JP2006133437A

JP2006133437A - Optical deflection element

Info

Publication number: JP2006133437A
Application number: JP2004321501A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Ishii; 雅俊石井; Masao Kondo; 正雄近藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-05-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve switching speed with respect to an optical deflection element, by reducing lowering of an applied voltage caused due to the resistance component of a substrate, without reducing the thickness of the substrate. <P>SOLUTION: A lower electrode 1 composed of a main electrode 2 and a patterned sub-electrode 3 is disposed on the lower portion of a film 4 having electro-optical effects. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は光偏向素子に関するものであり、特に、電気光学効果を利用した光偏向素子における下部電極構造に特徴のある光偏向素子に関するものである。 The present invention relates to an optical deflection element, and more particularly to an optical deflection element characterized by a lower electrode structure in an optical deflection element utilizing an electro-optic effect.

近年の通信需要の飛躍的な増大に伴い、波長の異なる複数のレーザ信号光を多重化することで一本の光ファイバで伝送する波長多重化（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術と相まって高速且つ大容量化が進んでいるが、基幹通信ネットワークにおける光ファイバ網のハードウエアのインフラを構築するためには、レーザ信号光の伝送先を切り替えるための光偏向素子が必要になる。 Along with the dramatic increase in communication demand in recent years, coupled with wavelength division multiplexing (WDM) technology for transmitting a single optical fiber by multiplexing a plurality of laser signal lights having different wavelengths, the speed is high and large. Although capacity is increasing, an optical deflecting element for switching the transmission destination of the laser signal light is required to construct the hardware infrastructure of the optical fiber network in the backbone communication network.

従来、このような光偏向素子としては、半導体加工技術で構成した機械式のマイクロミラーが用いられているが、近年の大容量化に伴う高集積化の要請に応えるために電気光学効果を有する強誘電体材料を用いた光偏向素子が開発されている（例えば、特許文献１参照）ので、図６を参照して従来の光偏向素子を説明する。 Conventionally, as such an optical deflecting element, a mechanical micromirror configured by a semiconductor processing technique has been used, and has an electro-optic effect in order to meet the demand for higher integration accompanying the recent increase in capacity. Since an optical deflection element using a ferroelectric material has been developed (see, for example, Patent Document 1), a conventional optical deflection element will be described with reference to FIG.

図６参照
図６の上図は従来の光偏向素子の概略的平面図であり、下図は上図におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図であり、Ｎｂを１％程度ドープした導電性を有するＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板３１上に互いに組成比の異なるＰＬＺＴ下部クラッド層３２、ＰＬＺＴコア層３３、及び、ＰＬＺＴ上部クラッド層３４を順次積層したのち、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板３１の裏面にＰｔ裏面電極３５を設けるとともに、ＰＬＺＴ上部クラッド層３４上に直角三角形状のＰｔ偏向電極３６を設けたものである。
この場合、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板３１は、電極兼エピタキシャル成長基板として用いている。 See FIG.
The upper diagram of FIG. 6 is a schematic plan view of a conventional optical deflection element, and the lower diagram is a schematic cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line connecting A-A 'in the upper diagram, showing the conductivity doped with about 1% of Nb. After sequentially laminating a PLZT lower clad layer 32, a PLZT core layer 33, and a PLZT upper clad layer 34 having different composition ratios on an Nb-doped SrTiO ₃ substrate 31 having properties, Pt is formed on the back surface of the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 31. A back electrode 35 is provided, and a right-angled triangular Pt deflection electrode 36 is provided on the PLZT upper clad layer 34.
In this case, the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 31 is used as an electrode and epitaxial growth substrate.

この様な光偏向素子においては、Ｐｔ裏面電極３５とＰｔ偏向電極３６との間に電界を印加することにより電気光学効果によって屈折率を変化させ、Ｐｔ偏向電極３６直下を伝播する信号光３７を偏向させている。
特開２００３−２１５６４４号公報 In such an optical deflection element, the refractive index is changed by the electro-optic effect by applying an electric field between the Pt back electrode 35 and the Pt deflection electrode 36, and the signal light 37 propagating directly under the Pt deflection electrode 36 is transmitted. It is deflected.
JP 2003-215644 A

ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板上では高い結晶性を持ち、且つ、金属と比較して光学的損失が小さいため、結晶成長させるための成長基板として好ましい反面、金属電極に比べて導電性が低くスイッチング速度が低下するといった問題点がある。 The Nb-doped SrTiO ₃ substrate has a high crystallinity and has a small optical loss compared to a metal, so it is preferable as a growth substrate for crystal growth, but has a lower conductivity and a switching speed than a metal electrode. There is a problem that it decreases.

また、電気抵抗を小さくするために光導波路構造の下部に金属電極を設けた場合には、下部クラッドのエバネッセント分がカットされるため、損失が大きくなってしまうという問題がある。 Further, when a metal electrode is provided at the lower part of the optical waveguide structure in order to reduce the electrical resistance, there is a problem that the loss increases because the evanescent portion of the lower cladding is cut.

一方、導電性を有するＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板を薄くすることで抵抗を下げることができるが、上部に電気光学結晶を成膜した時に成膜応力がかかるため基板厚はあまり薄くすることはできないという問題がある。 On the other hand, the resistance can be lowered by thinning the conductive Nb-doped SrTiO ₃ substrate, but the substrate thickness cannot be reduced too much because the film-forming stress is applied when the electro-optic crystal is deposited on top. There's a problem.

したがって、本発明は、基板厚を薄くすることなく基板の抵抗成分による印加電圧の低下を低減してスイッチング速度を向上することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the switching speed by reducing a decrease in applied voltage due to the resistance component of the substrate without reducing the substrate thickness.

図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号８は偏向電極である。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、光偏向素子において、電気光学効果を有する膜４の下部に、主電極２とパターニングされた副電極３からなる下部電極１を有することを特徴とする。 FIG. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
Reference numeral 8 in the figure denotes a deflection electrode.
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a light deflection element having a lower electrode 1 comprising a main electrode 2 and a patterned sub-electrode 3 below a film 4 having an electro-optic effect. Features.

この様に、電気光学効果を有する膜４の下部にパターニングされた副電極３を有する下部電極１を設けることによって、電極を兼ねる基板の導電性の低さを補うことができ、基板を薄くして脆弱にすることなくスイッチング速度を向上することができる。
なお、この場合の主電極２とは、導電性の基板自体或いは基板上に全面に堆積させた導電性エピタキシャル層を意味する。 Thus, by providing the lower electrode 1 having the patterned sub-electrode 3 below the film 4 having the electro-optic effect, the low conductivity of the substrate also serving as the electrode can be compensated, and the substrate is made thinner. The switching speed can be improved without making it fragile.
In this case, the main electrode 2 means a conductive substrate itself or a conductive epitaxial layer deposited on the entire surface of the substrate.

また、パターニングされた副電極３は、基板に対してエピタキシャル成長させても良く、その場合には、電気光学効果を有する膜４は副電極３に対してエピタキシャル成長したエピタキシャル膜となるので、副電極３を設けた位置を光伝播部９とすることができる。 In addition, the patterned sub-electrode 3 may be epitaxially grown on the substrate. In this case, the film 4 having the electro-optic effect becomes an epitaxial film epitaxially grown on the sub-electrode 3. The position where the light is provided can be the light propagation part 9.

