JPH05249335A - Formation of optical waveguide - Google Patents
Formation of optical waveguideInfo
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- JPH05249335A JPH05249335A JP4051643A JP5164392A JPH05249335A JP H05249335 A JPH05249335 A JP H05249335A JP 4051643 A JP4051643 A JP 4051643A JP 5164392 A JP5164392 A JP 5164392A JP H05249335 A JPH05249335 A JP H05249335A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＮ結晶基板上にＴ
ｉの光導波路を形成する光導波路の形成方法に関し、特
に、偏光に依存しない良質な長波長帯（１．３μｍ）の
光導波路を形成する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an LN crystal substrate on which T
The present invention relates to a method for forming an optical waveguide for forming an optical waveguide of i, and particularly to a method for forming an optical waveguide in a good long wavelength band (1.3 μm) that does not depend on polarization.
【０００２】［発明の概要］この発明は、ＬｉＮｂＯ3
（ＬＮ）結晶基板上にＴｉ拡散光導波路を形成する光導
波路の形成方法に関するもので、拡散条件および光導波
路のＴｉ膜厚、パターン幅を調整することにより、２つ
の直交偏波モード光に対して変調動作の違いのない、す
なわち偏光無依存な外部変調器を構成することができ、
かつ製作誤差による特性変動を大幅に緩和することがで
きる光導波路の形成方法を開示するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on LiNbO 3
The present invention relates to a method for forming an optical waveguide in which a Ti diffused optical waveguide is formed on a (LN) crystal substrate. By adjusting the diffusion conditions and the Ti film thickness and pattern width of the optical waveguide, two orthogonal polarization mode lights can be obtained. It is possible to configure an external modulator that has no difference in modulation operation, that is, polarization independent.
In addition, the present invention discloses a method of forming an optical waveguide, which is capable of significantly mitigating characteristic variations due to manufacturing errors.
【０００３】[0003]
【従来の技術】従来、結晶基板上に光導波路を形成する
には、主としてＴｉ拡散法によっていたが、その形成条
件は確立されておらず、各社まちまちの条件で行なって
いて一貫性がなかった。表１はこれまで提案されている
Ｔｉ拡散光導波路の形成条件の一覧を示しているが、こ
れらのいずれの光導波路もＺカットＬＮ結晶基板上に形
成されたものであり、Ｘカット面での形成方法はほとん
ど得られていなかった。2. Description of the Related Art Conventionally, a Ti diffusion method has been mainly used to form an optical waveguide on a crystal substrate, but the forming conditions have not been established, and the conditions have been inconsistent among various companies. .. Table 1 shows a list of formation conditions of the Ti diffusion optical waveguides that have been proposed so far. All of these optical waveguides are formed on a Z-cut LN crystal substrate, and the Almost no formation method has been obtained.
【表１】 [Table 1]
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の光
導波路の形成方法では、いずれもＺカットＬＮ結晶基板
上に光導波路を拡散により形成したものであり、Ｘカッ
トＬＮ結晶基板上に光導波路を拡散によって形成する光
導波路の形成方法は確立されておらず、特に偏波に依存
しない光導波路の形成方法はまったく知られていなかっ
た。As described above, in all of the conventional methods for forming an optical waveguide, the optical waveguide is formed on the Z-cut LN crystal substrate by diffusion, and the optical waveguide is formed on the X-cut LN crystal substrate. A method for forming an optical waveguide by forming a waveguide by diffusion has not been established, and a method for forming an optical waveguide that does not depend on polarization has not been known at all.
【０００５】ところで、Ｚ軸に沿って形成されたＬＮ光
導波路にＹ軸方向に電界を印加することにより、その電
気光学効果によって半波長電圧の等しい位相変調器が得
られることが知られているが、実際には光導波路の形状
の非対称性などによる構造の違いにより、ＴＥ／ＴＭモ
ード光に対して複屈折や半波長電圧差が生じる問題点が
あった。By the way, it is known that by applying an electric field in the Y-axis direction to an LN optical waveguide formed along the Z-axis, a phase modulator having an equal half-wave voltage can be obtained by the electro-optical effect. However, in reality, there are problems that birefringence and half-wavelength voltage difference occur with respect to TE / TM mode light due to a difference in structure due to the asymmetry of the shape of the optical waveguide.
