JPS63298309A - 集積光導波路とその製造方法、および電気光学変調器での使用法 - Google Patents
集積光導波路とその製造方法、および電気光学変調器での使用法Info
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- JPS63298309A JPS63298309A JP63109840A JP10984088A JPS63298309A JP S63298309 A JPS63298309 A JP S63298309A JP 63109840 A JP63109840 A JP 63109840A JP 10984088 A JP10984088 A JP 10984088A JP S63298309 A JPS63298309 A JP S63298309A
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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】
１班豊丘月
（１） Ｍ業主の利用分野
本発明は横拘束形ｖｌ積光導波路とその製造方法、およ
び集積光学におけるその使用方法に係る。
び集積光学におけるその使用方法に係る。
先導波路はデータ伝送のみならず、高速処理が可能であ
ることからデータ処理にも使用されることが多くなって
来ている。データ処理の面から、透明基板上にプレーナ
形に形成した誘電体導波路において光を伝搬させる「集
積光学」と称される技術が生まれた。
ることからデータ処理にも使用されることが多くなって
来ている。データ処理の面から、透明基板上にプレーナ
形に形成した誘電体導波路において光を伝搬させる「集
積光学」と称される技術が生まれた。
■先行技術
横拘束形先導波路の標準的な製造方法は、単結晶ニオブ
酸すブーウムを通常はチタンの熱拡散によりドープして
、その表面に導波路を形成する方法である。ドープした
領域は屈折率が大きくなるため、一定の波長領域の光を
導くようになる。
酸すブーウムを通常はチタンの熱拡散によりドープして
、その表面に導波路を形成する方法である。ドープした
領域は屈折率が大きくなるため、一定の波長領域の光を
導くようになる。
２つの次元で拘束しながら導波する場合、チタンストリ
ップを拡散させる。このチタンストリップは所望の光路
と同じパターンとする。こうして基板より大きい屈折率
を有するドープ領域が得られる。このドープ領域は光フ
ァイバのコアと同様の導波路を結晶表面上に所望寸法に
形成するものである。
ップを拡散させる。このチタンストリップは所望の光路
と同じパターンとする。こうして基板より大きい屈折率
を有するドープ領域が得られる。このドープ領域は光フ
ァイバのコアと同様の導波路を結晶表面上に所望寸法に
形成するものである。
その他の方法を用いて導波路の両側の回折率を低くする
ことにより、均等な表面を有する導波路の形成を阻止し
たり、あるいは特定の輪郭に応じて導波領域内の屈折率
を高くしてもよい。
ことにより、均等な表面を有する導波路の形成を阻止し
たり、あるいは特定の輪郭に応じて導波領域内の屈折率
を高くしてもよい。
但しニオブ酸リチウム結晶の中にチタンを熱拡散する場
合、幾つかの効果が結晶表向での電荷の生成に寄与する
ことがある。即ち、 −結晶が温度変化の影響を受けた場合に光軸に沿って電
荷の流れを生じさせる焦電効果。
合、幾つかの効果が結晶表向での電荷の生成に寄与する
ことがある。即ち、 −結晶が温度変化の影響を受けた場合に光軸に沿って電
荷の流れを生じさせる焦電効果。
−例えば熱１１張中などに機械的変形を結晶に及ぼした
場合の圧電効果または電圧の出現。
場合の圧電効果または電圧の出現。
このような電荷は拡散されるチタンストリップによって
排出されるが、これらのストリップは数ミクロンから約
１０ミクロンの空隙を有しているのが七通である。これ
らの空隙はリソグラフィーの不完全またはパターンその
ものが原因で生じるものである。この場合は電荷が中和
されなくなり、ひいては電位を均等にできなくなり、ス
トリップの空隙の両側に大きな電位差が生じる。この時
誘電耐力が十分でなければ非常に高い局部電界によって
結晶に局在化破壊を生じることもある。このような場合
は結晶の亀裂が１１察される。これによって導波路に切
れ目が生じ、付加的な伝搬損失を引き起こす。
排出されるが、これらのストリップは数ミクロンから約
１０ミクロンの空隙を有しているのが七通である。これ
らの空隙はリソグラフィーの不完全またはパターンその
ものが原因で生じるものである。この場合は電荷が中和
されなくなり、ひいては電位を均等にできなくなり、ス
トリップの空隙の両側に大きな電位差が生じる。この時
誘電耐力が十分でなければ非常に高い局部電界によって
結晶に局在化破壊を生じることもある。このような場合
