JPH0829745A - 光導波路デバイス - Google Patents
光導波路デバイスInfo
- Publication number
- JPH0829745A JPH0829745A JP16507294A JP16507294A JPH0829745A JP H0829745 A JPH0829745 A JP H0829745A JP 16507294 A JP16507294 A JP 16507294A JP 16507294 A JP16507294 A JP 16507294A JP H0829745 A JPH0829745 A JP H0829745A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical waveguide
- electrode
- waveguide
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路デバイスに関し，光学基板に形成さ
れた光導波路に絶縁体バッファ層を介して形成された電
極から安定して電圧を印加できるようにする。 【構成】 電気光学効果を有する光学基板に形成された
光導波路と，この光導波路上またはその近傍に形成され
た誘電体膜と，該光導波路およびその近傍に電界を印加
するために該誘電体膜上に形成された電極とを有し，該
電極と該光導波路の一部あるいは該光導波路近傍の該光
学基板とが電気的に接続されている光導波路デバイス。
れた光導波路に絶縁体バッファ層を介して形成された電
極から安定して電圧を印加できるようにする。 【構成】 電気光学効果を有する光学基板に形成された
光導波路と，この光導波路上またはその近傍に形成され
た誘電体膜と，該光導波路およびその近傍に電界を印加
するために該誘電体膜上に形成された電極とを有し，該
電極と該光導波路の一部あるいは該光導波路近傍の該光
学基板とが電気的に接続されている光導波路デバイス。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気光学効果を有する基
板に形成された光導波路デバイスに係り，特に光ファイ
バを使用した光通信システムや計測に適用する光導波路
デバイスに関する。
板に形成された光導波路デバイスに係り，特に光ファイ
バを使用した光通信システムや計測に適用する光導波路
デバイスに関する。
【０００２】上記の光導波路デバイスは，導波路上に電
極を設けて電圧を印加することにより，例えば導波路中
を進行する光を変調，スイッチ，合分波，分岐，減衰あ
るいは偏光状態の制御を行うデバイスである。
極を設けて電圧を印加することにより，例えば導波路中
を進行する光を変調，スイッチ，合分波，分岐，減衰あ
るいは偏光状態の制御を行うデバイスである。
【０００３】このデバイスにおいては一定の直流電圧を
印加して一定の動作モードを保つ使い方や，数10GHz の
高周波電気信号を印加して高速で動作モードを変化させ
る使い方や直流成分と交流成分が混在した電気信号で動
作させる使い方などがあり，これらの電気信号に対して
安定した光応答特性が望まれている。
印加して一定の動作モードを保つ使い方や，数10GHz の
高周波電気信号を印加して高速で動作モードを変化させ
る使い方や直流成分と交流成分が混在した電気信号で動
作させる使い方などがあり，これらの電気信号に対して
安定した光応答特性が望まれている。
【０００４】
【従来の技術】図１１は従来例の電気光学基板に形成し
た光導波路を用いたデバイスの１例でマッハツェンダ型
変調器を表す平面図および断面図である。図において,
１は電気光学結晶からなる光学基板，２は基板に形成さ
れた光導波路，３はバッファ層で誘電体膜，４─１は信
号印加用電極，４─２はアース電極である。
た光導波路を用いたデバイスの１例でマッハツェンダ型
変調器を表す平面図および断面図である。図において,
１は電気光学結晶からなる光学基板，２は基板に形成さ
れた光導波路，３はバッファ層で誘電体膜，４─１は信
号印加用電極，４─２はアース電極である。
【０００５】このデバイスでは電極に電圧を印加するこ
とにより，導波路の屈折率または導波路近傍の光基板の
屈折率を変化させて導波路に入射した光を変調して出射
させる。
とにより，導波路の屈折率または導波路近傍の光基板の
屈折率を変化させて導波路に入射した光を変調して出射
させる。
【０００６】このような光デバイスでは導波路または導
波路近傍に印加される電界の強度で光応答が決まるた
め，この部分の電界強度は信号電圧に一対一に対応した
値で安定に印加される必要がある。
波路近傍に印加される電界の強度で光応答が決まるた
め，この部分の電界強度は信号電圧に一対一に対応した
値で安定に印加される必要がある。
【０００７】しかし，このような構造の光デバイスで
は，直流電圧印加時に，導波路または導波路近傍に発生
する電界強度が時間とともに変化する現象が観測され
る。この結果，一定の直流電圧印加時にも光出射光は時
間的に変化する。この現象がDCドリフトと呼ばれる現象
である。この現象は信号電極とアース電極間に存在する
各種抵抗, 容量に因る過渡応答特性などが主原因と考え
