JPS60156015A - 薄膜型光学素子およびその作製方法 - Google Patents
薄膜型光学素子およびその作製方法Info
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- JPS60156015A JPS60156015A JP59010510A JP1051084A JPS60156015A JP S60156015 A JPS60156015 A JP S60156015A JP 59010510 A JP59010510 A JP 59010510A JP 1051084 A JP1051084 A JP 1051084A JP S60156015 A JPS60156015 A JP S60156015A
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- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light 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
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、薄膜型光学素子およびその作製方法に関する
。
。
従来、薄膜型即ち、光導波路を用いた電気光学（ＥＯ）
素子或いは音響光学（ＡＯ）素子等が、光偏向器、光変
調器、スペクトラムアナライザー、相関器等に用いられ
ている。上記光学素子を形成する場合の基板としては、
圧電性。
素子或いは音響光学（ＡＯ）素子等が、光偏向器、光変
調器、スペクトラムアナライザー、相関器等に用いられ
ている。上記光学素子を形成する場合の基板としては、
圧電性。
音１響光学効果及び電気光学効果に優れ、かつ光伝搬損
失が少ないニオブ酸リチウム（以下ＬｉＮｂ０ａと記す
）″結晶及びタンタル酸リチウム（以下ＬｉＴａ０ａと
記す）結晶が広く用いられている。この様な結晶基板を
用いて、薄膜光導波路を作製する代表的な方法として、
チタン（以下Ｔｉと記す）を前記結晶踏板表面に、高温
で熱拡散することによシ、該結晶踏板表面に、基板の屈
折率よシわずかに大きな屈折率を有する光導波路層を形
成する方法がある。しかし、この方法によシ作製された
薄膜光導波路は、光学損傷を受け易く、非常に小さいパ
ワーの光しか該導波路に導入できないという欠点がある
。ここで光学損傷とは、「光導波路に入力する光強度を
増大していったときに、該光導波路内を伝播し外部に取
り出される光の強度が、散乱によって前記入力光強度に
比例して増大しなくなる現象」を言う０ 前記光学損傷を改善する光導波路の作製方法としては、
ＬｉＮｂ０ｊやＬｉＴａ０．の結晶基板を高温で熱処理
し、該結晶基板中から酸化リチウム（以下Ｌｉ、Ｏと記
す）を外部拡散し、基板の表面近傍に基板よシわずかに
屈折率の大きなリチウム（以下Ｌｉと記す）空格子層を
形成する方法がある。
失が少ないニオブ酸リチウム（以下ＬｉＮｂ０ａと記す
）″結晶及びタンタル酸リチウム（以下ＬｉＴａ０ａと
記す）結晶が広く用いられている。この様な結晶基板を
用いて、薄膜光導波路を作製する代表的な方法として、
チタン（以下Ｔｉと記す）を前記結晶踏板表面に、高温
で熱拡散することによシ、該結晶踏板表面に、基板の屈
折率よシわずかに大きな屈折率を有する光導波路層を形
成する方法がある。しかし、この方法によシ作製された
薄膜光導波路は、光学損傷を受け易く、非常に小さいパ
ワーの光しか該導波路に導入できないという欠点がある
。ここで光学損傷とは、「光導波路に入力する光強度を
増大していったときに、該光導波路内を伝播し外部に取
り出される光の強度が、散乱によって前記入力光強度に
比例して増大しなくなる現象」を言う０ 前記光学損傷を改善する光導波路の作製方法としては、
ＬｉＮｂ０ｊやＬｉＴａ０．の結晶基板を高温で熱処理
し、該結晶基板中から酸化リチウム（以下Ｌｉ、Ｏと記
す）を外部拡散し、基板の表面近傍に基板よシわずかに
屈折率の大きなリチウム（以下Ｌｉと記す）空格子層を
形成する方法がある。
上記Ｌｉ１Ｏ外部拡散法により、光学損傷のしきい値が