は結晶の亀裂が１１察される。これによって導波路に切
れ目が生じ、付加的な伝搬損失を引き起こす。
その上、チタンストリップの拡散によって導波路を形成
する場合、熱拡散サイクル中に生じる酸化リヂウムの外
部拡散によって不要な平面導波路が形成されてしまう。
する場合、熱拡散サイクル中に生じる酸化リヂウムの外
部拡散によって不要な平面導波路が形成されてしまう。
最後に、ニオブ酸リチウムを用いてこのような方法で形
成される導波路の価値という本質的な面について古うと
、これらの導波路はポッケルス効果を示す。即ち導波路
に経時的に可変の電界を加えることによって、被誘導波
の伝搬定数、即ち波の位相が変調され得ることを意味す
る。特殊な構成の導波回路を光の振幅変調に用いて光信
号を切換えたり、信号処理機能を実施することができる
。
成される導波路の価値という本質的な面について古うと
、これらの導波路はポッケルス効果を示す。即ち導波路
に経時的に可変の電界を加えることによって、被誘導波
の伝搬定数、即ち波の位相が変調され得ることを意味す
る。特殊な構成の導波回路を光の振幅変調に用いて光信
号を切換えたり、信号処理機能を実施することができる
。
光導波路の屈折率を所望に変化できるように配置された
プレーナ電極を介して電界を加える。この目的で、電極
の位置と基板の結晶学的配向を所要の機能に適合させる
。
プレーナ電極を介して電界を加える。この目的で、電極
の位置と基板の結晶学的配向を所要の機能に適合させる
。
ところが実験の結果、導波路内部の電極間に生成される
電界は均質でないことが分かった。これは電界の横切る
物質が異方性である上、熱拡散を用いたために均質でな
いためである。導波路の縁部にプレーナ電極を配置した
構成もあるが、こうして獲得される電界線はドープした
領域とドープ替 していない領域を通過し、ｙノ質の中に比誘電率および
抵抗率の異′なる領域があれば緩和作用が働くことにな
る。また両領域間の電位分布が使用する周波数により変
動するため、導波路に対して有効に加えられる電界が周
波数と共に変化する。このことは児掛けの電気光学変調
効率が変動することを意味し、約ＩＫＨｚで作用し始め
る変調が１．５倍に達する場合もある。このような現象
は水中監視にお【プる信号符号化用等の低周波数用途、
またはファイバジャイロメトリー等における信号処理用
に大きな帯域を必要とする用途では特に有害であると言
える。
電界は均質でないことが分かった。これは電界の横切る
物質が異方性である上、熱拡散を用いたために均質でな
いためである。導波路の縁部にプレーナ電極を配置した
構成もあるが、こうして獲得される電界線はドープした
領域とドープ替 していない領域を通過し、ｙノ質の中に比誘電率および
抵抗率の異′なる領域があれば緩和作用が働くことにな
る。また両領域間の電位分布が使用する周波数により変
動するため、導波路に対して有効に加えられる電界が周
波数と共に変化する。このことは児掛けの電気光学変調
効率が変動することを意味し、約ＩＫＨｚで作用し始め
る変調が１．５倍に達する場合もある。このような現象
は水中監視にお【プる信号符号化用等の低周波数用途、
またはファイバジャイロメトリー等における信号処理用
に大きな帯域を必要とする用途では特に有害であると言
える。
ｌＪＪと」且
本発明の目的は、光伝送と電気光学的および電気的挙動
との両面で優れた特性を有する横拘束形集積先導波路を
提供することである。詳細には本発明の集積光導波路は
、温度上昇中の結晶表面の電位を均一化することにより
、不要な導波路を作り出す酸化リチウムの外部拡散現象
を抑制し、導波路近傍の物質の誘電特性を均質にして印
加される電気信号の周波数に影響されない電気光学変調
挙動を得ることで上記のような欠点を無くしたものであ
る。
との両面で優れた特性を有する横拘束形集積先導波路を
提供することである。詳細には本発明の集積光導波路は
、温度上昇中の結晶表面の電位を均一化することにより
、不要な導波路を作り出す酸化リチウムの外部拡散現象
を抑制し、導波路近傍の物質の誘電特性を均質にして印
加される電気信号の周波数に影響されない電気光学変調
挙動を得ることで上記のような欠点を無くしたものであ
る。
本発明による横拘束形集積光導波路は、ニオブ酸リチウ
ム基板が、適当なドーパントでドープされて該基板より
屈折率の大きい屈折率をもつ中央領域を少なくとも１つ
有しており、該ドープ領域が結晶表面に沿って所望形態
に延びて成り、前記中央領域と並置して、同じドーパン
トでドープされているが中央領域より低ｍ度の側領域が
設けられており、被誘導波が中央領域において伝搬され
るように構成される。
ム基板が、適当なドーパントでドープされて該基板より
屈折率の大きい屈折率をもつ中央領域を少なくとも１つ
有しており、該ドープ領域が結晶表面に沿って所望形態
に延びて成り、前記中央領域と並置して、同じドーパン
トでドープされているが中央領域より低ｍ度の側領域が
