JPH08194196A - 光導波路デバイスの製造方法 - Google Patents
光導波路デバイスの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は非対称な少なくとも２つの電極を有
する光導波路デバイスの製造方法に関し、動作安定性が
良好な光導波路デバイスの製造方法の提供を目的として
いる。 【構成】 基板２上に電極１２，１４を形成するステッ
プと、基板２及び電極１２，１４について高温下でアニ
ールを行って光導波路デバイスの動作特性を安定化させ
るステップとから構成する。
する光導波路デバイスの製造方法に関し、動作安定性が
良好な光導波路デバイスの製造方法の提供を目的として
いる。 【構成】 基板２上に電極１２，１４を形成するステッ
プと、基板２及び電極１２，１４について高温下でアニ
ールを行って光導波路デバイスの動作特性を安定化させ
るステップとから構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電体結晶からなる
基板に形成された光導波路に電界を加える非対称な少な
くとも２つの電極を有する光導波路デバイスの製造方法
に関する。
基板に形成された光導波路に電界を加える非対称な少な
くとも２つの電極を有する光導波路デバイスの製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）やタ
ンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）等の強誘電体結晶か
らなる基板の表面にＴｉ等の金属或いはその酸化物を熱
拡散させることにより光導波路を形成してなる光導波路
素子は、低損失、広帯域であると共に、プレーナ技術を
用いて量産が可能であるという特徴を有しており、広く
研究、開発され、実用段階に至っている。特に、光導波
路に対応して強誘電体結晶基板上に電極を配置し、電極
に印加する電圧を制御することにより光導波路の屈折率
を調整し、これにより変調動作等を行うようにした光変
調器その他の光導波路デバイスがその高速性から注目さ
れている。
ンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）等の強誘電体結晶か
らなる基板の表面にＴｉ等の金属或いはその酸化物を熱
拡散させることにより光導波路を形成してなる光導波路
素子は、低損失、広帯域であると共に、プレーナ技術を
用いて量産が可能であるという特徴を有しており、広く
研究、開発され、実用段階に至っている。特に、光導波
路に対応して強誘電体結晶基板上に電極を配置し、電極
に印加する電圧を制御することにより光導波路の屈折率
を調整し、これにより変調動作等を行うようにした光変
調器その他の光導波路デバイスがその高速性から注目さ
れている。
【０００３】この種の光導波路デバイスとしては、例え
ば、Ｙ分岐型、交差（Ｘ）型、方向性結合器型、マッハ
ツェンダ型（分岐緩衝型）、バランスブリッジ型のもの
が知られている。
ば、Ｙ分岐型、交差（Ｘ）型、方向性結合器型、マッハ
ツェンダ型（分岐緩衝型）、バランスブリッジ型のもの
が知られている。
【０００４】Ｙ分岐型光スイッチは、光導波路分岐部の
屈折率を印加電圧により制御して分岐比を変えることに
よりスイッチング動作を行うようにした１×２スイッチ
であり、多段化することにより１×Ｎのマトリックスス
イッチが得られる。
屈折率を印加電圧により制御して分岐比を変えることに
よりスイッチング動作を行うようにした１×２スイッチ
であり、多段化することにより１×Ｎのマトリックスス
イッチが得られる。
【０００５】交差（Ｘ）型光スイッチは、光導波路の交
差部の屈折率を印加電圧により制御することにより、回
折、全反射、モード干渉のいずれかによりスイッチング
動作を行う２×２スイッチであり、多段化することによ
りＮ×Ｎのマトリックススイッチを得ることができる。
差部の屈折率を印加電圧により制御することにより、回
折、全反射、モード干渉のいずれかによりスイッチング
動作を行う２×２スイッチであり、多段化することによ
りＮ×Ｎのマトリックススイッチを得ることができる。
【０００６】方向性結合器型光スイッチは、２本の平行
な光導波路を近接させた場合に起こる光パワーの移行を
支配している２本の光導波路間の位相差を印加電圧によ
る屈折率変化で制御する２×２スイッチであり、やはり
多段化することによりＮ×Ｎのマトリックススイッチを
構成することができる。
な光導波路を近接させた場合に起こる光パワーの移行を
支配している２本の光導波路間の位相差を印加電圧によ
る屈折率変化で制御する２×２スイッチであり、やはり
多段化することによりＮ×Ｎのマトリックススイッチを
構成することができる。
【０００７】マッハツェンダ型光変調器は、その両端が
結合された２本の光導波路間で、電圧印加により分岐後
の両光に位相差が生じるように屈折率を変化させ、結合
時の干渉により変調動作を行うようにしたものである。
結合された２本の光導波路間で、電圧印加により分岐後
の両光に位相差が生じるように屈折率を変化させ、結合
時の干渉により変調動作を行うようにしたものである。
【０００８】バランスブリッジ型光スイッチは、方向性
結合器型とマッハツェンダ型を組み合わせることによ
り、２×２光スイッチを構成したものであり、動作原理
はマッハツェンダ型とほぼ同じである。