Ｔｉの内部拡散法に比べて高くなることが文献［ＲｏＬ
、 Ｈｏｌｍａｎ ＆ Ｐ−Ｊ、 Ｃｒｅｓｓｍａｎ
、 １．ＯＣ。
Ｔｉの内部拡散法に比べて高くなることが文献［ＲｏＬ
、 Ｈｏｌｍａｎ ＆ Ｐ−Ｊ、 Ｃｒｅｓｓｍａｎ
、 １．ＯＣ。
９０、２８Ａｐｒｉｌ （１９８１） ） に示されて
いる。
いる。
ところで、光偏向器、光変調器を光音響効果や電気光学
効果を利用して実現しようとする場合、前記各効果の効
率を上げることが素子形成において重要になる。光音響
効果を利用する代表例としては、光導波路上にホトリソ
グラフィーで作製したくし形電極に高周波電界を印加し
、光導波路上に弾性表面波を励起させる方法がある。こ
の場合、光導波路上に励起された弾性表面波と光導波路
中を伝播する導波光との相互作用は、導波光のエネルギ
ー分布が幕板表面近傍に閉じ込められるほど増大するこ
とが知られている。（Ｃ、Ｓ 、 Ｔｓａｉ 、ＩＥＥ
Ｅ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴＳ
ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ 、 ＶＯＬ 、 ＣＡＳ−
２６，１２゜１９７９ ） 上記相互作用を最大限に利用するという観点からすると
、前述のＬｉ２Ｏ外部拡散法で形成される光導波層（Ｌ
ｉ空格子層）の厚さは、その屈折率変化が小さい為、１
０〜１００μｍ程度とかなシ厚くする必要がアシ、導波
光のエネルギー分布が厚さ方向に広がって好ましくない
。従って、前述のＬｉ、Ｏ外部拡散法によって作製され
た薄膜型光学素子を前記光偏向器等に利用する場合、効
率の高い装置の実現が困難であった。
効果を利用して実現しようとする場合、前記各効果の効
率を上げることが素子形成において重要になる。光音響
効果を利用する代表例としては、光導波路上にホトリソ
グラフィーで作製したくし形電極に高周波電界を印加し
、光導波路上に弾性表面波を励起させる方法がある。こ
の場合、光導波路上に励起された弾性表面波と光導波路
中を伝播する導波光との相互作用は、導波光のエネルギ
ー分布が幕板表面近傍に閉じ込められるほど増大するこ
とが知られている。（Ｃ、Ｓ 、 Ｔｓａｉ 、ＩＥＥ
Ｅ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴＳ
ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ 、 ＶＯＬ 、 ＣＡＳ−
２６，１２゜１９７９ ） 上記相互作用を最大限に利用するという観点からすると
、前述のＬｉ２Ｏ外部拡散法で形成される光導波層（Ｌ
ｉ空格子層）の厚さは、その屈折率変化が小さい為、１
０〜１００μｍ程度とかなシ厚くする必要がアシ、導波
光のエネルギー分布が厚さ方向に広がって好ましくない
。従って、前述のＬｉ、Ｏ外部拡散法によって作製され
た薄膜型光学素子を前記光偏向器等に利用する場合、効
率の高い装置の実現が困難であった。
一方、光学損傷を改善する薄膜光導波路の他の作製方法
として、イオン交換法が知られている。この方法は、硝
酸タリウム（以下’ｐＬＮＯｘと記す）、硝酸銀（以下
ＡｇＮＯｓと記す）、硝酸カリウム（以下ＫＮＯ，と記
す）等の溶融塩中又は、安息香酸（Ｃ６Ｈ，Ｃ００Ｉ（
）等の弱酸中で、ＬｉＮｂＯ５又は、ＬｔＴａＯ，の結
晶基板を低温熱処理することによシ、該結晶基板内のリ
チウムイオン（Ｌｉ ＋）が弱酸中のプロトン（Ｈ＋）
等のイオン種と交換され、大きな屈折率差（Δｈ〜０．
１２）をもつ光導波路層が形成されるものである。
として、イオン交換法が知られている。この方法は、硝
酸タリウム（以下’ｐＬＮＯｘと記す）、硝酸銀（以下
ＡｇＮＯｓと記す）、硝酸カリウム（以下ＫＮＯ，と記
す）等の溶融塩中又は、安息香酸（Ｃ６Ｈ，Ｃ００Ｉ（
）等の弱酸中で、ＬｉＮｂＯ５又は、ＬｔＴａＯ，の結
晶基板を低温熱処理することによシ、該結晶基板内のリ
チウムイオン（Ｌｉ ＋）が弱酸中のプロトン（Ｈ＋）
等のイオン種と交換され、大きな屈折率差（Δｈ〜０．
１２）をもつ光導波路層が形成されるものである。
上記イオン交換法によシ作製された薄膜光導波路の光学
