JPS6316271A - Manufacture of waveguide type photo-acoustic spectrum analyzer - Google Patents
Manufacture of waveguide type photo-acoustic spectrum analyzerInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光音響信号処理装置の製造方法に関し、特に
平面光導波路上に１個の弾性表面波電極と２個の平面レ
ンズを設け、高速周波数分析処理を行う導波型光・音響
スペクトラムアナライザの製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a photoacoustic signal processing device, and in particular, a method for manufacturing a photoacoustic signal processing device, in which one surface acoustic wave electrode and two planar lenses are provided on a planar optical waveguide, This invention relates to a method of manufacturing a waveguide optical/acoustic spectrum analyzer that performs high-speed frequency analysis processing.
光導波路上に弾性表面波と光の相互作用（プラグ回折）
を用いた光・音響信号処理装置は高速処理、小型軽量化
が可能なため、導波路型の光スペクトラムアナライザ、
光コリレータとして実現され、その実用化が盛んに行わ
れている。Interaction of surface acoustic waves and light on optical waveguide (plug diffraction)
Optical/acoustic signal processing devices using waveguide type optical spectrum analyzers,
It has been realized as an optical correlator, and its practical use is actively underway.
導波型の光・音響スペクトラムアナライザは、未知信号
の周波数を実時間で分析する周波数解析器で、すでに米
国カリフォルニア大学のツアイ （Ｔｓｕａｉ）教授が
アイトリプルイー・トランズアクション・オン・サーキ
ットシステムズ（ｆＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
Ｏｎ Ｃ１ｒｃｕｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ ）の１９
７９年１２月号の第１０７２頁に著した論文“ガイデッ
ド・ウェーブ・アコ−ストオプティック・プラグ・モジ
ュレータス・フォー・ワイドバンド・インテグレーティ
ソド・オプティック・コミュニケーションズ・アンド・
シグナルプロセッシング（Ｇｕｉｄｅ −Ｗａｖｅ Ａ
ｃｏｕｓｔｏｏｐｔｉｃ Ｂｒａｇｇ Ｍｏｄｕｌａｔ
ｅｒ Ｆｏｒ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ ０ｐｔｉｃｓ Ｃｏｍ＋ｗｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎｓ ＡｎｄＳｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓ
） ”で示されている。The waveguide optical/acoustic spectrum analyzer is a frequency analyzer that analyzes the frequency of unknown signals in real time, and Professor Tsuai of the University of California in the United States has already developed the iTriple E Transaction on Circuit Systems (fEEE). Transaction
On C1rcute Systems) 19
The article “Guided Wave Acoustic Optic Plug Modulators for Wideband Integrations in Optical Communications and
Signal Processing (Guide-Wave A
coustooptic Bragg Modulat
er For Wide-Band Integra
ted 0ptics Com+wunicatio
ns AndSignal Processing
)” is indicated.
第３図は、上記論文に基づ（従来の導波型光・音響スペ
クトラムアナライザの一例を示す構成図である。この音
響スペクトラムアナライザは、ニオブ酸リチウム（Ｌ
ｉ ＮｂＯ３） 、 タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ０
３）などの強誘電体、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素
（ＧａＡｓ）などの半導体あるいはガラスからなる基板
２１を備え、この基板２１上に各々の基板材質に対応し
た光導波路２２を形成し、さらに平面レンズ２４，２６
、弾性表面波発生用の電極２５を設けている。平面レ
ンズ２４ 、２６には、通常、基板２１に凹状のくぼみ
をつけたジオデシックレンズが用いられるが、この他、
非周期格子を用いたチャープグレーティングレンズなど
がある。光・音響スペクトラムアナライザは、これらの
光素子が以下の機能を果たすように配置されている。す
なわち基板２１の端面に接続された光源（通常半導体レ
ーザが用いられる）２３より放射された光は、光導波路
２２を伝搬し、平面レンズ２４より平行光に変換される
。この平行光は、弾性表面波電極２５より放射された弾
性表面波２８により偏向され、再び平面レンズ２６で集
光され、光検出器アレー２７へ段形されて電気信号に変
換される。この場合電極２５へ印加される電気信号の周
波数の値により平行光の偏向光の角度が変化するため、
平面レンズ２６による集束光は、周波数の値に対しては
集束点の位置の変化となる。従って、光検出器アレー２
７を端面に設けることにより、電気信号の周波数成分を
実時間で読み取ることができる。FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a conventional waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer based on the above paper. This acoustic spectrum analyzer is based on lithium niobate (L).