また、電気光学効果を有する膜４は、基板側に設けた第１の膜５と、前記第１の膜５上に設けられるとともに第１の膜５より屈折率の高い第２の膜６を少なくとも備えていれば良く、２層構造の場合には第１の膜５が下部クラッドとなり、第２の膜６がコア層となり、空気層が上部クラッドとなるクラッド／コア／クラッドの光導波構造となり、或いは、上部クラッド層７を設けて３層構造としても良い。
なお、電気光学効果を有する膜４の主成長面としては、｛１００｝面が典型的な面となる。 The film 4 having the electro-optic effect includes a first film 5 provided on the substrate side, and a second film 6 provided on the first film 5 and having a higher refractive index than the first film 5. In the case of a two-layer structure, the first film 5 serves as a lower clad, the second film 6 serves as a core layer, and the air layer serves as an upper clad. Alternatively, an upper cladding layer 7 may be provided to form a three-layer structure.
Note that the {100} plane is a typical plane as the main growth plane of the film 4 having the electro-optic effect.

また、主電極２とパターニングされた副電極３は、互いに異なる結晶方位を有するようにしても良く、その場合には、副電極３上に堆積する電気光学効果を有する膜４の結晶方位は主電極２上に堆積する電気光学効果を有する膜４の結晶方位と異なることになり、副電極３上に堆積する電気光学効果を有する膜４が応力緩和部として作用するので、主電極２上に堆積する電気光学効果を有する膜４の結晶性が向上する。 In addition, the main electrode 2 and the patterned sub electrode 3 may have different crystal orientations. In this case, the crystal orientation of the film 4 having an electro-optic effect deposited on the sub electrode 3 is the main crystal orientation. Since the crystal orientation of the film 4 having the electro-optic effect deposited on the electrode 2 is different from that of the film 4 having the electro-optic effect deposited on the sub-electrode 3, the film 4 acts as a stress relaxation portion. The crystallinity of the deposited film 4 having the electro-optic effect is improved.

また、電気光学効果を有する膜４に複数の互いに平行な光伝播部９を設けるとともに、互いに隣接する光伝播部９の間に副電極３を配置することによって、各光伝播部９に対しては副電極３を介して電界を印加することができるので、下部クラッドのエバネッセント分をカットすることなく低電圧駆動が可能になる。 Further, a plurality of parallel light propagation portions 9 are provided on the film 4 having an electro-optic effect, and the sub-electrode 3 is disposed between the light propagation portions 9 adjacent to each other, whereby each of the light propagation portions 9 is provided. Since an electric field can be applied through the sub-electrode 3, low voltage driving is possible without cutting the evanescent portion of the lower cladding.

この場合の主電極２としては、Ｎｂ添加ＳｒＴｉＯ₃、ＳｒＲｕＯ₃、ＣａＲｕＯ₃、ＬａＮｉＯ₃、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＣｏＯ₃（０≦ｘ≦１）、或いは、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＭｎＯ₃（０≦ｘ≦１）のいずれかが導電性の観点から好適である。 As the main electrode 2 in this case, Nb-added SrTiO ₃ , SrRuO ₃ , CaRuO ₃ , LaNiO ₃ , (La _x Sr _1-x ) CoO ₃ (0 ≦ x ≦ 1), or (La _x Sr _1-x ) Any of MnO ₃ (0 ≦ x ≦ 1) is preferable from the viewpoint of conductivity.

また、副電極３としては、Ｐｔ、Ｗ、Ｉｒ、或いは、Ｒｕのいずれかが好適であり、電気光学効果を有する膜４を焼結する時の高温熱処理に耐えることができる。 Further, Pt, W, Ir, or Ru is suitable as the sub-electrode 3 and can withstand high temperature heat treatment when the film 4 having the electro-optic effect is sintered.

また、電気光学効果を有する膜４としては、ペロブスカイト構造を有する膜、特に、Ｐｂ（Ｚｒ_1-xＴｉ_x）Ｏ₃（０≦ｘ≦１）、（Ｐｂ_1-yＬａ_3/2y）（Ｚｒ_1-xＴｉ_x）Ｏ₃（０≦ｘ，ｙ≦１）、Ｐｂ（Ｂ’_1/3Ｂ”_2/3）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’がＭｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｆｅ等の２価の遷移金属、Ｂ”はＮｂ、Ｔａ等の５価の遷移金属）、Ｐｂ（Ｂ’_1/2Ｂ”_1/2）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’がＭｎ、Ｓｃ、Ｆｅ等の３価の遷移金属、Ｂ”はＮｂ、Ｔａ等の５価の遷移金属）、或いは、Ｐｂ（Ｂ’_1/3Ｂ”_2/3）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’がＷ、Ｔｅ等の６価の遷移金属、Ｂ”はＭｎ、Ｓｃ等の３価の遷移金属）のいずれかが好適である。 As the film 4 having an electro-optic effect, a film having a perovskite structure, particularly Pb (Zr _1−x Ti _x ) O ₃ (0 ≦ x ≦ 1), (Pb _1−y La _{3 / 2y} ) ( Zr _1-x Ti _x ) O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1), Pb (B ′ _1/3 B ″ _2/3 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ is a divalent transition metal such as Mg, Ni, Co, Zn, or Fe, B ″ is a pentavalent transition metal such as Nb or Ta), Pb (B ′ _1/2 B ″ _1/2 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ is a trivalent transition metal such as Mn, Sc, and Fe, and B ″ is a pentavalent transition metal such as Nb and Ta), or Pb (B ′ _1/3 B ″ _2/3 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ is a hexavalent transition metal such as W or Te, B ″ is Mn, Sc Or any other trivalent transition metal) is preferred.

また、電気光学効果を有する膜４としては、タングステンブロンズ構造を有する膜、特に、（Ｓｒ_1-xＢａ_x）Ｎｂ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、（Ｓｒ_1-xＢａ_x）Ｔａ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、ＰｂＮｂ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、或いは、Ｂａ₂ＮａＮｂ₅Ｏ₁₅のいずれかでも良く、ペロブスカイト構造を有する膜よりも大きな電気光学効果を得ることができる。 Further, as the film 4 having the electro-optic effect, a film having a tungsten bronze structure, in particular, (Sr _1−x Ba _x ) Nb ₂ O ₆ (0 ≦ x ≦ 1), (Sr _1−x Ba _x ) Ta ₂ O ₆ (0 ≦ x ≦ 1), PbNb ₂ O ₆ (0 ≦ x ≦ 1), or Ba ₂ NaNb ₅ O ₁₅ may be used, and a greater electro-optic effect is obtained than a film having a perovskite structure. be able to.