損傷のしきい値は、Ｔｉ拡散のものよシ数１０倍程度向
上する良い特性をもつ反面、上記イオン交換処理によっ
てＬｉＮｂ０ｊ ｒ ＬｉＴａＯ５結晶個有の圧電性や
電気光学特性が低下し、例えば光偏向器に用いる場合、
導波光の回折効率が下がるという問題点を有していた。
損傷のしきい値は、Ｔｉ拡散のものよシ数１０倍程度向
上する良い特性をもつ反面、上記イオン交換処理によっ
てＬｉＮｂ０ｊ ｒ ＬｉＴａＯ５結晶個有の圧電性や
電気光学特性が低下し、例えば光偏向器に用いる場合、
導波光の回折効率が下がるという問題点を有していた。
本発明の目的は、前記従来例の問題点を解決し、光学損
傷のしきい値が十分高く、かつ、効率良く機能する光機
能装置を構成することのできる薄膜型光学素子およびそ
の作製方法を提供することにある。
傷のしきい値が十分高く、かつ、効率良く機能する光機
能装置を構成することのできる薄膜型光学素子およびそ
の作製方法を提供することにある。
ニオブ酸リチウム結晶基板又はタンタル酸リチウム結晶
基板の表面に金属およびプロトンが熱拡散された光導波
路層が形成する事によって上記目的を達成するものであ
る。
基板の表面に金属およびプロトンが熱拡散された光導波
路層が形成する事によって上記目的を達成するものであ
る。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明に基づく薄膜光学素子を光偏向器に用
いた例を示す概略図である。
いた例を示す概略図である。
図において、１はＸ板もしくはｙ板ＬｉＮｂ０ａ結晶基
板、２性本板１０表面にチタンおよびプロトンが熱拡散
されて成る光導波路層、３，４はグレーティング光結合
器、５はくし型電極である。波長６３２８人のＨｅＮｅ
レーザレー６は、グレーティング光結合器３から光導波
路層２内に導びかれ、くシ型電極５にＲＦパワーを加え
ることによシ、発生した弾性表面波７によシ回折さ〜れ
、回折光はグレーティング光結合器４により外部に取シ
出される。
板、２性本板１０表面にチタンおよびプロトンが熱拡散
されて成る光導波路層、３，４はグレーティング光結合
器、５はくし型電極である。波長６３２８人のＨｅＮｅ
レーザレー６は、グレーティング光結合器３から光導波
路層２内に導びかれ、くシ型電極５にＲＦパワーを加え
ることによシ、発生した弾性表面波７によシ回折さ〜れ
、回折光はグレーティング光結合器４により外部に取シ
出される。
第２図（ａ）〜（ｅ）は、前述のような薄膜型光学素子
を作製する方法の一例を説明する基板の略断面図である
。先ず、第２図（ａ）に示される如く、ｙ板もしくはＸ
板のＬｉＮｂＯ５結晶基板１のｙ面もしくはＸ面をニュ
ートンリング数本以内の平面度に研磨した後、アセトン
次いで純水による通常の超音波洗浄を行ない、窒素ガス
を吹きつけて乾燥させた。次に、上記ｙ面もしくはＸ面
に、電子ビーム蒸着によｐ、２００人の厚さにＴｉ薄膜
を蒸着し、酸素雰囲気中で９６５℃、２．５時間熱拡散
させ、第２図Φ）に示される如（、Ｔｉの熱拡散層８を
形成した。熱拡散する金属としては、Ｖ、 Ｎｉ 、
Ａｕ、 Ａｇ＊ Ｃｏ、 Ｎｂ、 Ｇｅ等を用いても良
い。
を作製する方法の一例を説明する基板の略断面図である
。先ず、第２図（ａ）に示される如く、ｙ板もしくはＸ
板のＬｉＮｂＯ５結晶基板１のｙ面もしくはＸ面をニュ
ートンリング数本以内の平面度に研磨した後、アセトン
次いで純水による通常の超音波洗浄を行ない、窒素ガス
を吹きつけて乾燥させた。次に、上記ｙ面もしくはＸ面
に、電子ビーム蒸着によｐ、２００人の厚さにＴｉ薄膜
を蒸着し、酸素雰囲気中で９６５℃、２．５時間熱拡散
させ、第２図Φ）に示される如（、Ｔｉの熱拡散層８を
形成した。熱拡散する金属としては、Ｖ、 Ｎｉ 、
Ａｕ、 Ａｇ＊ Ｃｏ、 Ｎｂ、 Ｇｅ等を用いても良
い。
次に、安息香酸（ＣｅＨｓＣＯＯＨ） ９８．８５ ｆ
及Ｕ 安息香酸リチウム（ＣａＨｓＣＯＯＬｉ ）
１．０５９ を均質になるように混ぜあわせ、アルミナ
のルツボにいれた。安息香酸及び安息香酸リチウムのは
いったルツボの中に、第３図（ｂ）のＴｉ拡散層８を有
するＬｉＮｂＯ５結晶基板を入れ、これらを熱炉に入れ
て２５０℃の温度で１時間保持して、イオン交換処理を
