べて遅くなるため、効率
よく動作させるのに電極を取り巻く材料の誘電率εを小
さくしたり電極構造を工夫してマイクロ波の速度を大き
くして光波との速度整合をとるようにしている。
第２図は従来の光導波路進行波電極の構成例を示した図
であり、特に高速動作が必要な光スィッチ、光変調器等
における場合を示している。
であり、特に高速動作が必要な光スィッチ、光変調器等
における場合を示している。
図で、１は横方向に結晶軸方位のＸ軸を、奥行き方向に
Ｙ軸をまた電気光学係数ｒ３３を用いるために厚さ方向
にＺ軸が来るようにカットしたリチウム・ナイオベイト
（ＬｉＮｂＯ３）よりなる導波路基板であり、その表面
には結晶軸図示Ｘ方向と直角方向にチタン（Ｔｆ）蒸着
膜を帯状にバターニング形成した後、該チタンを導波路
基板ｌ中に熱拡散して該導波路基板１よりも屈折率の大
きい７μｍ程度の径を有する光導波路２を形成している
。
Ｙ軸をまた電気光学係数ｒ３３を用いるために厚さ方向
にＺ軸が来るようにカットしたリチウム・ナイオベイト
（ＬｉＮｂＯ３）よりなる導波路基板であり、その表面
には結晶軸図示Ｘ方向と直角方向にチタン（Ｔｆ）蒸着
膜を帯状にバターニング形成した後、該チタンを導波路
基板ｌ中に熱拡散して該導波路基板１よりも屈折率の大
きい７μｍ程度の径を有する光導波路２を形成している
。
ついで電極近傍の誘電率を小さくするため、該導波路基
板１の表面全面に通常の化学気相成長法（ＣＶＤ）技術
によって０．１〜０．５ μｍの厚さに誘電率εが４．
０程度の酸化珪素（ＳｔＯ２）を被着させてバッファ層
３を形成している。
板１の表面全面に通常の化学気相成長法（ＣＶＤ）技術
によって０．１〜０．５ μｍの厚さに誘電率εが４．
０程度の酸化珪素（ＳｔＯ２）を被着させてバッファ層
３を形成している。
更に上記バッファ層３の表面で該光導波路２に対応する
位置には、帯状に例えば幅が数μｍ、厚さ３μｍ程度の
金（Ａｕ）薄膜からなる信号電極４とアース電極５を蒸
着、メッキ等の手段を用いて配設し２ている。
位置には、帯状に例えば幅が数μｍ、厚さ３μｍ程度の
金（Ａｕ）薄膜からなる信号電極４とアース電極５を蒸
着、メッキ等の手段を用いて配設し２ている。
かかる構成になる光導波路デバイスでは、電極間に電気
的負荷すなわち電界を与えるとバッファ層３を介して電
気力線ａが形成され該導波路基板ｌの屈折率が変化して
高速のスイッチングまたは変調が実現できる。
的負荷すなわち電界を与えるとバッファ層３を介して電
気力線ａが形成され該導波路基板ｌの屈折率が変化して
高速のスイッチングまたは変調が実現できる。
しかし、数ＧＨｚから１０ＧＨｚあるいはそれ以上の超
高速のスイッチングまたは変調が必要な場合には、前述
した導波路基板における光波とマイクロ波の屈折率の違
いによる速度のズレが無視できなくなり、所要のスイッ
チングあるいは変調ができなくなって来ている。
高速のスイッチングまたは変調が必要な場合には、前述
した導波路基板における光波とマイクロ波の屈折率の違
いによる速度のズレが無視できなくなり、所要のスイッ
チングあるいは変調ができなくなって来ている。
従来の光導波路進行波電極では、１０ＧＨｚオーダある
いはそれ以上の超高速のスイッチングまたは変調には対
応出来ないと云う問題があった。
いはそれ以上の超高速のスイッチングまたは変調には対
応出来ないと云う問題があった。
上記問題点は、光導波路が設けられた光導波路基板上に
、該光導波路に沿って微小間隔を保って形成する互いに
幅の異なる電極よりなる光導波路進行波電極であって、 幅の狭い電極が他の電極より厚く形成されてなる光導波
路進行波電極によって解決される。
、該光導波路に沿って微小間隔を保って形成する互いに
幅の異なる電極よりなる光導波路進行波電極であって、 幅の狭い電極が他の電極より厚く形成されてなる光導波
路進行波電極によって解決される。
光導波路デバイスでマイクロ波の速度を速くして光速に
近づけるには電極を厚くすることが有効であり、特に１
０μｍ以上の厚さに電極を形成した場合にはその効果が
大きい。
近づけるには電極を厚くすることが有効であり、特に１
０μｍ以上の厚さに電極を形成した場合にはその効果が
大きい。
しかし例えば微小な隙間（約１５μｍ）を保って位置す
る信号電極とアース電極の両方を１０μｍ以上の厚さに
形成すると隙間部分での膨らみによって相互に接触し易
くなる等の難点がある。
る信号電極とアース電極の両方を１０μｍ以上の厚さに
形成すると隙間部分での膨らみによって相互に接触し易
くなる等の難点がある。
一方片側の電極のみを１０μｍ以上の厚さに形成しても
両方の電極を厚くした場合とほぼ同等の効果が得られる
ことを確認している。
両方の電極を厚くした場合とほぼ同等の効果が得られる
ことを確認している。
本発明では、２個の電極の内幅の狭い信号電極のみを工
程を追加してその厚さを１０μｍ以上に形成するように
している。
程を追加してその厚さを１０μｍ以上に形成するように
している。
従って、信号電極の形成時にアース電極側の端面に膨ら
みが生じてもアース電極と接触することがなくなり、而
もマイクロ波の速度を速くして光速に近づけることがで
きる。
みが生じてもアース電極と接触することがなくなり、而
もマイクロ波の速度を速くして光速に近づけることがで
きる。
第１図は本発明になる光導波路進行波電極の形成方法の
例を示す工程図である。
