JPH0961769A - 導波路型低ｄｃドリフト性光変調器およびその製造方法 - Google Patents
導波路型低ｄｃドリフト性光変調器およびその製造方法Info
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- JPH0961769A JPH0961769A JP7217824A JP21782495A JPH0961769A JP H0961769 A JPH0961769 A JP H0961769A JP 7217824 A JP7217824 A JP 7217824A JP 21782495 A JP21782495 A JP 21782495A JP H0961769 A JPH0961769 A JP H0961769A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光通信や光計測分野において有用な導波路型
光変調器のＤＣドリフト現象を抑制乃至低減させる。 【解決手段】 ニオブ酸リチウム基板と、Ｔｉ熱拡散に
より形成された光導波路と、誘電体バッファ層と、電極
を含む光素子、導波路端面に接続された光ファイバ、お
よびこれらを収納封止する筐体により構成される光変調
器において、導波路を−４０℃以下の露点に保持された
酸素含有ガス中における熱拡散処理により形成し、基板
の少なくとも電極間部分を、−４０℃以下の露点を有す
る不活性ガスにより被覆し、上記不活性ガスの露点で長
期にわたって−４０℃以下に保持し、それによって、Ｄ
Ｃドリフトを抑制乃至低減する。
光変調器のＤＣドリフト現象を抑制乃至低減させる。 【解決手段】 ニオブ酸リチウム基板と、Ｔｉ熱拡散に
より形成された光導波路と、誘電体バッファ層と、電極
を含む光素子、導波路端面に接続された光ファイバ、お
よびこれらを収納封止する筐体により構成される光変調
器において、導波路を−４０℃以下の露点に保持された
酸素含有ガス中における熱拡散処理により形成し、基板
の少なくとも電極間部分を、−４０℃以下の露点を有す
る不活性ガスにより被覆し、上記不活性ガスの露点で長
期にわたって−４０℃以下に保持し、それによって、Ｄ
Ｃドリフトを抑制乃至低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は導波路型低ＤＣドリ
フト性光変調器およびその製造方法に関するものであ
る。更に詳しく述べるならば、本発明はニオブ酸リチウ
ムからなる基板に形成された光導波路を有する光素子を
含み、ＤＣドリフトが低くかつ安定している導波路型光
変調器、およびそれを再現性よく製造する方法に関する
ものである。導波路型光変調器は光通信システムおよび
光応用計測分野において広く用いられている。
フト性光変調器およびその製造方法に関するものであ
る。更に詳しく述べるならば、本発明はニオブ酸リチウ
ムからなる基板に形成された光導波路を有する光素子を
含み、ＤＣドリフトが低くかつ安定している導波路型光
変調器、およびそれを再現性よく製造する方法に関する
ものである。導波路型光変調器は光通信システムおよび
光応用計測分野において広く用いられている。
【０００２】
【従来の技術】ニオブ酸リチウムからなる基板表面部分
に、所望の形状寸法に、例えばマッハツェンダー干渉計
型形状・寸法に、チタンを熱拡散させて、屈折率を局部
的に高くすることにより形成された光導波路を有する光
素子は、高速光変調に好適であるため、光通信システム
における外部光変調器として用いられている。
に、所望の形状寸法に、例えばマッハツェンダー干渉計
型形状・寸法に、チタンを熱拡散させて、屈折率を局部
的に高くすることにより形成された光導波路を有する光
素子は、高速光変調に好適であるため、光通信システム
における外部光変調器として用いられている。
【０００３】特に、ニオブ酸リチウム結晶をＺ面カット
して調製された基板を用いると、得られる光導波路の屈
折率を、電極から印加される電界によって変調する際
に、Ｚ方向における大きな電気光学定数を利用すること
ができる。このため５Ｖ以下の小さな制御電圧におい
て、１０GHz を超える広い変調帯域を示す光素子を実現
することができる。また、広い変調帯域を得るには、電
極に入力される高周波信号と、光導波路を伝播する光信
号との速度整合、およびその他の調整を可能にするため
に、光導波路を有する基板表面と電極との間に誘電体か
らなるバッファ層を設けることが一般に行われている。
して調製された基板を用いると、得られる光導波路の屈
折率を、電極から印加される電界によって変調する際
に、Ｚ方向における大きな電気光学定数を利用すること
ができる。このため５Ｖ以下の小さな制御電圧におい
て、１０GHz を超える広い変調帯域を示す光素子を実現
することができる。また、広い変調帯域を得るには、電
極に入力される高周波信号と、光導波路を伝播する光信
号との速度整合、およびその他の調整を可能にするため
に、光導波路を有する基板表面と電極との間に誘電体か
らなるバッファ層を設けることが一般に行われている。
【０００４】ニオブ酸リチウム基板表面部分に光導波路
を形成する方法として、薄膜堆積技術およびリソグラフ
ィー技術を用いて、基板表面上に金属チタン又は酸化チ
タンを所望形状寸法にパターニングし、熱処理炉中にお
いて、この金属チタン又は酸化チタンに対し、酸素およ
び水蒸気を含むガス雰囲気中において、１０００℃前後
の温度で５〜１０時間の熱処理を施し、チタンを基板表
面部に熱拡散させる方法が知られている。このような光
導波路形成方法は、例えば、L.McCaughan "Critical ma
terials issues in the performance and manufacturab
ility of LiNb03 integrated optics", Critical Revie
ws of Optical Science and Technology, vol.CR45 (SP
IE, Washington, 1993) pp.15-43などに解説されてい
る。上記熱拡散雰囲気に用いられるガスとしては、酸素
ガス、酸素−窒素混合ガス（合成空気）、又は酸素−ア
ルゴン混合ガスを、水中にバブリングさせて湿潤させた
ものが用いられている。
を形成する方法として、薄膜堆積技術およびリソグラフ
ィー技術を用いて、基板表面上に金属チタン又は酸化チ
タンを所望形状寸法にパターニングし、熱処理炉中にお
いて、この金属チタン又は酸化チタンに対し、酸素およ
び水蒸気を含むガス雰囲気中において、１０００℃前後
の温度で５〜１０時間の熱処理を施し、チタンを基板表
面部に熱拡散させる方法が知られている。このような光
導波路形成方法は、例えば、L.McCaughan "Critical ma
terials issues in the performance and manufacturab
ility of LiNb03 integrated optics", Critical Revie
