WO2003079104A1

WO2003079104A1 - Procede pour produire un modulateur optique

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Publication number: WO2003079104A1
Application number: PCT/JP2003/003374
Authority: WO
Inventors: Jungo Kondo; Yukio Mizuno; Minoru Imaeda; Atsuo Kondo
Original assignee: Ngk Insulators, Ltd.
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2003-09-25
Also published as: JP2003270599A

Description

明細書光変調器の製造方法技術分野

本発明は、高速で大容量の光ファイバ通信システムなどに好適に用いることができる光変調器の製造方法に関する。背景技術

近年、高速で大容量の光ファイバ通信システムの進歩に伴い、外部変調器（外部変調方式による光変調器）に代表されるように、光導波路素子を用いた高速光変調器が実用化され、広く用いられるようになってきている。

図 1は、従来の光変調器の一例を示す断面図である。図 1に示す光変調器 1 0 は、光導波路内を導波する光を変調するためのコプレナ一型（C PW) の変調用電極を具えている。即ち、この光変調器 1 0は、ニオブ酸リチウムの Xカット板からなる基板 1と、該基板 1の主面 I Aの直下にチタン拡散法などによって形成されたマッハツェンダー型の光導波路 2と、主面 I A上に形成された酸化珪素などからなるバッファ層 3と、このバッファ層 3上に形成された中心電極 4及び接地電極 5— 1、 5— 2とを有する。

一方、図 2は、従来の光変調器の他の例を示す断面図である。図 2に示す光変調器 2 0は、光導波路内を導波する光を変調するための C P W変調用電極を具えている。即ち、この光変調器 2 0は、ニオブ酸リチウムの Zカット板からなる基板 1 1と、この基板 1 1の主面 1 1 Aの直下に同じくチタン拡散法などによって形成されたマッハツェンダー型の光導波路 1 2と、主面 1 1 A上に形成された酸化珪素などからなるバッファ層 1 3と、このバッファ層 1 3上に形成された中心電極 1 4及び接地電極 1 5— 1、 1 5— 2とを有する。

図 1及び図 2に示す光変調器 1 0及び 2 0において、バッファ層 3及び 1 3は光導波路 2及び 1 2内を導波する光と、変調用電極に印加されるマイクロ波との速度整合を向上させる目的などによって設けられる。

しかしながら、図 1及び図 2に示す上述した従来の光変調器 1 0及び 2 0において、基板 1及び 1 1上に含まれるバッファ層 3及び 1 3は、 D Cドリフト発生の原因となっていた。さらに、光導波路 2及び 1 2内を導波する光に対しては、変調用電極からバッファ層 3及び 1 3を介して変調信号が印加されるために、前記光に対して印加される実質的な変調信号電圧が減少してしまっていた。このため、光変調器 1 0及び 2 0を実効的に駆動させるために、変調用電極に対しては比較的高い電圧を印加する必要が生じ、駆動電圧の低減化という要請に反していた。

また、図 2に示す光変調器 2 0においては、中心電極 1 4に対して光導波路 1 2が非対称に配置されるために、チヤ一プが大きくなつて長距離伝送を確実に行うことができないという問題があつた。

本発明は、バッファ層を有することなく速度整合を図ることができ、上述した諸問題を生じることのない新規な構成の光変調器の製造方法を提供する。発明の開示

本発明に係る光変調器の製造方法は、電気光学効果を有する材料からなる基板の主面直下に光導波路を形成する工程と、前記基板の前記主面上に、前記光導波路内を導波する光を変調するための変調用電極を形成する工程と、前記基板の裏面に対して第 1の機械加工を施して、前記基板のうち、前記光導波路を含む部分 , を薄板化する工程と、前記基板の前記薄板化された部分に対して第 2の機械加工を施して、前記基板のうち、前記光導波路を含む部分を第 1の薄肉部分とし、前記第 1の薄肉部分に隣接する部分を前記第 1の薄肉部分よりも薄い第 2の薄肉部分とする工程とを含むことを特徴とする（第 1の製造方法）。