結合器型とマッハツェンダ型を組み合わせることによ
り、２×２光スイッチを構成したものであり、動作原理
はマッハツェンダ型とほぼ同じである。
【０００９】ここで、マッハツェンダ型光変調器を例に
とり、その構成及び動作を簡単に説明する。マッハツェ
ンダ型光変調器は、例えば、Ｚカットされたニオブ酸リ
チウムの基板の表面に、チタンを熱拡散させて屈折率を
高めることによりその両端部近傍でそれぞれ結合された
一対の光導波路を形成し、その上にＳｉＯ2 からなるバ
ッファ層を形成し、更にこれの上に各光導波路に対応し
て一対の金属電極を形成して構成される。電極の一方は
信号電極であり、他方は接地電極である。
とり、その構成及び動作を簡単に説明する。マッハツェ
ンダ型光変調器は、例えば、Ｚカットされたニオブ酸リ
チウムの基板の表面に、チタンを熱拡散させて屈折率を
高めることによりその両端部近傍でそれぞれ結合された
一対の光導波路を形成し、その上にＳｉＯ2 からなるバ
ッファ層を形成し、更にこれの上に各光導波路に対応し
て一対の金属電極を形成して構成される。電極の一方は
信号電極であり、他方は接地電極である。
【００１０】入射された光は分岐されて、一対の光導波
路に至り、ここで信号電極及び接地電極間に駆動電圧が
加えられることにより、電気光学効果により、分岐され
た両光に位相差が生じる。これら両光を再び結合させて
光信号出力として取り出す。
路に至り、ここで信号電極及び接地電極間に駆動電圧が
加えられることにより、電気光学効果により、分岐され
た両光に位相差が生じる。これら両光を再び結合させて
光信号出力として取り出す。
【００１１】両光の位相差が０，πになるように駆動電
圧を設定すれば、例えば、オン−オフのデジタル信号が
得られる。
圧を設定すれば、例えば、オン−オフのデジタル信号が
得られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したマ
ッハツェンダ型光変調器においては、ＤＣ電圧の印加に
より動作点が変動したり（ＤＣドリフト）、温度変化に
より動作点が変動する（温度ドリフト）ため、動作安定
性に欠けるという問題がある。後者の温度ドリフトは、
強誘電体結晶が電気光学効果だけでなく焦電効果（温度
変化により結晶表面に電荷が発生する現象）や光弾性効
果（機械的ひずみの印加により屈折率が変化する現象）
を呈することに起因している。
ッハツェンダ型光変調器においては、ＤＣ電圧の印加に
より動作点が変動したり（ＤＣドリフト）、温度変化に
より動作点が変動する（温度ドリフト）ため、動作安定
性に欠けるという問題がある。後者の温度ドリフトは、
強誘電体結晶が電気光学効果だけでなく焦電効果（温度
変化により結晶表面に電荷が発生する現象）や光弾性効
果（機械的ひずみの印加により屈折率が変化する現象）
を呈することに起因している。
【００１３】焦電効果による温度特性は、強誘電体結晶
と電極との間にバッファ層（例えばＳｉＯ2 ）及び導電
性膜（例えばＳｉ）を介在させることにより大幅に改善
されることが知られている。光弾性効果の影響は、強誘
電体結晶が電極から受けるひずみが経時的に変化するた
めに、動作点が徐々に変動するという問題を内在してい
る。
と電極との間にバッファ層（例えばＳｉＯ2 ）及び導電
性膜（例えばＳｉ）を介在させることにより大幅に改善
されることが知られている。光弾性効果の影響は、強誘
電体結晶が電極から受けるひずみが経時的に変化するた
めに、動作点が徐々に変動するという問題を内在してい
る。
【００１４】以上、マッハツェンダ型光変調器が有する
問題点について説明したが、この問題は強誘電性結晶を
有する光導波路デバイスに共通のものである。本発明の
目的は、動作安定性が良好な光導波路デバイスの製造方
法を提供することにある。
問題点について説明したが、この問題は強誘電性結晶を
有する光導波路デバイスに共通のものである。本発明の
目的は、動作安定性が良好な光導波路デバイスの製造方
法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によると、強誘電
体結晶からなる基板に形成された光導波路に電界を加え
る非対称な少なくとも２つの電極を有する光導波路デバ
イスの製造方法であって、上記基板上に上記電極を形成
する第１のステップと、上記基板及び上記電極について
高温下でアニールを行って上記光導波路デバイスの動作
特性を安定化させる第２のステップとを備えた光導波路
デバイスの製造方法が提供される。
体結晶からなる基板に形成された光導波路に電界を加え
る非対称な少なくとも２つの電極を有する光導波路デバ
イスの製造方法であって、上記基板上に上記電極を形成
する第１のステップと、上記基板及び上記電極について
高温下でアニールを行って上記光導波路デバイスの動作
特性を安定化させる第２のステップとを備えた光導波路
デバイスの製造方法が提供される。
【００１６】
【作用】ニオブ酸リチウム等の強誘電体結晶の誘電率は
高いので、強誘電体結晶からなる基板上に電極を形成し
て光導波路デバイスを製造する場合には、その高速動作
性を確保するために、電極を厚く形成することが有効で
ある。そのための電極形成方法として、金メッキによる
ものがある。通常、メッキは８０°Ｃ前後の温度下で行
われるので、メッキにより形成された電極には内部応力
が発生しており、この応力により電極の下の光導波路に
