JPS5930506A - 光デバイス用基板 - Google Patents

光デバイス用基板

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Publication number
JPS5930506A
JPS5930506A JP14063782A JP14063782A JPS5930506A JP S5930506 A JPS5930506 A JP S5930506A JP 14063782 A JP14063782 A JP 14063782A JP 14063782 A JP14063782 A JP 14063782A JP S5930506 A JPS5930506 A JP S5930506A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
substrate
plzt
film
light
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.)
Pending
Application number
JP14063782A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyotaka Wasa
清孝 和佐
Kentaro Setsune
瀬恒 謙太郎
Takao Kawaguchi
隆夫 川口
Kenzo Ochi
謙三 黄地
Hideaki Adachi
秀明 足立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP14063782A priority Critical patent/JPS5930506A/ja
Publication of JPS5930506A publication Critical patent/JPS5930506A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光デバイス用の基板に関する。特に、本発明
は、薄膜光デバイス用の基板材料とその構成に関してい
る。
従来例の構成とその問題点 従来、光デバイス用の基板として、例えば、L iN 
b Osのような圧電性結晶が用いられていた。
v この場合、例え÷表面を研摩した、L iW b Os
単結晶基板の表面層に、Ti金属を拡散させて光導波路
を形成するとともに、例えば1而型電極を同じく上記L
 z N b O3単結晶基板の表面に設けて、表面波
トランスデユーサを形成し、上記光4波路を伝搬する光
と、例えば上記表面波トランスデューサで励起した表面
波と相互作用させようとするものである。しかしながら
、この種の基板は、微小光学素子例えば微小レンズ、プ
リズムなどの形成や、半導体素子例えばG a A s
からなる微小光検出素子の集積化が困難であり、高密度
の光デバイス例えば光IC用基板としては実用性に欠く
という欠点があった。
発明の目的 発明者らは、この種の基板に薄膜多層構造を導入するこ
とにより、従来の欠点を除去することに成功し、新規な
光デバイス用基板を発明した。したがって、本発明の目
的は、薄膜多層構造からなる光デバイス用基板の構造と
構成材料を与える。
発明の構成 以下本発明を、図を用いて説明する。
第1図は、本発明にかかる光デバイス用基板の要部断面
構造を示す。同図において、本発明にかかる光デバイス
用基板は、少なくとも、サファイア(a−アルミナ〕あ
るいはスピネル基体11上に、PLZT[(Pb、La
)(Zr、Tf)031系薄膜12と、Si、Lieの
如き■族半導体薄膜あるいはGaAs 、 I n P
の如きm−v族半導体薄膜13を設けたことを特徴とし
ている。この場合、例えばレーザ光がPLZT系薄膜1
2中に導入されると、例えばレーザ光は、PLZT系薄
膜12から半導体薄膜13の中を伝搬し、これらの薄膜
中に導波士 光14を全部させる。
この場合、例えば半導体薄膜13中に受光素子を形成し
ておくと、PLZT系薄膜12で形成した薄膜光導波路
中の光を検出できるから、サファイアのような誘電体の
上に形成される新しい光ICが実現し得る。本発明者ら
は、この種の構成において、構成材料をさらに詳aK調
べた結果、新規な構成と構成材料を発見し、これらの発
見に基づいて、さらに有効な光デバイス用基板を発明し
た。
すなわち、第2図に示す如く、通常薄膜先導波路に用い
られる、A s −S系、 A 5−8−G e系ある
いはAs−8SeGe 系薄膜21を、例えばPLZT
系薄膜12上に設けると、導波光14のPL、ZT系系
膜膜中制御が非常に容易になることを発見した。すなわ
ち、第3図において、As−3系。
As  S Ge系あるいはAs−8−8e−Ge系薄
膜210表面に、例えば電子ビームを、線状31に照射
すると、PLZT系薄膜中の伝搬光14は、照射の線状
31に従って導波することを発明者らは発見した。この
現象は、照射によるAs−3系、As−8Ge系あるい
は、As −8−8e−Ge系の薄膜21の屈折率の変
化に起因する。
このことは、例えば、A s −S系、As−8Ge系
あるいはAs−8−8e−Ge系の薄膜21の表面に2
次元的に電子ビームを照射し、屈折率を変化させると、
例えば光導波路、集光器、ビームスプリソ+1% りなどの微÷光素子が本発明にかかる基板によって容易
に実現できるとともに、必要に応じてこれらの導波光の
検出素子をも乗積化した高密度の誘電体光ICをも実現
できることを意味している。
この場合、基体をサファイアあるいはスピネルで構成す
ると、特性の優れた上記PLZT系薄膜や半導体薄膜が
上記基体上にエピタキシャル成長するため、特性の優れ
たPLZT系薄膜尤導波路や例えば半導体光検出素子が
上記基体上に集積化できる。さらに、PLZT系薄膜中
の伝搬光14が半導体薄膜部13に達しても基体11と
表面層21との間に閉じこめられているため、有効に半
導体部で例えば光検出ができることを発明者らは確認し
た。
これらのPLZT系薄膜がL i N b O3単結晶
以上の大きい電気光学効果を持つことなどをさらに本発
明者らは発見し、この大きい電気光学効果、さらには固
有の圧電特性を利用すると、従来この種の光デバイス用
基板例えばLirJb○3単結晶基板では実現できない
、各種の光デバイスが実現しうることをも発明者らは確
認した。
この場合、基体として用いるサファイアに、例えば表面
