JPH08146367A - 光制御デバイス - Google Patents

光制御デバイス

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JPH08146367A
JPH08146367A JP6309707A JP30970794A JPH08146367A JP H08146367 A JPH08146367 A JP H08146367A JP 6309707 A JP6309707 A JP 6309707A JP 30970794 A JP30970794 A JP 30970794A JP H08146367 A JPH08146367 A JP H08146367A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度ドリフトを抑圧するための導体膜の抵抗
に与えられていた制限を無くすとともに、温度ドリフト
及びCDドリフトも抑圧し、さらに低い駆動電圧が得ら
れる光制御デバイスを提供する。 【構成】 LiNbO基板(1)の表面に形成された
2本のチャネル型光導波路(2a)(2b)からなる光
回路(5)と、光導波路(2a)(2b)の上にバッフ
ァ層(3)を介して電極(4a)(4b)が形成されて
いる。また、電極(4a)(4b)の近傍に導体膜
(6)が形成されている。導体膜(6)は電極(4a)
(4b)間を導通させておらず、電極(4a)(4b)
の近傍で絶縁されている部分(7)がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光波の変調、光路の切
替え、光波長のフィルタリングを行う光制御デバイスに
関し、特に焦電効果を有する基板に形成された光導波路
を用いて制御を行う導波型光制御デバイスに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】光通信システムの実用化に伴い、更に大
容量で多機能の高度なシステムが求められており、より
高速の光信号の発生や光伝走路の切り替え、交換等の新
たな機能の付加が必要とされている。光伝走路の切り替
えやネットワークの交換機能を得る手段としては、光ス
イッチが使用されている。現在実用化されている光スイ
ッチは、プリズム、ミラー、ファイバ等を機械的に移動
させて光路を切り替えるものであり、低速であること、
形状が大きくマトリクス化に不適等の欠点がある。
【0003】これを解決する手段としても光導波路を用
いた導波型の光スイッチの開発が進められており、高
速、多素子の集積化が可能、高信頼等の特徴がある。特
にニオブ酸リチウム(LiNbO)結晶等の強誘電体
材料を用いたものは、光吸収が小さく低損失であるこ
と、大きな電気光学効果を有しているため高効率である
こと等の特徴があり、方向性結合器型光スイッチ、マッ
ハツェンダ型やバランスブリッジ型光スイッチ、全反射
型光スイッチ等の種々の方式の光制御デバイスが報告さ
れている。
【0004】近年、LiNbO電気光学結晶基板中に
形成された方向性結合器を用いた導波路型光スイッチの
高密度集積化の研究開発が盛んに行われており、西本裕
らの文献、電子情報通信学会、OQE 88−147に
よれば、Z板のLiNbO基板を用いて方向性結合器
型光スイッチを64素子集積した8×8マトリクス光ス
イッチを得ている。一方、外部光変調器のような単一の
光スイッチ素子からなるデバイスの研究開発も盛んに進
められている。このような光導波路デバイスの特性項目
には、動作の安定性、スイッチング電圧(電力)、クロ
ストーク、消光比、損失、切り替え速度などがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した特性項目の中
でも、動作の安定性やスイッチング電圧(電力)の低減
は最も重要な課題である。ここで従来の技術を図5、図
6及び図7に示し、解決しようとする課題を説明する。
図5は、焦電効果を有するLiNbOやLiTiO
基板(1)に形成された2本の光導波路(2a)(2
b)からなる方向性結合器(5)を用いた導波型光制御
デバイスの構造を示す断面図である。
【0006】図5に示すように、光学的に透明な膜体で
あるバッファ層(3)は、導波光を制御するための外部
制御信号が印加される電極(4a)(4b)による導波
光の吸収を防ぐための光学的バッファ層として用いら
れ、光学的バッファ層(3)には通常はSiOが用い
られる。これは、SiOが光をほとんど吸収しないこ
とやLiNbO基板やLiTiO基板に比べて屈折
率が十分に小さいことによる。電極(4a)(4b)
は、通常は高速動作が行えるように体積抵抗率が小さい
金属などが用いられ、光導波路(2a)(2b)の近傍
に電極(4a)(4b)が配置される。このような構成
を有した光スイッチ、光変調器などさまざまな光導波路
型光制御デバイスの検討が進められているが、焦電効果
を有するために温度変動があると電荷発生し、その電荷
が局在するため動作点電圧が変動する温度ドリフトとい
