JPS6170507A - 薄膜型光学素子の作製方法 - Google Patents
薄膜型光学素子の作製方法Info
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- JPS6170507A JPS6170507A JP19290484A JP19290484A JPS6170507A JP S6170507 A JPS6170507 A JP S6170507A JP 19290484 A JP19290484 A JP 19290484A JP 19290484 A JP19290484 A JP 19290484A JP S6170507 A JPS6170507 A JP S6170507A
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- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/20—LiNbO3, LiTaO3
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】
〔技術分野〕
本発明は、薄膜型光学素子その作製方法に関するもので
ある。
ある。
従来、薄膜型即ち、光導波路を用いた光学素ｒ−を光偏
向器、光変調器、スペクトラムアナライザー、相関器、
光スィッチ等に応用する研究が盛んに行なわれている。
向器、光変調器、スペクトラムアナライザー、相関器、
光スィッチ等に応用する研究が盛んに行なわれている。
このような薄膜型光学素子は、先導波路の屈折率を音響
光学（ＡＯ）効果或いは電気光学（ＥＯ）効果等の外的
作用により変化せしめ、この先導岐路内を伝播する光を
変調又は偏向させるものである。上記光学素ｒを形成す
る場合のノ、（板としては、 ｌｌ： ’＋Ｊｉ性、＋
゛ｆπ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ＬｉＮｂＯ３と記す
）結晶及びタンタル酸リチウム（以下ＬｉＴａＯ３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、８１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）を前記結晶ノふ板表面に、高
温で熱拡散することにより、該結晶基板表面に、基板の
屈折率よりわずかに大きな屈折率を有する先導波路層を
形成する方法がある。
光学（ＡＯ）効果或いは電気光学（ＥＯ）効果等の外的
作用により変化せしめ、この先導岐路内を伝播する光を
変調又は偏向させるものである。上記光学素ｒを形成す
る場合のノ、（板としては、 ｌｌ： ’＋Ｊｉ性、＋
゛ｆπ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ＬｉＮｂＯ３と記す
）結晶及びタンタル酸リチウム（以下ＬｉＴａＯ３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、８１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）を前記結晶ノふ板表面に、高
温で熱拡散することにより、該結晶基板表面に、基板の
屈折率よりわずかに大きな屈折率を有する先導波路層を
形成する方法がある。
しかし、この方法により作製された薄膜光導波路は、光
学損傷を受は易く、非常に小さいＩくワーの光しか該導
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、「先導波路に人力する光強度を増大していったと
きに、該先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ｉ】う。
学損傷を受は易く、非常に小さいＩくワーの光しか該導
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、「先導波路に人力する光強度を増大していったと
きに、該先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ｉ】う。
一方、光学損傷を改みする先導波路の他の作背方法とし
て、イオン交換法が知られている。
て、イオン交換法が知られている。
この力１去は、ｖＩ８タリウム（以下ＴＱＮＯ３と記す
）、硝酸銀（以下ＡｇＮＯ３と記す）、硝酸カリウム（
以下ＫＮＯ３と記す）等の溶融塩中又ハ、安、ｅ、香酸
（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨ）等ノ弱酸中で、ＬｉＮｂＯ３又は