また、本発明に係る光変調器の製造方法は、電気光学効果を有する材料からなる基板の主面直下に光導波路を形成する工程と、前記基板の前記主面上に、前記光導波路内を導波する光を変調するための変調用電極を形成する工程と、前記基板の裏面に対して機械加工を施して、前記基板のうち、前記光導波路を含む部分を薄板化する工程と、前記基板の前記薄板化された部分に対してレーザ加工処理を施して、前記基板のうち、前記光導波路を含む部分を第 1の薄肉部分とし、前記第 1の薄肉部分に隣接する部分を前記第 1の薄肉部分よりも薄い第 2の薄肉部分とする工程とを含むことを特徴とする（第 2の製造方法）。

さらに、本発明に係る光変調器の製造方法は、電気光学効果を有する材料からなる基板の主面直下に光導波路を形成する工程と、前記基板の前記主面上に、前記光導波路内を導波する光を変調するための変調用電極を形成する工程と、前記基板の裏面に対してレーザ加工処理を施して、前記基板のうち、前記光導波路を含む部分を薄板化する工程と、前記基板の前記薄板化された部分に対して機械加ェを施して、前記基板のうち、前記光導波路を含む部分を第 1の薄肉部分とし、前記第 1の薄肉部分に隣接する部分を前記第 1の薄肉部分よりも薄い第 2の薄肉部分とする工程とを含むことを特徴とする（第 3の製造方法）。

また、本発明に係る光変調器の製造方法は、電気光学効果を有する材料からなる基板の主面直下に光導波路を形成する工程と、前記基板の前記主面上に、前記光導波路内を導波する光を変調するための変調用電極を形成する工程と、前記基板の裏面に対して第 1のレーザ加工処理を施して、前記基板のうち、'前記光導波路を含む部分を薄板化する工程と、前記基板の前記薄板化された部分に対して第 2のレーザ加工処理を施して、前記基板のうち、前記光導波路を含む部分を第 1 の薄肉部分とし、前記第 1の薄肉部分に隣接する部分を前記第 1の薄肉部分よりも薄い第 2の薄肉部分とする工程とを含むことを特徴とする（第 4の製造方法）。本発明者らは、バッファ層を有することなく速度整合を図ることができ、さらに光ファイバ一を結合した際の結合損失を低減することのできる新規な構成の光変調器の開発に成功した。

図 3は、本発明の製造方法に係わる新規な光変調器の一例を示す平面図であり、図 4は、図 3に示す光変調器を A— A線に沿って切った場合の断面図である。図 3及び図 4に示す光変調器 3 0は、電気光学効果を有する材料、例えばニオブ酸リチウムなどから構成される基板 2 1と、この基板 2 1の主面 2 1 Aの直下にに形成されたマッハツェンダー型の光導波路 2 2と、基板 2 1上に形成された中心電極 2 4及び接地電極 2 5— 1、 2 5— 2とを有する。中心電極 2 5及び接地電極 2 5— 1、 2 5— 2は、光導波路 2 2中を導波する光を変調するための C P W 変調用電極を構成する。

さらに、図 4に示すように、基板 2 1の裏面には所定の加工が施されることによって、光導波路 2 2を含む部分において第 1の薄肉部分 2 6が形成され、この第 1の薄肉部分 2 6に隣接するようにして、第 1の薄肉部分 2 6よりも薄い第 2 の薄肉部分 2 7が形成されている。即ち、光導波路 2 2の直下に第 1の薄肉部分 2 6の端面（裏面）が位置する。

これによつて、変調用電極からの変調信号が、第 2の薄肉部分 2 7の下方に存在する低誘電率部 8 (空気）にしみ出すため、バッファ層を形成することなく、速度整合条件を満足でき、さらに変調信号が光導波路 2 2に効率良く印加されることから、光変調器 3 0の駆動電圧を低減することができる。

また、基板 2 1のうち、光導波路 2 2を含む部分に形成されている第 1の薄肉部分 2 6の厚み t lを、該第 1の薄肉部分と隣接して形成された第 2の薄肉部分 2 7の厚み t 2よりも厚く形成しているため、光導波路 2 2の断面形状が偏平化されるのを抑制することができる。したがって、光を入力した場合において、第 1及び第 2の薄肉部分 2 6及び 2 7が形成されていない部分に対する結合損失の低減を抑制することができる。