行ない、第３図（ｅ）に示される如（、Ｔｉ拡散層８中
にプロトンが注入されたプロトン交換層９を形成した。
及Ｕ 安息香酸リチウム（ＣａＨｓＣＯＯＬｉ ）
１．０５９ を均質になるように混ぜあわせ、アルミナ
のルツボにいれた。安息香酸及び安息香酸リチウムのは
いったルツボの中に、第３図（ｂ）のＴｉ拡散層８を有
するＬｉＮｂＯ５結晶基板を入れ、これらを熱炉に入れ
て２５０℃の温度で１時間保持して、イオン交換処理を
行ない、第３図（ｅ）に示される如（、Ｔｉ拡散層８中
にプロトンが注入されたプロトン交換層９を形成した。
プロトン交換層形成にあたっては、安息香酸と安息香酸
リチウムのように解離度が１０″から１０−３であるカ
ルボン酸とカルボン酸の水素がリチウムに置換されてい
る材料（カルボン酸のリチウム塩）との混合、たとえば
パルミチン酸ＣＣａ （ＣＨＩ ）１４ｃＯＯＨ）とパ
ルミチン酸リチウムＣＣＪＬ （ＣＨ２）１４ ＣＯＯ
Ｌｉ ）との混合やステアリン酸（ＣＨｓ （ＣＨｔ
）＋ａ Ｃ０ＯＨ）とステアリン酸リチウムＣＣＨ３（
ＣＨ２）１６ ＣＯＯＬｉ ）との混合が好ましく用い
られる。この場合、カルボン酸リチウム ｌ塩はモル比
で０．１％から３優の範囲で混合されるのが望ましい。
リチウムのように解離度が１０″から１０−３であるカ
ルボン酸とカルボン酸の水素がリチウムに置換されてい
る材料（カルボン酸のリチウム塩）との混合、たとえば
パルミチン酸ＣＣａ （ＣＨＩ ）１４ｃＯＯＨ）とパ
ルミチン酸リチウムＣＣＪＬ （ＣＨ２）１４ ＣＯＯ
Ｌｉ ）との混合やステアリン酸（ＣＨｓ （ＣＨｔ
）＋ａ Ｃ０ＯＨ）とステアリン酸リチウムＣＣＨ３（
ＣＨ２）１６ ＣＯＯＬｉ ）との混合が好ましく用い
られる。この場合、カルボン酸リチウム ｌ塩はモル比
で０．１％から３優の範囲で混合されるのが望ましい。
このイオン交換処理後エタノールで超音波洗浄を行ない
、窒素ガスを吹きっけて基板を乾燥した。
、窒素ガスを吹きっけて基板を乾燥した。
尚、上記作製工程において、第３図（ｂ）のＴｉ拡散後
の基板に対して、赤外吸収スペクトルを測定したところ
、ＯＨ基による３５００ｍ−”近傍の吸光度は０．０１
であったか、第３図（ｃ）のプロトン交換後の３５００
ｃｍ−’近傍の吸光度は０．３８となシ、結晶内にプロ
トンが注入されたことが確認された。
の基板に対して、赤外吸収スペクトルを測定したところ
、ＯＨ基による３５００ｍ−”近傍の吸光度は０．０１
であったか、第３図（ｃ）のプロトン交換後の３５００
ｃｍ−’近傍の吸光度は０．３８となシ、結晶内にプロ
トンが注入されたことが確認された。
次に、プロトンが注入された基板を熱炉に入れ、加熱し
た水を通して酸素を流量０．５Ｌ／ｍｉｎで流入しなが
ら、この水蒸気を含んだ湿った酸素雰囲気中で３５０℃
で２時間アニール処理を行なった。この結果、注入され
たプロトンが基板中に熱拡散されて、第２図（ｄ）の如
く基板１上にＴｉおよびプロトンが熱拡散され九九導波
路層２が形成された。
た水を通して酸素を流量０．５Ｌ／ｍｉｎで流入しなが
ら、この水蒸気を含んだ湿った酸素雰囲気中で３５０℃
で２時間アニール処理を行なった。この結果、注入され
たプロトンが基板中に熱拡散されて、第２図（ｄ）の如
く基板１上にＴｉおよびプロトンが熱拡散され九九導波
路層２が形成された。
ここでアニール処理後、前回と同様に赤外吸収スペクト
ルの測定を行なったところ、ＯＨ基による３ ５００ｃ
ｍ−”近傍の吸光度は０．４でｓｂ、アニール前の０．
３８とほぼ同程度の値であった。
ルの測定を行なったところ、ＯＨ基による３ ５００ｃ
ｍ−”近傍の吸光度は０．４でｓｂ、アニール前の０．
３８とほぼ同程度の値であった。
一方、ＴＥモード（Ｘ板結晶の場合は伝搬方向はｙ方向
、ｙ板結晶の場合は伝搬方向はＸ方向）の伝搬定数値と
基板の屈折率との差は、アニール前０．１１であったの
に対し、アニール後０．０６に減少した。上記、ＯＨａ
！ｉの吸収と伝搬定数との結果を総合すると、結晶中の
プロトンの総量はアニーリングであまシ変化せずプロト
ンは結晶内部に拡散された事が確認された。
、ｙ板結晶の場合は伝搬方向はＸ方向）の伝搬定数値と
基板の屈折率との差は、アニール前０．１１であったの