、ＬｉＴａＯ３の結晶基板を低温熱処理することにより
、該結晶基板内のリチウムイオン（Ｌ ｉ ”）が弱酸
中のプロトン（Ｈ”）′：ｆ−のイオン種と交換され、
大きな屈折率差（Δｈ〜０．１２）をもつ先導波路層が
形成されるものである。上記イオン交換法により作製さ
れたｓＨ光導波路の光学損傷のしきい値は、Ｔｉ拡散の
ものより数ｌＯ倍程度向上する良い特性をもっている。
）、硝酸銀（以下ＡｇＮＯ３と記す）、硝酸カリウム（
以下ＫＮＯ３と記す）等の溶融塩中又ハ、安、ｅ、香酸
（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨ）等ノ弱酸中で、ＬｉＮｂＯ３又は
、ＬｉＴａＯ３の結晶基板を低温熱処理することにより
、該結晶基板内のリチウムイオン（Ｌ ｉ ”）が弱酸
中のプロトン（Ｈ”）′：ｆ−のイオン種と交換され、
大きな屈折率差（Δｈ〜０．１２）をもつ先導波路層が
形成されるものである。上記イオン交換法により作製さ
れたｓＨ光導波路の光学損傷のしきい値は、Ｔｉ拡散の
ものより数ｌＯ倍程度向上する良い特性をもっている。
しかしながら、上記の如きイオンを利用した従来の作製
方法においては、イオン交換に要する吟間が長いという
欠点があった。また、イオン交換のＭ制御手段が専ら処
１’ｌｉＲ間の調整に限らｌ れ、付ノ
注入の深さ等を制御する事が難かしかった。
方法においては、イオン交換に要する吟間が長いという
欠点があった。また、イオン交換のＭ制御手段が専ら処
１’ｌｉＲ間の調整に限らｌ れ、付ノ
注入の深さ等を制御する事が難かしかった。
未発１ｊ１のＩＩ的は、光学損傷のしきい値が高い先導
波路を短時間に形成出来る。薄膜型光字素ｆ−の作製方
法を提供することにある。
波路を短時間に形成出来る。薄膜型光字素ｆ−の作製方
法を提供することにある。
また１本発明他の目的は、先導波路のイオン分布を自由
に制御出来るＱ脱型光学素子の作製方法を提供すること
にある。
に制御出来るＱ脱型光学素子の作製方法を提供すること
にある。
本発明の上記目的は、薄膜型光学素子の基板表面に先導
波路を作製する際に、基板に電界を印加しながらイオン
を注入又は熱拡散することによって達成される。
波路を作製する際に、基板に電界を印加しながらイオン
を注入又は熱拡散することによって達成される。
第１図は、本発明に基づてい作製される薄膜光学素子の
一例を示す概略図である。
一例を示す概略図である。
図において、ｌはＸ＆もしくはｙ板ＬｉＮｂＯ３結品基
板、２は基板ｌの表面にチタンおよびプロトンが熱拡散
されて成る先導波路層。
板、２は基板ｌの表面にチタンおよびプロトンが熱拡散
されて成る先導波路層。
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レーザー光６は、グレー
ティング光結合器３から光＋４波路層２内に導かれ、く
し型電極５にＲＦパワーを加えることにより１発生した
Ｉ／ｎ性表面波７により回折され、回折光はグレーティ
ング光結合器４により外部に取り出される。
る。波長６３２８人のＨｅＮｅレーザー光６は、グレー
ティング光結合器３から光＋４波路層２内に導かれ、く
し型電極５にＲＦパワーを加えることにより１発生した
Ｉ／ｎ性表面波７により回折され、回折光はグレーティ
ング光結合器４により外部に取り出される。
第２図は第１図示の如き素子を作製する本発明の方法の
一例を説明する略断面図である。
一例を説明する略断面図である。
先ず、第２図（＆）に示される如く、ｙ板もしくはＸ板
のＬ ｉ Ｎ ｂ０３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府した後、アセ
トン次いで純水による通常の超音波洗浄を行い、窒素ガ
スを吹さつけて乾燥させた６次に、上記ｙ面もしくはＸ
面に電子ビーム法着により２００人の厚さにＴｔ薄膜を
Ｍ石し、酸素雰囲気中で９６５℃、２．５時間熱拡散さ
せ、第２図（ｂ）に示される如く、Ｔｉ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、Ｇｏ、Ｎｂ。
のＬ ｉ Ｎ ｂ０３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府した後、アセ
トン次いで純水による通常の超音波洗浄を行い、窒素ガ
スを吹さつけて乾燥させた６次に、上記ｙ面もしくはＸ
面に電子ビーム法着により２００人の厚さにＴｔ薄膜を
Ｍ石し、酸素雰囲気中で９６５℃、２．５時間熱拡散さ
せ、第２図（ｂ）に示される如く、Ｔｉ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、Ｇｏ、Ｎｂ。