設けられており、被誘導波が中央領域において伝搬され
るように構成される。
本発明の別の目的は、８１！積光導波路の製造方法と使
用方法、特に位相変調器やスイッチ等の電気光学的変調
器を製造する場合の使用法を提供することである。
用方法、特に位相変調器やスイッチ等の電気光学的変調
器を製造する場合の使用法を提供することである。
添付図面を参照しながら次に行なう詳細な説明から、本
発明についてよりよ（理解されると共に、その伯の特徴
についても明らかとなろう。
発明についてよりよ（理解されると共に、その伯の特徴
についても明らかとなろう。
Ｌ１且焦１
第１ａ、 １ｂ、 Ｉｃ図は先行技術の電気光学効果変
調器の構造を示している。第１ａ図において、チタンを
ドープして形成した導波領域１と、側面に並置したドー
プしていない２つの側領域２．３が形成されている。
調器の構造を示している。第１ａ図において、チタンを
ドープして形成した導波領域１と、側面に並置したドー
プしていない２つの側領域２．３が形成されている。
第１ａ図では、電極４が一方の側領域と導波領域を被覆
しているが、別の電極５は他方の側領域のみを被覆する
ように配設されている。この場合に電界が２つの電極間
に加えられると、電界線は不均質な領域を横切ることに
なる。
しているが、別の電極５は他方の側領域のみを被覆する
ように配設されている。この場合に電界が２つの電極間
に加えられると、電界線は不均質な領域を横切ることに
なる。
第１ｂ図においては電極６と７が導波路の両側に配設さ
れており、ドープ領域には部分的にかがっている。この
場合の電界線は、均質体の均質領域を横切る。
れており、ドープ領域には部分的にかがっている。この
場合の電界線は、均質体の均質領域を横切る。
第１Ｃ図において、電極８と９は導波路のドープしてい
ない側領域のみを被覆している。この場合も第１ａ図と
同様に、電界線は物質の不均質領域を横切ることになる
。
ない側領域のみを被覆している。この場合も第１ａ図と
同様に、電界線は物質の不均質領域を横切ることになる
。
熱拡散工程では、上でも述べたように酸化リチウムの外
部拡散という望ましくない現象が生じるが、それは均質
な表面をもち表面に対して垂直方向に拘束される導波路
を形成する傾向があり、これを第１ａ、 １ｂ、 ｌｃ
図では格子部分で示している。
部拡散という望ましくない現象が生じるが、それは均質
な表面をもち表面に対して垂直方向に拘束される導波路
を形成する傾向があり、これを第１ａ、 １ｂ、 ｌｃ
図では格子部分で示している。
またやはり上で述べたように、ニオブ酸リチウム結晶に
おけるチタンの熱拡散は表面上に電荷を生じる傾向があ
り、これらの電荷はヂタンストリップにより排出するこ
とができる。ところがこれらのストリップには空隙が存
在するため、空隙の両側に大きな電位差が生じ、結晶の
亀裂が認められる。結晶の亀裂は導波路に切れ目を生じ
、付加的な伝搬損失を生ずる結果となる。
おけるチタンの熱拡散は表面上に電荷を生じる傾向があ
り、これらの電荷はヂタンストリップにより排出するこ
とができる。ところがこれらのストリップには空隙が存
在するため、空隙の両側に大きな電位差が生じ、結晶の
亀裂が認められる。結晶の亀裂は導波路に切れ目を生じ
、付加的な伝搬損失を生ずる結果となる。
最侵に、第１ａ図と第１Ｃ図に示した例の場合特に、電
界線がドープした領域とドープしていない領域の両方を
横切るため、２つの領域間の電位分布が使用周波数によ
って変化する。その結果、導波路に加えられる電界も周
波数と共に変化する。
界線がドープした領域とドープしていない領域の両方を
横切るため、２つの領域間の電位分布が使用周波数によ
って変化する。その結果、導波路に加えられる電界も周
波数と共に変化する。
本発明によると、第２図に示したにつな先導波路が数ミ
リの厚さと幅でニオブ酸リチウム基板１０内に形成され
る。またその長さは１ミリから数十ミリまで可変である
。この基板１０は支持体（不図示）上に保持される下面
１１と上面１２と番有する。
リの厚さと幅でニオブ酸リチウム基板１０内に形成され
る。またその長さは１ミリから数十ミリまで可変である
。この基板１０は支持体（不図示）上に保持される下面
１１と上面１２と番有する。
基板１０の上面１２に、参照番号１３で示ずような長手
中央領域があり、該中央領域に隣接して１４．１５のよ
うな長手側領域が存在する。これらの領域は全てブタン
でドープされるが、中央領域と側領域ではドープ濃度が
異なっている。
中央領域があり、該中央領域に隣接して１４．１５のよ
うな長手側領域が存在する。これらの領域は全てブタン
でドープされるが、中央領域と側領域ではドープ濃度が
異なっている。
濃度特性と寸法は例えば下記の通りとなる。
−濃度レベル比ニ
一領域１３．１４．１５の深さ：数ミクロンー拡散前の
