JPH08227084A - 変調器としてのｔｅモードの電気光学セルおよびその製造方法 - Google Patents
変調器としてのｔｅモードの電気光学セルおよびその製造方法Info
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- JPH08227084A JPH08227084A JP7275888A JP27588895A JPH08227084A JP H08227084 A JPH08227084 A JP H08227084A JP 7275888 A JP7275888 A JP 7275888A JP 27588895 A JP27588895 A JP 27588895A JP H08227084 A JPH08227084 A JP H08227084A
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- 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
- G02F1/00—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
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- G02F1/065—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 electro-optical organic material in an optical waveguide structure
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の電気光学変調セルにおいては、制御電
圧、およびバイアス電圧を低減することができなかっ
た。 【解決手段】 電界が印加された状況下において屈折率
が変化し得る非線形性材料１２からなる活性領域１０を
有する少なくとも１つの光ガイド部６と、光ガイド部６
の各側部に位置して電界を印加するための制御電極１６
とを備えるＴＥモードの電気光学変調セルであって、制
限材料からなるとともに前記活性領域に対して両側部に
それぞれが位置しかつ前記制御電極１６間に位置する複
数の領域１４を備え、制限材料は、活性領域をなす材料
の屈折率よりも小さい屈折率および小さい電気抵抗を有
する。
圧、およびバイアス電圧を低減することができなかっ
た。 【解決手段】 電界が印加された状況下において屈折率
が変化し得る非線形性材料１２からなる活性領域１０を
有する少なくとも１つの光ガイド部６と、光ガイド部６
の各側部に位置して電界を印加するための制御電極１６
とを備えるＴＥモードの電気光学変調セルであって、制
限材料からなるとともに前記活性領域に対して両側部に
それぞれが位置しかつ前記制御電極１６間に位置する複
数の領域１４を備え、制限材料は、活性領域をなす材料
の屈折率よりも小さい屈折率および小さい電気抵抗を有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＥモードの電気
光学セル、およびその製造方法に関するものである。特
に、非線形性ポリマー材料、非線形性複合材料、あるい
は液晶を有する電気光学セルに関するものである。これ
らのセルは、電気光学的な変調器に使用される。ＴＥモ
ードの電気光学セルというのは、いわゆる電界が直交す
る電磁界極性（伝搬方向により決定される入射面に対し
て電界が垂直であり、かつ、伝搬面に対して電界が垂直
である）において最適な方法で機能することが可能な電
気光学セルのことである。したがって、本発明は、信号
処理、光学的な遠距離通信、センサ・スペクトルアナラ
イザ・干渉デバイスの製作の分野において数々の応用が
考えられる。中でも好適な応用は、例えばＭａｃｈ−Ｚ
ｅｈｎｄｅｒ干渉計である。
光学セル、およびその製造方法に関するものである。特
に、非線形性ポリマー材料、非線形性複合材料、あるい
は液晶を有する電気光学セルに関するものである。これ
らのセルは、電気光学的な変調器に使用される。ＴＥモ
ードの電気光学セルというのは、いわゆる電界が直交す
る電磁界極性（伝搬方向により決定される入射面に対し
て電界が垂直であり、かつ、伝搬面に対して電界が垂直
である）において最適な方法で機能することが可能な電
気光学セルのことである。したがって、本発明は、信号
処理、光学的な遠距離通信、センサ・スペクトルアナラ
イザ・干渉デバイスの製作の分野において数々の応用が
考えられる。中でも好適な応用は、例えばＭａｃｈ−Ｚ
ｅｈｎｄｅｒ干渉計である。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、光波をガイドするための構造
は、基板上に積層されたバッファ層、活性層、上部層か
ら構成されることが指摘される。この場合、活性層は、
バッファ層、上部層の屈折率よりも大きな屈折率を有し
ている。
は、基板上に積層されたバッファ層、活性層、上部層か
ら構成されることが指摘される。この場合、活性層は、
バッファ層、上部層の屈折率よりも大きな屈折率を有し
ている。
【０００３】電気光学効果は、電界の作用のもとにおい
て材料の屈折率を制御し得るものであり、それゆえ、光
信号の位相変調・強度変調、光信号の極性変更等、様々
な機能をもたらす。電界は、以降の説明において”制御
電極”と称される電極により活性材料に印加される。こ
れに関しては、発明の詳細な説明の最後に記す参考文献
１および２を参照することができる。
て材料の屈折率を制御し得るものであり、それゆえ、光
信号の位相変調・強度変調、光信号の極性変更等、様々
な機能をもたらす。電界は、以降の説明において”制御
電極”と称される電極により活性材料に印加される。こ
れに関しては、発明の詳細な説明の最後に記す参考文献
１および２を参照することができる。
【０００４】電気光学的な変調器のためのセルを製作す
るために、活性層としては、例えば、商品名がＤＲ１−
ＰＭＭＡ（米国のＩＢＭにより販売されている）、ある
いはＰＵ１１（Ｆｌａｍｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｆｒａｎｃｅにより販売されている）のような非線形性
ポリマーが使用される。
るために、活性層としては、例えば、商品名がＤＲ１−
ＰＭＭＡ（米国のＩＢＭにより販売されている）、ある
いはＰＵ１１（Ｆｌａｍｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｆｒａｎｃｅにより販売されている）のような非線形性
ポリマーが使用される。
【０００５】これらのポリマーが二次の効果、この場
合、屈折率の制御を示すためには、これらのポリマーの
すべての発色団が同じ方向に配向させられることが必要
である。この方向は、電界の印加を可能とする電極の位
置、および操作のモードに依存している。最も大きな電
気光学係数を得るためには、磁界が直交するモード（Ｔ
Ｍモード）で操作する場合には、制御電極は、活性領域
の上下に位置することになり、電界が直交するモード
（ＴＥモード）で操作する場合には、制御電極は、活性
領域の両側方に位置することになる。電極の配置に関す
るポリマーの配向は、例えば発明の詳細な説明の最後に
挙げた参考文献３の中に記述されている。
合、屈折率の制御を示すためには、これらのポリマーの
すべての発色団が同じ方向に配向させられることが必要
である。この方向は、電界の印加を可能とする電極の位
置、および操作のモードに依存している。最も大きな電
気光学係数を得るためには、磁界が直交するモード（Ｔ
Ｍモード）で操作する場合には、制御電極は、活性領域
の上下に位置することになり、電界が直交するモード
（ＴＥモード）で操作する場合には、制御電極は、活性
領域の両側方に位置することになる。電極の配置に関す
るポリマーの配向は、例えば発明の詳細な説明の最後に
挙げた参考文献３の中に記述されている。
【０００６】ポリマーは、ガラス転移温度にまで加熱さ
れることにより、および同時に”分極電界”と称される
強い電界を印加されることにより配向される。ポリマー
は、その後電界が維持されたまま冷却される。そして、
これによりポリマーが冷えたときにおいても配向を維持
することが可能とされる。
れることにより、および同時に”分極電界”と称される
強い電界を印加されることにより配向される。ポリマー
は、その後電界が維持されたまま冷却される。そして、
これによりポリマーが冷えたときにおいても配向を維持
することが可能とされる。
【０００７】ポリマーの最大限の非線形性を利用するた
めには、分極用電界、活性層に印加される変調用電界、
および光波の電界が、すべて同じ向きを向くことが必要
である。これがＴＥ操作モードとＴＭ操作モードとの電