Ｇｅ等を用いても良い。
次ニ、安Ｑ香酸（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨ） ９８．８５ｇ及
び安、ワ、香酸ＩＪチウム（’Ｃ６Ｈ３ＣＯＯＬｒ）１
．０５ｇを均質になるようにｆシぜあわせ。
び安、ワ、香酸ＩＪチウム（’Ｃ６Ｈ３ＣＯＯＬｒ）１
．０５ｇを均質になるようにｆシぜあわせ。
アルミナのルツボにいれた。この安９香酸及び安、Ｃ！
、香酸リチウムのはいったルツボ中に前記Ｔｌｌｌ１．
散層８を有するＬ ｉ Ｎ ｂ０３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った。その結果、第２図（Ｃ）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が形成された。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藩度
が１０−６から１０−３でありルポン酸とカルボン酸の
水素が、リチウムに？Ｊ換されている材＄１（カルボン
酸のリチウム１１りとの混合物、たとえばパルミチン醜
（ＣＨ３（ＣＨ２）１４ｃ。
、香酸リチウムのはいったルツボ中に前記Ｔｌｌｌ１．
散層８を有するＬ ｉ Ｎ ｂ０３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った。その結果、第２図（Ｃ）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が形成された。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藩度
が１０−６から１０−３でありルポン酸とカルボン酸の
水素が、リチウムに？Ｊ換されている材＄１（カルボン
酸のリチウム１１りとの混合物、たとえばパルミチン醜
（ＣＨ３（ＣＨ２）１４ｃ。
ＯＨ） とパルミチン醜リチウム（（Ｈ３（ＣＨ２）ｔ
４ｃＯｏＬｔ）との混合やステアリン酸〔ＣＩ（３（Ｃ
Ｈ２） １５ｃｏｏｔｉ）とステアリン酸リチウム（ｃ
）１３ （ＣＨ２）ｔｓｃＯＯＬ ＋）との′ｌＩ１合
が好ましく用いられる。この場合、カルボン酎リチウム
用はモル比でＯ，１％から３％の範囲で混合されるのが
望ましい。
４ｃＯｏＬｔ）との混合やステアリン酸〔ＣＩ（３（Ｃ
Ｈ２） １５ｃｏｏｔｉ）とステアリン酸リチウム（ｃ
）１３ （ＣＨ２）ｔｓｃＯＯＬ ＋）との′ｌＩ１合
が好ましく用いられる。この場合、カルボン酎リチウム
用はモル比でＯ，１％から３％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
、窒素ガスを吹きつけて基板を乾燥した。
、窒素ガスを吹きつけて基板を乾燥した。
上記プロトン交換処理を行なった結晶基板の表面及び裏
面に第２図の（ｄ）に示される如く、Ａｕ薄膜１１を！
Ｓ着した。
面に第２図の（ｄ）に示される如く、Ａｕ薄膜１１を！
Ｓ着した。
次に、Ａｕ薄膜間に電圧源１２より電圧を印加しながら
、熱炉に入れ、加熱した水を通して酸素を流：１０−５
見／分で流入し、この水蒸気を含んだ湿った酸素雰囲気
中で３５０℃で、３０分間アニール処理を行なった。
、熱炉に入れ、加熱した水を通して酸素を流：１０−５
見／分で流入し、この水蒸気を含んだ湿った酸素雰囲気
中で３５０℃で、３０分間アニール処理を行なった。
このとき、プロトンの基板の内側への拡散が促進される
ように即ち、プロトンが図の下側に引かれるような極性
の電界を印加したので、電界を印加しない場合に較べて
、短時間で注入されたプロトンが基板中に熱拡散され、
第２図の（ｆ）の如く、基板ｌ上にＴＩおよびプロトン
ｊ が熱拡散された光導波路１３が形成
された。電極に用いたＡｕ薄膜１１は、上記アニール処
理後、エツチングにより除去した。又、印加する電圧が
高電圧であり、Ａｕまでも基板内に拡散してしまう場合
には、Ｔｉでできた電極板を基板表面からはなしかつノ
＾板表面と平行に配置し′ｌＬ川を印加すれば良い、ま
たＡｕ薄膜を蒸着するＷｉｔに５ｉ０２薄膜等を蒸着し
て、基板と電極間にバッファ一層を設けても良い。
ように即ち、プロトンが図の下側に引かれるような極性
の電界を印加したので、電界を印加しない場合に較べて
、短時間で注入されたプロトンが基板中に熱拡散され、
第２図の（ｆ）の如く、基板ｌ上にＴＩおよびプロトン
ｊ が熱拡散された光導波路１３が形成
された。電極に用いたＡｕ薄膜１１は、上記アニール処
理後、エツチングにより除去した。又、印加する電圧が
高電圧であり、Ａｕまでも基板内に拡散してしまう場合