られているが，膜内, 基板内の電荷, イオンの移動・結
合なども関与していると考えられ，その時間的変化は複
雑である。
は，直流電圧印加時に，導波路または導波路近傍に発生
する電界強度が時間とともに変化する現象が観測され
る。この結果，一定の直流電圧印加時にも光出射光は時
間的に変化する。この現象がDCドリフトと呼ばれる現象
である。この現象は信号電極とアース電極間に存在する
各種抵抗, 容量に因る過渡応答特性などが主原因と考え
られているが，膜内, 基板内の電荷, イオンの移動・結
合なども関与していると考えられ，その時間的変化は複
雑である。
【０００８】一般に, このようなDCドリフトを有する光
デバイスを使用する場合には，その変化を補償するよう
に印加電圧をドリフト量に対応して時間とともに変化さ
せて印加する方法が採られている。この場合，導波路ま
たは導波路近傍に印加される電界強度が時間とともに強
くなるDCドリフトの場合「負のDCドリフト」には, その
補償電圧は初期印加電圧よりも少なくて済み, 補償は容
易である。しかし，導波路または導波路近傍に印加され
る電界強度が時間とともに弱くなる場合「正のDCドリフ
ト」には補償のために印加した電圧も時間とともに実効
的に低くなるため, 時間とともにどんどん大きな補償電
圧が要求されることとなる。このため，正のDCドリフト
が大きいと補償は困難となる。
デバイスを使用する場合には，その変化を補償するよう
に印加電圧をドリフト量に対応して時間とともに変化さ
せて印加する方法が採られている。この場合，導波路ま
たは導波路近傍に印加される電界強度が時間とともに強
くなるDCドリフトの場合「負のDCドリフト」には, その
補償電圧は初期印加電圧よりも少なくて済み, 補償は容
易である。しかし，導波路または導波路近傍に印加され
る電界強度が時間とともに弱くなる場合「正のDCドリフ
ト」には補償のために印加した電圧も時間とともに実効
的に低くなるため, 時間とともにどんどん大きな補償電
圧が要求されることとなる。このため，正のDCドリフト
が大きいと補償は困難となる。
【０００９】この解決手段として誘電体膜（バッファ
層）に特定金属を添加して改善する方法も試みられてい
るが，この場合にはバッファ層の作成条件が微妙である
他，初期に大きな「負のDCドリフト」が発生する課題を
有しており，時間的に追随する補償電圧なしでは動作が
困難である。
層）に特定金属を添加して改善する方法も試みられてい
るが，この場合にはバッファ層の作成条件が微妙である
他，初期に大きな「負のDCドリフト」が発生する課題を
有しており，時間的に追随する補償電圧なしでは動作が
困難である。
【００１０】また，電極を透明材料で形成して誘電体膜
（バッファ層）を除去する方法も試みられているが，光
通信で重要な波長1.2 〜1.6 μm 帯で導電率が高く, 透
明な材料が無い。このため，導波路をほとんどこの種の
電極で覆う構造では, 伝播光が吸収される課題がある。
（バッファ層）を除去する方法も試みられているが，光
通信で重要な波長1.2 〜1.6 μm 帯で導電率が高く, 透
明な材料が無い。このため，導波路をほとんどこの種の
電極で覆う構造では, 伝播光が吸収される課題がある。
【００１１】さらに光導波路を含む光学基板表面を半導
電性膜で完全に覆い, この上を導波路部分だけに透明誘
電体膜バッファ層を形成するとともに, 再び半導電性膜
で全体を完全に覆い, この上に電極を形成し，導波路上
面に確実に電圧を印加する方法が試みられた。しかし，
この方法では完全に透明な半導電性膜が存在しなかった
ため，光が吸収されてしまう課題があった。
電性膜で完全に覆い, この上を導波路部分だけに透明誘
電体膜バッファ層を形成するとともに, 再び半導電性膜
で全体を完全に覆い, この上に電極を形成し，導波路上
面に確実に電圧を印加する方法が試みられた。しかし，
この方法では完全に透明な半導電性膜が存在しなかった
ため，光が吸収されてしまう課題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明では，電極から
導波路または導波路近傍に印加される電界強度が数時間
あるいは数年以上の単位で時間とともに変化の少ない光
デバイス構成を実現して印加電圧に一対一に対応した安
定した光出力を得ることを目的とする。
導波路または導波路近傍に印加される電界強度が数時間
あるいは数年以上の単位で時間とともに変化の少ない光
デバイス構成を実現して印加電圧に一対一に対応した安
定した光出力を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）電気光学効果を有する光学基板に形成された光導波
路と，この光導波路上またはその近傍に形成された誘電
体膜と，該光導波路およびその近傍に電界を印加するた
めに該誘電体膜上に形成された電極とを有し，該電極と
該光導波路の一部あるいは該光導波路近傍の該光学基板
とが電気的に接続されている光導波路デバイス，あるい
は ２）前記誘電体膜が前記光導波路上またはその近傍で該
光導波路に沿って帯状に形成されている前記１記載の光