極配置の違いをもたらしている。
めには、分極用電界、活性層に印加される変調用電界、
および光波の電界が、すべて同じ向きを向くことが必要
である。これがＴＥ操作モードとＴＭ操作モードとの電
極配置の違いをもたらしている。
【０００８】定義により、ガイド構造という用語は、光
の制限を行うすべての層に関係するものとして理解され
る。一般には、ガイド構造は、コアを有しており、この
コアは、コアの屈折率よりも小さい屈折率を有する材料
からなる層間に差し込まれている。ガイド構造において
光の横方向への制限を確かなものとするために、コアお
よび／またはコアの上方に位置する材料層は、少なくと
も１つの幅を制限する部分を有している。横方向の制限
はまた、コアの直下に位置する材料層の中に溝をエッチ
ングすることにより得ることができる。その結果、コア
を形成する材料は、少なくとも部分的にこの溝中に形成
される。電気光学変調器の場合には、以下において”光
ガイド部”（光の伝搬を保証するものであるのでこのよ
うに称する）として説明される構造中のコアは、活性材
料を有している。この活性材料がポリマーであるときに
は、横方向への制限は、また、紫外線照射によるそれへ
の照射効果を通して活性材料の局部的な変質により直接
的に達成することができる。これに関しては、例えば発
明の詳細な説明の最後に付した参考文献１、２あるいは
３を参照することができる。
の制限を行うすべての層に関係するものとして理解され
る。一般には、ガイド構造は、コアを有しており、この
コアは、コアの屈折率よりも小さい屈折率を有する材料
からなる層間に差し込まれている。ガイド構造において
光の横方向への制限を確かなものとするために、コアお
よび／またはコアの上方に位置する材料層は、少なくと
も１つの幅を制限する部分を有している。横方向の制限
はまた、コアの直下に位置する材料層の中に溝をエッチ
ングすることにより得ることができる。その結果、コア
を形成する材料は、少なくとも部分的にこの溝中に形成
される。電気光学変調器の場合には、以下において”光
ガイド部”（光の伝搬を保証するものであるのでこのよ
うに称する）として説明される構造中のコアは、活性材
料を有している。この活性材料がポリマーであるときに
は、横方向への制限は、また、紫外線照射によるそれへ
の照射効果を通して活性材料の局部的な変質により直接
的に達成することができる。これに関しては、例えば発
明の詳細な説明の最後に付した参考文献１、２あるいは
３を参照することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＴＥモードで操作され
る公知の電気光学セルは、それらの操作およびそれらの
工業的製造の両方に関していくつかの欠点や限界を抱え
ている。
る公知の電気光学セルは、それらの操作およびそれらの
工業的製造の両方に関していくつかの欠点や限界を抱え
ている。
【００１０】上記限界の１つは、非線形電気光学効果を
得るために必要な非常に高い制御電圧に起因している。
この高電圧は、活性材料中に電界を発生させるためのも
のである制御電極間の間隔の大きさに、特に起因するも
のである。しかしながら、これに関して、材料中での光
ビームの形状および広がりのために電極を互いに接近さ
せるよう移動させることができず、結局制御電圧を低減
することができないことに注意が必要である。
得るために必要な非常に高い制御電圧に起因している。
この高電圧は、活性材料中に電界を発生させるためのも
のである制御電極間の間隔の大きさに、特に起因するも
のである。しかしながら、これに関して、材料中での光
ビームの形状および広がりのために電極を互いに接近さ
せるよう移動させることができず、結局制御電圧を低減
することができないことに注意が必要である。
【００１１】他の問題点は、非常に高いバイアス電圧と
関連している。バイアス電圧は、この場合はポリマーか
らなる活性材料の配向操作のための電界を印加するため
に必要なものである。参考文献１に記載されているよう
に、バイアス電圧は、事前の特別の配慮がなされなけれ
ば、変調器のある部分を破壊することになる。
関連している。バイアス電圧は、この場合はポリマーか
らなる活性材料の配向操作のための電界を印加するため
に必要なものである。参考文献１に記載されているよう
に、バイアス電圧は、事前の特別の配慮がなされなけれ
ば、変調器のある部分を破壊することになる。
【００１２】多数の活性材料、および特に非線形性ポリ
マーの有するさらに他の欠点は、非常に高い脆性を有す
るということである。電気光学的性質に関して興味深い
効率のレベルを有するポリマーは、一般的には、現存の
製造工程では使用することができない。例えば、多数の
非線形性ポリマーは、紫外線照射に対する耐性に難点が
あり、その結果、それら自身の染料を破壊し、結果的に
非線形性を失うこととなる。しかしながら、デポジショ
ン工程やシリカのエッチング工程においては、しばしば
紫外線が使用されている。
マーの有するさらに他の欠点は、非常に高い脆性を有す
るということである。電気光学的性質に関して興味深い
効率のレベルを有するポリマーは、一般的には、現存の
製造工程では使用することができない。例えば、多数の
非線形性ポリマーは、紫外線照射に対する耐性に難点が
あり、その結果、それら自身の染料を破壊し、結果的に
非線形性を失うこととなる。しかしながら、デポジショ
ン工程やシリカのエッチング工程においては、しばしば
紫外線が使用されている。
【００１３】ポリマーの脆性または易損性は、また、加
熱に対してのそれらの低い耐性に通じる。つまり、多く
のポリマーは、１５０℃を超える加熱に対して耐えるこ
とができない。よって、焼鈍工程のような高温を必要と
するデバイスの製造においては使用することができな
い。
熱に対してのそれらの低い耐性に通じる。つまり、多く
のポリマーは、１５０℃を超える加熱に対して耐えるこ
とができない。よって、焼鈍工程のような高温を必要と
するデバイスの製造においては使用することができな
い。
【００１４】製造工程においてポリマーを使用するに際
しての他の難点は、融通性がないことである。非線形性
ポリマーは、例えば厚い電極のようなかなりの程度に不
均一なパターンあるいは表面を有する、基板上あるいは
構造上においては、フィルム状に広がることができな
い。
しての他の難点は、融通性がないことである。非線形性
ポリマーは、例えば厚い電極のようなかなりの程度に不
均一なパターンあるいは表面を有する、基板上あるいは
構造上においては、フィルム状に広がることができな
い。
【００１５】大多数の非線形性ポリマーのさらなる欠点
は、それらの吸湿性を有するという性質である。ポリマ
ー層の形成に引き続いて、電気光学効果を得るために前
述の如く、ポリマー層は、分極されなければならない。
結果的にポリマー中に侵入する水分は、一般にポリマー
の構造を緩和し、層の分極によりもたらされる秩序の消
失を引き起こす。したがって、ポリマー層が水分を吸収
するにつれて非線形効果が消失する。
は、それらの吸湿性を有するという性質である。ポリマ
ー層の形成に引き続いて、電気光学効果を得るために前
述の如く、ポリマー層は、分極されなければならない。
結果的にポリマー中に侵入する水分は、一般にポリマー
の構造を緩和し、層の分極によりもたらされる秩序の消
失を引き起こす。したがって、ポリマー層が水分を吸収
するにつれて非線形効果が消失する。
【００１６】本発明の目的は、電気光学変調器を提供す
ることにあり、同様にその製造方法を提供することにあ
る。そこでは、要求されるバイアス電圧および制御電圧
は低いものであり、上述のような欠点から解放されてい
る。他の目的は、活性材料の一切の劣化を引き起こすこ
とがなく、また達成が容易な製造方法を提供することに
ある。
ることにあり、同様にその製造方法を提供することにあ
る。そこでは、要求されるバイアス電圧および制御電圧
は低いものであり、上述のような欠点から解放されてい
る。他の目的は、活性材料の一切の劣化を引き起こすこ
とがなく、また達成が容易な製造方法を提供することに
ある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、その非線形性材料自身に対して電界が印
加された状況下において屈折率が変化し得る非線形性材
料からなる活性領域を有する少なくとも１つの光ガイド
部と、該光ガイド部の両側部にそれぞれが位置して前記
電界を印加するための複数の制御電極とを備える変調器
としてのＴＥモードの電気光学変調セルであって、さら
に、制限材料からなるとともに前記活性領域に対して該
活性領域の両側部にそれぞれが位置しかつ前記複数の制
御電極の間に位置する複数の領域を備え、前記制限材料
は、前記活性領域をなす前記材料の屈折率よりも小さい