に対し、アニール後０．０６に減少した。上記、ＯＨａ
！ｉの吸収と伝搬定数との結果を総合すると、結晶中の
プロトンの総量はアニーリングであまシ変化せずプロト
ンは結晶内部に拡散された事が確認された。
アニール処理後の基板に、第２図（ｅ）に示す如く、中
心周波数４００■ｔのくし型電極５を、通常のフォトリ
ソグラフィーの手法を用いて作製した。
心周波数４００■ｔのくし型電極５を、通常のフォトリ
ソグラフィーの手法を用いて作製した。
このように作製された本発明の薄膜型光学素子のくし型
電極５に周波数４００ ＭＥ（ｚのＲＦ’パワーを印加
し、波長６３２８人の光を導波せしめ、この導波光の導
波光の回折効率を調べると、ＲＦパワーが６００ｍＷの
時、５０％であった。これに対し、Ｔｉの熱拡散とプロ
トン注入のみによる光学素子、即ち、第２図（ｃ）の段
階の素子にくし型電極を形成し全く同じ条件で測定を行
なったところ、回折効率は１〜５チ程度であった。
電極５に周波数４００ ＭＥ（ｚのＲＦ’パワーを印加
し、波長６３２８人の光を導波せしめ、この導波光の導
波光の回折効率を調べると、ＲＦパワーが６００ｍＷの
時、５０％であった。これに対し、Ｔｉの熱拡散とプロ
トン注入のみによる光学素子、即ち、第２図（ｃ）の段
階の素子にくし型電極を形成し全く同じ条件で測定を行
なったところ、回折効率は１〜５チ程度であった。
さらに、光学損傷のしきい値測定を従来のＴｉ拡散Ｌｉ
Ｎｂ０．光導波路を有する光学素子と本発明の光学素子
との両者に対して行なった。測定に用いたレーザー光は
、波長６３２８人のＨｅＮｅレーザーである。従来の光
学素子の場合、出射光のパワーが０．１ｍＷ／ｗａ以上
になると、光学損傷現象が生じた。しかし、本発明の光
学素子の場合、出射光パワーが１．７ ｍＷ／ＩＩＩ＋
１までは光学損傷が生じなかった。
Ｎｂ０．光導波路を有する光学素子と本発明の光学素子
との両者に対して行なった。測定に用いたレーザー光は
、波長６３２８人のＨｅＮｅレーザーである。従来の光
学素子の場合、出射光のパワーが０．１ｍＷ／ｗａ以上
になると、光学損傷現象が生じた。しかし、本発明の光
学素子の場合、出射光パワーが１．７ ｍＷ／ＩＩＩ＋
１までは光学損傷が生じなかった。
以上に示すように、本発明の光導波路は、弾性表面波に
よる回折効率は、Ｔｉ拡散導波路における一９５％とい
う値よシ低く約半分の５０％であるものの、光学損傷の
しきい値が約１７倍向上しておシ、取シ出し可能な導波
光の出射パワーが従来のＬｉＮｂＯ５光導波路の約９倍
となった。
よる回折効率は、Ｔｉ拡散導波路における一９５％とい
う値よシ低く約半分の５０％であるものの、光学損傷の
しきい値が約１７倍向上しておシ、取シ出し可能な導波
光の出射パワーが従来のＬｉＮｂＯ５光導波路の約９倍
となった。
従って、本発明の薄膜型光学素子が光機能装置に用いる
に適していることがわかる。
に適していることがわかる。
本発明の薄膜型光学素子は、第３図に示すような電気光
学効果を用いた光偏向器にも用いることが出来る。第３
図において、第１図と共通の部分には同一の符号を附し
、詳細な説明は省略する。レーザー光６は、グレーティ
ング光結合器６からＸ板もしくはｙ板ＬｉＮｂＯ５結晶
基板１上にＴｉおよびプロトンの熱拡散によって形成さ
れ走光導波路層２に導かれる。この導波光は、電気光学
（ＥＯ）効果用のくし型電極１０に電圧を、印加するこ
とによって生じた位相格子によって回折され、グレーテ
ィング光結合器から外部に取シ出される。ここで作製し
たくし型電極は、電極巾および電極間の間隔２．２μｍ
、交さ幅３．８ｍ、対数３５０対であった。また、上記
くし型電極に電圧６■を印加したところ、９０チの回折
効率が得られ、高回折効率が得られることがわかった。
学効果を用いた光偏向器にも用いることが出来る。第３
図において、第１図と共通の部分には同一の符号を附し
、詳細な説明は省略する。レーザー光６は、グレーティ
ング光結合器６からＸ板もしくはｙ板ＬｉＮｂＯ５結晶
基板１上にＴｉおよびプロトンの熱拡散によって形成さ
れ走光導波路層２に導かれる。この導波光は、電気光学
（ＥＯ）効果用のくし型電極１０に電圧を、印加するこ
とによって生じた位相格子によって回折され、グレーテ
