JPH03122604A - 光導波路素子及びその製造方法 - Google Patents
光導波路素子及びその製造方法Info
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- JPH03122604A JPH03122604A JP1259936A JP25993689A JPH03122604A JP H03122604 A JPH03122604 A JP H03122604A JP 1259936 A JP1259936 A JP 1259936A JP 25993689 A JP25993689 A JP 25993689A JP H03122604 A JPH03122604 A JP H03122604A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1342—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using diffusion
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光通信、光情報処理等の分野に用いる先導波
路素子及びその製造方法・に関する。
路素子及びその製造方法・に関する。
強誘電体結晶ＬｉＮｂＯ５，ＬｉＴａ０ｚ、 ＫＴｉＯ
ＰＯ＊等は、大きな電気光学効果、音響光学効果、非線
型効果ををするため、これらの結晶の基板上に光導波路
を形成し、これをもとにした光を制御するデバイスの開
発が進められている。そして、これらの物質の中でＬｉ
Ｎｂ０．結晶を用いた光導波路素子が最も広く研究され
ている。しかし、ＬｉＮｂＯ５結晶基板上に形成された
先導波路はζバルク結晶と同様に強い入射光によりその
部分の屈折率が変化する現象（光損傷）を生じる。そし
て、この光損傷により、光導波路部分と光導波路を囲む
領域との屈折率差が減少することから、導波光が外に漏
れてしまうという問題がある。而も近年高い入射光強度
に適応し得るデバイスの開発が要望されており、光損傷
は照射光強度が高くなるに従って顕著になるため、光損
傷の一層の低減が望まれている。
ＰＯ＊等は、大きな電気光学効果、音響光学効果、非線
型効果ををするため、これらの結晶の基板上に光導波路
を形成し、これをもとにした光を制御するデバイスの開
発が進められている。そして、これらの物質の中でＬｉ
Ｎｂ０．結晶を用いた光導波路素子が最も広く研究され
ている。しかし、ＬｉＮｂＯ５結晶基板上に形成された
先導波路はζバルク結晶と同様に強い入射光によりその
部分の屈折率が変化する現象（光損傷）を生じる。そし
て、この光損傷により、光導波路部分と光導波路を囲む
領域との屈折率差が減少することから、導波光が外に漏
れてしまうという問題がある。而も近年高い入射光強度
に適応し得るデバイスの開発が要望されており、光損傷
は照射光強度が高くなるに従って顕著になるため、光損
傷の一層の低減が望まれている。
光損傷の発生機構については定性的には次のように考え
られている。
られている。
第６図は従来の光導波路素子の光導波路部分の断面を示
しており、ｌは強誘電体結晶基板、２は強誘電体結晶基
板１の表面を含む部分に高屈折率領域として形成された
光導波路である。そして、先導波路２において照射光に
よって不純物準位から伝導帯に励起されたキャリヤー（
電子等）は、強誘電性のために−Ｃから＋Ｃの方向へあ
る距離を移動した後、結晶基板ｌの不純物、空孔等の欠
陥に保護されることにより、光導波路２と結晶基板ｌと
の間に空間電場（Ｅ、ｃ）［Ｖ／Ｃｍ］を形成する。そ
して、該空間電場により光導波路２の部分の屈折率変化
（屈折率の低下）が誘起され、光損傷が生ずるといわれ
ている。
しており、ｌは強誘電体結晶基板、２は強誘電体結晶基
板１の表面を含む部分に高屈折率領域として形成された
光導波路である。そして、先導波路２において照射光に
よって不純物準位から伝導帯に励起されたキャリヤー（
電子等）は、強誘電性のために−Ｃから＋Ｃの方向へあ
る距離を移動した後、結晶基板ｌの不純物、空孔等の欠
陥に保護されることにより、光導波路２と結晶基板ｌと
の間に空間電場（Ｅ、ｃ）［Ｖ／Ｃｍ］を形成する。そ
して、該空間電場により光導波路２の部分の屈折率変化
（屈折率の低下）が誘起され、光損傷が生ずるといわれ
ている。
上記光導波路２の部分の屈折率変化（Δｎ）は、Δｎ＝
−ｎ５ｒＥ８． ・・・・ （１）で表すことがで
きる。ここでｎ、ｒはそれぞれ光導波路２の結晶の屈折