また、電気光学効果を有する膜４としては、ビスマス層状構造を有する膜、特に、（Ｂｉ_1-xＲ_x）₄Ｔｉ₃Ｏ₁₂（Ｒは希土類元素、0 ≦x ≦1 ）、ＳｒＢｉ₂Ｔａ₂Ｏ₉、或いは、ＳｒＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅のいずれかでも良く、環境に優しいＰｂフリーの光偏向素子を実現することができる。 As the film 4 having an electro-optic effect, a film having a bismuth layer structure, in particular, (Bi _1-x R _x ) ₄ Ti ₃ O ₁₂ (R is a rare earth element, 0 ≦ x ≦ 1), SrBi ₂ Ta ₂ O _9, or it may be in either the SrBi _₄ Ti ₄ O _15, it is possible to realize an optical deflecting element friendly Pb-free environment.

この場合、電気光学効果を有する膜４への信号光の入射及び電気光学効果を有する膜４からの信号光の出射は、電気光学効果を有する膜４の端面から行っても良いし、或いは、電気光学効果を有する膜４の上面にプリズムを設け、プリズムを用いて電気光学効果を有する膜４に信号光１０を入出射しても良い。 In this case, the incidence of the signal light on the film 4 having the electro-optic effect and the emission of the signal light from the film 4 having the electro-optic effect may be performed from the end face of the film 4 having the electro-optic effect, or A prism may be provided on the upper surface of the film 4 having the electro-optic effect, and the signal light 10 may be incident on and emitted from the film 4 having the electro-optic effect using the prism.

本発明によれば、下部電極を主電極とパターニングされた副電極で構成しているので、低損失な電気光学結晶による光導波路構造と低抵抗な下部電極の形成が可能となる。 According to the present invention, since the lower electrode is composed of the main electrode and the patterned sub-electrode, it is possible to form an optical waveguide structure using a low-loss electro-optic crystal and a lower resistance lower electrode.

本発明は、主電極を兼ねる導電性単結晶基板上に、互いに平行な複数のストライプ状副電極を設けたのち、全面に電気光学効果結晶からなる下部クラッド層／コア層／上部クラッド層を順次成膜して光導波路構造を形成し、互いに隣接するストライプ状副電極の間の上部クラッド層の表面に直角三角形状の偏向電極を設け、導電性単結晶基板の端面に各ストライプ状副電極と電気的に接触するＡｇペースト等の引出電極を設けたものである。 In the present invention, a plurality of striped sub-electrodes parallel to each other are provided on a conductive single crystal substrate also serving as a main electrode, and then a lower clad layer / core layer / upper clad layer made of electro-optic effect crystals are sequentially formed on the entire surface. A film is formed to form an optical waveguide structure, and a right-angled triangular deflection electrode is provided on the surface of the upper cladding layer between adjacent stripe-shaped sub-electrodes, and each stripe-shaped sub-electrode is connected to the end face of the conductive single crystal substrate. An extraction electrode such as an Ag paste that is in electrical contact is provided.

なお、基板上に主電極となる導電性単結晶層を成長させたのち、互いに平行な複数のストライプ状副電極を設けても良く、或いは、互いに平行な複数のストライプ状副電極を基板に対してエピタキシャル成長させた導電性単結晶層で構成しても良いものであり、その場合には、副電極の直上に偏向電極を設ければ良い。 In addition, after the conductive single crystal layer that becomes the main electrode is grown on the substrate, a plurality of stripe-shaped subelectrodes parallel to each other may be provided, or a plurality of stripe-shaped subelectrodes parallel to each other may be provided on the substrate. In this case, a deflecting electrode may be provided immediately above the sub-electrode.

ここで、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１の光偏向素子の製造工程を説明する。
図２参照
まず、主面が｛１００｝面でＮｂを１％ドープして導電性した主電極を兼ねるＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１上に、メタルスルーマスク（図示を省略）を用いてＰｔを選択的にスパッタリング堆積させて、厚さが、例えば、１００ｎｍで、幅が５０μｍ、電極間隔が５００μｍのＰｔ副電極１２を形成する。
この時、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１を加熱せずに室温でスパッタリングすることによって、堆積したＰｔ副電極は｛１１１｝配向となる。 Here, with reference to FIG.2 and FIG.3, the manufacturing process of the optical deflection | deviation element of Example 1 of this invention is demonstrated.
See Figure 2
First, Pt is selectively sputtered on a Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 which also serves as a conductive main electrode doped with 1% Nb with a {100} plane as a main surface, using a metal through mask (not shown). By depositing, a Pt sub-electrode 12 having a thickness of, for example, 100 nm, a width of 50 μm, and an electrode interval of 500 μm is formed.
At this time, by sputtering the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 at room temperature without heating, the deposited Pt sub-electrode has {111} orientation.

次いで、従来の工程と同様に酢酸鉛、ランタンイソプロポキシド、ジルコニウムプロポキシド、チタンイソプロポキシドを出発原料とし、溶剤の２−メトキシエタノールを加え還流および蒸留することによりＰＬＺＴゾル−ゲル前駆体溶液を作製する。 Next, as in the conventional process, PLZT sol-gel precursor solution is prepared by using lead acetate, lanthanum isopropoxide, zirconium propoxide and titanium isopropoxide as starting materials, adding solvent 2-methoxyethanol, refluxing and distillation. Is made.

作製したＰＬＺＴゾル−ゲル前駆体溶液をスピンコートにより全面に塗布し乾燥したのち、例えば、７５０℃で焼結する。
この１回の塗布・乾燥・焼結工程で膜厚が約１００〜１５０ｎｍのＰＬＺＴ薄膜１３が形成される。 The prepared PLZT sol-gel precursor solution is applied to the entire surface by spin coating and dried, and then sintered at 750 ° C., for example.
The PLZT thin film 13 having a film thickness of about 100 to 150 nm is formed by this one coating / drying / sintering step.

次いで、この工程を下部クラッド層として必要な膜厚が得られるまで繰り返して厚さが、例えば、２．５μｍのＰＬＺＴ下部クラッド層１４を形成する。
１回の工程で得られるＰＬＺＴ薄膜１３の膜厚が１００ｎｍであれば、２５回塗布・乾燥・焼結工程を行う。 Next, this process is repeated until a necessary film thickness is obtained as the lower cladding layer, thereby forming a PLZT lower cladding layer 14 having a thickness of, for example, 2.5 μm.
If the film thickness of the PLZT thin film 13 obtained in one step is 100 nm, the coating, drying and sintering steps are performed 25 times.

次いで、下部クラッド層形成用ＰＬＺＴゾル−ゲル前駆体溶液と組成を変えたＰＬＺＴゾル−ゲル前駆体溶液を作製し、このＰＬＺＴゾル−ゲル前駆体溶液を用いて塗布・乾燥・焼結工程を繰り返して厚さが、例えば、５．０μｍのＰＬＺＴコア層１５を形成する。 Next, a PLZT sol-gel precursor solution for changing the composition with the PLZT sol-gel precursor solution for forming the lower cladding layer is prepared, and the coating, drying, and sintering steps are repeated using this PLZT sol-gel precursor solution. Then, the PLZT core layer 15 having a thickness of, for example, 5.0 μm is formed.