には、Ｔｉでできた電極板を基板表面からはなしかつノ
＾板表面と平行に配置し′ｌＬ川を印加すれば良い、ま
たＡｕ薄膜を蒸着するＷｉｔに５ｉ０２薄膜等を蒸着し
て、基板と電極間にバッファ一層を設けても良い。
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、ＯＨ基
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’＋ｊはアニーリングであまり変化せずプロト
ンは結晶内部に拡散された’ＩＧ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、ＯＨ基
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’＋ｊはアニーリングであまり変化せずプロト
ンは結晶内部に拡散された’ＩＧが確認された。
最後に、第２図（ｇ）に示す如く、中心周波数４００Ｍ
Ｈｚのくし型′心棒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。
Ｈｚのくし型′心棒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ノくシ型
電極５に周波６４００ Ｍ Ｈｚ ノＲＦパワーを印加
し、波長６３２８人の光を導波せしめ、この４波光の導
波光の回折効率を調べると、ＲＦパワーが６００ ｍＷ
の時、５０％であった。また、光学損傷のしきい値を測
定した結果、出射光パワーが１．７ｍＷ／ｍｍまでは光
学損傷が生じなかった。
電極５に周波６４００ Ｍ Ｈｚ ノＲＦパワーを印加
し、波長６３２８人の光を導波せしめ、この４波光の導
波光の回折効率を調べると、ＲＦパワーが６００ ｍＷ
の時、５０％であった。また、光学損傷のしきい値を測
定した結果、出射光パワーが１．７ｍＷ／ｍｍまでは光
学損傷が生じなかった。
以上説明した作製方法は、アニール処理時に、結晶基板
に電界を印加するものであるが、第３図に示す装置を用
いてプロトン交換時に電界を印加し、その後アニール処
理を行なっても良い。第３図において、ｔｓ、ｔｓは電
極、１７は安息香酸と安息香酸リチウムの混合液１８．
１９は基板固定用治具である。第３図に示す如く、電極
１５．１６間に電圧を印加すれば、プロトン交換を短時
間に行なうことが出来る。
に電界を印加するものであるが、第３図に示す装置を用
いてプロトン交換時に電界を印加し、その後アニール処
理を行なっても良い。第３図において、ｔｓ、ｔｓは電
極、１７は安息香酸と安息香酸リチウムの混合液１８．
１９は基板固定用治具である。第３図に示す如く、電極
１５．１６間に電圧を印加すれば、プロトン交換を短時
間に行なうことが出来る。
また、第２図或いは：ＪＳ３図で説明した方法において
、印加電圧の強度を調整すれば、プロトンの注入又は熱
拡散の深さを制御することも出来る。
、印加電圧の強度を調整すれば、プロトンの注入又は熱
拡散の深さを制御することも出来る。
本発明を用いて、第４図に示すような電気光学効果を用
いた光偏向器を作製することも出来る。第４図において
、第１図と共通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
３からＸ扱もしくはｙ板ＬｉＮｂＯ３結晶基板１上にＴ
ｉおよびプロトンの熱拡散によって形成された先導波路
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ｌＯ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、グレーディグ光ムー合器
から外部に取り出される。ここで作製したくし型電極は
、電極＋ｌＪおよび電極間の間隔２．２Ｂｍ、交さ幅３
．８ｍｍ、対数３５０対であった。また、上記くし型電
極に電圧６ｖを印加したところ、９０％の回折効率が得
られ、高回折効−ドが得られることがわかった。
いた光偏向器を作製することも出来る。第４図において
、第１図と共通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
３からＸ扱もしくはｙ板ＬｉＮｂＯ３結晶基板１上にＴ
ｉおよびプロトンの熱拡散によって形成された先導波路
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ｌＯ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、グレーディグ光ムー合器
から外部に取り出される。ここで作製したくし型電極は
、電極＋ｌＪおよび電極間の間隔２．２Ｂｍ、交さ幅３