屈折率を有し、かつ、前記活性領域をなす前記材料の電
気抵抗よりも小さい電気抵抗を有することを特徴とする
変調器としてのＴＥモードの電気光学セルことを特徴と
するＴＥモードの電気光学変調セルを提案している。
に、本発明は、その非線形性材料自身に対して電界が印
加された状況下において屈折率が変化し得る非線形性材
料からなる活性領域を有する少なくとも１つの光ガイド
部と、該光ガイド部の両側部にそれぞれが位置して前記
電界を印加するための複数の制御電極とを備える変調器
としてのＴＥモードの電気光学変調セルであって、さら
に、制限材料からなるとともに前記活性領域に対して該
活性領域の両側部にそれぞれが位置しかつ前記複数の制
御電極の間に位置する複数の領域を備え、前記制限材料
は、前記活性領域をなす前記材料の屈折率よりも小さい
屈折率を有し、かつ、前記活性領域をなす前記材料の電
気抵抗よりも小さい電気抵抗を有することを特徴とする
変調器としてのＴＥモードの電気光学セルことを特徴と
するＴＥモードの電気光学変調セルを提案している。
【００１８】本発明の結果として、特に、小さい屈折率
を有する制限材料からなる領域の存在の結果として、光
ガイド部におけるモードの幅が低減され、したがって、
活性材料中に制限された光波に対して有意な損失をもた
らすことなく制御電極を互いに接近するように移動させ
ることができる。電気光学セルにとって、制御電圧は、
電極間の間隔に直接的に比例するものであるので、結果
的に、制御電圧を低減することができる。制限領域によ
り、制御電圧を典型的には３０ないし４０％だけ低減さ
せることができる。制限領域の結果として、また、活性
材料にかかるバイアス電圧を、特に、非線形性ポリマー
を配向させる際のバイアス電圧を低減することができ
る。したがって、制限領域は、活性領域に対する分極電
界を制限することができる。
を有する制限材料からなる領域の存在の結果として、光
ガイド部におけるモードの幅が低減され、したがって、
活性材料中に制限された光波に対して有意な損失をもた
らすことなく制御電極を互いに接近するように移動させ
ることができる。電気光学セルにとって、制御電圧は、
電極間の間隔に直接的に比例するものであるので、結果
的に、制御電圧を低減することができる。制限領域によ
り、制御電圧を典型的には３０ないし４０％だけ低減さ
せることができる。制限領域の結果として、また、活性
材料にかかるバイアス電圧を、特に、非線形性ポリマー
を配向させる際のバイアス電圧を低減することができ
る。したがって、制限領域は、活性領域に対する分極電
界を制限することができる。
【００１９】本発明の電気光学変調器は、良好に光を制
限すること、および、活性領域をなす材料が充填された
空間内において最適な電界の制限を行うとともに有意の
損失を起こすことなく光を伝搬させること、の２つの要
求を満たし得る構造を有している。
限すること、および、活性領域をなす材料が充填された
空間内において最適な電界の制限を行うとともに有意の
損失を起こすことなく光を伝搬させること、の２つの要
求を満たし得る構造を有している。
【００２０】活性領域をなす材料の屈折率よりも小さな
屈折率の実部を有する制限材料を使用することにより、
良好な光の制限が確実なものとされる。さらに、それの
屈折率の虚部が小さいと、伝搬損失を無視し得る値にま
で抑えることが可能となる。
屈折率の実部を有する制限材料を使用することにより、
良好な光の制限が確実なものとされる。さらに、それの
屈折率の虚部が小さいと、伝搬損失を無視し得る値にま
で抑えることが可能となる。
【００２１】制限材料は、また、活性材料よりも小さな
電気抵抗を有しているので、光の吸収係数を大きく変化
させることなく、電気伝導を良好に制限することができ
る。参考のためだけに記述すると、活性材料の電気抵抗
は、約１０13Ω・ｃｍであっても良いし、あるいはそれ
以上であっても良い。
電気抵抗を有しているので、光の吸収係数を大きく変化
させることなく、電気伝導を良好に制限することができ
る。参考のためだけに記述すると、活性材料の電気抵抗
は、約１０13Ω・ｃｍであっても良いし、あるいはそれ
以上であっても良い。
【００２２】電気伝導の制限を改良するための単純なア
イデアとして、比較の目的のために制御電極を活性領域
材料の中央付近に配置することが考えられることに注意
が必要である。一般の金属的な電極は、実効的には約１
０-6Ω・ｃｍという非常に小さな電気抵抗を有してい
る。しかしながら、電極をなす金属的な材料は、屈折率
の虚部が非常に大きく、結果的に禁止的な光の伝搬損失
をもたらしてしまう。
イデアとして、比較の目的のために制御電極を活性領域
材料の中央付近に配置することが考えられることに注意
が必要である。一般の金属的な電極は、実効的には約１
０-6Ω・ｃｍという非常に小さな電気抵抗を有してい
る。しかしながら、電極をなす金属的な材料は、屈折率
の虚部が非常に大きく、結果的に禁止的な光の伝搬損失
をもたらしてしまう。
【００２３】本発明のデバイスにおける制限材料として
は、電気抵抗が例えば１０5 ないし１０10Ω・ｃｍのも
のを選択することが好ましい。
は、電気抵抗が例えば１０5 ないし１０10Ω・ｃｍのも
のを選択することが好ましい。
【００２４】実用的な応用においては、光の吸収は、吸
収係数が１０-10 ｃｍ-1ないし１０-4ｃｍ-1であれば、
無視し得ると考えられる。
収係数が１０-10 ｃｍ-1ないし１０-4ｃｍ-1であれば、
無視し得ると考えられる。
【００２５】本発明の好ましい態様においては、活性領
域をなす材料は、非線形性ポリマーである。
域をなす材料は、非線形性ポリマーである。
【００２６】本発明の他の態様においては、セルは、ま
た、活性領域を被覆する、あるいはオーバーラップする
層を有しており、この層は、活性領域をなす材料の屈折
率よりも小さな屈折率を有する材料から構成され、そし
て、小さな誘電係数、すなわち一般的には４以下の誘電
係数を有する材料から構成されている。この層をなす材
料は、光学的および電気的特性のために選択される。分
極時の、すなわち活性材料の配向時のいかなる電気的破
壊をも避けるために、屈折率が小さくかつ電気抵抗が小
さくなければならない。
た、活性領域を被覆する、あるいはオーバーラップする
層を有しており、この層は、活性領域をなす材料の屈折
率よりも小さな屈折率を有する材料から構成され、そし
て、小さな誘電係数、すなわち一般的には４以下の誘電
係数を有する材料から構成されている。この層をなす材
料は、光学的および電気的特性のために選択される。分
極時の、すなわち活性材料の配向時のいかなる電気的破
壊をも避けるために、屈折率が小さくかつ電気抵抗が小
さくなければならない。
【００２７】前記層をなす材料としては、例えばドーピ
ングされたシリカ、あるいはＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅ
ｍｏｕｒｓ社製の商標名がテフロンＡＦであるポリマー
が使用可能である。テフロンＡＦは、屈折率がｎ＝１．
２９であり、誘電定数が約１０ＧＨｚの周波数において
ε＝１．８７ないし１．９３である。
ングされたシリカ、あるいはＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅ
ｍｏｕｒｓ社製の商標名がテフロンＡＦであるポリマー
が使用可能である。テフロンＡＦは、屈折率がｎ＝１．
２９であり、誘電定数が約１０ＧＨｚの周波数において
ε＝１．８７ないし１．９３である。
【００２８】電気光学セルは、また、活性領域、電極お
よび制限材料を支持するための支持基板を備え、この支
持基板は、活性領域を部分的に含むエッチングされた部
分を有している。この場合、支持基板のエッチングは、
制限材料とともに構造中における横方向の光の制限を保
証する。
よび制限材料を支持するための支持基板を備え、この支
持基板は、活性領域を部分的に含むエッチングされた部
分を有している。この場合、支持基板のエッチングは、
制限材料とともに構造中における横方向の光の制限を保
証する。
【００２９】本発明の特定の実施形態においては、光ガ
イド部は、また、活性領域をなす材料の屈折率よりも大
きな屈折率を有する材料からなるリボンを有している。
リボンは、活性領域に沿って延在し、光のガイドに貢献
する。
イド部は、また、活性領域をなす材料の屈折率よりも大
きな屈折率を有する材料からなるリボンを有している。
リボンは、活性領域に沿って延在し、光のガイドに貢献
する。
【００３０】本発明は、また、上述の変調セルを製造す
るための方法を提案するものである。本方法は、本質的
に、電気的な絶縁材料からなるとともに、前記活性層の
前記材料の屈折率よりも小さい屈折率を有する基板を形
成する工程と、該基板上に前記制御電極を形成する工程
と、制限材料からなる領域を形成する工程と、”犠牲”