【０００６】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、Ｔｉ膜厚などの形成条件を調整する
ことによって複屈折が小さく、半波長電圧の差のない光
導波路を形成することができる光導波路の形成方法を提
示することを目的とする。The present invention has been made in view of such conventional problems, and forms an optical waveguide having a small birefringence and no difference in half-wave voltage by adjusting the forming conditions such as the Ti film thickness. An object of the present invention is to provide a method of forming an optical waveguide that can be used.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明の光導波路の形
成方法は、ＬＮ結晶基板上にＺ軸に沿ってＴｉ拡散光導
波路を形成するに当たって、Ｔｉ拡散温度を１０２０℃
よりも高い温度とし、拡散時間を６時間よりも長い時間
とすることを特徴とする。According to the method of forming an optical waveguide of the present invention, the Ti diffusion temperature is 1020 ° C. when forming the Ti diffusion optical waveguide along the Z axis on the LN crystal substrate.
It is characterized in that the temperature is higher than that and the diffusion time is longer than 6 hours.
【０００８】この光導波路の形成方法により、偏波に依
存しない光導波路を形成することができる。By this method of forming an optical waveguide, an optical waveguide that does not depend on polarization can be formed.
【０００９】また、上記の光導波路の形成方法におい
て、Ｔｉ膜厚ｄと光導波路パターン幅ｗとを、３５０Ａ
≦ｄ≦４５０Ａ、かつ、５μｍ≦ｗ≦８μｍの条件にす
ることができる。Further, in the above-mentioned optical waveguide forming method, the Ti film thickness d and the optical waveguide pattern width w are set to 350 A.
The conditions may be ≦ d ≦ 450A and 5 μm ≦ w ≦ 8 μm.
【００１０】そして、この光導波路の形成方法により、
長波長帯（１．３μｍ）の光に対して単一モードとなる
光導波路を形成することができ、この光導波路を用いて
作成した光変調器／光スイッチではＴＥ／ＴＭモード光
に対して変調特性が等質となる素子が得られる。Then, according to the method of forming the optical waveguide,
It is possible to form an optical waveguide that becomes a single mode for light in the long wavelength band (1.3 μm), and an optical modulator / optical switch made using this optical waveguide can be used for TE / TM mode light. An element having uniform modulation characteristics can be obtained.
【００１１】また、上記の光導波路の形成方法におい
て、特に空気雰囲気中でＴｉの拡散を行なうことができ
る。Further, in the above method of forming an optical waveguide, Ti can be diffused particularly in an air atmosphere.
【００１２】そして、この光導波路の形成方法によれ
ば、通常の大気雰囲気中でＴｉの拡散処理が行なえるこ
とになり、環境条件が緩和される。According to this method of forming an optical waveguide, the diffusion process of Ti can be performed in a normal atmosphere, and the environmental conditions are relaxed.
【００１３】さらに、上記の光導波路の形成方法におい
て、ＬＮ結晶基板面をＸカット面とすることができる。Further, in the above-mentioned method of forming an optical waveguide, the LN crystal substrate surface can be an X-cut surface.
【００１４】これにより、複屈折が小さく、半波長電圧
差のない良質の光導波路が形成できる。As a result, a good-quality optical waveguide having a small birefringence and no half-wavelength voltage difference can be formed.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、この発明の光導波路の形成方法を実施
例を基づいて詳説する。EXAMPLES The method for forming an optical waveguide of the present invention will be described in detail below with reference to examples.
【００１６】一般に、光導波路の形成方法においては、
次の点を考慮する必要がある。Generally, in the method of forming an optical waveguide,
The following points need to be considered.
【００１７】（ａ） 単一モードの光導波路であるこ
と。(A) A single-mode optical waveguide.
