JP2805027B2 - 導波路型光変調器 - Google Patents
導波路型光変調器Info
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/065—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material in an optical waveguide structure
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気光学効果を応用する
導波路型光変調器に関し、特に動作速度が速い光変調器
に関するものである。
導波路型光変調器に関し、特に動作速度が速い光変調器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気光学効果は、光学媒体に電界を印加
した場合に、この媒体の屈折率が変化する現象であり、
二次の光非線形性に起因する線形電気光学効果（ポッケ
ルス効果）と、三次の光非線形性に起因する二次電気光
学効果（カー効果）とがある。実用的には、二次の非線
形定数の方が三次の非線形定数に比べて数桁も大きいた
め、二次の非線形性を利用した電気光学効果が多く用い
られている。この効果を利用した導波路型光変調器は光
集積回路に組み入れられ、半導体レーザなどの高速外部
変調に応用できるため、動作速度の速い（変調帯域の広
い）光変調器が強く求められている。この種の外部変調
器としては、光強度変調器、光位相変調器等がある。
した場合に、この媒体の屈折率が変化する現象であり、
二次の光非線形性に起因する線形電気光学効果（ポッケ
ルス効果）と、三次の光非線形性に起因する二次電気光
学効果（カー効果）とがある。実用的には、二次の非線
形定数の方が三次の非線形定数に比べて数桁も大きいた
め、二次の非線形性を利用した電気光学効果が多く用い
られている。この効果を利用した導波路型光変調器は光
集積回路に組み入れられ、半導体レーザなどの高速外部
変調に応用できるため、動作速度の速い（変調帯域の広
い）光変調器が強く求められている。この種の外部変調
器としては、光強度変調器、光位相変調器等がある。
【０００３】従来の外部変調器の例として、図１１にそ
の斜視図を示す無機強誘電性結晶ＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）
を用いた光強度変調器（文献：井筒ら、電子通信学会論
文誌、J64-C巻、4号、264頁、1981年）がある。ここ
で、変調用電極１はＡｕもしくはＣｕなどの金属層から
なる進行波電極であり、対称もしくは非対称平面ストリ
ップ線路が使用されている。光導波路部分２は、適当な
方位で切り出されたＬＮ結晶３に、Ｔｉイオンなどを内
部拡散させて屈折率を増加させた部分である。入射光は
入口付近のＹ分岐で２つのポートに分岐され、片方のポ
ートを伝搬する光は電極１により印加されるマイクロ波
と相互作用して位相変化を起こす。この位相変化を生じ
た光波は他のポートを伝搬してきた（位相変化のない）
光波と出口付近のＹ分岐で合流し、重ね合わせられた光
波は位相変化に起因する強度変化を引き起こす。
の斜視図を示す無機強誘電性結晶ＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）
を用いた光強度変調器（文献：井筒ら、電子通信学会論
文誌、J64-C巻、4号、264頁、1981年）がある。ここ
で、変調用電極１はＡｕもしくはＣｕなどの金属層から
なる進行波電極であり、対称もしくは非対称平面ストリ
ップ線路が使用されている。光導波路部分２は、適当な
方位で切り出されたＬＮ結晶３に、Ｔｉイオンなどを内
部拡散させて屈折率を増加させた部分である。入射光は
入口付近のＹ分岐で２つのポートに分岐され、片方のポ
ートを伝搬する光は電極１により印加されるマイクロ波
と相互作用して位相変化を起こす。この位相変化を生じ
た光波は他のポートを伝搬してきた（位相変化のない）
光波と出口付近のＹ分岐で合流し、重ね合わせられた光
波は位相変化に起因する強度変化を引き起こす。
【０００４】この光変調器の場合、電極１は進行波電極
として構成されているため、理想的には電気回路的な帯
域幅の制限はない。また、電極１を伝搬するマイクロ波
と光波の伝搬速度が一致する限りは、入射光が光導波路
２を走行する時間の影響による帯域幅の制限もないの
で、一般に高速動作の光変調器に使用される。
として構成されているため、理想的には電気回路的な帯
域幅の制限はない。また、電極１を伝搬するマイクロ波
と光波の伝搬速度が一致する限りは、入射光が光導波路
２を走行する時間の影響による帯域幅の制限もないの
で、一般に高速動作の光変調器に使用される。
【０００５】しかし、実際にはマイクロ波と光の速度差
があり、これによって帯域幅が制限される。マイクロ波
と光に対するＬＮ結晶の等価屈折率をそれぞれｎm、
ｎo、導波路上の電極の長さをｌと表すと、この速度差
によって生じる帯域幅ＢＷは、
があり、これによって帯域幅が制限される。マイクロ波