率、電気光学定数（ｃｍ／Ｖ〕である。
−ｎ５ｒＥ８． ・・・・ （１）で表すことがで
きる。ここでｎ、ｒはそれぞれ光導波路２の結晶の屈折
率、電気光学定数（ｃｍ／Ｖ〕である。
さらに、上記空間電場は、
Ｅ−ζ＝°° ・・・・ （２）σ４＋
σ、に で表すことができる（Ｒ，Ａ、 Ｂｅｃｋｅｒ ａｎｄ
ＷｉｌｌｉａｍｓｏｎＡｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅ
ｔｔ、 ４７．１０４２．１９８５参照）。ここでσ
４．σｐｋ＋ α、にはそれぞれ上記結晶の電気伝導
度〔Ω−’、 Ｃｍ−’）、光伝導度〔Ωｃｍ−’）
＋光吸収係数（ｃ ｍ−’） ＋ グラス定数〔ｃｍ／
ｖ〕である。また、し、は照射光強度［Ｗ／ ｃ ｍ
” ）である。
σ、に で表すことができる（Ｒ，Ａ、 Ｂｅｃｋｅｒ ａｎｄ
ＷｉｌｌｉａｍｓｏｎＡｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅ
ｔｔ、 ４７．１０４２．１９８５参照）。ここでσ
４．σｐｋ＋ α、にはそれぞれ上記結晶の電気伝導
度〔Ω−’、 Ｃｍ−’）、光伝導度〔Ωｃｍ−’）
＋光吸収係数（ｃ ｍ−’） ＋ グラス定数〔ｃｍ／
ｖ〕である。また、し、は照射光強度［Ｗ／ ｃ ｍ
” ）である。
光損傷低減のための方法として、主として以下の２つが
検討されている。その第一は、上記結晶の光伝導度（σ
ｐｂ）を増大させることによって、上記空間電場を低下
させるというものである。
検討されている。その第一は、上記結晶の光伝導度（σ
ｐｂ）を増大させることによって、上記空間電場を低下
させるというものである。
一般に光伝導度（σｐｈ）は照射光強度（１＋、）に比
例して増加するので照射光強度（１，、）が高い場合に
は、電気伝導度（σ、）は、光伝導度（σｐｋ）に比較
してはるかに小さくなる。そのため、照射光強度（１，
、）が高い場合は、式（２）は、電気伝導度（σ４）を
省略して、 Ｅ ｓ ｃ ＝ａ’ ° ・・・・
（３）σｐｋ となる。従って式（３）より、光伝導度（σ２．）を大
きくすることが上記空間電場（Ｅ ｓｃ）を小さくする
のに有効であると考えられる。光伝導度（σ１．）を増
大させる方法としてはＭｇＯをＬｔＮｂＯａの融液中に
約５モル％添加してチョクラルスキー法によって結晶を
育成する方法があり、これによると光伝導度（σ、）を
ＭｇＯ無添加のＬｉＮｂＯ５結晶に比べて約２桁増大さ
せうることが報告されている（Ｄ、 Ａ、 Ｂｒｙａｎ
ｅｔ ａｌ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。
例して増加するので照射光強度（１，、）が高い場合に
は、電気伝導度（σ、）は、光伝導度（σｐｋ）に比較
してはるかに小さくなる。そのため、照射光強度（１，
、）が高い場合は、式（２）は、電気伝導度（σ４）を
省略して、 Ｅ ｓ ｃ ＝ａ’ ° ・・・・
（３）σｐｋ となる。従って式（３）より、光伝導度（σ２．）を大
きくすることが上記空間電場（Ｅ ｓｃ）を小さくする
のに有効であると考えられる。光伝導度（σ１．）を増
大させる方法としてはＭｇＯをＬｔＮｂＯａの融液中に
約５モル％添加してチョクラルスキー法によって結晶を
育成する方法があり、これによると光伝導度（σ、）を
ＭｇＯ無添加のＬｉＮｂＯ５結晶に比べて約２桁増大さ
せうることが報告されている（Ｄ、 Ａ、 Ｂｒｙａｎ
ｅｔ ａｌ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。
Ｌｅｔｔ、 ４ム８４７． １９８４参照）。
第２の方法は、光損傷が元来不純物中心の光吸収に伴う
キャリヤーの励起に基づいていることから、結晶中の不
純物量を低減し、より完全に近い結晶を育成するという
ものである。
キャリヤーの励起に基づいていることから、結晶中の不
純物量を低減し、より完全に近い結晶を育成するという
ものである。
しかしながら、第１の方法によるＭｇＯ添加ＬｉＮｂＯ
５結晶にＴｉ金属を拡散させて光導波路２を形成した場
合の光導波路２の部分の光伝導度（σ２．）は、ＭｇＯ
を添加していないＬ＋ＮｂＯ５結晶にＴｉ金属を拡散さ
せて光導波路２を形成した場合の光導波路２の部分の光
伝導度（σ２．）と同じになることが報告されている（
Ｒ，Ａ、 Ｂｅａｋｅｒ。
５結晶にＴｉ金属を拡散させて光導波路２を形成した場
合の光導波路２の部分の光伝導度（σ２．）は、ＭｇＯ