（sacrificial） 材料層を形成するとともに、前記活性
領域の位置および形状を固定し得るパターンにしたがっ
て該犠牲材料層の形状を形成する工程と、前記犠牲材料
層上に被覆層を形成する工程と、該被覆層に前記犠牲材
料層にまで達する少なくとも１つの開口を製作する工程
と、前記活性領域に対応するキャビティを形成して該キ
ャビティを非線形性材料で満たすために、前記犠牲材料
層を除去する工程とを具備するものである。
るための方法を提案するものである。本方法は、本質的
に、電気的な絶縁材料からなるとともに、前記活性層の
前記材料の屈折率よりも小さい屈折率を有する基板を形
成する工程と、該基板上に前記制御電極を形成する工程
と、制限材料からなる領域を形成する工程と、”犠牲”
（sacrificial） 材料層を形成するとともに、前記活性
領域の位置および形状を固定し得るパターンにしたがっ
て該犠牲材料層の形状を形成する工程と、前記犠牲材料
層上に被覆層を形成する工程と、該被覆層に前記犠牲材
料層にまで達する少なくとも１つの開口を製作する工程
と、前記活性領域に対応するキャビティを形成して該キ
ャビティを非線形性材料で満たすために、前記犠牲材料
層を除去する工程とを具備するものである。
【００３１】この製造方法の結果としては、現在までに
セルの製造方法として公知である方法にしたがって集積
回路基板を取り扱うことが可能となり、そこでは、キャ
ビティ中に活性材料が導入される。結果的に、脆い非線
形性ポリマーであっても、変調器の構造の製造に際して
もはや融通性がないわけではなく、使用が可能である。
例えば、紫外光あるいは青色光を放射するＣＦ4 ガスを
使用した反応性イオンを利用するＲＩＥ（reactive ion
etching）エッチング工程を実行することができる。
セルの製造方法として公知である方法にしたがって集積
回路基板を取り扱うことが可能となり、そこでは、キャ
ビティ中に活性材料が導入される。結果的に、脆い非線
形性ポリマーであっても、変調器の構造の製造に際して
もはや融通性がないわけではなく、使用が可能である。
例えば、紫外光あるいは青色光を放射するＣＦ4 ガスを
使用した反応性イオンを利用するＲＩＥ（reactive ion
etching）エッチング工程を実行することができる。
【００３２】同様にして、本発明によれば、非線形性材
料のデポジションに関して平面的ではない表面を使用す
ることは、もはや障害とはならない。なぜなら、非線形
性材料のデポジションに関して、従来使用されていた回
転装置による押し広げ法をもはや使用しなくて良いから
である。
料のデポジションに関して平面的ではない表面を使用す
ることは、もはや障害とはならない。なぜなら、非線形
性材料のデポジションに関して、従来使用されていた回
転装置による押し広げ法をもはや使用しなくて良いから
である。
【００３３】特に、制御電極のパターン、および、変調
器あるいはセルに接続される光ファイバの受け入れ位置
は、非線形性材料に合わせてではなく、それら自身の要
求に合わせて設計することができる。これに関連して、
光ファイバの変調器に対する接続を活性材料のキャビテ
ィへの充填に先立って行うこともできることに注意が必
要である。
器あるいはセルに接続される光ファイバの受け入れ位置
は、非線形性材料に合わせてではなく、それら自身の要
求に合わせて設計することができる。これに関連して、
光ファイバの変調器に対する接続を活性材料のキャビテ
ィへの充填に先立って行うこともできることに注意が必
要である。
【００３４】活性材料あるいは非線形性材料は、また、
もはや酸、塩基あるいは溶剤の効果にさらされることが
ない。光学的性質において良好な効率を有する活性材料
は、したがって、脆性あるいは可損性に影響されること
なく性能を維持することができる。
もはや酸、塩基あるいは溶剤の効果にさらされることが
ない。光学的性質において良好な効率を有する活性材料
は、したがって、脆性あるいは可損性に影響されること
なく性能を維持することができる。
【００３５】制御電極は、キャビティへの活性材料の充
填に先立って形成されることが好ましい。本方法の他の
実施形態においては、制御電極は、例えば、低減された
電気抵抗を有する制限材料領域の形成後か、あるいは、
犠牲材料の除去後かのどちらかの後に、基板の形成に続
いて直接的に形成されることができる。基板には、ま
た、エッチングにより制御電極および／または活性材料
を受け入れるための凹所を形成することができる。
填に先立って形成されることが好ましい。本方法の他の
実施形態においては、制御電極は、例えば、低減された
電気抵抗を有する制限材料領域の形成後か、あるいは、
犠牲材料の除去後かのどちらかの後に、基板の形成に続
いて直接的に形成されることができる。基板には、ま
た、エッチングにより制御電極および／または活性材料
を受け入れるための凹所を形成することができる。
【００３６】本発明の他の特徴点および利点は、本発明
を限定するものではなく、添付図面を参照した以下の説
明中に記載されている。
を限定するものではなく、添付図面を参照した以下の説
明中に記載されている。
【００３７】
【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の変調
器の概略的な断面図である。図４は、２つの光ガイド部
を有する本発明の変調器の概略的な断面図である。図５
ないし図８は、本発明の変調器における光ガイド部の構
成上の変形例を示す概略的な断面図である。図９および
図１０は、従来の変調器および本発明の変調器における
光ガイド部をそれぞれ示す概略的な断面図であって、Ｔ
Ｅモードの広がりを示している。図１１は、図１０に示
す変調器について、ＴＥモードの半値幅を前記変調器の
活性領域の幅の関数として示す曲線である。図１２ない
し図１８は、本発明の変調器の製造に関して、連続した
各製造段階を示す概略的な断面図である。
器の概略的な断面図である。図４は、２つの光ガイド部
を有する本発明の変調器の概略的な断面図である。図５
ないし図８は、本発明の変調器における光ガイド部の構
成上の変形例を示す概略的な断面図である。図９および
図１０は、従来の変調器および本発明の変調器における
光ガイド部をそれぞれ示す概略的な断面図であって、Ｔ
Ｅモードの広がりを示している。図１１は、図１０に示
す変調器について、ＴＥモードの半値幅を前記変調器の
活性領域の幅の関数として示す曲線である。図１２ない
し図１８は、本発明の変調器の製造に関して、連続した
各製造段階を示す概略的な断面図である。
【００３８】単純化のために、以下の図面においては、
異なる図面であっても対応する部材には同一の参照符号
が使用されている。さらに、各図面の異なる部材につい
ては、同じ縮尺で示されているわけではない。そして、
活性材料の例として、非線形性ポリマーからなる活性材
料が使用されている。
異なる図面であっても対応する部材には同一の参照符号
が使用されている。さらに、各図面の異なる部材につい
ては、同じ縮尺で示されているわけではない。そして、
活性材料の例として、非線形性ポリマーからなる活性材
料が使用されている。
【００３９】図１ないし図３は、本発明の変調セルの代
表的な構造を示している。セルは、シリコンウェハ２を
有しており、このシリコンウェハ２上には、例えばリン
がドーピングされるとともに約１０μｍの厚さに形成さ
れた二酸化シリコン等からなる基板４が形成されてい
る。
表的な構造を示している。セルは、シリコンウェハ２を
有しており、このシリコンウェハ２上には、例えばリン
がドーピングされるとともに約１０μｍの厚さに形成さ
れた二酸化シリコン等からなる基板４が形成されてい
る。
【００４０】光ガイド部６は、非線形性ポリマー等の活
性材料１２で満たされた活性領域１０を有している。本
発明によれば、構造は、また、活性材料の電気抵抗より
も小さい電気抵抗を有する制限材料からなる２つの領域
１４を備えている。しかしながら、領域１４を構成する
材料は、絶縁体のままである。そして特徴的な抵抗値
は、活性領域の抵抗値よりも１０ないし１００倍だけ小
さいものである。領域１４は、それの電気抵抗を低減さ
せる目的で、例えば、窒素あるいはリンが高濃度にドー
ピングされた二酸化シリコン（ＳｉＯ2） から構成され
ている。領域１４は、領域１０をなす活性材料に対して
両側に接触している。したがって、ポリマーの配向に際
して分極用の電界を活性領域に集中することが可能とな
る。
性材料１２で満たされた活性領域１０を有している。本
発明によれば、構造は、また、活性材料の電気抵抗より
も小さい電気抵抗を有する制限材料からなる２つの領域
１４を備えている。しかしながら、領域１４を構成する
材料は、絶縁体のままである。そして特徴的な抵抗値
は、活性領域の抵抗値よりも１０ないし１００倍だけ小