ィング光結合器から外部に取シ出される。ここで作製し
たくし型電極は、電極巾および電極間の間隔２．２μｍ
、交さ幅３．８ｍ、対数３５０対であった。また、上記
くし型電極に電圧６■を印加したところ、９０チの回折
効率が得られ、高回折効率が得られることがわかった。
前述の実施例では、基板としてＬｉＮｂＯ５結晶基板を
用いたが、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ５）結晶基
板を用いても、全く同様の作製方法で、本発明の薄膜型
光学素子を形成することが出来る。また本発明に基づく
薄膜型光学素子は、前述の光偏向器に限らず光変調器等
、種々の光機能装置に用いることが可能であった。
用いたが、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ５）結晶基
板を用いても、全く同様の作製方法で、本発明の薄膜型
光学素子を形成することが出来る。また本発明に基づく
薄膜型光学素子は、前述の光偏向器に限らず光変調器等
、種々の光機能装置に用いることが可能であった。
本発明において、基板と光導波路層との屈折率差はｏ、
ｏｉｓ〜０．０９の範囲にあることが望ましい。
ｏｉｓ〜０．０９の範囲にあることが望ましい。
これは０．０１５以″下では光学損傷のしきい値を向上
させる効果が十分得られず、また０、０９以上であると
、立方晶形のＨＮｂＯｓが基板中に生じて、圧電性、電
気光学特性が低下してしまうからである。
させる効果が十分得られず、また０、０９以上であると
、立方晶形のＨＮｂＯｓが基板中に生じて、圧電性、電
気光学特性が低下してしまうからである。
！曽−−
以上説明したように、本発明の薄膜型光学素子およびそ
の作製方法は、導波路層を金属およびプロトンの熱拡散
によって形成するので、光機能装置に用いる場合の効率
をあまシ低下させる事なく、光学損傷のしきい値を大幅
に向上させる効果がある。
の作製方法は、導波路層を金属およびプロトンの熱拡散
によって形成するので、光機能装置に用いる場合の効率
をあまシ低下させる事なく、光学損傷のしきい値を大幅
に向上させる効果がある。
第１図は本発明に甚づく薄膜型光学素子を音響光学効果
による光偏向器に用いる例を示す概略図、第２図（ａ）
漁）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は夫々本発明の薄膜型光
学素子の作製方法を説明する略断面図、第３図は本発明
に基づく薄膜型光学素子を電気光学効果による光偏向器
に用いる例を示す概略図である。 １・・・ニオブ酸リチウム結晶基板、２・・・光導波路
層、３，４・・・グレーティング光結合器、５゜１０・
・・くし型電極、６・・・Ｈｅ −Ｎｅ Ｖ−ブー光、
７・・・弾性表面波、８・・・Ｔｉ拡散層、９・・・プ
ロトン交換層。
による光偏向器に用いる例を示す概略図、第２図（ａ）
漁）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は夫々本発明の薄膜型光
学素子の作製方法を説明する略断面図、第３図は本発明
に基づく薄膜型光学素子を電気光学効果による光偏向器
に用いる例を示す概略図である。 １・・・ニオブ酸リチウム結晶基板、２・・・光導波路
層、３，４・・・グレーティング光結合器、５゜１０・
・・くし型電極、６・・・Ｈｅ −Ｎｅ Ｖ−ブー光、
７・・・弾性表面波、８・・・Ｔｉ拡散層、９・・・プ
ロトン交換層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） ニオブ酸リチウム結晶基板又はタンタル酸リチ
ウム結晶基板の表面に金属およびプロトンが熱拡散され
先光導波路層が形成されて成る薄膜型光学素子。 （２）ニオブ酸リチウム結晶基板又はタンタル酸リチウ
ム結晶基板の表面に金属を熱拡散させる過程と、前記金
属が熱拡散された表面から基板中にプロトンを注入する
過程と、前記注入されたプロトンを熱拡散させる過程と
から成る薄膜型光学素子の作製方法。 （８） 前記プロトンを注入する過程は、解離度が１０
−６から１０−３の範囲にあるカルボン酸と、前記カル
ボン酸のリチウム塩との混合物中で前記基板を熱処理し