を添加していないＬ＋ＮｂＯ５結晶にＴｉ金属を拡散さ
せて光導波路２を形成した場合の光導波路２の部分の光
伝導度（σ２．）と同じになることが報告されている（
Ｒ，Ａ、 Ｂｅａｋｅｒ。
５ＰＩＥ Ｖｏｌ、 ５７８．１２．１９８５参照）。
従って、ＭｇＯ添加のＬｉＮｂＯｘ結晶は、バルク結晶
のままでは光損傷低減の効果はあるが、Ｔｉ金属を拡散
させて先導波路２を形成した場合には、光導波路２の部
分の光損傷を低減出来ない。又、第２の方法による結晶
の高純度化は、原料の精製、育成環境のクリーン化等多
種の技術の総合によって達成されるものであり、早急な
成果を期待出来るものではない。
のままでは光損傷低減の効果はあるが、Ｔｉ金属を拡散
させて先導波路２を形成した場合には、光導波路２の部
分の光損傷を低減出来ない。又、第２の方法による結晶
の高純度化は、原料の精製、育成環境のクリーン化等多
種の技術の総合によって達成されるものであり、早急な
成果を期待出来るものではない。
以上述べたように、強誘電体結晶基板ｌに形成した光導
波路２の光損傷を格段に低減させる手段は現在まで見つ
かっていない。
波路２の光損傷を格段に低減させる手段は現在まで見つ
かっていない。
本発明は、上記問題点に鑑み、光損傷の小さい光導波路
素子及びその製造方法を提供することを目的とするもの
である。
素子及びその製造方法を提供することを目的とするもの
である。
本発明による光導波路素子は、強誘電体結晶基板と該強
誘電体結晶基板の表面を含む部分に高屈折率領域として
形成された光導波路と、該光導波路の表面において前記
強誘電体結晶基板のＣ軸方向に沿って被覆された、前記
光導波路に比べて高い電気伝導度を有する高透過率の物
質の膜とから成ることに特徴がある。
誘電体結晶基板の表面を含む部分に高屈折率領域として
形成された光導波路と、該光導波路の表面において前記
強誘電体結晶基板のＣ軸方向に沿って被覆された、前記
光導波路に比べて高い電気伝導度を有する高透過率の物
質の膜とから成ることに特徴がある。
又、その製造方法は、強誘電体結晶基板の表面を含む部
分に熱拡散又は化学反応により高屈折率領域を形成して
光導波路とし、該先導波路の表面に、前記光導波路に比
べて高い電気伝導度を有する高透過率の物質の膜を前記
強誘電体結晶基板のＣ軸方向に沿って被覆するようにし
たことを特徴としている。
分に熱拡散又は化学反応により高屈折率領域を形成して
光導波路とし、該先導波路の表面に、前記光導波路に比
べて高い電気伝導度を有する高透過率の物質の膜を前記
強誘電体結晶基板のＣ軸方向に沿って被覆するようにし
たことを特徴としている。
即ち、本発明による先導波路素子は、第１図に示した如
く、光導波路２の表面に光導波路２の部分に比べて高い
電気伝導度を有する物質の膜３を高周波スパッタ法等で
被覆しているので、この膜３を通って空間電場を相殺す
るように電荷が移動し、その結果照射光により形成され
る上記空間電場が減少せしめられるので、光導波路２の
部分の屈折率変化（Δｎ）が小さくなり、光損傷が減少
する。
く、光導波路２の表面に光導波路２の部分に比べて高い
電気伝導度を有する物質の膜３を高周波スパッタ法等で
被覆しているので、この膜３を通って空間電場を相殺す
るように電荷が移動し、その結果照射光により形成され
る上記空間電場が減少せしめられるので、光導波路２の
部分の屈折率変化（Δｎ）が小さくなり、光損傷が減少
する。
ところで、先導波路２中の光波は、光導波路２の表面の
外にも、電場のしみ出しをもちながら伝播するため、上
記物質の膜３は、光波に対して高度の透明度を有する必
要がある。従って、本発明における被覆物質としては、
上記結晶基板より高い電気伝導度を有し且つ導波する光
に対して高度に透過率を有する物質例えばＳｉＯｘ、
Ｉｎｘ Ｓｎ＋−ｇ Ｏ！等を用いる必要がある。
外にも、電場のしみ出しをもちながら伝播するため、上
記物質の膜３は、光波に対して高度の透明度を有する必
要がある。従って、本発明における被覆物質としては、
上記結晶基板より高い電気伝導度を有し且つ導波する光
に対して高度に透過率を有する物質例えばＳｉＯｘ、
Ｉｎｘ Ｓｎ＋−ｇ Ｏ！等を用いる必要がある。
以下、図示した一実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。
る。
まず、第２図に示した如く、厚さ方向、長手方向及び幅
方向が夫々ＬｉＮｂＯ５結晶のａ軸方向、ｂ軸方向及び
Ｃ軸方向である厚さ０．５ｍｍ、長さ４０ｍｍ、幅１０
ｍｍのＬｉＮｂ０．結晶基板等の強誘電体結晶基板の一