さいものである。領域１４は、それの電気抵抗を低減さ
せる目的で、例えば、窒素あるいはリンが高濃度にドー
ピングされた二酸化シリコン（ＳｉＯ2） から構成され
ている。領域１４は、領域１０をなす活性材料に対して
両側に接触している。したがって、ポリマーの配向に際
して分極用の電界を活性領域に集中することが可能とな
る。
【００４１】制御電極１６は、キャビティおよび領域１
４の両側方に位置しており、領域１４に接触した状態に
ある。同一平面上に配置された制御電極１６は、図１に
示すように、基板４の表面上に形成することができる。
また、制御電極１６は、基板４においてエッチングによ
り形成された凹所内に形成されても良い。凹所に制御電
極１６が形成された場合の変調器が、図２および図３に
示されている。図２および図３に示すように、電極１６
は、基板４上に下地コーティング１８を有して形成され
ることができる。下地コーティング１８は、電極１６の
本体をなす材料１９の電解成長をもたらすために必要不
可欠に使用される。
４の両側方に位置しており、領域１４に接触した状態に
ある。同一平面上に配置された制御電極１６は、図１に
示すように、基板４の表面上に形成することができる。
また、制御電極１６は、基板４においてエッチングによ
り形成された凹所内に形成されても良い。凹所に制御電
極１６が形成された場合の変調器が、図２および図３に
示されている。図２および図３に示すように、電極１６
は、基板４上に下地コーティング１８を有して形成され
ることができる。下地コーティング１８は、電極１６の
本体をなす材料１９の電解成長をもたらすために必要不
可欠に使用される。
【００４２】図２および図３に示すように、光ガイド部
６には、また、例えば窒化シリコンのように大きな屈折
率を有する材料からなるリボン８が設けられても良い。
キャビティに沿って延在するリボン８は、材料中での光
ビームの横方向へのガイドとして貢献する。
６には、また、例えば窒化シリコンのように大きな屈折
率を有する材料からなるリボン８が設けられても良い。
キャビティに沿って延在するリボン８は、材料中での光
ビームの横方向へのガイドとして貢献する。
【００４３】層２２は、活性領域１０を覆っており、好
ましくは活性領域１４を覆っている。この層２２は、ま
た、（図２および図３に示すように）電極１６を覆って
も良い。この場合、層２２により覆われていない電極１
６（図１に図示）をその後に形成するために、エッチン
グされても構わない。
ましくは活性領域１４を覆っている。この層２２は、ま
た、（図２および図３に示すように）電極１６を覆って
も良い。この場合、層２２により覆われていない電極１
６（図１に図示）をその後に形成するために、エッチン
グされても構わない。
【００４４】層２２における開口２４により、活性領域
１０内に非線形性ポリマー１２を充填することが可能と
される。
１０内に非線形性ポリマー１２を充填することが可能と
される。
【００４５】各図は、非対称構造を示しているが、これ
は、ある種の操作モード、例えば、プッシュプル型の操
作モードにおいては、光のガイドに関して横方向の対称
構造を製造するためには好都合となり得るものである。
は、ある種の操作モード、例えば、プッシュプル型の操
作モードにおいては、光のガイドに関して横方向の対称
構造を製造するためには好都合となり得るものである。
【００４６】以下の表１は、変調器における異なる部分
の寸法および材質に関しての例示としての値を示してい
る。
の寸法および材質に関しての例示としての値を示してい
る。
【表１】
【００４７】表１中において、厚さという用語は、図と
して表現した断面上において層の積層方向におけるもの
を指しており、幅という用語は、図として表現した断面
上において基板４の表面に対して平行な方向におけるも
のを指しているものとする。
して表現した断面上において層の積層方向におけるもの
を指しており、幅という用語は、図として表現した断面
上において基板４の表面に対して平行な方向におけるも
のを指しているものとする。
【００４８】図４は、本発明のある特定の応用例を示す
ものであり、セルは、Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ変調器
において使用されている。セルは、同一平面上に位置す
る２つの光ガイド部６を備えており、これら２つの光ガ
イド部６は、実質的に互いに平行に延在している。Ｍａ
ｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ干渉計に関するさらなる詳細につ
いては、発明の詳細な説明の最後に記す参考文献２、
４、５、６を参照することができる。
ものであり、セルは、Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ変調器
において使用されている。セルは、同一平面上に位置す
る２つの光ガイド部６を備えており、これら２つの光ガ
イド部６は、実質的に互いに平行に延在している。Ｍａ
ｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ干渉計に関するさらなる詳細につ
いては、発明の詳細な説明の最後に記す参考文献２、
４、５、６を参照することができる。
【００４９】図４は、図１ないし図３に対応する部材を
備えており、それらには同一の参照符号が付されてい
る。そして、同一の参照符号のものに対しては、図１な
いし図３に関しての説明と同じである。一方、図４は、
２つの活性な枝を有する変調器の断面としてとらえるこ
とができ、図１ないし図３の各々は、例えばＭａｃｈ−
Ｚｅｈｎｄｅｒ変調器の１つの枝の断面を示すものとし
て考えることができる。
備えており、それらには同一の参照符号が付されてい
る。そして、同一の参照符号のものに対しては、図１な
いし図３に関しての説明と同じである。一方、図４は、
２つの活性な枝を有する変調器の断面としてとらえるこ
とができ、図１ないし図３の各々は、例えばＭａｃｈ−
Ｚｅｈｎｄｅｒ変調器の１つの枝の断面を示すものとし
て考えることができる。
【００５０】図４の変調器は、２つの光ガイド部６に対
して共通の中央電極１６を有していることが指摘され
る。領域１０は、領域１４の厚さよりも少しだけ大きな
厚さを有することができることにも注意が必要である。
この特徴点により構造は、光ガイド部６において改良さ
れた光の制限を行うことができる。
して共通の中央電極１６を有していることが指摘され
る。領域１０は、領域１４の厚さよりも少しだけ大きな
厚さを有することができることにも注意が必要である。
この特徴点により構造は、光ガイド部６において改良さ
れた光の制限を行うことができる。
【００５１】一般的な用語において、変調器としてのセ
ルの光ガイド部６を定義するに際してはいくつかの可能
性を予測することができる。図５ないし図８は、これら
の可能性のある例示を示している。単純化のために、基
板４、活性領域１０、電気抵抗が低減された領域１４、
および被覆層２２のみが図示されている。電極１６は、
図示されていない。
ルの光ガイド部６を定義するに際してはいくつかの可能
性を予測することができる。図５ないし図８は、これら
の可能性のある例示を示している。単純化のために、基
板４、活性領域１０、電気抵抗が低減された領域１４、
および被覆層２２のみが図示されている。電極１６は、
図示されていない。
【００５２】図５は、基本的な光ガイド部を示してお
り、そこでは活性ポリマー１２は、例えば二酸化シリコ
ンからなる２つの層４、２２の間に位置している。光
は、ポリマーの屈折率が周囲４、１４、２２の材料の屈
折率よりも大きいことからポリマー中をガイドされる。
り、そこでは活性ポリマー１２は、例えば二酸化シリコ
ンからなる２つの層４、２２の間に位置している。光
は、ポリマーの屈折率が周囲４、１４、２２の材料の屈
折率よりも大きいことからポリマー中をガイドされる。
【００５３】図６は、リボン８を備える光ガイド部６を
示しており、リボン８は、活性領域１０に沿って延在す
るとともに、活性ポリマー１２の屈折率よりも大きい屈
折率を有している。
示しており、リボン８は、活性領域１０に沿って延在す
るとともに、活性ポリマー１２の屈折率よりも大きい屈
折率を有している。
【００５４】図７においては、光のガイドは、電気抵抗
が低減された材料の層をエッチングすることにより得ら
れている。それは、また、領域１４による光のガイドを
もたらす。さらに、エッチングにより付加的に基板４に
形成された溝Ｒに活性材料を満たして光をガイドしても
良い。この場合、活性ポリマーは、活性領域１０のみに
位置するだけではなく、領域１４の上方にも広がってい
る。
が低減された材料の層をエッチングすることにより得ら
れている。それは、また、領域１４による光のガイドを