．８ｍｍ、対数３５０対であった。また、上記くし型電
極に電圧６ｖを印加したところ、９０％の回折効率が得
られ、高回折効−ドが得られることがわかった。
更に１本発明の方法を用いると、イオンの注入又は熱拡
散の深さを局所的に異ならしめ、所望のエネルギー分布
で導波光を伝搬する光導波路を形成することが出来る。
散の深さを局所的に異ならしめ、所望のエネルギー分布
で導波光を伝搬する光導波路を形成することが出来る。
このようにして作製された薄膜型光学素子の例をｔｊＳ
５図に示す。
５図に示す。
第５図において、ｌはＸ板もしくは、ｙ板ＬｉＮｂＯ３
結晶基板、２１はチタン拡散及びプロトン交換層から成
る先導波路層、２３゜２４は研磨された先導波路端面、
２５．２６はシリンドリカルレンズ、２７はくし型電極
である。
結晶基板、２１はチタン拡散及びプロトン交換層から成
る先導波路層、２３゜２４は研磨された先導波路端面、
２５．２６はシリンドリカルレンズ、２７はくし型電極
である。
波＆６３２Ｂ人のＨｅＮｅレーザー平行光２８は、研磨
された光導波路端面２３上に、シリンドリカルレンズ、
この時、先導波路端面２） ３近傍は
プ・ト・が深く拡散されており、端面での集光光束の輻
（集光方向）と導波光の輻はほぼ一致しているため、８
０％と高い結合効率が得られた。光導波路端面２３から
結合された導波光２９は、くシ型を極２７にＲＦパワー
を加えることにより発生した弾性表面波２０により回折
され、回折光は、先導波路端面２４から出射し、シリン
ドリカルレンズ２６により平行光になる。
された光導波路端面２３上に、シリンドリカルレンズ、
この時、先導波路端面２） ３近傍は
プ・ト・が深く拡散されており、端面での集光光束の輻
（集光方向）と導波光の輻はほぼ一致しているため、８
０％と高い結合効率が得られた。光導波路端面２３から
結合された導波光２９は、くシ型を極２７にＲＦパワー
を加えることにより発生した弾性表面波２０により回折
され、回折光は、先導波路端面２４から出射し、シリン
ドリカルレンズ２６により平行光になる。
また、図のように、光導波路２１は、導波路端面２３か
ら弾性表面波と導波光との相互作用をする領域に進むに
つれプロトンの拡散深さが浅くなるように形成されてお
り、前記領域で高回折効率が得られた。
ら弾性表面波と導波光との相互作用をする領域に進むに
つれプロトンの拡散深さが浅くなるように形成されてお
り、前記領域で高回折効率が得られた。
第６図は、第５図示のような薄１ｌｉＪ型光学素子の作
製方法の説１１図である。
製方法の説１１図である。
先ず第６図（＆）に示される如＜、ｙ板もしくはＸ＆の
Ｌ Ｉ Ｎ ｂ０３結晶ノ＾板ｌの１面もしくはＸ面に
、ＴＩ薄膜を蒸着した。蒸着後、酸素雰囲気中で熱拡散
させ、第６図（ｂ）に示される如く、ＴＩの熱拡散層８
を形成した。
Ｌ Ｉ Ｎ ｂ０３結晶ノ＾板ｌの１面もしくはＸ面に
、ＴＩ薄膜を蒸着した。蒸着後、酸素雰囲気中で熱拡散
させ、第６図（ｂ）に示される如く、ＴＩの熱拡散層８
を形成した。
次に、安息Ｐｆ酸と安！Ａ香酸リチウムとを混合した溶
液中でＴｉを拡散した上記基板をプロトン交換処理をし
た。
液中でＴｉを拡散した上記基板をプロトン交換処理をし
た。
ここまでの工程は、第１実施例の薄膜光学素子の作製方
法と同様である０次に、第６図の（ｄ）に示される如く
１弾性表面波と、導波光 ゛とが相互作用
をする領域のみＡｕｇ膜を蒸着し、一方、基板の裏面に
もＡｕ薄１ｔ、１を蒸着した。上記Ａ ｕ ｆＪ ＩＩ
Ｑ間にプロトンの基板内方向への熱拡散を抑制するよう
Ａ−極性電圧を印加しつつ、熱炉へいれて加熱した水を
通して酸素を流ｔｏ、 ５１７分で流入しながら、この
水薄気を含んだ湿った酸素雰囲気中で３５０℃で７ニー
ル処理を行なった。
法と同様である０次に、第６図の（ｄ）に示される如く
１弾性表面波と、導波光 ゛とが相互作用
をする領域のみＡｕｇ膜を蒸着し、一方、基板の裏面に
もＡｕ薄１ｔ、１を蒸着した。上記Ａ ｕ ｆＪ ＩＩ
Ｑ間にプロトンの基板内方向への熱拡散を抑制するよう
Ａ−極性電圧を印加しつつ、熱炉へいれて加熱した水を
通して酸素を流ｔｏ、 ５１７分で流入しながら、この
水薄気を含んだ湿った酸素雰囲気中で３５０℃で７ニー
ル処理を行なった。
その結果、ＰＪＢ図の（ｅ）に示される如く、光結合部
である先導波路端面近傍ではプロトンの拡散が進み、一
方、上記領域ではプロトンの拡散が電界により抑制され
たため、面記光結合部に比べて拡散の深さが浅く、基板
表面のプロトンの密度が高い。
である先導波路端面近傍ではプロトンの拡散が進み、一
方、上記領域ではプロトンの拡散が電界により抑制され