方の主面を鏡面研磨し、フォトリソグラフ法により該主
面に光導波路幅７μｍ、アーム長１６ｍｍのマツハツエ
ンダ−干渉器を構成する光導波路パターン２ａを、更に
該光導波路パターン２ａの片側のアームのみに接続する
光導波路パターン２ｂを長手方向に形成し、これらの光
導波路パターン２ａ、２ｂ上にＴｉを約８０ｎｍ堆積し
た後、リフトオフ法によりパターン化し、１０５０°Ｃ
，６時間の熱拡散を行なって光導波路２を作成した。そ
して、更に第３図に示した如く、光導波路２の表面を含
むＬｉＮｂ０ａ結晶基板ｌの表面に、光導波路２の部分
に比べて高い電気伝導度を有する高透過率の物質の膜３
として５ｉｎｓ膜を高周波スパッタ法により、結晶基板
ｌのＣ軸方向に沿って被覆し、これを本発明の実施例と
した。
方向が夫々ＬｉＮｂＯ５結晶のａ軸方向、ｂ軸方向及び
Ｃ軸方向である厚さ０．５ｍｍ、長さ４０ｍｍ、幅１０
ｍｍのＬｉＮｂ０．結晶基板等の強誘電体結晶基板の一
方の主面を鏡面研磨し、フォトリソグラフ法により該主
面に光導波路幅７μｍ、アーム長１６ｍｍのマツハツエ
ンダ−干渉器を構成する光導波路パターン２ａを、更に
該光導波路パターン２ａの片側のアームのみに接続する
光導波路パターン２ｂを長手方向に形成し、これらの光
導波路パターン２ａ、２ｂ上にＴｉを約８０ｎｍ堆積し
た後、リフトオフ法によりパターン化し、１０５０°Ｃ
，６時間の熱拡散を行なって光導波路２を作成した。そ
して、更に第３図に示した如く、光導波路２の表面を含
むＬｉＮｂ０ａ結晶基板ｌの表面に、光導波路２の部分
に比べて高い電気伝導度を有する高透過率の物質の膜３
として５ｉｎｓ膜を高周波スパッタ法により、結晶基板
ｌのＣ軸方向に沿って被覆し、これを本発明の実施例と
した。
尚、上記熱拡散の代わりに化学反応を用いてもよいこと
は言うまでもない。
は言うまでもない。
一方、第２図に示した如く膜３を被覆しないままのもの
即ち第６図の従来例と同じものを比較例とした。
即ち第６図の従来例と同じものを比較例とした。
次に、上記実施例と比較例の性能を測定し比較した結果
について説明する。
について説明する。
まず、比較例について、第２図に示すように、上記光導
波路２の２つの入力ポートＡ、Ｂのうち、Ａポートには
光損傷を誘起させる照射光として波長０．６３３μｍの
Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を照射し、入力ポートＢには先導
波路部分の光損傷による屈折率変化を測定するためのプ
ローブ光として波長１．３μｍのＬＤ（レーザーダイオ
ード）光を光損傷を起こさない十分弱い照射強度でＴＥ
モードで照射した。上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を上記入
力ポートＡより照射すると、上記干渉器の２つのアーム
のうち一方のアームのみにおいて上記Ｈｅ−Ｎｅレーザ
ー光によってキャリヤーが生成され、該キャリヤーは結
晶の強誘電体性のために第６図に示した如＜−Ｃから＋
Ｃの方向に移動することにより、該アーム部分の先導波
路２の部分は正電荷が増加し、光導波路２に接する結晶
基板ｌの＋Ｃ側部分では負電荷が増加するので、前記空
間電場が形成され、上記式＋１）から明らかなように該
アーム部分の屈折率が変化する。その結果、上記プロー
ブ光が上記Ｂボートから照射されると、上記プローブ光
は上記干渉器の２つのアーム間の屈折２ π 率の差による位相差□Δｎ（ｔ） ・Ｌを生じる。
波路２の２つの入力ポートＡ、Ｂのうち、Ａポートには
光損傷を誘起させる照射光として波長０．６３３μｍの
Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を照射し、入力ポートＢには先導
波路部分の光損傷による屈折率変化を測定するためのプ
ローブ光として波長１．３μｍのＬＤ（レーザーダイオ
ード）光を光損傷を起こさない十分弱い照射強度でＴＥ
モードで照射した。上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を上記入
力ポートＡより照射すると、上記干渉器の２つのアーム
のうち一方のアームのみにおいて上記Ｈｅ−Ｎｅレーザ
ー光によってキャリヤーが生成され、該キャリヤーは結
晶の強誘電体性のために第６図に示した如＜−Ｃから＋
Ｃの方向に移動することにより、該アーム部分の先導波
路２の部分は正電荷が増加し、光導波路２に接する結晶
基板ｌの＋Ｃ側部分では負電荷が増加するので、前記空