i NbO3), lithium tantalate (LiTa0
A substrate 21 made of a ferroelectric material such as 3), a semiconductor such as silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), or glass is provided, and an optical waveguide 22 corresponding to the material of each substrate is formed on this substrate 21. Planar lenses 24, 26
, an electrode 25 for generating surface acoustic waves is provided. For the plane lenses 24 and 26, geodesic lenses with concave depressions formed on the substrate 21 are usually used, but in addition to these, geodesic lenses are used.
There are chirped grating lenses that use non-periodic gratings. The optical/acoustic spectrum analyzer is arranged such that these optical elements perform the following functions. That is, light emitted from a light source (usually a semiconductor laser) 23 connected to the end surface of the substrate 21 propagates through the optical waveguide 22 and is converted into parallel light by the plane lens 24. This parallel light is deflected by the surface acoustic wave 28 emitted from the surface acoustic wave electrode 25, focused again by the plane lens 26, stepped to the photodetector array 27, and converted into an electric signal. In this case, since the angle of the deflected light of the parallel light changes depending on the frequency value of the electric signal applied to the electrode 25,
The focused light by the plane lens 26 changes the position of the focusing point with respect to the frequency value. Therefore, photodetector array 2
By providing 7 on the end face, the frequency components of the electrical signal can be read in real time.
第３図で示した光・音響スペクトラムアナライザは、周
波数による回折角の違いを集光レンズを用い位置の変化
に直し、検出器アレーで周波数を直読しようとするもの
である。そのため検出器アレー上での光ビームの集光状
態は、周波数分解能を決めるため極めて重要となる。即
ち、第３図での平行光のビーム幅をＷ、弾性表面波の伝
搬速度を■とすると周波数分解能δｆは、
Ｗ
で与えられる。従って、平行光ビーム幅Ｗを広げれば分
解能δｆは小さくすることができる。一方、入力電気信
号がパルスの場合、パルス幅の最小可能検出値幅τｍｔ
ｎは
τｎｕｎ ＝ Ｗ／ Ｖ
で決まってしまう。つまり、パルス幅は、弾性表面波が
光ビーム内を伝搬する走行時間で制限され、τｍａｎよ
り短いパルスを印加しても入力信号の受信可能パルスの
幅は常にτｍｉｎとなる。そのため、τｍａｎをより狭
（するためにＷを狭（すると、δｆが増大し、δｆをよ
り小さくするためにＷを広げると、τｍｉｎが広くなり
、実用上いずれの場合も問題となる。The optical/acoustic spectrum analyzer shown in FIG. 3 converts the difference in diffraction angle due to frequency into a change in position using a condensing lens, and directly reads the frequency with a detector array. Therefore, the focusing state of the light beam on the detector array is extremely important because it determines the frequency resolution. That is, if the beam width of the parallel light in FIG. 3 is W, and the propagation speed of the surface acoustic wave is .omega., the frequency resolution .delta.f is given by W. Therefore, by increasing the parallel light beam width W, the resolution δf can be reduced. On the other hand, if the input electrical signal is a pulse, the minimum possible detection value width τmt of the pulse width
n is determined by τnun = W/V. That is, the pulse width is limited by the travel time of the surface acoustic wave in the light beam, and even if a pulse shorter than τman is applied, the receivable pulse width of the input signal is always τmin. Therefore, if W is narrowed in order to make τman narrower, δf increases, and if W is widened to make δf smaller, τmin becomes wider, which is a practical problem in both cases.