なお、第 1の薄肉部分 2 6及び第 2の薄肉部分 2 7は、図 3に示す領域 Pに対応させて形成することが好ましい。この領域 Pは、光導波路 2 2内を導波する光と変調用電極から変調信号とが実質的に相互作用する領域であって、例えば、光導波路 2 2と中心電極 2 4及び接地電極 2 5— 1、 2 5 - 2とが略平行である破線で示す領域である。もちろん、第 1の薄肉部分 2 6及び第 2の薄肉部分 2 7は、領域 Pを含み、かつ、基板 2 1の光導波路 2 2に沿った長手方向の全体に亘つて形成しても良い。

第 1の薄肉部分 2 6及び第 2の薄肉部分 2 7の厚さ t 1及び t 2は、それぞれ 1 0 mから 5 0 mオーダ、さらには数 1 0 m以下のオーダに設定することが望ましい。ところが、 mmオーダの厚さのニオブ酸リチウムなどから構成される基板 2 1に対して上述したような極めて薄い第 1及び第 2の薄肉部分 2 6及び 2 7を安定に加工することは容易ではない。したがって、このような光変調器の製造歩留まりが低下するおそれがある。

そこで、本発明者らは、基板を薄板化する技術を確立し、図 3に示すような光変調器を安定に得る方法を見出すべく鋭意検討を行った。その結果、上述した第 1の製造方法（機械加工を 2段階で行う）、または第 2の製造方法あるいは第 3 の製造方法（機械加工及びレーザ加工処理を併用する）、または第 4の製造方法 (第 4のレ一ザ加工処理を 2段階で行う）を実施することにより、これら第 1及び第 2の薄肉部分 2 6及び 2 7を安定に形成することができ、光変調器の製造歩留まりを向上することができることを見出した。図面の簡単な説明

図 1は、従来の光変調器の一例を示す断面図である。

図 2は、従来の光変調器の他の例を示す断面図である。

図 3は、本発明の製造方法により得た光変調器の一例を示す平面図である。図 4は、図 3に示す光変調器の A— A線に沿って切った場合を示す断面図である。

図 5は、基板に光導波路を形成した状態を示す工程図である。

図 6は、基板上に C P W変調用電極を形成した状態を示す工程図である。図 7は、基板に薄肉部分を形成した状態を示す工程図である。

図 8は、光変調器の変形例を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に光変調器の製造方法の実施の形態例を図 5〜図 8を参照しながら説明する。

図 5〜図 7は、第 1の実施の形態に係る製造方法の製造工程を示す断面図である。なお、実際の製造工程においては、所定の大きさを有するゥェ一ハ（基板）上に複数の光変調器を同時に作製するが、以下の説明においては、ゥエーハ上に 4

6

作製される 1つの変調器に着目して説明する。

最初に、第 1の実施の形態に係る製造方法について説明する。図 5に示すように、ニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を有する材料からなる基板 2 1の主面 2 1 A上に所定のマスクパターンを形成した後、前記主面 2 1 Aの直下にチタン拡散法などでマッハツェンダー型の光導波路 2 2を作製する。

次いで、図 6に示すように、基板 2 1の主面 2 1 A上に所定のマスクパターンを形成し、メツキ法又は蒸着法とメツキ法とを併用することによって、中心電極 2 4及び接地電極 2 5— 1、 2 5— 2から構成される C P W変調用電極を作製する。