【００１８】（ｂ） 挿入損失が小さいこと（伝搬およ
び光ファイバとの結合損失が小さいこと）。(B) Small insertion loss (small propagation and coupling loss with optical fiber).
【００１９】（ｃ） ＴＥ／ＴＭモード光に対して半波
長電圧が等しいこと。(C) Half-wave voltage is equal to that of TE / TM mode light.
【００２０】（ｄ） 半波長電圧が低いこと。(D) The half-wave voltage is low.
【００２１】そこで、形成された光導波路の光変調特性
を評価するに当たって、以下に述べる光導波路の形成方
法により形成されたＴｉ拡散光導波路を持つＬＮ結晶基
板を用いて、図１に示す分岐干渉型外部光変調器を製作
してその光変調特性を評価した。すなわち、ＬＮ結晶基
板１上に１／１００ｒａｄのＹ分岐パターンの光導波路
２を形成し、その平行光導波路部２ａ，２ｂに電極３を
形成し、結晶基板１の入射側端面１ａに光ファイバ４を
固定し、光導波路２の端面に光ファイバ４のコア５を接
合して分岐干渉型外部光変調器６を構成し、この構成の
光変調器６の光変調特性を評価するのである。Therefore, in evaluating the optical modulation characteristic of the formed optical waveguide, the branch interference shown in FIG. 1 is used by using the LN crystal substrate having the Ti diffusion optical waveguide formed by the method of forming the optical waveguide described below. A type external light modulator was manufactured and its light modulation characteristics were evaluated. That is, an optical waveguide 2 having a 1/100 rad Y branch pattern is formed on an LN crystal substrate 1, electrodes 3 are formed on the parallel optical waveguide portions 2a and 2b, and an optical fiber 4 is formed on an incident side end face 1a of the crystal substrate 1. Is fixed and the core 5 of the optical fiber 4 is joined to the end face of the optical waveguide 2 to form the branch interference type external optical modulator 6, and the optical modulation characteristics of the optical modulator 6 of this configuration are evaluated.
【００２２】次に、拡散温度、拡散時間と形成された光
導波路の特性との関係について、説明する。Next, the relationship between the diffusion temperature and the diffusion time and the characteristics of the formed optical waveguide will be described.
【００２３】（１） 拡散温度 拡散温度がＴｉ拡散光導波路の導波特性に及ぼす影響を
調べるために、Ｔｉ拡散光導波路を形成する際の拡散時
間は一律６時間、Ｔｉ膜厚ｄは６００Ａとし、、複数種
の幅の光導波路について、拡散温度条件を種々違えて光
導波路を形成し、得られた光導波路拡散結晶基板につい
て、図１に示す光変調器６を作成し、透過光の相対光出
力を測定した。(1) Diffusion temperature In order to investigate the influence of the diffusion temperature on the waveguide characteristics of the Ti diffusion optical waveguide, the diffusion time when forming the Ti diffusion optical waveguide is 6 hours, and the Ti film thickness d is 600 A. Then, with respect to the optical waveguides of plural kinds of widths, the optical waveguides are formed by changing the diffusion temperature conditions variously, and the optical modulator 6 shown in FIG. The relative light output was measured.
【００２４】図２に、このようにして行なった拡散温度
に対する透過光の相対光出力の測定結果を示している。
なお、この測定では、損失量には結晶基板１の入射端面
１ａでのシングルモード光ファイバ４との結合損失、光
導波路２内での伝搬損失および端面反射などが含まれて
いる。FIG. 2 shows the result of the measurement of the relative light output of the transmitted light with respect to the diffusion temperature, which was carried out in this way.
In this measurement, the loss amount includes the coupling loss with the single-mode optical fiber 4 at the incident end face 1a of the crystal substrate 1, the propagation loss in the optical waveguide 2, the end face reflection, and the like.