て成る特許請求の範囲第２項記載の薄膜型光学素子の作
製方法。 （４）前記注入されたプロトンを熱拡散させる過程は、
前記基板を湿った酸素雰囲気中で、２５０℃から４００
℃の温度範囲で熱処理して成る特許請求の範囲第２項記
載の薄膜型光学素子の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010510A JPS60156015A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 薄膜型光学素子およびその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010510A JPS60156015A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 薄膜型光学素子およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60156015A true JPS60156015A (ja) | 1985-08-16 |
Family
ID=11752212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59010510A Pending JPS60156015A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 薄膜型光学素子およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60156015A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5191624A (en) * | 1990-09-19 | 1993-03-02 | Hitachi, Ltd. | Optical information storing apparatus and method for production of optical deflector |
| JPH05173035A (ja) * | 1991-04-19 | 1993-07-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光導波路の作成方法 |
| CN111751927A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-09 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种可调光栅耦合器 |
-
1984
- 1984-01-25 JP JP59010510A patent/JPS60156015A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5191624A (en) * | 1990-09-19 | 1993-03-02 | Hitachi, Ltd. | Optical information storing apparatus and method for production of optical deflector |
| JPH05173035A (ja) * | 1991-04-19 | 1993-07-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光導波路の作成方法 |
| CN111751927A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-09 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种可调光栅耦合器 |
| CN111751927B (zh) * | 2020-07-23 | 2021-08-17 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种可调光栅耦合器 |
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