ひずみが生じ、その屈折率が変化することとなる。
高いので、強誘電体結晶からなる基板上に電極を形成し
て光導波路デバイスを製造する場合には、その高速動作
性を確保するために、電極を厚く形成することが有効で
ある。そのための電極形成方法として、金メッキによる
ものがある。通常、メッキは８０°Ｃ前後の温度下で行
われるので、メッキにより形成された電極には内部応力
が発生しており、この応力により電極の下の光導波路に
ひずみが生じ、その屈折率が変化することとなる。
【００１７】この屈折率変化により、例えばマッハツェ
ンダ型光変調器にあっては、応力が加わっていない場合
と比べて動作点電圧がずれる。また、電極の内部応力が
緩和される過程において、動作点が経時変化することと
なる。
ンダ型光変調器にあっては、応力が加わっていない場合
と比べて動作点電圧がずれる。また、電極の内部応力が
緩和される過程において、動作点が経時変化することと
なる。
【００１８】もし、光導波路に電界を加えるための電極
が光導波路に対して対称な形状を有しているとすれば、
光導波路には均等なひずみが生じるので上述の動作点の
ずれは顕著なものではない。
が光導波路に対して対称な形状を有しているとすれば、
光導波路には均等なひずみが生じるので上述の動作点の
ずれは顕著なものではない。
【００１９】しかし、光導波路に電界を加えるための電
極が非対称な形状を有している場合には、温度ドリフト
は実用上甚だ有害である。非対称な形状を有する電極
は、高速変調用のマッハツェンダ型光変調器に代表され
るような進行波型の光導波路デバイスにおいて使用され
る。進行波型のマッハツェンダ型光変調器においては、
信号電極を伝播する電気信号と光導波路を伝播する光と
が同じ方向に進行するようにするために信号電極は光導
波路に沿って細長く形成されており、これに対して、接
地電極は、広帯域化を図るために大きな面積を有するよ
うに設計される。このような信号電極及び接地電極の非
対称性により温度ドリフトは避けられない。
極が非対称な形状を有している場合には、温度ドリフト
は実用上甚だ有害である。非対称な形状を有する電極
は、高速変調用のマッハツェンダ型光変調器に代表され
るような進行波型の光導波路デバイスにおいて使用され
る。進行波型のマッハツェンダ型光変調器においては、
信号電極を伝播する電気信号と光導波路を伝播する光と
が同じ方向に進行するようにするために信号電極は光導
波路に沿って細長く形成されており、これに対して、接
地電極は、広帯域化を図るために大きな面積を有するよ
うに設計される。このような信号電極及び接地電極の非
対称性により温度ドリフトは避けられない。
【００２０】発明者の実験によると、電極に生じた内部
応力は高温下でアニールを行うことによって緩和され、
また、アニール温度が高いほど緩和に要する時間が短く
なることが明らかになった。
応力は高温下でアニールを行うことによって緩和され、
また、アニール温度が高いほど緩和に要する時間が短く
なることが明らかになった。
【００２１】本発明の光導波路デバイスの製造方法にお
いては、強誘電体結晶からなる基板に電極を形成した後
に、基板及び電極について高温下でアニールを行うよう
にしているので、経時的変動を解消して光導波路デバイ
スの動作特性（例えばマッハツェンダ型光変調器の動作
点）を安定化させることができる。
いては、強誘電体結晶からなる基板に電極を形成した後
に、基板及び電極について高温下でアニールを行うよう
にしているので、経時的変動を解消して光導波路デバイ
スの動作特性（例えばマッハツェンダ型光変調器の動作
点）を安定化させることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に沿って詳
細に説明する。図１は本発明を適用可能なマッハツェン
ダ型光変調器の一例を示す平面図、図２はＡ−Ａ断面図
である。この光変調器は、ＺカットＬｉＮｂＯ3 （ニオ
ブ酸リチウム）からなる基板にＴｉ（チタン）を熱拡散
させて光導波路を形成し、この光導波路に電界を印加さ
せるための各電極を設けて構成されている。
細に説明する。図１は本発明を適用可能なマッハツェン
ダ型光変調器の一例を示す平面図、図２はＡ−Ａ断面図
である。この光変調器は、ＺカットＬｉＮｂＯ3 （ニオ
ブ酸リチウム）からなる基板にＴｉ（チタン）を熱拡散
させて光導波路を形成し、この光導波路に電界を印加さ
せるための各電極を設けて構成されている。
【００２３】基板２上に形成された光導波路は、図示し
ない光源からの光が供給される入力ポート４と、入力ポ
ート４からの光を二分岐して伝播させる一対の分岐導波
路６及び８と、分岐導波路６及び８の伝播光を合流して
出力する出力ポート１０とを有している。
ない光源からの光が供給される入力ポート４と、入力ポ
ート４からの光を二分岐して伝播させる一対の分岐導波
路６及び８と、分岐導波路６及び８の伝播光を合流して
出力する出力ポート１０とを有している。
【００２４】一方の分岐導波路６上には信号電極１２が
設けられており、他方の分岐導波路８上には接地電極１
４が設けられている。基板２と各電極との間には、Ｓｉ
Ｏ2等の絶縁体からなるバッファ層１６と、各電極の抵
抗率よりは十分に大きいが電荷の移動を可能にする程度
の抵抗率を有するＳｉ等からなる導電層１８とがこの順
に積層されている。導電層１８は焦電効果による温度特
性の変動を抑制するためのものである。尚、バッファ層
