JP2000266951A - 導波路型偏光子及びその形成方法 - Google Patents
導波路型偏光子及びその形成方法Info
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- JP2000266951A JP2000266951A JP11070902A JP7090299A JP2000266951A JP 2000266951 A JP2000266951 A JP 2000266951A JP 11070902 A JP11070902 A JP 11070902A JP 7090299 A JP7090299 A JP 7090299A JP 2000266951 A JP2000266951 A JP 2000266951A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的簡単に製造することができ、光導波路
に作用する金属膜が基板や基板表面に形成されたバッフ
ァ層等から剥がれにくい導波路型偏光子を得る。 【解決手段】 基板上に形成したバッファ層14を削っ
て形成した基板表面を底面とする凹部と、この凹部の内
面を被覆する略凹形状の金属膜20aとを備える。
に作用する金属膜が基板や基板表面に形成されたバッフ
ァ層等から剥がれにくい導波路型偏光子を得る。 【解決手段】 基板上に形成したバッファ層14を削っ
て形成した基板表面を底面とする凹部と、この凹部の内
面を被覆する略凹形状の金属膜20aとを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波路型偏光子及
びその形成方法に関し、特に、光導波路型変調器などに
おいて、偏波変動の影響を除くために用いられる導波路
型偏光子に関する。
びその形成方法に関し、特に、光導波路型変調器などに
おいて、偏波変動の影響を除くために用いられる導波路
型偏光子に関する。
【0002】
【従来の技術】ニオブ酸リチウム等の電気光学効果を有
する基板上に光導波路やバッファ層、進行波型電極を形
成して構成したチップに、光ファイバを接続して作成さ
れる光導波路型変調器などの光デバイスは、長距離、広
帯域の光通信システムにおけるキーデバイスとして、開
発が進められ、実システムへの導入が始まっている。
する基板上に光導波路やバッファ層、進行波型電極を形
成して構成したチップに、光ファイバを接続して作成さ
れる光導波路型変調器などの光デバイスは、長距離、広
帯域の光通信システムにおけるキーデバイスとして、開
発が進められ、実システムへの導入が始まっている。
【0003】このような光デバイスとして使用される光
導波路型変調器においては、通常、光導波路を伝播する
光波のうち、基板に対して垂直或いは水平方向にのみ振
動する振動波成分の一方のみを選択して用いる。そのた
め、光導波路型変調器の入射側に偏波面保持ファイバを
設けて、基板に対して垂直又は水平に振動する直線偏光
を選択的に入射する構成とすることが多い。
導波路型変調器においては、通常、光導波路を伝播する
光波のうち、基板に対して垂直或いは水平方向にのみ振
動する振動波成分の一方のみを選択して用いる。そのた
め、光導波路型変調器の入射側に偏波面保持ファイバを
設けて、基板に対して垂直又は水平に振動する直線偏光
を選択的に入射する構成とすることが多い。
【0004】しかしながら、偏波面保持ファイバに外部
から応力がかかった場合や、入射する光が直線偏光でな
い場合などにおいては、出射側のファィバにおける消光
比が低下するという問題が生じる。
から応力がかかった場合や、入射する光が直線偏光でな
い場合などにおいては、出射側のファィバにおける消光
比が低下するという問題が生じる。
【0005】このような問題点を解決するため、特開平
4−282608号公報では、入力導波路端面に若しく
は入出力導波路両端面に微小偏光子を貼り付けることに
より、余分な偏波成分をカットして消光比の低下を防止
することが提案されている。
4−282608号公報では、入力導波路端面に若しく
は入出力導波路両端面に微小偏光子を貼り付けることに
より、余分な偏波成分をカットして消光比の低下を防止
することが提案されている。
【0006】また、特開昭62−99913号公報で
は、光導波路の近傍に、導波光の透過屈折率と等しい
(若しくは、ほぼ等しい)屈折率を持つ膜を配置し、こ
の膜を光導波路に作用させて、光導波路を伝播する2種
類の光波の一方を選択的に取り出すことが開示されてい
る。
は、光導波路の近傍に、導波光の透過屈折率と等しい
(若しくは、ほぼ等しい)屈折率を持つ膜を配置し、こ
の膜を光導波路に作用させて、光導波路を伝播する2種
類の光波の一方を選択的に取り出すことが開示されてい
る。
【0007】ところで、光導波路を伝播する2種類の光
波の一方を選択する導波路型偏光子において、最も構成
が簡単なものとして、図15に示すように、基板10に
形成した光導波路12の上方に矩形状の金属膜30を装
荷した構成の金属装荷型の導波路型偏光子がある。
波の一方を選択する導波路型偏光子において、最も構成
が簡単なものとして、図15に示すように、基板10に
形成した光導波路12の上方に矩形状の金属膜30を装
荷した構成の金属装荷型の導波路型偏光子がある。
【0008】この金属装荷型の導波路型偏光子は、金属
膜の光の偏波方向に対する吸収効率の差を利用したもの
であり、Suematsu et. al:Appl.Phys.Lett.,Vol.21,No
6(1972)にその原理が示されいてる。
膜の光の偏波方向に対する吸収効率の差を利用したもの
であり、Suematsu et. al:Appl.Phys.Lett.,Vol.21,No
6(1972)にその原理が示されいてる。
【0009】簡単に述べると、光導波路上に装荷した金
属膜が基板に対して水平方向に振動する偏波(以下、T
Eモード光と称す。)を透過し、垂直方向に振動する偏
波(以下、TMモード光と称す。)を選択的に吸収する
という作用を利用したものであり、構造が簡単で、比較
的高い消光比が得られるという特徴を有する。
属膜が基板に対して水平方向に振動する偏波(以下、T
Eモード光と称す。)を透過し、垂直方向に振動する偏
波(以下、TMモード光と称す。)を選択的に吸収する
という作用を利用したものであり、構造が簡単で、比較
的高い消光比が得られるという特徴を有する。
【0010】この金属装荷型の導波路型偏光子は、基板
の表面に平行な光導波路の上方に矩形状の金属膜を装荷
して構成したものが一般的であり、このような構成の金
属装荷型の導波路型偏光子では、常にTMモード光が吸
収されるため、TEモード光を用いるXカットのニオブ
酸リチウムを基板(以下、X基板と称す。)として用い
た光導波路型変調器等に使用されている。
の表面に平行な光導波路の上方に矩形状の金属膜を装荷
して構成したものが一般的であり、このような構成の金
属装荷型の導波路型偏光子では、常にTMモード光が吸
収されるため、TEモード光を用いるXカットのニオブ
酸リチウムを基板(以下、X基板と称す。)として用い
た光導波路型変調器等に使用されている。
【0011】このような構成の導波路型偏光子は、TM
モード光を用いるZカットのニオブ酸リチウム基板(以
下、Z基板と称す。)を使用した光導波路型変調器等に
対しては偏光子として作用しない。そのため、例えば、
特公平6−85006号公報では、図16に示すよう
に、光導波路12に隣接してZ基板11に垂直な方向の
壁面を有する溝50を形成し、この溝の壁面のみに光導
波路中を伝播する不所望な光を吸収するフィルタ作用を
有する光吸収性物質、即ち、矩形状の金属膜30を形成
したものが提案されている。