研磨された(0001)面の単結晶板を用いると(11
1)面のPLZT系薄膜が例えばスハノタ蒸着法でエピ
タキシャル成長する。丑だ、半導体薄膜は、例えばSi
、GaAsの(111)而も、この(oool)面に例
えば気相成長法によりエピタキシャル成長する。これら
の半導体薄膜は、通常の半導体プロセスにより、例えば
p −nあるいはp −i −n構造を形成し、例えば
光検出素子を形成する。
また、スピネルを基体として用いる場合、例えば(11
1)面のスピネル単結晶板を選ぶと、(0001)  
面のサファイアと同一の結晶面のPLZT系薄膜やSi
、GaAs薄膜が形成されることを本発明者らは確認し
た。
さらに、基体の結晶面を変えると例えばPLZT系薄膜
の結晶方位を変化させ得るから、この種の光デバイス用
基板は、例えば光デバイス形成のための電極構成・配置
の自由度が広いという特長もある。なお、この基体は、
PLZT系薄膜と半導体薄膜がエピタキシャル成長す、
ることと、伝搬光がこれらの薄膜中に閉じこめられるた
めに、その屈折率がPLZT系薄膜や半導体薄膜の値よ
り小さければよく、ここで示した、サファイアやスピネ
ルに限定されたものではない。また、基体はそノ表0.
1〜0.3μm さえ、上記の基体としての必以下本発
明の内容をより深く理解されるために具体的な実施例を
あげて説明する。
実施例の説明 厚さ0.3聰の表面(mF磨された(0001)面サフ
ァイア基体上の端部を残して、高周波マグネト。
ンスパノタにより、厚さ0.4μmのPLZT系薄膜を
蒸着した。この場合、スパッタ用ターゲットの組成は、
PLZT(2B10/100)、スパッタ中のサファイ
ア基体の温度は580℃、スパッタ電力は200Wであ
った。蒸着されたP L ZT系薄膜の構造は、(11
1)面の単結晶であり、屈折率はHe−NeL/−ザ(
0,63μm波長)で2.6であった。次に、このPL
ZT系薄膜の表面をマスキングして、上記サファイア基
体の端部に、所謂減圧CVD法で厚さ0.5μm のG
 a A s薄膜を形成した。この場合、基体温度は6
Q○℃に保った。
蒸着されたG a A s薄膜は(111)而がエピタ
キシャル成長していた。次に、これらの薄膜の」二に、
真空蒸着法で、A3283の薄膜を厚さ1μm#、着し
て本発明にかかる光デバイス用基板を形成した。
−n構造を形成した。
なお、以上の実施例では、P LZT系薄膜の組成とし
テP L Z T (2810/100 ) ニ)イテ
示したが、スパッタ用のターゲットの組成を変えるだけ
で任意の組成のPLZT系薄膜が形成され、光伝搬路と
して用いることができる。また、具体例にあげたへ82
83薄膜以外のAs−8−Ge  系。
As−8−8e−Ge系薄膜もへ8283薄膜と同様に
形成でき、頑似の効果が得られた。
発明の効果 本発明にかかる光デバイス用基板では、PLZT系薄膜
中を光が伝搬するため、PLZT系薄膜固有の大きい電
気光学効果と、圧電性を利用した音響光学効果1例えば
表面波による光の回折が同時に得られる特長がある。さ
らに、これらの伝搬光の制御は、PLZT系薄膜光薄膜
表面された、例えばA 823 a薄膜への電子ビーム
による照射書きこみで行いうるとともに、例えば伝搬光
の検出が、基体上に集積された半導体光検出素子で可能
であるという特色を本出願の光デバイス用基板は示す。
したがって、この基板を用いると、各種の微小光素子の
集積化が容易になり、各種の薄膜光ICが実現されるか
ら、本発明にがかる光テバイス用基板の工業的価値は高
い。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本発明にかかる光デバイ
ス用基板の要部断面図、第3図は本発明にかかる光デバ
イス用基板の要部上面図である。 11・・・・・・基体、12・・・・・・PLZT系薄
膜、13・・・・・・半導体薄膜、14・・・・・・A
s−3系、八s −S −CA e系、あるいはAs 
−8−8s−Ge系の薄膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)サファイア(a−アルミナ)あるいはスピネル基
    板上に、P L ZT [(P b 、 L a ) 
    (Z r 、 T I )C)3〕系薄膜と■族半導体
    薄膜あるいは■7■族半導体薄膜とを設けたことを特徴
    とする光デバイス用基板0 (2)  PLZT((Pb、La)(Zr、Ti)O
    aE系薄膜薄膜上さらにAs−8系、As  S Ge
    系あるいはへ5SSe−Ge系の薄膜を被覆したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光デバイス用基
    板。 (3)へs−8系、八5−8−Ue系あるいはA s 
    −S −3e−Ge系薄膜の屈折率を2次的に変化させ
    たことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の光デバ
    イス用基板。 (5)サファイア基体を(0001)簡単結晶板で構成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光デ
    バイス用基板。 (6)スピネル基体を(111)簡単結晶板で構成した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光デバイ
    ス用基板。
JP14063782A 1982-08-12 1982-08-12 光デバイス用基板 Pending JPS5930506A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01196006A (ja) * 1988-02-01 1989-08-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 石英系光導波膜

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01196006A (ja) * 1988-02-01 1989-08-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 石英系光導波膜

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