もたらす。さらに、エッチングにより付加的に基板４に
形成された溝Ｒに活性材料を満たして光をガイドしても
良い。この場合、活性ポリマーは、活性領域１０のみに
位置するだけではなく、領域１４の上方にも広がってい
る。
【００５５】図８における光のガイドは、図６および図
７における手法を結合したものとみなすことができる。
この場合、光のガイドは、電気抵抗が低減された層のエ
ッチング部分からだけではなく、活性領域１０内に形成
されたリボン８からももたらされる。これは、図２およ
び図３における手法でもある。図５ないし図８における
すべての実施形態においては、基板中の溝を使用するこ
とができる。
７における手法を結合したものとみなすことができる。
この場合、光のガイドは、電気抵抗が低減された層のエ
ッチング部分からだけではなく、活性領域１０内に形成
されたリボン８からももたらされる。これは、図２およ
び図３における手法でもある。図５ないし図８における
すべての実施形態においては、基板中の溝を使用するこ
とができる。
【００５６】図９および図１０は、本発明の電気光学セ
ルにおける電気抵抗が低減された領域１４のもたらす利
点を示すものである。図９および図１０には、読み取り
を容易とするために、μｍの単位で横軸および縦軸を付
してある。
ルにおける電気抵抗が低減された領域１４のもたらす利
点を示すものである。図９および図１０には、読み取り
を容易とするために、μｍの単位で横軸および縦軸を付
してある。
【００５７】図９（従来例）の場合、活性材料層１２
は、基板４と被覆層２２との間に位置している。しかし
ながら、そこには、光学モードの幅を限定するための領
域１４は存在しない。図１０の場合には、図６の光ガイ
ド部と同様の光ガイド部が、本発明に基づいて低減され
た電気抵抗を有する領域１４を備えて示されている。基
板４は、３μｍ厚のシリカ層であって、屈折率はｎ＝
１．４６８である。図示はしていないもののリボンも設
けられている。リボンは、０．０９μｍ厚であり、幅は
１．４μｍ、屈折率はｎ＝１．９７９である。選択され
た活性ポリマーは、ＰＵ１１（ｎ＝１．６８５）であ
り、厚さは０．５μｍである。被覆層２２は、ＰＭＭＡ
ポリマー（ｎ＝１．４８）である。材料１４の間に形成
された光ガイド部の全幅は、２μｍである。材料１４の
両側の制御電極は、図面を複雑にしないために図示され
ていない。
は、基板４と被覆層２２との間に位置している。しかし
ながら、そこには、光学モードの幅を限定するための領
域１４は存在しない。図１０の場合には、図６の光ガイ
ド部と同様の光ガイド部が、本発明に基づいて低減され
た電気抵抗を有する領域１４を備えて示されている。基
板４は、３μｍ厚のシリカ層であって、屈折率はｎ＝
１．４６８である。図示はしていないもののリボンも設
けられている。リボンは、０．０９μｍ厚であり、幅は
１．４μｍ、屈折率はｎ＝１．９７９である。選択され
た活性ポリマーは、ＰＵ１１（ｎ＝１．６８５）であ
り、厚さは０．５μｍである。被覆層２２は、ＰＭＭＡ
ポリマー（ｎ＝１．４８）である。材料１４の間に形成
された光ガイド部の全幅は、２μｍである。材料１４の
両側の制御電極は、図面を複雑にしないために図示され
ていない。
【００５８】図１０は、小さい屈折率および低減された
電気抵抗を有する領域１４により、光学モードの幅が低
減されていることが示されている。図９、１０の光学モ
ードの半値幅を比較すると、図１０においては、半値幅
が約４０％だけ低減されていることがわかる。したがっ
て、いかなる意味のある損失をももたらすことなく、図
示していない制御電極を１０μｍ間隔から６μｍ間隔へ
と狭めるよう共に移動させることができる。よって、制
御電圧を約４０％低減することができ有利である。
電気抵抗を有する領域１４により、光学モードの幅が低
減されていることが示されている。図９、１０の光学モ
ードの半値幅を比較すると、図１０においては、半値幅
が約４０％だけ低減されていることがわかる。したがっ
て、いかなる意味のある損失をももたらすことなく、図
示していない制御電極を１０μｍ間隔から６μｍ間隔へ
と狭めるよう共に移動させることができる。よって、制
御電圧を約４０％低減することができ有利である。
【００５９】図１１は、図１０に示すセルについて、Ｔ
Ｅモード、すなわち電磁界の電界成分Ｅx が基板に対し
て平行かつ光ガイド部に対して垂直であるモードでの半
値幅を活性領域の幅の関数として示す曲線である。縦軸
は、Ｅx ／１０の値をμｍの単位で（最大値の−１０ｄ
Ｂでの電界Ｅx の半値幅に対応）示しており、横軸は、
活性領域の値をμｍの単位で示している。ＴＥモードの
幅は、光ガイド部の中央においてモードの強度が１／１
００（−２０ｄＢに対応）になる位置において測定され
ている。言い換えれば、強度は、光ガイド部の中央から
離れるにつれて減少する。図１１は、活性ポリマー領域
の幅が減少したときには、光学モードがさらに制限され
ることを明瞭に示している。
Ｅモード、すなわち電磁界の電界成分Ｅx が基板に対し
て平行かつ光ガイド部に対して垂直であるモードでの半
値幅を活性領域の幅の関数として示す曲線である。縦軸
は、Ｅx ／１０の値をμｍの単位で（最大値の−１０ｄ
Ｂでの電界Ｅx の半値幅に対応）示しており、横軸は、
活性領域の値をμｍの単位で示している。ＴＥモードの
幅は、光ガイド部の中央においてモードの強度が１／１
００（−２０ｄＢに対応）になる位置において測定され
ている。言い換えれば、強度は、光ガイド部の中央から
離れるにつれて減少する。図１１は、活性ポリマー領域
の幅が減少したときには、光学モードがさらに制限され
ることを明瞭に示している。
【００６０】図１２ないし図１８は、本発明によるセル
の製造方法の実施形態の例示を示すものである。
の製造方法の実施形態の例示を示すものである。
【００６１】図１２に示すように、本発明の製造方法に
おいては、まず、例えばウェハ２上にシリカ層４を堆積
させる。堆積に続いて、層４の表面２６が平滑化され
る。薄い（０．０９μｍ）窒化シリコン膜が表面２６上
に形成され、その後、例えば反応性イオンエッチング等
によりエッチングされることによりリボン８が形成され
る。
おいては、まず、例えばウェハ２上にシリカ層４を堆積
させる。堆積に続いて、層４の表面２６が平滑化され
る。薄い（０．０９μｍ）窒化シリコン膜が表面２６上
に形成され、その後、例えば反応性イオンエッチング等
によりエッチングされることによりリボン８が形成され
る。
【００６２】本発明の製造方法はさらに続けられ、表面
２６において凹部２８の形成（図１３）が行われ、この
凹部２８において制御電極１６の形成が行われる。凹部
２８の形成は、化学的なウェットエッチング（例えばＨ
Ｆ＋ＨＮＦ4 によるもの）により、あるいは、例えばＣ
ＨＦ3 ガスを使用したＲＩＥ式のプラズマによるドライ
エッチングにより行うことができる。電極１６は、２段
階で形成される。まず、下地コーティング１８が凹部２
８内に形成され、その後、層１８上に電解法により材料
１９が形成される。
２６において凹部２８の形成（図１３）が行われ、この
凹部２８において制御電極１６の形成が行われる。凹部
２８の形成は、化学的なウェットエッチング（例えばＨ
Ｆ＋ＨＮＦ4 によるもの）により、あるいは、例えばＣ
ＨＦ3 ガスを使用したＲＩＥ式のプラズマによるドライ
エッチングにより行うことができる。電極１６は、２段
階で形成される。まず、下地コーティング１８が凹部２
８内に形成され、その後、層１８上に電解法により材料
１９が形成される。
【００６３】電極１６の形成後に、構造全体を平坦にす
ることもできるが、この操作は図には示されていない。
ることもできるが、この操作は図には示されていない。
【００６４】図１４は、方法を連続して示すものであ
り、活性材料よりも屈折率および電気抵抗が小さい材料
の層３０の堆積がなされている。窒素またはリン、ある
いはホウ素あるいはフッ素がドーピングされたシリカか
らなる層３０は、本発明の特徴点をなす領域１４を形成
するためにエッチングされる。例えばアルミニウムから
なる犠牲材料層３２が、同様にデポジットされ、その
後、パターンに制限されて形状が固定されるとともに活
性領域だけでなく活性材料を含むさらに普通の部分にも
位置することとなる。そのようなパターンは、エッチン
グあるいはリフトオフ（lift-off）により得ることがで
きる。層３０、３２および構造全体は、その後、例えば
シリカ層２２により被覆される（図１５）。
り、活性材料よりも屈折率および電気抵抗が小さい材料
の層３０の堆積がなされている。窒素またはリン、ある
いはホウ素あるいはフッ素がドーピングされたシリカか
らなる層３０は、本発明の特徴点をなす領域１４を形成
するためにエッチングされる。例えばアルミニウムから
なる犠牲材料層３２が、同様にデポジットされ、その