モード光を用いるZカットのニオブ酸リチウム基板(以
下、Z基板と称す。)を使用した光導波路型変調器等に
対しては偏光子として作用しない。そのため、例えば、
特公平6−85006号公報では、図16に示すよう
に、光導波路12に隣接してZ基板11に垂直な方向の
壁面を有する溝50を形成し、この溝の壁面のみに光導
波路中を伝播する不所望な光を吸収するフィルタ作用を
有する光吸収性物質、即ち、矩形状の金属膜30を形成
したものが提案されている。
【0012】一般に、このような金属装荷型の導波路型
偏光子は、進行波電極などを用いた光導波路型変調器と
モノシリックに集積化されるが、近年、電極を伝播する
マイクロ波を高速化するために、基板表面にバッファ層
を形成した構成の光導波路型変調器が提案されている。
偏光子は、進行波電極などを用いた光導波路型変調器と
モノシリックに集積化されるが、近年、電極を伝播する
マイクロ波を高速化するために、基板表面にバッファ層
を形成した構成の光導波路型変調器が提案されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属装
荷型の導波路型偏光子は、通常誘電体材料よりなる基板
に形成された光導波路上に矩形状の金属膜を装荷した構
成、若しくは先に示した特公平6−85006号公報の
ように光導波路近傍に設置された溝の壁面に矩形状の金
属膜を装荷した構成であるが、いずれにしろ、装荷する
矩形状の金属膜の基板に対する付着力は弱いので、その
後のプロセスにおいて矩形状の金属膜が剥がれる恐れが
ある。
荷型の導波路型偏光子は、通常誘電体材料よりなる基板
に形成された光導波路上に矩形状の金属膜を装荷した構
成、若しくは先に示した特公平6−85006号公報の
ように光導波路近傍に設置された溝の壁面に矩形状の金
属膜を装荷した構成であるが、いずれにしろ、装荷する
矩形状の金属膜の基板に対する付着力は弱いので、その
後のプロセスにおいて矩形状の金属膜が剥がれる恐れが
ある。
【0014】例えば、金属装荷型の導波路型偏光子を備
えた光導波路型変調器は、光導波路に作用させる矩形状
の金属膜を基板表面に形成した後に、超音波などで基板
を洗浄し、電界メッキなどによって電極部を形成して製
造するが、矩形状の金属膜の形成後に行う超音波などに
よる洗浄時に矩形状の金属膜が剥がれる場合がある。
えた光導波路型変調器は、光導波路に作用させる矩形状
の金属膜を基板表面に形成した後に、超音波などで基板
を洗浄し、電界メッキなどによって電極部を形成して製
造するが、矩形状の金属膜の形成後に行う超音波などに
よる洗浄時に矩形状の金属膜が剥がれる場合がある。
【0015】また、矩形状の金属膜を付着させる基板、
若しくは基板上に形成されたバッファ層と、矩形状の金
属膜とは異なる材質であるため熱応力に差がある。その
ため、矩形状の金属膜の形成後などに生じる大きな温度
変化により金属膜が熱応力の差によって基板から剥がれ
る恐れもある。
若しくは基板上に形成されたバッファ層と、矩形状の金
属膜とは異なる材質であるため熱応力に差がある。その
ため、矩形状の金属膜の形成後などに生じる大きな温度
変化により金属膜が熱応力の差によって基板から剥がれ
る恐れもある。
【0016】このような恐れをなくすために、バッファ
層を備える高速型の光導波路型変調器の場合では、光導
波路に作用させる金属膜を形成してから、バッファ層を
形成する構成とすることも考えられる。
層を備える高速型の光導波路型変調器の場合では、光導
波路に作用させる金属膜を形成してから、バッファ層を
形成する構成とすることも考えられる。
【0017】しかしながら、一般にバッファ層は、Si
O2等の誘電体を成膜後、膜の機械強度向上や、酸欠部
分の酸素補償などを目的として、600℃程度の高温で
アニールする必要があり、このアニール時に、基板とバ
ッファ層との間に設けた金属膜が酸化して変質し、消光
比が劣化してしまうという別の問題が生じる。もちろ
ん、バッファ層を備えていない光導波路型変調器につい
ても何の解決策はないのが現状である。
O2等の誘電体を成膜後、膜の機械強度向上や、酸欠部
分の酸素補償などを目的として、600℃程度の高温で
アニールする必要があり、このアニール時に、基板とバ
ッファ層との間に設けた金属膜が酸化して変質し、消光
比が劣化してしまうという別の問題が生じる。もちろ
ん、バッファ層を備えていない光導波路型変調器につい
ても何の解決策はないのが現状である。
【0018】さらに、特公平6−85006号公報のよ
うに、溝の壁面に矩形状の金属膜を形成する場合は、精
度の高いパターニングが必要であり、製造効率が悪いと
いう難点もある。
うに、溝の壁面に矩形状の金属膜を形成する場合は、精
度の高いパターニングが必要であり、製造効率が悪いと
いう難点もある。
【0019】以上のことから本発明は、比較的簡単に製
造することができ、光導波路に作用する金属膜が基板や
基板表面に形成されたバッファ層等から剥がれにくい導
波路型偏光子及びその形成方法を提供することを目的と
する。
造することができ、光導波路に作用する金属膜が基板や
基板表面に形成されたバッファ層等から剥がれにくい導
波路型偏光子及びその形成方法を提供することを目的と
する。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、電気光学効果を有する基
板と、前記基板に形成された光導波路とを含む導波路型
偏光子において、前記光導波路の上方又は側方の少なく
とも一方に面が形成されるように前記光導波路の近傍に
設けられた立体構造部と、偏光子として作用する部分を
含むように、前記立体構造部の上面又は底面の少なくと
も一方の面と前記立体構造部の側面部分とに連続して形
成された金属膜と、からなる。
に、請求項1に記載の発明は、電気光学効果を有する基
板と、前記基板に形成された光導波路とを含む導波路型
偏光子において、前記光導波路の上方又は側方の少なく
とも一方に面が形成されるように前記光導波路の近傍に
設けられた立体構造部と、偏光子として作用する部分を
含むように、前記立体構造部の上面又は底面の少なくと
も一方の面と前記立体構造部の側面部分とに連続して形
成された金属膜と、からなる。
【0021】即ち、請求項1の発明では、光導波路の上
方又は側方の少なくとも一方に面が形成されるように光
導波路の近傍に立体構造部を形成することによって、前
記光導波路近傍に偏光子として作用する部分を含むよう
に形成される金属膜が、立体構造部の側面部分と前記立
体構造部の上面部分又は底面部分とに連続して形成され
ることとなるため、基板に対する付着力が少なくとも異
なる2方向から掛かり、剥がれにくいものとなる。
方又は側方の少なくとも一方に面が形成されるように光
導波路の近傍に立体構造部を形成することによって、前
記光導波路近傍に偏光子として作用する部分を含むよう
に形成される金属膜が、立体構造部の側面部分と前記立
体構造部の上面部分又は底面部分とに連続して形成され
ることとなるため、基板に対する付着力が少なくとも異
なる2方向から掛かり、剥がれにくいものとなる。
【0022】また、この金属膜が作用するのは立体構造
部の側面を被覆する部分と立体構造部の上面又は底面を
被覆する部分のうちの一方だけであり、作用しない面を
備えている分、基板に付着する領域の面積が増大し、基
板に対する付着力が強固なものとなる。
部の側面を被覆する部分と立体構造部の上面又は底面を
被覆する部分のうちの一方だけであり、作用しない面を
備えている分、基板に付着する領域の面積が増大し、基
板に対する付着力が強固なものとなる。
【0023】この金属膜は、請求項2に記載したよう
に、前記立体構造部の側面を被覆する部分の膜厚が前記