１６及び導電層１８は図面が不明瞭にならないように図
１には図示されていない。
設けられており、他方の分岐導波路８上には接地電極１
４が設けられている。基板２と各電極との間には、Ｓｉ
Ｏ2等の絶縁体からなるバッファ層１６と、各電極の抵
抗率よりは十分に大きいが電荷の移動を可能にする程度
の抵抗率を有するＳｉ等からなる導電層１８とがこの順
に積層されている。導電層１８は焦電効果による温度特
性の変動を抑制するためのものである。尚、バッファ層
１６及び導電層１８は図面が不明瞭にならないように図
１には図示されていない。
【００２５】駆動信号は信号電極１２と接地電極１４の
間に印加される。信号電極１２は、駆動信号により電界
が分岐導波路６の伝搬光の伝搬方向と同一の方向に伝搬
するように、進行波型に構成されている。即ち、信号電
極１２は分岐導波路６に沿って細長く形成されている。
間に印加される。信号電極１２は、駆動信号により電界
が分岐導波路６の伝搬光の伝搬方向と同一の方向に伝搬
するように、進行波型に構成されている。即ち、信号電
極１２は分岐導波路６に沿って細長く形成されている。
【００２６】これに対して、接地電極１４は、広帯域化
を図るために、十分に大きな面積を有するように設けら
れている。このような信号電極１２及び接地電極１４の
非対称性により動作点ドリフトが生じることは前述した
通りである。
を図るために、十分に大きな面積を有するように設けら
れている。このような信号電極１２及び接地電極１４の
非対称性により動作点ドリフトが生じることは前述した
通りである。
【００２７】駆動信号は、信号電極１２の上記伝搬方向
上流側の端部１２Ａから供給される。また、信号電極１
２の上記伝搬方向下流側の端部１２Ｂと接地電極１４の
間には例えば５０Ωの終端抵抗器が接続される。
上流側の端部１２Ａから供給される。また、信号電極１
２の上記伝搬方向下流側の端部１２Ｂと接地電極１４の
間には例えば５０Ωの終端抵抗器が接続される。
【００２８】信号電極１２を進行波型に構成することに
よって、そうでない場合と比較してより高速な変調が可
能になる。図３は、図１及び図２に示される光変調器２
の入出力特性を示す図である。符号２０は動作点ドリフ
トを生ずる前の特性を示し、符号２２は動作点ドリフト
を生じた場合の特性を示す。
よって、そうでない場合と比較してより高速な変調が可
能になる。図３は、図１及び図２に示される光変調器２
の入出力特性を示す図である。符号２０は動作点ドリフ
トを生ずる前の特性を示し、符号２２は動作点ドリフト
を生じた場合の特性を示す。
【００２９】ここで、「動作点ドリフト」は、出力光強
度と駆動電圧の関係を表す動作特性曲線の電圧増減方向
へのドリフトのことである。マッハツェンダ型光変調器
の動作特性曲線は、図示されるように電圧の変化に対し
て周期性を有する。
度と駆動電圧の関係を表す動作特性曲線の電圧増減方向
へのドリフトのことである。マッハツェンダ型光変調器
の動作特性曲線は、図示されるように電圧の変化に対し
て周期性を有する。
【００３０】従って、駆動信号の各論理値（「０」及び
「１」）に対応して出力光強度の極小値及び極大値が得
られる駆動電圧Ｖ0 及びＶ1 を用いることにより、効率
的な２値変調を行うことができる。
「１」）に対応して出力光強度の極小値及び極大値が得
られる駆動電圧Ｖ0 及びＶ1 を用いることにより、効率
的な２値変調を行うことができる。
【００３１】出力される光信号にあっては、動作点ドリ
フトが発生するときに、駆動電圧Ｖ 0 及びＶ1 が一定で
あると、上述の周期性により波形歪み及び消光比劣化が
生じる。このため、動作点ドリフトが発生したときに、
そのドリフトをｄＶとすると、駆動電圧Ｖ0 及びＶ1 を
それぞれＶ0 ＋ｄＶ及びＶ1 ＋ｄＶとして、動作点ドリ
フトを補償することが望ましい。
フトが発生するときに、駆動電圧Ｖ 0 及びＶ1 が一定で
あると、上述の周期性により波形歪み及び消光比劣化が
生じる。このため、動作点ドリフトが発生したときに、
そのドリフトをｄＶとすると、駆動電圧Ｖ0 及びＶ1 を
それぞれＶ0 ＋ｄＶ及びＶ1 ＋ｄＶとして、動作点ドリ
フトを補償することが望ましい。
【００３２】動作点ドリフトを補償するための自動バイ
アス制御回路としては、例えば、駆動信号の一方又は両
方の論理レベルに低周波信号を重畳して光変調器を駆動
し、出力される光信号から検出される低周波信号の位相
により動作点を制御するようにしたものが知られてい
る。
アス制御回路としては、例えば、駆動信号の一方又は両
方の論理レベルに低周波信号を重畳して光変調器を駆動
し、出力される光信号から検出される低周波信号の位相
により動作点を制御するようにしたものが知られてい
る。
【００３３】しかし、このような自動バイアス制御回路
が採用されている場合であっても、駆動信号の振幅が約
５Ｖであるのに対して温度ドリフトが１〜２Ｖあること
を考慮すると、動作点の初期設定の容易化という観点か
らは、ドリフトはできるだけ小さいことが望ましい。
が採用されている場合であっても、駆動信号の振幅が約
５Ｖであるのに対して温度ドリフトが１〜２Ｖあること
を考慮すると、動作点の初期設定の容易化という観点か
らは、ドリフトはできるだけ小さいことが望ましい。
【００３４】本実施例では、動作点ドリフト、特に温度
ドリフトをできるだけ小さく抑えるために、次のような
製造工程が採用される。図４は、本発明の実施例におけ
