KR20060014021A

KR20060014021A - 전기 광학 변조 소자

Info

Publication number: KR20060014021A
Application number: KR1020057009424A
Authority: KR
Inventors: 아이이치로 사사키; 미쓰루 시나가와
Original assignee: 니뽄 덴신 덴와 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2006-02-14
Also published as: KR100765346B1; US7433111B2; JPWO2004111710A1; US20060051019A1; WO2004111710A1; EP1526400A1; EP1526400A4

Abstract

전기 광학 결정(1)의 양쪽의 측면(1a, 1b)에, 홈(3a, 3b)을 각 저면의 거리가 소정 거리 이하로 되도록 각 저면을 서로 접근시켜 형성하고, 이 홈(3a, 3b)을 거의 완전히 채우도록 각 홈 내에 한쌍의 전극(5a, 5b)을 형성한다.

전기 광학 결정, 전극, 전기 광학 변조 소자, 홈, 단부면, 측면, 단부, 중앙부, 유전체, 기저부, 리지부, 저굴절율 매질, 공동, 접착제, 포토닉 결정.

Description

전기 광학 변조 소자{ELECTROOPTIC MODULATION ELEMENT}

본 발명은, 결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학(Electro-Optic: EO) 결정, 및 상기 전기 광학 결정에 대하여 전계를 결합시키기 위해 전기 광학 결정을 협지하여 설치되는 한쌍의 전극을 구비하고, 이 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 그 전계 강도에 따른 복굴절율의 변화에 따라 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 관한 것으로서, 특히, 강도를 손상시키지 않고, 또 대형화하지 않으며, 향상된 변조 효율이나 감도를 가지는 동시에 평탄한 주파수 특성을 가지는 전기 광학 변조 소자에 관한 것이다.

전기 광학 결정을 이용한 전기 광학 변조 소자는, 전극 사이에 발생되는 전계의 크기에 따라 결정을 통과하는 광의 위상을 변조시키는 전기 광학 변조기로서, 또는 역으로 결정을 통과하는 광의 위상 변화를 검출함으로써 전극 사이의 전계 또는 전기 신호를 검출하는 전계 센서로서 이용된다.

예를 들면, 전계 센서에 있어서는, 교류의 전계가 인가되어 있는 전기 광학 결정에 광빔을 입사시켜, 전기 광학 결정으로부터 출사된 광을 편광 빔 분리기(Po1alizing-Beam Splitter: 이하, PBS라 한다)에 의해 S 편광과 P 편광으로 분리 하여, 2개의 광검출기(Photodetector: 이하, PD라고 한다)에 의해 각각의 편광을 독립적으로 검출한다. 그리고, 각 편광의 강도의 차이를 PD와 차동 증폭기로 검출한다.

도 1은 종래의 전계 센서의 동작 설명도이다.

광원(101)으로부터 출사된 광빔(103)은 위상 보상판(105)과 전기 광학 결정(107)을 투과 후, PBS(109)에 입사한다. 광빔(103)의 편광 상태는, PBS(109)에 입사하기 직전에 원형 편광으로 되도록, 위상 보상판(105)에 의해 조정된다. 전기 광학 결정(107)에는, 신호 전극(111) 및 접지 전극(113)을 통하여 피측정 신호(115)에 따른 전계가 인가된다. 광빔(103)은 전계에 따라 전기 광학 결정(107) 내에서 편광 변조된다. 편광 변조광은 PBS(109)에서 S 및 P 편광 성분으로 분리된다. 이 때, 각 편광 성분은 강도 변조광으로 이미 변환되어 있다. 강도 변조된 S 및 P 편광 성분은 서로 역상으로 변화한다. 따라서, PD(117, 119)에서 수광하고, 차동 증폭기(121)에서 차동 신호 검출을 행함으로써, 보다 높은 SN비의 출력 신호(122)를 얻는 것이 가능해진다(예를 들면, 일본국 특개 2003-98205호 공보, 일본국 특개 2003-98204호 공보, 일본국 특개 2000-171488호 공보 참조).

또, 전기 광학 결정을 이용한 전기 광학 변조 소자는, 생체를 신호 경로로 하는 착용형 컴퓨터(wearable computer) 사이의 통신에 응용되기 시작하였다. 즉, 생체를 경유하여 통신 상대의 착용형 컴퓨터의 수신기에 전계를 유발하고, 그 전계를 전기 광학적 방법에 의해 검출함으로써, 착용형 컴퓨터의 접지(ground of wearable computer)와 대지 접지(earth ground)의 위치 관계에 극도로 의존하지 않 는 통신, 즉 생체 상의 임의의 위치에 있는 착용형 컴퓨터와의 통신이 확실하게 실현될 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 전기 광학 결정을 이용하여 전기 광학 변조 소자를 제작하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

전기 광학 결정 및 한쌍의 전극으로 이루어지는 전기 광학 변조 소자는, 도 2a에 나타낸 바와 같은 원재료의 전기 광학 결정(107a)을 얇게 가공하여, 도 2b에 나타낸 바와 같은 얇은 전기 광학 결정(107)을 형성하고, 이 얇게 가공된 전기 광학 결정(107)의 양쪽면에 한쌍의 전극(111, 113)을 형성하여 구성된다. 그리고, 이와 같이 얇게 가공한 경우의 전기 광학 결정(107a)의 두께 d는, 약 O.lmm 정도이다.

그런데, 생체를 전송로로서 이용한 통신으로서는, 몇개의 태양이 고려되지만, 대표적인 태양으로서는, 설치형 단말기와 휴대 단말기의 사이의 통신과, 휴대 단말기 사이의 통신의 2개를 생각할 수 있다.

설치형 단말기와 휴대 단말기 사이의 통신에 있어서는, 설치형 단말기가 어스 그라운드에 접지되어 있으므로, 비교적 안정적인 상태로 통신을 행할 수 있다. 이에 대하여, 휴대 단말기 사이의 통신의 통신에 있어서는, 어느 쪽의 단말기도 접지되어 있지 않아, 극히 불안정한 상태로 통신을 한다. 또, 배터리 구동이 일반적이고, 저소비 전력이 요구된다. 따라서, 이와 같은 상태로 통신을 성립시키기 위해 수신기에 요구되는 조건은 고감도이며, 감도의 주파수 특성이 평탄한 것이다.

여기에서, 감도에 대하여 먼저 검토해 보면, 전기 광학 변조 소자에 의하여, 광에 인가되는 위상 변화 △φ는, 다음 식으로 주어진다.

△φ=α·(V/d)·L

여기에서, α는 전기 광학 결정의 종류나 소자의 구조에 의해 정해지는 정수, V는 전극에 인가 되는 전압, d는 전극 사이의 거리, L은 전기 광학 변조 소자의 길이이다. 이 식이 나타내는 바와 같이, d가 작고 L이 클수록, 광에 대하여 큰 위상 변화가 주어진다. 즉, 전기 광학 변조기로서는 변조 효율이 높게 되고, 전계 센서로서는 감도가 향상된다.

여기에서, 한쌍의 전극 사이의 거리를 매우 짧게 하기 위해서는 전기 광학 결정을 얇게 가공하는 것이 필요하지만, 종래에 있어서는, 밀리미터 정도 이하의 박형 결정을 이용한 소자를 제조하는 것이 극히 곤란한 동시에, 전기 광학 결정이 파괴되기 쉬워진다는 문제점이 있었다.

또, 전기 광학 결정의 광이 입사하는 단면에는 무반사 코팅을 행하는 것이 바람직하지만, 전기 광학 결정을 얇게 하면, 무반사 코팅을 행하는 것이 곤란하게 된다는 문제점이 있었다.

다른 관점에서, 전계 센서로서 감도를 향상시키기 위해서는, 전술한 바와 같이 광이 통과하는 방향의 전기 광학 결정의 길이를 길게 하면 되지만, 전기 광학 결정을 얇게 하여 강도를 더하기 위해서 전기 광학 변조 소자를 특정한 구조로 하는 경우에는, 광이 전기 광학 결정의 단부면으로부터 출사하지 않고, 광의 회절에 의해 상기 길이가 길면 길수록 측면 방향으로 광이 유출되는 현상이 일어나 변조 효율이 낮아지거나 감도가 저하된다.

또, 제2 요구사항인 주파수 특성의 평탄성에 대하여는, 아래의 사항이 문제점으로 되어 있다. 즉, 전계가 인가된 전기 광학 결정에서는, 전자 구름과 결정 격자를 변형시킴으로써, 광에 대한 결정의 복굴절율을 변화시킨다. 전자 구름의 변형의 정도는, 인가된 전계의 주파수에는 의존하지 않지만, 결정 격자의 변형의 정도는 주파수에 의존한다. 따라서, 전기 광학 결정의 감도의 주파수 특성은, kHz~MHz 정도의 대역에 있어서, 일반적으로는 평탄하게 되지 않는다. 전기 광학 결정의 주파수 특성이 평탄하게 되지 않는 것은, 구체적으로는, 결정의 사이즈나 형상에 의존하여 탄성 진동의 고유 모드가 생기는 것에 기인한다.

본 발명은, 상기 사항을 감안하여 이루어진 것으로서, 변조 효율이나 감도를 향상시킬 수 있는 전기 광학 변조 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 한쌍의 전극 간격을 좁게 한 경우에도, 소자의 강도를 손상시키지 않고, 회절에 의한 광의 유출이 생기는 일 없이, 변조 효율이나 감도를 향상시킬 수 있는 전기 광학 변조 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 더욱 평탄한 주파수 특성을 가지는 전기 광학 변조 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 제1 태양에 따른 발명은, 결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정, 및 상기 전기 광학 결정에 대하여 전계를 결합시키기 위해 상기 전기 광학 결정을 협지하여 설치되는 한쌍의 전극을 구비하고, 상기 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 상기 전계의 강도에 따른 상기 복굴절율의 변화에 따라 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 상기 전기 광학 결정이 상기 입사되는 광의 방향에 평행한 한쌍의 측면 각각에, 상기 방향에 평행한 홈을 포함함으로써, 상기 홈에 의해 협지된 얇은 결정 부분이 상기 전계를 결합시키는 부분으로서 작용하며, 상기 한쌍의 전극은, 각각 상기 홈을 채우고 있는 것을 요지로 한다.