立体構造部の上面又は底面を被覆する部分の膜厚より薄
くなるように形成することによって、膜厚の薄い部分は
膜厚の厚い部分に比べて熱応力が小さくなるため、金属
膜全体としての熱応力が小さくなり、より一層剥がれに
くいものとなる。
に、前記立体構造部の側面を被覆する部分の膜厚が前記
立体構造部の上面又は底面を被覆する部分の膜厚より薄
くなるように形成することによって、膜厚の薄い部分は
膜厚の厚い部分に比べて熱応力が小さくなるため、金属
膜全体としての熱応力が小さくなり、より一層剥がれに
くいものとなる。
【0024】なお、請求項2の導波路型偏光子において
は、立体構造部の側面を被覆する部分の膜厚が立体構造
部の上面又は底面を被覆する部分の膜厚より薄くなるよ
うに、立体構造部の側面部分と前記立体構造部の上面部
分又は底面部分とに連続して形成された金属膜が有れば
よく、この金属膜がさらに別の領域に連続して形成され
た部分を有していてもよい。
は、立体構造部の側面を被覆する部分の膜厚が立体構造
部の上面又は底面を被覆する部分の膜厚より薄くなるよ
うに、立体構造部の側面部分と前記立体構造部の上面部
分又は底面部分とに連続して形成された金属膜が有れば
よく、この金属膜がさらに別の領域に連続して形成され
た部分を有していてもよい。
【0025】また、請求項1及び請求項2の発明におい
て、光導波路の上方又は側方の少なくとも一方に面が形
成されるように光導波路の近傍に設けられた立体構造部
とは、請求項3に記載した発明のように、光導波路の上
方に形成された面を底面とする凹部、請求項5に記載し
た発明のように、内部に光導波路を含むように、かつ、
対向する側面が光導波路の側方に位置するように光導波
路の長手方向に沿って形成された凸部、請求項6に記載
した発明のように、一方の側面が光導波路の側方に位置
するように光導波路の長手方向に沿って設けられた凹
部、光導波路の上方領域を上段とし光導波路の長手方向
に沿って形成された段差、及び光導波路の上方領域を下
段とし光導波路の長手方向に沿って形成された段差等の
立体的な構造のもの全てを含んでいる。
て、光導波路の上方又は側方の少なくとも一方に面が形
成されるように光導波路の近傍に設けられた立体構造部
とは、請求項3に記載した発明のように、光導波路の上
方に形成された面を底面とする凹部、請求項5に記載し
た発明のように、内部に光導波路を含むように、かつ、
対向する側面が光導波路の側方に位置するように光導波
路の長手方向に沿って形成された凸部、請求項6に記載
した発明のように、一方の側面が光導波路の側方に位置
するように光導波路の長手方向に沿って設けられた凹
部、光導波路の上方領域を上段とし光導波路の長手方向
に沿って形成された段差、及び光導波路の上方領域を下
段とし光導波路の長手方向に沿って形成された段差等の
立体的な構造のもの全てを含んでいる。
【0026】また、請求項3に記載した発明のように、
立体構造部を光導波路の上方に形成された面を底面とす
る凹部とした場合、この凹部の底面及び側面に金属膜を
形成した構成とすれば、簡単な製造工程で形成できると
いう利点がある。
立体構造部を光導波路の上方に形成された面を底面とす
る凹部とした場合、この凹部の底面及び側面に金属膜を
形成した構成とすれば、簡単な製造工程で形成できると
いう利点がある。
【0027】なお、請求項3において、請求項4のよう
に、基板を表面にバッファ層を備えた電気光学結晶基板
とし、凹部を電気光学結晶基板の表面が露出するように
バッファ層が一部除かれた部分で構成することによって
高速型の光導波路型変調器に使用可能な導波路型偏光子
となり、好ましい。
に、基板を表面にバッファ層を備えた電気光学結晶基板
とし、凹部を電気光学結晶基板の表面が露出するように
バッファ層が一部除かれた部分で構成することによって
高速型の光導波路型変調器に使用可能な導波路型偏光子
となり、好ましい。
【0028】なお、基板としてX基板を用いる場合は、
請求項3に記載のように、光導波路の上方に形成した凹
部の底面を被覆する金属膜部分を光導波路に作用させる
ことによってTMモード光を吸収するように構成すれば
よい。
請求項3に記載のように、光導波路の上方に形成した凹
部の底面を被覆する金属膜部分を光導波路に作用させる
ことによってTMモード光を吸収するように構成すれば
よい。
【0029】また、基板としてZ基板を用いる場合は、
請求項5に記載のように、光導波路を内部に含むよう
に、かつ、対向する側面が光導波路の長手方向に沿って
形成された凸部の対向する側面の少なくとも一方に形成
された金属膜を光導波路に作用させることによってTE
モード光を吸収するように構成したり、請求項6に記載
のように、光導波路の側方に面が形成されるように光導
波路の長手方向に沿って凹部を形成し、この凹部の少な
くとも光導波路側の側面に形成された金属膜によってT
Eモード光を吸収するように構成すればよい。
請求項5に記載のように、光導波路を内部に含むよう
に、かつ、対向する側面が光導波路の長手方向に沿って
形成された凸部の対向する側面の少なくとも一方に形成
された金属膜を光導波路に作用させることによってTE
モード光を吸収するように構成したり、請求項6に記載
のように、光導波路の側方に面が形成されるように光導
波路の長手方向に沿って凹部を形成し、この凹部の少な
くとも光導波路側の側面に形成された金属膜によってT
Eモード光を吸収するように構成すればよい。
【0030】また、請求項5に記載のように構成した場
合、製造工程上、凸部の上面にも金属膜が形成される場
合があるが、予め凸部の上面部分に、例えば、SiO2
等からなるバッファ層が設けられているため、上面の金
属膜が光導波路に作用するのを防ぐことができる。ま
た、請求項5に記載のように構成した場合、光導波路に
作用する金属膜を光導波路の両側に形成することができ
るので、TEモード光の吸収が効率よく行われて、性能
の良い導波路型偏光子が得られるという利点もある。
合、製造工程上、凸部の上面にも金属膜が形成される場
合があるが、予め凸部の上面部分に、例えば、SiO2
等からなるバッファ層が設けられているため、上面の金
属膜が光導波路に作用するのを防ぐことができる。ま
た、請求項5に記載のように構成した場合、光導波路に
作用する金属膜を光導波路の両側に形成することができ
るので、TEモード光の吸収が効率よく行われて、性能
の良い導波路型偏光子が得られるという利点もある。
【0031】また、請求項7の発明の導波路型偏光子の
形成方法は、予め電気光学結晶基板に形成した光導波路
の上方又は側方の少なくとも一方に面が形成されるよう
に前記光導波路の近傍に立体構造部を形成し、前記立体
構造部の上面又は側面の少なくとも1面が露出するよう
に偏光子パターンを形成し、前記立体構造部の側面に形
成する金属膜の膜厚が前記立体構造部の上面又は底面に
形成する金属膜の膜厚よりも薄くなるように金属膜を形
成した後、偏光子パターンを除去する工程を含んでい
る。
形成方法は、予め電気光学結晶基板に形成した光導波路
の上方又は側方の少なくとも一方に面が形成されるよう
に前記光導波路の近傍に立体構造部を形成し、前記立体
構造部の上面又は側面の少なくとも1面が露出するよう
に偏光子パターンを形成し、前記立体構造部の側面に形
成する金属膜の膜厚が前記立体構造部の上面又は底面に
形成する金属膜の膜厚よりも薄くなるように金属膜を形
成した後、偏光子パターンを除去する工程を含んでい
る。
【0032】すなわち、請求項7の発明の導波路型偏光
子の形成方法によれば、光導波路の上方又は側方の少な
くとも一方に面が形成されるように光導波路の近傍に立
体構造部を形成してから、この立体構造部の表面に金属