領域１３のチタン層の厚さ：５００人〜 ９００人 一領域１３のチタンストリップの幅： ３〜アミクロン 一拡散温度： １０００℃ 一拡 改 時間： ６時間 以上の特性が示すように、側領域１４．１５のチタン濃
度の方が中央領１１１１３の濃度より相当低くなってい
る。その目的は中央領域において先導波を行なえるよう
にすることにある。
領域１３のチタン層の厚さ：５００人〜 ９００人 一領域１３のチタンストリップの幅： ３〜アミクロン 一拡散温度： １０００℃ 一拡 改 時間： ６時間 以上の特性が示すように、側領域１４．１５のチタン濃
度の方が中央領１１１１３の濃度より相当低くなってい
る。その目的は中央領域において先導波を行なえるよう
にすることにある。
チタンドーピングの効果により、中央領域の屈折率は基
板１０の屈折率より子分の数〜１パーセント程度大きく
なる。例えば光波長が０．８５−の時はＵ板の屈折率が
２．２００であるのに対し、中央領域の屈折率は２．２
０５となる。こうして先導波路が獲得される。
板１０の屈折率より子分の数〜１パーセント程度大きく
なる。例えば光波長が０．８５−の時はＵ板の屈折率が
２．２００であるのに対し、中央領域の屈折率は２．２
０５となる。こうして先導波路が獲得される。
第３図は第２図に示したような導波路に、位相変調等の
電気光学的変調機能を行なう電極を設けた構成の断面図
を示している。
電気光学的変調機能を行なう電極を設けた構成の断面図
を示している。
上面１２が例えば金で形成される２つの金属電極１６、
１７を支持しており、これらの電極は図示のように上面
１２と直接接触させるか、あるいは薄い誘電体バッファ
層（不図示）を介して設けられる。
１７を支持しており、これらの電極は図示のように上面
１２と直接接触させるか、あるいは薄い誘電体バッファ
層（不図示）を介して設けられる。
電極１６．１７は中央領域１３の縁部に対して平行に配
設され、中央領域の上に部分的にかかってもよいが、こ
れらの電極の下になる大部分の領域が側領域１４．１５
の部分から成る。電極の寸法は例えば下記の通りとなる
。
設され、中央領域の上に部分的にかかってもよいが、こ
れらの電極の下になる大部分の領域が側領域１４．１５
の部分から成る。電極の寸法は例えば下記の通りとなる
。
一電極間距離： ８ＪＩＩＲ
−電極の幅＝５０μｓ
−電極の厚さ：０．２μｓ
電極１６と１７は、金などで形成される不図示のワイヤ
により外部電圧源に接続される。
により外部電圧源に接続される。
この構造の電気光学変調器は、第４図の曲線（ｂ）に示
したように１０ＭＨｚまでの周波数を関数としてほぼ平
坦な制御電圧／周波数応答曲線を与え、電気光学効果は
一定である。同じグラフの応答曲線（ａ）は、例えば第
１Ｃ図に示したような中央領域のみをチタンでドープし
て形成した導波間 路を用いた変調器にダして得られたものである。
したように１０ＭＨｚまでの周波数を関数としてほぼ平
坦な制御電圧／周波数応答曲線を与え、電気光学効果は
一定である。同じグラフの応答曲線（ａ）は、例えば第
１Ｃ図に示したような中央領域のみをチタンでドープし
て形成した導波間 路を用いた変調器にダして得られたものである。
この曲線（ａ）は見掛けの電気光学変調効率が１ＫＨ２
付近で変化することを示す。この時は制御電圧は約６．
５Ｖと約９，５ｖの間、即ち約１，５の比率で変動する
。
付近で変化することを示す。この時は制御電圧は約６．
５Ｖと約９，５ｖの間、即ち約１，５の比率で変動する
。
第５図は第２図に示したような導波路を２つ（１３，２
３）備えるコブラ（ＣＯＢＲＡ）型スイッチの断面を示
す。電極１９．２０はほぼ完全に導波路領域を被覆して
おり、電極間に印加される電圧を制Ｗすることで、一方
の導波路で伝送される放射をする方法として、２つの選
択的方法が考えられる。
３）備えるコブラ（ＣＯＢＲＡ）型スイッチの断面を示
す。電極１９．２０はほぼ完全に導波路領域を被覆して
おり、電極間に印加される電圧を制Ｗすることで、一方
の導波路で伝送される放射をする方法として、２つの選
択的方法が考えられる。
何れの方法も、基板をチタンでドープするまでの最初の
段階については先行技術の方法と同じである。但し本発
明によると、１つのチタンストリップの拡散をした後に
こうしてドープした基板領域に導波路を形成するだけで
なく、基板の表面全体に設けたチタン膜も拡散させる。
段階については先行技術の方法と同じである。但し本発
明によると、１つのチタンストリップの拡散をした後に
こうしてドープした基板領域に導波路を形成するだけで
なく、基板の表面全体に設けたチタン膜も拡散させる。
拡散条件および均質なチタン膜の厚さの選択については
、表面を均等にドープすることで被誘導波をストリップ
の中央領域において伝搬できるように選択する。
、表面を均等にドープすることで被誘導波をストリップ
の中央領域において伝搬できるように選択する。
より詳細に言うと、例えば長さ２０ａｍのニオブ酸リチ