う信頼性問題がある。
【0007】これを解決する方法として、図6に示すよ
うな光制御デバイスが提案されている。この従来の光制
御デバイスは、佐脇らの文献、特開昭62−7320
7、及び特開昭62−173428によれば、焦電効果
を有する基板(1)に形成された少なくとも1対の電極
(4a)(4b)の間を導体膜(6)で導通させること
が行われている。これにより温度発生時に従来は局在し
た電荷が均一化されるため、温度ドリフトが抑圧される
ことが報告されている。
【0008】しかし、電極間のリーク電流による動作不
良を避けるために導体膜(6)による電極(4a)(4
b)の抵抗を10〜1010Ωにする必要がある。従
って、これを実現する抵抗値の制御を行うために温度管
理が厳しい熱処理などの製造工程を加える必要があり、
製造工程が煩雑化し、またデバイス歩留まりも劣化する
欠点がある。また、電極(4a)(4b)間が電気的に
導通しているため、デバイスを動作させるために電極
(4a)(4b)間に外部から電位差を与えると、導体
膜(6)の膜中、導体膜(6)の表面や導体膜(6)と
接している層との界面を不純物などのキャリアが容易に
移動する。キャリアの移動が発生すると電極(4a)
(4b)間で外部からの印加電圧をキャンセルすること
になる。すなわち、DC電圧を連続印加した場合に光出
力−印加電圧特性がシフトしていくというDCドリフト
と呼ばれる信頼性問題が発生する欠点がある。
【0009】一方、電極間を導体膜で導通させている場
合に駆動電圧を低減する方法として、清野らの文献、特
開平1−302325で述べている。それについて図7
に光制御デバイスの断面構造を示す。つまり、2本の光
導波路(2a)(2b)の真上のみにバッファ層(3)
を形成し、そのバッファ層(3)を導体膜(6)で覆
い、導体膜(6)を介して2本の光導波路(2a)(2
b)の間に電位差を与える方法が報告されている。
【0010】しかし、駆動電圧を決める2本の光導波路
(2a)(2b)の間に発生する電位差は、電極(4
a)(4b)間を導体膜(6)で導通させている場合に
は、導体膜(6)による基板(1)に対して垂直と水平
方向のそれぞれの電圧降下分で決まる。すなわち図7の
構造では、2本の光導波路(2a)(2b)の間に発生
する電位差は、ほぼ外部印加電圧から2カ所の垂直方向
の電圧降下を差し引いた値となる。この垂直と水平方向
の電圧降下分が電極(4a)(4b)間における導体膜
(6)の垂直と水平方向の長さの割合で単純に決まるこ
とは自明である。
【0011】従って、この図7の構造における2本の光
導波路(2a)(2b)の間に発生する電位差は、バッ
ファ層(3)による垂直と水平方向の電圧降下のうち、
外部印加電圧から2カ所の垂直方向の電圧降下で、2本
の光導波路(2a)(2b)の間に発生する電位差がほ
ぼ決まっていた図5及び図6に示した従来の光制御デバ
イスとはほとんど変わらず、駆動電圧の低減が少ない欠
点がある。本発明の目的は、温度ドリフトを抑圧するた
めの導体膜の抵抗に与えられていた制限を無くするとと
もに、温度ドリフトはもちろんのことDCドリフトも抑
圧し、さらに低い駆動電圧が得られる光制御デバイスを
与えることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明による光制御デバ
イスは、焦電効果を有する基板表面に形成された光導波
路と前記光導波路の近傍に形成された少なくとも1対の
電極と少なくとも前記基板と前記電極の間に形成された
膜体と前記少なくとも1対の電極の近傍を覆う前記膜体
より導電性の大きい導体膜とからなる光制御デバイスに
おいて、前記導体膜が前記少なくとも1対の電極のそれ
ぞれの電極間の複数箇所で絶縁されている構造を特徴と
するものである。
【0013】また、本発明による光制御デバイスは、前
記導体膜の絶縁が2箇所からなり、かつ前記導体膜の絶
縁が前記少なくとも1対の電極の近傍でなされ、かつ前
記少なくとも1対の電極の間に形成された前記膜体の少
なくとも1部分の厚さが、他の部分に形成された前記膜
体の厚さより薄くなっている構造を有することを特徴と
するものである。
【0014】また、本発明による光制御デバイスは、前
記少なくとも1対の電極の間に形成された前記膜体の厚
さが、前記少なくとも1対の電極近傍まで他の部分に形
成された前記膜体の厚さより薄く、かつ前記導体膜の絶
縁が前記薄くせしめた前記膜体の表面に形成された構造
を有することを特徴とするものである。
【0015】また、本発明による光制御デバイスは、前
記導体膜の絶縁が2箇所からなり、かつ前記導体膜の絶
縁が前記少なくとも1対の電極の近傍でなされ、前記少
なくとも1対の電極の間に形成された前記膜体が少なく
とも1部分を除去された部分を有し、前記膜体が除去さ
れた部分に前記膜体より絶縁性が高い材料が形成された
構造を有することを特徴とするものである。
【0016】また、本発明による光制御デバイスは、前
記少なくとも1対の電極の間に形成された前記膜体がす
べて除去され、該膜体が除去された部分に前記膜体より