導波路デバイス，あるいは ３）前記誘電体膜に光学基板に到達する孔が形成され，
この孔を通じて前記電極が前記光学基板に電気的に接続
されている前記１または２記載の光導波路デバイス，あ
るいは ４）前記電極との接続部分の該光学基板が部分的にエッ
チングされている前記１乃至３記載の光導波路デバイ
ス，あるいは ５）前記誘電体膜上に形成された前記電極と前記光学基
板との間に両者を電気的に接続する接続電極が形成さ
れ，該接続電極は該電極より膜厚が小さい前記１乃至４
記載の光導波路デバイス，あるいは ６）前記電極と前記接続電極が異なる材料で形成されて
いる前記１乃至５記載の光導波路デバイス，あるいは ７）前記接続電極が半導電性膜で形成されている前記１
乃至６記載の光導波路デバイス，あるいは ８）前記接続電極が多層膜から成り，前記電極に接する
膜と前記光学基板に接する膜が異なる膜となるように構
成されている前記１乃至７記載の光導波路デバイス，あ
るいは ９）前記光学基板がニオブ酸リチウム（LiNbO3) である
前記１乃至８記載の光導波路デバイス，あるいは １０）前記接続電極が導電性シリコン膜である前記１乃
至９記載の光導波路デバイス，あるいは １１）導波路を覆って前記光学基板上に比抵抗が102 〜
108 Ωcmの透明半導電性膜が被着され，該透明半導電性
膜は前記電極と電気的に接続されている前記１乃至１０
記載の光導波路デバイスにより達成される。
路と，この光導波路上またはその近傍に形成された誘電
体膜と，該光導波路およびその近傍に電界を印加するた
めに該誘電体膜上に形成された電極とを有し，該電極と
該光導波路の一部あるいは該光導波路近傍の該光学基板
とが電気的に接続されている光導波路デバイス，あるい
は ２）前記誘電体膜が前記光導波路上またはその近傍で該
光導波路に沿って帯状に形成されている前記１記載の光
導波路デバイス，あるいは ３）前記誘電体膜に光学基板に到達する孔が形成され，
この孔を通じて前記電極が前記光学基板に電気的に接続
されている前記１または２記載の光導波路デバイス，あ
るいは ４）前記電極との接続部分の該光学基板が部分的にエッ
チングされている前記１乃至３記載の光導波路デバイ
ス，あるいは ５）前記誘電体膜上に形成された前記電極と前記光学基
板との間に両者を電気的に接続する接続電極が形成さ
れ，該接続電極は該電極より膜厚が小さい前記１乃至４
記載の光導波路デバイス，あるいは ６）前記電極と前記接続電極が異なる材料で形成されて
いる前記１乃至５記載の光導波路デバイス，あるいは ７）前記接続電極が半導電性膜で形成されている前記１
乃至６記載の光導波路デバイス，あるいは ８）前記接続電極が多層膜から成り，前記電極に接する
膜と前記光学基板に接する膜が異なる膜となるように構
成されている前記１乃至７記載の光導波路デバイス，あ
るいは ９）前記光学基板がニオブ酸リチウム（LiNbO3) である
前記１乃至８記載の光導波路デバイス，あるいは １０）前記接続電極が導電性シリコン膜である前記１乃
至９記載の光導波路デバイス，あるいは １１）導波路を覆って前記光学基板上に比抵抗が102 〜
108 Ωcmの透明半導電性膜が被着され，該透明半導電性
膜は前記電極と電気的に接続されている前記１乃至１０
記載の光導波路デバイスにより達成される。
【００１４】
【作用】請求項１の，誘電体膜上に形成された電極と導
波路の一部または導波路に比較的接近した光学基板で電
気的に接続される構成では，誘電体膜の電気抵抗が導波
路または光学基板の電気抵抗より充分大きくとも，接続
用電極を通して電圧が直接光学基板に印加されるため，
導波路および導波路近傍の光学基板に効果的に電位を生
じさせ，電界を発生させるように作用する。また，この
とき光学基板に比較して誘電体膜層の比抵抗が大きい場
合に，より本構成の効果が顕著に発揮される。一般に，
基板表面層の電気抵抗はプロセス工程等によってバルク
値よりも低くなるため，同様に効果が生ずる。
波路の一部または導波路に比較的接近した光学基板で電
気的に接続される構成では，誘電体膜の電気抵抗が導波
路または光学基板の電気抵抗より充分大きくとも，接続
用電極を通して電圧が直接光学基板に印加されるため，
導波路および導波路近傍の光学基板に効果的に電位を生
じさせ，電界を発生させるように作用する。また，この
とき光学基板に比較して誘電体膜層の比抵抗が大きい場
合に，より本構成の効果が顕著に発揮される。一般に，
基板表面層の電気抵抗はプロセス工程等によってバルク
値よりも低くなるため，同様に効果が生ずる。
【００１５】電極は一般に光を吸収する特性を有してい
るため，導波路に接する面積をできるだけ少なくするこ
とが必要で，電極を導波路から離すことが可能の場合に
は，電極による光の吸収が十分少なくなる位置まで離す
ことで光の損失を低減するように作用する。また，あま
り導波路から離して電極を形成すると導波路への電圧印
加の効果が薄れる。誘電体膜の厚さは，通常数μｍ以下
であり，比較的抵抗の小さい誘電体では比抵抗は1012程
度, 特に抵抗の大きなSiO2の場合にはその比抵抗は1014
〜1018程度である。このため, 比抵抗109 以下の膜を電
極材料として使用することで導波路より数10μｍ離れた