さらに第３図に示す光・音ロスペクトラムアナライザで
は、弾性表面波電極板２５の一方向へ放射された弾性表
面波のみ光偏向に寄与し、反対方向へ伝搬した弾性表面
波は吸収され、極めて弾性表面波の利用率が悪（なって
いる。Furthermore, in the optical/acoustic spectrum analyzer shown in FIG. 3, only the surface acoustic waves emitted in one direction of the surface acoustic wave electrode plate 25 contribute to optical deflection, while the surface acoustic waves propagated in the opposite direction are absorbed and extremely The utilization rate of surface acoustic waves is poor.
そこで出願人は先に、分解能を劣化させずに最小検出可
能パルス幅を狭くでき、かつ弾性表面波の利用率を向上
させることが可能な新しい構成の導波型光・音響スペク
トラムアナライザを提案した。Therefore, the applicant first proposed a waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer with a new configuration that can narrow the minimum detectable pulse width without degrading resolution and improve the utilization rate of surface acoustic waves. .
第４図はこの新たに提案された導波型光・音響スペクト
ラムアナライザの構成を示しており、基板３１．光導波
路３２．光源３３．平面レンズ３４，３６．弾性表面波
電極３５．光検出器アレー３７からなる。この光・音響
スペクトラムアナライザは、次のように製造される。ま
ず、強誘電体、半導体あるいはガラスなどからなる基板
３１上に各々の基板材質に対応した光導波路３２、例え
ば基板をニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）とすれば、
Ｔｉ拡散光導波路を形成する。次にこの光導波路３２上
に、例えば基板３１上に凹状のくぼみを設けて作ったジ
オデシックレンズからなる２個の平面レンズ３４．３６
を設ける。さらに弾性表面波電極３５を、これら平面レ
ンズ３４．３６の中心線上かつこれらレンズの間に配置
する。最後に、両端に光源３３及び光検出器アレ−３７
を設ける。FIG. 4 shows the configuration of this newly proposed waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer, in which the substrate 31. Optical waveguide 32. Light source 33. Planar lenses 34, 36. Surface acoustic wave electrode 35. It consists of a photodetector array 37. This optical/acoustic spectrum analyzer is manufactured as follows. First, on a substrate 31 made of ferroelectric, semiconductor, glass, etc., there is an optical waveguide 32 corresponding to each substrate material, for example, if the substrate is made of lithium niobate (LiNbO3),
A Ti diffused optical waveguide is formed. Next, on this optical waveguide 32, two planar lenses 34 and 36 made of, for example, geodesic lenses made by providing a concave depression on the substrate 31 are placed.
will be established. Further, a surface acoustic wave electrode 35 is arranged on the center line of these plane lenses 34, 36 and between these lenses. Finally, a light source 33 and a photodetector array 37 are provided at both ends.
will be established.