【００２５】図２の測定結果より、拡散温度条件を高く
することにより、光導波路２の幅ｗによらず、確実に光
出力が増加することが分かった。そして、この傾向は、
Ｔｉ膜厚ｄを変化させても同じであった。From the measurement results of FIG. 2, it was found that the light output surely increases by increasing the diffusion temperature condition regardless of the width w of the optical waveguide 2. And this trend is
It was the same even when the Ti film thickness d was changed.
【００２６】このことより、拡散温度を１０２０℃以上
とすることにより、光導波特性に優れた光導波路が形成
できることが分かる。From this, it can be seen that an optical waveguide having excellent optical waveguide characteristics can be formed by setting the diffusion temperature to 1020 ° C. or higher.
【００２７】（２） 拡散時間 次に、拡散時間が光導波路の導波特性に及ぼす影響につ
いて調べるために、Ｔｉ拡散光導波路を形成する際の拡
散温度は一律１０４０℃、Ｔｉ膜厚ｄは４００Ａ、光導
波路パターン幅ｗは７μｍとし、拡散時間条件を種々違
えて光導波路を形成し、得られた光導波路拡散結晶基板
について、図１に示す光変調器６を作成し、半波長電圧
特性を測定した。(2) Diffusion time Next, in order to investigate the influence of the diffusion time on the waveguide characteristics of the optical waveguide, the diffusion temperature when forming the Ti diffusion optical waveguide is uniformly 1040 ° C., and the Ti film thickness d is 400A, the optical waveguide pattern width w was 7 μm, the optical waveguide was formed under various diffusion time conditions, and the optical modulator 6 shown in FIG. 1 was prepared for the obtained optical waveguide diffusion crystal substrate. Was measured.
【００２８】図３は拡散時間に対する半波長電圧特性の
測定結果を示しているが、明らかに拡散時間が長いほど
半波長電圧が低くなり、しかもＴＥ／ＴＭモード光での
その差も小さくなっていることが分かる。FIG. 3 shows the measurement result of the half-wavelength voltage characteristic with respect to the diffusion time. Obviously, the longer the diffusion time, the lower the half-wavelength voltage, and the smaller the difference in TE / TM mode light. I understand that
【００２９】他の条件でも拡散時間を長くするほど半波
長電圧が低くなる結果が得られており、これらより、半
波長電圧が十分低い特性の光導波路を形成するために
は、拡散時間として６時間より長い時間を必要とするこ
とが分かる。Under other conditions, the half-wavelength voltage becomes lower as the diffusion time becomes longer. Therefore, in order to form an optical waveguide having a sufficiently low half-wavelength voltage, the diffusion time should be 6 times. It turns out that it takes longer than time.
【００３０】（３） Ｔｉ膜厚 Ｔｉ拡散膜厚ｄが光導波路の半波長電圧特性に及ぼす影
響について調べるために、拡散時間Ｔを７時間、および
６時間とし、また共にパターン幅ｗを７μｍとし、膜厚
ｄを種々違えてＴｉの拡散処理を行ない、得られた光導
波路拡散結晶基板について、図１に示す光変調器６を作
成し、半波長電圧特性を測定した。(3) Ti film thickness In order to investigate the effect of the Ti diffusion film thickness d on the half-wave voltage characteristics of the optical waveguide, the diffusion time T is set to 7 hours and 6 hours, and the pattern width w is set to 7 μm. With respect to the obtained optical waveguide diffusion crystal substrate, the optical modulator 6 shown in FIG. 1 was prepared and the half-wavelength voltage characteristic was measured.
【００３１】図４は拡散時間７時間とした場合の測定結
果を示しており、Ｔｉ膜厚４００Ａにおいて、半波長電
圧はモードに関係なく一致し、しかも低電圧が得られて
いる。これは、Ｔｉ膜厚が小さくなると、基本モードの
電界分布が広がり、印加電界とオーバーラップパラメー
タΓが大きくなり、その結果、実効上の電気光学係数Γ
ｒ22が大きくなるためと考えられる。FIG. 4 shows the measurement results when the diffusion time was set to 7 hours. At the Ti film thickness of 400 A, the half-wave voltage was the same regardless of the mode, and a low voltage was obtained. This is because as the Ti film thickness decreases, the electric field distribution of the fundamental mode widens, the applied electric field and the overlap parameter Γ increase, and as a result, the effective electro-optic coefficient Γ
It is considered that r22 becomes large.