絶縁性が高い材料が形成され、かつ前記少なくとも1対
の電極の近傍でなされた絶縁が、前記絶縁性が高い材料
の表面でなされている構造を有することを特徴とするも
のである。さらにまた、本発明による光制御デバイス
は、前記少なくとも1対の電極の間に形成された前記膜
体の少なくとも一部分が除去された構造を有することを
特徴とするものである。
【0017】さらにまた、本発明による光制御デバイス
は、前記少なくとも1対の電極の間に形成された前記膜
体が除去され、かつ前記膜体の絶縁が、前記基板表面で
なされている構造を有することを特徴とするものであ
る。また、本発明において、焦電効果を有する基板と
は、雰囲気の温度変化などにより基板の温度が変動した
部分に電荷が発生するもので、例えば、LiNbO
LiTiOよりなる基板である。
【0018】
【作用】本発明による光制御デバイスを用いれば、導体
膜が電極間の複数箇所で絶縁している。このとき、焦電
効果により発生する電荷の局在は起こらず、温度ドリフ
トは発生しない。これにより導体膜の抵抗に与えられて
いた制限を無くすことができ、生産歩留まりが向上する
光制御デバイスが得られる。また、その絶縁が電極の近
傍で行われているため、外部印加電圧の降下は絶縁され
た部分で発生し、導体膜にかかる電圧は小さくなる。従
って、導体膜の膜中、導体膜の表面や導体膜と接してい
る層との界面を不純物などのキャリアの移動量が少なく
なり、DCドリフトが抑圧できる光制御デバイスが得ら
れる。
【0019】さらに、絶縁されたそれぞれの部分を電極
の近傍、すなわち2本の光導波路の近傍に設定している
ため、駆動電圧を決める外部印加電圧に対する2本の光
導波路(2a)(2b)の間に発生する電位差を従来構
造より大きくできる。従って、低電圧駆動の光制御デバ
イスが得られる。
【0020】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 [実施例1]図1は、本発明の一つの実施例に係わる光
制御デバイスの構造を示す断面図である。図1に示す光
制御デバイスは、LiNbO基板(1)の表面に形成
された2本のチャネル型光導波路(2a)(2b)から
なる光回路(5)と、光導波路(2a)(2b)の上に
バッファ層(3)を介して電極(4a)(4b)が形成
されている。また電極(4a)(4b)の近傍に導体膜
(6)が形成されている。
【0021】導体膜(6)は電極(4a)(4b)間を
導通されておらず、電極(4a)(4b)の近傍の箇所
で絶縁されている部分(7)(今後「絶縁部」と呼ぶ)
がある。なお、光回路(5)は方向性結合器、マッハツ
ェンダ型、バランスブリッジ型などである。バッファ層
(3)の役割には、光学的に透明で基板より屈折率が低
い材料を用いることで電極(4a)(4b)による導波
光の吸収を防ぐ役割であり、また電極(4a)(4b)
にマイクロ波を印加する場合に、バッファ層(3)の誘
電率や厚さなどを利用して電極(4a)(4b)を伝搬
するマイクロ波の速度の調整を行う役割などがある。
【0022】この2つの役割を果たす材料としては、主
にSiO系材料が用いられるが、導体膜(6)より導
電性の小さい、すなわち、絶縁性が大きいものであれば
何でもよく、その他にもITO(InO−Sn
)、Al、MgF、SiON、Si
、燐(P)、チタン(Ti)、ボロン(B)、ゲ
ルマニウム(Ge)などドーピングしたSiOが用い
られ、その堆積方法にはCVD法、スパッタリング法、
蒸着法などを用いる。電極(4a)(4b)の材料とし
ては、Au、Al、Mo、Cu、WSi、ITO、Zn
O系材料、導電性高分子などの各種の導電性物質が用い
られる。
【0023】また、導体膜(6)には、本実施例ではS
iを用いたが、その他にAu、Al、Mo、Cu、WS
iなどの金属材料、ITO、ZnO系、導電性高分子、
及びSiなどの半導体材料など導電性を有するものが用
いられる。また、本実施例における絶縁部(7)は、導
体膜(6)が無いことで形成されており、バッファ層
(3)により電極(4a)(4b)間の絶縁を得てい
る。なお、絶縁部(7)は通常のフォトリソグラヒィ法
を用いて形成した。なお、用いられる基板はLiNbO
基板に限らず、LiTiOなど焦電効果を有する基
板なら何でもよいことは明らかである。また、絶縁部の
箇数は2箇所でなくそれ以上であっても得られる効果は
同一であることは明らかである。
【0024】本発明の実施例において、導体膜(6)が
電極(4a)(4b)間の絶縁がごく1部のみで行われ
ている場合には、温度ドリフトの原因である焦電効果に
より発生する電荷の局在はおこらず、電荷は基板(1)
の表面に一様に分布し温度ドリフトは発生しないことを
見い出だした。従って、従来構造では電極(4a)(4
b)間のリーク電流による動作不良を避けるために、導
体膜(6)による電極(4a)(4b)間の抵抗を10
〜1010Ωにする必要があり、これを実現するため
に導体膜(6)の材料に制約を受けたり、抵抗値の制御