膜を形成することにより比較的容易に上記請求項1〜請
求項6に記載した導波路型偏光子を製造できる。
子の形成方法によれば、光導波路の上方又は側方の少な
くとも一方に面が形成されるように光導波路の近傍に立
体構造部を形成してから、この立体構造部の表面に金属
膜を形成することにより比較的容易に上記請求項1〜請
求項6に記載した導波路型偏光子を製造できる。
【0033】光導波路の上方又は側方の少なくとも一方
に面が形成されるように光導波路の近傍に立体構造部を
形成する方法としては、特に限定しないが、好ましく
は、基板を削って形成したり、予め基板表面に形成した
バッファ層などの他の層を削って形成するのがよい。な
お、基板を削って形成する場合は、光導波路を予め深い
位置に形成しておくとよい。
に面が形成されるように光導波路の近傍に立体構造部を
形成する方法としては、特に限定しないが、好ましく
は、基板を削って形成したり、予め基板表面に形成した
バッファ層などの他の層を削って形成するのがよい。な
お、基板を削って形成する場合は、光導波路を予め深い
位置に形成しておくとよい。
【0034】このとき、ドライエッチングにより立体構
造部を形成すれば、形成した立体構造部の表面には原子
レベルの荒れが生じるため、後の工程で立体構造部の表
面に形成した金属膜が立体構造部の表面の荒れた部分と
複雑に絡み合って付着力を増すというアンカー効果が生
じる。そのため、金属膜と立体構造部の表面との付着力
がより強固になるという利点がある。
造部を形成すれば、形成した立体構造部の表面には原子
レベルの荒れが生じるため、後の工程で立体構造部の表
面に形成した金属膜が立体構造部の表面の荒れた部分と
複雑に絡み合って付着力を増すというアンカー効果が生
じる。そのため、金属膜と立体構造部の表面との付着力
がより強固になるという利点がある。
【0035】また、金属膜の形成方法としては、例え
ば、スパッタリング法や蒸着法などが挙げられるが、少
なくとも立体構造部の側面(即ち、基板表面とほぼ垂直
な面)に形成される金属膜の膜厚が、立体構造部の上面
又は底面(立体構造部が凹部であれば底面、立体構造部
が凸部であれば上面;即ち、基板表面と平行な面)に形
成される金属膜の膜厚よりも薄くなるように形成できれ
ばよい。
ば、スパッタリング法や蒸着法などが挙げられるが、少
なくとも立体構造部の側面(即ち、基板表面とほぼ垂直
な面)に形成される金属膜の膜厚が、立体構造部の上面
又は底面(立体構造部が凹部であれば底面、立体構造部
が凸部であれば上面;即ち、基板表面と平行な面)に形
成される金属膜の膜厚よりも薄くなるように形成できれ
ばよい。
【0036】なお、基板がX基板である場合、予め深い
位置に光導波路を形成し、光導波路の上方が底面となる
ように基板を削って形成した凹部としたり、基板の表面
に予めバッファ層を設け、光導波路の上方の基板表面が
露出するまでバッファ層をエッチングして形成したもの
でもよい。なお、バッファ層は、金属膜の作用を遮断す
るような材質のものであればよく、例えば、SiO2の
ような誘電体材料を使用することができる。
位置に光導波路を形成し、光導波路の上方が底面となる
ように基板を削って形成した凹部としたり、基板の表面
に予めバッファ層を設け、光導波路の上方の基板表面が
露出するまでバッファ層をエッチングして形成したもの
でもよい。なお、バッファ層は、金属膜の作用を遮断す
るような材質のものであればよく、例えば、SiO2の
ような誘電体材料を使用することができる。
【0037】また、基板がZ基板である場合、光導波路
の長手方向に沿った上面をマスクして最大でも光導波路
の深さと同程度に達するまで前記基板をドライエッチン
グして内部に光導波路を含む凸部を形成し、マスク除去
後、少なくとも凸部の光導波路の長手方向に沿った側面
が露出するように偏光子パターンを形成し、全面に金属
膜を形成した後、偏光子パターンを除去するように形成
する。
の長手方向に沿った上面をマスクして最大でも光導波路
の深さと同程度に達するまで前記基板をドライエッチン
グして内部に光導波路を含む凸部を形成し、マスク除去
後、少なくとも凸部の光導波路の長手方向に沿った側面
が露出するように偏光子パターンを形成し、全面に金属
膜を形成した後、偏光子パターンを除去するように形成
する。
【0038】すなわち、この形成方法は、上記請求項5
に記載したような導波路型偏光子を製造する方法であ
り、この場合、予め基板の表面にバッファ層を形成して
凸部の上面に形成される金属膜が光導波路に対して偏光
子作用を及ぼすのを防ぐとよい。
に記載したような導波路型偏光子を製造する方法であ
り、この場合、予め基板の表面にバッファ層を形成して
凸部の上面に形成される金属膜が光導波路に対して偏光
子作用を及ぼすのを防ぐとよい。
【0039】また、基板がZ基板である場合の別の形成
方法として、光導波路の長手方向に沿った位置に最大で
も光導波路の深さと同程度の深さに達するまで凹部を形
成した後、少なくとも前記凹部の底面と光導波路側の側
面とが露出する様に偏光子パターンを形成し、全面に金
属膜を形成した後、偏光子パターンを除去するように形
成する。
方法として、光導波路の長手方向に沿った位置に最大で
も光導波路の深さと同程度の深さに達するまで凹部を形
成した後、少なくとも前記凹部の底面と光導波路側の側
面とが露出する様に偏光子パターンを形成し、全面に金
属膜を形成した後、偏光子パターンを除去するように形
成する。
【0040】すなわち、この形成方法は、上記請求項6
に記載したような導波路型偏光子を製造する方法であ
り、この場合、凹部が光導波路に沿った位置に最大でも
光導波路の深さと同程度に達する程の深さであり、表面
に形成した金属膜が凹部の少なくとも底面と光導波路側
の側面に残るようにする点以外は、上記と同様であるの
で、説明は省略する。
に記載したような導波路型偏光子を製造する方法であ
り、この場合、凹部が光導波路に沿った位置に最大でも
光導波路の深さと同程度に達する程の深さであり、表面
に形成した金属膜が凹部の少なくとも底面と光導波路側
の側面に残るようにする点以外は、上記と同様であるの
で、説明は省略する。
【0041】なお、上記全ての請求項で述べた凹部と
は、内面形状が、例えば、四角柱状等の多角柱状、溝状
等を含むものであり、また、上記全ての請求項で述べた
凸部は、断面形状が、例えば、矩形状等や台形状等を含
むものである。
は、内面形状が、例えば、四角柱状等の多角柱状、溝状
等を含むものであり、また、上記全ての請求項で述べた
凸部は、断面形状が、例えば、矩形状等や台形状等を含
むものである。
【0042】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
から図14を参照しながら説明する。
から図14を参照しながら説明する。
【0043】(第1の実施の形態)図1は、第1の実施
の形態における導波路型偏光子の製造工程を示すフロー
図である。以下、図1を参照しながら第1の実施の形態
を説明する。なお、本第1の実施の形態では、Xカット
のニオブ酸リチウム基板(X基板)10を使用してい
る。
の形態における導波路型偏光子の製造工程を示すフロー
図である。以下、図1を参照しながら第1の実施の形態
を説明する。なお、本第1の実施の形態では、Xカット
のニオブ酸リチウム基板(X基板)10を使用してい
る。
【0044】まず、Tiを熱拡散させて基板表面に光導
波路12を形成したX基板10の表面に、SiO2より
なるバッファ層14をスパッタリング法により厚さ0.
5μmとなるように形成し、600℃で5時間アニール
処理する。
波路12を形成したX基板10の表面に、SiO2より
なるバッファ層14をスパッタリング法により厚さ0.