次いで、下部クラッド層形成用ＰＬＺＴゾル−ゲル前駆体溶液と同じ組成のＰＬＺＴゾル−ゲル前駆体溶液を用いて塗布・乾燥・焼結工程を繰り返して厚さが、例えば、２．５μｍのＰＬＺＴ上部クラッド層１６を形成してクラッド／コア／クラッドからなる光導波構造を形成する。 Next, a PLZT sol-gel precursor solution having the same composition as the PLZT sol-gel precursor solution for forming the lower clad layer is used to repeat the coating, drying, and sintering processes to form a PLZT upper portion having a thickness of, for example, 2.5 μm. The clad layer 16 is formed to form an optical waveguide structure composed of clad / core / cladding.

この場合、ＰＬＺＴ下部クラッド層１４及びＰＬＺＴ上部クラッド層１６の組成比は、例えば、原子数比としてＬａ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１１：６５：３５とし、ＰＬＺＴコア層１５の組成比をＬａ：Ｚｒ：Ｔｉ＝８：６５：３５とすることによって、０．０１（２．４０／２．３９）の屈折率差が得られる。 In this case, for example, the composition ratio of the PLZT lower cladding layer 14 and the PLZT upper cladding layer 16 is La: Zr: Ti = 11: 65: 35 as the atomic ratio, and the composition ratio of the PLZT core layer 15 is La: Zr: By setting Ti = 8: 65: 35, a refractive index difference of 0.01 (2.40 / 2.39) can be obtained.

図３参照
図３の上図は概略的平面図であり、下図は上図におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。
次いで、再び、メタルスルーマスクを用いてＰｔを選択的にスパッタリング堆積させて、隣接するＰｔ副電極１２間に平面形状が直角三角形状のＰｔ偏向電極１７を形成したのち、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１の端面にＡｇペースト引出電極１８を形成して各Ｐｔ副電極１２と電気的導通を取ることによって本発明の実施例１の光偏向素子の基本構成が完成する。
なお、この時、信号光１９の入出射を妨げないようにＡｇペーストを塗布する必要がある。 Refer to FIG. 3. The upper view of FIG. 3 is a schematic plan view, and the lower view is a schematic cross-sectional view along the alternate long and short dash line connecting AA 'in the upper view.
Next, again, Pt is selectively sputter-deposited using a metal through mask to form a Pt deflection electrode 17 having a right triangle shape between adjacent Pt sub-electrodes 12, and then an Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 An Ag paste extraction electrode 18 is formed on the end surface of the Pt sub-electrode 12 to establish electrical continuity with each Pt sub-electrode 12 to complete the basic configuration of the optical deflection element of Example 1 of the present invention.
At this time, it is necessary to apply an Ag paste so as not to prevent the signal light 19 from entering and exiting.

この光偏向素子のＰｔ偏向電極１７とＡｇペースト引出電極１８との間に偏向電界を印加するとＡｇペースト引出電極１８の電位はＰｔ副電極１２を介して主電極を兼ねるＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１の表面に伝達され、Ｐｔ偏向電極１７直下の光導波路構造における屈折率が変化して入射した信号光１９が偏向される。 When a deflection electric field is applied between the Pt deflection electrode 17 and the Ag paste extraction electrode 18 of this optical deflection element, the potential of the Ag paste extraction electrode 18 is changed to that of the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 that also serves as the main electrode via the Pt subelectrode 12. The incident signal light 19 is deflected by being transmitted to the surface and changing the refractive index in the optical waveguide structure immediately below the Pt deflection electrode 17.

この本発明の実施例１においては、Ｐｔ副電極１２を設けているので、機械的強度を高めるためにＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１の厚さを厚くしても、厚さ方向の抵抗成分がスイッチング速度に影響を与えることがないので、スイッチング速度の向上が可能になる。 In the first embodiment of the present invention, since the Pt sub-electrode 12 is provided, the resistance component in the thickness direction is switched even if the thickness of the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 is increased in order to increase the mechanical strength. Since the speed is not affected, the switching speed can be improved.

また、Ｐｔ副電極１２はＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１に対してエピタキシャル成長したものではないので、ＰＬＺＴ下部クラッド層１４等はＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１と接触する部分では｛１００｝配向してエピタキシャル成長するが、Ｐｔ副電極１２上では必ずしも｛１００｝配向とならず、歪みがこの部分に集中するのでＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１と接触する部分、即ち、光伝播部となる光導波路構造の結晶性を向上することができる。 Further, since the Pt sub-electrode 12 is not epitaxially grown on the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11, the PLZT lower clad layer 14 and the like are epitaxially grown with {100} orientation at the portion in contact with the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11. The Pt sub-electrode 12 does not necessarily have the {100} orientation, and the strain concentrates on this portion, so that the portion contacting the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11, that is, the crystallinity of the optical waveguide structure serving as the light propagation portion is improved. can do.

次に、図４を参照して、本発明の実施例２の光偏向素子を説明するが、ＳｒＲｕＯ₃主電極を形成する以外は上記の実施例１と同様であるので、最終構造の断面構造のみを図示する。
図４参照
図４は、本発明の実施例２の光偏向素子の概略的断面図であり、まず、主面が｛１００｝面のＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１上に、スパッタリング法を用いて全面に厚さが、例えば、１００ｎｍのＳｒＲｕＯ₃主電極２０を設ける。 Next, with reference to FIG. 4, the optical deflecting element according to the second embodiment of the present invention will be described, but is the same as the first embodiment except that the SrRuO ₃ main electrode is formed. Only illustrated.
See Figure 4
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an optical deflecting element according to Example 2 of the present invention. First, the thickness is entirely formed on a Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 having a main surface of {100} plane by sputtering. However, for example, a 100 nm SrRuO ₃ main electrode 20 is provided.

以降は、上記の実施例１と全く同様の工程で、Ｐｔ副電極１２を設けたのち、ＰＬＺＴ下部クラッド層１４／ＰＬＺＴコア層１５／ＰＬＺＴ上部クラッド層１６からなる光導波路構造を形成、次いで、ＰＬＺＴ上部クラッド層１６上にＰｔ偏向電極１７をマスクスパッタリング法により形成したのち、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１の端面にＳｒＲｕＯ₃主電極２０及びＰｔ副電極１２と電気的に接触するようにＡｇペースト引出電極（図示は省略）を形成することによって、本発明の実施例２の光偏向素子の基本的構成が完成する。 Thereafter, after providing the Pt sub-electrode 12 in the same process as in Example 1, an optical waveguide structure composed of the PLZT lower cladding layer 14 / PLZT core layer 15 / PLZT upper cladding layer 16 is formed. After a Pt deflection electrode 17 is formed on the PLZT upper cladding layer 16 by mask sputtering, Ag paste extraction is performed so that the end surface of the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 is in electrical contact with the SrRuO ₃ main electrode 20 and the Pt sub-electrode 12. By forming the electrodes (not shown), the basic configuration of the optical deflection element according to the second embodiment of the present invention is completed.