後、パターンに制限されて形状が固定されるとともに活
性領域だけでなく活性材料を含むさらに普通の部分にも
位置することとなる。そのようなパターンは、エッチン
グあるいはリフトオフ（lift-off）により得ることがで
きる。層３０、３２および構造全体は、その後、例えば
シリカ層２２により被覆される（図１５）。
【００６５】図１６に示す開口２４が、その後、層２２
に形成される。開口２４は、犠牲材料３２に達するまで
エッチングされる。適宜選択された化学薬品による処
理、この場合は硫酸による処理により、犠牲材料３２を
除去することができ、結局、将来的に活性領域を構成す
ることとなるパターンを有するフリーキャビティが形成
される。水による洗浄、およびドライな雰囲気での焼鈍
は、また、キャビティ中に残存するすべての物質を除去
することができる。このキャビティは、図１７に示され
ている。図１８に示すように、キャビティは、最終的に
は非線形性活性ポリマー１２で満たされる。ポリマーは
キャビティ内に注入されるが、その際、毛細管現象によ
る効果で正確な充填がなされる。ポリマーの注入は、注
入されるポリマーおよびそれの溶剤の分解を避ける目的
で、ポリマーの溶剤蒸気の存在下で達成することができ
る。キャビティは、引き伸ばされたような形状であるこ
とから、注入される分子の方向を好ましい方向とする助
けとなり得る。キャビティは、閉塞されても開放のまま
でも良い。また、その形状は、活性材料を構成するポリ
マー、あるいは場合によっては液晶に適合させることが
できる。
に形成される。開口２４は、犠牲材料３２に達するまで
エッチングされる。適宜選択された化学薬品による処
理、この場合は硫酸による処理により、犠牲材料３２を
除去することができ、結局、将来的に活性領域を構成す
ることとなるパターンを有するフリーキャビティが形成
される。水による洗浄、およびドライな雰囲気での焼鈍
は、また、キャビティ中に残存するすべての物質を除去
することができる。このキャビティは、図１７に示され
ている。図１８に示すように、キャビティは、最終的に
は非線形性活性ポリマー１２で満たされる。ポリマーは
キャビティ内に注入されるが、その際、毛細管現象によ
る効果で正確な充填がなされる。ポリマーの注入は、注
入されるポリマーおよびそれの溶剤の分解を避ける目的
で、ポリマーの溶剤蒸気の存在下で達成することができ
る。キャビティは、引き伸ばされたような形状であるこ
とから、注入される分子の方向を好ましい方向とする助
けとなり得る。キャビティは、閉塞されても開放のまま
でも良い。また、その形状は、活性材料を構成するポリ
マー、あるいは場合によっては液晶に適合させることが
できる。
【００６６】図示していないその後の工程として、例え
ば、エポキシ系接着剤による、あるいは気相成長により
デポジットされたシリカ等の不活性無機材料によるセル
のパッシベーション（passivation） を行うことができ
る。
ば、エポキシ系接着剤による、あるいは気相成長により
デポジットされたシリカ等の不活性無機材料によるセル
のパッシベーション（passivation） を行うことができ
る。
【００６７】工程の変更例として、異なる工程の順序を
変更することができる。例えば、電極は、キャビティの
形成後に形成することができる。すなわち、犠牲材料の
除去後に形成することができる。しかしながら、活性材
料の劣化をきたしやすいすべての工程を、活性材料のキ
ャビティへの充填に先立って済ませておくことが好まし
い。
変更することができる。例えば、電極は、キャビティの
形成後に形成することができる。すなわち、犠牲材料の
除去後に形成することができる。しかしながら、活性材
料の劣化をきたしやすいすべての工程を、活性材料のキ
ャビティへの充填に先立って済ませておくことが好まし
い。
【００６８】参考文献を以下に記す。 （１）"A new electro-optic modulator based on nonl
inear polymers andsilicon nitride working in trans
verse electrical configuration",FADERL I., VALETTE
S., GIDON P. REVOL F.LETI (CEA-Technologies Avanc
ees)08-11/11/93, Int. Conf. Hybrid Materials, Bier
ville (F). （２）"A fabrication process for the integration a
nd passivation of anelectro-optic polymer in an in
tegrated optics circuit"FADERL I, LABEYE P, GIDON
P, MOTTIER P -LETI (CEA-Technologies Avancees)09-1
3/01/94, ICONO 1, Val Thorens (F). （３）"Polarization-independent integrated electro
-optic phase modulatorin polymers”, A. BRAUER, T.
GASE, L. ERDMANN, P DANNBERG, W. KARTHEFraunhofer
-Institution for Applied Optics and Precision Mech
anics",Conference SPIE 2042 "Optics Quebec 93". （４）"20 GHz electro-optic polymer Mach-Zehnder m
odulator"D.G. GIRTON, S.L. KWIATKOWSKI, G.F. LIPSC
OMB and R.S. LYTEL,Appl. Phys. Lett. 58, 22 April
1991, pp 1730-1732. （５）米国特許明細書第ＵＳ−Ａ−４ ８８７ ８８４
号 （６）"Travelling-wave polymeric optical intensity
modulator with morethan 40 GHz of 3dB electrical
bandwidth", C.C. TENGAppl. Phys. Lett. 60, 30 Marc
h 1992, pp 1538-1540.
inear polymers andsilicon nitride working in trans
verse electrical configuration",FADERL I., VALETTE
S., GIDON P. REVOL F.LETI (CEA-Technologies Avanc
ees)08-11/11/93, Int. Conf. Hybrid Materials, Bier
ville (F). （２）"A fabrication process for the integration a
nd passivation of anelectro-optic polymer in an in
tegrated optics circuit"FADERL I, LABEYE P, GIDON
P, MOTTIER P -LETI (CEA-Technologies Avancees)09-1
3/01/94, ICONO 1, Val Thorens (F). （３）"Polarization-independent integrated electro
-optic phase modulatorin polymers”, A. BRAUER, T.
GASE, L. ERDMANN, P DANNBERG, W. KARTHEFraunhofer
-Institution for Applied Optics and Precision Mech
anics",Conference SPIE 2042 "Optics Quebec 93". （４）"20 GHz electro-optic polymer Mach-Zehnder m
odulator"D.G. GIRTON, S.L. KWIATKOWSKI, G.F. LIPSC
OMB and R.S. LYTEL,Appl. Phys. Lett. 58, 22 April
1991, pp 1730-1732. （５）米国特許明細書第ＵＳ−Ａ−４ ８８７ ８８４
号 （６）"Travelling-wave polymeric optical intensity
modulator with morethan 40 GHz of 3dB electrical
bandwidth", C.C. TENGAppl. Phys. Lett. 60, 30 Marc
h 1992, pp 1538-1540.