제2 태양에 따른 발명은, 제1 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 홈은, 상기 한쌍의 측면에서, 상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면에 걸쳐 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

제3 태양에 따른 발명은, 제1 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 홈은, 상기 한쌍의 측면에서, 상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면 사이의 양쪽 단부를 제외한 중앙부에만 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제4 태양에 따른 발명은, 결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정, 및 상기 전기 광학 결정에 대하여 전계를 결합시키기 위해 상기 전기 광학 결정을 협지하여 설치되는 한쌍의 전극을 구비하고, 상기 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 상기 전계의 강도에 따른 상기 복굴절율의 변화에 따라 상기 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 상기 전기 광학 결정은 상기 입사되는 광의 방향에 평행한 한쌍의 측면 각각에 상기 방향에 평행한 홈을 포함함으로써, 상기 홈에 의해 협지된 얇은 결정 부분이 상기 전계를 결합시키는 부분으로서 작용하며, 상기 한쌍의 전극은 상기 홈의 저부에 소정의 두께로 형성되어 있고, 적어도 상기 홈의 상기 한쌍의 전극 부분 이외의 나머지 부분은 유전체로 채워져 있는 것을 요지로 한다.

제5 태양에 따른 발명은, 제4 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 홈은, 상기 한쌍의 측면에서, 상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면에 걸쳐 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

제6 태양에 따른 발명은, 제4 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 홈은, 상기 한쌍의 측면에서, 상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면 사이의 양쪽 단부를 제외한 중앙부에만 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

제7 태양에 따른 발명은, 제4 태양 내지 제6 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 홈의 상기 한쌍의 전극 부분 이외의 나머지 부분은 유전체로 채워져 있고, 상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면 이외의 부분이 전체적으로 유전체로 덮여 있는 것을 요지로 한다.

제8 태양에 따른 발명은, 제4 태양 내지 제7 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 유전체는 왁스인 것을 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제9 태양에 따른 발명은, 결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정, 및 상기 전기 광학 결정에 대하여 전계를 결합시키기 위해 상기 전기 광학 결정을 협지하여 설치되는 한쌍의 전극을 구비하고, 상기 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 상기 전계의 강도에 따른 상기 복굴절율의 변화에 따라 상기 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 기저부, 및 상기 기저부의 한 측면 상에서 돌출하여 상기 입사하는 광의 방향으로 연장되며, 적어도 일부가 상기 전기 광학 결정으로 구성되고, 폭이 소정값 이하인 리지(ridge) 모양의 리지부를 구비하며, 상기 한쌍의 전극은 상기 리지부의 폭 방향으로 반대인 양쪽 측면 상에 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

제10 태양에 따른 발명은, 제9 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부는, 상기 광이 입사하는 방향으로부터 볼 때, 상기 기저부의 상기 한 측면 상에서 대략 중앙에 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

제11 태양에 따른 발명은, 제9 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부는, 상기 광이 입사하는 방향으로부터 볼 때, 상기 기저부의 상기 한 측면 상에서 코너부(corner)에 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

제12 태양에 따른 발명은, 제9 태양에 따른 발명에 있어서, 전체를 덮는 유전체를 더 구비하는 것을 요지로 한다.

제13 태양에 따른 발명은, 제9 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부를 덮는 유전체를 더 구비하는 것을 요지로 한다.

제14 태양에 따른 발명은, 제9 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부의 상면, 및 상기 상면에 연속하는 면을 형성하는 상기 한쌍의 전극의 측면을 덮는 유전체를 더 구비하는 것을 요지로 한다.

제15 태양에 따른 발명은, 제12 태양 내지 제14 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 유전체는 왁스인 것을 요지로 한다.

제16 태양에 따른 발명은, 제9 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부의, 상기 한쌍의 전극이 형성되는 상기 한쌍의 측면 이외의 한쌍의 측면 중 상기 기저부 쪽의 측면의 적어도 근방에, 상기 전기 광학 결정의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 저굴절율 매질을 구비하는 것을 요지로 한다.

제17 태양에 따른 발명은, 제16 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부가 상기 전기 광학 결정으로 구성되며, 상기 기저부가 상기 저굴절율 매질로 구성되어 있는 것을 요지로 한다.

제18 태양에 따른 발명은, 제16 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부와 상기 기저부의 상부가 상기 전기 광학 결정으로 구성되며, 상기 기저부의 나머지 하부가 상기 저굴절율 매질로 구성되어 있는 것을 요지로 한다.

제19 태양에 따른 발명은, 제16 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기저부와 상기 리지부의 하부가 상기 저굴절율 매질로 구성되며, 상기 리지부의 나머지 상부가 상기 전기 광학 결정으로 구성되어 있는 것을 요지로 한다.

제20 태양에 따른 발명은, 제17 태양 내지 제19항 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 저굴절율 매질은, 상기 전기 광학 결정과 동종의 원소로 구성되어 있지만그 조성비의 차이로 인해 굴절율이 낮은 전기 광학 결정인 것을 요지로 한다.

제21 태양에 따른 발명은, 제16 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부가 상기 전기 광학 결정으로 구성되며, 상기 기저부의 상부가 접착제로 구성되며, 상기 기저부의 나머지 하부가 기판으로 구성되어 있는 것을 요지로 한다.

제22 태양에 따른 발명은, 제16 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부와 상기 기저부의 상부가 상기 전기 광학 결정으로 구성되며, 상기 기저부의 상기 전기 광학 결정의 하부가 접착제로 구성되며, 상기 기저부의 나머지 하부가 기판으로 구성되어 있는 것을 요지로 한다.

제23 태양에 따른 발명은, 제16 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기저부가 기판으로 구성되며, 상기 리지부의 하부가 접착제로 구성되며, 상기 리지부의 나머지 상부가 상기 전기 광학 결정으로 구성되어 있는 것을 요지로 한다.

제24 태양에 따른 발명은, 제16 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 저굴절율 매질은, 상기 기저부의 상부에 형성된 공동 내의 기체 또는 진공 상태인 것을 요지로 한다.

제25 태양에 따른 발명은, 제9 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 리지부는 상기 전기 광학 결정으로 구성되며, 상기 기저부는 주기 구조를 가지는 포토닉 결정(photonic crystal)으로 구성되어 있는 것을 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해, 제26 태양에 따른 발명은, 결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정, 및 상기 전기 광학 결정에 대하여 전계를 결합시키기 위해 상기 전기 광학 결정을 협지하여 설치되는 한쌍의 전극을 구비하고, 상기 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 상기 전계의 강도에 따른 상기 복굴절율의 변화에 따라 상기 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 상기 광이 입사하여 출사하는 양쪽 단부면을 제외하고, 상기 전기 광학 결정과 상기 한쌍의 전극을 상대적으로 고정하도록 도포된 유전체를 더 구비하는 것을 요지로 한다.

제27 태양에 따른 발명은, 제26 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 유전체는, 점성을 가지고 또한 시간이 경과됨에 따라 굳어지는 성질을 가진 물질인 것을 요지로 한다.

도 1은 종래의 전계 센서의 동작 설명도이다.

도 2a 내지 도 2c는 전기 광학 결정을 이용하여 전기 광학 변조 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 광학 변조 소자를 나타내는 부분 투시 사시도 및 단면도이다.

도 4a 내지 도 4d는 도 3a에 나타낸 바와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자의 제조 공정을 나타내는 도면이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자를 나타내는 부분 투시 사시도 및 단면도이다.

도 6a 내지 도 6d는 도 5a에 나타낸 바와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자의 제조 공정을 나타내는 도면이다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자를 나타내는 부분 투시 사시도 및 단면도이다.

도 8a 내지 도 8d는 도 7a에 나타낸 바와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자의 제조 공정을 나타내는 도면이다.

도 9a 내지 도 9c는, 도 7a 및 7b에 나타낸 실시예의 전기 광학 변조 소자의 구조를, 도 7b에 대하여 직각 방향으로부터 본 종단면도 및 코너부의 구조를 나타 내는 종단면도이다.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.

도 11은 도 10d에 나타내는 전기 광학 변조 소자에 있어서 전기 광학 결정 상에 남은 불필요한 금속으로 이루어지는 전극을 제거한 도면이다.

도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.

도 13은 리지형(ridge type)의 실시예의 전기 광학 변조 소자의 광의 입사면을 나타내는 도면이다.

도 14a 및 도 14b는 포토닉(photonic crystal) 결정을 채용한 리지형의 전기 광학 변조 소자를 설명하기 위한 도면이다.

도 15는 리지형의 다른 실시예의 전기 광학 변조 소자의 광의 입사면을 나타내는 도면이다.

도 16은 리지형의 다른 실시예의 전기 광학 변조 소자의 광의 입사면을 나타내는 도면이다.

도 17a 및 17b는 리지형의 다른 실시예의 전기 광학 변조 소자의 광의 입사면을 나타내는 도면이다.

도 18a 내지 도 18e는 받침대에 길이방향으로 배치된 전기 광학 결정에 왁스가 도포된 태양을 나타내는 도면이다.

도 19는 전기 광학 결정에 왁스를 도포하지 않은 경우, 전기 광학 결정의 상 면에 왁스를 도포한 경우, 및 전기 광학 결정의 상면으로부터 양쪽의 전극에, 또한 받침대에 왁스를 도포한 경우의 전계 센서의 출력 특성의 차이를 나타내는 도면이다.

도 20a 내지 도 20e는, 받침대에 횡방향으로 배치된 전기 광학 결정에 왁스가 도포된 태양을 나타내는 도면이다.

도 21a 및 도 21b는, 이른바 H형의 전기 광학 변조 소자에 왁스를 도포하는 태양을 나타내는 도면이다.

도 22a 내지 도 22c는 이른바 리지형의 전기 광학 변조 소자에 왁스를 도포하는 태양을 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 3a 및 도 3b는, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 광학 변조 소자를 각각 나타내는 부분 투시 사시도 및 단면도이다.