【００３２】一方、図５に示す拡散時間６時間とした場
合の測定結果より、Ｔｉ膜厚ｄが大きくなるほど半波長
電圧は小さくなっているが、この場合には同時に、モー
ド間の電圧差が大きくなっており、モードに依存しない
光導波路を形成する点で問題があることが分かる。On the other hand, according to the measurement results shown in FIG. 5 when the diffusion time is 6 hours, the half-wavelength voltage becomes smaller as the Ti film thickness d becomes larger. It is large, and it can be seen that there is a problem in forming an optical waveguide that does not depend on the mode.
【００３３】したがって、モードに依存しない光導波路
を形成するためには、拡散時間が７時間、Ｔｉ膜厚が４
００Ａ前後が良いと結論することができる。Therefore, in order to form a mode-independent optical waveguide, the diffusion time is 7 hours and the Ti film thickness is 4
It can be concluded that around 00A is good.
【００３４】（４） 光導波路パターン幅 光導波路パターン幅ｗが光導波路の半波長電圧特性に及
ぼす影響を調べるために、拡散温度１０４０℃、拡散時
間７時間、Ｔｉ膜厚４００Ａとし、光導波路パターン幅
ｗを種々違えて光導波路を拡散形成し、得られた光導波
路拡散結晶基板について、図１に示す光変調器６を作成
し、半波長電圧特性を測定した。(4) Optical Waveguide Pattern Width In order to investigate the influence of the optical waveguide pattern width w on the half-wavelength voltage characteristic of the optical waveguide, the diffusion temperature is 1040 ° C., the diffusion time is 7 hours, and the Ti film thickness is 400 A. Optical waveguides were diffused and formed with different widths w, and an optical modulator 6 shown in FIG. 1 was prepared for the obtained optical waveguide diffusion crystal substrate, and half-wavelength voltage characteristics were measured.
【００３５】図６はこの測定結果を示しているが、Ｔｉ
光導波路パターン幅ｗに対する半波長電圧特性は、６〜
７μｍの場合にはきわめて良好な特性が得られている。
そして、この場合には、挿入損失も３ｄＢ以下と小さ
く、良好な結果である。そして、パターン幅ｗが８μｍ
以上になれば、半波長電圧がモードにより差が出てくる
ようになるが、それでも、その変化量はわずかである。FIG. 6 shows the result of this measurement.
The half-wavelength voltage characteristic with respect to the optical waveguide pattern width w is 6 to
In the case of 7 μm, extremely good characteristics are obtained.
In this case, the insertion loss is as small as 3 dB or less, which is a good result. And the pattern width w is 8 μm
When the above is reached, the half-wave voltage varies depending on the mode, but the amount of change is still small.
【００３６】この結果より、Ｔｉ拡散光導波路は、光導
波路パターン幅ｗの変化に対しては半波長電圧特性が安
定し、それほど影響をうけないと結論することができ
る。そしてこのことは、光導波路の拡散形成時の製作誤
差の影響を受けにくいことを意味し、パターン幅ｗを６
〜７μｍに設定しておけば、その寸法管理に神経質にな
らなくてもよいことになる。From these results, it can be concluded that the Ti-diffused optical waveguide has a stable half-wavelength voltage characteristic with respect to changes in the optical waveguide pattern width w, and is not significantly affected. This means that it is not easily affected by manufacturing errors when the diffusion of the optical waveguide is formed.
If it is set to ˜7 μm, it is not necessary to be nervous about the dimension management.