この本発明の実施例２においては、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃より導電性の高いＳｒＲｕＯ₃主電極２０を設けているのでより低抵抗化が可能になり、それによって、スイッチング速度をさらに向上することができる。
但し、ＳｒＲｕＯ₃は、下部クラッド層のネバネッセント分に対しては、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃よりカット要因として作用するので損失が若干増すことになる。 In the second embodiment of the present invention, since the SrRuO ₃ main electrode 20 having higher conductivity than that of the Nb-doped SrTiO ₃ is provided, the resistance can be further reduced, thereby further improving the switching speed. .
However, since SrRuO ₃ acts as a cutting factor on the nevanescent portion of the lower cladding layer than Nb-doped SrTiO ₃ , the loss slightly increases.

次に、図５を参照して、本発明の実施例３の光偏向素子を説明するが、Ｐｔ副電極の代わりにＳｒＲｕＯ₃副電極を形成する以外は上記の実施例１と同様であるので、最終構造の断面構造のみを図示する。
図５参照
図５は、本発明の実施例３の光偏向素子の概略的断面図であり、まず、主面が｛１００｝面のＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１上に、マスクスパッタリング法を用いて厚さが、例えば、１００ｎｍで、幅が４００μｍのＳｒＲｕＯ₃副電極２１を設ける。
この場合、ＳｒＲｕＯ₃副電極２１はＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１に対してエピタキシャル成長するので、｛１００｝配向となる。 Next, with reference to FIG. 5, the optical deflecting element according to the third embodiment of the present invention will be described, but is the same as the first embodiment except that the SrRuO ₃ subelectrode is formed instead of the Pt subelectrode. Only the cross-sectional structure of the final structure is shown.
See Figure 5
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an optical deflection element according to Example 3 of the present invention. First, the thickness of a principal surface is set on a Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 having a {100} plane using a mask sputtering method. For example, the SrRuO ₃ sub-electrode 21 having a thickness of 100 nm and a width of 400 μm is provided.
In this case, since the SrRuO ₃ sub-electrode 21 is epitaxially grown on the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11, it has {100} orientation.

以降は、上記の実施例１と全く同様の工程で、ＳｒＲｕＯ₃副電極２１及び露出するＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１上に、ＰＬＺＴ下部クラッド層１４／ＰＬＺＴコア層１５／ＰＬＺＴ上部クラッド層１６からなる光導波路構造を形成する。 Thereafter, in the same process as in the first embodiment, the PLZT lower clad layer 14 / PLZT core layer 15 / PLZT upper clad layer 16 are formed on the SrRuO ₃ subelectrode 21 and the exposed Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11. An optical waveguide structure is formed.

次いで、ＳｒＲｕＯ₃副電極２１直上のＰＬＺＴ上部クラッド層１６上にＰｔ偏向電極１７をマスクスパッタリング法により形成したのち、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板１１の端面にＳｒＲｕＯ₃副電極２１と電気的に接触するようにＡｇペースト引出電極（図示を省略）を形成することによって、本発明の実施例３の光偏向素子の基本的構成が完成する。 Next, after the Pt deflection electrode 17 is formed on the PLZT upper cladding layer 16 immediately above the SrRuO ₃ subelectrode 21 by mask sputtering, the end surface of the Nb-doped SrTiO ₃ substrate 11 is in electrical contact with the SrRuO ₃ subelectrode 21. By forming an Ag paste extraction electrode (not shown) on this, the basic configuration of the optical deflection element of Example 3 of the present invention is completed.

この本発明の実施例３においては、ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃より導電性の高いエピタキシャル成長したＳｒＲｕＯ₃を副電極として用いているので、ＳｒＲｕＯ₃副電極上の光導波路構造も｛１００｝配向し結晶性が良好であるので、ＳｒＲｕＯ₃副電極上の光導波路構造を光伝播部とすることができ、それによって、主電極の横方向の抵抗成分の影響を無視することができるのでスイッチング速度をさらに向上することができる。 In Example 3 of the present invention, since SrRuO ₃ epitaxially grown with higher conductivity than Nb-doped SrTiO ₃ is used as the sub-electrode, the optical waveguide structure on the SrRuO ₃ sub-electrode is also {100} oriented and has crystallinity. Since it is good, the optical waveguide structure on the SrRuO ₃ sub-electrode can be used as a light propagation part, and thereby the influence of the resistance component in the lateral direction of the main electrode can be ignored, so that the switching speed is further improved. be able to.

以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、各実施例に記載した光導波路構造を構成するＰＬＺＴの組成比は単なる一例であり、例えば、ＰＬＺＴ（９／６５／３５）／ＰＬＺＴ（３／５５／４５）／ＰＬＺＴ（９／６５／３５）のように、Ｌａ比、さしたがって、Ｐｂ比のみならず、Ｚｒ比及びＴｉ比も変えても良いものである。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the conditions and configurations described in the embodiments, and various modifications are possible. For example, the light guide described in the embodiments The composition ratio of PLZT constituting the waveguide structure is merely an example. For example, La ratio, such as PLZT (9/65/35) / PLZT (3/55/45) / PLZT (9/65/35), Therefore, not only the Pb ratio but also the Zr ratio and Ti ratio may be changed.

また、上記の各実施例においては電気光学効果結晶としてＰＬＺＴ〔（Ｐｂ_1-yＬａ_y）（Ｚｒ_1-xＴｉ_x）Ｏ₃（０≦ｘ，ｙ≦１）〕を用いているが、ＰＬＺＴに限られるものではなく、ＰＬＺＴと同様にペロブスカイト構造を有する、Ｐｂ（Ｚｒ_1-xＴｉ_x）Ｏ₃（０≦ｘ≦１）、（Ｐｂ_1-yＬａ_3/2y）（Ｚｒ_1-xＴｉ_x）Ｏ₃（０≦ｘ，ｙ≦１）、Ｐｂ（Ｂ’_1/3Ｂ”_2/3）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’がＭｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ等の２価の遷移金属、Ｂ”はＮｂ、Ｔａ等の５価の遷移金属）、Ｐｂ（Ｂ’_1/2Ｂ”_1/2）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’がＭｎ、Ｓｃ、Ｆｅ等の３価の遷移金属、Ｂ”はＮｂ、Ｔａ等の５価の遷移金属）、或いは、Ｐｂ（Ｂ’_1/3Ｂ”_2/3）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’がＷ、Ｔｅ等の６価の遷移金属、Ｂ”はＭｎ、Ｓｃ等の３価の遷移金属）を用いても良いものである。 In each of the above embodiments, PLZT [(Pb _1-y La _y ) (Zr _1-x Ti _x ) O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1)] is used as the electro-optic effect crystal. Pb (Zr _1-x Ti _x ) O ₃ (0 ≦ x ≦ 1), (Pb _1−y La _{3 / 2y} ) (Zr ₁₋ ) having a perovskite structure similar to PLZT, is not limited to PLZT. _x Ti _x ) O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1), Pb (B ′ _1/3 B ″ _2/3 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ Bivalent transition metals such as Mg, Ni, Co and Zn, B ″ is a pentavalent transition metal such as Nb and Ta), Pb (B ′ _1/2 B ″ _1/2 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ is a trivalent transition metal such as Mn, Sc, and Fe, B ″ is a pentavalent transition metal such as Nb and Ta), or Pb (B ′ _{1 / 3} B ″ _2/3 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ May be a hexavalent transition metal such as W or Te, and B ″ may be a trivalent transition metal such as Mn or Sc).