と光に対するＬＮ結晶の等価屈折率をそれぞれｎm、
ｎo、導波路上の電極の長さをｌと表すと、この速度差
によって生じる帯域幅ＢＷは、
【０００６】 ＢＷ＝１．４ｃ／（πｌ｜ｎm−ｎo｜） （１） ただし、ｃは光速
【０００７】となる。ここでｎoは１．３μｍ帯で約
２．３であり、ｎｍは近似的に次式で見積ることができ
約４．２である。
２．３であり、ｎｍは近似的に次式で見積ることができ
約４．２である。
【０００８】 ｎｍ＝［（１＋εg）／２］1/2 （２） ただし、εgは導波路を構成する結晶の誘電率
【０００９】このように従来の光変調器では導波路を構
成する結晶自体の誘電率（約３４）が大きいために、マ
イクロ波の等価屈折率が結晶の屈折率を大きく上回り、
マイクロ波と光波の位相速度差による帯域制限を受け
る。また、この速度不整合を改善するには、（１）式か
らわかるように、マイクロ波と光波の相互作用長（電極
長）ｌを短くする必要がある。しかし、電極長ｌを短く
すると、駆動電圧が大きくなるため変調効率が低下する
という欠点を有していた。
成する結晶自体の誘電率（約３４）が大きいために、マ
イクロ波の等価屈折率が結晶の屈折率を大きく上回り、
マイクロ波と光波の位相速度差による帯域制限を受け
る。また、この速度不整合を改善するには、（１）式か
らわかるように、マイクロ波と光波の相互作用長（電極
長）ｌを短くする必要がある。しかし、電極長ｌを短く
すると、駆動電圧が大きくなるため変調効率が低下する
という欠点を有していた。
【００１０】これに対し、有機高分子材料からなる非線
形光学材料は、誘電率が無機材料に比べて小さく、上記
の速度不整合の問題を大幅に改善できる見込みがある上
に、薄膜化などの加工性に富み、しかも広い波長域で二
次の非線形光学系数χ(2)が大きいなど、高性能な光変
調器用材料として期待されている。
形光学材料は、誘電率が無機材料に比べて小さく、上記
の速度不整合の問題を大幅に改善できる見込みがある上
に、薄膜化などの加工性に富み、しかも広い波長域で二
次の非線形光学系数χ(2)が大きいなど、高性能な光変
調器用材料として期待されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、光変調
器用材料として有機高分子材料は種々の利点を有する
が、現実には変調効率の向上に有効な単一モード導波路
構造を有し、マイクロ波と光の速度整合が達成されるよ
うに電極構造を最適化した光変調器について、有機高分
子材料を用いた低損失で１００ＧＨｚ以上の広い動作帯
域を示す導波路型光変調器は報告されていない。
器用材料として有機高分子材料は種々の利点を有する
が、現実には変調効率の向上に有効な単一モード導波路
構造を有し、マイクロ波と光の速度整合が達成されるよ
うに電極構造を最適化した光変調器について、有機高分
子材料を用いた低損失で１００ＧＨｚ以上の広い動作帯
域を示す導波路型光変調器は報告されていない。
【００１２】本発明はこのような背景の下になされたも
のであり、その目的は現状の光変調器が抱える上記の問
題点を解決し、低損失で高速の光変調器を提供すること
にある。
のであり、その目的は現状の光変調器が抱える上記の問
題点を解決し、低損失で高速の光変調器を提供すること
にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による導波路型光変調器は、酸化シリコン膜
を上部に形成したシリコン基板上に、金属からなる下部
接地電極を配し、この上に二次光非線形感受率の大きな
物質が溶解している、もしくは結合している高分子を分
極処理した材料からなるチャネル導波路層と、この導波
路層の左右および上下に、導波路層よりも低屈折率なク
ラッド層を配し、該上部クラッド層の上に金属からなる
マイクロストリップ電極を配した構造をとる光変調器に
おいて、該導波路層の膜厚を４〜６μｍ、該導波路と上
下のクラッド層を併せた膜厚を１０〜２５μｍとし、該
導波路層とそれに接するクラッド層の比屈折率差を０．
４％〜１．０％とし、下部クラッド層の下部接地電極に
接する部分および上部クラッド層のマイクロストリップ
電極に接する部分に、下部クラッド層および上部クラッ
ド層よりも屈折率が小さく、該クラッド層との比屈折率
差が２％以上である境界層を有し、上部のマイクロスト
リップ電極の幅を該導波路層と上下のクラッド層を併せ
た膜厚の約２倍にすることを特徴とする。
め、本発明による導波路型光変調器は、酸化シリコン膜
を上部に形成したシリコン基板上に、金属からなる下部
接地電極を配し、この上に二次光非線形感受率の大きな
物質が溶解している、もしくは結合している高分子を分
極処理した材料からなるチャネル導波路層と、この導波
路層の左右および上下に、導波路層よりも低屈折率なク
ラッド層を配し、該上部クラッド層の上に金属からなる
マイクロストリップ電極を配した構造をとる光変調器に
おいて、該導波路層の膜厚を４〜６μｍ、該導波路と上
下のクラッド層を併せた膜厚を１０〜２５μｍとし、該
導波路層とそれに接するクラッド層の比屈折率差を０．
４％〜１．０％とし、下部クラッド層の下部接地電極に