間電場が形成され、上記式＋１）から明らかなように該
アーム部分の屈折率が変化する。その結果、上記プロー
ブ光が上記Ｂボートから照射されると、上記プローブ光
は上記干渉器の２つのアーム間の屈折２ π 率の差による位相差□Δｎ（ｔ） ・Ｌを生じる。
λ
ここで、λは上記プローブ光の波長〔μｍ〕、Δｎ （
ｔ）は上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射時間（ｔ）（ｓ
ｅｃ）の関数としての屈折率変化、Ｌは上記干渉器のア
ーム長（ｍｍ）である。この時、上記プローブ光の出力
ポートＣでの出力強度（Ｉ （ｔ））（Ｗ／ｃｍ”
）は、１（ｔ）＝Ｉ。ｃｏｓ・１）ゝ０１） λ ・・・・（４） で表すことができる。ここで、■。は観測されるプロー
ブ光の出力ポートＣでの出力強度の最大値である。
ｔ）は上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射時間（ｔ）（ｓ
ｅｃ）の関数としての屈折率変化、Ｌは上記干渉器のア
ーム長（ｍｍ）である。この時、上記プローブ光の出力
ポートＣでの出力強度（Ｉ （ｔ））（Ｗ／ｃｍ”
）は、１（ｔ）＝Ｉ。ｃｏｓ・１）ゝ０１） λ ・・・・（４） で表すことができる。ここで、■。は観測されるプロー
ブ光の出力ポートＣでの出力強度の最大値である。
出力ポートＣからは上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光とプロー
ブ光が同時に出射されるが、照射プローブ光を変調し、
該プローブ光の出力強度をロックイン増幅器を用いて検
出することにより、プローブ光の出力強度の変化のみを
測定することができた。
ブ光が同時に出射されるが、照射プローブ光を変調し、
該プローブ光の出力強度をロックイン増幅器を用いて検
出することにより、プローブ光の出力強度の変化のみを
測定することができた。
式（４）により、プローブ光の出力強度１ （ｔ）の
変化から、上記屈折率変化を求めることができるが、光
損傷をより正確に評価す＆ために、次のような光損傷感
度（Ｓχ）［ｃｍ’ ／ Ｊ〕を用いた。
変化から、上記屈折率変化を求めることができるが、光
損傷をより正確に評価す＆ために、次のような光損傷感
度（Ｓχ）［ｃｍ’ ／ Ｊ〕を用いた。
即ち、上記の測定法においては、プローブ光の出力強度
（Ｉ（ｔ））の最大値（■。）から最初の最小値（０）
への変化は、アーム間の位相差がπであることに相当し
、この時の上記屈折率変化は式（４）によりλ／２Ｌの
定数となるので、プローブ光の出力強度が最大値（■。
（Ｉ（ｔ））の最大値（■。）から最初の最小値（０）
への変化は、アーム間の位相差がπであることに相当し
、この時の上記屈折率変化は式（４）によりλ／２Ｌの
定数となるので、プローブ光の出力強度が最大値（■。
）から最初の最小値（０）に達するまでの時間をｔ、Ｌ
（ＳｅＯ３とし、又上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射
強度を（Ｉｌ、）［Ｗ／ ｃ ｍ ” ］ とすると、
光損傷感度（Ｓ７Ｃ）（ｃｍ’ ／ Ｊ）は、 Ｓ、、−Ｕ−・・・・（５） ２Ｌ １．、 拳 ｔ、【−で表される
。光損傷感度は上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射強度（
■＋、）が小さい領域では照射光強度に依らず一定であ
り、照射強度の増加に従って急激に増加することが知ら
れている （Ｔ、 Ｆｕｊｉｗａｒａ ｅｔ ａｌ、 Ａｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 ５４゜９７５、１９８９）
。
（ＳｅＯ３とし、又上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射
強度を（Ｉｌ、）［Ｗ／ ｃ ｍ ” ］ とすると、
光損傷感度（Ｓ７Ｃ）（ｃｍ’ ／ Ｊ）は、 Ｓ、、−Ｕ−・・・・（５） ２Ｌ １．、 拳 ｔ、【−で表される
。光損傷感度は上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射強度（
■＋、）が小さい領域では照射光強度に依らず一定であ
り、照射強度の増加に従って急激に増加することが知ら
れている （Ｔ、 Ｆｕｊｉｗａｒａ ｅｔ ａｌ、 Ａｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 ５４゜９７５、１９８９）