この光・音響スペクトラムアナライザは次に述べるよう
に動作する。即ち、半導体レーザなどの光源３３より放
射された光は光導波路３２を伝搬し、さらに第１の平面
レンズ３４により平行光に変換される。この平行光は、
平行光の中央部に設けられた弾性表面波電極３５より双
方向に放射された弾性表面波３８．３９により偏向され
、さらに第２の平面レンズ３６により集光され、光検出
器アレー３７に到達する。この場合、第１の平面レンズ
３４により構成された平行光は、弾性表面波３８．３９
により偏向を受けるが、これは同一の電気入力信号によ
り励振された２方向の弾性表面波により同時に光偏向を
受けることになり、弾性表面波エネルギーがほぼ１００
％利用でき、従来に比べ著しく弾性表面波の利用率が向
上することになる。また、この時の偏向光は平行光ビー
ム上・下別々の弾性表面波により偏向され、第２の平面
レンズ３６で集光された光検出器アレー３７へ到達し、
検出器アレー上の集光ビームの位置変化として周波数を
読み取るこ゛とができる。そのため、この時の周波数分
解能δｆ゛は、平行光のビーム幅をＷとすると、
Ｗ
となり、第３図で示した光・音響スペクトラムアナライ
ザと同一である。しかし最小検出可能なパルス幅τｍｉ
ｎは、弾性表面波電極３５が幅Ｗを有する平行光の中央
に位置しているため、
Ｗ
となり、第３図の光・音響スペクトラムアナライザと比
べ半分となっている。従って、周波数分解能を劣化させ
ることな（最小検出パルス幅を１／２にすることができ
、著しい特性向上を実現できる。This optical/acoustic spectrum analyzer operates as described below. That is, light emitted from a light source 33 such as a semiconductor laser propagates through the optical waveguide 32, and is further converted into parallel light by the first plane lens 34. This parallel light is
The parallel light is deflected by surface acoustic waves 38 and 39 bidirectionally emitted from the surface acoustic wave electrode 35 provided at the center of the parallel light, further condensed by the second plane lens 36, and reaches the photodetector array 37. do. In this case, the parallel light formed by the first plane lens 34 is a surface acoustic wave 38.39
This means that the surface acoustic waves are simultaneously deflected by surface acoustic waves in two directions excited by the same electrical input signal, and the surface acoustic wave energy is approximately 100
%, which significantly improves the utilization rate of surface acoustic waves compared to conventional methods. In addition, the deflected light at this time is deflected by separate upper and lower surface acoustic waves of the parallel light beam, and reaches the photodetector array 37 where the light is focused by the second plane lens 36.
The frequency can be read as the position change of the focused beam on the detector array. Therefore, the frequency resolution δf' at this time is W, where W is the beam width of the parallel light, and is the same as that of the optical/acoustic spectrum analyzer shown in FIG. However, the minimum detectable pulse width τmi
Since the surface acoustic wave electrode 35 is located at the center of the parallel light having the width W, n becomes W, which is half of that of the optical/acoustic spectrum analyzer shown in FIG. 3. Therefore, the minimum detection pulse width can be reduced to 1/2 without deteriorating the frequency resolution, and a significant improvement in characteristics can be achieved.
このような、種々の特徴を有する、第４図の光・音響ス
ペクトラムアナライザは、従来、前述のツアイ教授の文
献で述べられているような方法で製造されている。この
製造方法を、第４図で弾性表面波電極３５を横切る軸０
−０−での切断面を示す第５ＷＪで説明する。The optical/acoustic spectrum analyzer shown in FIG. 4, which has such various characteristics, has been conventionally manufactured by the method described in the above-mentioned literature by Professor Tsuai. This manufacturing method is illustrated in FIG.
This will be explained using the fifth WJ showing the cut plane at -0-.
まず、第５図（ａ）のようにジオデシックレンズを構成
するくぼみ４２を含む基板４ｏの表面を光学研磨し、そ
の研磨表面上にチタン（Ｔｉ）層４１を厚さ５００人〜
１０００人程度、ＲＦスパッタリング装置などで設ける
。次にこのチタン膜のついた基板を温度１０５０℃の加
熱炉で約３時間から８時間程度加熱すると、第５図（ｂ
）のように、チタンは基板４０内に拡散し、Ｌ ｉ Ｎ
ｂ Ｏ３基板に対し、約０．５％高い高屈折率層（チ
タン拡散層）４３を形成する。First, as shown in FIG. 5(a), the surface of the substrate 4o including the recesses 42 constituting the geodesic lens is optically polished, and a titanium (Ti) layer 41 is deposited on the polished surface to a thickness of 500 mm or more.