位置からも電圧を導波路に効果的に印加するように作用
する。
るため，導波路に接する面積をできるだけ少なくするこ
とが必要で，電極を導波路から離すことが可能の場合に
は，電極による光の吸収が十分少なくなる位置まで離す
ことで光の損失を低減するように作用する。また，あま
り導波路から離して電極を形成すると導波路への電圧印
加の効果が薄れる。誘電体膜の厚さは，通常数μｍ以下
であり，比較的抵抗の小さい誘電体では比抵抗は1012程
度, 特に抵抗の大きなSiO2の場合にはその比抵抗は1014
〜1018程度である。このため, 比抵抗109 以下の膜を電
極材料として使用することで導波路より数10μｍ離れた
位置からも電圧を導波路に効果的に印加するように作用
する。
【００１６】請求項２の構成では，導波路上だけに誘電
体膜が形成されているため，誘電体膜上の電極と光学基
板の電気的接続が広い領域に渡って確実にできる。請求
項３の構成では，主電極である誘電体膜上の電極に段差
などを生じさせない構成であるため，高速動作用電極で
反射，減衰などの電気特性を劣化させないように作用す
る。また，この構成では離散的に接続用の孔と電極が形
成されるため，主電極の特性インピーダンス，マイクロ
波実効屈折率などを変化させないように作用する。
体膜が形成されているため，誘電体膜上の電極と光学基
板の電気的接続が広い領域に渡って確実にできる。請求
項３の構成では，主電極である誘電体膜上の電極に段差
などを生じさせない構成であるため，高速動作用電極で
反射，減衰などの電気特性を劣化させないように作用す
る。また，この構成では離散的に接続用の孔と電極が形
成されるため，主電極の特性インピーダンス，マイクロ
波実効屈折率などを変化させないように作用する。
【００１７】請求項４の構成では，接続用電極を形成す
るため誘電体膜を部分的に除去する場合に，エッチング
終点を光学基板を適量エッチングする条件に設定するこ
とで誘電体膜を完全に除去し良好な電気的接続を実現す
るように作用する。
るため誘電体膜を部分的に除去する場合に，エッチング
終点を光学基板を適量エッチングする条件に設定するこ
とで誘電体膜を完全に除去し良好な電気的接続を実現す
るように作用する。
【００１８】また，光学基板表面は研磨，熱拡散などの
プロセスで接続に適しない層が存在する場合があり，表
面層を除去することは，良好な電気的接続を実現するよ
うに作用する。
プロセスで接続に適しない層が存在する場合があり，表
面層を除去することは，良好な電気的接続を実現するよ
うに作用する。
【００１９】さらに，数μｍの深さにエッチングするこ
とにより，導波路部に横方向の電界が有効にかかるた
め，導波路部の電位を強制的に供給するように作用す
る。請求項５以下の構成では，高速動作の電極では10〜
30μm の厚さの電極を必要とするが，接続用電極は低速
で電圧供給を行えば良く, 厚い電極である必要はない。
むしろ，電極の厚さを薄くして抵抗を高くし, 高周波数
への影響を防ぐように作用させることが効果的である。
また，誘電体膜の段差の形状によっては，接続用の電極
の厚さを厚くすることで誘電体膜上の電極との接続を確
実とするように作用する。
とにより，導波路部に横方向の電界が有効にかかるた
め，導波路部の電位を強制的に供給するように作用す
る。請求項５以下の構成では，高速動作の電極では10〜
30μm の厚さの電極を必要とするが，接続用電極は低速
で電圧供給を行えば良く, 厚い電極である必要はない。
むしろ，電極の厚さを薄くして抵抗を高くし, 高周波数
への影響を防ぐように作用させることが効果的である。
また，誘電体膜の段差の形状によっては，接続用の電極
の厚さを厚くすることで誘電体膜上の電極との接続を確
実とするように作用する。
【００２０】高速動作の電極では, 電極の追加などによ
り特性インピーダンスやマイクロ波実効屈折率が変化し
てしまうなどの問題が発生するが，半導電性膜（比抵抗
が102 〜109 Ωcm）の膜で構成することにより，DCドリ
フトに対応した電圧供給は半導電性膜で実現できるが，
高速特性には影響を及ぼさないように作用する。とくに
シリコン(Si)に導電性不純物をドープした膜で構成する
ことにより，抵抗値制御が容易となるように作用する。
り特性インピーダンスやマイクロ波実効屈折率が変化し
てしまうなどの問題が発生するが，半導電性膜（比抵抗
が102 〜109 Ωcm）の膜で構成することにより，DCドリ
フトに対応した電圧供給は半導電性膜で実現できるが，
高速特性には影響を及ぼさないように作用する。とくに
シリコン(Si)に導電性不純物をドープした膜で構成する
ことにより，抵抗値制御が容易となるように作用する。
【００２１】さらに電気的接続には材料固有の課題があ
り，特にオーミックコンタクト，密着力，化学的安定性
などに配慮して材料を選択する必要があり，この選択に
より，多層構造とすることで両者を両立させた接続とな
るように作用する。
り，特にオーミックコンタクト，密着力，化学的安定性
などに配慮して材料を選択する必要があり，この選択に
より，多層構造とすることで両者を両立させた接続とな
るように作用する。