るマッハツェンダ型光変調器の製造工程を示すフローチ
ャートである。まず、ステップ１０１では、図２の基板
２の母材となるＺカットＬｉＮｂＯ3 からなるウエハ２
４（図５参照）にＴｉを熱拡散させて複数の光導波路２
６を形成する。各光導波路には図２の分岐導波路６及び
８がそれぞれ含まれている。光導波路２６の形成に際し
ては、レジスト及びマスキングを用いた通常のプレーナ
技術を採用することができる。
ドリフトをできるだけ小さく抑えるために、次のような
製造工程が採用される。図４は、本発明の実施例におけ
るマッハツェンダ型光変調器の製造工程を示すフローチ
ャートである。まず、ステップ１０１では、図２の基板
２の母材となるＺカットＬｉＮｂＯ3 からなるウエハ２
４（図５参照）にＴｉを熱拡散させて複数の光導波路２
６を形成する。各光導波路には図２の分岐導波路６及び
８がそれぞれ含まれている。光導波路２６の形成に際し
ては、レジスト及びマスキングを用いた通常のプレーナ
技術を採用することができる。
【００３５】続いてステップ１０２では、図２のバッフ
ァ層１６に相当するバッファ層がウエハ２４上に形成さ
れる。そしてステップ１０３では、バッファ層の上に図
２の導電層１８に相当する導電層が形成される。
ァ層１６に相当するバッファ層がウエハ２４上に形成さ
れる。そしてステップ１０３では、バッファ層の上に図
２の導電層１８に相当する導電層が形成される。
【００３６】さらにステップ１０４では、図２の信号電
極１２及び接地電極１４がそれぞれの光導波路２６に対
して形成される。しかる後、ステップ１０５では、各光
変調器がウエハ２４から切り出され、光導波路２６の数
に相当する数の光変調器が得られる。
極１２及び接地電極１４がそれぞれの光導波路２６に対
して形成される。しかる後、ステップ１０５では、各光
変調器がウエハ２４から切り出され、光導波路２６の数
に相当する数の光変調器が得られる。
【００３７】最後にステップ１０６では、各光変調器に
ついて高温下でのアニーリングが行われる。ここで、光
変調器をウエハから切り出した後にアニーリングを行っ
ているのは次の理由による。即ち、ウエハのままでアニ
ーリングを行うと、加熱に際して焦電効果によりウエハ
の表裏面に生じる大きな電位差によって表裏面間で放電
が生じ、ウエハの縁に位置する光導波路等が破壊される
恐れがあるのに対して、各光変調器を切り出した後であ
れば、その表面積がウエハの全表面積よりも十分に小さ
いことにより放電の恐れが少ないからである。
ついて高温下でのアニーリングが行われる。ここで、光
変調器をウエハから切り出した後にアニーリングを行っ
ているのは次の理由による。即ち、ウエハのままでアニ
ーリングを行うと、加熱に際して焦電効果によりウエハ
の表裏面に生じる大きな電位差によって表裏面間で放電
が生じ、ウエハの縁に位置する光導波路等が破壊される
恐れがあるのに対して、各光変調器を切り出した後であ
れば、その表面積がウエハの全表面積よりも十分に小さ
いことにより放電の恐れが少ないからである。
【００３８】図６はアニーリングに際しての動作点の経
時変動を示すグラフである。縦軸は動作点の変化
（Ｖ）、横軸は時間（Ｈｒ）を表している。このグラフ
は、同一条件で製作されたマッハツェンダ型光変調器を
８５°Ｃ及び１１０°Ｃの各温度でアニーリングした場
合の経過時間とその各経過時間後に常温に戻して測定し
た動作点電圧の変化との関係を示している。アニーリン
グを行うことにより、動作点が飽和し、動作点の安定化
が可能になっている。
時変動を示すグラフである。縦軸は動作点の変化
（Ｖ）、横軸は時間（Ｈｒ）を表している。このグラフ
は、同一条件で製作されたマッハツェンダ型光変調器を
８５°Ｃ及び１１０°Ｃの各温度でアニーリングした場
合の経過時間とその各経過時間後に常温に戻して測定し
た動作点電圧の変化との関係を示している。アニーリン
グを行うことにより、動作点が飽和し、動作点の安定化
が可能になっている。
【００３９】これは、８０°Ｃ前後でメッキにより作成
された金電極の構造内部或いはその直下の光導波路に生
じた内部応力がアニーリングにより緩和されることや、
メッキに際して金電極の内部に残留した不純物がアニー
リングにより蒸発して金電極が粗構造になり基板への応
力が小さくなることが要因と考えられる。
された金電極の構造内部或いはその直下の光導波路に生
じた内部応力がアニーリングにより緩和されることや、
メッキに際して金電極の内部に残留した不純物がアニー
リングにより蒸発して金電極が粗構造になり基板への応
力が小さくなることが要因と考えられる。
【００４０】発明者の実験によると、アニーリングに際
しての動作点の変化に伴って、接地電極及び信号電極の
電気抵抗が変化することが明らかになった。即ち、例え
ば信号電極の両端の電気抵抗を測定しながらアニーリン
グを行うと、電気抵抗の測定値は図６における動作点の
変化と同様に変化するのである。
しての動作点の変化に伴って、接地電極及び信号電極の
電気抵抗が変化することが明らかになった。即ち、例え
ば信号電極の両端の電気抵抗を測定しながらアニーリン
グを行うと、電気抵抗の測定値は図６における動作点の
変化と同様に変化するのである。
【００４１】従って、信号電極又は接地電極の少なくと
も一部の電気抵抗を測定しながらアニーリングを行い、
電気抵抗の測定値の変化が飽和したことをもって動作特
性が安定したと確認することができるのである。