。
上記測定法により、上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射強
度を横軸とし、式（５）より求めた光損傷感度を縦軸と
して、比較例についての測定結果を第４図に白丸で示し
た。これによれば、照射強度が５ （Ｗ／ｃｍ’ ）以
下では光損傷感度は一定であるが、５ （Ｗ／ ｃ ｍ
” ）以上では光損傷感度が急激に増加していることが
判る。
度を横軸とし、式（５）より求めた光損傷感度を縦軸と
して、比較例についての測定結果を第４図に白丸で示し
た。これによれば、照射強度が５ （Ｗ／ｃｍ’ ）以
下では光損傷感度は一定であるが、５ （Ｗ／ ｃ ｍ
” ）以上では光損傷感度が急激に増加していることが
判る。
次に、上記実施例について、上記と同じ測定法により、
上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射強度と上記光損傷感度
との関係を調べたところ、第４図に黒丸で示したように
、光損傷感度が急激に増大する照射強度が、上記比較例
と較べて゛１桁以上大きくなった。
上記Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射強度と上記光損傷感度
との関係を調べたところ、第４図に黒丸で示したように
、光損傷感度が急激に増大する照射強度が、上記比較例
と較べて゛１桁以上大きくなった。
これは、光導波路２の表面に光導波路２の部分に比べて
高い電気伝導度を有する物質の膜３を被覆した結果、第
１図に示すように、被覆した物質の膜３を通って上記空
間電場を相殺するように電荷が移動し、上記Ｈｅ−Ｎｅ
レーザー光により形成される上記空間電場を減少させた
結果、光導波路２の部分の屈折率変化（Δｎ）が小さく
なったからである。
高い電気伝導度を有する物質の膜３を被覆した結果、第
１図に示すように、被覆した物質の膜３を通って上記空
間電場を相殺するように電荷が移動し、上記Ｈｅ−Ｎｅ
レーザー光により形成される上記空間電場を減少させた
結果、光導波路２の部分の屈折率変化（Δｎ）が小さく
なったからである。
尚、ＬｉＮｂ０．結晶基板ｌの厚さ方向が結晶のＣ軸方
向またはｂ軸方向である場合には、第５図（Ａ）、
（Ｂ）に示したように該基板１の表面に高電気伝導度を
有する膜３を被覆するが、該結晶基板１の厚さ方向が結
晶のＣ軸方向である場合は、第５図（Ｃ）に示したよう
に、光導波路領域を盛り上がらせたいわゆるリッジ型光
導波路２を形成し、該リッジ型光導波路２の表面に高電
気伝導膜を被覆する必要がある。その理由は、Ｃ軸方向
に形成される上記空間電場を減少させるためには光導波
路２の部分の極めて近傍にＣ軸方向に沿って上記膜３を
被覆する必要があるためである。
向またはｂ軸方向である場合には、第５図（Ａ）、
（Ｂ）に示したように該基板１の表面に高電気伝導度を
有する膜３を被覆するが、該結晶基板１の厚さ方向が結
晶のＣ軸方向である場合は、第５図（Ｃ）に示したよう
に、光導波路領域を盛り上がらせたいわゆるリッジ型光
導波路２を形成し、該リッジ型光導波路２の表面に高電
気伝導膜を被覆する必要がある。その理由は、Ｃ軸方向
に形成される上記空間電場を減少させるためには光導波
路２の部分の極めて近傍にＣ軸方向に沿って上記膜３を
被覆する必要があるためである。
尚、上記膜３としてＩｎｘ５旧−００，を被覆した場合
も上記実施例と同様の効果が得られた。
も上記実施例と同様の効果が得られた。
上述の如く、本発明による光導波路素子は、光損傷が小
さいという実用上極めて重要な利点を有している。その
製造方法も、従来の製造方法に光導波路の表面に高電気
伝導膜を被覆する段階が付加されるだけなので極めて簡
単である。
さいという実用上極めて重要な利点を有している。その
製造方法も、従来の製造方法に光導波路の表面に高電気
伝導膜を被覆する段階が付加されるだけなので極めて簡
単である。
第１図は本発明による先導波路素子の先導波路部分の断
面図、第２図は本発明による光導波路素子の一実施例の
高電気伝導膜を被覆する前の状態の平面図、第３図は上
記実施例の断面図、第４図は上記実施例と比較例の照射
強度と光損傷感度との関係を示すグラフ、第５図（Ａ）
、（Ｂ）及び（Ｃ）は夫々本発明による先導波路素子の
各種具体例を示す斜視図、第６図は従来の光導波路素子
の光導波路部分の断面図である。 ｌ・・・・強誘電体結晶基板、２・・・・光導波路、３