なお、中心電極 2 4及び接地電極 2 5— 1、 2 5— 2の厚さ Tは、好ましくは

1 5 m〜5 0 mに設定し、中心電極 2 4の幅 Wは、好ましくは 5 m〜5 0 mに設定する。これによつて、変調信号の電極損失を低減することができる。また、中心電極 2 5と接地電極 2 5— 1及び 2 5— 2とのギャップ Gは、 2 5 m〜5 5 mであることが好ましい。これによつて、駆動電圧の増大を抑制しながら、光導波路 2 2内を導波する光に対する変調を効果的に行うことができる。次いで、図 7に示すように、基板 2 1の裏面 2 1 Bに対して、第 1の機械加工を施して薄板化し、薄肉部分 2 8を形成する。次いで、薄肉部分 2 8のうち、光導波路 2 2を含む部分を除いた部分に対して第 2の機械加工を施して、図 3に示すように、光導波路 2 2を含む部分に第 1の薄肉部分 2 6を形成すると共に、この第 1の薄肉部分 2 6と隣接し、かつ、第 1の薄肉部分 2 6よりも薄い第 2の薄肉部分 2 7を形成する。前記第 1及び第 2の薄肉部分 2 6及び 2 7は、 C P W電極以外の部分は非加工部分（機械加工等が施されていない部分）とされている。こうすることにより、第 1及び第 2の薄肉部分 2 6及び 2 7が基板厚の厚い部分に覆われるので機械的強度を保持することが可能となる。

前記第 1の機械加工及び前記第 2の機械加工を行うに際しては、図 6に示すように、中心電極 2 4及び接地電極 2 5— 1、 2 5— 2から構成される変調用電極を形成した後、この変調用電極に対して、例えば、熱可塑性樹脂を塗布し、マイ

^—などの研削加工機の定盤上に貼り付けて固定した後に行う。また、上述のようにして形成した第 1の薄肉部分 2 6の厚さ t 1は、好ましくは 5 m〜3 0 mに設定する。これによつて、光導波路 2 2の偏平化を防止することができ、基板 2 1のうち、第 1及び第 2の薄肉部分 2 6及び 2 7を形成していない部分に対する結合損失の増大を抑制することができる。さらに、同様の理由から、第 1の薄肉部分 2 6の幅 Lは、中心電極 2 4の幅 W、中心電極 2 4と接地電極 2 5 _ 1及び 2 5— 2とのギャップ Gに対して、（W+ 2 ^ m) 以上、 (W+ 2 G) 以下であることが好ましい。

さらに、第 2の薄肉部分 2 7の厚さ t 2は、第 1の薄肉部分の厚さ t 1よりも薄いことが要求されるが、具体的には、 t 1一 t 2≥1 であることが好ましい。これによつて、変調用電極からの変調信号を光導波路 2 2内を導波する光に対して効率よく印加できるようになる。

また、前記第 1の機械加工及び前記第 2の機械加工は、上述したように、マイクログラインダ一などを用いた研削加工を含む。このとき、前記マイクログラインダ一の外周刃が変形し、研削加工面が凸凹になって基板厚みにバラツキが生じてしまう。したがって、上述した研削処理中において加工面に対して随時ツル一イング処理を行い、前記外周刃の形状を整形することが好ましい。この場合、外周刃の整形には、ツル一イング基板の面精度が外周刃に反映されるために、例えば表面粗さ、あるいは平面度が規定の条件を満たし、かつ、外周刃よりも硬い材料であることが好ましい。

なお、前記第 1の機械加工及び前記第 2の機械加工において、上述した研削加ェを含む場合は、使用する外周刃を構成する砥粒の粒度及び形状などについては適宜に選択することができる。例えば、図 8に示すように、第 2の機械加工において楔型のブレードを用いることによって、第 2の薄肉部分 2 7を楔型に形成することもできる。この場合は、楔型に加工された先端部分の厚さ、すなわち最も薄い部分の厚さが上述した t 1となるようにする。この場合は、第 2の薄肉部分 2 7を形成する際において、基板 2 1へのクラックの発生を効果的に抑制することができるとともに、基板 2 1の機械的強度、並びに光変調器 3 0の機械的強度を増大させることができる。次に、第 2の実施の形態に係る製造方法について説明する。この第 2の実施の形態においても、基本的には図 5〜図 7に示す工程に従って光変調器 3 0のァセンブリを作製するが、以下の点で異なる。

即ち、まず、図 7に示すように、上述した第 1の機械加工と同様の機械加工を施して、薄肉部分 2 8を作製した後、薄肉部分 2 8のうち、光導波路 2 2を含む部分を除いた部分に対してレーザ加工処理を施して、図 3に示すように、光導波路 2 2を含む部分に第 1の薄肉部分 2 6を形成すると共に、この第 1の薄肉部分 2 6と隣接し、かつ、第 1の薄肉部分 2 6よりも薄い第 2の薄肉部分 2 7を形成する。この場合も、前記第 1および第 2の薄肉部分は、 C P W電極以外の部分は非加工部分とされている。