도 3a 및 도 3b에 나타내는 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 측면(1a)과 그에 반대인 측면(1b)의 각각의 길이 방향으로 단부면(1c)으로부터 단부면(1d)까지 연장되어 있는 한쌍의 홈부를 가지는 전기 광학 결정(1), 및 그 한쌍의 홈부에 매설된 금속으로 이루어지는 한쌍의 전극(5a, 5b)으로 구성되어 있다. 그리고, 도 3b에 나타내듯이, 한 쌍의 홈부의 각각의 단면 형상은 직사각형이며, 또, 한 쌍의 전극(5a, 5b)은 각각의 홈부를 거의 완전히 매립하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 3b에 나타내듯이, 전기 광학 결정(1)과 한쌍의 전극(5a, 5b)을 전체적으로 볼 때, 본 실시예의 전기 광학 변조 소자의 단면 형상은 직사각형이다. 또, 본 실시예의 전기 광학 변조 소자는 그 전기 광학 결정(1)의 단면 형상에 기초하여「H형」이라고 지칭되는 경우도 있다.

그리고, 한쌍의 전극(5a, 5b) 사이의 거리 d가 소정의 거리 이하로 되도록 하기 위하여, 한쌍의 홈부는, 서로의 저부가 근접하도록 양쪽의 측면(1a, 1b)을 절삭이나 연마 등으로 파냄으로써 형성되어 있다. 이와 같이 형성되는 전기 광학 변조 소자의 치수는, 예를 들면 전극(5a, 5b) 사이의 거리 d가 0.lmm 이하, 길이 L이 약 2cm, 단면의 세로 및 가로 방향의 치수 t 및 x가 각각 약 1cm 이하이다.

이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에서는, 한쌍의 전극(5a, 5b) 사이의 거리 d를 극히 얇게 형성하더라도, 전극(5a, 5b)은 전체적으로 전기 광학 결정(1)에 형성된 홈부를 거의 완전히 메우도록 형성되어 있는 동시에, 전극(5a, 5b)사이의 얇은 결정 부분은 전극(5a, 5b)과 전기 광학 결정(1)을 전체적으로 덮도록 형성되어 있으므로, 전기 광학 결정(1)이 얇은 전극(5a, 5b) 부분으로부터 파괴되기 쉬운 일이 없는 동시에, 전극(5a, 5b)사이의 얇은 구조도 원재료의 전기 광학 결정(1)을 양쪽 측면(1a, 1b)으로부터 절삭이나 연마 등에 의해 형성되므로, 전극(5a, 5b) 사이를 극히 얇게, 예를 들면 0.lmm 이하로 가공하는 것도 어렵지 않게 된다.

또, 도 3b에 나타내듯이, 전극(5a, 5b) 사이의 전기 광학 결정(1)의 단부면으로부터 스폿 빔(123)이 입사된다. 이 입사면을 무반사 코팅하는 경우에도, 전극(5a, 5b) 사이의 얇은 결정 부분의 단부면만이 아니고, 이 부분 이외의 전기 광학 결정(1)의 단부면, 전극(5a, 5b)의 단부면 등을 포함하는 직사각형의 전기 광학 변 조 소자 전체의 단부면(1c)으로서 무반사 코팅을 행함으로써, 무반사 코팅을 극히 용이하고 확실하게 행할 수 있다.

또, 전극(5a, 5b) 및 전극(5a, 5b) 사이의 얇은 결정 부분은, 전기 광학 결정 전체에 의해 고정되기 때문에, 얇은 결정 부분의 왜곡이 억제되고, 주파수 특성이 평탄하게 되는 효과도 있다. 그리고, 이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 전극(5a, 5b)에 의해 생기는 전계 벡터의 방향은, 전극(5a, 5b)의 대향하는 면에 대해 수직이다.

다음에, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자의 제조 방법에 대하여 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명한다. 이 전기 광학 변조 소자는, 예를 들면 도 2a에 나타낸 바와 같은 직사각형의 원재료의 전기 광학 결정(1)을 먼저 도 4a에 나타내듯이, 그 양쪽 측면(1a, 1b)으로부터 절삭이나 연마 등에 의해 파서, 2개의 홈부(3a, 3b)를 형성한다.

그리고, 도 4b에 나타내듯이, 홈부(3a, 3b) 내에 부호(5aa, 5ba)로 나타낸 바와 같이 은 페이스트 등의 금속을 얇게 도포하여, 얇은 전극(5aa, 5ba)을 형성한다. 다음에, 도 4c에 나타내듯이, 전극(5aa, 5ba) 각각에 전압을 인가하기 위한 리드선(53)을 접착한다.

이로써 전기 광학 변조 소자가 형성된다. 이 예에서는, 전극(5aa, 5ba)은 얇은 구조의 것으로 되어 있지만, 도 3a에 나타낸 바와 같은 전기 광학 변조 소자로 하여 강도를 증대하기 때문에, 도 4d에 나타내듯이, 은 페이스트로 이루어지는 전극(5aa, 5ba) 상에 또한 은 페이스트를 도포하여, 틈새를 매립하고, 이로써 도 3a에 나타내는 것과 같은 두께의 전극(5a, 5b)을 가지는 전기 광학 변조 소자가 완성된다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자를 각각 나타내는 부분 투시 사시도 및 단면도이다.

도 5a 및 도 5b에 나타내는 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 실시예의 전기 광학 변조 소자에 있어서 홈부(3a, 3b) 내에 전체적으로 형성되는 전극(5a, 5b) 대신에, 홈부(3a, 3b) 내의 각 저부에 홈의 깊이보다 얇은 소정의 두께 이하로 전체 면적에 얇은 전극(7a, 7b)을 형성하고, 이 얇은 전극(7a, 7b) 상에 남아 있는 홈부를 메우도록 유전체(9a, 9b)를 형성하여, 전기 광학 변조 소자 전체적으로 일체화하도록 구성하고 있는 것이다.

이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에서는, 한쌍의 전극(7a, 7b) 사이의 거리를 극히 얇게 형성하여도, 전극(7a, 7b)은 유전체(9a, 9b) 와 함께 전체적으로 전기 광학 결정(1)에 형성된 홈부(3a, 3b)를 거의 완전하게 메우도록 형성되어 있는 동시에, 전극(7a, 7b) 사이의 얇은 결정 부분은 전극(7a, 7b), 유전체(9a, 9b), 전기 광학 결정(1)으로 전체적으로 덮이도록 형성되어 있기 때문에, 전기 광학 결정(1)이 얇은 전극(7a, 7b) 부분으로부터 파괴되기 쉬운 일이 없는 동시에, 전극(7a, 7b) 사이의 홈부(3a, 3b) 사이의 얇은 결정 구조도 원재료의 전기 광학 결정(1)을 양쪽 측면(1a, 1b)으로부터 절삭이나 연마 등으로 파서 형성되기 때문에, 전극(7a, 7b) 사이를 극히 얇게, 예를 들면 O.1mm 이하로 가공하는 것도 어렵지 않다.

또, 도 5b에 나타내듯이, 전극(7a, 7b) 사이의 전기 광학 결정(1)의 단부면으로부터 스폿 빔(123)이 입사된다. 이 입사면을 무반사 코팅하는 경우에도, 전극(7a, 7b) 사이의 얇은 결정 부분의 단부면만이 아니고, 이 부분 이외의 전기 광학 결정(1)의 단부면, 전극(7a, 7b)의 단부면, 유전체(9a, 9b)의 단부면 등을 포함하는 직사각형의 전기 광학 변조 소자 전체의 단부면(1c)으로서 무반사 코팅을 행함으로써, 무반사 코팅을 극히 용이하고 확실하게 행할 수 있다.

또, 전극(7a, 7b), 및 전극(7a, 7b) 사이의 얇은 결정 부분은, 전기 광학 결정 전체 및 유전체(9a, 9b)로 고정되기 때문에, 얇은 결정 부분의 왜곡이 억제되고, 주파수 특성이 평탄하게 되는 효과도 있다. 그리고, 이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 전극(7a, 7b)에 의해 생기는 전계 벡터의 방향은, 전극(7a, 7b)의 대향하는 면에 수직인 방향이다.

다음에, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자의 제조 방법에 대하여 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 설명한다. 이 전기 광학 변조 소자는, 예를 들면 도 2a에 나타낸 바와 같은 직사각형의 원재료의 전기 광학 결정에 나타내듯이, 그 양쪽 측면(1a, 1b)으로부터 절삭 또는 연마에 의해 파내어, 2개의 홈부(3a, 3b)를 형성한다.

그리고, 도 6b에 나타내듯이, 홈부(3a, 3b) 내에 은 페이스트 등의 도전재를 얇게 도포하여, 전극(7a, 7b)을 형성한다. 다음에, 도 6c에 나타내듯이, 전극(7a, 7b) 각각에 전압을 인가하기 위한 리드선(53)을 접착한다. 그리고, 여기까지의 제조 공정은 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 것과 같다.

다음에, 도 6d에 나타내듯이, 리드선(53)이 접착된 얇은 전극(7a, 7b) 상의 홈부 내부를 유전체(9a, 9b)로 틈새 없이 채운다. 그리고, 이와 같이 틈새 없이 채우기 위해서는, 유전체(9a, 9b)으로서 예를 들면 접착재와 같은 것이 적합하다.

도 7a 및 도 7b는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자를 나타내는 부분 투시 사시도 및 단면도이다.

도 7a 및 도 7b에 나타내는 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 실시예의 전기 광학 변조 소자에 있어서 한쌍의 전극(7a, 7b), 이 전극(7a, 7b) 사이의 얇은 전기 광학 결정, 및 유전체(9a, 9b)로 이루어지는 샌드위치 구조를 단부면(1c)으로부터 단부면(1d)에 걸쳐 형성하는 대신에, 단부면(1c)과 단부면(1d) 사이의 양쪽 단부를 제외한 중앙부에만 샌드위치 구조를 가지도록 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 실시예의 홈부(3a, 3b) 대신에, 주위가 전기 광학 결정으로 둘러싸인 오목부(4a, 4b)가 형성되고, 이 오목부(4a, 4b) 내에 상기 샌드위치 구조가 구성되어 있다. 그 외의 구조 및 작용은 도 5a 및 도 5b에 나타낸 실시예와 같다.