も一部の電気抵抗を測定しながらアニーリングを行い、
電気抵抗の測定値の変化が飽和したことをもって動作特
性が安定したと確認することができるのである。
【００４２】この発見は極めて重要である。なぜなら
ば、動作点の変化を実際に測定するためには光導波路に
光を結合させておく必要があり、そのためには一般に光
導波路の端部に光ファイバを結合しておくわけである
が、この場合光ファイバの使用可能温度に制限されてあ
まり高温でのアニーリングを行うことができないからで
ある。つまり、電極の電気抵抗の測定によって動作点の
変化の測定に代えることによって、アニーリング温度の
制限がなくなるのである。
ば、動作点の変化を実際に測定するためには光導波路に
光を結合させておく必要があり、そのためには一般に光
導波路の端部に光ファイバを結合しておくわけである
が、この場合光ファイバの使用可能温度に制限されてあ
まり高温でのアニーリングを行うことができないからで
ある。つまり、電極の電気抵抗の測定によって動作点の
変化の測定に代えることによって、アニーリング温度の
制限がなくなるのである。
【００４３】動作点の安定化は次のようにして知ること
もできる。ここでは、基板の光導波路の近傍にダミー光
導波路とダミー光導波路に電界を与える対称な少なくと
も２つのダミー電極とからなるダミー光変調器を設けて
おき、特性を安定化させるべきマッハツェンダ型光変調
器の動作点がダミー光変調器の動作点に等しくなったこ
とをもってアニーリングを終了させる。ダミー光変調器
はマッハツェンダ型光変調器と同等の光学的特性を有す
るように設定される。この設計は容易である。なぜなら
ば、プレーナ技術によって極めて近似した形状の光導波
路を基板上に形成することができるからである。
もできる。ここでは、基板の光導波路の近傍にダミー光
導波路とダミー光導波路に電界を与える対称な少なくと
も２つのダミー電極とからなるダミー光変調器を設けて
おき、特性を安定化させるべきマッハツェンダ型光変調
器の動作点がダミー光変調器の動作点に等しくなったこ
とをもってアニーリングを終了させる。ダミー光変調器
はマッハツェンダ型光変調器と同等の光学的特性を有す
るように設定される。この設計は容易である。なぜなら
ば、プレーナ技術によって極めて近似した形状の光導波
路を基板上に形成することができるからである。
【００４４】以上の実施例はマッハツェンダ型光変調器
についてのものであるが、本発明はバランスブリッジ型
光スイッチその他の光導波路デバイスにも適用可能であ
る。また、基板の材質がニオブ酸リチウムであるとした
が、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）その他の強誘
電体結晶からなる基板を用いた光導波路デバイスにも本
発明は適用可能である。
についてのものであるが、本発明はバランスブリッジ型
光スイッチその他の光導波路デバイスにも適用可能であ
る。また、基板の材質がニオブ酸リチウムであるとした
が、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）その他の強誘
電体結晶からなる基板を用いた光導波路デバイスにも本
発明は適用可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
動作安定性が良好な光導波路デバイスの製造方法の提供
が可能になるという効果が生じる。
動作安定性が良好な光導波路デバイスの製造方法の提供
が可能になるという効果が生じる。
【図１】本発明を適用可能なマッハツェンダ型光変調器
の一例を示す平面図である。
の一例を示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】マッハツェンダ型光変調器の動作特性を示す図
である。
である。
【図４】本発明の実施例における製造工程を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図５】本発明の実施例におけるウエハの平面図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施例における動作点変化と時間の関
係を表すグラフである。
係を表すグラフである。
２ 基板 ６，８ 分岐光導波路 １２ 信号電極 １４ 接地電極
Claims (7)
- 【請求項１】 強誘電体結晶からなる基板に形成された
光導波路に電界を加える非対称な少なくとも２つの電極
を有する光導波路デバイスの製造方法であって、 上記基板に上記電極を形成する第１のステップと、 上記基板及び上記電極について高温下でアニールを行っ
て上記光導波路デバイスの動作特性を安定化させる第２
のステップとを備えた光導波路デバイスの製造方法。 - 【請求項２】 上記光導波路デバイスをウエハから切り
出すステップをさらに備え、 該ステップの後に上記第２のステップが行われる請求項
１に記載の光導波路デバイスの製造方法。 - 【請求項３】 上記第２のステップは、上記電極の少な
くとも一部の電気抵抗を測定するステップを含み、その
測定値の変化が飽和したことをもって上記動作特性が安
定化したことが確認される請求項１に記載の光導波路デ
バイスの製造方法。 - 【請求項４】 上記光導波路デバイスはマッハツェンダ
型光変調器である請求項１に記載の光導波路デバイスの
製造方法。 - 【請求項５】 上記光導波路デバイスは、上記基板の上