【００２２】また，電極下の導波路上で導波路を覆うよ
うに接して比抵抗が105 〜109 Ωcmの透明材料からなる
膜が形成され，この膜がバッファ層上の電極と電気的に
接続することにより，より確実に導波路上への電圧供給
を行うように作用する。
うに接して比抵抗が105 〜109 Ωcmの透明材料からなる
膜が形成され，この膜がバッファ層上の電極と電気的に
接続することにより，より確実に導波路上への電圧供給
を行うように作用する。
【００２３】
【実施例】以下では主としてリチウムナイオベート(LiN
bO3)結晶基板を用いた導波路型光変調器を例に取り，説
明する。 （第１実施例）図１は本発明の第１実施例による光変調
器を示し，（Ａ）が平面図，（Ｂ）がＡ−Ａで切断した
変調器の断面図を示す。
bO3)結晶基板を用いた導波路型光変調器を例に取り，説
明する。 （第１実施例）図１は本発明の第１実施例による光変調
器を示し，（Ａ）が平面図，（Ｂ）がＡ−Ａで切断した
変調器の断面図を示す。
【００２４】図で，１は電気光学効果を有する光学基
板，２は光導波路，３は誘電体膜からなるバッファ層，
４─１は電気信号印加用電極，４─２は４─１に対する
アース電極を示す。
板，２は光導波路，３は誘電体膜からなるバッファ層，
４─１は電気信号印加用電極，４─２は４─１に対する
アース電極を示す。
【００２５】ここで，光学基板はｚ−ｃｕｔのリチウム
ナイオベート(LiNbO3)結晶からなり，この場合には深さ
方向（ｚ方向）の電界成分により，変調器が機能する。
光導波路は厚さ約900 Åの金属チタン(Ti)を1050℃で10
時間酸素中で拡散することで得られる。光導波路の伝搬
方向はx 軸方向で幅約7 μm としてある。この上に,主
として伝搬する光が電極に吸収されるのを防ぐ目的で二
酸化シリコン( SiO2 )からなる厚さ１μｍのバッファ層
３がスパッタ法で形成されている。ここで，このバッフ
ァ層はリフトオフ法あるいはイオンエッチング法でパタ
ーン化されて導波路近傍だけが残される。この時，導波
路より 5μm までバッファ層が残されるように形成し
た。この後，600 ℃で10時間酸素雰囲気中でアニールさ
れ, この後, メッキ用金蒸着膜が形成されるとともにパ
ターン化される。メッキは約20μmの厚さに形成され,
図示のようにリチウムナイオベート結晶基板へも導波路
近傍で直接接続している。このような構造とすることで
バッファ層下の導波路近傍へも効果的に電圧供給が行え
る。
ナイオベート(LiNbO3)結晶からなり，この場合には深さ
方向（ｚ方向）の電界成分により，変調器が機能する。
光導波路は厚さ約900 Åの金属チタン(Ti)を1050℃で10
時間酸素中で拡散することで得られる。光導波路の伝搬
方向はx 軸方向で幅約7 μm としてある。この上に,主
として伝搬する光が電極に吸収されるのを防ぐ目的で二
酸化シリコン( SiO2 )からなる厚さ１μｍのバッファ層
３がスパッタ法で形成されている。ここで，このバッフ
ァ層はリフトオフ法あるいはイオンエッチング法でパタ
ーン化されて導波路近傍だけが残される。この時，導波
路より 5μm までバッファ層が残されるように形成し
た。この後，600 ℃で10時間酸素雰囲気中でアニールさ
れ, この後, メッキ用金蒸着膜が形成されるとともにパ
ターン化される。メッキは約20μmの厚さに形成され,
図示のようにリチウムナイオベート結晶基板へも導波路
近傍で直接接続している。このような構造とすることで
バッファ層下の導波路近傍へも効果的に電圧供給が行え
る。
【００２６】この結果, 従来DC電圧を印加して時間経過
とともにその電圧が実効的に減少していた特性が，本構
成では加速試験の結果，１０％のＤＣドリフト許容値に
対して４５℃の環境下で２０年以上使用できる見込みを
得た。 （第２実施例）図２は本発明の第２実施例による光変調
器を示し，導波路間にも電極を設置することでも光学基
板への電気的接続を行える。 （第３実施例）図３は本発明の第３実施例になる光変調
器を示し，光学基板への接続が所々形成されている。こ
のような構造は特に高速進行波電極のように電極幅を広
げたくない場合に有効である。 （第４実施例）図４は本発明の第４実施例による光変調
器を示し，誘電体膜に孔を開けここで電極と基板が接続
される。この構成では主電極にバッファ層の段差などを
生じさせない。 （第５実施例）図５は本発明の第５実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板としてｘ−ｃｕｔリチ
ウムナイオベート結晶を用いているため，基板水平方向
の電界成分を用いる。ここでバッファ層を設けている意
味は，マイクロ波の実効屈折率を誘電率の低い二酸化シ
リコン(SiO2)膜からなるバッファ層で下げるためのもの
である。 （第６実施例）図６は本発明の第６実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板の一部 (符号 6の部
分) が図示のようにエッチングされている。エッチング
深さは２μｍである。この場合，バッファ層のエッチン
グ残渣の問題は無く，エッチング終点を光学基板を適量