5μmとなるように形成し、600℃で5時間アニール
処理する。
【0045】次に、基板全面にフォトレジストを塗布し
た後、フォトリソグラフィにより光導波路12の上方の
フォトレジストが矩形状に残るようにパターニングし、
基板表面の偏光子として金属膜を形成する金属膜形成予
定領域を覆う矩形状のレジストパターン16aを形成す
る。その後、Tiを蒸着してX基板10の全面にTi膜
18を形成する(図1(a))。
た後、フォトリソグラフィにより光導波路12の上方の
フォトレジストが矩形状に残るようにパターニングし、
基板表面の偏光子として金属膜を形成する金属膜形成予
定領域を覆う矩形状のレジストパターン16aを形成す
る。その後、Tiを蒸着してX基板10の全面にTi膜
18を形成する(図1(a))。
【0046】その後、レジストパターン16aをリフト
オフして、光導波路12の上方の矩形状領域(すなわ
ち、金属膜形成予定領域)を開口とするTiマスク18
aを形成する(図1(b))。
オフして、光導波路12の上方の矩形状領域(すなわ
ち、金属膜形成予定領域)を開口とするTiマスク18
aを形成する(図1(b))。
【0047】ECR(Electron cyclotron resonance)
プラズマ源を利用したドライエッチングにより、開口部
分に露出するバッファ層を除去してX基板10の表面を
露出させた後、ケミカルエッチングによりTiマスク1
8aを取り除く。これにより、金属膜形成予定領域部分
を矩形状開口としたバッファ層14aを備えたX基板1
0、言い換えると、金属膜形成予定領域部分を底面とす
る四角柱状の凹部を備えたX基板10が得られる(図1
(c))。
プラズマ源を利用したドライエッチングにより、開口部
分に露出するバッファ層を除去してX基板10の表面を
露出させた後、ケミカルエッチングによりTiマスク1
8aを取り除く。これにより、金属膜形成予定領域部分
を矩形状開口としたバッファ層14aを備えたX基板1
0、言い換えると、金属膜形成予定領域部分を底面とす
る四角柱状の凹部を備えたX基板10が得られる(図1
(c))。
【0048】その後、全面にフォトレジストを塗布し
て、フォトリソグラフィにより内部に凹部を含むように
形成された矩形状の開口を有するレジストパターン16
bを偏光子パターンとして形成する(図1(d))。
て、フォトリソグラフィにより内部に凹部を含むように
形成された矩形状の開口を有するレジストパターン16
bを偏光子パターンとして形成する(図1(d))。
【0049】さらに、スパッタリング法によって全面に
金属膜としてAl膜20を形成し(図1(e))、レジ
ストパターン16bを取り除くことによって、四角柱状
の凹部を被覆する金属膜20aを備えた導波路型偏光子
を得る(図1(f))。
金属膜としてAl膜20を形成し(図1(e))、レジ
ストパターン16bを取り除くことによって、四角柱状
の凹部を被覆する金属膜20aを備えた導波路型偏光子
を得る(図1(f))。
【0050】得られた導波路型偏光子は、図2に示すよ
うに、金属膜20aの凹部底面を被覆する部分がX基板
10に付着し、凹部側面を被覆する部分がバッファ層1
4aに付着しているため、従来の扁平な偏光子と比較し
て剥がれにくいという特徴を有している。
うに、金属膜20aの凹部底面を被覆する部分がX基板
10に付着し、凹部側面を被覆する部分がバッファ層1
4aに付着しているため、従来の扁平な偏光子と比較し
て剥がれにくいという特徴を有している。
【0051】また、この凹部を被覆する金属膜20aは
スパッタリング法によって形成しているため、底面部分
の膜厚よりも側面部分の膜厚が薄く形成される。すなわ
ち、側面部分の膜厚が薄く形成されていることによっ
て、金属膜全体としての熱応力が小さくなっているの
で、より一層剥がれにくいものとなっている。
スパッタリング法によって形成しているため、底面部分
の膜厚よりも側面部分の膜厚が薄く形成される。すなわ
ち、側面部分の膜厚が薄く形成されていることによっ
て、金属膜全体としての熱応力が小さくなっているの
で、より一層剥がれにくいものとなっている。
【0052】なお、本第1の実施の形態では、基板上に
形成したバッファ層を削って基板表面を底面とする凹部
を形成し、この凹部の内面を被覆する金属膜20aを備
えた導波路型偏光子について述べたが、例えば、図3に
示すように、基板自体を削って凹部としこの凹部の内面
を被覆する金属膜20aを備えた導波路型偏光子とする
こともできる。また、凹部の内面形状を四角柱状とする
場合について述べたが、凹部の内面形状は特に四角柱状
に限らず、例えば、光導波路に対して交差する方向に切
られた溝状等その他の構成としてもよい。
形成したバッファ層を削って基板表面を底面とする凹部
を形成し、この凹部の内面を被覆する金属膜20aを備
えた導波路型偏光子について述べたが、例えば、図3に
示すように、基板自体を削って凹部としこの凹部の内面
を被覆する金属膜20aを備えた導波路型偏光子とする
こともできる。また、凹部の内面形状を四角柱状とする
場合について述べたが、凹部の内面形状は特に四角柱状
に限らず、例えば、光導波路に対して交差する方向に切
られた溝状等その他の構成としてもよい。
【0053】さらに、本第1の実施の形態では、凹部を
被覆する金属膜20aの形状が凹形状のものを挙げた
が、本発明は、特にこの形状に限らず、立体構造部の側
面を被覆する部分の金属膜の膜厚が、上面又は底面を被
覆する部分の金属膜の膜厚よりも薄く構成されていれば
よい。
被覆する金属膜20aの形状が凹形状のものを挙げた
が、本発明は、特にこの形状に限らず、立体構造部の側
面を被覆する部分の金属膜の膜厚が、上面又は底面を被
覆する部分の金属膜の膜厚よりも薄く構成されていれば
よい。
【0054】例えば、図4及び図5に示すように、基板
表面に形成した段差部分を被覆する断面略L字状の金属
膜20bを備えた導波路型偏光子とすることもできる。
なお、段差は、図4のように、基板表面にバッファ層を
形成してこのバッファ層14aを削って形成したり、図
5のように基板10自体を削って形成することができ
る。
表面に形成した段差部分を被覆する断面略L字状の金属
膜20bを備えた導波路型偏光子とすることもできる。
なお、段差は、図4のように、基板表面にバッファ層を
形成してこのバッファ層14aを削って形成したり、図
5のように基板10自体を削って形成することができ
る。
【0055】また、製造時のアライメント精度を高くし
て凹部の内面のみが露出するようにレジストパターン1
6bを形成し、図6及び図7のように、凹部の内面のみ
を被覆する金属膜20cを備えた導波路型偏光子として
もよい。この場合、金属膜20cの外縁部の膜厚が薄く
なるため、熱応力による伸び縮みの自由度が大きくなり
好ましい。もちろん、段差により形成した場合も同様
に、外縁部の膜厚が薄くなるように構成した断面がL字
状の金属膜とすることも可能である。
て凹部の内面のみが露出するようにレジストパターン1
6bを形成し、図6及び図7のように、凹部の内面のみ
を被覆する金属膜20cを備えた導波路型偏光子として
もよい。この場合、金属膜20cの外縁部の膜厚が薄く
なるため、熱応力による伸び縮みの自由度が大きくなり
好ましい。もちろん、段差により形成した場合も同様
に、外縁部の膜厚が薄くなるように構成した断面がL字
状の金属膜とすることも可能である。
【0056】なお、本第1の実施の形態では、スパッタ
リング法によってAl膜を形成したが、蒸着法によって
Al膜を形成しても底面部分の膜厚よりも側面部分の膜
厚が薄く形成されるのでよい。
リング法によってAl膜を形成したが、蒸着法によって
Al膜を形成しても底面部分の膜厚よりも側面部分の膜
厚が薄く形成されるのでよい。
【0057】(第2の実施の形態)図8は、第2の実施
の形態における導波路型偏光子の製造工程を示すフロー
図である。以下、図8を参照しながら第2の実施の形態
を説明する。なお、本第2の実施の形態では、Zカット
のニオブ酸リチウム基板(Z基板)11を使用してい
る。
の形態における導波路型偏光子の製造工程を示すフロー
図である。以下、図8を参照しながら第2の実施の形態
を説明する。なお、本第2の実施の形態では、Zカット
のニオブ酸リチウム基板(Z基板)11を使用してい
る。
【0058】まず、Tiを熱拡散させて基板表面に光導
波路12を形成したZ基板11の表面に、SiO2より
なるバッファ層14を蒸着法により厚さ0.5μmとな
るように形成し、600℃で5時間アニール処理する。
波路12を形成したZ基板11の表面に、SiO2より
なるバッファ層14を蒸着法により厚さ0.5μmとな
るように形成し、600℃で5時間アニール処理する。
【0059】次に、基板全面にフォトレジストを塗布し
た後、フォトリソグラフィにより光導波路12の上方の