記光導波路の近傍に形成されたダミー光導波路と、該ダ
ミー光導波路に電界を加える対称な少なくとも２つのダ
ミー電極とをさらに有し、 上記ダミー光導波路及び上記ダミー電極は上記マッハツ
ェンダ型光変調器と同等の光学的特性を有するダミー光
変調器を構成し、 上記第２のステップは、上記マッハツェンダ型光変調器
の動作点が上記ダミー光変調器の動作点に等しくなった
ことをもって上記動作特性が安定化したことが確認され
る請求項４に記載の光導波路デバイスの製造方法。 - 【請求項６】 上記強誘電体結晶がニオブ酸リチウムで
ある請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法。 - 【請求項７】 上記強誘電体結晶がタンタル酸リチウム
である請求項１に記載の光導波路デバイスの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00451395A JP3544020B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 光導波路デバイスの製造方法 |
| US08/510,090 US5679291A (en) | 1995-01-13 | 1995-08-01 | Method of fabricating optical waveguide device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00451395A JP3544020B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 光導波路デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08194196A true JPH08194196A (ja) | 1996-07-30 |
| JP3544020B2 JP3544020B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=11586143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00451395A Expired - Lifetime JP3544020B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 光導波路デバイスの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5679291A (ja) |
| JP (1) | JP3544020B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6914918B2 (en) | 1995-06-02 | 2005-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| WO2013012023A1 (ja) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子及びその製造方法 |
| JP2013020029A (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-31 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 検査用電極付きウエハ及びその電極の屈折率測定方法 |
| JP2013024949A (ja) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子の製造方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6282356B1 (en) * | 1999-04-07 | 2001-08-28 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. | Optical waveguide device with enhanced stability |
| EP1197784A4 (en) * | 1999-06-28 | 2004-03-24 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | OPTOELECTRONIC COMPONENT AND ITS MANUFACTURING METHOD |
| US6976792B1 (en) | 2000-09-26 | 2005-12-20 | International Business Machines Corporation | Optical fiber space transformation |
| US20020109893A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-08-15 | Mehrdad Givehchi | Methods and apparatus for generating return-to-zero optically encoded data stream |