エッチングする条件に設定することで誘電体膜を完全に
除去し良好な電気的接続を実現することができる。さら
に，導波路部に横方向の電界が有効にかかるため，導波
路部の電位を強制的に供給できる。 （第７実施例）図７は本発明の第７実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板の上と電極が半導電性
膜５で接続されている。半導電性膜５としてはボロンな
どをドープして102 〜109 Ωcmに調整された厚さ1000Å
のSi膜が用いられている。この構成では半導電性膜は抵
抗が高いため電極の高周波特性には影響を殆ど及ぼさ
ず, 良好な進行波電極を構成きる。 （第８実施例）図８は本発明の第８実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板の上と電極が第１の接
続用電極５─１であるSi膜と第２の接続用電極５─２で
あるであるTi膜で接続されている。この構成では各接続
部に対してオーミックな接続と良好な密着性を両立でき
る。 （第９実施例）図９は本発明の第９実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板の上に導波路も含んで
透明な半導電性膜７が形成されている。この膜は厚さ10
00ÅのSiO2とInなど透明電極材料との混合物で実現で
き，ここでは108 Ωcmに調整され, 光の吸収の問題は発
生しなかった。さらに半導電性膜７を導波路上所々に設
ける構成により一層低抵抗化しても光の吸収の問題は発
生しなかった。
とともにその電圧が実効的に減少していた特性が，本構
成では加速試験の結果，１０％のＤＣドリフト許容値に
対して４５℃の環境下で２０年以上使用できる見込みを
得た。 （第２実施例）図２は本発明の第２実施例による光変調
器を示し，導波路間にも電極を設置することでも光学基
板への電気的接続を行える。 （第３実施例）図３は本発明の第３実施例になる光変調
器を示し，光学基板への接続が所々形成されている。こ
のような構造は特に高速進行波電極のように電極幅を広
げたくない場合に有効である。 （第４実施例）図４は本発明の第４実施例による光変調
器を示し，誘電体膜に孔を開けここで電極と基板が接続
される。この構成では主電極にバッファ層の段差などを
生じさせない。 （第５実施例）図５は本発明の第５実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板としてｘ−ｃｕｔリチ
ウムナイオベート結晶を用いているため，基板水平方向
の電界成分を用いる。ここでバッファ層を設けている意
味は，マイクロ波の実効屈折率を誘電率の低い二酸化シ
リコン(SiO2)膜からなるバッファ層で下げるためのもの
である。 （第６実施例）図６は本発明の第６実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板の一部 (符号 6の部
分) が図示のようにエッチングされている。エッチング
深さは２μｍである。この場合，バッファ層のエッチン
グ残渣の問題は無く，エッチング終点を光学基板を適量
エッチングする条件に設定することで誘電体膜を完全に
除去し良好な電気的接続を実現することができる。さら
に，導波路部に横方向の電界が有効にかかるため，導波
路部の電位を強制的に供給できる。 （第７実施例）図７は本発明の第７実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板の上と電極が半導電性
膜５で接続されている。半導電性膜５としてはボロンな
どをドープして102 〜109 Ωcmに調整された厚さ1000Å
のSi膜が用いられている。この構成では半導電性膜は抵
抗が高いため電極の高周波特性には影響を殆ど及ぼさ
ず, 良好な進行波電極を構成きる。 （第８実施例）図８は本発明の第８実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板の上と電極が第１の接
続用電極５─１であるSi膜と第２の接続用電極５─２で
あるであるTi膜で接続されている。この構成では各接続
部に対してオーミックな接続と良好な密着性を両立でき
る。 （第９実施例）図９は本発明の第９実施例による光変調
器を示し，この構成では光学基板の上に導波路も含んで
透明な半導電性膜７が形成されている。この膜は厚さ10
00ÅのSiO2とInなど透明電極材料との混合物で実現で
き，ここでは108 Ωcmに調整され, 光の吸収の問題は発
生しなかった。さらに半導電性膜７を導波路上所々に設
ける構成により一層低抵抗化しても光の吸収の問題は発
生しなかった。
【００２７】以上の諸実施例は光変調器について説明し
てきたが，スイッチ，合分波，分岐，減衰あるいは偏光
状態の制御を行うデバイスに対して本発明は同様に有効
である。さらに他の電気光学効果を有する基板に対して
も本発明は効果がある。 （第１０実施例）図１０は本発明の第１０実施例による
光変調器を示し，図１０(A) は平面図，図１０(B) はＡ
−Ａ断面図である。この例では，電極４−１はバッファ