Approximately 1,000 people will be installed using RF sputtering equipment. Next, the substrate with this titanium film is heated in a heating furnace at a temperature of 1050°C for approximately 3 to 8 hours.
), titanium is diffused into the substrate 40 and L i N
b A high refractive index layer (titanium diffusion layer) 43 having a higher refractive index by about 0.5% is formed on the O3 substrate.
この高屈折率層４３の厚みは、最初のチタン層４１の厚
み、拡散温度及び拡散時間等により異なるが、上記の例
では概ね２〜４μｍ程度となり、充分に可視・近赤外の
レーザ光は伝搬可能となる。さらに第５図（ｃ）に示す
ように金属薄膜よりなる弾性表面波電極４４を設は実現
される。The thickness of this high refractive index layer 43 varies depending on the thickness of the initial titanium layer 41, diffusion temperature, diffusion time, etc., but in the above example, it is approximately 2 to 4 μm, and is sufficient to prevent visible and near-infrared laser light. It becomes possible to propagate. Further, as shown in FIG. 5(c), a surface acoustic wave electrode 44 made of a metal thin film is provided.
この場合、光導波炉上の基板表面から深さ方向に対する
屈折率分布は第６図に（ａ）に示すように、ｎｌ の値
の基板表面から深さ方向に徐々に減少し、基板の屈折率
ｎ３に収束する。このような屈折率分布中を伝搬する光
ビームの深さ方向に対する光強度分布は、第６図（ｂ）
のように示され、光波のエネルギーが基板表面に集中す
る。従って、このような従来の製造方法で作成された光
導波路を用い、第４図に示すような光・音響スペクトラ
ムアナライザを構成すると、光ビーム内に設けられた弾
性表面波電極により光ビームは散乱を受け、第４図の構
成の光・音響スペクトラムアナライザが本来有する、分
解能の劣化を生ずることな（最小検出可能な電気入力パ
ルス幅を狭くできるという特徴を実現することが不可能
となる。In this case, the refractive index distribution in the depth direction from the substrate surface on the optical waveguide furnace gradually decreases in the depth direction from the substrate surface at the value nl, as shown in Figure 6 (a), and the refractive index distribution of the substrate The rate converges to n3. The light intensity distribution in the depth direction of a light beam propagating through such a refractive index distribution is shown in Fig. 6(b).
The energy of the light wave is concentrated on the substrate surface. Therefore, when an optical/acoustic spectrum analyzer as shown in Fig. 4 is constructed using an optical waveguide made by such a conventional manufacturing method, the light beam is scattered by the surface acoustic wave electrode provided within the light beam. As a result, it becomes impossible to realize the characteristic that the optical/acoustic spectrum analyzer having the configuration shown in FIG. 4 has, which is that the minimum detectable electrical input pulse width can be narrowed without deteriorating the resolution.
本発明の目的は、光ビームの中心に弾性表面波の電極を
設けることにより、分解能を劣化させずに最小検出可能
な電気入力パルス幅が狭くできる新しい構造の光・音響
スペクトラムアナライザの製造方法を提供することにあ
る。The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical/acoustic spectrum analyzer with a new structure that can narrow the minimum detectable electrical input pulse width without deteriorating the resolution by providing a surface acoustic wave electrode at the center of the optical beam. It is about providing.