이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에서는, 한쌍의 전극(7aa, 7ba) 사이의 거리를 극히 얇게 형성하여도, 전극(7aa, 7ba)은 유전체(9aa, 9ba)와 함께 전기 광학 결정(1) 내에 형성된 오목부(4a, 4b)를 거의 완전히 메우도록 형성되어 있는 동시에, 전극(7aa, 7ba) 사이의 얇은 결정 부분은 전극(7aa, 7ba), 유전체(9aa, 9ba), 전기 광학 결정(1)으로 전체적으로 덮이도록 형성되어 있다. 따라서, 전기 광학 결정(1)이 얇은 전극(7aa, 7ba) 부분으로부터 파괴되기 쉬운 일이 없는 동시 에, 전극(7aa, 7ba) 사이의 오목부(4a, 4b) 내의 얇은 결정 구조도 원재료의 전기 광학 결정(1)을 양쪽 측면(1a, 1b)으로부터 절삭이나 연마 등으로 파내는 등 하여 형성되므로, 전극(7aa, 7ba) 사이의 거리 d를 극히 얇게, 예를 들면 O.lmm 이하로 가공하는 것도 어렵지 않다.

또, 도 7b에 나타내듯이, 전극(7aa, 7ba)의 외측을 전체적으로 덮고 있는 전기 광학 결정(1)의 단부면으로부터 전극(7aa, 7ba) 사이의 전기 광학 결정(1)의 단부면에 스폿 빔(123)이 입사된다. 이 입사면을 무반사 코팅하는 경우에도, 전기 광학 결정(1)의 단부면 전체에 대하여 무반사 코팅을 행하게 되므로, 무반사 코팅을 극히 용이하고 확실하게 행할 수 있다.

또, 전극(7aa, 7ba) 및 전극(7aa, 7ba) 사이의 얇은 결정 부분은 전기 광학 결정 전체와 유전체(9aa, 9ba)로 고정되기 때문에, 얇은 결정 부분의 왜곡이 억제되고, 주파수 특성이 평탄하게 되는 효과도 있다. 그리고, 이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 전극(7aa, 7ba)에 의해 생기는 전계 벡터의 방향은 전극(7aa, 7ba)의 대향하는 면에 대해 수직인 방향이다.

다음에, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자의 제조 방법에 대하여 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 설명한다. 이 제조 방법은, 도 6a 내지 도 6d에서 설명한 도 5a 및 도 5b의 전기 광학 변조 소자의 제조 방법과 거의 같이, 먼저 직사각형의 원재료의 전기 광학 결정을 먼저 도 8a에 나타내듯이, 그 양쪽 측면(1a, 1b)으로부터 절삭이나 연마 등에 의해 파내어, 2개의 홈 모양으로 형성된 오목부(4a, 4b)를 형성한다.

그리고, 도 8b에 나타내듯이, 오목부(4a, 4b) 내에 은 페이스트 등의 도전재를 얇게 도포하여, 전극(7aa, 7ba)을 형성한다. 다음에, 도 8c에 나타내듯이, 전극(7aa, 7ba)에 전압을 인가하기 위한 리드선(53)을 접착한다.

다음에, 도 8d에 나타내듯이, 리드선(53)이 접착된 얇은 전극(7aa, 7ba) 상의 오목부 내부를 유전체(9aa, 9ba)로 틈새 없이 메울. 그리고, 이와 같이 틈새 없이 메우기 위해서는, 유전체(9aa, 9ba)로서 예를 들면 접착재와 같은 것이 적합하다. 전술한 바와 같이, 도 7a 및 도 7b의 전기 광학 변조 소자는, 홈이 오목부인 것을 제외하고, 도 5a 및 도 5b의 전기 광학 변조 소자와 같은 제조 방법으로 제조할 수 있지만, 전기 광학 결정에 형성되는 오목부(4a, 4b)는, 그 각 변이 직각일 필요는 없고, 다음에 설명하는 도 9b 및 도 9c와 같이 경사지거나, 만곡되어도 된다.

도 9a는, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 실시예의 전기 광학 변조 소자를, 도 7b에 대하여 직각 방향으로부터 본 종단면도이다. 도 9a에 나타내듯이, 한쌍의 전극(7aa, 7ba)과 유전체(9aa, 9ba)가 매입되어 있는 오목부(4a, 4b)의 저부의 모든 코너부(11)는, 대략 직각으로 형성되어 있다.

이에 대하여, 도 9b 및 도 9c는, 다른 코너부의 구조를 나타내는 종단면도인데, 도 9b의 경우에는, 오목부(4aa, 4ba)의 저부의 모든 코너부는 직각보다 큰 둔각으로 경사져 형성되고, 도 9c의 경우에는, 오목부(4ab, 4bb)의 저부의 모든 코너부는 각이 지지 않고 둥글고 만곡되게 형성되어 있다. 그리고, 이들 경우에도, 오목부를 도전재만 매립하여 전극으로 하는 구성으로 해도 된다.

그리고, 상기 각 실시예에서는 양쪽 측면에 홈을 설치한 경우에 대하여 설명하였지만, 한 쪽의 면에만 홈을 설치하여도 되는 것은 말할 필요도 없다.

도 10a 내지 도 10d는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.

도 10a 내지 도 l0d에 나타내는 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 최종적으로는 도 10d에 나타내듯이, 전기 광학 결정(1)의 상면에 예를 들면 O.lmm 이하와 같은 소정의 폭 d 이하로 돌출되어 형성된 리지부(21)와 이 리지부(21)의 폭 방향으로 반대인 한쌍의 측면에 형성되는 한쌍의 전극(25a, 25b)으로 구성된다.

이와 같은 구조의 전기 광학 변조 소자를 제조하는 데는, 먼저 도 10a에 나타낸 바와 같은 원재료의 전기 광학 결정(1)에 대하여, 도 10b에 나타내듯이, 전기 광학 결정(1)의 상면을 절삭 또는 연마 등에 의하여, 예를 들면 O.1mm 이하와 같은 소정의 폭 d 이하의 리지부(21)를 형성하도록 전기 광학 결정을 가공한다.

그리고, 도 10c에 나타내듯이, 리지부(21)가 형성되어 있는 전기 광학 결정(1)의 상면에 대하여 리지부(21)를 포함하여 금속(23)을 증착 또는 도포한다. 다음에, 도 10d에 나타내듯이, 리지부(21) 상에 증착된 금속(23)만 연마 등으로 제거하여, 리지부(21)의 양쪽 측면에 남겨진 금속으로 한쌍의 전극(25a, 25b)을 형성한다.

이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에서는, 한쌍의 전극(25a, 25b) 사이의 거리를 극히 얇게 형성해도, 전극(25a, 25b)은 전체적으로 큰 전기 광학 결정(1) 상에 돌출된 부분에 형성되어 있으므로, 전극(25a, 25b) 사이의 전기 광학 결 정이 파괴되기 쉬운 일이 없는 동시에, 전기 광학 결정(1)의 상면을 가공 및 금속 증착하여 형성하고 있기 때문에, 리지부(21)인 전극(25a, 25b) 사이의 부분의 거리 d를 극히 얇게, 예를 들면 0.lmm 이하로 가공하는 것도 어렵지 않다.

또, 도 10d에 나타내듯이, 전극(25a, 25b) 사이의 전기 광학 결정(1)의 단면으로부터 스폿 빔(123)이 입사된다. 이 입사면을 무반사 코팅하는 것도, 전극(25a, 25b) 사이의 얇은 결정 부분의 단부면만 아니고, 이 부분의 아래쪽에 일체적으로 형성되어 있는 전기 광학 결정(1)의 단부면을 포함하는 전기 광학 변조 소자 전체의 단부면에 대하여 전체적으로 무반사 코팅을 행함으로써, 무반사 코팅을 극히 용이하고 확실하게 행할 수 있다. 그리고, 이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 전극(25a, 25b)에 의해 생기는 전계 벡터의 방향은, 전극(25a, 25b)의 대향 면에 대해 수직인 방향이다.

그리고, 도 10d에 나타내듯이, 리지부(21) 상에 증착된 금속(23)만을 연마 등으로 제거하고, 리지부(21)의 양쪽 면에 남겨진 금속으로 한쌍의 전극(25a, 25b)를 형성한 경우에, 리지부(21)를 협지하여 대향하는 측면 이외에 전기 광학 결정(1)의 상면에도 금속(23)이 남아, 이 부분도 전극으로서 작용하지만, 이 부분의 전극 사이에 발생하는 불필요한 전계는 극히 적게 되고, 대다수는 리지부(21)의 대향하는 전극(25a, 25b) 사이에 발생한다.

그러나, 상기 금속이 남은 부분에 형성되는 전극 사이에 발생하는 적거나 불필요한 전계를 제거하기 위하여, 예를 들면 도 11에 나타내듯이, 이 부분의 금속을 제거하면, 이와 같은 불필요한 전계의 발생을 회피할 수 있다. 한편, 그 부분의 금속을 제거하지 않으면, 역으로 기계적 강도가 증가하는 이점이 있다.

도 12a 내지 도 12d는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.

도 12a 내지 도 12d에 나타내는 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 최종적으로는 도 12d에 나타내듯이, 전기 광학 결정(1)의 상면의 일단에 예를 들면 O.1mm 이하와 같은 소정의 폭 d 이하로 돌출되어 형성된 리지부(21a)와, 이 리지부(21a)의 폭 방향으로 대향하는 한쌍의 측면에 형성되는 한쌍의 전극(29a, 29b)으로 구성된다.

이와 같은 구조의 전기 광학 변조 소자를 제조하는 데에는, 먼저 도 12a에 나타낸 바와 같은 원재료의 전기 광학 결정(1)에 대하여, 도 12b에 나타내듯이, 전기 광학 결정(1)의 상면을 절삭 또는 연마 등에 의해, 예를 들면 O.lmm 이하와 같은 소정의 폭 d 이하의 리지부(21a)를 형성하도록 전기 광학 결정을 가공한다.