ws of Optical Science and Technology, vol.CR45 (SP
IE, Washington, 1993) pp.15-43などに解説されてい
る。上記熱拡散雰囲気に用いられるガスとしては、酸素
ガス、酸素−窒素混合ガス（合成空気）、又は酸素−ア
ルゴン混合ガスを、水中にバブリングさせて湿潤させた
ものが用いられている。
【０００５】上記光導波路を有する基板表面上に、例え
ば厚さ０．５〜１．５μｍの誘電体薄膜を堆積形成し、
その上に複数個の電極を配置する。これらの電極は光導
波路の屈折率を電気的に制御するために用いられ、例え
ば、マッハツェンダー型光導波路の１方の光導波路の上
方に配置された１個のホット電極と、それをはさんでそ
の両側に配置された１対のグランド電極から構成され
る。
ば厚さ０．５〜１．５μｍの誘電体薄膜を堆積形成し、
その上に複数個の電極を配置する。これらの電極は光導
波路の屈折率を電気的に制御するために用いられ、例え
ば、マッハツェンダー型光導波路の１方の光導波路の上
方に配置された１個のホット電極と、それをはさんでそ
の両側に配置された１対のグランド電極から構成され
る。
【０００６】誘電体としては、誘電率の低い酸化シリコ
ンが用いられることが多い。酸化シリコンを、真空蒸着
法、又はスパッタリング法を用いて基板上に堆積させ、
これを熱処理する。このとき、堆積中に誘電体層に発生
する酸素欠損を補い、誘電体層の電気抵抗を高くするた
めには、前記熱処理を酸素を含有するガス雰囲気中で行
うことが好ましい。この誘電体層熱処理用酸素含有ガス
も、その酸化力を高くするために、水中でバブリングさ
せ、それによって湿潤させたものを用いることが広く行
われている。誘電体バッファ層の熱処理温度は、５００
〜６００℃であることが好ましい。
ンが用いられることが多い。酸化シリコンを、真空蒸着
法、又はスパッタリング法を用いて基板上に堆積させ、
これを熱処理する。このとき、堆積中に誘電体層に発生
する酸素欠損を補い、誘電体層の電気抵抗を高くするた
めには、前記熱処理を酸素を含有するガス雰囲気中で行
うことが好ましい。この誘電体層熱処理用酸素含有ガス
も、その酸化力を高くするために、水中でバブリングさ
せ、それによって湿潤させたものを用いることが広く行
われている。誘電体バッファ層の熱処理温度は、５００
〜６００℃であることが好ましい。
【０００７】上記のようにして作製された変調器用光素
子は、光素子の光導波路の両端面に光ファイバを接続
し、かつ上記電極に対し、外部電気回路と連結可能な状
態に配線し、筐体内に収納される。一般的に半導体Ｉ
Ｃ、レーザ回路などの電気的配線が基板上に施されてい
る素子の場合、素子電極の電気化学的反応による短絡、
或は劣化を防止するために筐体を金属により形成し、そ
の中に素子を気密に封止して、その機能を安定に保持
し、信頼性を確保することが試みられている。しかしな
がら、ニオブ酸リチウム製光変調器に関する従来技術に
おいては、例えば、A.C.O' Donnell, J.Dodson, C.Reyn
olds, and P.Jiang, "Environmentally Rugged2.5Gbit/
s Lithium Niobate Modulators for Volume Manufactur
e", TechincalDigest of IPR'95, Dana Point, Califor
nia, Feb.23-25, 1995 (OSA, Washington, 1995) pp.24
3-245 などにより教示されているように、筐体の封止部
は、樹脂充填により行われているのが一般である。
子は、光素子の光導波路の両端面に光ファイバを接続
し、かつ上記電極に対し、外部電気回路と連結可能な状
態に配線し、筐体内に収納される。一般的に半導体Ｉ
Ｃ、レーザ回路などの電気的配線が基板上に施されてい
る素子の場合、素子電極の電気化学的反応による短絡、
或は劣化を防止するために筐体を金属により形成し、そ
の中に素子を気密に封止して、その機能を安定に保持
し、信頼性を確保することが試みられている。しかしな
がら、ニオブ酸リチウム製光変調器に関する従来技術に
おいては、例えば、A.C.O' Donnell, J.Dodson, C.Reyn
olds, and P.Jiang, "Environmentally Rugged2.5Gbit/
s Lithium Niobate Modulators for Volume Manufactur
e", TechincalDigest of IPR'95, Dana Point, Califor
nia, Feb.23-25, 1995 (OSA, Washington, 1995) pp.24
3-245 などにより教示されているように、筐体の封止部
は、樹脂充填により行われているのが一般である。
【０００８】ところが、上記のような従来の光変調器に
おいては、しばしば光素子の性能の低下が発生し、特に
ＤＣドリフト現象が発生しているが、その原因および対
策については明らかでなかった。
おいては、しばしば光素子の性能の低下が発生し、特に
ＤＣドリフト現象が発生しているが、その原因および対
策については明らかでなかった。
【０００９】ニオブ酸リチウムからなる基板を有する光
変調器において、その出力信号をなす変調光の位相が経
時的にシフトする（強度変調器においては光強度が変化
する）現象、すなわちＤＣドリフト現象が発生すること
が知られており、このＤＣドリフト量を可及的に小さく
することが要望されている（例えば清野、「ＬＮを用い
たＥＯデバイス」、O plus E, No.186 (1995) 91〜97
頁）。また上記ＤＣドリフト現象は微小リーク電流、電
気キャリアのホッピング等のような誘電体材料の本質的
な特性に係る現象であるため、これを完全に皆無にする
ことは困難である。
変調器において、その出力信号をなす変調光の位相が経
時的にシフトする（強度変調器においては光強度が変化
する）現象、すなわちＤＣドリフト現象が発生すること
が知られており、このＤＣドリフト量を可及的に小さく
することが要望されている（例えば清野、「ＬＮを用い
たＥＯデバイス」、O plus E, No.186 (1995) 91〜97
頁）。また上記ＤＣドリフト現象は微小リーク電流、電
気キャリアのホッピング等のような誘電体材料の本質的
な特性に係る現象であるため、これを完全に皆無にする
ことは困難である。
【００１０】従来技術において既に実用化されているよ
うに、気相成長法により堆積した誘電体層を、酸素雰囲
気中において熱処理し、誘電体層中の酸素欠損を著しく
減少させ、それによって電気抵抗を高めるという方法
は、室温において、数時間から数日間のオーダーで観測
される初期ＤＣドリフトを低減するのに有効である。
うに、気相成長法により堆積した誘電体層を、酸素雰囲
気中において熱処理し、誘電体層中の酸素欠損を著しく