本発明の導波型光・音響スペクトラムアナライザの製造
方法は、強誘電体からなる基板に少なくとも１個の凹状
のくぼみを設け、上記くぼみを含む基板表面上にチタン
薄膜を形成した後、この基板を加熱して上記薄膜を基板
中に拡散させ、次いでこの基板上にマグネシウムイオン
を含む薄膜を形成し、この基板を再度加熱して上記のマ
グネシウムイオンを含む薄膜を基板中に拡散させること
により光導波路を形成する工程と、上記光導波路上に弾
性表面波電極用の金属薄膜パターンを形成する工程とを
含むことを特徴とする。The method for manufacturing a waveguide optical/acoustic spectrum analyzer of the present invention includes providing at least one concave recess in a substrate made of ferroelectric material, forming a titanium thin film on the surface of the substrate including the recess, and then forming a titanium thin film on the substrate surface including the recess. is heated to diffuse the thin film into the substrate, then a thin film containing magnesium ions is formed on this substrate, and the substrate is heated again to diffuse the thin film containing magnesium ions into the substrate. The method is characterized in that it includes a step of forming a wave path and a step of forming a metal thin film pattern for a surface acoustic wave electrode on the optical waveguide.
本発明による導波路型光・音響スペクトラムアナライザ
の製造方法を用いる事により、光ビーム伝搬路の内部に
弾性表面波電極を設けても光ビームの散乱を生ずること
のない光・音響スペクトラムアナライザを実現すること
が可能となり、この結果周波数分解能を劣化させること
なく最小検出可能なパルス幅を狭（できる新しい構造の
導波型光・音響スペクトラムアナライザが得られる。By using the manufacturing method of a waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer according to the present invention, an optical/acoustic spectrum analyzer that does not cause scattering of the optical beam even if a surface acoustic wave electrode is provided inside the optical beam propagation path is realized. As a result, a waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer with a new structure that can narrow the minimum detectable pulse width without deteriorating frequency resolution can be obtained.
次に本発明による導波型光・音響スペクトラムアナライ
ザの製造方法について図面を参照して説明する。Next, a method of manufacturing a waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer according to the present invention will be explained with reference to the drawings.
第１図は本発明による導波型光・音響スペクトラムアナ
ライザの製造方法の一実施例を工程順に示した断面図で
ある。まず、強誘電体基板、例えばニオブ酸リチウム基
板１の表面にダイヤモンドバイト等を用いて（ぼみ３を
切削加工し、この加工面及び基板表面を光学研磨した後
、全面に厚さ２００人〜１０００人のチタン（Ｔｉ）層
２を第１図（ａ）に示すように形成する。このチタン層
を１０００℃〜１１００℃で１〜８時間時間熱拡散する
ことによりチタン拡散層４が形成できる（第１図（ｂ）
）。FIG. 1 is a cross-sectional view showing, in order of steps, an embodiment of a method for manufacturing a waveguide optical/acoustic spectrum analyzer according to the present invention. First, the surface of a ferroelectric substrate, for example, a lithium niobate substrate 1, is cut using a diamond cutting tool (recesses 3), and this processed surface and the surface of the substrate are optically polished. A titanium (Ti) layer 2 of 1,000 layers is formed as shown in FIG. (Figure 1(b)
).
次に第１図（ｃ）に示すようにチタン拡散層４上にＭｇ
Ｏ（酸化マグネシウム）［５を厚み１０人〜１０００人
程度形成し、さらに基板ごと８００℃〜１０００℃で１
〜８時間程度拡散炉で加熱することにより、Ｍｇ（マグ
ネシウム）イオンが基板１内に拡散され、第１図（ｄ）
に示すようにチタン拡散層４の中にＭｇＯ拡散層６が形
成される。最後に、基板表面上に弾性表面波電極用の金
属薄膜７を設け（第１図（ｅ）） 、基板の２端面を研
磨し、光源となる半導体レーザ、光・電気変換を行う光
検出器を各々端面結合させることにより、導波型光・音
響スペクトラムアナライザの製造は完了する。Next, as shown in FIG. 1(c), Mg is deposited on the titanium diffusion layer 4.
O (magnesium oxide) [5] is formed to a thickness of about 10 to 1,000 layers, and then the whole substrate is heated to a temperature of 800 to 1,000 degrees Celsius.
By heating in a diffusion furnace for about 8 hours, Mg (magnesium) ions are diffused into the substrate 1, as shown in FIG. 1(d).