フォトレジストが矩形状に取り除かれる様にパターニン
グし、矩形状の開口を有するレジストパターン17aを
形成してから、Tiを蒸着してZ基板11の全面にTi
膜18を形成する(図8(a))。
た後、フォトリソグラフィにより光導波路12の上方の
フォトレジストが矩形状に取り除かれる様にパターニン
グし、矩形状の開口を有するレジストパターン17aを
形成してから、Tiを蒸着してZ基板11の全面にTi
膜18を形成する(図8(a))。
【0060】その後、レジストパターン17aをリフト
オフして、Z基板11の表面の光導波路12の上方の領
域を矩形状に覆う矩形状のTiマスク18bを形成する
(図8(b))。
オフして、Z基板11の表面の光導波路12の上方の領
域を矩形状に覆う矩形状のTiマスク18bを形成する
(図8(b))。
【0061】ECR(Electron cyclotron resonance)
プラズマ源を利用したドライエッチングにより、Tiマ
スク18bにより被覆されていないバッファ層及びその
下の基板をほぼ光導波路12が形成された深さまでエッ
チングした後、ケミカルエッチングによりTiマスク1
8bを取り除く。これにより、内部に光導波路12を含
む断面が矩形状の凸部を備えたZ基板11が得られる
(図8(c))。
プラズマ源を利用したドライエッチングにより、Tiマ
スク18bにより被覆されていないバッファ層及びその
下の基板をほぼ光導波路12が形成された深さまでエッ
チングした後、ケミカルエッチングによりTiマスク1
8bを取り除く。これにより、内部に光導波路12を含
む断面が矩形状の凸部を備えたZ基板11が得られる
(図8(c))。
【0062】その後、全面にフォトレジストを塗布し
て、フォトリソグラフィにより金属膜形成予定領域を内
部に含む矩形状の開口を有するレジストパターン17b
を偏光子パターンとして形成する。
て、フォトリソグラフィにより金属膜形成予定領域を内
部に含む矩形状の開口を有するレジストパターン17b
を偏光子パターンとして形成する。
【0063】さらに、蒸着法によって全面に金属膜とし
てAl膜20を形成し(図8(d))、レジストパター
ン17bを取り除くことによって、断面が矩形状の凸部
を被覆するように形成された凸形状の金属膜21aを備
えた導波路型偏光子を得る(図8(e))。
てAl膜20を形成し(図8(d))、レジストパター
ン17bを取り除くことによって、断面が矩形状の凸部
を被覆するように形成された凸形状の金属膜21aを備
えた導波路型偏光子を得る(図8(e))。
【0064】なお、以上は、金属膜部分を製造する説明
をわかりやすくするために、矩形状の凸部として説明し
ているが、実際には導波路型偏光子は、光導波路型変調
器などの一部として使用されるものであり、光導波路部
分は他の部品と光学的に接続されるため、エッチングな
どにより削ることはない。即ち、実際の光導波路型変調
器として使用する際には、図9(a)に示すように、光
導波路の側方に面が形成されるように光導波路に沿って
バッファ層及び基板がエッチングにより削られた構成と
なる。
をわかりやすくするために、矩形状の凸部として説明し
ているが、実際には導波路型偏光子は、光導波路型変調
器などの一部として使用されるものであり、光導波路部
分は他の部品と光学的に接続されるため、エッチングな
どにより削ることはない。即ち、実際の光導波路型変調
器として使用する際には、図9(a)に示すように、光
導波路の側方に面が形成されるように光導波路に沿って
バッファ層及び基板がエッチングにより削られた構成と
なる。
【0065】即ち、図9は、第2の実施の形態の導波路
型偏光子を示す概略説明図であり、この導波路型偏光子
は、断面が矩形状の凸部40を被覆するように形成され
た凸形状の金属膜21aを備えている。
型偏光子を示す概略説明図であり、この導波路型偏光子
は、断面が矩形状の凸部40を被覆するように形成され
た凸形状の金属膜21aを備えている。
【0066】この金属膜21aは、Z基板11に形成さ
れた凸部40の上面部分と光導波路に平行な対向する2
側面部分とに付着しているため、従来の扁平な偏光子と
比較して剥がれにくいという特徴を有している。
れた凸部40の上面部分と光導波路に平行な対向する2
側面部分とに付着しているため、従来の扁平な偏光子と
比較して剥がれにくいという特徴を有している。
【0067】また、蒸着法で金属膜21aを形成した場
合も、図9(b)の断面図に示されるように、凸部の側
面を被覆する金属膜の膜厚が凸部40の上面を被覆する
金属膜の膜厚よりも薄く形成されるので、この薄い部分
の熱応力が厚い部分よりも小さいために、大きな温度変
化が生じても基板や基板表面に形成されたバッファ層等
に対する付着力が良好であり、剥がれにくいものとなっ
ている。
合も、図9(b)の断面図に示されるように、凸部の側
面を被覆する金属膜の膜厚が凸部40の上面を被覆する
金属膜の膜厚よりも薄く形成されるので、この薄い部分
の熱応力が厚い部分よりも小さいために、大きな温度変
化が生じても基板や基板表面に形成されたバッファ層等
に対する付着力が良好であり、剥がれにくいものとなっ
ている。
【0068】なお、本第2の実施の形態では、断面が矩
形状の凸部を形成しこれを被覆する金属膜21aを光導
波路に作用させる場合について述べたが、凸部は特に断
面が矩形状のものに限らず、例えば、図10に示すよう
な断面が台形状となるように構成し、これを被覆する金
属膜(図10では21b)の側面部分を光導波路に作用
させる構成とすることもできる。
形状の凸部を形成しこれを被覆する金属膜21aを光導
波路に作用させる場合について述べたが、凸部は特に断
面が矩形状のものに限らず、例えば、図10に示すよう
な断面が台形状となるように構成し、これを被覆する金
属膜(図10では21b)の側面部分を光導波路に作用
させる構成とすることもできる。
【0069】なお、断面が台形状となる凸部を形成する
には、凸部の側面部分を形成する時のドライエッチング
時に基板をプラズマの引き出し方向に対して斜めとなる
ように配置すればよい。このような断面が台形状の凸部
に構成することによって光導波路中を伝播する光の損失
を低く抑えられるという利点がある。
には、凸部の側面部分を形成する時のドライエッチング
時に基板をプラズマの引き出し方向に対して斜めとなる
ように配置すればよい。このような断面が台形状の凸部
に構成することによって光導波路中を伝播する光の損失
を低く抑えられるという利点がある。
【0070】また、本第2の実施の形態では、凸部の光
導波路に平行な対向する2側面と上面、即ち、表面に露
出する全ての面に金属膜を形成する構成について述べた
が、これに限らず、少なくとも厚い膜が形成される上面
部分と薄い膜が形成される凸部の光導波路に平行な1面
とに形成されていれば良い。
導波路に平行な対向する2側面と上面、即ち、表面に露
出する全ての面に金属膜を形成する構成について述べた
が、これに限らず、少なくとも厚い膜が形成される上面
部分と薄い膜が形成される凸部の光導波路に平行な1面
とに形成されていれば良い。
【0071】また、レジストパターン17bの側面が凸
部の光導波路に平行な対向する2側面と近接するように
位置合わせしてレジストパターン17bを形成し、図1
1及び図12のように、凸部の外面のみを被覆する凸形
状の金属膜21c、21dを光導波路に作用させる構成
とすることもできる。
部の光導波路に平行な対向する2側面と近接するように
位置合わせしてレジストパターン17bを形成し、図1
1及び図12のように、凸部の外面のみを被覆する凸形
状の金属膜21c、21dを光導波路に作用させる構成
とすることもできる。
【0072】なお、本第2の実施の形態では、蒸着法に
よってAl膜を形成したが、上記第1の実施の形態と同
様にスパッタリング法によってAl膜を形成してもよ
い。
よってAl膜を形成したが、上記第1の実施の形態と同
様にスパッタリング法によってAl膜を形成してもよ
い。
【0073】(第3の実施の形態)図13は、第3の実
施の形態における導波路型偏光子の製造工程を示すフロ
ー図である。以下、図13を参照しながら第3の実施の
形態を説明する。なお、本第3の実施の形態では、Z基
板11を使用している。
施の形態における導波路型偏光子の製造工程を示すフロ
ー図である。以下、図13を参照しながら第3の実施の
形態を説明する。なお、本第3の実施の形態では、Z基
板11を使用している。
【0074】まず、Tiを熱拡散させて基板表面に光導
波路12を形成したZ基板11の表面に、SiO2より
なるバッファ層14をスパッタリング法により厚さ0.
5μmとなるように形成し、600℃で5時間アニール
処理する。
波路12を形成したZ基板11の表面に、SiO2より
なるバッファ層14をスパッタリング法により厚さ0.