【００３７】このようにして、ＸカットＬＮ結晶基板上
にＴｉ拡散による光導波路を形成する時の最適条件とし
て、 拡散温度Ｔ Ｔ≧１０２０℃ 拡散時間ｔ ｔ≧６時間 Ｔｉ膜厚ｄ ３５０Ａ≦ｄ≦４５０Ａ Ｔｉ光導波路パターン幅ｗ ５μｍ≦ｗ≦８μｍ とすることができる。In this way, as an optimum condition for forming an optical waveguide by Ti diffusion on the X-cut LN crystal substrate, diffusion temperature T T ≧ 1020 ° C. diffusion time t t ≧ 6 hours Ti film thickness d 350A ≦ d ≦ 450A Ti optical waveguide pattern width w 5 μm ≦ w ≦ 8 μm.
【００３８】以下に、具体的な実施例について説明す
る。Specific examples will be described below.
【００３９】（実施例１）拡散温度１０４０℃、拡散時
間７時間、Ｔｉ膜厚４００Ａ、パターン幅７μｍの条件
で、ＬＮ結晶基板上にＴｉ拡散により光導波路を形成し
た。Example 1 An optical waveguide was formed on a LN crystal substrate by Ti diffusion under the conditions of a diffusion temperature of 1040 ° C., a diffusion time of 7 hours, a Ti film thickness of 400 A and a pattern width of 7 μm.
【００４０】これにより得られた光導波路拡散結晶基板
により図１に示す光変調器を構成した場合、挿入損失が
２．５ｄＢ／３０ｍｍ（ファイバ結合損失、反射損失も
含む）という良好な特性を示した。また、ＴＥモード光
に対して５７Ｖ、ＴＭモード光に対して５６Ｖというほ
ぼ等しい半波長電圧特性を示し、消光比３０ｄＢの高性
能な偏光無依存な光変調器が得られた。When the optical modulator shown in FIG. 1 is constructed by the optical waveguide diffusion crystal substrate thus obtained, the insertion loss is 2.5 dB / 30 mm (including fiber coupling loss and reflection loss), which is a good characteristic. It was Further, a high-performance polarization-independent optical modulator having an almost equal half-wave voltage characteristic of 57 V for TE mode light and 56 V for TM mode light and having an extinction ratio of 30 dB was obtained.
【００４１】（実施例２）拡散温度１０４０℃、拡散時
間７時間、Ｔｉ膜厚４００Ａ、パターン幅６μｍの条件
で、ＬＮ結晶基板上にＴｉ拡散により光導波路を形成し
た。Example 2 An optical waveguide was formed on a LN crystal substrate by Ti diffusion under the conditions of a diffusion temperature of 1040 ° C., a diffusion time of 7 hours, a Ti film thickness of 400 A and a pattern width of 6 μm.
【００４２】これにより得られた光導波路拡散結晶基板
により図１に示す光変調器を構成した場合、２．５ｄＢ
／３０ｍｍ（ファイバ結合損失、反射損失も含む）とい
う良好な特性を示した。また、ＴＥモード光に対して５
８Ｖ、ＴＭモード光に対して５７Ｖというほぼ等しい半
波長電圧特性を示す偏光無依存な光変調器が得られた。When the optical modulator shown in FIG. 1 is composed of the optical waveguide diffusion crystal substrate thus obtained, 2.5 dB is obtained.
A good characteristic of / 30 mm (including fiber coupling loss and reflection loss) was exhibited. For TE mode light, 5
A polarization-independent optical modulator having a half-wavelength voltage characteristic of 57 V with respect to 8 V and TM mode light was obtained.
【００４３】（実施例３）拡散温度１０４０℃、拡散時
間７時間、Ｔｉ膜厚４００Ａ、パターン幅７μｍの条件
で、パターンの光導波路をＬＮ結晶基板に拡散形成し、
これによって図７に示す反射型外部光変調器を製作し
た。(Example 3) Under the conditions of a diffusion temperature of 1040 ° C., a diffusion time of 7 hours, a Ti film thickness of 400 A and a pattern width of 7 μm, an optical waveguide of a pattern is diffused and formed on an LN crystal substrate,
Thus, the reflection type external light modulator shown in FIG. 7 was manufactured.