・・・・高電気伝導度を有する物質の膜。 才３ 図 ′１−４ 図 ！、Ｒ９１）強１；、（１）ｒ） ［Ｗ／ｃｍ２］Ｐ１ 才２
面図、第２図は本発明による光導波路素子の一実施例の
高電気伝導膜を被覆する前の状態の平面図、第３図は上
記実施例の断面図、第４図は上記実施例と比較例の照射
強度と光損傷感度との関係を示すグラフ、第５図（Ａ）
、（Ｂ）及び（Ｃ）は夫々本発明による先導波路素子の
各種具体例を示す斜視図、第６図は従来の光導波路素子
の光導波路部分の断面図である。 ｌ・・・・強誘電体結晶基板、２・・・・光導波路、３
・・・・高電気伝導度を有する物質の膜。 才３ 図 ′１−４ 図 ！、Ｒ９１）強１；、（１）ｒ） ［Ｗ／ｃｍ２］Ｐ１ 才２
Claims (2)
- （１）強誘電体結晶基板と該強誘電体結晶基板の表面を
含む部分に高屈折率領域として形成された光導波路と、
該光導波路の表面において前記強誘電体結晶基板のＣ軸
方向に沿って被覆された、前記光導波路に比べて高い電
気伝導度を有する高透過率の物質の膜とから成る光導波
路素子。 - （２）強誘電体結晶基板の表面を含む部分に熱拡散又は
化学反応により高屈折率領域を形成して光導波路とし、
該光導波路の表面に、前記光導波路に比べて高い電気伝
導度を有する高透過率の物質の膜を前記強誘電体結晶基
板のＣ軸方向に沿って被覆するようにした、光導波路素
子の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1259936A JPH03122604A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 光導波路素子及びその製造方法 |
| EP19900118655 EP0421292A3 (en) | 1989-10-06 | 1990-09-28 | Optical waveguide device and method of making the same |
| US07/592,976 US5115512A (en) | 1989-10-06 | 1990-10-04 | Optical waveguide device and method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1259936A JPH03122604A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 光導波路素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122604A true JPH03122604A (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=17340984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1259936A Pending JPH03122604A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 光導波路素子及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5115512A (ja) |
| EP (1) | EP0421292A3 (ja) |
| JP (1) | JPH03122604A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5491758A (en) * | 1993-01-27 | 1996-02-13 | International Business Machines Corporation | Automatic handwriting recognition using both static and dynamic parameters |
| US6947651B2 (en) * | 2001-05-10 | 2005-09-20 | Georgia Tech Research Corporation | Optical waveguides formed from nano air-gap inter-layer dielectric materials and methods of fabrication thereof |