また、電気光学効果結晶はペロブスカイト構造を有する結晶に限られるものではなく、ペロブスカイトより電気光学効果の大きなタングステンブロンズ構造を有する結晶、例えば、（Ｓｒ_1-xＢａ_x）Ｎｂ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、（Ｓｒ_1-xＢａ_x）Ｔａ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、ＰｂＮｂ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、或いは、Ｂａ₂ＮａＮｂ₅Ｏ₁₅を用いても良いものである。 The electro-optic effect crystal is not limited to a crystal having a perovskite structure, but a crystal having a tungsten bronze structure having a greater electro-optic effect than the perovskite, such as (Sr _1-x Ba _x ) Nb ₂ O ₆ (0 ≦ x ≦ 1), (Sr _1−x Ba _x ) Ta ₂ O ₆ (0 ≦ x ≦ 1), PbNb ₂ O ₆ (0 ≦ x ≦ 1), or Ba ₂ NaNb ₅ O ₁₅ may be used. Is.

さらには、電気光学効果結晶として、ビスマス層状構造を有する結晶、例えば、（Ｂｉ_1-xＲ_x）₄Ｔｉ₃Ｏ₁₂（Ｒは希土類元素、0 ≦x ≦1 ）、ＳｒＢｉ₂Ｔａ₂Ｏ₉、或いは、ＳｒＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅を用いても良いものであり、それによって、Ｐｂフリーの光偏向素子を構成することができ、環境にやさしい製造工程となる。 Furthermore, as an electro-optic effect crystal, a crystal having a bismuth layer structure, for example, (Bi _1-x R _x ) ₄ Ti ₃ O ₁₂ (R is a rare earth element, 0 ≦ x ≦ 1), SrBi ₂ Ta ₂ O ₉ Alternatively, SrBi ₄ Ti ₄ O ₁₅ may be used, so that a Pb-free optical deflection element can be formed, which is an environment-friendly manufacturing process.

また、上記の各実施例においては基板として導電性を有するＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板を用いているが、実施例２及び実施例３の場合には、基板が導電性を有する必要はなく、ＰＬＺＴとの格子整合性からＭｇＯ基板、ＬａＡｌＯ₃基板、或いは、ノン・ドープＳｒＴｉＯ₃基板を用いても良いものである。 In each of the above embodiments, a conductive Nb-doped SrTiO ₃ substrate is used as the substrate. However, in the case of Example 2 and Example 3, the substrate does not need to have conductivity, and PLZT and Therefore, an MgO substrate, a LaAlO ₃ substrate, or a non-doped SrTiO ₃ substrate may be used.

また、上記の実施例１においては副電極としてＰｔを用いているが、Ｐｔに限られるものではなく、Ｐｔと同様にＰＬＺＴの焼結に伴う高温工程に耐え得るＷ、Ｉｒ、Ｒｕ等を用いても良いものである。 In the first embodiment, Pt is used as the sub-electrode. However, the sub-electrode is not limited to Pt. Like Pt, W, Ir, Ru, or the like that can withstand the high-temperature process associated with PLZT sintering is used. It is good.

また、上記の各実施例においてはＰｔ副電極及びＰｔ偏向電極を形成する際にマスクスパッタリング法を用いているが、マスクスパッタリング法に限られるものではなく、Ｐｔを全面に堆積させたのち選択エッチングによりパターニングしても良いし、或いは、フォトレジストパターンを利用したリフトオフ法によって形成しても良いものである。 In each of the above embodiments, the mask sputtering method is used to form the Pt sub-electrode and the Pt deflection electrode. However, the present invention is not limited to the mask sputtering method, and selective etching is performed after Pt is deposited on the entire surface. The patterning may be performed by the method described above, or may be formed by a lift-off method using a photoresist pattern.

また、上記の実施例２においては、主電極としてＳｒＲｕＯ₃を用いているがＳｒＲｕＯ₃に限られるものではなく、例えば、ＣａＲｕＯ₃、ＬａＮｉＯ₃、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＣｏＯ₃（０≦ｘ≦１）、或いは、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＭｎＯ₃（０≦ｘ≦１）を用いても良いものである。 In the second embodiment, SrRuO ₃ is used as the main electrode. However, the main electrode is not limited to SrRuO _3. For example, CaRuO ₃ , LaNiO ₃ , (La _x Sr _1-x ) CoO ₃ (0 ≦ x ≦ 1) or (La _x Sr _1−x ) MnO ₃ (0 ≦ x ≦ 1) may be used.

また、上記の実施例３においては、副電極としてＳｒＲｕＯ₃を用いているがＳｒＲｕＯ₃に限られるものではなく、この場合も、例えば、ＣａＲｕＯ₃、ＬａＮｉＯ₃、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＣｏＯ₃（０≦ｘ≦１）、或いは、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＭｎＯ₃（０≦ｘ≦１）を用いても良いものである。 In Example 3 described above, SrRuO ₃ is used as the sub-electrode, but is not limited to SrRuO ₃ , and in this case, for example, CaRuO ₃ , LaNiO ₃ , (La _x Sr _1-x ) CoO ₃ (0 ≦ x ≦ 1) or (La _x Sr _1-x ) MnO ₃ (0 ≦ x ≦ 1) may be used.

また、上記の実施例２或いは実施例３においては、ＳｒＲｕＯ₃を成膜する際にスパッタリング法を用いているが、スパッタリング法に限られるものではなく、ＰｕｌｓｅｄＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、或いは、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）を用いても良いものであり、その他の代替材料の場合も同様である。 In Example 2 or Example 3 described above, the sputtering method is used when depositing SrRuO _3. However, the method is not limited to the sputtering method, and the Pulsed Laser Deposition method or MOCVD method (organic method) is used. Metal vapor phase epitaxy) may be used, and the same applies to other alternative materials.

また、上記の各実施例においては光導波路構造を下部クラッド層／コア層／上部クラッド層の三層構造としているが、上部クラッド層を空気層で代用させて二層構造としても良いものである。 In each of the above embodiments, the optical waveguide structure has a three-layer structure of the lower clad layer / core layer / upper clad layer, but the upper clad layer may be replaced with an air layer to form a two-layer structure. .

また、上記の各実施例においては光導波路構造を構成する下部クラッド層／コア層／上部クラッド層の各層を単層構造としているが、必要とする光導波特性に応じてその内の少なくとも一層を多層構造で構成しても良いものである。 In each of the above embodiments, each of the lower clad layer / core layer / upper clad layer constituting the optical waveguide structure has a single layer structure, but at least one of them is formed according to the required optical waveguide characteristics. May be configured in a multilayer structure.

また、上記の各実施例においては信号光の入出射を光導波路構造の端面を介して行っているが、従来の周知構成と同様に、上部クラッド層の入射側と出射側のそれぞれにプリズムを設け、プリズムを介して上部クラッド層の上面側から信号光の入出射を行っても良いものである。 In each of the above embodiments, signal light is incident / exited through the end face of the optical waveguide structure. However, as in the conventional well-known configuration, prisms are provided on the incident side and the emission side of the upper cladding layer, respectively. The signal light may be incident / exited from the upper surface side of the upper cladding layer via the prism.