【００４４】すなわち、ＬＮ結晶基板１上に１／１００
ｒａｄのＹ分岐パターンの光導波路２を形成し、その平
行光導波路部２ａ，２ｂに電極３を形成し、結晶基板１
の入射側端面１ａに光ファイバ４を固定し、光導波路２
の端面に光ファイバ４のコア５を接合して反射型外部光
変調器６を構成した。That is, 1/100 on the LN crystal substrate 1.
An optical waveguide 2 having a rad Y-branching pattern is formed, and electrodes 3 are formed on the parallel optical waveguide portions 2a and 2b.
The optical fiber 4 is fixed to the incident side end face 1a of the optical waveguide 2
The core 5 of the optical fiber 4 was joined to the end face of the reflection type external light modulator 6.
【００４５】この光変調器６においても、ＴＥ／ＴＭモ
ード光に対してそれぞれ１０．４Ｖ、１０．２Ｖであ
り、反射光に対する半波長電圧差が小さく、挿入損失も
３ｄＢ以下と小さく、良好な偏光無依存の光変調器が得
られた。Also in this optical modulator 6, the TE / TM mode light is 10.4 V and 10.2 V, respectively, the half-wave voltage difference with respect to the reflected light is small, and the insertion loss is also 3 dB or less, which is excellent. A polarization-independent optical modulator was obtained.
【００４６】（実施例４）拡散温度１０４０℃、拡散時
間７時間、Ｔｉ膜厚４００Ａ、パターン幅６μｍの条件
で、パターンの光導波路をＬＮ結晶基板に拡散形成し、
これによって図７に示す反射型外部光変調器を製作し
た。(Example 4) Under the conditions of a diffusion temperature of 1040 ° C., a diffusion time of 7 hours, a Ti film thickness of 400 A, and a pattern width of 6 μm, a pattern optical waveguide was diffused and formed on an LN crystal substrate,
Thus, the reflection type external light modulator shown in FIG. 7 was manufactured.
【００４７】この光変調器にあっても、実施例３と同様
の良好な偏光無依存の特性が得られた。Even with this optical modulator, the same good polarization-independent characteristics as in Example 3 were obtained.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上のようにこの発明の光導波路の形成
方法によれば、ＸカットしたＬＮ結晶基板上に低損失な
単一モード光導波路が得られ、また、偏光に依存しない
光導波路が得られる。したがって、この発明の方法によ
って形成された光導波路を持つ結晶基板は光変調器／光
スイッチなどのＬＮ機能素子として標準の光ファイバに
直接接続して使用できる。As described above, according to the method of forming an optical waveguide of the present invention, a low loss single mode optical waveguide can be obtained on an X-cut LN crystal substrate, and an optical waveguide independent of polarization can be obtained. can get. Therefore, the crystal substrate having the optical waveguide formed by the method of the present invention can be used by directly connecting to a standard optical fiber as an LN functional element such as an optical modulator / optical switch.
【００４９】さらに、この発明の光導波路の形成方法に
よれば、製作誤差の影響を受けにくい光導波路が容易に
形成でき、加えて、Ｚ軸伝搬ＬＮ素子とすることができ
るためにＬｉＯ2 の外拡散が小さく、光閉じ込め効果の
大きい光導波路を形成することができる。Furthermore, according to the method of forming an optical waveguide of the present invention, less susceptible optical waveguide influence of manufacturing error can be easily formed, in addition, of LiO 2 in order to be able to Z-propagation LN element It is possible to form an optical waveguide having a small outdiffusion and a large light confinement effect.
【図１】この発明により形成した光導波路の特性評価の
ために用いた分岐干渉型外部光変調器の平面図。FIG. 1 is a plan view of a branching interference type external optical modulator used for evaluating the characteristics of an optical waveguide formed according to the present invention.
【図２】Ｔｉ拡散処理により形成された光導波路の拡散
温度条件の影響を示す拡散温度対相対透過光強度特性グ
ラフ。FIG. 2 is a diffusion temperature vs. relative transmitted light intensity characteristic graph showing the influence of diffusion temperature conditions of an optical waveguide formed by a Ti diffusion treatment.