그리고, 도 12c에 나타내듯이, 리지부(21a)가 형성되어 있는 전기 광학 결정(1)의 상면과 리지부(21a)가 형성되어 있는 쪽의 측면에 대하여 리지부(21a)를 포함하여 금속(27)을 증착한다. 다음에, 도 12d에 나타내듯이, 리지부(21a) 상에 증착된 금속(27)만 연마 등으로 제거하여, 리지부(21a)의 양쪽 측면에 남겨진 금속으로 한쌍의 전극(29a, 29b)을 형성한다.

이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에서는, 한쌍의 전극(29a, 29b) 사이의 거리를 극히 얇게 형성해도, 도 10d에 나타낸 실시예와 마찬가지로, 전극(29a, 29b)은 전체적으로 큰 전기 광학 결정(1) 상에 돌출된 부분에 형성되어 있으 므로, 전극(29a, 29b) 사이의 전기 광학 결정이 파괴되기 쉬운 일이 없는 동시에, 전기 광학 결정(1)의 상면을 가공 및 금속 증착하여 형성하고 있으므로, 리지부(21a)에 있는 전극(29a, 29b) 사이의 부분의 거리 d를 극히 얇게, 예를 들면 O.1mm 이하로 가공하는 것도 어렵지 않다.

또, 도 12d에 나타내듯이, 전극(25a, 25b) 사이의 전기 광학 결정(1)의 단면으로부터 스폿 빔(123)이 입사된다. 이 입사면을 무반사 코팅하는 경우에도, 전극(29a, 29b) 사이의 얇은 결정 부분의 단부면만이 아니고, 이 부분의 아래쪽에 일체적으로 형성되어 있는 전기 광학 결정(1)의 단부면을 포함하는 전기 광학 변조 소자 전체의 단부면에 대하여 전체적으로 무반사 코팅을 행함으로써, 무반사 코팅을 극히 용이하고 확실하게 행할 수 있다. 그리고, 이와 같이 구성되는 전기 광학 변조 소자에 있어서, 전극(29a, 29b)에 의해 생기는 전계 벡터의 방향은, 전극(29a, 29b)의 대향 면에 수직인 방향이다.

그리고, 도 12d에 나타내듯이, 리지부(21a) 상에 증착된 금속(27)만을 연마 등으로 제거하고, 리지부(21a)의 양쪽 측면에 남겨진 금속으로 한쌍의 전극(29a, 29b)을 형성한 경우에, 전기 광학 결정(1)의 상면과 리지부(21a)를 협지하여 대향하는 측면 이외의 측면에도 금속(27)이 남아, 이 부분도 전극으로서 작용하지만, 이 부분의 전극 사이에 발생하는 불필요한 전계는 극히 적고, 대다수는 리지부(21a)의 대향하는 전극(29a, 29b) 사이에 발생한다.

이 경우에도, 전기 광학 결정(1)의 상면과 리지부(21a)를 협지하여 대향하는 측면 이외의 측면의 금속을 제거하면, 도 11에 나타내는 경우와 마찬가지로, 불필 요한 전계의 발생을 회피할 수 있다.

그런데, 도 10d, 도 11 및 도 12d에 나타낸 형태에 있어서, 길이 L를 크게 하여 큰 위상 변조도 및 전계 감도를 얻고자 하는 경우에는, 광의 회절 효과가 장애가 된다. 즉, L이 작은 경우에는, 광이 회절해도, 전기 광학 결정의 단부면으로부터 출사하므로 광의 손실은 없다. L을 크게 한 경우에는, 회절한 광이 리지부(21)(21a)로부터 유출되는 방향으로 진행한다.

도 10d, 도 11 및 도 12d에 나타낸 전계 광학 변조 소자에 있어서, 리지부(21)(21a)의 상면은 공기에 접하고 있고, 또 양쪽 측면은 전극에 접해 있으므로, 이들 면에서는 반사가 일어나, 광이 유출되는 일은 없다.

그러나, 리지부(21)(21a)의 하방은 리지부(21)(21a)와 동일하게 전기 광학 결정(1)으로 구성되어 있으므로 리지부(21)(21a)로부터의 광의 유출이 생긴다. 그러므로, 전기 광학 결정의 길이를 길게 하는 경우에는, 길이에 대응하는 큰 위상 변조도 및 전계 감도를 얻을 수 없다.

이하, 도 10d, 도 11 및 도 12d에 나타낸 바와 같은 전계 광학 변조 소자에 있어서 전기 광학 결정의 길이를 길게 하는 경우에도, 길이 상당한 큰 위상 변조도 및 전계 감도를 얻는 실시예를 설명한다.

도 13은, 리지형의 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자의 광의 입사면을 나타내는 도면이다.

이 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 전계의 결합으로 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정(61)과, 전기 광학 결정(61)의 굴절율 보다 작은 굴절율을 가지는 저굴절율 매질(62)을 구비한다. 저굴절율 매질(62)의 굴절율은 전기 광학 결정(61)의 굴절율에 비하여, 약 10% 이상 낮은 값이 바람직하다. 예를 들면, 전기 광학 결정(61)의 굴절율이 3인 경우에는, 저굴절율 매질(62)의 굴절율을 2.7 이하로 하면 된다. 또 일반적으로, 전기 광학 결정(61)과 저굴절율 매질(62)의 굴절율 차이는 클수록 바람직하다. 전기 광학 결정(61)은, 예를 들면, GaAs(비소화갈륨), InP(인화인듐), CdTe(텔루르화카드뮴) 또는 ZnTe(텔루르화아연) 등으로 구성된다.

또, 이 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 기저부(63), 기저부(63)의 상면(63a)에 적어도 전기 광학 결정(61)을 포함하여 가늘게(예를 들면, 두께 d=0.lmm 정도로) 형성되며 또한 상면(61a)이 외기(예를 들면 공기)에 노출된 리지부(64), 및 리지부(64)의 양쪽 측면(64a, 64b)으로부터 기저부(63)의 상면(63a)에 걸쳐 설치되고 횡단면이 L자 모양인 전극(65a, 65b)을 구비하고 있다. 그리고, 상면(6la)의 윗쪽의 외기와 저굴절율 매질(62)이 전기 광학 결정(61)을 협지하는 구성으로 되어 있다.

이 실시예의 전기 광학 변조 소자에서는, 각 측면(64a, 64b)으로부터 기저부(63)의 상면(63a)에 걸쳐 L자 모양의 전극(65a, 65b)을 설치하였으므로, 전극(65a, 65b)을 각각 측면(64a, 64b)에 설치한 경우보다 기계적 강도가 향상된다. 예를 들면, 기저부(63)와 리지부(64)가 분리하여 버리거나, 리지부(64)의 일부가 파괴될 가능성을 감소시킬 수 있다.

또, 이 실시예의 전기 광학 변조 소자에서는, 전기 광학 결정(61)의 빔 스폿(BS)으로부터 입사한 광은, 예를 들면, 윗쪽(양의 y 방향)으로 회절한 경우에는, 상면(61a)의 윗쪽의 외기로 반사하여 전기 광학 결정(61) 내로 되돌아 온다. 또, 광은, 예를 들면, 아래쪽(음의 y 방향)으로 회절한 경우에는, 저굴절율 매질(62)에서 반사하여 전기 광학 결정(61) 내로 되돌아 온다. 전극(65a, 65b)에서도, 마찬가지로 반사가 일어난다. 즉, 이 실시예의 전기 광학 변조 소자에는 광 도파로가 구성된다. 이 때, 전기 광학 결정(61)은, 광 도파로의 코어에 상당하고, 저굴절율 매질(62)은, 광 도파로의 클래드에 상당한다. 이와 같이, 이 실시예의 전기 광학 변조 소자에서는, 광을 전기 광학 결정(61) 내에 가둘 수 있다. 따라서, 전기 광학 결정(61)의 z 방향의 길이를 길게 한 경우에도, 회절한 광이 유출되는 것을 방지할 수 있으므로, 큰 위상 변조도 및 전계 감도를 얻을 수 있다.

특히, 도 13의 좌측에 나타낸 예에서는, 기저부(63)를 저굴절율 매질(62)로 구성하고, 리지부(64)를 전기 광학 결정(61)으로 구성함으로써, 후술하는 중앙의 예나 우측의 예보다 구조를 단순하게 할 수 있어, 전기 광학 변조 소자의 제조가 용이하게 된다. 예를 들면, 기저부(63)와 리지부(64)를 별개로 제조한 후에 결합하는 것이 용이하다. 후술하는 중앙의 예와 같이, 저굴절율 매질(62)에 돌출부가 형성되어 있지 않고, 기저부(63)와 리지부(64)의 파괴 가능성을 낮게 할 수 있다.

또, 도 13의 중앙에 나타낸 예에서는, 리지부(64)의 하부를 저굴절율 매질(62)로 구성하고 있다. 저굴절율 매질(62)의 굴절율이 전기 광학 결정(61)의 굴절율에 비해 그다지 작지 않은 경우에는, 저굴절율 매질(62)로 광이 비교적 많이 배어 나온다(ooze). 이 예에서는, 이 배어 나온 광에 대하여도 전계가 결합되므로, 리지부(64)의 하부를 구성하는 저굴절율 매질(62)이 전기 광학 효과를 가지는 경우 에는, 검출 감도를 높일 수 있다. 또, 이 예에서는, 배어 나온 광에 대하여 전극(65a, 65b)이 정면으로 대면하지 않는 좌측의 예나 우측의 예에서와 같은 감도의 저하가 없다.

또, 도 13의 우측에 나타낸 예에서는, 기저부(63)의 상부를 전기 광학 결정(61)으로 구성함으로써, 전기 광학 결정(61)이 커진다. 특히, 윗쪽으로부터의 투영 면적이 커진다. 이로써, 좌측의 예나 중앙의 예의 경우보다 전기 광학 변조 소자의 기계 강도를 높일 수 있다. 감도의 향상을 위해 리지부(64)는 가능한 한 가늘고 형성된다. 이 우측의 예에서, 리지부(64)를 구성하는 전기 광학 결정(61)이 전체적으로 커지기 때문에, 리지부(64)의 취급이 용이하게 된다. 따라서, 예를 들면, 전기 광학 결정(61)의 단부면에 무반사 코팅을 행하는 작업이 용이하게 된다.