5μmとなるように形成し、600℃で5時間アニール
処理する。
【0075】次に、基板全面にフォトレジストを塗布し
た後、フォトリソグラフィにより光導波路12に沿った
位置のフォトレジストが矩形状に残るようにパターニン
グし、光導波路12に沿った位置に矩形状のレジストパ
ターン16aを形成する。その後、Tiを蒸着してZ基
板11の全面にTi膜18を形成する(図13
(a))。
た後、フォトリソグラフィにより光導波路12に沿った
位置のフォトレジストが矩形状に残るようにパターニン
グし、光導波路12に沿った位置に矩形状のレジストパ
ターン16aを形成する。その後、Tiを蒸着してZ基
板11の全面にTi膜18を形成する(図13
(a))。
【0076】その後、レジストパターン16aをリフト
オフして、光導波路12に沿った位置の矩形状領域を開
口とするTiマスク18cを形成する(図13
(b))。
オフして、光導波路12に沿った位置の矩形状領域を開
口とするTiマスク18cを形成する(図13
(b))。
【0077】ECR(Electron cyclotron resonance)
プラズマ源を利用したドライエッチングにより、開口内
に露出するバッファ層を除去して、更に、バッファ層の
除去により露出したZ基板11をほぼ光導波路12の深
さ程度までエッチングした後、ケミカルエッチングによ
りTiマスク18cを取り除く。これにより、光導波路
12に沿った位置の矩形状領域を開口とし、バッファ層
14を貫通した四角柱状の凹部を備えたZ基板11が得
られる(図13(c))。
プラズマ源を利用したドライエッチングにより、開口内
に露出するバッファ層を除去して、更に、バッファ層の
除去により露出したZ基板11をほぼ光導波路12の深
さ程度までエッチングした後、ケミカルエッチングによ
りTiマスク18cを取り除く。これにより、光導波路
12に沿った位置の矩形状領域を開口とし、バッファ層
14を貫通した四角柱状の凹部を備えたZ基板11が得
られる(図13(c))。
【0078】その後、全面にフォトレジストを塗布し
て、フォトリソグラフィにより内部に凹部を含むように
形成された矩形状の開口を有するレジストパターン16
cを偏光子パターンとして形成する(図13(d))。
て、フォトリソグラフィにより内部に凹部を含むように
形成された矩形状の開口を有するレジストパターン16
cを偏光子パターンとして形成する(図13(d))。
【0079】さらに、スパッタリング法によって全面に
金属膜としてAl膜20を形成し(図13(e))、レ
ジストパターン16cを取り除くことによって、四角柱
状の凹部を被覆するように形成された凹形状の金属膜2
2aを備えた導波路型偏光子を得る(図13(f))。
金属膜としてAl膜20を形成し(図13(e))、レ
ジストパターン16cを取り除くことによって、四角柱
状の凹部を被覆するように形成された凹形状の金属膜2
2aを備えた導波路型偏光子を得る(図13(f))。
【0080】この凹形状の金属膜22aは、バッファ層
14cを貫通してZ基板11に形成されており、その光
導波路12側の側面が光導波路に作用する。第3の実施
の形態の金属膜22aも第1及び第2の実施の形態と同
様に、バッファ層14cとZ基板11との両方に付着し
ているため、従来の扁平な偏光子と比較して剥がれにく
いという特徴を有している。
14cを貫通してZ基板11に形成されており、その光
導波路12側の側面が光導波路に作用する。第3の実施
の形態の金属膜22aも第1及び第2の実施の形態と同
様に、バッファ層14cとZ基板11との両方に付着し
ているため、従来の扁平な偏光子と比較して剥がれにく
いという特徴を有している。
【0081】なお、本第3の実施の形態も第1の実施の
形態と同様に、例えば、図14に示すように、基板の表
面に基板表面と垂直な段差をつけてその段差部分を被覆
する断面が略L字状の金属膜22bを備えた導波路型偏
光子としてもよい。この場合、基板表面と垂直な段差部
分が光導波路に作用するので、光導波路が形成されてい
ない部分を削って段差を形成する事は言うまでもない。
なお、段差は、図14のように基板表面にバッファ層を
形成しバッファ層と基板とを削って最大でも光導波路の
深さと同程度の深さとするとよい。なお、その他は、第
1の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
形態と同様に、例えば、図14に示すように、基板の表
面に基板表面と垂直な段差をつけてその段差部分を被覆
する断面が略L字状の金属膜22bを備えた導波路型偏
光子としてもよい。この場合、基板表面と垂直な段差部
分が光導波路に作用するので、光導波路が形成されてい
ない部分を削って段差を形成する事は言うまでもない。
なお、段差は、図14のように基板表面にバッファ層を
形成しバッファ層と基板とを削って最大でも光導波路の
深さと同程度の深さとするとよい。なお、その他は、第
1の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【0082】以上述べた全ての実施の形態において、A
l等の金属膜は誘電体材料に対する付着力が弱いため剥
がれやすいが、凹部または凸部をドライエッチングによ
り形成しているため、基板表面に適度な荒れが生じ、こ
の荒れた部分が装荷される金属膜との間にアンカー効果
を引き起こすため、金属膜が剥がれにくいものとなる。
l等の金属膜は誘電体材料に対する付着力が弱いため剥
がれやすいが、凹部または凸部をドライエッチングによ
り形成しているため、基板表面に適度な荒れが生じ、こ
の荒れた部分が装荷される金属膜との間にアンカー効果
を引き起こすため、金属膜が剥がれにくいものとなる。
【0083】また、この金属膜は、立体構造部が凹部の
場合は底面部分の金属膜の膜厚よりも側面部分の金属膜
の膜厚の方が薄くなるように設けられおり、また、立体
構造部が凸部の場合は上面部分の金属膜の膜厚よりも側
面部分の金属膜の膜厚の方が薄くなるように設けられて
いるので、この薄い金属膜部分の熱応力が厚い金属膜部
分よりも小さいために、大きな温度変化が生じても基板
や基板表面に形成されたバッファ層等に対する付着力が
良好であり、剥がれにくいという効果がある。
場合は底面部分の金属膜の膜厚よりも側面部分の金属膜
の膜厚の方が薄くなるように設けられおり、また、立体
構造部が凸部の場合は上面部分の金属膜の膜厚よりも側
面部分の金属膜の膜厚の方が薄くなるように設けられて
いるので、この薄い金属膜部分の熱応力が厚い金属膜部
分よりも小さいために、大きな温度変化が生じても基板
や基板表面に形成されたバッファ層等に対する付着力が
良好であり、剥がれにくいという効果がある。
【0084】さらに、以上述べた全ての実施の形態にお
ける金属膜は、バッファ層上に比較的容易に形成するこ
とができ、また、バッファ層の材料として使用される誘
電体材料に対する付着力が良好なものとなるため、特
に、バッファ層が必要な高速型の光導波路型変調器に使
用する導波路型偏光子を構成するものとして好適なもの
となる。
ける金属膜は、バッファ層上に比較的容易に形成するこ
とができ、また、バッファ層の材料として使用される誘
電体材料に対する付着力が良好なものとなるため、特
に、バッファ層が必要な高速型の光導波路型変調器に使
用する導波路型偏光子を構成するものとして好適なもの
となる。
【0085】また、以上述べたすべての実施の形態で
は、導波路型偏光子を構成する金属として最も電界吸収
率の良いAlを使用したが、電界吸収率の良いもので有
ればAlに限らない。例えば、Ti、Cr、Ni及びP
tや、Al、Ti、Cr、Ni及びPtのうち少なくと
も2つより成る合金を使用することができる。
は、導波路型偏光子を構成する金属として最も電界吸収
率の良いAlを使用したが、電界吸収率の良いもので有
ればAlに限らない。例えば、Ti、Cr、Ni及びP
tや、Al、Ti、Cr、Ni及びPtのうち少なくと
も2つより成る合金を使用することができる。
【0086】また、特に、ハイパワー光を光導波路に入
射する場合、金属膜に吸収された電界成分が熱エネルギ
ーに変わって偏光子を劣化させる恐れが大きいが、上記
第1から第3の実施の形態で述べた導波路型偏光子で
は、装荷する金属膜の基板に対する付着面積が従来の構
成の導波路型偏光子よりも大きいため、放熱効率が向上
したものとなっている。すなわち、吸収した電界成分が
熱エネルギーに変わっても効率よく放熱できるため、熱
エネルギーによる劣化の可能性を低くできる。
射する場合、金属膜に吸収された電界成分が熱エネルギ
ーに変わって偏光子を劣化させる恐れが大きいが、上記
第1から第3の実施の形態で述べた導波路型偏光子で
は、装荷する金属膜の基板に対する付着面積が従来の構
成の導波路型偏光子よりも大きいため、放熱効率が向上
したものとなっている。すなわち、吸収した電界成分が
熱エネルギーに変わっても効率よく放熱できるため、熱
エネルギーによる劣化の可能性を低くできる。
【0087】また、上記第1から第3の実施の形態で述
べた導波路型偏光子の製造方法によれば、細かいパター
ニングが不用で、アライメント精度が低くても性能の良
い導波路型偏光子を形成できるので、製造効率及び製造
歩留まりが向上し、好ましいという利点もある。
べた導波路型偏光子の製造方法によれば、細かいパター
ニングが不用で、アライメント精度が低くても性能の良
い導波路型偏光子を形成できるので、製造効率及び製造
歩留まりが向上し、好ましいという利点もある。
【0088】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び請求
項2の発明によれば、光導波路に作用させる金属膜が基
板や基板表面に形成されたバッファ層等から剥がれにく
い導波路型偏光子が得られる、という効果がある。
項2の発明によれば、光導波路に作用させる金属膜が基
板や基板表面に形成されたバッファ層等から剥がれにく
い導波路型偏光子が得られる、という効果がある。
【0089】また、請求項3から請求項6の発明によれ
ば、比較的簡単な構成で剥がれにくい導波路型偏光子が
得られる、という効果がある。
ば、比較的簡単な構成で剥がれにくい導波路型偏光子が
得られる、という効果がある。
【0090】請求項7の発明によれば、細かいパターニ
ングが不用で、アライメント精度が低くても性能の良い
導波路型偏光子を形成できる、という効果がある。
ングが不用で、アライメント精度が低くても性能の良い
導波路型偏光子を形成できる、という効果がある。
【図1】第1の実施の形態の導波路型偏光子の製造工程
を示すフロー図である。
を示すフロー図である。
【図2】(a)は、第1の実施の形態の導波路型偏光子の