例を示す工程図である。
第１図（Ａ）で、１０は第２図同様にし１Ｎｂｏ３より
なるＺ板としてカッｌ−した導波路基板であり、横方向
にＸ軸が来るようにカソトシである。
なるＺ板としてカッｌ−した導波路基板であり、横方向
にＸ軸が来るようにカソトシである。
また該導波路基板１０表面には、結晶軸Ｘ方向と直角に
チタン（Ｔｉ）をバターニング形成した後に加熱して上
記チタンを導波路基板１０に熱拡散させた径が７μｍ程
度の帯状の光導波路１１が相互に１０数μｍの間隔を保
って平行に形成されている。
チタン（Ｔｉ）をバターニング形成した後に加熱して上
記チタンを導波路基板１０に熱拡散させた径が７μｍ程
度の帯状の光導波路１１が相互に１０数μｍの間隔を保
って平行に形成されている。
１２は第２図同様のバッファ層であり、１３は通常の蒸
着技術で該バッファ層１２の全面に被着形成した厚さ１
０００〜２０００人程度の金（Ａ＋１）蒸着膜を示して
いる。
着技術で該バッファ層１２の全面に被着形成した厚さ１
０００〜２０００人程度の金（Ａ＋１）蒸着膜を示して
いる。
次いで各光導波路１１に対応した所定位置（図の場合に
は各光導波路１１の間）に信号電極とアース電極を形成
するため、レジスト１４を厚さ３〜４μ翔程度にバター
ニング塗布し２、図（Ｂ）に示す状態にする。
は各光導波路１１の間）に信号電極とアース電極を形成
するため、レジスト１４を厚さ３〜４μ翔程度にバター
ニング塗布し２、図（Ｂ）に示す状態にする。
その後、上記レジスロ４のパターン空間部すなわち電極
形成部分に通常の電界メッキ技術によって３μｍ程度の
厚さの金（Ａｕ）メッキを施して幅７μｍ程度の信号電
極１５ａと幅の広いアース電極１６を形成する。この場
合金メッキされる厚さが上記レジスト１４の厚さより薄
いため各電極部分はレジスト表面より多少へこんだ状態
にある。
形成部分に通常の電界メッキ技術によって３μｍ程度の
厚さの金（Ａｕ）メッキを施して幅７μｍ程度の信号電
極１５ａと幅の広いアース電極１６を形成する。この場
合金メッキされる厚さが上記レジスト１４の厚さより薄
いため各電極部分はレジスト表面より多少へこんだ状態
にある。
図（Ｃ）はこの状態を示し、ている。
更に基板全面にレジストを塗布した後、図（Ｄ）に示す
如く上記信号電極１５ａ部分を除くようにレジスト１７
をバターニング形成する。
如く上記信号電極１５ａ部分を除くようにレジスト１７
をバターニング形成する。
ここで再度図（Ｃ）と同様の方法で該信号電極１５ａ部
分のみに１０μｍ程度の金（Ａｕ）メッキを施して信号
電極１４を完成させるが、通常１０．ａｍあるいはそれ
以上の厚さの微細パターンをメッキ形成する場合、自由
空間と接する端面では多少の膨らみ１５１）を持つ。こ
の状態を図（Ｅ）に示し７ている。
分のみに１０μｍ程度の金（Ａｕ）メッキを施して信号
電極１４を完成させるが、通常１０．ａｍあるいはそれ
以上の厚さの微細パターンをメッキ形成する場合、自由
空間と接する端面では多少の膨らみ１５１）を持つ。こ
の状態を図（Ｅ）に示し７ている。
この際、若し前記アース電極１６も同時に同様の方法で
形成すると、該信号電極形成時に発生する端面での膨ら
み１４ａとアース電極の端面に発生が予想される膨らみ
とが接触することになる。
形成すると、該信号電極形成時に発生する端面での膨ら
み１４ａとアース電極の端面に発生が予想される膨らみ
とが接触することになる。
しかし図（Ｅ）の場合では、アース電極１６の部分がレ
ジスト１７で被覆されていると共に信号電極の膨らみ１
．５ａ部分が厚さ（図の場合では高さ）方向でアース電
極１６とずれノ；：位置にあろため相互に接触すること
がない。
ジスト１７で被覆されていると共に信号電極の膨らみ１
．５ａ部分が厚さ（図の場合では高さ）方向でアース電
極１６とずれノ；：位置にあろため相互に接触すること
がない。
ここでレジスト１７を除去１，５、更に化学エツチング
によって金（Ａｕ）蒸着膜１３の厚さに相当する分を−
・様にエツチング除去して図（Ｆ）に示す如＜、バッフ
ァ層１２を介した光導波路】１上に、上部に多少の膨ら
み１５ｂを持つ幅７μｍ、厚さ１２〜１３μｍ程度の信
号電極１５と幅の広い領域をカバーするアース電極１６
の形成を完了させている。
によって金（Ａｕ）蒸着膜１３の厚さに相当する分を−
・様にエツチング除去して図（Ｆ）に示す如＜、バッフ
ァ層１２を介した光導波路】１上に、上部に多少の膨ら
み１５ｂを持つ幅７μｍ、厚さ１２〜１３μｍ程度の信
号電極１５と幅の広い領域をカバーするアース電極１６
の形成を完了させている。
なお、上述の如く金蒸着膜１３の厚さは後工程で形成す
る各電極の厚さに比べて充分薄いため、（Ｆ）で全面に
わたって該金蒸着膜１３の厚さ相当分をエツチング除去
しても電極の大きさに及ぼず影響は極めて少ない。
る各電極の厚さに比べて充分薄いため、（Ｆ）で全面に
わたって該金蒸着膜１３の厚さ相当分をエツチング除去
しても電極の大きさに及ぼず影響は極めて少ない。
なお第二のレジスト （図の場合にはレジス１−１７）
の厚さを充分厚くして信号電極１５の膨らみを抑えなが
ら厚く形成することも可能である。
の厚さを充分厚くして信号電極１５の膨らみを抑えなが
ら厚く形成することも可能である。
上述の如く本発明により、超高速のスイッチングや変調
を行なわしめるため電極の厚さを厚くしても微細間隔で