그리고, 상기 실시예의 저굴절율 매질(62)에 대신하여, 주기 구조를 가지는 포토닉 결정(photonic crystal)을 이용하는 것도 가능하다. 포토닉 결정이라는 것은 광 파장 크기의 주기 구조를 가지는 재료의 총칭이며, 주기 구조를 가지는 영역에는 광을 진입시키지 않는 성질이 있다.

도 14a에 나타내듯이, 포토닉 결정(71)으로 이루어지는 매질을 이용할 때는, 주기 구조가 없는 영역과 주기 구조를 가지는 영역으로 이루어지는 전기 광학 결정을 절삭 가공함으로써, 주기 구조가 없는 영역으로 이루어지는 리지부(71a)와 주기 구조가 있는 영역으로 이루어지는 기저부(71b)로 이루어지는 전기 광학 변조 소자를 구성할 수 있다.

또, 도 14b에 나타내듯이, 전기 광학 결정(73)과 주기 구조를 가지는 포토닉 결정(75)을 접착제(77)로 접착한 후에 전자의 쪽을 절삭함으로써 전기 광학 변조 소자를 구성해도 된다.

도 15는, 리지형의 다른 실시예의 전기 광학 변조 소자의 광의 입사면을 나타내는 도면이다.

이 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 전술한 실시예의 저굴절율 매질을 구성하는 원소의 종류와 전기 광학 결정을 구성하는 원소의 종류를 같게 하고, 원소의 조성비의 차이에 의해 굴절율이 상이하도록 한 것이다. 그 외의 구성, 각 예에 의한 차이 및 작용 효과는, 전술한 실시예의 전기 광학 변조 소자의 것과 변함이 없기 때문에 설명을 생략한다.

이 실시예의 전기 광학 변조 소자에서는, 저굴절율 매질을 구성하는 원소의 종류와 전기 광학 결정을 구성하는 원소의 종류를 같게 하였기 때문에, 결정 성장 프로세스로 저굴절율 매질을 형성한 다음에 원소의 조성비를 바꾸는 것만으로, 전기 광학 결정을 연속적으로 형성할 수 있다. 이로써, 고굴절율층과 저굴절율층으로 이루어지는 일체적인 전기 광학 결정(61A)을 얻을 수 있다. 또, 전기 광학 결정과 저굴절율 매질을 별개로 제조해 결합하는 경우보다 제조가 용이해진다. 또, 저굴절율 매질이나 전기 광학 결정의 두께의 조정이 용이하다. 또, 저굴절율 매질과 전기 광학 결정의 경계면을 이상적인 평면과 유사하게 하는 것이 가능하므로, 이 경계면에 요철이 많은 경우에 비해 광의 유출을 적게 할 수 있다.

도 16은, 리지형의 다른 실시예의 전기 광학 변조 소자의 광의 입사면을 나타내는 도면이다.

이 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 전기 광학 결정(61)과 상기 전기 광학 결정(61)의 굴절율 보다 작은 굴절율을 가지는 저굴절율 매질으로 작용하는 접착제62a)를 구비한다.

또, 이 실시예의 전기 광학 변조 소자는, 기저부(63)와, 기저부(63)의 상면(63a)에 적어도 전기 광학 결정(61)을 포함하여 가늘게 형성되고, 또한 전기 광학 결정(61)의 상면(61a)이 외기에 노출된 리지부(64)와, 리지부(64)의 대향하는 각 측면(64a, 64b)으로부터 기저부(63)의 상면(63a)에 걸쳐 설치된 L자 모양의 전극(65a, 65b)을 구비하고 있다. 또, 상면(61a)의 윗쪽의 외기와 접착제(62a)가 전기 광학 결정(61)을 협지하는 구성으로 되어 있다.

그리고, 이 실시예의 전기 광학 변조 소자에 있어서도, 각 측면(64a, 64b)으로부터 기저부(63)의 상면(63a)에 걸쳐 L자 모양의 전극(65a, 65b)을 설치하였으므로, 전극(65a, 65b)을 각각 측면(64a, 64b)에만 설치한 경우보다, 기계적 강도가 향상된다.

또, 이 실시예의 전기 광학 변조 소자에 있어서도, 광 도파로가 구성되기 때문에, 광을 전기 광학 결정(61) 내에 가둘 수 있다. 따라서, 전기 광학 결정(6l)의 길이를 길게 함으로써, 길이에 대응하는 큰 위상 변조도 및 전계 감도를 얻는 것이 가능해진다.

또, 접착제(62a)에 의하여, 기판(66a)과 전기 광학 결정(61)을 용이하게 결합할 수 있다.

도 16의 좌측에 나타낸 예에서는, 기저부(63)를 기판(66)과 상부의 접착제 62a)로 구성하고, 리지부(64)를 전기 광학 결정(61)으로 구성하였기 때문에, 전극(65a, 65b)과의 접촉 면적이 넓어져, 전극(65a, 65b)을 견고하게 고정할 수 있다. 또, 전극(65a, 65b)의 고정에 다른 접착제를 이용할 필요가 없어진다.

또, 도 16의 중앙에 나타낸 예에서는, 기저부(63)을 기판(66)으로 구성하고, 리지부(64)의 하부를 접착제(62a)로 구성함으로써, 다른 실시예에서의 중앙에 나타낸 예와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

또, 도 16의 우측에 나타낸 예에서는, 기저부(63)를 기판(66)과 그 상부의 접착제(62a)와 또한 그 상부의 전기 광학 결정(61)으로 구성하고, 리지부(64)를 전기 광학 결정(61)으로 구성하였기 때문에, 다른 실시예에서의 우측에 나타낸 예와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 상기 각 실시예에서는, 전기 광학 결정(61)에 있어서의 광의 경로를 따라 연장된 면 중 하나인 하면에 저굴절율 매질(62) 또는 접착제(62a)를 설치되는 동시에 상면(61a)이 외기로 노출된다. 또는, 상면(61a)에도 저굴절율 매질을 형성함으로써, 저굴절율 매질끼리 전기 광학 결정(61)을 협지하는 구성으로 해도 된다.

도 17a 및 도 17b는 리지형의 다른 실시예에 따른 전기 광학 변조 소자의 제조 방법을 나타내는 도면이다.

이 실시예에서는, 예를 들면, 도 17a에 나타내듯이, 결정 성장 프로세스로 형성된, 공동(81a)을 가지는 전기 광학 결정(81)을 절삭함으로써, 리지부(81b) 아래에 공동(81a)를 가지는 전기 광학 변조 소자를 구성할 수 있다.

또, 도 17b에 나타내듯이, 리지부를 미리 형성한 전기 광학 결정(83)과 상부 에 오목부를 형성한 기저부(85)를 접착제(87)로 접착함으로써, 리지부 아래에 공동(89)을 가지는 전기 광학 변조 소자를 구성할 수 있다.

이들 공동(81a, 89)에는, 전기 광학 결정의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 기체로서, 예를 들면, 공기 또는 가스를 밀봉할 수 있다. 또, 이들 공동(81a, 89)에 외기가 출입 가능하도록 할 수 있다. 또, 이들 공동(81a, 89)을 진공으로 할 수 있다.

그리고, 전술한 실시예에서는, 도 10d의 경우를 전제으로 한 것을 들었지만, 물론 도 11의 경우도 적용할 수 있고, 또한 도 12d의 경우도 마찬가지로 적용할 수 있다. 각각 당업자에게는 자명하기 때문에, 도면에 기초한 구체예의 설명은 생략한다.

다음에, 주파수 특성이 평탄하게 되는 구성에 따른 전기 광학 변조 소자의 실시예를 설명한다.

전기 광학 결정과 그 전기 광학 결정을 협지하는 한쌍의 전극으로 구성된 전기 광학 변조 소자에 있어서, 전기 광학 결정은 주로 전극면에 수직한 방향으로 왜곡되어, 주파수 평탄성을 얻을 수 없다. 따라서, 이하, 왁스 등에 의해 전기 광학 결정의 왜곡을 경감하는 몇개의 실시예를 설명한다.

도 18a 내지 도 18e는, 받침대(19)에 길이방향으로 위치된 전기 광학 결정에 대한 왁스 도포 태양을 나타내는 도면이다.

도 18a는, 전기 광학 결정(31)의 상면으로부터 양쪽의 전극(33, 35)에 왁스(37)를 쌓고, 또한 받침대(19)에도 쌓기 위해 왁스(37)를 도포한 경우를 나타낸다. 이 태양에 의하면, 확실하게 전기 광학 결정(31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 또, 도 18b는, 전기 광학 결정(31)의 상면으로부터 한쪽의 전극(33)에 왁스(37)를 쌓고, 또한 받침대(19)에도 쌓기 위해 왁스(37)를 도포한 경우를 나타낸다. 이 경우에도 비교적 확실하게 전기 광학 결정(31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 물론, 전극(35) 쪽에 쌓아도 된다. 또, 도 18c는, 양쪽의 전극(33, 35)으로부터 받침대(19)에 쌓기 위해 왁스(37)를 도포한 경우를 나타낸다. 이와 같이, 전극(33, 35)을 왁스(37)에 의해 받침대(19)에 고정함으로써, 상대적으로 전기 광학 결정(31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 도 18d는, 전기 광학 결정(31)의 상면에 왁스(37)를 쌓이도록 도포한 경우를 나타낸다. 이와 같이 전기 광학 결정(31)에 대하여 전극(33, 35)을 고정하면, 전기 광학 결정(31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 도 18e는, 전기 광학 결정(31)의 상면으로부터 양쪽 전극(33, 35)의 상단부에 걸쳐 왁스(37)를 쌓이도록 도포한 경우를 나타낸다. 이 경우도 도 18d의 경우와 마찬가지로, 전기 광학 결정(31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 그리고, 빔 스폿(BS) 또는 빔 스폿의 면에는 왁스를 도포하지 않는다. 이것은, 광빔이 왁스에 의해 굴절되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그리고, 상기 각 태양의 어느 것을 선택할 것인가 하는 것은, 주파수 평탄성의 정도와 전기 광학 효과의 정도의 절충의 관점에 기초한다. 즉, 예를 들면, 도 18a에 나타낸 태양에서는, 전기 광학 결정(31)의 왜곡은 확실하게 억제할 수 있지만, 전기 광학 효과는 약간 떨어지는 결점이 있다. 한편, 도 18d에 나타낸 태양에서는, 전기 광학 결정(31)의 왜곡은, 도 18a에 나타낸 태양과 비교하면 그다지 억 제되지 없지만, 전기 광학 효과는 그만큼 떨어지지 않는다.