ウム基板の上面にホトエツチングを用いて厚さ約３００
人、幅３ｐｌ＆度のチタンストリップを形成する。次に
このチタンストリップを拡散させるために基板を炉に入
れ、ここでまず次のような条件で第１加熱サイクルを行
なう。
ウム基板の上面にホトエツチングを用いて厚さ約３００
人、幅３ｐｌ＆度のチタンストリップを形成する。次に
このチタンストリップを拡散させるために基板を炉に入
れ、ここでまず次のような条件で第１加熱サイクルを行
なう。
一温度上昇＝２時間
一温度平坦域：９８０℃
一温度平坦域の持続時間： ４時間
一温度降下二 ６時間
−１，５ｊ！／分の酸素流層：サイクル継続中を通じて
。
。
この加熱サイクルにより、基板の下方領域においてチタ
ンストリップの熱拡散が行なわれ、波長酔 ０．８ミクロンの単一モードＩＩ波ンがｌＫ得される。
ンストリップの熱拡散が行なわれ、波長酔 ０．８ミクロンの単一モードＩＩ波ンがｌＫ得される。
次に基板の上面全体に例えば無線周波数スパッタリング
によって厚さ約５０人のチタン膜を堆積する。このチタ
ン膜を拡散させるために、基板を再び炉内に入れ、次の
条件の第２加熱サイクルにかける。
によって厚さ約５０人のチタン膜を堆積する。このチタ
ン膜を拡散させるために、基板を再び炉内に入れ、次の
条件の第２加熱サイクルにかける。
一温度上昇：２時間
一温度甲坦域：９８０℃
一温度平坦域の持続ＩＱ１１：２１１間一温度降下二
６時間 −１，５４！／分のｉｌ！素流ｆｆｉ：サイクル継続中
を通じて。
６時間 −１，５４！／分のｉｌ！素流ｆｆｉ：サイクル継続中
を通じて。
こうして導波路が完成される。
その後金を陰極スパッタリングすることにより基板表面
上に、所望の電気光学変調機能を得るのに必要な形状の
電極を形成づることができる。この最終段階で、例えば
第３図および第５図に示したような位相変調器または光
スィッチが獲得される。
上に、所望の電気光学変調機能を得るのに必要な形状の
電極を形成づることができる。この最終段階で、例えば
第３図および第５図に示したような位相変調器または光
スィッチが獲得される。
２つめの選択的方法では、基板の上面全体を被覆するチ
タン膜の形成をチタンストリップの形成直後に行ない、
これを熱拡散して先導波路を得る。
タン膜の形成をチタンストリップの形成直後に行ない、
これを熱拡散して先導波路を得る。
チタンストリップとチタン膜は同時に基板内に熱拡散さ
れる。２回の加熱サイクルを１回にし、条件は第１の方
法の１回めの加熱サイクルと同じにする。こうしてチタ
ンストリップとチタン膜を同時に熱拡散することが可能
になる。
れる。２回の加熱サイクルを１回にし、条件は第１の方
法の１回めの加熱サイクルと同じにする。こうしてチタ
ンストリップとチタン膜を同時に熱拡散することが可能
になる。
次に上述のような所望形状に電極を形成することができ
る。
る。
上記２つの選択的方法を組合せて用いても本発明の範囲
を逸脱しないことは熱論である。これらの方法で重要な
点は基板表面の少なくとも大部分の上で、また導波領域
の近傍においては不可欠的に、導波路を形成するチタン
ストリップより薄いチタン膜を拡散させることにより、
導波領域の両側を光導波路の領域よりはるかに低濃度の
チタンでドープすることにある。
を逸脱しないことは熱論である。これらの方法で重要な
点は基板表面の少なくとも大部分の上で、また導波領域
の近傍においては不可欠的に、導波路を形成するチタン
ストリップより薄いチタン膜を拡散させることにより、
導波領域の両側を光導波路の領域よりはるかに低濃度の
チタンでドープすることにある。
第２の方法は第１の方法に比べて幾つかの利点がある。
まず加熱サイクルにおいて基板の上側表面にチタン膜が
存在することは温度上界の間に表面の電位の均等性を生
成する。これはパイロ電気効果および圧電効果により生
じる電荷がチタン膜によって排出され、ために電荷があ
る一定の空隙にＳ積されることがなくなるためである。
存在することは温度上界の間に表面の電位の均等性を生
成する。これはパイロ電気効果および圧電効果により生
じる電荷がチタン膜によって排出され、ために電荷があ
る一定の空隙にＳ積されることがなくなるためである。
リソグラフィーの不完全またはパターンそのものにより
チタンストリップに数ミクロンの空隙がある場合に特に
このことが言える。
チタンストリップに数ミクロンの空隙がある場合に特に
このことが言える。
第２の方法のもう１つの利点が時間と労力の節減にある
ことは明白である。つまり加熱サイクルを１回しか行な
わないため、コストを低減することができる。
ことは明白である。つまり加熱サイクルを１回しか行な
わないため、コストを低減することができる。
また上記２つの方法に共通する利点の１つとして、中央
導波路の縁部に沿って不要な平面導波路を形成する加熱
サイクルにおける酸化リチウムの外部拡散を、雄板上面