| US7123784B2 (en) * | 2003-04-24 | 2006-10-17 | Seikoh Giken Co., Ltd. | Electro-optic modulator with particular diffused buffer layer |
| JP4771067B2 (ja) * | 2005-12-01 | 2011-09-14 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 光干渉による光スイッチシステム |
| US8358889B2 (en) * | 2009-05-27 | 2013-01-22 | Redfern Integrated Optics | Device fabrication with planar bragg gratings suppressing parasitic effects |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01232811A (ja) * | 1988-03-12 | 1989-09-18 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子の製造方法 |
| CA2011954C (en) * | 1989-03-14 | 1994-02-22 | Hiroshi Hamano | Optical modulator |
| JP3021888B2 (ja) * | 1991-12-04 | 2000-03-15 | 住友金属鉱山株式会社 | 光導波路機能素子及びその製造方法 |
| EP0553568B1 (en) * | 1991-12-27 | 1998-08-26 | Fujitsu Limited | Optical waveguide device with reduced DC drift |
| 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 |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP00451395A patent/JP3544020B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-01 US US08/510,090 patent/US5679291A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| US6914918B2 (en) | 1995-06-02 | 2005-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7101723B2 (en) | 1995-06-02 | 2006-09-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7295583B2 (en) | 1995-06-02 | 2007-11-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7339960B2 (en) | 1995-06-02 | 2008-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7382811B2 (en) | 1995-06-02 | 2008-06-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7570677B2 (en) | 1995-06-02 | 2009-08-04 | Panasonic Corporation | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7623559B2 (en) | 1995-06-02 | 2009-11-24 | Panasonic Corporation | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| JP2013020029A (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-31 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 検査用電極付きウエハ及びその電極の屈折率測定方法 |
| WO2013012023A1 (ja) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子及びその製造方法 |
| JP2013024949A (ja) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子の製造方法 |
| US9223158B2 (en) | 2011-07-19 | 2015-12-29 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide element and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3544020B2 (ja) | 2004-07-21 |
| US5679291A (en) | 1997-10-21 |
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