減少させ、それによって電気抵抗を高めるという方法
は、室温において、数時間から数日間のオーダーで観測
される初期ＤＣドリフトを低減するのに有効である。
【００１１】また、誘電体を堆積する方法を適宜に選択
し（例えば真空蒸着法を用い）、誘電体層の、膜組成お
よび密度などに依存する電気的特性を適性化する方法
も、ＤＣドリフト現象の抑制に有効である。（例えば、
H.Nagata, K.Kiuchi, S.Shimotsu, J.Ogiwara, and J.M
inowa, "Estimation of direct current bias and drif
t of Ti:LiNb03 optical modulators", J.Appl.Phys.,
76 (3) (1994) pp.1405-1408; H.Nagata, H.Takahashi,
H.Takai, and T.Kougo, "Impurity Evaluationof Si02
Films Formed on LiNb03 Substrate", Jpn.J.Appl.Phy
s., 34 (2A) (1995) pp.606-609等) 。
し（例えば真空蒸着法を用い）、誘電体層の、膜組成お
よび密度などに依存する電気的特性を適性化する方法
も、ＤＣドリフト現象の抑制に有効である。（例えば、
H.Nagata, K.Kiuchi, S.Shimotsu, J.Ogiwara, and J.M
inowa, "Estimation of direct current bias and drif
t of Ti:LiNb03 optical modulators", J.Appl.Phys.,
76 (3) (1994) pp.1405-1408; H.Nagata, H.Takahashi,
H.Takai, and T.Kougo, "Impurity Evaluationof Si02
Films Formed on LiNb03 Substrate", Jpn.J.Appl.Phy
s., 34 (2A) (1995) pp.606-609等) 。
【００１２】しかしながら従来の上記方法のみでは、Ｄ
Ｃドリフト現象を実用上十分に抑制することは困難であ
って、光通信部品などに要求される性能、すなわち０〜
７０℃の温度範囲において、１５〜２５年の寿命を保持
するという性能を、保証することは困難である。これは
ＤＣドリフト現象の発生メカニズムが十分に解明されて
おらず、従って長期間におけるＤＣドリフト量を見積る
ことが困難であることに起因する。そこで、光素子の動
作安定性を確保するためには、ＤＣドリフト量を少しで
も低くすることが必要である。
Ｃドリフト現象を実用上十分に抑制することは困難であ
って、光通信部品などに要求される性能、すなわち０〜
７０℃の温度範囲において、１５〜２５年の寿命を保持
するという性能を、保証することは困難である。これは
ＤＣドリフト現象の発生メカニズムが十分に解明されて
おらず、従って長期間におけるＤＣドリフト量を見積る
ことが困難であることに起因する。そこで、光素子の動
作安定性を確保するためには、ＤＣドリフト量を少しで
も低くすることが必要である。
【００１３】ＤＣドリフト量を低減する方法として、特
開平６−3710号の方法が知られており、また本発明者ら
は、特開平７−１２８６２４号に開示されているよう
に、ニオブ酸リチウム基板上に光導波路を形成するため
のチタン熱拡散処理を、酸素を含有する乾燥ガス雰囲気
中で行い、ニオブ酸リチウム基板中の水素（イオン）量
を低下させ、その電気抵抗を高めることによって、導波
路型光素子を製造する方法を提案した。この方法によ
り、従来の湿潤ガスを用いる方法に比較して、ＤＣドリ
フト量を約１／２に低減することに成功した。しかし、
この方法を用いて得られた光素子にＤＣ電圧を長時間印
加すると、その後の測定において、ＤＣドリフト量は、
従来方法を用いて得られた光素子とほゞ同一レベルまで
劣化するという現象が見出された（例えば、H.Nagata,
J. Ichikawa, M.Kobayashi, J.Hidaka, H.Honda, K.Kiu
chi, and T.Sugamata, "Possibility of dc drift redu
ctionof Ti:LiNb03 modulators via dry 02 annealing
process", Appl.Phys.Lett.,64 (10), (1995) pp.1180-
1182) 。すなわち、上記既知方法においては、光素子を
長期間にわたり連続又は断続使用する場合のＤＣドリフ
ト特性の変化の予測が困難であるため、光素子のＤＣド
リフト現象を、さらに抑制し、光素子の特性を安定化す
る手段の開発が強く要望されていた。
開平６−3710号の方法が知られており、また本発明者ら
は、特開平７−１２８６２４号に開示されているよう
に、ニオブ酸リチウム基板上に光導波路を形成するため
のチタン熱拡散処理を、酸素を含有する乾燥ガス雰囲気
中で行い、ニオブ酸リチウム基板中の水素（イオン）量
を低下させ、その電気抵抗を高めることによって、導波
路型光素子を製造する方法を提案した。この方法によ
り、従来の湿潤ガスを用いる方法に比較して、ＤＣドリ
フト量を約１／２に低減することに成功した。しかし、
この方法を用いて得られた光素子にＤＣ電圧を長時間印
加すると、その後の測定において、ＤＣドリフト量は、
従来方法を用いて得られた光素子とほゞ同一レベルまで
劣化するという現象が見出された（例えば、H.Nagata,
J. Ichikawa, M.Kobayashi, J.Hidaka, H.Honda, K.Kiu
chi, and T.Sugamata, "Possibility of dc drift redu
ctionof Ti:LiNb03 modulators via dry 02 annealing
process", Appl.Phys.Lett.,64 (10), (1995) pp.1180-
1182) 。すなわち、上記既知方法においては、光素子を
長期間にわたり連続又は断続使用する場合のＤＣドリフ
ト特性の変化の予測が困難であるため、光素子のＤＣド
リフト現象を、さらに抑制し、光素子の特性を安定化す
る手段の開発が強く要望されていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術の上
述のような問題点を解消し、ＤＣドリフト特性がＤＣ電
圧印加の履歴に影響されることがなく、又は少なく、安
定した特性を長期にわたり維持することができる導波路
型光変調器、およびその製造方法を提供しようとするも
のである。
述のような問題点を解消し、ＤＣドリフト特性がＤＣ電
圧印加の履歴に影響されることがなく、又は少なく、安
定した特性を長期にわたり維持することができる導波路
型光変調器、およびその製造方法を提供しようとするも