全体を被覆するチタン膜を拡散させる方法によって抑制
できることにある。
導波路の縁部に沿って不要な平面導波路を形成する加熱
サイクルにおける酸化リチウムの外部拡散を、雄板上面
全体を被覆するチタン膜を拡散させる方法によって抑制
できることにある。
こうしてｙＡ得される構造から得られる利点は主として
導波路近傍の物質の誘電特性、特に誘電定数と抵抗率が
均質化される点にあり、これは電極を介して導波路に加
えられる電界の力線がドープ領域のみを横切るためであ
る。
導波路近傍の物質の誘電特性、特に誘電定数と抵抗率が
均質化される点にあり、これは電極を介して導波路に加
えられる電界の力線がドープ領域のみを横切るためであ
る。
第６図の回路図は、電気光学変調器が抵抗器／コンデン
サ回路を２つ直列に接続して電極間電圧を印加したもの
に等しいことを示す。
サ回路を２つ直列に接続して電極間電圧を印加したもの
に等しいことを示す。
例えば導波路をコンデンサＣ１と並列の抵抗器Ｒ１によ
って表すと、その端子間の電圧が変調電圧となり、基板
はコンデンサＣ２と並列の抵抗器Ｒ２によって表されて
その端子間に使用されない。
って表すと、その端子間の電圧が変調電圧となり、基板
はコンデンサＣ２と並列の抵抗器Ｒ２によって表されて
その端子間に使用されない。
電圧が現われる。先行技術の電気光学変調器では、電界
線がドープ領域とドープしていない領域を通るため、こ
れらの領域間の非対称性によりＲＩＪ５よびＣ１の数値
がＲ２およびＣ２の数値と非常に異なるものとなる。チ
タンのドープによってこれら２つの１ｒｔ域を均質化す
ることによって数ａＩＷＡの非対称性が緩和され、大き
な周波数帯ＩＩ！において一定した電気的挙動が得られ
る。
線がドープ領域とドープしていない領域を通るため、こ
れらの領域間の非対称性によりＲＩＪ５よびＣ１の数値
がＲ２およびＣ２の数値と非常に異なるものとなる。チ
タンのドープによってこれら２つの１ｒｔ域を均質化す
ることによって数ａＩＷＡの非対称性が緩和され、大き
な周波数帯ＩＩ！において一定した電気的挙動が得られ
る。
第１ａ、 １ｂ、 Ｉｃ図は先行技術による集積電気光
学変調器の断面図である。 第２図は本発明による集積光導波路の断面図゛である。 第３図は本発明の一実施態様としての電気光学変調器を
示す断面図である。 第４図は周波数を関数とする変調電圧の変動曲線を示す
グラフである。 第５図は本発明の集積光導波路を用いたコブラ型スイッ
チの断面図である。 第６図は等価回路図である＠ １０・・・・・・ニオブ酸リチウム基板、１３．２３・
旧・・導波路、１４、１５・・・・・・側領域、１６．
１７．１９．２０・・・・・・電極。 ＣＩ Ｃ２ 手続補正四 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１０９８４０
号 −２、発明の名称 集積光導波路とイの製造
方法、および電気光学変調器での使用法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 トムソンーセエスエフ ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 図 面
学変調器の断面図である。 第２図は本発明による集積光導波路の断面図゛である。 第３図は本発明の一実施態様としての電気光学変調器を
示す断面図である。 第４図は周波数を関数とする変調電圧の変動曲線を示す
グラフである。 第５図は本発明の集積光導波路を用いたコブラ型スイッ
チの断面図である。 第６図は等価回路図である＠ １０・・・・・・ニオブ酸リチウム基板、１３．２３・
旧・・導波路、１４、１５・・・・・・側領域、１６．
１７．１９．２０・・・・・・電極。 ＣＩ Ｃ２ 手続補正四 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１０９８４０
号 −２、発明の名称 集積光導波路とイの製造
方法、および電気光学変調器での使用法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 トムソンーセエスエフ ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 図 面
Claims (11)
- （１）ニオブ酸リチウム基板が該基板より屈折率の大き
い適当なドーパントでドープされた中央領域を少なくと
も１つ有しており、該ドープ領域が結晶表面に沿って所
望形態に延びて成る横拘束形集積光導波路であって、前
記中央領域は同じドーパントでドープされているがより
低濃度の側領域がその側面に設けられており、被誘導波
が中央領域において伝搬され得るように構成されている
光導波路。 - （２）前記ドーパントがチタンである特許請求の範囲第
１項に記載の導波路。 - （３）前記基板の表面全体がドープされる特許請求の範