ここで再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図１参照
（付記１）電気光学効果を有する膜４の下部に、主電極２とパターニングされた副電極３からなる下部電極１を有することを特徴とする光偏向素子。
（付記２）上記パターニングされた副電極３が、基板に対してエピタキシャル成長してなることを特徴とする付記１の光偏向素子。
（付記３）上記電気光学効果を有する膜４が、基板側に設けた第１の膜５と、前記第１の膜５上に設けられるとともに第１の膜５より屈折率の高い第２の膜６を少なくとも備えていることを特徴とする付記１または２に記載の光偏向素子。
（付記４）上記電気光学効果を有する膜４が、上記パターニングされた副電極３に対してエピタキシャル成長したエピタキシャル膜であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載の光偏向素子。
（付記５）上記電気光学効果を有する膜４の主成長面が、｛１００｝面であることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１に記載の光偏向素子。
（付記６）上記主電極２と上記パターニングされた副電極３とが、互いに異なる結晶方位を有することを特徴とする付記１記載の光偏向素子。
（付記７）上記電気光学効果を有する膜４に複数の互いに平行な光伝播部９を設けるとともに、互いに隣接する光伝播部９の間に上記副電極３を配置したことを特徴とする付記１記載の光偏向素子。
（付記８）上記主電極２が、Ｎｂ添加ＳｒＴｉＯ₃、ＳｒＲｕＯ₃、ＣａＲｕＯ₃、ＬａＮｉＯ₃、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＣｏＯ₃（０≦ｘ≦１）、或いは、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＭｎＯ₃（０≦ｘ≦１）のいずれかからなることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１に記載の光偏向素子。
（付記９）上記副電極３が、Ｐｔ、Ｗ、Ｉｒ、或いは、Ｒｕのいずれかからなることを特徴とする付記１記載の光偏向素子。
（付記１０）上記電気光学効果を有する膜４が、ペロブスカイト構造を有する膜であることを特徴とする付記１乃至９のいずれか１に記載の光偏向素子。
（付記１１）上記ペロブスカイト構造を有する膜が、Ｐｂ（Ｚｒ_1-xＴｉ_x）Ｏ₃（０≦ｘ≦１）、（Ｐｂ_1-yＬａ_3/2y）（Ｚｒ_1-xＴｉ_x）Ｏ₃（０≦ｘ，ｙ≦１）、Ｐｂ（Ｂ’_1/3Ｂ”_2/3）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’が２価の遷移金属、Ｂ”は５価の遷移金属）、Ｐｂ（Ｂ’_1/2Ｂ”_1/2）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’が３価の遷移金属、Ｂ”は５価の遷移金属）、或いは、Ｐｂ（Ｂ’_1/3Ｂ”_2/3）_xＴｉ_yＺｒ_1-x-yＯ₃（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ’が６価の遷移金属、Ｂ”は３価の遷移金属）のいずれかであることを特徴とする付記１０記載の光偏向素子。
（付記１２）上記電気光学効果を有する膜４が、タングステンブロンズ構造を有する膜であることを特徴とする付記１乃至９のいずれか１に記載の光偏向素子。
（付記１３）上記タングステンブロンズ構造を有する膜が、（Ｓｒ_1-xＢａ_x）Ｎｂ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、（Ｓｒ_1-xＢａ_x）Ｔａ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、ＰｂＮｂ₂Ｏ₆（０≦ｘ≦１）、或いは、Ｂａ₂ＮａＮｂ₅Ｏ₁₅のいずれかであることを特徴とする付記１２記載の光偏向素子。
（付記１４）上記電気光学効果を有する膜４が、ビスマス層状構造を有する膜であることを特徴とする付記１乃至９のいずれか１に記載の光偏向素子。
（付記１５）上記ビスマス層状構造を有する膜が、（Ｂｉ_1-xＲ_x）₄Ｔｉ₃Ｏ₁₂（Ｒは希土類元素、0 ≦x ≦1 ）、ＳｒＢｉ₂Ｔａ₂Ｏ₉、或いは、ＳｒＢｉ₄Ｔｉ₄Ｏ₁₅のいずれかであることを特徴とする付記１４記載の光偏向素子。
（付記１６）上記電気光学効果を有する膜４の端面より信号光１０を入出射することを特徴とする付記１乃至１５のいずれか１に記載の光偏向素子。
（付記１７）上記電気光学効果を有する膜４の上面にプリズムを設け、前記プリズムを用いて前記電気光学効果を有する膜４に信号光１０を入出射することを特徴とする付記１乃至１５のいずれか１に記載の光偏向素子。 The detailed features of the present invention will be described again with reference to FIG. 1 again.
Again see Figure 1
(Supplementary Note 1) An optical deflection element having a lower electrode 1 including a main electrode 2 and a patterned sub electrode 3 below a film 4 having an electro-optic effect.
(Supplementary note 2) The optical deflection element according to supplementary note 1, wherein the patterned sub-electrode 3 is epitaxially grown on a substrate.
(Supplementary Note 3) The film 4 having the electro-optic effect is provided on the substrate side, and a second film having a refractive index higher than that of the first film 5 and provided on the first film 5. The optical deflection element according to appendix 1 or 2, further comprising at least a film 6.
(Additional remark 4) The film | membrane 4 which has the said electro-optic effect is an epitaxial film epitaxially grown with respect to the said patterned subelectrode 3, The optical deflection | deviation element of any one of Additional remark 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary Note 5) The optical deflection element according to any one of Supplementary Notes 1 to 4, wherein a main growth surface of the film 4 having the electro-optic effect is a {100} plane.
(Supplementary note 6) The light deflection element according to supplementary note 1, wherein the main electrode 2 and the patterned sub-electrode 3 have different crystal orientations.
(Supplementary Note 7) A plurality of parallel light propagation portions 9 are provided on the film 4 having the electro-optic effect, and the sub-electrode 3 is disposed between the light propagation portions 9 adjacent to each other. The light deflection element described.
(Supplementary Note 8) The main electrode 2 is made of Nb-added SrTiO ₃ , SrRuO ₃ , CaRuO ₃ , LaNiO ₃ , (La _x Sr _1-x ) CoO ₃ (0 ≦ x ≦ 1), or (La _x Sr _{1- _{x) MnO 3 (0 ≦ x}} ≦ 1) optical deflecting element according to any one of Supplementary Notes 1 to 7, characterized in that it consists either.
(Additional remark 9) The said subelectrode 3 consists of either Pt, W, Ir, or Ru, The optical deflection | deviation element of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 10) The film | membrane 4 which has the said electro-optic effect is a film | membrane which has a perovskite structure, The optical deflection | deviation element of any one of Additional remark 1 thru | or 9 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary Note 11) film having the perovskite _{structure, Pb (Zr 1-x Ti} x) O 3 (0 ≦ x ≦ 1), (Pb 1-y La 3 / 2y) (Zr 1-x Ti x) O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1), Pb (B ′ _1/3 B ″ _2/3 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ is a divalent transition metal , B ″ is a pentavalent transition metal), Pb (B ′ _1/2 B ″ _1/2 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ is a trivalent transition metal) , B ″ is a pentavalent transition metal), or Pb (B ′ _1/3 B ″ _2/3 ) _x Ti _y Zr _1-xy O ₃ (0 ≦ x, y ≦ 1, B ′ is hexavalent) 11. The light deflection element according to appendix 10, wherein the transition metal, B ″ is any one of trivalent transition metals.
(Additional remark 12) The film | membrane 4 which has the said electro-optical effect is a film | membrane which has a tungsten bronze structure, The optical deflection | deviation element of any one of Additional remark 1 thru | or 9 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary Note 13) film having the tungsten bronze _{_{structure, (Sr 1-x Ba x}} ) Nb 2 O 6 (0 ≦ x ≦ 1), (Sr 1-x Ba x) Ta 2 O 6 (0 ≦ x ≦ 1) The optical deflection element according to appendix 12, wherein the optical deflection element is any one of PbNb ₂ O ₆ (0 ≦ x ≦ 1) or Ba ₂ NaNb ₅ O ₁₅ .
(Additional remark 14) The film | membrane 4 which has the said electro-optic effect is a film | membrane which has a bismuth layered structure, The optical deflection | deviation element of any one of additional marks 1 thru | or 9 characterized by the above-mentioned.
Film having (Appendix 15) The bismuth layer _{_{structure, (Bi 1-x R x}} ) 4 Ti 3 O 12 (R is a rare earth element, 0 ≦ x ≦ 1), SrBi 2 Ta 2 O 9, or, SrBi ₄ The optical deflection element according to supplementary note 14, which is any one of Ti ₄ O ₁₅ .
(Supplementary Note 16) The optical deflection element according to any one of supplementary notes 1 to 15, wherein the signal light 10 is incident and emitted from an end face of the film 4 having the electro-optic effect.
(Additional remark 17) The prism 4 is provided in the upper surface of the film | membrane 4 which has the said electro-optic effect, The signal beam | light 10 is incident / exited on the film | membrane 4 which has the said electro-optic effect using the said prism, The light deflection element according to any one of the above.