概略を示す斜視図であり、(b)は(a)のA−A線断面
図である。
概略を示す斜視図であり、(b)は(a)のA−A線断面
図である。
【図3】第1の実施の形態において、別の実施の形態を
示した断面図である。
示した断面図である。
【図4】第1の実施の形態において、別の実施の形態を
示した断面図である。
示した断面図である。
【図5】第1の実施の形態において、別の実施の形態を
示した断面図である。
示した断面図である。
【図6】第1の実施の形態において、別の実施の形態を
示した断面図である。
示した断面図である。
【図7】第1の実施の形態において、別の実施の形態を
示した断面図である。
示した断面図である。
【図8】第2の実施の形態の導波路型偏光子の製造工程
を示すフロー図である。
を示すフロー図である。
【図9】(a)は、第2の実施の形態の導波路型偏光子の
概略を示す斜視図であり、(b)は(a)のA−A線断面
図である。
概略を示す斜視図であり、(b)は(a)のA−A線断面
図である。
【図10】第2の実施の形態において、別の実施の形態
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図11】第2の実施の形態において、別の実施の形態
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図12】第2の実施の形態において、別の実施の形態
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図13】第3の実施の形態の導波路型偏光子の製造工
程を示すフロー図である。
程を示すフロー図である。
【図14】第3の実施の形態において、別の実施の形態
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図15】X基板に用いられる従来の金属装荷型偏光子
の一例を示す斜視説明図である。
の一例を示す斜視説明図である。
【図16】Z基板に用いられる従来の金属装荷型偏光子
の一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
10 X基板 11 Z基板 12 光導波路 14 バッファ層 14a〜14c パターン形成済のバッファ層 16a〜16c、17a、17b レジストパター
ン 18 Ti膜 18a〜18c Tiマスク 20 金属膜 20a〜20c、22a、22b 凹形状の金属膜 21a〜21d 凸形状の金属膜 30 矩形状の金属膜 40 凸部 50 溝
ン 18 Ti膜 18a〜18c Tiマスク 20 金属膜 20a〜20c、22a、22b 凹形状の金属膜 21a〜21d 凸形状の金属膜 30 矩形状の金属膜 40 凸部 50 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 裕俊 千葉県船橋市豊富町585番地 住友大阪セ メント株式会社新規技術研究所内 Fターム(参考) 2H047 LA21 QA03 TA21 2H079 AA13 BA02 CA08 DA03 DA22 DA25 DA26 EA01 HA22
Claims (7)
- 【請求項1】 電気光学効果を有する基板と、前記基板
に形成された光導波路とを含む導波路型偏光子におい
て、 前記光導波路の上方又は側方の少なくとも一方に面が形
成されるように前記光導波路の近傍に設けられた立体構
造部と、 偏光子として作用する部分を含むように、前記立体構造
部の上面又は底面の少なくとも一方の面と前記立体構造
部の側面部分とに連続して形成された金属膜と、 からなる導波路型偏光子。 - 【請求項2】 前記金属膜は、前記立体構造部の側面を
被覆する部分の膜厚が前記立体構造部の上面又は底面を
被覆する部分の膜厚より薄くなるように形成されている
請求項1に記載の導波路型偏光子。 - 【請求項3】 前記立体構造部は、前記光導波路の上方
に形成された面を底面とする凹部であり、 前記金属膜は、前記凹部の底面及び側面に形成されてい
る請求項1又は2に記載の導波路型偏光子。 - 【請求項4】 前記基板は、表面にバッファ層を備えた
電気光学結晶基板であり、 前記凹部は、前記電気光学結晶基板の表面が露出するよ
うにバッファ層が1部除かれた部分である請求項3に記
載の導波路型偏光子。 - 【請求項5】 前記立体構造部は、内部に前記光導波路
を含むように、かつ、対向する側面が光導波路の長手方
向に沿って形成された凸部であり、 前記金属膜は、前記凸部の上面と前記対向する側面の少
なくとも一方に形成されている請求項1に記載の導波路
型偏光子。 - 【請求項6】 前記立体構造部は、前記光導波路の側方
に面が形成されるように前記光導波路の長手方向に沿っ
て設けられた凹部であり、 前記金属膜は、前記凹部の底面と少なくとも光導波路側
の側面とに形成されている請求項1に記載の導波路型偏
光子。 - 【請求項7】 予め電気光学結晶基板に形成した光導波
路の上方又は側方の少なくとも一方に面が形成されるよ
うに前記光導波路の近傍に立体構造部を形成し、 前記立体構造部の上面又は側面の少なくとも1面が露出
するように偏光子パターンを形成し、 前記立体構造部の側面に形成する金属膜の膜厚が前記立
体構造部の上面又は底面に形成する金属膜の膜厚よりも
薄くなるように金属膜を形成した後、 偏光子パターンを除去する工程を含む導波路型偏光子の
形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11070902A JP2000266951A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 導波路型偏光子及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11070902A JP2000266951A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 導波路型偏光子及びその形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000266951A true JP2000266951A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13444937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11070902A Pending JP2000266951A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 導波路型偏光子及びその形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000266951A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001061401A1 (fr) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd | Guide d'ondes optiques et procede de realisation |
US7373025B2 (en) | 2006-03-30 | 2008-05-13 | Fujitsu Limited | Waveguide-type optical device |
WO2009084545A1 (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光変調器 |
JPWO2009090687A1 (ja) * | 2008-01-18 | 2011-05-26 | アンリツ株式会社 | 光変調器 |
JP2011209629A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型偏光子 |
JP2015232631A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | Tdk株式会社 | 光導波路型偏光子 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP11070902A patent/JP2000266951A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001061401A1 (fr) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd | Guide d'ondes optiques et procede de realisation |
US6806113B2 (en) | 2000-02-18 | 2004-10-19 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device and method for forming optical waveguide device |
US7373025B2 (en) | 2006-03-30 | 2008-05-13 | Fujitsu Limited | Waveguide-type optical device |
WO2009084545A1 (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光変調器 |
JP2009162830A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
JP4701232B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2011-06-15 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調器 |
US8406577B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-03-26 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
JPWO2009090687A1 (ja) * | 2008-01-18 | 2011-05-26 | アンリツ株式会社 | 光変調器 |
JP2011209629A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型偏光子 |
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