たため、面記光結合部に比べて拡散の深さが浅く、基板
表面のプロトンの密度が高い。
最後に、第６図の（ｆ）に示す如く、中心周波数４００
ＭＨｚ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。
ＭＨｚ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４００ＭＨｚのＲＦパワーを印加し、波
長６３２８人の光を導波せしめ、この導波光の回折効率
を調べると、ＲＦパワーが６００ｍＷの時６０％であっ
た。さらに、光学損傷のしきいイ／１訓定を第１図示の
素子と同様行なったが、出射光パワーが１．７ｍＷ／ｍ
ｍまでは光学損傷が生じなかった。
電極５に周波数４００ＭＨｚのＲＦパワーを印加し、波
長６３２８人の光を導波せしめ、この導波光の回折効率
を調べると、ＲＦパワーが６００ｍＷの時６０％であっ
た。さらに、光学損傷のしきいイ／１訓定を第１図示の
素子と同様行なったが、出射光パワーが１．７ｍＷ／ｍ
ｍまでは光学損傷が生じなかった。
さらに、上記第６図と同様の方法を用いると、第７図に
示すような電気光学効果を用いた光偏向器を作製するこ
とも出来る。第７図において、第５図と共通の部分には
回−の符号を附し、詳細な説明は省略する。レーザー光
２８は研磨された先導波路端面２３上に、シリンドリカ
ルレンズ２５により光導波路方向に集光し先導波路内に
結合される。先導波路端面から結合された導波光２９は
、電気光学（ＥＯ）効果用のくシ型電極３７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、
もう一方の導波路端面２４から出射し、シリンドリカル
レンズ２６により平行光に変えられる。
示すような電気光学効果を用いた光偏向器を作製するこ
とも出来る。第７図において、第５図と共通の部分には
回−の符号を附し、詳細な説明は省略する。レーザー光
２８は研磨された先導波路端面２３上に、シリンドリカ
ルレンズ２５により光導波路方向に集光し先導波路内に
結合される。先導波路端面から結合された導波光２９は
、電気光学（ＥＯ）効果用のくシ型電極３７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、
もう一方の導波路端面２４から出射し、シリンドリカル
レンズ２６により平行光に変えられる。
ここで作製したくし型電極は、電極幅および電極間の間
隔２．２１Ｌｍ、交さ＠ ３．８ ｍ ｍ、対設３５０
対であった。また、上記くし型電極に電圧５ｖを印加し
たところ、９０％の回折効率がイリられ１品回折効率が
得られることがわかった。
隔２．２１Ｌｍ、交さ＠ ３．８ ｍ ｍ、対設３５０
対であった。また、上記くし型電極に電圧５ｖを印加し
たところ、９０％の回折効率がイリられ１品回折効率が
得られることがわかった。
上記実施例において、先導波路はＴｉ拡散及びプロトン
の熱拡散により形成したが、Ｔｉ拡散は必ずしも必要で
はなく、プロトンの注入又は熱拡散のみ、或いはプロト
ンを注入又は熱拡散するとともにＬｉＯを外部拡散する
ことによって先導波路を形成しても良い。
の熱拡散により形成したが、Ｔｉ拡散は必ずしも必要で
はなく、プロトンの注入又は熱拡散のみ、或いはプロト
ンを注入又は熱拡散するとともにＬｉＯを外部拡散する
ことによって先導波路を形成しても良い。
前述の実施例では、基板としてＬｉＮｂＯ３結晶基板を
用いたが、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ０３）結晶基
板を用いても、全く同様の作製方法を用いることが出来
る。また本発明に基づいて、前述の光偏向器に限らず光
変調器等、種々の光機能素子を作製することが可能であ
る。
用いたが、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ０３）結晶基
板を用いても、全く同様の作製方法を用いることが出来
る。また本発明に基づいて、前述の光偏向器に限らず光
変調器等、種々の光機能素子を作製することが可能であ
る。
以上説明したように本発明は、先導波路を形成する際に
、電界を印加しながらイオンの注入１ 又
は熱拡散を行なうことによって、作製時間をＮｍするこ
とが出来、またイオンの注入又は熱拡散の深さを１°１
山にａｊｌ ９１することがＩＩ（ｉｅとなった。
、電界を印加しながらイオンの注入１ 又
は熱拡散を行なうことによって、作製時間をＮｍするこ
とが出来、またイオンの注入又は熱拡散の深さを１°１
山にａｊｌ ９１することがＩＩ（ｉｅとなった。
第１図は本発明の方法によって作製される薄膜光学−ド