位置する隣接電極と接触することのない光４波路進行波
電極を提供することができる。
を行なわしめるため電極の厚さを厚くしても微細間隔で
位置する隣接電極と接触することのない光４波路進行波
電極を提供することができる。
第１図は本発明になる光導波路進行波電極の形成方法の
例を示す工程図、 第２図は従来の光導波路進行波電極の構成例を示した図
、 である。図において、 １０は導波路基板、 １２はバッファ層、 １４．１７はレジスト、 １５．１５ａは信号電極、 １６はアース電極、 をそれぞれ表わしている。 ５ｂ １１は光導波路、 １３は金蒸着膜、 は膨らみ、
例を示す工程図、 第２図は従来の光導波路進行波電極の構成例を示した図
、 である。図において、 １０は導波路基板、 １２はバッファ層、 １４．１７はレジスト、 １５．１５ａは信号電極、 １６はアース電極、 をそれぞれ表わしている。 ５ｂ １１は光導波路、 １３は金蒸着膜、 は膨らみ、
Claims (2)
- （１）光導波路が設けられた光導波路基板上に、該光導
波路に沿って微小間隔を保って形成する互いに幅の異な
る電極よりなる光導波路進行波電極であって、 幅の狭い電極が他の電極より厚く形成されてなることを
特徴とした光導波路進行波電極。 - （２）前記電極が電界メッキ法で形成されてなることを
特徴とした請求項１記載の光導波路進行波電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20167588A JPH0251124A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 光導波路進行波電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20167588A JPH0251124A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 光導波路進行波電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251124A true JPH0251124A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16445035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20167588A Pending JPH0251124A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 光導波路進行波電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0251124A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH075403A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-01-10 | Nec Corp | 導波路型光デバイスの製造方法 |
| EP0710868A1 (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-08 | Nec Corporation | Optical waveguide device |
| JPH10274758A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
| JP2003029224A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-01-29 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP20167588A patent/JPH0251124A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH075403A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-01-10 | Nec Corp | 導波路型光デバイスの製造方法 |
| EP0710868A1 (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-08 | Nec Corporation | Optical waveguide device |
| US5563965A (en) * | 1994-10-27 | 1996-10-08 | Nec Corporation | Optical waveguide device with additional electrode structure |
| JPH10274758A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
| JP2003029224A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-01-29 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
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