のである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の導波路型低ＤＣ
ドリフト性光変調器は、ニオブ酸リチウム基板と、この
基板上に形成された光導波路と、前記光導波路を有する
基板表面上に形成された少なくとも１層の誘電体バッフ
ァ層と、前記誘電体バッファ層上に配設された複数個の
電極とを有する光素子、前記光素子の光導波路の両端面
に接続された光ファイバ、および前記光素子および光フ
ァイバを収容し、気密に封止する筐体とを含み、前記光
導波路が、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中におい
て、このガス雰囲気の露点を−４０℃以下に保持しなが
ら、前記基板の所定表面部分に、チタンを熱拡散させて
形成されたものであり、かつ、前記筐体内の前記光素子
の、少なくとも前記電極の間に位置する部分が−４０℃
以下の露点に保持された不活性ガス雰囲気により被覆さ
れていることを特徴とするものである。
ドリフト性光変調器は、ニオブ酸リチウム基板と、この
基板上に形成された光導波路と、前記光導波路を有する
基板表面上に形成された少なくとも１層の誘電体バッフ
ァ層と、前記誘電体バッファ層上に配設された複数個の
電極とを有する光素子、前記光素子の光導波路の両端面
に接続された光ファイバ、および前記光素子および光フ
ァイバを収容し、気密に封止する筐体とを含み、前記光
導波路が、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中におい
て、このガス雰囲気の露点を−４０℃以下に保持しなが
ら、前記基板の所定表面部分に、チタンを熱拡散させて
形成されたものであり、かつ、前記筐体内の前記光素子
の、少なくとも前記電極の間に位置する部分が−４０℃
以下の露点に保持された不活性ガス雰囲気により被覆さ
れていることを特徴とするものである。
【００１６】また、本発明の導波路型低ＤＣドリフト性
光変調器の製造方法は、（１）ニオブ酸リチウム基板の
表面の所定部分にチタンを堆積し、これを前記基板表面
部分中に熱拡散させて、所定形状寸法の光導波路を形成
し、（２）前記光導波路を有する前記基板表面上に少な
くとも１層の誘電体バッファ層を堆積形成し、これを熱
処理し、（３）前記誘電体バッファ層上に複数個の電極
を配設して光素子を作製し、（４）前記光素子の光導波
路の両端面に光ファイバを接続し、（５）前記光素子お
よび光ファイバを筐体内に固定し、かつ（６）前記筐体
を気密に封止する工程を含み、前記光導波路形成におけ
る熱拡散を、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中におい
て、その露点を−４０℃以下に保持しながら実施し、前
記筐体内の、前記光素子の少なくとも前記電極の間に位
置する部分を、−４０℃以下の露点に保持された不活性
ガス雰囲気により被覆し、かつこれを気密に封止して、
前記露点を−４０℃以下に保持することを特徴とするも
のである。
光変調器の製造方法は、（１）ニオブ酸リチウム基板の
表面の所定部分にチタンを堆積し、これを前記基板表面
部分中に熱拡散させて、所定形状寸法の光導波路を形成
し、（２）前記光導波路を有する前記基板表面上に少な
くとも１層の誘電体バッファ層を堆積形成し、これを熱
処理し、（３）前記誘電体バッファ層上に複数個の電極
を配設して光素子を作製し、（４）前記光素子の光導波
路の両端面に光ファイバを接続し、（５）前記光素子お
よび光ファイバを筐体内に固定し、かつ（６）前記筐体
を気密に封止する工程を含み、前記光導波路形成におけ
る熱拡散を、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中におい
て、その露点を−４０℃以下に保持しながら実施し、前
記筐体内の、前記光素子の少なくとも前記電極の間に位
置する部分を、−４０℃以下の露点に保持された不活性
ガス雰囲気により被覆し、かつこれを気密に封止して、
前記露点を−４０℃以下に保持することを特徴とするも
のである。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の導波路型光変調器の一実
施態様の構成を図１により説明する。図１（１）および
（２）において、筐体１は箱状の本体部材２と、その開
放上面を閉塞する蓋部材３からなる。本体部材２は収納
室４を有し、その中に光素子５が収容固定されている。
光素子５は、ニオブ酸リチウム基板と、この基板上に形
成された光導波路と、この光導波路を有する基板表面上
に形成された少なくとも１層の誘電体バッファ層と、こ
の誘電体バッファ層上に配設された複数個の電極と（い
ずれも図示されていない）を有するものである。
施態様の構成を図１により説明する。図１（１）および
（２）において、筐体１は箱状の本体部材２と、その開
放上面を閉塞する蓋部材３からなる。本体部材２は収納
室４を有し、その中に光素子５が収容固定されている。
光素子５は、ニオブ酸リチウム基板と、この基板上に形
成された光導波路と、この光導波路を有する基板表面上
に形成された少なくとも１層の誘電体バッファ層と、こ
の誘電体バッファ層上に配設された複数個の電極と（い
ずれも図示されていない）を有するものである。
【００１８】光素子５の電極（図示されていない）は側
壁面部７に挿入された電極ピン６により外部電気回路に
接続される。この電極ピン６は、例えば中心部の電気導
体の外周をガラス等の絶縁物で覆い、更にその外側に筒
状の金属保護体を設けてなる複合構造の電極ピン（例え
ば、ウィルトロン社製、K100, K102F)であり、電極封止
用ハンダ付け孔８から注入されたハンダにより側壁面部
７に固定され、かつ気密に封止されている。筐体本体部
材２の端壁面部９ａ，９ｂには光ファイバ引出しブッシ
ュ１１ａ，１１ｂが設けられていて、それを通って光フ
ァイバ１０ａ，１０ｂの端部が収納室４内に挿入され、
光ファイバの裸ファイバ１２ａ，１２ｂの端面は、光素
子５の光導波路（図示されていない）の端面に接続され
ている。筐体本体部材の開放上面は蓋部材３をシーム溶
接、又ははんだ接着などの金属封止により気密に閉塞さ
れ、また光ファイバ引出しブッシュ１１ａ，１１ｂもは
んだなどの金属封止剤により気密に封止される。従来技
術においては、一般に上記封止が、樹脂接着剤を用いて
なされていたため、その封止性能は必ずしも十分でな
く、かつ経時的に劣化するという問題点が認められた。
壁面部７に挿入された電極ピン６により外部電気回路に
接続される。この電極ピン６は、例えば中心部の電気導
体の外周をガラス等の絶縁物で覆い、更にその外側に筒
状の金属保護体を設けてなる複合構造の電極ピン（例え
ば、ウィルトロン社製、K100, K102F)であり、電極封止
用ハンダ付け孔８から注入されたハンダにより側壁面部
７に固定され、かつ気密に封止されている。筐体本体部
材２の端壁面部９ａ，９ｂには光ファイバ引出しブッシ
ュ１１ａ，１１ｂが設けられていて、それを通って光フ