As shown in the figure, an MgO diffusion layer 6 is formed in the titanium diffusion layer 4. Finally, a metal thin film 7 for a surface acoustic wave electrode is provided on the surface of the substrate (Fig. 1(e)), two end faces of the substrate are polished, and a semiconductor laser that serves as a light source and a photodetector that performs optical/electrical conversion are installed. Manufacturing of the waveguide optical/acoustic spectrum analyzer is completed by end-coupling each of them.
次に本発明の製造方法を用いることにより、第４図に示
す光・音響スペクトラムアナライザの実現が可能となる
ことを説明する。第２図はＭｇＯ拡散を用いた時の基板
表面から深さ方向に対する屈折率分布を示したもので、
基板表面では基板の屈折率ｎ３にほぼ等しいが、深（な
るに従って徐々に屈折率は増加し、最大値ｎ２になった
後、逆に徐々に減少するようになる。この傾向は従来の
チタン拡散のみの場合（第６図（ａ））とは大幅に異な
っている。そのため基板深さ方向に対する光強度分布は
第２図（ａ）のように基板表面より、より内部に入った
所に集中する。従って基板表面上に金属薄膜を設けても
、従来のチタン拡散のみの場合のように光強度分布が基
板表面に集中しておらず（第６図（ｂ））、散乱を受け
ることはない。Next, it will be explained that the optical/acoustic spectrum analyzer shown in FIG. 4 can be realized by using the manufacturing method of the present invention. Figure 2 shows the refractive index distribution in the depth direction from the substrate surface when MgO diffusion is used.
At the substrate surface, the refractive index is almost equal to the substrate's refractive index n3, but as the depth increases, the refractive index gradually increases, and after reaching the maximum value n2, it gradually decreases.This tendency is similar to that of conventional titanium diffusion. The light intensity distribution in the substrate depth direction is therefore concentrated at a point deeper inside the substrate than the surface, as shown in Fig. 2(a). Therefore, even if a thin metal film is provided on the substrate surface, the light intensity distribution is not concentrated on the substrate surface as in the case of conventional titanium diffusion only (Fig. 6(b)), and scattering will not occur. do not have.
本実施例では主にジオデシ７クレンズが２個の場合の導
波型光・音響スペクトラムアナライザの製造方法につい
て説明したが、ジオデシックレンズ１個あるいは３個以
上のスペクトラムアナライザにも本発明を適用し得るこ
とは言うまでもない。In this embodiment, the method of manufacturing a waveguide optical/acoustic spectrum analyzer using two geodesic lenses was mainly explained, but the present invention can also be applied to a spectrum analyzer using one geodesic lens or three or more geodesic lenses. Needless to say.
上述のような本発明になる製造方法を用いれば、平行光
ビームの真中に弾性表面波発生用の電極薄膜を設けても
、光ビームは基板表面より若干内部に入った光導波路を
伝搬するため全（散乱を受けることはない。そのため光
・音響スペクトラムアナライザの特徴である、周波数分
解能を劣化させることなく検出可能な電気入力パルスの
最小パルス幅を従来のタイプより半分とすることが出来
るというメリットを充分発揮出来るようになる。By using the manufacturing method of the present invention as described above, even if a thin electrode film for surface acoustic wave generation is provided in the middle of a parallel light beam, the light beam propagates through an optical waveguide that is slightly inside the substrate surface. The optical/acoustic spectrum analyzer has the advantage that the minimum pulse width of the electrical input pulse that can be detected without deteriorating the frequency resolution can be halved compared to conventional types without deteriorating the frequency resolution. You will be able to fully demonstrate your abilities.
第１図は、本発明による導波型光・音響スペクトラムア
ナライザの製造方法の一実施例を示す工程図、
第２図は第１図の実施例で得られる屈折率分布。
光強度分布を示す図、
第３図は、従来の導波型光・音響スペクトラムアナライ
ザの一実施例の構成図、
第４図は、本願人において新たに提案された導波型光・
音響スペクトラムアナライザの構成図、第５図は、従来
の導波型光・音響スペクトラムアナライザの製造方法を
示す工程図、
第６図は第５図の製造方法で得られる屈折率分布、光強
度分布を示す図である。
１・・・・・基板
２・・・・・チタン層
３・・・・・くぼみ
４・・・・・チタン拡散層
５・・・・・ＭｇＯ層
６・・・・・ＭｇＯ拡散層
７・・・・・金属薄膜
３１・・・・・基板
３２・・・・・光導波路
３３・・・・・光源
３４．３８ ・・・平面レンズ
３５・・・・・弾性表面波電極
３７・・・・・光検出器アレー
３８、３９ ・・・弾性表面波FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of the method for manufacturing a waveguide optical/acoustic spectrum analyzer according to the present invention, and FIG. 2 is a refractive index distribution obtained in the embodiment of FIG. 1. Figure 3 is a diagram showing the light intensity distribution. Figure 3 is a configuration diagram of an embodiment of a conventional waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer. Figure 4 is a diagram showing a waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer newly proposed by the applicant.
The configuration diagram of the acoustic spectrum analyzer, Fig. 5 is a process diagram showing the conventional method for manufacturing a waveguide type optical/acoustic spectrum analyzer, and Fig. 6 shows the refractive index distribution and light intensity distribution obtained by the manufacturing method shown in Fig. 5. FIG. 1... Substrate 2... Titanium layer 3... Hollow 4... Titanium diffusion layer 5... MgO layer 6... MgO diffusion layer 7. ... Metal thin film 31 ... Substrate 32 ... Optical waveguide 33 ... Light source 34.38 ... Plane lens 35 ... Surface acoustic wave electrode 37 ... ...Photodetector array 38, 39 ...Surface acoustic wave
Claims (1)
くぼみを設け、上記くぼみを含む基板表面上にチタン薄
膜を形成した後、この基板を加熱して上記薄膜を基板中
に拡散させ、次いでこの基板上にマグネシウムイオンを
含む薄膜を形成し、この基板を再度加熱して上記のマグ
ネシウムイオンを含む薄膜を基板中に拡散させることに
より光導波路を形成する工程と、上記光導波路上に弾性
表面波電極用の金属薄膜パターンを形成する工程とを含
むことを特徴とする導波型光・音響スペクトラムアナラ
イザの製造方法。(1) providing at least one concave depression in a substrate made of ferroelectric material, forming a titanium thin film on the surface of the substrate including the depression, and then heating the substrate to diffuse the thin film into the substrate; Next, a thin film containing magnesium ions is formed on this substrate, and the substrate is heated again to diffuse the thin film containing magnesium ions into the substrate to form an optical waveguide. 1. A method for manufacturing a waveguide optical/acoustic spectrum analyzer, comprising the step of forming a metal thin film pattern for a surface wave electrode.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159741A JPS6316271A (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | Manufacture of waveguide type photo-acoustic spectrum analyzer |
| US07/070,960 US4801872A (en) | 1986-07-09 | 1987-07-08 | Guided-wave acoustooptic spectrum analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159741A JPS6316271A (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | Manufacture of waveguide type photo-acoustic spectrum analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316271A true JPS6316271A (en) | 1988-01-23 |
Family
ID=15700254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159741A Pending JPS6316271A (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | Manufacture of waveguide type photo-acoustic spectrum analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6316271A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009083561A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Hitachi Ltd | Oil pump |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5392149A (en) * | 1977-01-24 | 1978-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | Method of fabricating thin film light wave guide |
-
1986
- 1986-07-09 JP JP61159741A patent/JPS6316271A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5392149A (en) * | 1977-01-24 | 1978-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | Method of fabricating thin film light wave guide |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009083561A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Hitachi Ltd | Oil pump |
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