前記レーザ加工処理は、例えばエキシマレーザなどを用いることができ、例えば照射強度を l m J〜2 m Jに設定して行う。これによつて、比較的短時間で、第 1の薄肉部分 2 6及び第 2の薄肉部分 2 7を高精度に形成することができる。また、図 7に示す薄肉部分 2 8を形成する際に用いる第 1の機械加工は、上述したように、中心電極 2 4及び接地電極 2 5— 1、 2 5— 2から構成される変調用電極を形成した後、この変調用電極に対して、例えば、熱可塑性樹脂を塗布し、マイクログラインダーやサンドブラス卜などの加工機の定盤上に貼り付けて固定した後に行う。なお、このような研削加工の際に使用するプレードの粗さ及び幅については適宜に選択して用いる。

さらに、この研削処理においては、上記と同様の理由から、研削処理中において加工面に対して随時ツルーィング処理を行い、外周刃の形状を適宜に整形することが好ましい。

なお、第 1の薄肉部分 2 6及び第 2の薄肉部分 2 7を含む光変調器 3 0に対して要求される寸法特性は第 1の実施の形態に係る製造方法の場合と同じである。次に、第 3の実施の形態に係る製造方法について説明する。この第 3の実施の形態においても、基本的には図 5〜図 7に示す工程に従って光変調器 3 0のァセンブリを作製するが、以下の点で異なる。

即ち、図 7に示す薄肉部分 2 8は、上述した研削処理に代えてレーザ加工処理を用いて形成する。このレーザ加工処理は、例えばエキシマレ一ザなどを用いことができ、例えば照射強度を 1 . 0 J Z c m ²〜8 . O J Z c m²に設定して行う。これによつて、比較的短時間で、薄肉部分 2 8を高精度に形成することがでさる。

次いで、薄肉部分 2 8に対して、第 1の実施の形態に係る製造方法における第 2の機械加工と同様の機械加工を行うことで、図 3に示すように、光導波路 2 2 を含む部分に第 1の薄肉部分 2 6を形成すると共に、この第 1の薄肉部分 2 6と隣接し、かつ、第 1の薄肉部分 2 6よりも薄い第 2の薄肉部分 2 7を形成する。この場合も、前記第 1の薄肉部分のうち、光導波路 2 2の直下の端面は非加工部分とされている。

この機械加工おいても、上述したように、中心電極 2 4及び接地電極 2 5— 1、 2 5— 2から構成される変調用電極を形成した後、この変調用電極に対して、例えば、熱可塑性樹脂を塗布し、マイクログラインダーやサンドブラストなどの加ェ機の定盤上に貼り付けて固定した後に行う。なお、研削の際に使用するブレ一ド（外周刃）を構成する砥粒の粗さ及び幅については適宜に選択して用いる。例えば、楔型のブレードを用いることによって、第 2の薄肉部分 2 7を図 8に示すように楔型に形成することができる。

さらに、この研削処理においては、上記と同様の理由から、研削処理中において加工面に対して随時ツル Γング処理を行い、外周刃の形状を適宜に整形することが好ましい。

なお、第 1の薄肉部分 2 6及び第 2の薄肉部分 2 7を含む光変調器 3 0に対して要求される寸法特性は第 1の実施の形態に係る製造方法の場合と同じである。次に、第 4の実施の形態に係る製造方法について説明する。この第 4の実施の形態においても、基本的には図 5〜図 7に示す工程に従って光変調器 3 0のァセンブリを作製するが、以下の点で異なる。

即ち、図 7に示す薄肉部分 2 8は、上述した研削処理に代えて第 1のレーザ加ェ処理を用いて形成し、第 1の薄肉部分 2 6及び第 2の薄肉部分 2 7は、薄肉部分 2 8に対する第 2のレーザ加工処理によって形成する。第 1のレーザ加工処理は、例えばエキシマレ一ザなどを用い、その照射強度を 1. 0 J/cm²〜8. 0 J Zcm²に設定して行う。これによつて、比較的短時間で、薄肉部分 28を高精度に形成することができる。