ァイバ１０ａ，１０ｂの端部が収納室４内に挿入され、
光ファイバの裸ファイバ１２ａ，１２ｂの端面は、光素
子５の光導波路（図示されていない）の端面に接続され
ている。筐体本体部材の開放上面は蓋部材３をシーム溶
接、又ははんだ接着などの金属封止により気密に閉塞さ
れ、また光ファイバ引出しブッシュ１１ａ，１１ｂもは
んだなどの金属封止剤により気密に封止される。従来技
術においては、一般に上記封止が、樹脂接着剤を用いて
なされていたため、その封止性能は必ずしも十分でな
く、かつ経時的に劣化するという問題点が認められた。
【００１９】本発明の光変調器において、光素子の基板
は、ニオブ酸リチウム結晶により形成される。また、光
導波路は、基板表面上に、所望形状・寸法に金属チタン
又は酸化チタンを堆積する。この堆積方法には制限はな
く、従来既知の真空蒸着法、スパッタリング法、および
レーザーアブレーション蒸着法を適宜に選択使用すれば
よい。前記金属チタン又は酸化チタン堆積層に対して熱
拡散処理を施し光導波路を形成する。この熱拡散処理は
９００°〜１０００℃の温度において、かつ少なくとも
酸素を含むガス雰囲気中において、その露点を−４０℃
以下、好ましくは−７０℃以下、に保持しながら施され
る。酸素含有ガスとしては、例えば酸素ガス、酸素−窒
素混合ガス（合成空気）或は酸素−アルゴン又はヘリウ
ム混合ガスなどを用いることができる。また、ガス雰囲
気の露点を−４０℃以下に保持するためには、熱処理室
（炉）中に露点−４０℃以下の酸素含有ガスを連続的に
流してもよく、露点を所望温度に保持するように断続的
に流してもよく、或いは、大容量の熱処理室内を、所定
露点を有する酸素含有ガスで充満させて熱拡散処理の間
に露点が実質的に変動しないようにしてもよい。ガス雰
囲気の露点が−４０℃より高くなると、得られる光変調
器の経時的ＤＣドリフト現像が顕著になる。
は、ニオブ酸リチウム結晶により形成される。また、光
導波路は、基板表面上に、所望形状・寸法に金属チタン
又は酸化チタンを堆積する。この堆積方法には制限はな
く、従来既知の真空蒸着法、スパッタリング法、および
レーザーアブレーション蒸着法を適宜に選択使用すれば
よい。前記金属チタン又は酸化チタン堆積層に対して熱
拡散処理を施し光導波路を形成する。この熱拡散処理は
９００°〜１０００℃の温度において、かつ少なくとも
酸素を含むガス雰囲気中において、その露点を−４０℃
以下、好ましくは−７０℃以下、に保持しながら施され
る。酸素含有ガスとしては、例えば酸素ガス、酸素−窒
素混合ガス（合成空気）或は酸素−アルゴン又はヘリウ
ム混合ガスなどを用いることができる。また、ガス雰囲
気の露点を−４０℃以下に保持するためには、熱処理室
（炉）中に露点−４０℃以下の酸素含有ガスを連続的に
流してもよく、露点を所望温度に保持するように断続的
に流してもよく、或いは、大容量の熱処理室内を、所定
露点を有する酸素含有ガスで充満させて熱拡散処理の間
に露点が実質的に変動しないようにしてもよい。ガス雰
囲気の露点が−４０℃より高くなると、得られる光変調
器の経時的ＤＣドリフト現像が顕著になる。
【００２０】上述のようにして形成された光導波路を有
する基板表面上に、誘電体バッファ層を形成する。この
誘電体バッファ層は、ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 、又はＩＴ
Ｏなどの誘電体酸化物を、真空蒸着法、イオンアシスト
真空蒸着法、スパッタリング法、又は化学的気相蒸着法
（ＣＶＤ）などの既知薄膜堆積形成法により堆積させて
形成される。このようにして形成された誘電体バッファ
層に前記チタン熱拡散温度よりも低い温度、好ましくは
約６００℃前後の温度において熱処理を施すことが好ま
しい。この熱処理は酸素を含み、かつ−４０℃以下の露
点に保持されたガス雰囲気中において行われることが好
ましく、−７０℃以下であることがより好ましい。また
この雰囲気ガスとしては、酸素ガス、アルゴン／酸素混
合ガス、又は空気などの酸素含有ガスを用いることが好
ましく、酸素ガスを用いることがより好ましい。
する基板表面上に、誘電体バッファ層を形成する。この
誘電体バッファ層は、ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 、又はＩＴ
Ｏなどの誘電体酸化物を、真空蒸着法、イオンアシスト
真空蒸着法、スパッタリング法、又は化学的気相蒸着法
（ＣＶＤ）などの既知薄膜堆積形成法により堆積させて
形成される。このようにして形成された誘電体バッファ
層に前記チタン熱拡散温度よりも低い温度、好ましくは
約６００℃前後の温度において熱処理を施すことが好ま
しい。この熱処理は酸素を含み、かつ−４０℃以下の露
点に保持されたガス雰囲気中において行われることが好
ましく、−７０℃以下であることがより好ましい。また
この雰囲気ガスとしては、酸素ガス、アルゴン／酸素混
合ガス、又は空気などの酸素含有ガスを用いることが好
ましく、酸素ガスを用いることがより好ましい。
【００２１】本発明方法において誘電体バッファ層の上
に、前記光導波路を通る光波の特性を調整するための電
極が配設される。この電極の配設は、フォトリソグラフ
技術と薄膜成形技術を用いてＡｕ電極パターン（厚さ：
数百nm）を作製したのち、金メッキ技術を用いて電極パ
ターンの肉厚を数μｍ〜十数μｍ程度に肉付けすること
によって行われる。上記のようにして作製された光素子
は、図１に示されているように筐体本体部材２の収納室
４内に収納され、ブッシュ１１ａ，１１ｂを通って挿入
された光ファイバ１０ａ，１０ｂの裸光ファイバ１２
ａ，１２ｂの端面が光素子５の光導波路（図示されてい
ない）の端面に接続される。筐体はその熱膨張率をニオ
ブ酸リチウム基板の熱膨張率と整合させるため、ステン
レス鋼製であることが好ましい。筐体とニオブ酸リチウ
ム基板の熱膨張率の差が、過度に大きい場合は、基板の
損傷および素子特性の温度ドリフトを生ずる原因にな
る。
に、前記光導波路を通る光波の特性を調整するための電
極が配設される。この電極の配設は、フォトリソグラフ
技術と薄膜成形技術を用いてＡｕ電極パターン（厚さ：
数百nm）を作製したのち、金メッキ技術を用いて電極パ
ターンの肉厚を数μｍ〜十数μｍ程度に肉付けすること
によって行われる。上記のようにして作製された光素子
は、図１に示されているように筐体本体部材２の収納室
４内に収納され、ブッシュ１１ａ，１１ｂを通って挿入
された光ファイバ１０ａ，１０ｂの裸光ファイバ１２
ａ，１２ｂの端面が光素子５の光導波路（図示されてい
ない）の端面に接続される。筐体はその熱膨張率をニオ
ブ酸リチウム基板の熱膨張率と整合させるため、ステン
レス鋼製であることが好ましい。筐体とニオブ酸リチウ
ム基板の熱膨張率の差が、過度に大きい場合は、基板の
損傷および素子特性の温度ドリフトを生ずる原因にな
る。
【００２２】ステンレス鋼材の表面は一般に酸化クロム
層により被覆されているため、はんだ接合には不適であ
る。このためステンレス鋼製筐体のはんだ接合面は、ニ
ッケルなどのような、はんだ接合に適した金属で被覆し
ておくことが好ましい。又、光素子のニオブ酸リチウム
基板の電気的アースを十分にとるためにも筐体の最表面
を金により被覆することが好ましい。すなわち本発明に
用いられる筐体は、ステンレス鋼製であって、その表面
をニッケルによりめっきされ、さらに金によりめっきさ
れたものであることが好ましい。
層により被覆されているため、はんだ接合には不適であ
る。このためステンレス鋼製筐体のはんだ接合面は、ニ
ッケルなどのような、はんだ接合に適した金属で被覆し
ておくことが好ましい。又、光素子のニオブ酸リチウム
基板の電気的アースを十分にとるためにも筐体の最表面
を金により被覆することが好ましい。すなわち本発明に
用いられる筐体は、ステンレス鋼製であって、その表面
をニッケルによりめっきされ、さらに金によりめっきさ
れたものであることが好ましい。
【００２３】筐体内に収納された光素子は、導電性接着
剤を用いて接着してよいが接着剤としては、硬化による
脱水、脱ガスのない、又は少ない熱硬化型導電性エポキ
シ接着剤を用いることが好ましい。
剤を用いて接着してよいが接着剤としては、硬化による
脱水、脱ガスのない、又は少ない熱硬化型導電性エポキ
シ接着剤を用いることが好ましい。
【００２４】光ファイバと光素子の光導波路との接続に
おいて、光ファイバ端部の被覆を除去し、露出した裸光
ファイバの表面にＮｉ／Ａｕからなる２層めっきを施し
てはんだ接合を可能とし、その端面を光素子の光導波路
端面に例えば紫外線硬化型接着剤を用いて接続する。さ
らに、光ファイバのめっき面と筐体の光ファイバ引出し
ブッシュとをはんだ接合して、光ファイバ挿入口を気密
に封止する。また光ファイバを補強するために光ファイ
バのブッシュに挿入されている部分と、ブッシュ内壁面
とを接着剤で固定する。
おいて、光ファイバ端部の被覆を除去し、露出した裸光
ファイバの表面にＮｉ／Ａｕからなる２層めっきを施し
てはんだ接合を可能とし、その端面を光素子の光導波路
端面に例えば紫外線硬化型接着剤を用いて接続する。さ
らに、光ファイバのめっき面と筐体の光ファイバ引出し
ブッシュとをはんだ接合して、光ファイバ挿入口を気密
に封止する。また光ファイバを補強するために光ファイ
バのブッシュに挿入されている部分と、ブッシュ内壁面
とを接着剤で固定する。
【００２５】上記のように組立てられた筐体を乾燥ガス
雰囲気を有するシーム溶接処理室に入れ、筐体内部のガ
スを、乾燥不活性ガスにより置換する。この不活性ガス
の露点は−４０℃以下に保持される。不活性ガスとして
は窒素、ヘリウム、アルゴン又はこれらの混合ガスが好
適に用いることができる。筐体の存在によりシーム溶接
処理室内の雰囲気ガスの露点が−４０℃以下にならない
ときは、筐体を脱水、脱ガスするためにこれを真空乾燥
処理してもよい。この乾燥処理は、例えば温度８０℃、
圧力４〜５mmTorrにおいて１５時間行われる。
雰囲気を有するシーム溶接処理室に入れ、筐体内部のガ
スを、乾燥不活性ガスにより置換する。この不活性ガス
の露点は−４０℃以下に保持される。不活性ガスとして
は窒素、ヘリウム、アルゴン又はこれらの混合ガスが好
適に用いることができる。筐体の存在によりシーム溶接
処理室内の雰囲気ガスの露点が−４０℃以下にならない
ときは、筐体を脱水、脱ガスするためにこれを真空乾燥
処理してもよい。この乾燥処理は、例えば温度８０℃、
圧力４〜５mmTorrにおいて１５時間行われる。
【００２６】上記の処理後、筐体本体部材２に蓋部材３
をシーム溶接し、それによって筐体内部を、−４０℃以
下の露点に保持されたガスにより充填し、かつこれを気
密に密封する。このとき、光素子表面の電極間部分を、
気密カバー、例えばガラス薄板により被覆し、この気密
カバーによる被覆を露点−４０℃以下の不活性ガス雰囲
気内において行い、この気密カバー内に上記低露点不活
性ガスを充填保持してもよい。封止された筐体内部又は
密封カバー内部の充填ガスの露点を−４０℃以下に保持
するためには、接合、又は、封止部分の総ガスリーク量
をヘリウム量に換算して１×１０-7atm ・ml／秒より小
さくすることが好ましく、より好ましくは５×１０-8at
m ・ml／秒以下である。筐体内部の充填ガスの露点が−
４０℃より高くなると、得られる光変調器のＤＣドリフ
ト量が経時的に増大し、或は不安定化するから、光変調
器の特性維持のためには、筐体内充填ガスの露点を−４
０℃以下に保持するようにチェックし、封止を強化し、
或は充填ガスの置換を行う必要がある。
をシーム溶接し、それによって筐体内部を、−４０℃以
下の露点に保持されたガスにより充填し、かつこれを気
密に密封する。このとき、光素子表面の電極間部分を、
気密カバー、例えばガラス薄板により被覆し、この気密
カバーによる被覆を露点−４０℃以下の不活性ガス雰囲
気内において行い、この気密カバー内に上記低露点不活
性ガスを充填保持してもよい。封止された筐体内部又は
密封カバー内部の充填ガスの露点を−４０℃以下に保持
するためには、接合、又は、封止部分の総ガスリーク量
をヘリウム量に換算して１×１０-7atm ・ml／秒より小
さくすることが好ましく、より好ましくは５×１０-8at
m ・ml／秒以下である。筐体内部の充填ガスの露点が−
４０℃より高くなると、得られる光変調器のＤＣドリフ
ト量が経時的に増大し、或は不安定化するから、光変調
器の特性維持のためには、筐体内充填ガスの露点を−４
０℃以下に保持するようにチェックし、封止を強化し、
或は充填ガスの置換を行う必要がある。
【００２７】
【実施例】本発明に係る導波路型低ＤＣドリフト性光変
調器の特性を、下記実施例により、従来方法により製造
された光変調器と対比しながら更に説明する。実施例１ Ｚ面カットニオブ酸リチウム基板のＺ面に、真空蒸着法
により金属チタンを、厚さ約７５nmに堆積し、この金属
チタン膜を、マッハツェンダー型導波路のパターンにエ
ッチング成形した。この金属チタン膜を約１０００℃の
温度で約２０時間熱処理してチタン拡散光導波路を形成
した。この熱拡散処理中、露点が約−７０℃の高純度合
成空気を、ボンベからステンレス鋼導管を経て熱拡散炉
中に流通させた。熱拡散炉のガス出口において測定され
たガス露点は−５０〜−４０℃であった。
調器の特性を、下記実施例により、従来方法により製造
された光変調器と対比しながら更に説明する。実施例１ Ｚ面カットニオブ酸リチウム基板のＺ面に、真空蒸着法
により金属チタンを、厚さ約７５nmに堆積し、この金属
チタン膜を、マッハツェンダー型導波路のパターンにエ
ッチング成形した。この金属チタン膜を約１０００℃の
温度で約２０時間熱処理してチタン拡散光導波路を形成
した。この熱拡散処理中、露点が約−７０℃の高純度合
成空気を、ボンベからステンレス鋼導管を経て熱拡散炉
中に流通させた。熱拡散炉のガス出口において測定され
たガス露点は−５０〜−４０℃であった。
【００２８】上記導波路が形成されている基板表面上
に、真空蒸着法により、厚さ約１μｍの酸化シリコン膜
を形成し、これを、熱処理炉中において、約６００℃の
温度で５時間熱処理した。この熱処理炉中には、湿潤酸
素ガス（露点：約３０℃）を流した。上記のようにして
形成された誘電体バッファ層上に、光導波路の光波特性
を制御するためのプッシュ・プル型対称電極を、金を用
いて、真空蒸着法、リソグラフィ法、および湿式電解め
っき法により厚さ約１５μｍに形成した。上記積層体ウ
エファを所定形状寸法に切断し、導波路端面を研磨して
光素子を作製し、これを、金めっきを施したステンレス
鋼製筐体本体部材中に、導電性接着剤を用いて固定し、
素子中の電極と、筐体に封着された電極ピンとをボンデ
ィング接合した。
に、真空蒸着法により、厚さ約１μｍの酸化シリコン膜
を形成し、これを、熱処理炉中において、約６００℃の
温度で５時間熱処理した。この熱処理炉中には、湿潤酸
素ガス（露点：約３０℃）を流した。上記のようにして
形成された誘電体バッファ層上に、光導波路の光波特性
を制御するためのプッシュ・プル型対称電極を、金を用
いて、真空蒸着法、リソグラフィ法、および湿式電解め
っき法により厚さ約１５μｍに形成した。上記積層体ウ
エファを所定形状寸法に切断し、導波路端面を研磨して
光素子を作製し、これを、金めっきを施したステンレス
鋼製筐体本体部材中に、導電性接着剤を用いて固定し、
素子中の電極と、筐体に封着された電極ピンとをボンデ
ィング接合した。
【００２９】筐体本体部材の光ファイバ引出しブッシュ
を通って、筐体本体部材内に挿入された裸光ファイバの
端面と、光素子の光導波路端面とを接続し、表面にＮｉ
／Ａｕからなる２層めっきを施した光ファイバと、筐体
本体部材の光ファイバ引出しブッシュとをはんだにより
気密に封止した。さらに筐体本体部材に、金めっきステ
ンレス鋼製蓋部材をシーム溶接して筐体内を気密に封止
した。このシーム溶接は、乾燥窒素およびヘリウムの混
合ガスにより充満された溶接処理室内で行われた。この
混合ガスの露点は−４５〜−４０℃に保持された。従っ
て、筐体内に充填された不活性混合ガスの露点は−４０
℃以下に保持された。
を通って、筐体本体部材内に挿入された裸光ファイバの
端面と、光素子の光導波路端面とを接続し、表面にＮｉ
／Ａｕからなる２層めっきを施した光ファイバと、筐体
本体部材の光ファイバ引出しブッシュとをはんだにより
気密に封止した。さらに筐体本体部材に、金めっきステ
ンレス鋼製蓋部材をシーム溶接して筐体内を気密に封止
した。このシーム溶接は、乾燥窒素およびヘリウムの混
合ガスにより充満された溶接処理室内で行われた。この
混合ガスの露点は−４５〜−４０℃に保持された。従っ
て、筐体内に充填された不活性混合ガスの露点は−４０
℃以下に保持された。
【００３０】上記工程により作製された光変調器につい
て１３０℃におけるＤＣドリフトを測定した。ＤＣドリ
フト測定はオートバイアス方式（H.Nagata, K.Kiuchi,
S.Shimotsu, J.Ogiwara, and J.Minowa, "Estimation o
f direct current bias anddrift of Ti:LiNb03 optica
l modulators", J.Appl.Phys., 76 (3) (1994) pp.1405
-1408) によって行なった。尚、本実施例１において
は、チタン熱拡散処理を乾燥ガス（露点−４０℃以下）
中で行い、誘電体バッファ層熱処理を湿潤ガス（露点：
約３０℃以下）中で行ったので、この製造法をＤｒｙ／
Ｗｅｔ法と記す。図２の縦軸は、測定初期に印加するｄ
ｃバイアス電圧値で規格化したものである（バイアス電
圧、白角印：４．５Ｖ、実線：３．５Ｖ）。ドリフト現
象の活性化エネルギーをｌeVとすると、５０，６０，７
０℃における２０年間は、本測定温度１３０℃では、そ
れぞれ１４１，４１４，１１４３時間に対応する。その
結果を図２に白角印により示す。
て１３０℃におけるＤＣドリフトを測定した。ＤＣドリ
フト測定はオートバイアス方式（H.Nagata, K.Kiuchi,
S.Shimotsu, J.Ogiwara, and J.Minowa, "Estimation o
f direct current bias anddrift of Ti:LiNb03 optica
l modulators", J.Appl.Phys., 76 (3) (1994) pp.1405
-1408) によって行なった。尚、本実施例１において
は、チタン熱拡散処理を乾燥ガス（露点−４０℃以下）
中で行い、誘電体バッファ層熱処理を湿潤ガス（露点：
約３０℃以下）中で行ったので、この製造法をＤｒｙ／
Ｗｅｔ法と記す。図２の縦軸は、測定初期に印加するｄ
ｃバイアス電圧値で規格化したものである（バイアス電
圧、白角印：４．５Ｖ、実線：３．５Ｖ）。ドリフト現
象の活性化エネルギーをｌeVとすると、５０，６０，７
０℃における２０年間は、本測定温度１３０℃では、そ
れぞれ１４１，４１４，１１４３時間に対応する。その
結果を図２に白角印により示す。
【００３１】〔比較例１〕実施例１と同様の方法により
３台の光変調器を作製した。但し、チタン熱拡散処理雰
囲気ガスとして高純度合成空気を、水中バブリングした
もの（露点：約３０℃）を用いた（Ｗｅｔ／Ｗｅｔ法と
記す）。更に筐体の封止を樹脂を用いて行った。これら
変調器のＤＣドリフト測定結果を図２に実線（３本）に
より示す。図２から明らかなように、本発明に係る実施
例１の光変調器は、比較例１のものにくらべて、そのＤ
Ｃドリフトが著るしく低減されていた。
３台の光変調器を作製した。但し、チタン熱拡散処理雰
囲気ガスとして高純度合成空気を、水中バブリングした
もの（露点：約３０℃）を用いた（Ｗｅｔ／Ｗｅｔ法と
記す）。更に筐体の封止を樹脂を用いて行った。これら
変調器のＤＣドリフト測定結果を図２に実線（３本）に
より示す。図２から明らかなように、本発明に係る実施
例１の光変調器は、比較例１のものにくらべて、そのＤ
Ｃドリフトが著るしく低減されていた。
【００３２】実施例１の光変調器の、１００℃における
２回のＤＣドリフト測定結果を図３に示す。また、別途
チタン熱拡散処理を乾燥ガス（露点−４０℃以下）中で
行ない誘導体バッファ層熱処理を酸素ガス（露点−４０
℃以下）中で行ない、（ＤＲＹ／ＤＲＹ法と記す）作製
した光変調器の、１００℃における２回のＤＣドリフト
測定結果を図４に示す。尚、この光変調器の封止は、実
施例１と同様の方法で気密に封止したものである。ＤＣ
ドリフト測定は、固定バイアス電圧５Ｖを連続印加して
行い（縦軸は５Ｖで規格化してある）、一回目の１００
時間の測定（白マーク）の後、１００℃で１００時間以
上バイアス無付加の状態で保持し、最初のドリフトを回
復させた後に、一回目と同じ条件で２回目の測定（黒マ
ーク）を行った（H.Nagata, J.Ichikawa, M.Kobayashi,
J.Hidaka, H.Honda, K.Kiuchi, and T.Sugamata, "Pos
sibility of dc drift reduction of Ti:LiNb03 modula
tors via dry 02 annealingprocess", Appl.Phys.Let
t., 64 (10), (1995) pp.1180-1182)。図３および図４
において、１回目の測定と、１回目のドリフトを回復さ
せた後の２回目測定の結果が、ほぼ一致しており、これ
によって特性の再現性が著しく改善されていることが確
認された。
２回のＤＣドリフト測定結果を図３に示す。また、別途
チタン熱拡散処理を乾燥ガス（露点−４０℃以下）中で
行ない誘導体バッファ層熱処理を酸素ガス（露点−４０
℃以下）中で行ない、（ＤＲＹ／ＤＲＹ法と記す）作製
した光変調器の、１００℃における２回のＤＣドリフト
測定結果を図４に示す。尚、この光変調器の封止は、実
施例１と同様の方法で気密に封止したものである。ＤＣ
ドリフト測定は、固定バイアス電圧５Ｖを連続印加して
行い（縦軸は５Ｖで規格化してある）、一回目の１００
時間の測定（白マーク）の後、１００℃で１００時間以
上バイアス無付加の状態で保持し、最初のドリフトを回
復させた後に、一回目と同じ条件で２回目の測定（黒マ
ーク）を行った（H.Nagata, J.Ichikawa, M.Kobayashi,
J.Hidaka, H.Honda, K.Kiuchi, and T.Sugamata, "Pos
sibility of dc drift reduction of Ti:LiNb03 modula
tors via dry 02 annealingprocess", Appl.Phys.Let
t., 64 (10), (1995) pp.1180-1182)。図３および図４
において、１回目の測定と、１回目のドリフトを回復さ
せた後の２回目測定の結果が、ほぼ一致しており、これ
によって特性の再現性が著しく改善されていることが確
認された。
【００３３】
【発明の効果】本発明により長期間にわたり、ＤＣドリ
フトが少なく、かつその性能を安定して保持し得る導波
路型光変調器を得ることが可能になった。
フトが少なく、かつその性能を安定して保持し得る導波
路型光変調器を得ることが可能になった。
【図１】図１−（１）は本発明の導波路型低ＤＣドリフ
ト性光変調器の一例の構成を示す斜視説明図。図１−
（２）は上記光変調器の側断面説明図。
ト性光変調器の一例の構成を示す斜視説明図。図１−
（２）は上記光変調器の側断面説明図。
【図２】図２は、本発明に係る実施例１の光変調器、並
びに比較例１の従来の光変調器における、作動時間とＤ
Ｃドリフト（１３０℃）との関係を示すグラフ。
びに比較例１の従来の光変調器における、作動時間とＤ
Ｃドリフト（１３０℃）との関係を示すグラフ。
【図３】図３は、本発明に係る実施例１の光変調器の作
動時間とＤＣドリフト（１００℃）との関係の再現性を
示すグラフ。
動時間とＤＣドリフト（１００℃）との関係の再現性を
示すグラフ。
【図４】図４は、本発明方法により作製（Ｄｒｙ／Ｄｒ
ｙ法、金属封止）された光変調器の作動時間とＤＣドリ
フト（１００℃）との関係の再現性を示すグラフ。
ｙ法、金属封止）された光変調器の作動時間とＤＣドリ
フト（１００℃）との関係の再現性を示すグラフ。
１…筐体 ２…本体部材 ３…蓋部材 ４…収納室 ５…光素子 ６…電極ピン ７…側壁面部 ８…電極封止用はんだ付け孔 ９ａ，９ｂ…端壁面部 １０ａ，１０ｂ…光ファイバ １１ａ，１１ｂ…光ファイバ引出しブッシュ １２ａ，１２ｂ…裸光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三ッ木 直樹 千葉県船橋市豊富町585番地 住友大阪セ メント株式会社中央研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 ニオブ酸リチウム基板と、この基板上に
形成された光導波路と、前記光導波路を有する基板表面
上に形成された少なくとも１層の誘電体バッファ層と、
前記誘電体バッファ層上に配設された複数個の電極とを
有する光素子、前記光素子の光導波路の両端面に接続さ
れた光ファイバ、および前記光素子および光ファイバを
収容し気密に封止する筐体とを含み、 前記光導波路が、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中に
おいて、このガス雰囲気の露点を−４０℃以下に保持し
ながら、前記基板の所定表面部分に、チタンを熱拡散さ
せて形成されたものであり、かつ、 前記筐体内の前記光素子の、少なくとも前記電極の間に
位置する部分が−４０℃以下の露点に保持された不活性
ガス雰囲気により被覆されていることを特徴とする、導
波路型低ＤＣドリフト性光変調器。 - 【請求項２】 前記不活性ガスが、窒素、ヘリウム、ア
ルゴン又はこれらの混合ガスからなる、請求項１に記載
の光変調器。 - 【請求項３】 前記筐体内部が不活性ガスにより充填さ
れ、かつ−４０℃以下の露点に保持されている、請求項
１又は２に記載の光変調器。 - 【請求項４】 （１）ニオブ酸リチウム基板の表面の所
定部分にチタンを堆積し、これを前記基板表面部分中に
熱拡散させて、所定形状寸法の光導波路を形成し、 （２）前記光導波路を有する前記基板表面上に少なくと
も１層の誘電体バッファ層を堆積形成し、これを熱処理
し、 （３）前記誘電体バッファ層上に複数個の電極を配設し
て光素子を作製し、 （４）前記光素子の光導波路の両端面に光ファイバを接
続し、 （５）前記光素子および光ファイバを筐体内に固定し、
かつ （６）前記筐体を気密に封止する工程を含み、 前記光導波路形成における熱拡散を、少なくとも酸素を
含むガス雰囲気中において、その露点を−４０℃以下に
保持しながら実施し、 前記筐体内の、前記光素子の少なくとも前記電極の間に
位置する部分を、−４０℃以下の露点に保持された不活
性ガス雰囲気により被覆し、かつこれを気密に封止し
て、前記露点を−４０℃以下に保持することを特徴とす
る、導波路型低ＤＣドリフト性光変調器の製造方法。 - 【請求項５】 前記誘電体バッファ層形成工程（２）の
熱処理が、前記堆積形成された誘電体バッファ層を、少
なくとも酸素を含むガス雰囲気と接触させ、かつその露
点を−４０℃以下に保持しながら、前記光導波路形成工
程（１）におけるチタン熱拡散温度よりも低い温度にお
いて実施される、請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記不活性ガスが窒素、ヘリウム、アル
ゴン又はこれらの混合ガスからなる、請求項４又は５に
記載の方法。 - 【請求項７】 前記筐体内に、不活性ガスを充填・封止
し、その露点を−４０℃以下に保持する、請求項４，５
又は６に記載の方法。
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