を行うために温度管理が厳しい熱処理などの製造工程を
加える必要があるため、製造工程が煩雑化し、またデバ
イスの歩留まりも劣化していた。本発明を用いれば、導
体膜の材料や抵抗に与えられていた制約を無くすること
ができ、生産歩留まりが向上する光制御デバイスを得る
ことができる。
【0025】また、図1の構造では、外部印加電圧の降
下は、導体膜(6)と絶縁部(7)の抵抗値の関係か
ら、導体膜(6)は小さく、絶縁部(7)が大きいこと
は自明である。従って、DCドリフトの発生原因である
印加電圧による不純物などのキャリアの移動が容易にな
される導体膜(6)の膜中、導体膜(6)の表面や導体
膜(6)と接している層との界面における電圧が従来構
造より小さくなる。よって、キャリアの移動が抑圧さ
れ、DCドリフトが小さい光制御デバイスを得ることが
できる。
【0026】[実施例2]図2(a)(b)は、本発明
のもう一つ実施例に係わる光制御デバイスの構造を示す
断面図である。図2(a)では、2箇所の絶縁部(7)
が電極(4a)(4b)の近傍に形成されて、また、電
極(4a)(4b)間のバッファ層(3)の1部が他の
部分のバッファ層(3)の厚さに比べて薄くなってい
る。本発明による温度ドリフト、及びDCドリフトに関
する効果は、図1に示した実施例と同一であるが、絶縁
部(7)が電極(4a)(4b)の近傍に形成されてい
るため、低電圧駆動化が可能になる。
【0027】すなわち、駆動電圧を決める外部電圧印加
に対する2本の光導波路(2a)(2b)の間に発生す
る電位差は、電極(4a)(4b)間を導体膜(6)で
導通させている場合には、導体膜(6)による基板
(1)に対して垂直と水平方向のそれぞれの電圧降下分
で決まる。しかしながら、本発明では、基板(1)に対
して水平方向の導体膜(6)にはほとんど電圧が印加さ
れないため、基板(1)に対して垂直方向及び水平方向
の電圧降下はバッファ層(3)でなされる。このとき電
極(4a)(4b)間のバッファ層(3)の1部が薄く
なっているため、水平方向の抵抗値は大きくなり、従来
構造に比べて外部印加電圧の水平方向の電圧降下は大き
くなる。
【0028】従って、2本の光導波路(2a)(2b)
の間に発生する電位差となる基板(1)に対して水平方
向の電位差は従来構造より大きくなる。つまり、低電圧
駆動が得られる。本発明の実施例では、バッファ層
(3)にはSiOを用い、バッファ層(3)の1部を
薄くするには、通常のフォトリソグラヒィ法を用いて
た。また、基板(1)、光導波路(2a)(2b)、導
体膜(6)には図1に示した実施例と同じものを用い
た。
【0029】図2(b)では、電極(4a)(4b)間
のバッファ層(3)が他の部分のバッファ層(3)の厚
さに比べて薄くなっており、かつ2箇所の絶縁部(7)
が電極(4a)(4b)の近傍で薄くなったバッファ層
(3)の上に形成されている。この構造により、基板
(1)に対して垂直方向の電圧降下はバッファ層(3)
と比較して抵抗値の小さい導体膜(6)でほぼ決まり、
基板(1)に対して水平方向の電圧降下は抵抗値の大き
い薄くなったバッファ層(3)で決まる。従って、図2
(a)の構造と比較してさらに低電圧駆動が得られる。
【0030】[実施例3]図3(a)(b)は、本発明
のもう一つ実施例に係わる光制御デバイスの構造を示す
断面図である。図3(a)では、2箇所の絶縁部(7)
が電極(4a)(4b)の近傍に形成されて、また、電
極(4a)(4b)間のバッファ層の1部が除去され、
その部分にバッファ層(3)より絶縁性の高い材料
(8)(今後「絶縁材」と呼ぶ)が形成されている。温
度ドリフト、DCドリフト及び低電圧駆動化に対する効
果は、図2に示した実施例と同一であるが、バッファ層
(3)の厚さを薄した図2の構造に比べて容易に基板
(1)に対して水平方向の抵抗値を大きくできるため、
低電圧駆動を簡単に得ることができる。
【0031】図3では、バッファ層には燐(P)をドー
ピングしたSiO(今後「PSG」と呼ぶ)を、絶縁
材には何もドーピングしないSiO(今後「NSG」
と呼ぶ)を用いた。PSGは燐(P)の濃度を選ぶこと
により、NSGより抵抗値を5分の1から1000万分
の1程度まで小さくできる。つまり、基板(1)に対し
て水平方向の電位差を限りなく外部印加電圧と同じ大き
さにできる。従って、低電圧駆動が可能になる。バッフ
ァ層(3)の1部の除去や絶縁材(8)の形成には、通
常のフォトリソグラヒィ法を用いてた。また、光導波路
(2a)(2b)、導体膜(6)の形成には図1に示し
た実施例と同じ材料と形成方法を用いた。なお、バッフ
ァ層(3)と絶縁材(8)の材料の組み合わせは、バッ
ファ層(3)と絶縁材(8)が導体膜(6)より導電性
が小さく、かつ絶縁材(8)がバッファ層(3)より絶
縁性が大きければ何でもよく、限定されないのは明らか
である。
【0032】図3(b)では、電極(4a)(4b)間
のバッファ層(3)が除去され、そこに絶縁材(8)が
形成され、かつ2箇所の絶縁部(7)が電極(4a)
(4b)の近傍で絶縁材(8)の上に形成されている。
この構造により、基板(1)に対して垂直方向の電圧降
下はバッファ層(3)と比較して抵抗値の小さい導体膜
(6)でほぼ決まり、基板(1)に対して水平方向の電
圧降下は抵抗値の大きい絶縁材(8)で決まる。従っ
て、図3(a)の構造と比較してさらに低電圧駆動が得
られる。
【0033】[実施例4]図4(a)(b)は、本発明
のもう一つ実施例に係わる光制御デバイスの構造を示す
断面図である。図4(a)では、2箇所の絶縁部(7)
が電極(4a)(4b)の近傍に形成されて、かつバッ
ファ層(3)の1部が除去されている。図2、図3に示
した実施例と同様に基板(1)に対して水平方向の抵抗
を大きくしている。従って温度ドリフト、DCドリフト
及び低電圧駆動化に対する効果は、図2、図3の実施例
と同一である。なお、バッファ層(3)の1部を除去す
るには、通常のフォトリソグラヒィ法を用いてた。ま
た、基板(1)、光導波路(2a)(2b)、導体膜
(6)には図1と同一の材料と形成方法を用いた。
【0034】図4(b)は、本発明の一実施例に係わる
光制御デバイスの構造を示す断面図である。図4(b)
では、電極(4a)(4b)のバッファ層(3)が除去
されており、かつ2箇所の絶縁部(7)が電極(4a)
(4b)の近傍の基板(1)の表面に形成されている。
従って、この構造により基板(1)に対して垂直方向の
電圧降下は、すべて導体膜(6)で決まり、基板(1)
に対して水平方向の電圧降下は通常はバッファ層(3)
よりも抵抗値の大きい基板(1)で決まる。
【0035】図4(b)では、基板(1)、光導波路
(2a)(2b)、導体膜(6)には図1と同じものを
用いたが、LiNbO基板(1)の体積抵抗率は、S
iOバッファ層(3)の体積抵抗率より2倍から10
00倍大きい。従って、図4(a)の構造と比較してさ
らに低電圧駆動が得られる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
体膜が電極間の複数箇所で絶縁されているので、温度ド
リフトを抑圧するための導体膜の抵抗に与えられていた
制限を無くすとともに、温度ドリフトはもちろんのこと
DCドリフトも抑圧し、さらに低い駆動電圧が得られる
高信頼で低駆動電圧の光制御デバイスを提供することが
できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一つの実施例の光制御デバイスの構
造を示す断面図
【図2】 本発明のもう一つの実施例の光制御デバイス
の構造を示す断面図
【図3】 本発明のもう一つの実施例の光制御デバイス
の構造を示す断面図
【図4】 本発明のもう一つの実施例の光制御デバイス
の構造を示す断面図
【図5】 従来例の光制御デバイスの構造を示す断面図
【図6】 従来例の光制御デバイスの構造を示す断面図
【図7】 従来例の光制御デバイスの構造を示す断面図
【符号の説明】
1 基板 2a、2b 光導波路 3 バッファ層 4a、4b 電極 5 光回路 6 導体膜 7 絶縁部 8 絶縁材

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焦電効果を有する基板表面に形成された
    光導波路と前記光導波路の近傍に形成された少なくとも
    1対の電極と少なくとも前記基板と前記電極の間に形成
    された膜体と前記少なくとも1対の電極の近傍を覆う前
    記膜体より導電性の大きい導体膜とからなる光制御デバ
    イスにおいて、前記導体膜が前記少なくとも1対の電極
    のそれぞれの電極間の複数箇所で絶縁されている構造を
    特徴とする光制御デバイス。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光制御デバイスにおい
    て、導体膜の絶縁が2箇所からなり、かつ前記導体膜の
    絶縁が少なくとも1対の電極の近傍でなされ、かつ前記
    少なくとも1対の電極の間に形成された膜体の少なくと
    も1部分の厚さが、他の部分に形成された前記膜体の厚
    さより薄くなっている構造を有することを特徴とする光
    制御デバイス。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の光制御デバイスにおい
    て、少なくとも1対の電極の間に形成された膜体の厚さ
    が、前記少なくとも1対の電極近傍まで他の部分に形成
    された前記膜体の厚さより薄く、かつ前記導体膜の絶縁
    が前記薄くせしめた前記膜体の表面に形成された構造を
    有することを特徴とする光制御デバイス。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の光制御デバイスにおい
    て、導体膜の絶縁が2箇所からなり、かつ前記導体膜の
    絶縁が少なくとも1対の電極の近傍でなされ、前記少な
    くとも1対の電極の間に形成された前記膜体が少なくと
    も1部分を除去された部分を有し、前記膜体が除去され
    た部分に前記膜体より絶縁性が高い材料が形成された構
    造を有することを特徴とする光制御デバイス。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の光制御デバイスにおい
    て、少なくとも1対の電極の間に形成された膜体がすべ
    て除去され、前記膜体が除去された部分に前記膜体より
    絶縁性が高い材料が形成され、かつ前記少なくとも1対
    の電極の近傍でなされた絶縁が、前記絶縁性が高い材料
    の表面でなされている構造を有することを特徴とする光
    制御デバイス。
  6. 【請求項6】 請求項2に記載の光制御デバイスにおい
    て、少なくとも1対の電極の間に形成された膜体の少な
    くとも一部分が除去された構造を有することを特徴とす
    る光制御デバイス。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の光制御デバイスにおい
    て、少なくとも1対の電極の間に形成された前記膜体が
    すべて除去され、かつ膜体の絶縁が、基板表面でなされ
    ている構造を有することを特徴とする光制御デバイス。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH103064A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 導波路型光デバイス
JPH1054964A (ja) * 1997-04-21 1998-02-24 Nec Corp 光制御デバイス
JP2003075791A (ja) * 2001-09-07 2003-03-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調器

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2850950B2 (ja) * 1996-01-19 1999-01-27 日本電気株式会社 導波型光デバイス
US6306722B1 (en) * 1999-05-03 2001-10-23 United Microelectronics Corp. Method for fabricating shallow trench isolation structure
GB2330664B (en) * 1997-10-21 2002-01-23 Integrated Optical Components The manufacture of integrated optical devices
US6044184A (en) * 1998-03-31 2000-03-28 Litton Systems Inc. Integrated optics chip with reduced thermal errors due to pyroelectric effects
US6128424A (en) * 1998-03-31 2000-10-03 Litton Systems Inc. Dual purpose input electrode structure for MIOCs (multi-function integrated optics chips)
JP3237620B2 (ja) 1998-08-25 2001-12-10 日本電気株式会社 光制御デバイスおよびその製造方法
US6211997B1 (en) * 1999-03-31 2001-04-03 Eastman Kodak Company Modulator for optical printing
US6480633B1 (en) * 1999-06-17 2002-11-12 Agere Systems Inc. Electro-optic device including a buffer layer of transparent conductive material
JP3401244B2 (ja) * 1999-06-28 2003-04-28 住友大阪セメント株式会社 電気光学素子
US6654534B1 (en) * 2000-11-13 2003-11-25 Bookham Technology, Plc Electrode, termination for reduced local heating in an optical device
WO2008048369A2 (en) * 2006-03-31 2008-04-24 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for modulation using a conductive waveguide
US20100310206A1 (en) * 2008-01-18 2010-12-09 Anritsu Corporation Optical modulator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56165122A (en) * 1980-05-24 1981-12-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Direct current drift preventing method in optical modulator and optical deflecting device
JPH03253815A (ja) * 1990-03-02 1991-11-12 Fujitsu Ltd 光導波路デバイス
JPH04195115A (ja) * 1990-11-28 1992-07-15 Nec Corp 光制御デバイス
JPH0643503A (ja) * 1990-05-15 1994-02-18 Oki Electric Ind Co Ltd 光デバイス

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6273207A (ja) * 1985-09-27 1987-04-03 Fujitsu Ltd 導波路光デイバイス
JPS62173428A (ja) * 1986-01-28 1987-07-30 Fujitsu Ltd 導波路光デバイス
US4861126A (en) * 1987-11-02 1989-08-29 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Low temperature intrinsic gettering technique
JPH01302325A (ja) * 1988-05-31 1989-12-06 Fujitsu Ltd 光導波路デバイスおよびその形成方法
US5153930A (en) * 1990-01-04 1992-10-06 Smiths Industries Aerospace & Defense Systems, Inc. Device employing a substrate of a material that exhibits the pyroelectric effect
JPH04179931A (ja) * 1990-11-14 1992-06-26 Oki Electric Ind Co Ltd 導波型光デバイス
US5339369A (en) * 1992-10-23 1994-08-16 General Microwave Israel Corporation High-speed external modulator
JP2555942B2 (ja) * 1993-08-27 1996-11-20 日本電気株式会社 光制御デバイス
JP3628342B2 (ja) * 1993-09-17 2005-03-09 富士通株式会社 誘電体光導波路デバイス
CA2133300C (en) * 1993-11-01 1999-04-27 Hirotoshi Nagata Optical waveguide device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56165122A (en) * 1980-05-24 1981-12-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Direct current drift preventing method in optical modulator and optical deflecting device
JPH03253815A (ja) * 1990-03-02 1991-11-12 Fujitsu Ltd 光導波路デバイス
JPH0643503A (ja) * 1990-05-15 1994-02-18 Oki Electric Ind Co Ltd 光デバイス
JPH04195115A (ja) * 1990-11-28 1992-07-15 Nec Corp 光制御デバイス

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH103064A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 導波路型光デバイス
US5982958A (en) * 1996-06-14 1999-11-09 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide modulator device
JPH1054964A (ja) * 1997-04-21 1998-02-24 Nec Corp 光制御デバイス
JP2003075791A (ja) * 2001-09-07 2003-03-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調器

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