【図３】Ｔｉ拡散処理により形成された光導波路の拡散
時間条件の影響を示す拡散時間対半波長電圧特性グラ
フ。FIG. 3 is a graph of diffusion time vs. half-wavelength voltage characteristic graph showing the influence of diffusion time condition of an optical waveguide formed by Ti diffusion treatment.
【図４】Ｔｉ拡散処理により形成された光導波路のＴｉ
膜厚の影響を示す拡散時間７時間の場合のＴｉ膜厚対半
波長電圧特性グラフ。FIG. 4 Ti of an optical waveguide formed by a Ti diffusion treatment
6 is a graph showing the Ti film thickness vs. half-wavelength voltage characteristic graph when the diffusion time is 7 hours and shows the influence of the film thickness.
【図５】Ｔｉ拡散処理により形成された光導波路のＴｉ
膜厚の影響を示す拡散時間６時間の場合のＴｉ膜厚対半
波長電圧特性グラフ。FIG. 5: Ti of an optical waveguide formed by Ti diffusion treatment
6 is a graph showing the characteristics of Ti film thickness versus half-wavelength voltage when the diffusion time is 6 hours, which shows the effect of film thickness.
【図６】Ｔｉ拡散処理により形成された光導波路のＴｉ
パターン幅の影響を示すＴｉパターン幅対半波長電圧特
性グラフ。FIG. 6 Ti of an optical waveguide formed by Ti diffusion treatment
The Ti pattern width vs. half-wavelength voltage characteristic graph showing the influence of the pattern width.
【図７】この発明により形成した光導波路の特性評価の
ために用いた反射型外部光変調器の平面図。FIG. 7 is a plan view of a reflection-type external light modulator used for evaluating the characteristics of the optical waveguide formed according to the present invention.
１ 結晶基板 １ａ 接合端面 ２ Ｙ分岐光導波路 ３ 電極 ４ 光ファイバ ５ コア 1 Crystal Substrate 1a Joint End Face 2 Y Branch Optical Waveguide 3 Electrode 4 Optical Fiber 5 Core
Claims (4)
に沿ってＴｉ拡散光導波路を形成するに当たって、Ｔｉ
拡散温度を１０２０℃よりも高い温度とし、拡散時間を
６時間よりも長い時間とすることを特徴とする光導波路
の形成方法。1. When forming a Ti-diffused optical waveguide along a Z-axis on a LiNbO 3 (LN) crystal substrate, Ti
A method for forming an optical waveguide, characterized in that the diffusion temperature is higher than 1020 ° C. and the diffusion time is longer than 6 hours.
おいて、Ｔｉ膜厚ｄと光導波路パターン幅ｗとを、以下
の条件にすることを特徴とする光導波路の形成方法。 ３５０Ａ（オングストローム）≦ｄ≦４５０Ａ、 かつ、５μｍ（ミクロン）≦ｗ≦８μｍ。2. The method of forming an optical waveguide according to claim 1, wherein the Ti film thickness d and the optical waveguide pattern width w are set under the following conditions. 350A (angstrom) ≦ d ≦ 450A, and 5 μm (micron) ≦ w ≦ 8 μm.
成方法において、特に空気雰囲気中でＴｉの拡散を行な
うことを特徴とする光導波路の形成方法。3. The method of forming an optical waveguide according to claim 1, wherein Ti is diffused particularly in an air atmosphere.
路の形成方法において、ＬＮ結晶基板面をＸカット面と
することを特徴とする光導波路の形成方法。4. The method of forming an optical waveguide according to claim 1, 2, or 3, wherein the LN crystal substrate surface is an X-cut surface.
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| JP (1) | JP3195033B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014081406A (en) * | 2012-10-12 | 2014-05-08 | Toyota Central R&D Labs Inc | Optical modulator |
| WO2016159202A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 住友大阪セメント株式会社 | Optical waveguide element |
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-
1992
- 1992-03-10 JP JP05164392A patent/JP3195033B2/en not_active Expired - Fee Related
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