囲第１項または第２項に記載の導波路。 - （４）前記中央領域の深さが少なくとも前記側領域の深
さと等しい特許請求の範囲第１項に記載の導波路。 - （５）周知の方法において、基板表面に所望形態に堆積
されたドーパントのストリップを拡散することによって
中央領域を形成し、さらに前記ストリップの厚さより薄
い厚さのドーパントの膜を拡散することによって側領域
を形成する特許請求の範囲第１項に記載の導波路の製造
方法。 - （６）前記ストリップの後に前記ドーパントの膜を基板
表面全体に堆積する特許請求の範囲第５項に記載の方法
。 - （７）前記ストリップとドーパントの膜を順次堆積した
後、１回の加熱冷却サイクルで同時に熱拡散により拡散
する特許請求の範囲第５項または第６項に記載の方法。 - （８）前記ストリップを堆積し、その後に第１加熱冷却
サイクルにおいて熱拡散により拡散し、次に膜を堆積し
た後に第２加熱冷却サイクルにおいて熱拡散により拡散
する特許請求の範囲第５項または第６項に記載の方法。 - （９）このようにドープした基板の表面上に中央領域に
沿って延びるように堆積したプレーナ電極をさらに含ん
で成る特許請求の範囲第１項に記載の集積光導波路を少
なくとも１つ用いた電気光学変調器。 - （１０）位相変調器の場合は、電極が導波領域の両側の
側領域上に延設されて成る特許請求の範囲第９項に記載
の変調器。 - （１１）電気光学スイッチの場合は、基板が共通する側
領域と２つの外部側領域とを有する２つの隣接する導波
路を含んで成り、電極がそれぞれ中央領域とそれに隣接
する外部側領域を被覆している特許請求の範囲第９項に
記載の変調器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8706247 | 1987-05-04 | ||
| FR8706247A FR2615006B1 (fr) | 1987-05-04 | 1987-05-04 | Guide d'onde optique integre, son procede de fabrication, et son utilisation dans un modulateur electro-optique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2655678B2 JP2655678B2 (ja) | 1997-09-24 |
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ID=9350733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63109840A Expired - Fee Related JP2655678B2 (ja) | 1987-05-04 | 1988-05-02 | 集積光導波路とその製造方法、および集積光導波路を用いた電気光学変調器 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0290329B1 (ja) |
| JP (1) | JP2655678B2 (ja) |
| DE (1) | DE3880001T2 (ja) |
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| US5153930A (en) * | 1990-01-04 | 1992-10-06 | Smiths Industries Aerospace & Defense Systems, Inc. | Device employing a substrate of a material that exhibits the pyroelectric effect |
| US5029273A (en) * | 1990-02-02 | 1991-07-02 | The University Of British Columbia | Integrated optics Pockels cell voltage sensor |
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| US5303319A (en) * | 1992-12-28 | 1994-04-12 | Honeywell Inc. | Ion-beam deposited multilayer waveguides and resonators |
| US6372284B1 (en) | 1998-06-11 | 2002-04-16 | Optelecom, Inc. | Fluoropolymer coating of lithium niobate integrated optical devices |