| US7024065B2 (en) * | 2002-07-09 | 2006-04-04 | Lucent Technologies Inc. | Optical waveguide device and method of manufacture therefor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58211106A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-08 | Fujitsu Ltd | 導波路形成方法 |
| JPS6488403A (en) * | 1987-09-29 | 1989-04-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of waveguide type optical switch |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4640736A (en) * | 1980-10-02 | 1987-02-03 | Xerox Corporation | Wave guide fabrication method |
| US4701008A (en) * | 1984-08-10 | 1987-10-20 | Motorola, Inc. | Optical waveguide including superstrate of niobium or silicon oxynitride and method of making same |
| US4691984A (en) * | 1985-09-26 | 1987-09-08 | Trw Inc. | Wavelength-independent polarization converter |
| US4761049A (en) * | 1986-09-30 | 1988-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical waveguide device for frequency shifting and mode conversion |
| FR2615006B1 (fr) * | 1987-05-04 | 1991-10-04 | Thomson Csf | Guide d'onde optique integre, son procede de fabrication, et son utilisation dans un modulateur electro-optique |
| DE3883492T2 (de) * | 1987-11-20 | 1993-12-23 | Ericsson Telefon Ab L M | Verfahren zur Anordnung eines polarisationsrichtenden optoelektronischen Schalters und ein Schalter dafür. |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP1259936A patent/JPH03122604A/ja active Pending
-
1990
- 1990-09-28 EP EP19900118655 patent/EP0421292A3/en not_active Withdrawn
- 1990-10-04 US US07/592,976 patent/US5115512A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58211106A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-08 | Fujitsu Ltd | 導波路形成方法 |
| JPS6488403A (en) * | 1987-09-29 | 1989-04-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of waveguide type optical switch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0421292A3 (en) | 1992-03-04 |
| US5115512A (en) | 1992-05-19 |
| EP0421292A2 (en) | 1991-04-10 |
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