도 19는, 전기 광학 결정에 왁스를 도포하지 않은 경우와, 도 18d와 같이, 전기 광학 결정(31)의 상면에 왁스(37)를 도포한 경우와, 도 18a와 같이, 전기 광학 결정(31)의 상면으로부터 양쪽의 전극(33, 35)에, 또한 받침대(19)에 왁스(37)를 도포한 경우의, 전계 센서로서의 출력 특성의 차이를 나타내는 도면이다.

도 1의 구성을 가지는 전계 센서에서는, 출력 신호(122)의 진폭 전압(출력 진폭 전압)이 평탄인 것이 바람직하다. 어떤 종류의 전기 광학 결정(31)을 이용하고, 그것에 왁스(37)를 도포하지 않은 경우에는, 590kHz 부근과 610kHz 부근과 720kHz 부근에서 공진이 발견되었다. 그런데, 도 18d와 같이, 전기 광학 결정(31)의 상면에 왁스(37)를 도포하면, 출력 진폭 전압을 유지하면서 공진을 감소시킬 수 있다. 또한, 도 18a와 같이, 전기 광학 결정(31)의 상면과 양쪽의 전극(33, 35)에 왁스(37)를 도포하면, 출력 진폭 전압이 낮아지지만, 공진이 제거될 수 있다.

도 20a 내지 도 20e는, 받침대(19)에 횡방향으로 배치된 전기 광학 결정에 대한 왁스 도포 태양을 나타내는 도면이다.

도 20a는, 전기 광학 결정(31)의 상에 배치된 전극(33)으로부터 전기 광학 결정(31)의 양쪽 측면에 왁스(37)를 도포하고, 또한 받침대(19)에도 쌓이도록 왁스(37)를 도포한 경우를 나타낸다. 이 태양에 의하면, 확실하게 전기 광학 결정(31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 또, 도 20b는, 전극(33)의 상면으로부터 전기 광학 결정(31)의 한쪽의 측면에 왁스(37)를 도포하고, 또한 받침대(19)에도 쌓이도록 왁스(37)를 도포한 경우를 나타낸다. 이 경우에도 비교적 확실하게 전기 광학 결정 (31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 물론, 전기 광학 결정(31)의 다른쪽 측면에 쌓아도 된다. 또, 도 20c는, 전기 광학 결정(31)의 양쪽 측면으로부터 받침대(19)에 쌓이도록 왁스(37)를 도포한 경우를 나타낸다. 이 경우에는, 전기 광학 결정(31)을 양쪽 전극(33, 35)에 고정할 수 있고, 또한 받침대(19)에도 고정 가능하므로, 비교적 확실하게 전기 광학 결정(31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 도 20d는, 전극(33)의 단부로부터 전기 광학 결정(31)의 양쪽 측면에 왁스(37)를 도포하고, 또한 전기 광학 결정(31)의 양쪽 측면으로부터 받침대(19)에 쌓이도록 왁스(37)를 도포한 경우를 나타낸다. 이 경우도 도 20c에 나타내는 경우와 마찬가지이다. 도 20e는, 전기 광학 결정(31)의 양쪽 측면에 왁스(37)를 쌓이도록 도포한 경우를 나타낸다. 전기 광학 결정(31)을 왁스(37)에 의해 양쪽 전극(33, 35)에 고정하므로, 전기 광학 결정(31)의 왜곡을 억제할 수 있다. 그리고, 빔 스폿(BS) 또는 빔 스폿(BS)의 면에는 왁스를 도포하지 않는데, 이것은 광빔이 왁스에 의해 굴절하는 것을 방지하기 위한 것이다.

그리고, 전술한 도 18a 내지 도 18e 및 도 20a 내지 도 20e의 설명에 있어서, 왁스를 도포하는 것으로 설명하였지만, 왁스에 한정되지 않고, 다른 유전체도 이용될 수 있다.

도 21a 및 도 21b는, 전술한 소위 H형의 전기 광학 변조 소자에 왁스를 도포하는 태양을 나타내는 도면이다.

도 21a에 나타낸 태양은, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 H형의 전기 광학 변조 소자에 있어서 유전체(9a, 9b)를 구체적으로 왁스(10a, 10b)로 대치한 태양이다. 즉 , 받침대(19)에 탑재된 전기 광학 결정(1)의 홈부(3a, 3b)에는 도 5a 및 도 5b에 나타낸 실시예와 마찬가지로, 중앙의 얇은 결정 부분을 협지하여 전극(7a, 7b)이 형성된다. 그러나, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 실시예와 다른 것은, 나머지의 홈부의 부분에는, 유전체(9a, 9b)의 구체예로서 왁스(10a, 10b)가 매입되어 있다.

그러한 태양에 따라, 중앙의 얇은 결정 부분은, 전극(7a, 7b), 왁스(10a, 10b), 및 다른 전기 광학 결정으로 완전히 둘러싸여 고정된다. 따라서, 전극(7a, 7b)으로 협지되는 결정 부분의 왜곡을 억제할 수 있다. 그리고, 도 21a에 나타낸 태양은, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 태양과 마찬가지로, 중앙의 얇은 결정 부분의 물리적 강도를 보충하는 효과도 겸비한다.

또, 도 21b에 나타낸 태양은, 전기 광학 결정(1)의 홈부(3a, 3b)도 포함하여 H형의 전기 광학 변조 소자의 전체를 왁스(10)로 덮고, 이러한 덮는 왁스(10)에 의해 전기 광학 변조 소자를 받침대(19)에 고정하는 태양이다. 이러한 태양에 의해서도 물론, 중앙의 얇은 결정 부분 왜곡을 억제할 수 있는 동시에, 그 물리적 강도를 보충할 수 있다. 이 경우, 왁스(10)에 한정되지 않고, 다른 유전체라도 된다.

도 22a 내지 도 22c는, 이른바 리지형의 전기 광학 변조 소자에 왁스를 도포하는 태양을 나타내는 도면이다.

도 22a에 나타내는 태양에 있어서는, 도 10d에 나타낸 리지형의 전기 광학 변조 소자의 전극을 포함하는 리지부(21)의 상면에 왁스(10)를 도포했다. 이러한 태양에 의해 리지부(21)와 전극(25a, 25b)을 고정할 수 있다. 따라서, 리지부(21)의 결정의 왜곡을 억제할 수 있다.

또, 도 22b에 나타내는 태양에 있어서는, 도 10d에 나타낸 리지형의 전기 광학 변조 소자의 리지부(21) 및 전극(25a, 25b) 전체를 왁스(10)로 덮는다. 이러한 태양에 의해서도 리지부(21)와 전극(25a, 25b)을 고정할 수 있으므로, 리지부(21)의 결정의 왜곡을 억제할 수 있다.

또한, 도 22b에 나타내는 태양에 있어서는, 도 10d에 나타낸 리지형의 전기 광학 변조 소자 전체를 왁스(10)로 덮어, 받침대(19)에 고정한다. 물론 이 경우에도, 리지부(21)의 결정의 왜곡을 억제할 수 있다.

그리고, 도 22a 내지 도 22c의 어느 태양을 선택할 것인가 하는 것은, 도 18a 내지 도 18e의 경우와 마찬가지로, 주파수 평탄성의 정도와 전기 광학 효과의 정도의 절충의 관점에 기초한다.

또, 도 22a 내지 도 22c의 설명에 있어서는, 왁스로 덮는 것을 설명하였으나, 왁스에 한정되지 않고, 다른 유전체라도 된다.

또, 도 22a 내지 도 22c에 나타낸 태양은, 도 12d에 나타낸 이른바 L형의 전기 광학 변조 소자에도 응용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 각 실시예에서는, 전기 광학 결정에 대하여, 점성을 가지고 또한 시간이 경과함에 따라 굳어지는 성질을 가지는 물질이 도포되어 있으므로, 굳어진 물질이 결정 격자의 변형을 감소시켜, 공진이 없어, 보다 평탄한 주파수 특성의 전기 광학 변조 소자를 얻을 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 점성을 가지고 또한 시간이 경과함에 따라 굳어지는 성질을 가지는 물질을 이용하였지만, 그 물질이, 전기 광학 결정에 도포되었을 때 적어도 형상이 변화하지 않는 정도의 점성을 가지는 물질이면, 원하는 형상으로 도포한 후, 그것을 방치해도 형상이 유지되므로 매우 적합하다.

또, 왁스는, 시간이 경과됨에 따라 수분이 증발해 굳어지지만, 시간이 경과됨에 따라 저온으로 되어 굳어지는 물질, 즉 점성을 가지도록 예열되어 있는 물질을 이용해도 된다. 또, 접착제이라도 된다.

본 발명에 의하면, 전기 광학 결정은, 상기 한쌍의 전극 사이에 입사하는 광의 방향에 평행한 한쌍의 측면 각각에, 그 방향과 평행한 홈을 가짐으로써, 양쪽 홈에 의해 얇은 결정 부분이 전계를 결합시키는 부분으로서 작용하며, 그 양쪽 홈에는, 한쌍의 전극이 채워지거나, 한쌍의 전극 및 유전체가 채워져 있으므로, 전극 사이의 얇은 결정 부분으로부터 파괴되기 쉬운 일이 없는 동시에, 전극 사이를 극히 얇게 가공하는 것도 어렵지 않고, 또한 전극 사이의 얇은 결정 부분의 단부면만이 아니고, 이 부분 이외의 전기 광학 결정의 단부면 등을 포함하는 전기 광학 변조 소자 전체의 단부면으로서 무반사 코팅을 행함으로써, 무반사 코팅을 극히 용이하고 확실하게 행할 수 있다. 또, 얇은 결정 부분이 왜곡되는 일 없이, 주파수 특성이 평탄하게 된다는 효과도 있다.