本発明の活用例としては、光通信用の単体の光偏向素子があるが、単体の光偏向素子に限られるものではなく、スラブ型光導波路とハイブリッド的に組み合わせて光スイッチ装置は光集積回路を構成しても良いし、或いは、全体をモノリシックで構成しても良いものであり、さらには、光通信用に限られるものではなく、光情報処理装置に組み込んでも良いものである。 As an application example of the present invention, there is a single optical deflection element for optical communication, but it is not limited to a single optical deflection element, and an optical switch device is an optical integrated circuit in combination with a slab type optical waveguide in a hybrid manner. Or may be configured monolithically as a whole, and is not limited to optical communication, but may be incorporated into an optical information processing apparatus.

本発明の原理的構成の説明図である。It is explanatory drawing of the fundamental structure of this invention. 本発明の実施例１の光偏向素子の途中までの製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process to the middle of the optical deflection | deviation element of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の光偏向素子の図２以降の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process after FIG. 2 of the optical deflection | deviation element of Example 1 of this invention. 本発明の実施例２の光偏向素子の概略的断面図である。It is a schematic sectional drawing of the light deflection element of Example 2 of the present invention. 本発明の実施例３の光偏向素子の概略的断面図である。It is a schematic sectional drawing of the light deflection element of Example 3 of the present invention. 従来の光偏向素子の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional optical deflection | deviation element.

符号の説明Explanation of symbols

１下部電極
２主電極
３副電極
４電気光学効果を有する膜
５第１の膜
６第２の膜
７上部クラッド層
８偏向電極
９光伝播部
１０信号光
１１ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板
１２Ｐｔ副電極
１３ＰＬＺＴ薄膜
１４ＰＬＺＴ下部クラッド層
１５ＰＬＺＴコア層
１６ＰＬＺＴ上部クラッド層
１７Ｐｔ偏向電極
１８Ａｇペースト引出電極
１９信号光
２０ＳｒＲｕＯ₃主電極
２１ＳｒＲｕＯ₃副電極３１ＮｂドープＳｒＴｉＯ₃基板
３２ＰＬＺＴ下部クラッド層
３３ＰＬＺＴコア層
３４ＰＬＺＴ上部クラッド層
３５Ｐｔ裏面電極
３６Ｐｔ偏向電極
３７信号光 Film 5 first film 6 second film 7 upper cladding layer 8 deflecting electrodes 9 light propagating unit 10 signal light 11 Nb-doped SrTiO ₃ substrate 12 Pt sub-electrode having a first lower electrode second main electrode 3 sub-electrodes 4 electrooptic effect 13 PLZT thin film 14 PLZT lower clad layer 15 PLZT core layer 16 PLZT upper clad layer 17 Pt deflection electrode 18 Ag paste extraction electrode 19 Signal light 20 SrRuO ₃ main electrode 21 SrRuO ₃ sub electrode 31 Nb-doped SrTiO ₃ substrate 32 PLZT lower clad layer 33 PLZT core layer 34 PLZT upper clad layer 35 Pt back electrode 36 Pt deflection electrode 37 Signal light

Claims

電気光学効果を有する膜の下部に、主電極とパターニングされた副電極からなる下部電極を有することを特徴とする光偏向素子。 An optical deflection element comprising a lower electrode comprising a main electrode and a patterned sub-electrode under a film having an electro-optic effect.

上記電気光学効果を有する膜が、上記パターニングされた副電極に対してエピタキシャル成長したエピタキシャル膜であることを特徴とする請求項１記載の光偏向素子。 2. The optical deflection element according to claim 1, wherein the film having the electro-optic effect is an epitaxial film epitaxially grown on the patterned sub-electrode.

上記主電極と上記パターニングされた副電極とが、互いに異なる結晶方位を有することを特徴とする請求項１記載の光偏向素子。 2. The optical deflection element according to claim 1, wherein the main electrode and the patterned sub-electrode have different crystal orientations.

上記主電極が、Ｎｂ添加ＳｒＴｉＯ₃、ＳｒＲｕＯ₃、ＣａＲｕＯ₃、ＬａＮｉＯ₃、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＣｏＯ₃（０≦ｘ≦１）、或いは、（Ｌａ_xＳｒ_1-x）ＭｎＯ₃（０≦ｘ≦１）のいずれかからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光偏向素子。 The main electrode is Nb-added SrTiO ₃ , SrRuO ₃ , CaRuO ₃ , LaNiO ₃ , (La _x Sr _1-x ) CoO ₃ (0 ≦ x ≦ 1), or (La _x Sr _1-x ) MnO ₃ ( The optical deflection element according to claim 1, wherein the optical deflection element is any one of 0 ≦ x ≦ 1).

上記副電極が、Ｐｔ、Ｗ、Ｉｒ、或いは、Ｒｕのいずれかからなることを特徴とする請求項１記載の光偏向素子。 2. The optical deflection element according to claim 1, wherein the sub-electrode is made of any one of Pt, W, Ir, and Ru.