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| CN113219681B (zh) * | 2020-01-21 | 2022-07-15 | 济南晶正电子科技有限公司 | 光波导集成器件 |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2399736A1 (fr) * | 1977-08-05 | 1979-03-02 | Thomson Csf | Procede de fabrication d'une structure electro-optique comportant une electrode integree et composant optoelectronique utilisant ladite structure |
| FR2465243A1 (fr) * | 1979-09-06 | 1981-03-20 | Thomson Csf | Commutateur electro-optique a commande electrique et circuit optique integre comprenant un tel commutateur |
| US4400052A (en) * | 1981-03-19 | 1983-08-23 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method for manufacturing birefringent integrated optics devices |
| JPS59157602A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-07 | Fujitsu Ltd | ＬｉＮｂＯ↓３光導波路の製造方法 |
| US4799750A (en) * | 1983-11-04 | 1989-01-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical function element and a method for manufacturing the same |
| JPS61198106A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Fujitsu Ltd | 光導波路形成方法 |
| JPH0627914B2 (ja) * | 1985-03-15 | 1994-04-13 | 日本放送協会 | 光学素子 |
| US4775208A (en) * | 1986-06-06 | 1988-10-04 | Polaroid Corporation | Planar waveguide mode converter device |
-
1987
- 1987-05-04 FR FR8706247A patent/FR2615006B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-04-29 DE DE8888401056T patent/DE3880001T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-29 EP EP88401056A patent/EP0290329B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-02 JP JP63109840A patent/JP2655678B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-03 US US07/189,705 patent/US4880288A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788411A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-02 | Fujitsu Ltd | Forming method of optical waveguide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JP2655678B2 (ja) | 1997-09-24 |
| EP0290329A1 (fr) | 1988-11-09 |
| EP0290329B1 (fr) | 1993-04-07 |
| DE3880001T2 (de) | 1993-07-15 |
| US4880288A (en) | 1989-11-14 |
| DE3880001D1 (de) | 1993-05-13 |
| FR2615006A1 (fr) | 1988-11-10 |
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