子の一例を示す概略図、ｍ２図は第１図示のような素子
を作製する過程を説明する略断面図、第３図は本発明に
用いることの出来る作製装置の一例を示す略断面図、第
４図、第５図は夫々本発明によって作製される他の薄膜
型光学素子の例を示す概略図、第６図は第５図示のよう
な素子を作製する過程を説明する略断面図、第７図は本
発明によって作製される更に他の薄膜光学素子の例を示
す概略図である。 ｌ・・・ＬｉＮｂＯ３結晶）、（板、８・・・Ｔｉ熱拡
散層、９・・・プロトン交換層、１１・・・Ａｕｇ膜。 １２・・・電圧源、１３・・・光導波路、５・・・くし
型電極。 出願人 キャノン株式会社 ；−乙ｂり・−１６
子の一例を示す概略図、ｍ２図は第１図示のような素子
を作製する過程を説明する略断面図、第３図は本発明に
用いることの出来る作製装置の一例を示す略断面図、第
４図、第５図は夫々本発明によって作製される他の薄膜
型光学素子の例を示す概略図、第６図は第５図示のよう
な素子を作製する過程を説明する略断面図、第７図は本
発明によって作製される更に他の薄膜光学素子の例を示
す概略図である。 ｌ・・・ＬｉＮｂＯ３結晶）、（板、８・・・Ｔｉ熱拡
散層、９・・・プロトン交換層、１１・・・Ａｕｇ膜。 １２・・・電圧源、１３・・・光導波路、５・・・くし
型電極。 出願人 キャノン株式会社 ；−乙ｂり・−１６
Claims (1)
- （１）基板に電界を印加しながらイオンを注入又は熱拡
散せしめ、該基板表面に光導波路を形成する薄膜型光学
素子の作製方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19290484A JPS6170507A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子の作製方法 |
| US06/774,579 US4778236A (en) | 1984-09-14 | 1985-09-10 | Thin film optical element |
| FR858513617A FR2570516B1 (fr) | 1984-09-14 | 1985-09-13 | Element optique a couche mince et son procede de fabrication |
| GB08522689A GB2165956B (en) | 1984-09-14 | 1985-09-13 | Thin film optical element and method for producing the same |
| DE3532811A DE3532811C2 (de) | 1984-09-14 | 1985-09-13 | Optisches Dünnschichtelement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19290484A JPS6170507A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170507A true JPS6170507A (ja) | 1986-04-11 |
Family
ID=16298911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19290484A Pending JPS6170507A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318153A (en) * | 1991-02-08 | 1994-06-07 | Atsugi Unisia Corporation | Oil pump |
| CN103901637A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光调变器 |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP19290484A patent/JPS6170507A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318153A (en) * | 1991-02-08 | 1994-06-07 | Atsugi Unisia Corporation | Oil pump |
| CN103901637A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光调变器 |
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