層３の開口を介して所々で直接に導波路２と電気的に接
続されている。
てきたが，スイッチ，合分波，分岐，減衰あるいは偏光
状態の制御を行うデバイスに対して本発明は同様に有効
である。さらに他の電気光学効果を有する基板に対して
も本発明は効果がある。 （第１０実施例）図１０は本発明の第１０実施例による
光変調器を示し，図１０(A) は平面図，図１０(B) はＡ
−Ａ断面図である。この例では，電極４−１はバッファ
層３の開口を介して所々で直接に導波路２と電気的に接
続されている。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば, 光学基板に形成された
光導波路上に絶縁体バッファ層を介して形成された電極
から光導波路に安定して電圧を印加できるようになり，
光導波路デバイスの特性の安定化を図ることができた。
光導波路上に絶縁体バッファ層を介して形成された電極
から光導波路に安定して電圧を印加できるようになり，
光導波路デバイスの特性の安定化を図ることができた。
【図１】 本発明の実施例１の説明図
【図２】 本発明の実施例２の説明図
【図３】 本発明の実施例３の説明図
【図４】 本発明の実施例４の説明図
【図５】 本発明の実施例５の説明図
【図６】 本発明の実施例６の説明図
【図７】 本発明の実施例７の説明図
【図８】 本発明の実施例８の説明図
【図９】 本発明の実施例９の説明図
【図１０】 本発明の実施例１０の説明図
【図１１】 従来例の光導波路を用いたデバイスの断面
図
図
1 光学基板 2 光導波路 3 バッファ層で誘電体膜 4 電極 5 接続用電極 6 光学基板のエッチングされた部分 7 透明半導電性膜
Claims (11)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する光学基板に形成さ
れた光導波路と，この光導波路上またはその近傍に形成
された誘電体膜と，該光導波路およびその近傍に電界を
印加するために該誘電体膜上に形成された電極とを有
し，該電極と該光導波路の一部あるいは該光導波路近傍
の該光学基板とが電気的に接続されていることを特長と
する光導波路デバイス。 - 【請求項２】 前記誘電体膜が前記光導波路上またはそ
の近傍で該光導波路に沿って帯状に形成されていること
を特長とする請求項１記載の光導波路デバイス。 - 【請求項３】 前記誘電体膜に光学基板に到達する孔が
形成され，この孔を通じて前記電極が前記光学基板に電
気的に接続されていることを特長とする請求項１または
２記載の光導波路デバイス。 - 【請求項４】 前記電極との接続部分の該光学基板が部
分的にエッチングされていることを特長とする請求項１
乃至３記載の光導波路デバイス。 - 【請求項５】 前記誘電体膜上に形成された前記電極と
前記光学基板との間に両者を電気的に接続する接続電極
が形成され，該接続電極は該電極より膜厚が小さいこと
を特長とする請求項１乃至４記載の光導波路デバイス。 - 【請求項６】 前記電極と前記接続電極が異なる材料で
形成されていることを特長とする請求項１乃至５記載の
光導波路デバイス。 - 【請求項７】 前記接続電極が半導電性膜で形成されて
いることを特長とする請求項１乃至６記載の光導波路デ
バイス。 - 【請求項８】 前記接続電極が多層膜から成り，前記電
極に接する膜と前記光学基板に接する膜が異なる膜とな
るように構成されていることを特長とする請求項１乃至
７記載の光導波路デバイス。 - 【請求項９】 前記光学基板がニオブ酸リチウム（LiNb
O3) であることを特長とする請求項１乃至８記載の光導
波路デバイス。 - 【請求項１０】 前記接続電極が導電性シリコン膜であ
ることを特長とする請求項１乃至９記載の光導波路デバ
イス。 - 【請求項１１】 前記導波路を覆って前記光学基板上に
比抵抗が102 〜108Ωcmの透明半導電性膜が被着され，
該透明半導電性膜は前記電極と電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０記載の光導波路デバ
イス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16507294A JPH0829745A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 光導波路デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16507294A JPH0829745A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 光導波路デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829745A true JPH0829745A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15805342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16507294A Withdrawn JPH0829745A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 光導波路デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829745A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10274758A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