또, 본 발명에 의하면, 기저부의 한 측면 상에서 돌출된 소정 폭 이하의 리지부를 전계가 결합하는 전기 광학 결정으로서 구성하였으므로, 전극 사이의 얇은 결정 부분이 파괴되기 쉬운 일이 없는 동시에, 리지부로 이루어지는 전극 사이의 거리를 극히 얇게, 예를 들면 O.1mm 이하로 가공하는 것도 어렵지 않고, 또한 입사 면을 무반사 코팅하는 경우에도, 전극 사이의 얇은 결정 부분의 단부면만이 아니고, 이 부분의 아래쪽에 일체적으로 형성되어 있는 전기 광학 결정의 단부면을 포함하는 전기 광학 변조 소자 전체의 단부면에 대하여 전체적으로 무반사 코팅을 행함으로써, 무반사 코팅을 극히 용이하고 확실하게 행할 수 있다.

이 경우, 적어도, 리지부의 상면과 그 상면에 연속하는 면을 형성하는 한쌍의 전극의 측면을 유전체로 덮을 경우에는, 리지부의 전기 광학 결정의 왜곡이 억제되고, 평탄한 주파수 특성을 얻을 수 있다.

또, 이 경우, 적어도, 리지부와 기저부의 경계 부분의 굴절율이, 리지부의 전기 광학 결정의 굴절율보다 낮게 되도록 하면, 전기 광학 결정의 길이를 길게 한 경우에도, 회절한 광이 유출되는 것을 방지할 수 있으므로, 큰 위상 변조도를 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 전기 광학 결정과 한쌍의 전극을 상대적으로 고정하도록 유전체가 도포되므로, 전기 광학 결정의 왜곡이 억제되고, 평탄한 주파수 특성을 얻을 수 있다.

Claims

결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정(1), 및 상기 전기 광학 결정(1)에 대하여 전계를 결합시키기 위해 상기 전기 광학 결정(1)을 협지하여 설치되는 한쌍의 전극(5a, 5b)을 구비하고, 상기 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 상기 전계의 강도에 따른 상기 복굴절율의 변화에 따라 상기 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 있어서,

상기 전기 광학 결정(1)이 상기 입사되는 광의 방향에 평행한 한쌍의 측면 각각에 상기 방향에 평행한 홈(3a, 3b)을 포함함으로써, 상기 홈(3a, 3b)에 의해 협지된 얇은 결정 부분이 상기 전계를 결합시키는 부분으로서 작용하며,

상기 한쌍의 전극(5a, 5b)은 각각 상기 홈(3a, 3b)을 채우고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제1항에 있어서,

상기 홈(3a, 3b)은, 상기 한쌍의 측면에서, 상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면(1c, 1d)에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제1항에 있어서,

상기 홈은, 상기 한쌍의 측면에서, 상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면 사이의 양쪽 단부를 제외한 중앙부에만 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정(1), 및 상기 전기 광학 결정(1)에 대하여 전계를 결합시키기 위해 상기 전기 광학 결정을 협지하여 설치되는 한쌍의 전극(7a, 7b; 7aa, 7ba)을 구비하고, 상기 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 상기 전계의 강도에 따른 상기 복굴절율의 변화에 따라 상기 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 있어서,

상기 전기 광학 결정(1)은 상기 입사되는 광의 방향에 평행한 한쌍의 측면 각각에 상기 방향에 평행한 홈(3a, 3b; 4a, 4b)을 가짐으로써, 상기 홈에 의해 협지된 얇은 결정 부분이 상기 전계를 결합시키는 부분으로서 작용하며,

상기 한쌍의 전극(7a, 7b; 7aa, 7ba)은 상기 홈(3a, 3b; 4a, 4b)의 저부에 소정의 두께로 형성되어 있고,

적어도 상기 홈(3a, 3b; 4a, 4b)의 상기 한쌍의 전극 부분 이외의 나머지 부분은 유전체(9a, 9b; 9aa, 9ba; 10; 10a. 10b)로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제4항에 있어서,

상기 홈(3a, 3b)은, 상기 한쌍의 측면에서, 상기 광이 입사하여 출사하는 상 기 양쪽 단부면(1c, 1d)에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제4항에 있어서,

상기 홈(4a, 4b)은, 상기 한쌍의 측면에서, 상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면(1c, 1d) 사이의 양쪽 단부를 제외한 중앙부에만 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 홈(3a, 3b; 4a, 4b)의 상기 한쌍의 전극(7a, 7b; 7aa, 7ba) 부분 이외의 나머지 부분은 유전체(10)로 채워져 있고,

상기 광이 입사하여 출사하는 상기 양쪽 단부면 이외의 부분이 전체적으로 유전체(10)로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유전체(9a, 9b; 9aa, 9ba; 10; 10a, 10b)는 왁스인 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정(1, 61, 61A), 및 상기 전기 광학 결정에 대하여 전계를 결합시키기 위해 상기 전기 광학 결정을 협지 하여 설치되는 한쌍의 전극(25a, 25b; 29a, 29b; 64a, 64b)을 구비하고, 상기 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 상기 전계의 강도에 따른 상기 복굴절율의 변화에 따라 상기 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 있어서,

기저부(63), 및

상기 기저부(63)의 한 측면 상에서 돌출하여 상기 입사하는 광의 방향으로 연장되며, 적어도 일부가 상기 전기 광학 결정으로 구성되고, 폭이 소정값 이하인 리지(ridge) 모양의 리지부(21, 21a, 64)를 구비하며,

상기 한쌍의 전극(25a, 25b; 29a, 29b; 64a, 64b)은 상기 리지부(21, 21a, 64)의 폭 방향으로 반대인 양쪽 측면 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제9항에 있어서,

상기 리지부(21, 64)는, 상기 광이 입사하는 방향으로부터 볼 때, 상기 기저부의 상기 한 측면 상에서 대략 중앙에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제9항에 있어서,

상기 리지부(21a)는, 상기 광이 입사하는 방향으로부터 볼 때, 상기 기저부의 상기 한 측면 상에서 코너부(corner)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제9항에 있어서,

전체를 덮는 유전체(10)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제9항에 있어서,

상기 리지부(21, 21a, 64)를 덮는 유전체(10)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제9항에 있어서,

상기 리지부(21, 21a, 64)의 상면, 및 상기 상면에 연속하는 면을 형성하는 상기 한쌍의 전극(25a, 25b; 29a, 29b; 64a, 64b)의 측면을 덮는 유전체(10)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유전체(10)는 왁스인 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제9항에 있어서,

상기 리지부(64)의, 상기 한쌍의 전극(64a, 64b)이 형성되는 상기 한쌍의 측 면 이외의 한쌍의 측면 중 상기 기저부 쪽의 측면의 적어도 근방에, 상기 전기 광학 결정의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 저굴절율 매질(62)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제16항에 있어서,

상기 리지부(64)가 상기 전기 광학 결정(61)으로 구성되며, 상기 기저부(63)가 상기 저굴절율 매질(62)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제16항에 있어서,

상기 리지부(64)와 상기 기저부(63)의 상부가 상기 전기 광학 결정(61)으로 구성되며, 상기 기저부(63)의 나머지 하부가 상기 저굴절율 매질(62)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제16항에 있어서,

상기 기저부(63)와 상기 리지부(64)의 하부가 상기 저굴절율 매질(62)로 구성되며, 상기 리지부(64)의 나머지 상부가 상기 전기 광학 결정(61)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 저굴절율 매질(62)은, 상기 전기 광학 결정(61)과 동종의 원소로 구성되어 있지만 그 조성비의 차이로 인해 굴절율이 낮은 전기 광학 결정인 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제16항에 있어서,

상기 리지부(64)가 상기 전기 광학 결정(61)으로 구성되며, 상기 기저부(63)의 상부가 접착제(62a)로 구성되며, 상기 기저부(63)의 나머지 하부가 기판(66)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제16항에 있어서,

상기 리지부(64)와 상기 기저부(63)의 상부가 상기 전기 광학 결정(61)으로 구성되며, 상기 기저부(63)의 상기 전기 광학 결정의 하부가 접착제(62a)로 구성되며, 상기 기저부(63)의 나머지 하부가 기판(66)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제16항에 있어서,

상기 기저부(63)가 기판(66)으로 구성되며, 상기 리지부(64)의 하부가 접착제(62a)로 구성되며, 상기 리지부(64)의 나머지 상부가 상기 전기 광학 결정(61)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제16항에 있어서,

상기 저굴절율 매질(62)은, 상기 기저부(63)의 상부에 형성된 공동(81a, 89) 내의 기체 또는 진공 상태인 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제9항에 있어서,

상기 리지부(64)는 상기 전기 광학 결정(73a)으로 구성되며, 상기 기저부(63)는 주기 구조를 가지는 포토닉 결정(photonic crystal)(75)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
결합 전계에 의해 복굴절율이 변화하는 전기 광학 결정(31), 및 상기 전기 광학 결정에 대하여 전계를 결합시키기 위해 상기 전기 광학 결정을 협지하여 설치되는 한쌍의 전극(33, 35)을 구비하고, 상기 한쌍의 전극을 통하여 전계가 결합됨으로써, 상기 전계의 강도에 따른 상기 복굴절율의 변화에 따라 상기 한쌍의 전극 사이에 입사되는 광의 편광을 변화시키는 전기 광학 변조 소자에 있어서,

상기 광이 입사하여 출사하는 양쪽 단부면을 제외하고, 상기 전기 광학 결정(31)과 상기 한쌍의 전극(33, 35)을 상대적으로 고정하도록 도포된 유전체(37)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.
제26항에 있어서,

상기 유전체(37)는, 점성을 가지고 있으며 시간이 경과됨에 따라 굳어지는 성질을 가진 물질인 것을 특징으로 하는 전기 광학 변조 소자.