【００６９】
【発明の効果】結局、発明のもたらす効果としては、脆
性あるいは可損性を有する活性材料を使用するにして
も、容易に製作可能な電気光学セルを得ることができ
る。また、変調器の制御電圧を低減できるという利点が
ある。
性あるいは可損性を有する活性材料を使用するにして
も、容易に製作可能な電気光学セルを得ることができ
る。また、変調器の制御電圧を低減できるという利点が
ある。
【図１】本発明の変調器の概略的な断面図である。
【図２】本発明の変調器の概略的な断面図である。
【図３】本発明の変調器の概略的な断面図である。
【図４】２つの光ガイド部を有する本発明の変調器の概
略的な断面図である。
略的な断面図である。
【図５】本発明の変調器における光ガイド部の構成上の
変形例を示す概略的な断面図である。
変形例を示す概略的な断面図である。
【図６】本発明の変調器における光ガイド部の構成上の
変形例を示す概略的な断面図である。
変形例を示す概略的な断面図である。
【図７】本発明の変調器における光ガイド部の構成上の
変形例を示す概略的な断面図である。
変形例を示す概略的な断面図である。
【図８】本発明の変調器における光ガイド部の構成上の
変形例を示す概略的な断面図である。
変形例を示す概略的な断面図である。
【図９】従来の変調器における光ガイド部を示す概略的
な断面図であって、ＴＥモードの広がりを示している。
な断面図であって、ＴＥモードの広がりを示している。
【図１０】本発明の変調器における光ガイド部を示す概
略的な断面図であって、ＴＥモードの広がりを示してい
る。
略的な断面図であって、ＴＥモードの広がりを示してい
る。
【図１１】図１０に示す変調器について、ＴＥモードの
半値幅を前記変調器の活性領域の幅の関数として示す曲
線である。
半値幅を前記変調器の活性領域の幅の関数として示す曲
線である。
【図１２】本発明の変調器の製造に関して、連続した製
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図１３】本発明の変調器の製造に関して、連続した製
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図１４】本発明の変調器の製造に関して、連続した製
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図１５】本発明の変調器の製造に関して、連続した製
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図１６】本発明の変調器の製造に関して、連続した製
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図１７】本発明の変調器の製造に関して、連続した製
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図１８】本発明の変調器の製造に関して、連続した製
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
造段階のうちの１つを示す概略的な断面図である。
４ 基板 ６ 光ガイド部 ８ リボン １０ 活性領域 １２ 非線形性材料 １４ 領域 １６ 制御電極 １８ 下地コーティング １９ 金属 ２２ 被覆層 ２４ 開口 ２８ 凹所 ３２ 犠牲材料層
Claims (12)
- 【請求項１】 その非線形性材料（１２）自身に対して
電界が印加された状況下において屈折率が変化し得る非
線形性材料（１２）からなる活性領域（１０）を有する
少なくとも１つの光ガイド部（６）と、該光ガイド部
（６）の両側部にそれぞれが位置して前記電界を印加す
るための複数の制御電極（１６）とを備える変調器とし
てのＴＥモードの電気光学変調セルであって、 さらに、制限材料からなるとともに前記活性領域に対し
て該活性領域の両側部にそれぞれが位置しかつ前記複数
の制御電極（１６）の間に位置する複数の領域（１４）
を備え、 前記制限材料は、前記活性領域をなす前記材料の屈折率
よりも小さい屈折率を有し、かつ、前記活性領域をなす
前記材料の電気抵抗よりも小さい電気抵抗を有すること
を特徴とする変調器としてのＴＥモードの電気光学セ
ル。 - 【請求項２】 前記活性領域（１０）を被覆するととも
に、該活性領域をなす前記材料の屈折率よりも小さい屈
折率を有する材料からなる被覆層（２２）を備えること
を特徴とする請求項１記載の電気光学セル。 - 【請求項３】 前記被覆層（２２）をなす前記材料は、
ドーピングされたシリカ、および、商標名がテフロンＡ
Ｆであるポリマー材料の中から選択されることを特徴と
する請求項２記載の電気光学セル。 - 【請求項４】 前記活性領域（１０）をなす前記材料
（１２）は、非線形性ポリマーであることを特徴とする
請求項１記載の電気光学セル。 - 【請求項５】 前記制限材料は、窒素またはリンあるい
はホウ素あるいはフッ素がドーピングされたシリカであ
ることを特徴とする請求項１記載の電気光学セル。 - 【請求項６】 前記光ガイド部（６）は、前記活性領域
（１０）をなす前記材料（１２）の屈折率よりも大きな
屈折率を有する材料からなるとともに、前記光ガイド部
に沿って延在するリボン（８）を有することを特徴とす
る請求項１記載の電気光学セル。 - 【請求項７】 前記活性領域、前記電極および前記制限
材料を支持するための支持基板を備え、該基板は、前記
活性領域を部分的に含むエッチングされた部分を有する
ことを特徴とする請求項１記載の電気光学セル。 - 【請求項８】 請求項１記載の電気光学セルを製造する
ための方法であって、 電気的な絶縁材料からなるとともに、前記活性層の前記
材料の屈折率よりも小さい屈折率を有する基板（４）を
形成する工程と、 該基板（４）上に前記制御電極（１６）を形成する工程
と、 制限材料からなる領域（１４）を形成する工程と、 ”犠牲”材料層（３２）を形成するとともに、前記活性
領域の位置および形状を固定し得るパターンにしたがっ
て該犠牲材料層の形状を形成する工程と、 前記犠牲材料層上に被覆層（２２）を形成する工程と、 該被覆層に前記犠牲材料層（３２）にまで達する少なく
とも１つの開口（２４）を製作する工程と、 前記活性領域（１０）に対応するキャビティを形成して
該キャビティを非線形性材料で満たすために、前記犠牲
材料層（３２）を除去する工程とを具備することを特徴
とする電気光学変調セルの製造方法。 - 【請求項９】 前記制御電極（１６）は、前記犠牲材料
（３２）の除去後に形成されることを特徴とする請求項
８記載の製造方法。 - 【請求項１０】 前記制御電極（１６）の形成は、該制
御電極を形成しようとする位置に下地コーティング（１
８）を形成する工程と、その後、該下地コーティング上
に金属（１９）を電解成長により形成する工程とを備え
ることを特徴とする請求項８記載の製造方法。 - 【請求項１１】 前記基板は、前記電極（１６）の位置
に対応した凹所（２８）を形成するためにエッチングさ
れることを特徴とする請求項１０記載の製造方法。 - 【請求項１２】 さらに、基板（４）上に、前記非線形
性材料の屈折率よりも大きな屈折率を有する材料からな
りかつ前記活性領域（１０）内において長さ方向に延在
するリボン（８）を形成する工程を具備することを特徴
とする請求項８記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9412736A FR2726097B1 (fr) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | Cellule electro-optique a mode transverse electrique pour un modulateur et procede de realisation d'une telle cellule |
| FR9412736 | 1994-10-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08227084A true JPH08227084A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=9468178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7275888A Withdrawn JPH08227084A (ja) | 1994-10-25 | 1995-10-24 | 変調器としてのｔｅモードの電気光学セルおよびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5825524A (ja) |
| EP (1) | EP0709710A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08227084A (ja) |
| FR (1) | FR2726097B1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19546229B4 (de) * | 1995-11-30 | 2006-09-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Integriert optische Sensoren auf Polymerbasis |
| WO1998022807A1 (en) | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Farfield Sensors Ltd. | A chemical sensor |
| FR2759495B1 (fr) * | 1997-02-10 | 1999-03-05 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif semiconducteur en polymere comportant au moins une fonction redresseuse et procede de fabrication d'un tel dispositif |
| JP2000075328A (ja) * | 1998-09-02 | 2000-03-14 | Murata Mfg Co Ltd | 音響光学偏向器 |
| KR20010043956A (ko) | 1998-09-21 | 2001-05-25 | 모리시타 요이찌 | 반사형 액정 표시 장치 |
| US6559921B1 (en) * | 1999-11-01 | 2003-05-06 | Corning Incorporated | Liquid crystal planar non-blocking NxN cross-connect |
| DK199901580A (da) * | 1999-11-03 | 2001-05-04 | Nkt Res As | Silicium mesa struktur integreret i en glas på silicium bølgeleder, samt fremgangsmåde til fremstiiling heraf |
| US6620712B2 (en) * | 2001-02-14 | 2003-09-16 | Intpax, Inc. | Defined sacrifical region via ion implantation for micro-opto-electro-mechanical system (MOEMS) applications |
| FR2840689B1 (fr) * | 2002-06-06 | 2004-10-15 | Silios Technologies | Guide d'onde comportant un canal et une couche d'adaptation |
| FR2845775B1 (fr) * | 2002-10-10 | 2005-01-07 | Commissariat Energie Atomique | Guide d'onde optique, a fort contraste d'indice et a pertes par rugosites reduites,et procede de fabrication de ce guide |
| US7218799B2 (en) * | 2005-03-29 | 2007-05-15 | Analog Devices, Inc. | External optical modulator |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2582066B2 (ja) * | 1987-03-19 | 1997-02-19 | 株式会社日立製作所 | 光機能性デバイス |
| US4887884A (en) * | 1989-02-23 | 1989-12-19 | Unisys Corporation | Capillary non-linear optical waveguide device |
| EP0522637A3 (en) * | 1991-07-10 | 1993-08-04 | N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken | Planar optical element |
| FR2683054B1 (fr) * | 1991-10-25 | 1993-12-03 | Commissariat A Energie Atomique | Modulateur electrooptique integre et procede de fabrication de ce modulateur. |
| DE4202039C2 (de) * | 1992-01-25 | 2003-08-14 | Sel Alcatel Ag | Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente |
| US5548668A (en) * | 1994-10-25 | 1996-08-20 | Hughes Aircraft Company | Velocity-matched electrodes for electro-optic travelling-wave modulators and method for forming the same |
-
1994
- 1994-10-25 FR FR9412736A patent/FR2726097B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-23 US US08/553,795 patent/US5825524A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-23 EP EP95402353A patent/EP0709710A1/fr not_active Withdrawn
- 1995-10-24 JP JP7275888A patent/JPH08227084A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2726097A1 (fr) | 1996-04-26 |
| US5825524A (en) | 1998-10-20 |
| FR2726097B1 (fr) | 1996-11-15 |
| EP0709710A1 (fr) | 1996-05-01 |
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|---|---|---|---|
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