| JP2002202483A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子の作製方法 |
| JP2003029224A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-01-29 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
| JP2009244810A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP16507294A patent/JPH0829745A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10274758A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
| JP2002202483A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子の作製方法 |
| JP2003029224A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-01-29 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
| JP2009244810A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7408693B2 (en) | Electro-optic device | |
| US7324257B2 (en) | Low bias drift modulator with buffer layer | |
| US7529433B2 (en) | Humidity tolerant electro-optic device | |
| JP2867560B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
| US5790719A (en) | Optical control device | |
| US8774565B2 (en) | Electro-optic device | |
| WO2007007604A1 (ja) | 光変調器 | |
| JPH07199134A (ja) | 光導波路変調器中の温度効果を減すための光電子デバイス構造及び方法 | |
| US5712933A (en) | Waveguide-type optical device | |
| JP2009008978A (ja) | 光変調器 | |
| AU2001261014A8 (en) | Low drive voltage linbo | |
| US7627200B2 (en) | Optical device | |
| JPH1039266A (ja) | 光制御デバイス | |
| JPH09211402A (ja) | 広帯域光変調素子 | |
| JPH08166565A (ja) | 光制御デバイス | |
| JP2006317550A (ja) | 光変調器 | |
| US6885780B2 (en) | Suppression of high frequency resonance in an electro-optical modulator | |
| JPH0829745A (ja) | 光導波路デバイス | |
| JPH08166566A (ja) | 光制御デバイス | |
| Aoki et al. | High-performance optical modulator with a wide center electrode and thin x-cut LiNbO 3 substrate | |
| Aoki et al. | Single-drive X-cut thin-sheet LiNbO/sub 3/optical modulator with chirp adjusted using asymmetric CPW electrode | |
| JPS63261219A (ja) | 光変調素子 | |
| JPH06347839A (ja) | 光制御デバイス | |
| JPH05119287A (ja) | 導波形光デバイス | |
| JPH06281897A (ja) | 光強度変調器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |