JPH10239718A - Light control element - Google Patents

Light control element

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JPH10239718A
JPH10239718A JP6005597A JP6005597A JPH10239718A JP H10239718 A JPH10239718 A JP H10239718A JP 6005597 A JP6005597 A JP 6005597A JP 6005597 A JP6005597 A JP 6005597A JP H10239718 A JPH10239718 A JP H10239718A
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optical waveguide
electrode
light control
control element
thin film
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Masao Watabe
雅夫 渡部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light control element reducing the drive voltage to about 10V, and improving the drive speed to 500MHz or above. SOLUTION: In the light control element provided with an optical waveguide 2 consisting of an epitaxial or orientation property ferroelectric thin film with an electro-optical effect, a conductive or semiconductive upper electrode 3 provided being in contact with the optical waveguide 2, a lower part electrode 1 provided opposite to an upper electrode 3 holding the optical waveguide 2 between them and a voltage application means 7 applying a voltage between the upper part electrode 3 and the lower part electrode 1, generating an area having a different diffractive index in the optical waveguide 2 and controlling a light beam made incident on the optical waveguide 2 according to the voltage, a contact electrode 5 connected with the voltage application means 7 and upper part electrode 2 and having the area larger than the upper part electrode 2 is formed on an intermediate insulation layer 4 formed on the optical waveguide 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学効果を利
用したコヒーレント光通信やレーザ・プリンタに用いら
れる、薄膜で形成された導波路型の光スイッチング素
子、光偏向素子等として機能する光制御素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light control device which functions as a waveguide type optical switching element, optical deflection element, or the like formed of a thin film, which is used for coherent optical communication utilizing an electro-optic effect or a laser printer. Related to the element.

【0002】[0002]

【従来の技術】光制御素子には、音響光学効果を利用し
たものの他、電気光学効果を利用したものが存在する。
電気光学効果を利用した光制御素子は、Pb1-xLa
x(Zr1-yTiy1-x/43(PLZT)、LiNb
3、KNbO3等の強誘電体材料に電界を印加すること
により光導波路中の屈折率を変化させる。かかる光制御
素子は従来からいくつか提案されている。例えば、
「A.Yariv,OpticalElectroni
cs,4th ed. (New York,Rine
hart and Winston,1991)pp.
336〜339.」にはプリズム型光偏向素子が開示さ
れている。
2. Description of the Related Art Light control elements include those utilizing an acousto-optic effect and those utilizing an electro-optic effect.
The light control element using the electro-optic effect is Pb 1-x La
x (Zr 1-y Ti y ) 1-x / 4 O 3 (PLZT), LiNb
By applying an electric field to a ferroelectric material such as O 3 or KNbO 3 , the refractive index in the optical waveguide is changed. Several such light control elements have been conventionally proposed. For example,
"A. Yariv, OpticalElectroni
cs, 4th ed. (New York, Rine
Hart and Winston, 1991) pp.
336-339. Discloses a prism type light deflecting element.

【0003】また、「Q.Chen,et al.,
J.Lightwave Tech.vol.12(1
994)pp.1401」や特開昭62−47627号
公報ではTi拡散型光導波路やプロトン交換型光導波路
を作製したLiNbO3単結晶ウエハーを用いたプリズ
ム型ドメイン反転光偏向素子、プリズム型電極光偏向素
子が示されている。さらに、特開平5−134275号
公報には電気光学結晶の一部領域に所定の電界を形成す
る一対のプリズム型電極によりコヒーレント光を偏向す
る光制御素子が開示されており、特開平5−28158
3号公報には電気光学結晶上に装荷型クラッド層とプリ
ズム状電極を形成することで、光の偏光分離やスイッチ
ングを行う光制御素子が開示されている。
[0003] Also, "Q. Chen, et al.,
J. Lightwave Tech. vol. 12 (1
994) pp. 1401 ”and JP-A-62-47627 show a prism-type domain inversion light deflection element and a prism-type electrode light deflection element using a LiNbO 3 single crystal wafer prepared with a Ti diffusion type optical waveguide or a proton exchange type optical waveguide. Have been. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-134275 discloses a light control element for deflecting coherent light by a pair of prism electrodes forming a predetermined electric field in a partial region of an electro-optic crystal.
No. 3 discloses a light control element that performs polarization separation and switching of light by forming a loaded clad layer and a prismatic electrode on an electro-optic crystal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなセラミックや単結晶を用いたバルク素子では、光制
御素子の小型化が困難であり、また、駆動電圧がかなり
高いものしか得ることができなかった。また、Ti拡散
型光導波路やプロトン交換型光導波路を作製したLiN
bO3単結晶ウエハーを用いたプリズム型ドメイン反転
光偏向素子またはプリズム型電極光偏向素子は、LiN
bO3単結晶ウエハーの厚さと略等しい0.5mm程度
の電極間隔が必要となるために駆動電圧が高くなってし
まう。このようなプリズム型ドメイン反転光偏向素子ま
たはプリズム型電極光偏向素子は、0.5°程度の偏向
角度を得るために600V程度の駆動電圧が必要となる
が、このために駆動電源にコストがかかるという問題が
ある。
However, in such a bulk element using ceramic or single crystal, it is difficult to reduce the size of the light control element, and only a device having a considerably high driving voltage can be obtained. Was. In addition, LiN prepared from a Ti diffusion type optical waveguide and a proton exchange type optical waveguide were manufactured.
A prism type domain inversion light deflection element or a prism type electrode light deflection element using a bO 3 single crystal wafer is made of LiN.
The drive voltage is increased because an electrode interval of about 0.5 mm, which is substantially equal to the thickness of the bO 3 single crystal wafer, is required. Such a prism type domain inversion light deflecting element or prism type electrode light deflecting element requires a driving voltage of about 600 V in order to obtain a deflection angle of about 0.5 °. There is such a problem.

【0005】本発明者らは、導電性または半導電性の単
結晶基板からなる下部電極上に電気光学効果を有するエ
ピタキシャルまたは配向性の強誘電体薄膜である光導波
路を形成することで駆動電圧を10V以下に低減できる
ことを見いだし、特願平7−176939号として出願
した。
The present inventors have proposed a method of forming a driving voltage by forming an optical waveguide, which is an epitaxial or oriented ferroelectric thin film having an electro-optical effect, on a lower electrode made of a conductive or semiconductive single crystal substrate. Was found to be able to be reduced to 10 V or less, and was filed as Japanese Patent Application No. 7-176939.

【0006】電気光学効果を利用した光制御素子では、
音響光学効果を利用した光制御素子に比較してフォノン
の移動時間による制限を受けないため、本来であればス
イッチング時間はピコ秒のオーダーとなり極めて速いは
ずである。ところが、上述した発明では、光導波路とし
ての強誘電体薄膜を上部電極及び下部電極によってサン
ドイッチ型に挟む構造を採るため、上部電極と下部電極
との間で形成される容量は上部電極の面積に比例して増
大し、電気光学効果を利用した光制御素子が本来的に有
する高速性が阻害される。このため、超高速のスイッチ
ングを行うためには上部電極の面積を小さくすることに
よって、上部電極と下部電極との間で形成される容量を
小さくする必要がある。例えば、500MHzの駆動を
行うためには、上部電極の面積は10-5cm2以下とす
ることが望ましい。
In a light control element utilizing the electro-optic effect,
Compared with the light control element using the acousto-optic effect, there is no limitation due to the movement time of the phonon, so the switching time should be on the order of picoseconds and should be extremely fast. However, in the above-described invention, since the ferroelectric thin film as the optical waveguide is sandwiched between the upper electrode and the lower electrode, the capacitance formed between the upper electrode and the lower electrode is smaller than the area of the upper electrode. It increases proportionally, and the high speed inherent to the light control element utilizing the electro-optic effect is impaired. For this reason, in order to perform ultra-high-speed switching, it is necessary to reduce the capacitance formed between the upper electrode and the lower electrode by reducing the area of the upper electrode. For example, for driving at 500 MHz, the area of the upper electrode is desirably 10 −5 cm 2 or less.

【0007】しかし、上部電極の面積をこのオーダーに
してしまうと、ワイヤボンディング技術によって配線を
外部の電圧供給回路に接続することが困難になる。なぜ
ならば、ワイヤボンディング技術によって配線を外部の
電圧供給回路に接続するためには、ワイヤボンディング
が施される上部電極が10-4cm2程度の面積を有して
いなければならないからである。
However, if the area of the upper electrode is set to this order, it becomes difficult to connect the wiring to an external voltage supply circuit by a wire bonding technique. This is because the upper electrode to be wire-bonded must have an area of about 10 −4 cm 2 in order to connect the wiring to an external voltage supply circuit by the wire bonding technique.

【0008】ワイヤボンディングのための面積を稼ぐた
めに、上部電極とは別にコンタクト電極を設ける方法が
ある。コンタクト電極はワイヤボンディングを直接施す
ための電極であり、ワイヤボンディングを直接施すのに
十分な面積を有する。コンタクト電極は、下部電極との
間に電気光学効果を生じさせる電界を光導波路中に形成
するための上部電極と電気的に接続される。コンタクト
電極は典型的には上部電極以外の薄膜光導波路上に直接
形成され、ボンディングされたワイヤを通じて電圧駆動
回路から供給される電圧を上部電極に印加する。しか
し、コンタクト電極を薄膜光導波路上に直接形成する
と、コンタクト電極の面積は上部電極の面積と比較して
大きいため、下部電極とコンタクト電極間との間で相対
的に大きな容量を生じる。その結果、制御速度が低下し
たり、電力のロス等の問題を生じる。
To increase the area for wire bonding, there is a method of providing a contact electrode separately from the upper electrode. The contact electrode is an electrode for directly performing wire bonding, and has a sufficient area for directly performing wire bonding. The contact electrode is electrically connected to an upper electrode for forming an electric field in the optical waveguide that causes an electro-optic effect between the contact electrode and the lower electrode. The contact electrode is typically formed directly on the thin film optical waveguide other than the upper electrode, and applies a voltage supplied from a voltage driving circuit through a bonded wire to the upper electrode. However, if the contact electrode is formed directly on the thin-film optical waveguide, the contact electrode has a relatively large capacitance between the lower electrode and the contact electrode because the area of the contact electrode is larger than the area of the upper electrode. As a result, problems such as a decrease in control speed and a loss of power occur.

【0009】本発明の目的は、駆動電圧を低減させ、動
作速度を向上させた光制御素子を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a light control element in which a drive voltage is reduced and an operation speed is improved.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的は、電気光学効
果を有するエピタキシャルまたは配向性の強誘電体薄膜
からなる光導波路と、光導波路に接触して形成された導
電性または半導電性の上部電極と、光導波路を挟んで上
部電極と対向して設けられた下部電極とを備え、上部電
極と下部電極との間に電圧を印加して光導波路中に異な
る屈折率を有する領域を発生させ、光導波路中の光ビー
ムを電圧に応じて制御する光制御素子において、上部電
極側の光導波路上に形成された中間絶縁層と、上部電極
に接続され、中間絶縁層上に形成されたコンタクト電極
とを備えたことを特徴とする光制御素子によって達成さ
れる。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical waveguide made of an epitaxial or oriented ferroelectric thin film having an electro-optical effect, and a conductive or semiconductive upper portion formed in contact with the optical waveguide. An electrode, and a lower electrode provided opposite to the upper electrode with the optical waveguide interposed therebetween, and applying a voltage between the upper electrode and the lower electrode to generate a region having a different refractive index in the optical waveguide. An optical control element for controlling a light beam in an optical waveguide according to a voltage, wherein an intermediate insulating layer formed on the optical waveguide on the upper electrode side and a contact connected to the upper electrode and formed on the intermediate insulating layer This is achieved by a light control element comprising: an electrode;

【0011】光導波路を構成する強誘電体薄膜として、
ABO3型のペロブスカイト型酸化物では、正方晶、斜
方晶または擬立方晶系として例えばBaTiO3、Pb
TiO3、Pb1-xLax(ZryTi1-y1-x/4O3(x
およびyの値によりPZT、PLT、PLZT)、Pb
(Mg1/3Nb2/3)O3、KNbO3など、六方晶系とし
て例えばLiNbO3、LiTaO3などに代表される強
誘電体、タングステンブロンズ型酸化物ではSrxBa
1-xNb26、PbxBa1-xNb26などが好ましい。
このほかに、Bi4Ti312、Pb2KNb515、K3
Li2Nb515、さらに以上の置換誘導体なども強誘電
体薄膜として適用できる。
As a ferroelectric thin film constituting an optical waveguide,
ABO 3 type perovskite type oxides include, for example, BaTiO 3 , Pb as tetragonal, orthorhombic or pseudo-cubic.
TiO 3, Pb 1-x La x (Zr y Ti 1-y) 1-x / 4O 3 (x
PZT, PLT, PLZT), Pb
(Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , KNbO 3, etc., a ferroelectric material represented by a hexagonal system such as LiNbO 3 , LiTaO 3, etc., and a tungsten bronze type oxide, Sr x Ba
Preferred are 1-x Nb 2 O 6 and Pb x Ba 1-x Nb 2 O 6 .
In addition, Bi 4 Ti 3 O 12 , Pb 2 KNb 5 O 15 , K 3
Li 2 Nb 5 O 15 and further substituted derivatives thereof can also be applied as a ferroelectric thin film.

【0012】これらの物質による強誘電体薄膜は電子ビ
ーム蒸着、フラッシュ蒸着、イオン・プレーティング、
Rf−マグネトロン・スパッタリング、イオン・ビーム
・スパッタリング、レーザー・アブレーション、MB
E、CVD、プラズマCVD、MOCVDなどより選ば
れる気相成長法およびゾルゲル法、MOD法などのウエ
ット・プロセスにより作製された薄膜の固相成長法によ
って作製される。
[0012] Ferroelectric thin films made of these substances are formed by electron beam evaporation, flash evaporation, ion plating,
Rf-magnetron sputtering, ion beam sputtering, laser ablation, MB
It is produced by a vapor phase growth method selected from E, CVD, plasma CVD, MOCVD and the like, and a solid phase growth method of a thin film produced by a wet process such as a sol-gel method and a MOD method.

【0013】ここで、強誘電体薄膜により構成される光
導波路は、例えば、互いに平行でない二辺を持つプリズ
ム形状の分極ドメイン反転部分を有し、上部電極と下部
電極との間に電圧を印加することによりプリズム形状の
分極ドメイン反転部分とそれ以外の部分において異なる
屈折率を発生させる。また、かかる光導波路は、上部電
極は互いに平行でない二辺を持つプリズム形状パターン
を有し、上部電極と下部電極間に電圧を印加することに
よりこの電極パターンに対応する異なる屈折率をもつ部
分を発生させるものでもよい。
Here, the optical waveguide constituted by the ferroelectric thin film has, for example, a prism-shaped polarization domain inversion portion having two sides that are not parallel to each other, and applies a voltage between the upper electrode and the lower electrode. By doing so, different refractive indexes are generated in the polarization domain inversion portion of the prism shape and the other portion. Further, in such an optical waveguide, the upper electrode has a prism-shaped pattern having two sides that are not parallel to each other, and by applying a voltage between the upper electrode and the lower electrode, a portion having a different refractive index corresponding to this electrode pattern is formed. It may be generated.

【0014】上部電極を構成する具体的な物質として
は、Pt、Alなどの金属や光導波路よりも小さい屈折
率を有するITOなどの透明酸化物がよい。また、光導
波路と上部電極との間に光導波路よりも小さい屈折率を
有するクラッド層を設ける場合には、上部電極は任意の
材料を用いることができる。しかし、駆動電圧の観点か
らはITOなどの透明酸化物を用いることが望ましい。
As a specific material constituting the upper electrode, a metal such as Pt or Al or a transparent oxide such as ITO having a smaller refractive index than the optical waveguide is preferable. When a cladding layer having a smaller refractive index than the optical waveguide is provided between the optical waveguide and the upper electrode, an arbitrary material can be used for the upper electrode. However, from the viewpoint of driving voltage, it is desirable to use a transparent oxide such as ITO.

【0015】下部電極は導電性または半導電性の単結晶
基板、あるいは導電性または半導電性のエピタキシャル
または配向性の薄膜から構成されることが望ましい。下
部電極としては、光導波路よりも小さい屈折率を有する
NbドープのSrTiO3、AlドープのZnO、In2
3、RuO2、BaPbO3、SrRuO3、YBa2
37-x、SrVO3、LaNiO3、La0.5Sr0.5
oO3などの酸化物が望ましいが、Pd、Pt、Al、
Au、Agなどの金属を用いることもできる。これらの
導電性または半導電性の単結晶基板、あるいは導電性ま
たは半導電性のエピタキシャルまたは配向性の薄膜は、
強誘電体薄膜の結晶構造に応じて選ばれる。また、上部
電極または下部電極として用いられる導電性または半導
電性の薄膜または単結晶基板の抵抗率としては10-6Ω
・cm〜103Ω・cm程度の範囲が有効あるが、電圧
降下が無視できる程度の抵抗率であれば上部電極または
下部電極として利用可能である。偏向速度または変調速
度によってはキャリア・モビリティが適当な上部電極材
料または下部電極材料を選択することができる。
The lower electrode is preferably formed of a conductive or semiconductive single crystal substrate, or a conductive or semiconductive epitaxial or oriented thin film. As the lower electrode, Nb-doped SrTiO 3 , Al-doped ZnO, In 2
O 3 , RuO 2 , BaPbO 3 , SrRuO 3 , YBa 2 C
u 3 O 7-x, SrVO 3, LaNiO 3, La 0.5 Sr 0.5 C
An oxide such as oO 3 is desirable, but Pd, Pt, Al,
Metals such as Au and Ag can also be used. These conductive or semiconductive single-crystal substrates, or conductive or semiconductive epitaxial or oriented thin films,
It is selected according to the crystal structure of the ferroelectric thin film. The resistivity of a conductive or semiconductive thin film or a single crystal substrate used as an upper electrode or a lower electrode is 10 −6 Ω.
A range of about cm to about 10 3 Ωcm is effective, but it can be used as an upper electrode or a lower electrode if the resistivity of the voltage drop is negligible. Depending on the deflection speed or the modulation speed, an upper electrode material or a lower electrode material having an appropriate carrier mobility can be selected.

【0016】コンタクト電極としてはTi、Cr、M
o、Cu、W、Ni、Ta、Ga、In、Al、Pd、
Pt、Au、Ag等の金属や、Ti−Al、Al−C
u、TiN、Ni−Cr等の合金、またはこれらを積層
したものを用いるとよい。
As the contact electrode, Ti, Cr, M
o, Cu, W, Ni, Ta, Ga, In, Al, Pd,
Metals such as Pt, Au, Ag, Ti-Al, Al-C
It is preferable to use an alloy such as u, TiN, Ni—Cr, or a laminate of these.

【0017】中間絶縁層は、その比誘電率εrが10未
満、望ましくは4未満であるものが適している。また、
中間絶縁層の抵抗率ρは1010Ω・cm以上であること
が好ましい。このような材料としてはポリイミド、ポリ
カーボネイト等の有機化合物、SiO2、Si34、A
23等の無機化合物を用いることができる。中間絶縁
層は導波光の吸収を防止するために透明とすることが好
ましいが、不透明であつてもかまわない。例えば、中間
層としてポリイミド樹脂を用いると、フォトリソグラフ
ィーを用いたときの微細加工性に富み、耐絶縁性が強
い。中間絶縁層は、有機化合物を用いる場合はスピナー
塗布、蒸着、CVDで形成し、無機化合物を用いる場合
は蒸着、スパッタ、CVD、スピナー塗布等で形成す
る。
The intermediate insulating layer has a relative dielectric constant epsilon r of less than 10, preferably is suitable as less than 4. Also,
The resistivity ρ of the intermediate insulating layer is preferably at least 10 10 Ω · cm. Examples of such a material include organic compounds such as polyimide and polycarbonate, SiO 2 , Si 3 N 4 , A
An inorganic compound such as l 2 O 3 can be used. The intermediate insulating layer is preferably transparent to prevent absorption of guided light, but may be opaque. For example, when a polyimide resin is used for the intermediate layer, the microfabrication is excellent when photolithography is used, and the insulation resistance is strong. When an organic compound is used, the intermediate insulating layer is formed by spinner coating, vapor deposition, or CVD, and when an inorganic compound is used, the intermediate insulating layer is formed by vapor deposition, sputtering, CVD, spinner coating, or the like.

【0018】中間絶縁層の膜厚は0.01μmから10
0μmの範囲でよいが、望ましくは0.1μmから10
μmである。光導波路とコンタクト電極との間にこのよ
うな中間絶縁層を形成することにより、コンタクト電極
と下部電極との間隔を隔離することができる。従って、
コンタクト電極の面積を大きくしても、下部電極との間
で形成する容量は上部電極が下部電極との間で形成する
容量と比較して無視できるほどに小さい。このため、本
発明によれば、大きな面積を有するコンタクト電極を形
成することによってワイヤボンディングのための面積を
確保し、かつ、コンタクト電極の面積を大きくしても下
部電極との間に形成する容量が小さいから素子の高速化
が可能となる。
The thickness of the intermediate insulating layer is from 0.01 μm to 10
It may be in the range of 0 μm, but preferably 0.1 μm to 10 μm.
μm. By forming such an intermediate insulating layer between the optical waveguide and the contact electrode, the interval between the contact electrode and the lower electrode can be isolated. Therefore,
Even if the area of the contact electrode is increased, the capacitance formed between the lower electrode and the upper electrode is negligibly small compared to the capacitance formed between the upper electrode and the lower electrode. Therefore, according to the present invention, by forming a contact electrode having a large area, an area for wire bonding is ensured, and even if the area of the contact electrode is increased, the capacitance formed between the contact electrode and the lower electrode is increased. Is small, the speed of the device can be increased.

【0019】また、光源としては、単数のレーザー・ビ
ームを発振するレーザー、あるいは複数のレーザー・ビ
ームを発振する単一の基板上に形成されたレーザー・ア
レイであり、He−Neなどの気体レーザーや、AlG
aAsなどの化合物半導体レーザーまたはこれらのレー
ザー・アレイなどが用いられる。発振されたレーザー光
はプリズム・カップリング、バット・カップリング(ま
たはエンド・カップリング)、グレーティング・カップ
リング、エバーネッセント・フィールド・カップリング
などの方法によって光導波路に導入される。
The light source may be a laser that oscillates a single laser beam or a laser array formed on a single substrate that oscillates a plurality of laser beams, and may be a gas laser such as He-Ne. And AlG
A compound semiconductor laser such as aAs or a laser array thereof is used. The oscillated laser light is introduced into the optical waveguide by a method such as prism coupling, butt coupling (or end coupling), grating coupling, and evanescent field coupling.

【0020】薄膜レンズとしては、モード・インデック
ス・レンズ、ルネブルク・レンズ、ジオデシック・レン
ズ、フレネル・レンズ、グレーティング・レンズなどが
適している。出射手段としては、端面出射、プリズム・
カップラー、グレーティング・カップラー、フォーカシ
ング・カップラー、SAWグレーティング・カップラー
などが適している。かかる構成を用いることで、電力の
ロスもなく高速で駆動可能な光制御素子に容易にワイヤ
ボンディングを実現することが可能となる。
As a thin film lens, a mode index lens, a Luneburg lens, a geodesic lens, a Fresnel lens, a grating lens and the like are suitable. Emission means include end face emission, prism
Suitable are couplers, grating couplers, focusing couplers, SAW grating couplers, and the like. By using such a configuration, it is possible to easily realize wire bonding to a light control element that can be driven at high speed without loss of power.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態による
光制御素子を図1及び図2を用いて説明する。本実施の
形態による光制御素子は、薄膜導波路に入射したレーザ
ー・ビームを所定の角度範囲で偏向させる光偏向素子で
ある。本実施の形態に係わる光偏向素子の断面図を図1
に、上面図を図2に示す。ここで、図1は図2のA−
A’断面における断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A light control device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The light control element according to the present embodiment is an optical deflection element that deflects a laser beam incident on a thin film waveguide within a predetermined angle range. FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical deflecting element according to the present embodiment.
FIG. 2 shows a top view. Here, FIG.
It is sectional drawing in A 'cross section.

【0022】図1、図2に示すように、本実施の形態に
よる光偏向素子は、抵抗率が5mΩ・cm〜500mΩ
・cm程度のNbドープSrTiO3(100)単結晶
導電性基板1上へ、エピタキシャルPLZT(12/4
0/60)薄膜光導波路2を成長させる。このPLZT
層は厚さdw=600nmであり、εw=1300、r=
120×10-12m/Vという特性を有する。PLZT
層はゾルゲル法を用いた固相エピタキシャル成長によっ
て作製する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the optical deflection element according to the present embodiment has a resistivity of 5 mΩ · cm to 500 mΩ.
Cm of Nb-doped SrTiO 3 (100) single-crystal conductive substrate 1 onto epitaxial PLZT (12/4
0/60) The thin film optical waveguide 2 is grown. This PLZT
The layer has a thickness d w = 600 nm, ε w = 1300, r =
It has a characteristic of 120 × 10 −12 m / V. PLZT
The layer is formed by solid phase epitaxial growth using a sol-gel method.

【0023】まず、無水酢酸鉛Pb(CH3COO)2
ランタン・イソプロポキシドLa(O−i−C
373、ジルコニウム・イソプロポキシドZr(O−
i−C374、およびチタン・イソプロポキシドTi
(O−i−C374を出発原料として、2−メトキシ
エタノールに溶解し、6時間の蒸留を行ったのち18時
間の還流を行い、最終的にPb濃度で0.6MのPLZ
T(12/40/60)用前駆体溶液を得る。さらに、
この前駆体溶液を基板へスピンコーティングを行う。以
上の操作はすべてN2雰囲気中にて行う。
First, anhydrous lead acetate Pb (CH 3 COO) 2 ,
Lanthanum isopropoxide La (OiC
3 H 7 ) 3 , zirconium isopropoxide Zr (O-
i-C 3 H 7) 4 , and titanium isopropoxide Ti
(OiC 3 H 7 ) 4 was used as a starting material, dissolved in 2-methoxyethanol, distilled for 6 hours, refluxed for 18 hours, and finally reached a PLB concentration of 0.6 M PLZ.
A precursor solution for T (12/40/60) is obtained. further,
This precursor solution is spin-coated on a substrate. All of the above operations are performed in an N 2 atmosphere.

【0024】次に、加湿O2雰囲気中で10°C/se
cにて昇温して350°Cにて保持の後、650°Cに
保持し、最後に電気炉の電源を切り冷却する。これによ
り膜厚約100nmの第一層目のPLZT薄膜を固相エ
ピタキシャル成長により形成する。このプロセスをさら
に5回繰り返すことにより総膜厚600nmのエピタキ
シャルPLZT薄膜が得られる。このエピタキシャルP
LZT薄膜の結晶学的関係はPLZT(100)//N
b−SrTiO3(100)であり、面内方位はPLZ
T[001]//Nb−SrTiO3[001]であ
る。
Next, in a humidified O 2 atmosphere at 10 ° C./sec.
After the temperature was raised at c and maintained at 350 ° C., the temperature was maintained at 650 ° C. Finally, the power of the electric furnace was turned off and cooled. Thus, a first-layer PLZT thin film having a thickness of about 100 nm is formed by solid phase epitaxial growth. By repeating this process five more times, an epitaxial PLZT thin film having a total thickness of 600 nm can be obtained. This epitaxial P
The crystallographic relationship of the LZT thin film is PLZT (100) // N
b-SrTiO 3 (100) and the in-plane orientation is PLZ
T [001] // Nb-SrTiO 3 [001].

【0025】このPLZT薄膜光導波路の上に抵抗率が
約1mΩ・cm、膜厚が約100nmのITO透明導電
性酸化物薄膜による底辺25μm、高さ6.8μmの三
角形を40個つらねた上部電極としての電極アレー3を
作製する。この電極アレー3上にポリイミドからなる膜
厚が500nmの中間絶縁層4を形成し、フォトリソプ
ロセスによりコンタクトホールを電極アレー3上に形成
する。次にコンタクトホールを含む全面に導電層をCV
D法により被着した後、エッチバックしてコンタクトホ
ール内のみに導電層を残すことでプラグ30を形成す
る。プラグ30は典型的にはWである。次に、中間絶縁
層4上に、プラグ30と接するコンタクト電極5を形成
する。コンタクト電極5は複合層からなり、第一層をT
iで形成し、その上部に面積4×10-82のAuまた
はPtで被覆することにより形成する。このコンタクト
電極5上にAuワイヤをボンディングして、コンタクト
電極5を基板裏面に形成したInよりなる反対電極6と
ともに電圧駆動回路7に接続する。
An upper electrode formed by stacking 40 triangles having a bottom of 25 μm and a height of 6.8 μm made of an ITO transparent conductive oxide thin film having a resistivity of about 1 mΩ · cm and a thickness of about 100 nm on the PLZT thin film optical waveguide. The electrode array 3 is manufactured. An intermediate insulating layer 4 made of polyimide and having a thickness of 500 nm is formed on the electrode array 3, and a contact hole is formed on the electrode array 3 by a photolithography process. Next, a conductive layer is formed on the entire surface including the contact hole by CV.
After the deposition by the method D, the plug 30 is formed by etching back and leaving the conductive layer only in the contact hole. The plug 30 is typically W. Next, the contact electrode 5 that contacts the plug 30 is formed on the intermediate insulating layer 4. The contact electrode 5 is composed of a composite layer, and the first layer is T
i, and the upper portion is covered with Au or Pt having an area of 4 × 10 −8 m 2 . An Au wire is bonded on the contact electrode 5 to connect the contact electrode 5 to the voltage driving circuit 7 together with the opposite electrode 6 made of In formed on the back surface of the substrate.

【0026】波長780nm、出力20mWのレーザー
・ダイオードを光源として用いてレーザー・ビーム8を
幅2mmにコリメートした後、PLZT薄膜光導波路2
へグレーティング9により導入する。PLZT薄膜光導
波路2はITO透明導電性酸化物薄膜およびNbドープ
SrTiO3(100)単結晶基板1よりも屈折率が高
いため、レーザー・ビームはPLZT薄膜光導波路2中
に閉じ込められる。入射したレーザー・ビームはITO
薄膜三角形電極アレー3とNbドープSrTiO3単結
晶電極1との間で電圧を印加することによって偏向され
る。そして、偏向されたレーザー・ビームは端面10よ
り出射される。偏向を制御して出射したレーザー・ビー
ムは、F・θレンズなどの光学系を経て感光体を露光す
るなどの応用が可能である。
After collimating the laser beam 8 to a width of 2 mm using a laser diode having a wavelength of 780 nm and an output of 20 mW as a light source, the PLZT thin-film optical waveguide 2 is formed.
It is introduced by a hemi-grating 9. Since the PLZT thin film optical waveguide 2 has a higher refractive index than the ITO transparent conductive oxide thin film and the Nb-doped SrTiO 3 (100) single crystal substrate 1, the laser beam is confined in the PLZT thin film optical waveguide 2. The incident laser beam is ITO
It is deflected by applying a voltage between the thin film triangular electrode array 3 and the Nb-doped SrTiO 3 single crystal electrode 1. Then, the deflected laser beam is emitted from the end face 10. The laser beam emitted by controlling the deflection can be applied to, for example, exposing a photosensitive member through an optical system such as an F / θ lens.

【0027】ここで、電気光学効果を用いたレーザの偏
向角度θは、電気光学常数をr、印加電圧をV、光導波
路の膜厚をd、屈折率をn0、プリズム電極の長さを
l、高さをDとすると、 θ=l/2D・rn0 3(V/d) ・・・(1) で表される。本実施の形態の場合、上式によって偏向角
度を計算すると、印加電圧1Vにて偏向角度θは1.2
7mradとなる。また、面積3.4×10-9 2の電
極アレー3による容量は15pF、面積4×10-82
のコンタクト電極5による容量は0.52pFであり、
コンタクト電極5の容量はほぼ無視できる。これらの容
量値から計算される限界動作速度は650MHzとな
り、高速での変調が可能である。一方、コンタクト電極
5は十分に大きな面積を有しているので、容易にワイヤ
ボンディングを行うことができる。
Here, the laser polarization using the electro-optic effect is considered.
The direction angle θ is r for electro-optic constant, V for applied voltage,
The film thickness of the path is d and the refractive index is n0, The length of the prism electrode
l and height D, θ = 1 / 2D · rn0 Three(V / d) (1) In the case of the present embodiment, the deflection angle is
When the degree is calculated, the deflection angle θ is 1.2 at an applied voltage of 1 V.
7 mrad. In addition, the area is 3.4 × 10-9m TwoNo electricity
Capacitance by pole array 3 is 15pF, area 4 × 10-8mTwo
Of the contact electrode 5 is 0.52 pF,
The capacitance of the contact electrode 5 can be almost ignored. These contents
The limit operation speed calculated from the quantity value is 650 MHz.
Therefore, high-speed modulation is possible. Meanwhile, the contact electrode
5 has a sufficiently large area so that the wire
Bonding can be performed.

【0028】次に、本発明の第2の実施の形態による光
制御素子を図3及び図4を用いて説明する。本実施の形
態による光制御素子も第1の実施の形態と同様に光偏向
素子である。光偏向素子の断面図を図3に、上面図を図
4に示す。本実施の形態による光偏向素子は、第1の実
施の形態による光偏向素子に対して、単結晶基板及び中
間絶縁層の材質が異なること、光導波路が配向性の薄膜
であること、光の導入手段としてプリズムを用いている
こと等において差異を有している。
Next, a light control element according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The light control element according to the present embodiment is also a light deflecting element as in the first embodiment. FIG. 3 is a sectional view of the light deflecting element, and FIG. 4 is a top view thereof. The optical deflecting element according to the present embodiment is different from the optical deflecting element according to the first embodiment in that the materials of the single crystal substrate and the intermediate insulating layer are different, the optical waveguide is an oriented thin film, There is a difference in that a prism is used as the introducing means.

【0029】本実施の形態では図3および図4に示すよ
うに絶縁性であるサファイア(0001)単結晶基板1
9上へRfマグネトロン・スパッタリングによって抵抗
率が約1mΩ・cmの(0001)高配向AlドープZ
nO導電性薄膜20を成長させ、さらにこの上に(00
01)高配向LiNbO3薄膜光導波路21を成長させ
た。このLiNbO3薄膜光導波路21上に抵抗率が約
1mΩ・cm、膜厚が約100nmのITO透明導電性
酸化物薄膜による底辺10μm、高さ6.8μmの三角
形を100個つらねた上部電極としての電極アレー22
を作製する。この三角形状の電極アレー22上にCVD
法によりSiOxからなる、膜厚が1μmの中間絶縁層
23を形成し、フォトリソプロセスによりコンタクトホ
ールを形成する。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a sapphire (0001) single crystal substrate 1 having an insulating property is used.
9 on which (0001) highly-oriented Al-doped Z having a resistivity of about 1 mΩ · cm by Rf magnetron sputtering.
An nO conductive thin film 20 is grown, and (00)
01) A highly oriented LiNbO 3 thin film optical waveguide 21 was grown. On the LiNbO 3 thin film optical waveguide 21, an upper electrode is formed by chaining 100 triangles having a base of 10 μm and a height of 6.8 μm of an ITO transparent conductive oxide thin film having a resistivity of about 1 mΩ · cm and a film thickness of about 100 nm. Electrode array 22
Is prepared. The CVD is performed on the triangular electrode array 22.
An intermediate insulating layer 23 made of SiOx and having a thickness of 1 μm is formed by a method, and a contact hole is formed by a photolithography process.

【0030】次にコンタクトホール内に導電性のプラグ
31をリフロースパッタリングによって形成する。本実
施の形態ではプラグの材質はAlである。そして、その
上部に200μm×100μmの大きさのAuまたはP
tのコンタクト電極24を形成する。この結果、コンタ
クト電極24はプラグ31を介して電極アレー22と接
続される。このコンタクト電極24上にAuワイヤをボ
ンディングして電圧駆動回路26と接続する。一方、反
対電極25はLiNbO3薄膜21を一部エッチングし
て露出したAlドープZnO導電性薄膜20上に形成す
る。反対電極25はコンタクト電極24とともに電圧駆
動回路26に接続される。
Next, a conductive plug 31 is formed in the contact hole by reflow sputtering. In the present embodiment, the material of the plug is Al. Then, Au or P having a size of 200 μm × 100 μm is
The t contact electrode 24 is formed. As a result, the contact electrode 24 is connected to the electrode array 22 via the plug 31. An Au wire is bonded on the contact electrode 24 and connected to the voltage driving circuit 26. On the other hand, the opposite electrode 25 is formed on the Al-doped ZnO conductive thin film 20 exposed by partially etching the LiNbO 3 thin film 21. The opposite electrode 25 is connected to the voltage driving circuit 26 together with the contact electrode 24.

【0031】LiNbO3薄膜光導波路21に入射する
レーザー・ビームの光源として波長780nm、出力2
0mWのデュアル・スポット・レーザー・ダイオード・
アレイを用いる。生成された2本のレーザー・ビーム2
7は幅2mmにコリメートされ、プリズム28を介して
LiNbO3薄膜光導波路21に導入される。LiNb
3薄膜光導波路21はITO透明導電性酸化物薄膜お
よびAlドープZnO導電性薄膜20よりも屈折率が高
いため、レーザー・ビームはLiNbO3薄膜光導波路
21中に閉じ込められる。入射したレーザー・ビームは
前記プリズム形状のITO電極アレー22とAlドープ
ZnO電極20との間に電圧を印加してプリスム部分と
それ以外の部分において異なる屈折率を発生させること
により偏向する。偏向された2本のレーザー・ビームは
プリズム29を介して出射される。
As a light source for the laser beam incident on the LiNbO3 thin film optical waveguide 21, a wavelength of 780 nm and an output of 2
0mW dual spot laser diode
Use an array. Two generated laser beams 2
7 is collimated to a width of 2 mm and introduced into the LiNbO 3 thin film optical waveguide 21 via the prism 28. LiNb
Since the O 3 thin film optical waveguide 21 has a higher refractive index than the ITO transparent conductive oxide thin film and the Al-doped ZnO conductive thin film 20, the laser beam is confined in the LiNbO 3 thin film optical waveguide 21. The incident laser beam is deflected by applying a voltage between the prism-shaped ITO electrode array 22 and the Al-doped ZnO electrode 20 to generate different refractive indexes in the prism portion and other portions. The two deflected laser beams are emitted through the prism 29.

【0032】本実施の形態による光偏向素子では、
(1)式を用いて印加電圧0.5Vにて偏向角度θは
6.78mradとなる。面積3.4×10-92の電
極アレー22による容量は15pF、面積2×10-8
2のコンタクト電極24による容量は0.81pFであ
り、コンタクト電極24の容量は無視できる。コンタク
ト電極24の面積は十分に大きいのでワイヤボンディン
グを容易にすることができる。また、コンタクト電極2
4が形成する容量は十分に小さく、限界動作速度700
MHzの良好な高速動作を実現できる。
In the light deflecting element according to the present embodiment,
Using Expression (1), the deflection angle θ is 6.78 mrad at an applied voltage of 0.5 V. The capacitance of the electrode array 22 having an area of 3.4 × 10 −9 m 2 is 15 pF and the area is 2 × 10 −8 m.
The capacitance of the second contact electrode 24 is 0.81 pF, and the capacitance of the contact electrode 24 can be ignored. Since the area of the contact electrode 24 is sufficiently large, wire bonding can be facilitated. Also, the contact electrode 2
4 has a sufficiently small capacity, and a critical operating speed of 700
A good high-speed operation of MHz can be realized.

【0033】次に、上記第1及び第2の実施の形態によ
る光偏向素子に対する比較例としての光偏向素子を、そ
の断面図を図5に、上面図を図6に示して説明する。本
比較例は第1の実施の形態による光偏向素子と同様の材
料、及び、光の導入方法を採用するが、コンタクト電極
14が電極アレー13とともに直接光導波路12上に形
成されており、中間絶縁層が存在しない点で異なってい
る。
Next, a light deflecting element as a comparative example to the light deflecting elements according to the first and second embodiments will be described with reference to a sectional view of FIG. 5 and a top view of FIG. This comparative example employs the same material and the light introducing method as the optical deflecting element according to the first embodiment, but the contact electrode 14 is formed directly on the optical waveguide 12 together with the electrode array 13. The difference is that there is no insulating layer.

【0034】第1の実施の形態と同様にNbドープSr
TiO3(100)単結晶導電性基板11上へゾルゲル
法を用いた固相エピタキシャル成長によって厚さdw
600nm、εw=1300、r=120×10−12
m/VのエピタキシャルPLZT(12/40/60)
薄膜光導波路12を成長させる。このPLZT薄膜光導
波路の上に抵抗率が約1mΩ・cm、膜厚が約100n
mのITO透明導電性酸化物薄膜を用いて底辺25μ
m、高さ6.8μmの三角形を40個つらねた電極アレ
ー13と200μm×200μmのコンタクト電極14
を作製する。このコンタクト電極14上にAuワイヤを
ボンデングして基板裏面に形成したInよりなる反対電
極15とともに電圧駆動回路16に接続する。波長78
0nm、出力20mWのレーザー・ダイオードを光源と
して用いてレーザー・ビーム17を幅2mmにコリメー
トした後、PLZT薄膜光導波路12へグレーティング
18を介して導入する。
As in the first embodiment, Nb-doped Sr
Thickness d w = solid phase epitaxial growth on TiO 3 (100) single crystal conductive substrate 11 by sol-gel method
600 nm, ε w = 1300, r = 120 × 10−12
m / V epitaxial PLZT (12/40/60)
A thin film optical waveguide 12 is grown. On this PLZT thin-film optical waveguide, the resistivity is about 1 mΩ · cm, and the film thickness is about 100 n.
25 μm of ITO transparent conductive oxide thin film
m, an electrode array 13 in which forty triangles having a height of 6.8 μm are arranged and a contact electrode 14 of 200 μm × 200 μm.
Is prepared. An Au wire is bonded on the contact electrode 14 and connected to the voltage drive circuit 16 together with the opposite electrode 15 made of In formed on the back surface of the substrate. Wavelength 78
A laser beam 17 is collimated to a width of 2 mm using a laser diode of 0 nm and output of 20 mW as a light source, and then introduced into the PLZT thin film optical waveguide 12 through a grating 18.

【0035】本比較例の場合、面積3.4×10-92
の電極アレー13による容量は15pF、面積4×10
-82のコンタクト電極14による容量は177pFと
なる。上記本発明の実施の形態に比べてコンタクト電極
による容量がきわめて大きいのはコンタクト電極が直接
光導波路12上に形成されているからである。そして、
計算される限界動作速度は10MHzとなり、高速での
動作は不可能となる。
In the case of this comparative example, the area is 3.4 × 10 −9 m 2.
The capacitance of the electrode array 13 is 15 pF and the area is 4 × 10
The capacitance of the contact electrode 14 of -8 m 2 is 177 pF. The reason why the capacitance due to the contact electrode is extremely large as compared with the above embodiment of the present invention is that the contact electrode is formed directly on the optical waveguide 12. And
The calculated limit operation speed becomes 10 MHz, and operation at high speed becomes impossible.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、光導波路
とコンタクト電極とに介在する中間絶縁層を設けること
により、面積の大きいコンタクト電極により大きな容量
が形成されてしまうことを防止でき、光制御素子の限界
動作速度を飛躍的に向上させることができるようにな
る。また、光導波路とコンタクト電極とに介在する中間
絶縁層を設けることにより、光制御素子の限界動作速度
を低下させることなく面積の大きいコンタクト電極を形
成可能であり、ボンディング作業を容易にすることがで
きる。従って、本発明によれば、薄膜導波路型の光制御
素子において、駆動電圧を10V程度に低減し、かつ、
駆動速度を500MHz以上に向上させることができる
ようになる。
As described above, according to the present invention, by providing the intermediate insulating layer interposed between the optical waveguide and the contact electrode, it is possible to prevent a large capacitance from being formed by the contact electrode having a large area. The limit operation speed of the light control element can be greatly improved. In addition, by providing an intermediate insulating layer interposed between the optical waveguide and the contact electrode, a contact electrode having a large area can be formed without lowering the limit operation speed of the light control element, and the bonding operation can be facilitated. it can. Therefore, according to the present invention, in the thin film waveguide type light control element, the driving voltage is reduced to about 10 V, and
The driving speed can be increased to 500 MHz or more.

【0037】また、本発明によれば、駆動電圧および動
作速度の問題を解決した光制御素子を提供することがで
きるので、小型化、低コスト化、高効率化、高速化、低
騒音化などが可能なレーザー・プリンター、デジタル複
写機、ファクシミリなどに利用可能なレーザー光偏向素
子、および光ディスク用のピックアップ、光通信や光コ
ンピューター用の光スイッチなどを含むオプト・エレク
トロニクス全般にわたる光偏向素子を提供することが可
能となる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a light control element which solves the problems of the drive voltage and the operation speed, so that the size, cost, efficiency, speed, noise, etc. can be reduced. Provides laser beam deflecting elements that can be used in laser printers, digital copiers, and facsimile machines that can operate, and optical deflecting elements that cover a wide range of optoelectronics, including optical disc pickups and optical switches for optical communications and optical computers. It is possible to do.

【0038】[0038]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による光制御素子の
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a light control element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態による光制御素子の
上面図である。
FIG. 2 is a top view of the light control element according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態による光制御素子の
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a light control element according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態による光制御素子の
上面図である。
FIG. 4 is a top view of a light control element according to a second embodiment of the present invention.

【図5】比較例による光制御素子の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a light control element according to a comparative example.

【図6】比較例による光制御素子の上面図である。FIG. 6 is a top view of a light control element according to a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 導電性単結晶基板 2、12、21 薄膜光導波路 3、13、22 電極アレー 4、23 中間絶縁層 5、14、24 コンタクト電極 6、15 反対電極 7、16、26 電圧駆動回路 8、17、27 レーザー・ビーム 9、18 グレーティング 19 絶縁性単結晶基板 20 導電性薄膜 28、29 プリズム 30、31 プラグ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Conductive single crystal substrate 2, 12, 21 Thin film optical waveguide 3, 13, 22 Electrode array 4, 23 Intermediate insulating layer 5, 14, 24 Contact electrode 6, 15 Opposite electrode 7, 16, 26 Voltage drive circuit 8 , 17, 27 Laser beam 9, 18 Grating 19 Insulating single crystal substrate 20 Conductive thin film 28, 29 Prism 30, 31 Plug

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気光学効果を有するエピタキシャルまた
は配向性の強誘電体薄膜からなる光導波路と、前記光導
波路に接触して形成された導電性または半導電性の上部
電極と、前記光導波路を挟んで前記上部電極と対向して
設けられた下部電極とを備え、前記上部電極と前記下部
電極との間に電圧を印加して前記光導波路中に異なる屈
折率を有する領域を発生させ、前記光導波路中の光ビー
ムを前記電圧に応じて制御する光制御素子において、 前記上部電極側の前記光導波路上に形成された中間絶縁
層と、前記上部電極に接続され、前記中間絶縁層上に形
成されたコンタクト電極とを備えたことを特徴とする光
制御素子。
1. An optical waveguide comprising an epitaxial or oriented ferroelectric thin film having an electro-optical effect, a conductive or semiconductive upper electrode formed in contact with the optical waveguide, and A lower electrode provided so as to face the upper electrode, and applying a voltage between the upper electrode and the lower electrode to generate a region having a different refractive index in the optical waveguide; In a light control element that controls a light beam in an optical waveguide according to the voltage, an intermediate insulating layer formed on the optical waveguide on the upper electrode side, connected to the upper electrode, and on the intermediate insulating layer A light control element comprising: a formed contact electrode.
【請求項2】請求項1記載の光制御素子において、 前記上部電極は、前記光導波路より小さい屈折率を有す
る酸化物であることを特徴とする光制御素子。
2. The light control element according to claim 1, wherein said upper electrode is an oxide having a refractive index smaller than said optical waveguide.
【請求項3】請求項1記載の光制御素子において、 前記光導波路と前記上部電極との間に、前記光導波路よ
り小さい屈折率を有するクラッド層が形成されているこ
とを特徴とする光制御素子。
3. The light control device according to claim 1, wherein a cladding layer having a smaller refractive index than said optical waveguide is formed between said optical waveguide and said upper electrode. element.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれかに記載の光制御
素子において、 前記下部電極は、導電性または半導電性の単結晶基板、
または、前記導電性または半導電性のエピタキシャルま
たは配向性の薄膜であって、前記光導波路より小さい屈
折率を有する酸化物であることを特徴とする光制御素
子。
4. The light control element according to claim 1, wherein the lower electrode is a conductive or semiconductive single crystal substrate;
Alternatively, the light control element is the conductive or semiconductive epitaxial or oriented thin film, and is an oxide having a smaller refractive index than the optical waveguide.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載の光制御
素子において、 前記中間絶縁層の誘電率は、10未満であることを特徴
とする光制御素子。
5. The light control element according to claim 1, wherein the dielectric constant of the intermediate insulating layer is less than 10.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載の光制御
素子において、 前記中間絶縁層の抵抗率は、1010Ω・cm以上である
ことを特徴とする光制御素子。
6. The light control element according to claim 1, wherein the resistivity of the intermediate insulating layer is 10 10 Ω · cm or more.
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