さらに、第 2のレーザ加工処理は、パルス幅が 1 O n s e c以下のエキシマレ一ザなどを用い、その照射強度を lm J〜2mJに設定して行う。これによつて、第 1の薄肉部分 26及び第 2の薄肉部分 27を比較的短時間で高精度に形成することができる。

なお、第 1の薄肉部分 26及び第 2の薄肉部分 27を含む光変調器 30に対して要求される寸法特性は第 1の実施の形態に係る製造方法の場合と同じである。

(実施例 1 ) .

本実施例においては、図 3及び図 4に示すような光変調器を、第 1の実施の形態に係る製造方法に基づいて作製した。基板 21として厚さ 0. 5mmのニオブ酸リチウムの Xカツト板を用い、チタン拡散法によってマッハツェンダー型の光導波路 22を作製した。次いで、メツキ法を用いて CPWの変調用電極を作製した。該変調用電極は、中心電極幅 Wが 30 m, 中心電極 24と接地電極 25一 1及び 25— 2とのギャップ Gが 40 m、電極厚みが 30 m、長さが 40m mである。

次いで、このようにして得たアセンブリの電極面を下側にしてマイクログラインダ一の定盤に熱可塑性樹脂によって貼り付け、 # 6000番、幅 300 の樹脂ポンドブレードを使用することによって、基板 21の裏面に対して第 1の研削処理を実施し、薄肉部分 28を形成した。

なお、ブレードの回転数は 12000 r pmとし、基板 21の厚み方向に 0. lmm/mi nの速度でブレードを基板 21の表面（電極面が下側に位置していることから、実際には基板 21の裏面となる）から l ^m研削加工し、その位置から水平方向（電極長さ方向）に 2 Omm/m i nの速度で溝加工を実施した。そして、このような工程を繰り返すことによって、薄肉部分 28を形成した。なお、第 1の研削処理中において、厚さ方向に 100 m加工が進行する毎に # 1500の砥石を用いて随時ツル一イング処理を実施した。次いで、 # 6 0 0 0番、幅 1 0 0 mの樹脂ポンドブレードを使用することによって薄肉部分 2 8に対して第 2の研削処理を実施し、第 1の薄肉部分 2 6及び第 2に薄肉部分 2 7を形成した。第 1の薄肉部分 2 6の幅 Lは 9 0 / mとし、第 1の薄肉部分 2 6の厚さ t 1は 1 5 mとし、第 2の薄肉部分 2 7の厚さ t 2は 1 0 mとした。

次いで、基板 2 1をチップ状に切り出すことによって最終的な光変調器 3 0を得た。このようにして得た光変調器 3 0に対して光ファイバ一を UV硬化樹脂によって接着固定し、パッケージ実装後の S 2 1特性（伝送特性）を評価した。その結果、一 6 d B帯域が 4 0 G H z以上であり、マイクロ波実効屈折率 n mは 2 . 1 5であった。また、光応答特性を評価した結果、一 3 d B特性は 4 0 GH z以上であった。さらに、結合損失は 5 d Bであった。

(実施例 2 )

第 1の研削処理及び第 2の研削処理を # 6 0 0 0番、幅 1 5 0 の樹脂ボンドブレ一ドを用いて実施した以外は、実施例 1と同様にして実施し、実施例 1と同寸法の光変調器 3 0を作製した。なお、光変調器 3 0の S 2 1特性、光応答特性、及び結合損失は実施例 1の場合と同じであった。

(実施例 3 )

第 2の研削処理を楔型のブレ一ドを用いて行い、図 8に示すような楔型の第 2 の薄肉部分 2 7を形成した以外は、実施例 1と同様にして光変調器 3 0を作製した。なお、第 2の薄肉部分 2 7の厚さ t 2は、実施例 1と同様に 1 0 i mとした。また、光変調器 3 0の S 2 1特性、光応答特性、及び結合損失は実施例 1の場合と同じであった。

(実施例 4 )

第 2の実施の形態に係る製造方法に基づき、第 2の研削処理に代えてレーザ加ェ処理を用いて第 2の薄肉部分 2 7を形成した以外は、実施例 1と同様にして同寸法の光変調器 3 0を作製した。なお、レーザ加工処理は、周波数 1 2 0 H zの K r Fエキシマレ一ザを用い、照射強度 2 m J、スキャン速度 3 0 0 mZ s e cで実施した。また、光変調器 3 0の S 2 1特性、光応答特性、及び結合損失は実施例 1の場合と同じであった。

(実施例 5 )

第 3の実施の形態に係る製造方法に基づき、第 1の研削処理に代えてレーザ加ェ処理を用いて薄肉部分 28を形成した以外は、実施例 1と同様にして同寸法の光変調器 30を作製した。なお、レーザ加工処理は、周波数 1 9 5Hzの Kr F エキシマレ一ザを用い、照射強度 6. 8 JZcm²、スキャン速度 1 80 O m /s e cで、基板 2 1の厚みが 1 00 /imとなるまで加工した後、照射強度 3. 8 JZcm²、スキャン速度 1 800 /s e cで基板 2 1の厚みが 1 5 となるまで加工した。また、光変調器 30の S 2 1特性、光応答特性、及び結合損失は実施例 1の場合と同じであった。

(実施例 6)

第 4の実施の形態に係る製造方法に基づき、第 1の研削処理に代えて第 1のレ一ザ加工処理を施して薄肉部分 28を形成し、この薄肉部分 28に対し、第 2の研削処理に代えて第 2のレーザ加工処理を施して第 1の薄肉部分 26及び第 2の薄肉部分 27を形成した以外は、実施例 1と同様にして同寸法の光変調器 30を作製した。なお、第 1のレーザ加工処理は、周波数 1 95Hzの Kr Fエキシマレーザを用い、照射強度 6. 8 J /c スキャン速度 1 800 xm/s e c で、基板 2 1の厚みが 1 100 imとなるまで加工した後、照射強度 3. 81 cm²、スキャン速度 1 800 um/s e cで基板 2 1の厚み 1 5 mまで加工した。また、第 2のレーザ加工処理は、周波数 120 Hzの Kr Fエキシマレーザを用い、照射強度 2m J、スキャン速度 300〃mZs e cで実施した。また、光変調器 30の S 2 1特性、光応答特性、及び結合損失は実施例 1の場合と同じであった。

上述した実施例から明らかなように、第 1〜第 4の実施の形態に係る製造方法によれば、基板 2 1の裏面側に第 1の薄肉部分 26及び第 2の薄肉部分 27を高精度に形成することができ、その結果、これら第 1及び第 2の薄肉部分 26及び 27を有することに起因して、速度整合及び結合損失に優れた光変調器 30を安定に作製できることが分かる。以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない範囲において、あらゆる変更や変形が可能である。

例えば、基板 2 1は、ニオブ酸リチウムの Xカット板から構成したが、 Yカツト板、 Zカット板、及びオフカット板などを用いることもできる。また、ニオブ酸リチウムに代えて、タンタル酸リチウムなど公知の電気化学効果を有する材料から構成することができる。さらには、基板 2 1には、耐光損傷性を向上させるベく、 M g、 Z n、 S c、及び I nなどの元素を添加することができる。

また、上述した研削加工及びレーザ加工処理に加えて、研磨加工などを必要に応じて逐次含ませることができる。さらに、光導波路 2 2はチタン拡散法の他に、プロトン交換法などを用いることもできる。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明によれば、基板の裏面に対して第 1の薄肉部分及び第 2の薄肉部分を安定して高精度に形成することができ、これによつて、バッファ層を有することなく速度整合を図ることができ、結合損失などにも優れた光変調器を作製することができる。

Claims

請求の範囲

1. 電気光学効果を有する材料からなる基板（21) の主面（21 A) 直下に光導波路（22) を形成する工程と、

前記基板（21) の前記主面（21 A) 上に、前記光導波路（22) 内を導波する光を変調するための変調用電極を形成する工程と、

前記基板（21) の裏面に対して第 1の機械加工を施して、前記基板（21) のうち、前記光導波路（22) を含む部分を薄板化する工程と、

前記基板（21) の前記薄板化された部分に対して第 2の機械加工を施して、前記基板（2 1) のうち、前記光導波路（22) を含む部分を第 1の薄肉部分 (26) とし、前記第 1の薄肉部分（26) に隣接する部分を前記第 1の薄肉部分（26) よりも薄い第 2の薄肉部分（27) とする工程と、

を含むことを特徴とする光変調器の製造方法。

2. 請求項 1記載の光変調器の製造方法において、

前記第 1の機械加工及び前記第 2の機械加工の少なくとも一方は、外周刃を用いた研削加工を含むことを特徴とする光変調器の製造方法。

3. 請求項 2記載の光変調器の製造方法において、

前記外周刃を整形するためのツル一イング処理工程を含むことを特徴とする光変調器の製造方法。

4. 電気光学効果を有する材料からなる基板（21) の主面（21A) 直下に光導波路（22) を形成する工程と、

前記基板（21) の裏面（21 B) に対して機械加工を施して、前記基板（2 1) のうち、前記光導波路（22) を含む部分を薄板化する工程と、前記基板（21) の前記薄板化された部分に対してレーザ加工処理を施して、前記基板（21) のうち、前記光導波路（22) を含む部分を第 1の薄肉部分 (26) とし、前記第 1の薄肉部分（26) に隣接する部分を前記第 1の薄肉部分（26) よりも薄い第 2の薄肉部分（27) とする工程と、

を含むことを特徴とする光変調器の製造方法。

5. 請求項 4記載の光変調器の製造方法において、

前記機械加工は、外周刃を用いた研削加工を含むことを特徴とする光変調器の製造方法。

6. 請求項 5記載の光変調器の製造方法において、

7. 電気光学効果を有する材料からなる基板（21) の主面（21A) 直下に光導波路（22) を形成する工程と、

前記基板（21) の裏面（21 B) に対してレーザ加工処理を施して、前記基板（21) のうち、前記光導波路（22) を含む部分を薄板化する工程と、前記基板（21) の前記薄板化された部分に対して機械加工を施して、前記基板（21) のうち、前記光導波路（22) を含む部分を第 1の薄肉部分（26) とし、前記第 1の薄肉部分（26) に隣接する部分を前記第 1の薄肉部分（2 6) よりも薄い第 2の薄肉部分（27) とする工程と、

を含むことを特徴とする光変調器の製造方法。

8. 請求項 7記載の光変調器の製造方法において、

9. 請求項 8記載の光変調器の製造方法において、

前記外周刃を整形するためのツル一^ rング処理工程を含むことを特徴とする光変調器の製造方法。

10. 電気光学効果を有する材料からなる基板（21) の主面（21 A) 直下に光導波路（22) を形成する工程と、

前記基板（2.1) の裏面（21 B) に対して第 1のレーザ加工処理を施して、前記基板（21) のうち、前記光導波路（22) を含む部分を薄板化する工程と、前記基板（21) の前記薄板化された部分に対して第 2のレーザ加工処理を施して、前記基板（21) のうち、前記光導波路（22) を含む部分を第 1の薄肉部分（26) とし、前記第 1の薄肉部分（26) に隣接する部分を前記第 1の薄肉部分（26) よりも薄い第 2の薄肉部分（27) とする工程と、

を含むことを特徴とする光変調器の製造方法。

11. 請求項 1〜 10のいずれか 1項に記載の光変調器の製造方法において、前記第 1の薄肉部分（26) の厚さが 5 ^m〜 30 zmであることを特徴とする光変調器の製造方法。

12. 請求項 1〜 1 1のいずれか 1項に記載の光変調器の製造方法において、前記第 1の薄肉部分（26) の厚さと前記第 2の薄肉部分（27) との差が 1 m以上であることを特徴とする光変調器の製造方法。

13. 請求項 1〜 12のいずれか 1項に記載の光変調器の製造方法において、前記変調用電極を構成する中心電極幅を W、前記変調用電極を構成する電極間距離を Gとしたとき、

前記第 1の薄肉部分の幅が、（W+2 m) 以上、（W+2G) 以下であることを特徴とする光変調器の製造方法。