接する部分および上部クラッド層のマイクロストリップ
電極に接する部分に、下部クラッド層および上部クラッ
ド層よりも屈折率が小さく、該クラッド層との比屈折率
差が２％以上である境界層を有し、上部のマイクロスト
リップ電極の幅を該導波路層と上下のクラッド層を併せ
た膜厚の約２倍にすることを特徴とする。
【００１４】さらに、本発明は酸化シリコン膜を上部に
形成したシリコン基板上に、金属からなる下部接地電極
を配し、この上に二次光非線形感受率の大きな物質が溶
解している、もしくは結合している高分子を分極処理し
た材料からなるチャネル導波路層と、この導波路層の左
右および上下に、導波路層よりも低屈折率なクラッド層
を配し、該上部クラッド層の上に金属からなるマイクロ
ストリップ電極を配した構造をとる導波路型光変調器に
おいて、該導波路の膜厚を２μｍ以下、該導波路層と上
下のクラッド層を併せた膜厚を１０μｍ以下とし、該導
波路層と左右のクラッド層の比屈折率差を０．２％〜
０．５％、該導波路層と上下のクラッド層の比屈折率差
を２％以上とし、上部のマイクロストリップ電極の幅を
該導波路層と上下のクラッド層を併せた膜厚の約２倍に
することを特徴とする。
形成したシリコン基板上に、金属からなる下部接地電極
を配し、この上に二次光非線形感受率の大きな物質が溶
解している、もしくは結合している高分子を分極処理し
た材料からなるチャネル導波路層と、この導波路層の左
右および上下に、導波路層よりも低屈折率なクラッド層
を配し、該上部クラッド層の上に金属からなるマイクロ
ストリップ電極を配した構造をとる導波路型光変調器に
おいて、該導波路の膜厚を２μｍ以下、該導波路層と上
下のクラッド層を併せた膜厚を１０μｍ以下とし、該導
波路層と左右のクラッド層の比屈折率差を０．２％〜
０．５％、該導波路層と上下のクラッド層の比屈折率差
を２％以上とし、上部のマイクロストリップ電極の幅を
該導波路層と上下のクラッド層を併せた膜厚の約２倍に
することを特徴とする。
【００１５】本発明においては、最上部に金属からなる
マイクロストリップ電極を配した構造をとる光変調器に
おいて、一次電気光学効果を示す有機高分子材料をコア
層材料に用い、周囲のクラッド層材料との比屈折率差を
最適化して単一モード導波路とし、かつ、上下の電極間
隔を狭くして低電圧で駆動させることを特徴とする。さ
らに、最上部のマイクロストリップ電極の幅と、同軸ケ
ーブルからマイクロストリップ電極への接続部（フィー
ルドスルー部）の構成を最適化して広帯域で変調動作を
行なうことを特徴とする。
マイクロストリップ電極を配した構造をとる光変調器に
おいて、一次電気光学効果を示す有機高分子材料をコア
層材料に用い、周囲のクラッド層材料との比屈折率差を
最適化して単一モード導波路とし、かつ、上下の電極間
隔を狭くして低電圧で駆動させることを特徴とする。さ
らに、最上部のマイクロストリップ電極の幅と、同軸ケ
ーブルからマイクロストリップ電極への接続部（フィー
ルドスルー部）の構成を最適化して広帯域で変調動作を
行なうことを特徴とする。
【００１６】従来の技術とは、大きな一次電気光学効果
を示す有機高分子材料からなり、変調効率の向上に有効
な単一モード導波路構造を有している点と、マイクロ波
と光の速度整合が達成されるようにマイクロストリップ
電極構造を最適化した点が異なる。
を示す有機高分子材料からなり、変調効率の向上に有効
な単一モード導波路構造を有している点と、マイクロ波
と光の速度整合が達成されるようにマイクロストリップ
電極構造を最適化した点が異なる。
【００１７】
【作用】本発明のマイクロストリップ電極を配した構造
をとる光変調器では、図１１に記載したような従来の対
称もしくは非対称のコブラナー電極を有する光変調器に
比べて、変調用電気信号の電界と導波光との重なりが大
きいため、駆動電圧の低減化が容易である。また、本発
明の光変調器では、一次電気光学効果を示す有機高分子
材料をコア層材料に用い、周囲のクラッド層材料との比
屈折率差を最適化して単一モード導波路としている。こ
のため上下の電極間隔を狭くしても、電極を構成する金
属による光損失を実用上問題にならない範囲に抑えるこ
とが可能となり、本発明の目的である低電圧駆動を行な
うことができるようになる。
をとる光変調器では、図１１に記載したような従来の対
称もしくは非対称のコブラナー電極を有する光変調器に
比べて、変調用電気信号の電界と導波光との重なりが大
きいため、駆動電圧の低減化が容易である。また、本発
明の光変調器では、一次電気光学効果を示す有機高分子
材料をコア層材料に用い、周囲のクラッド層材料との比
屈折率差を最適化して単一モード導波路としている。こ
のため上下の電極間隔を狭くしても、電極を構成する金
属による光損失を実用上問題にならない範囲に抑えるこ
とが可能となり、本発明の目的である低電圧駆動を行な
うことができるようになる。
【００１８】本発明の一つの光変調器では、該有機高分
子からなる導波路の膜厚を、細径（５μｍ径）偏波保持
ファイバとのモードマッチングが最適となる４〜６μｍ
とし、該導波路と上下のクラッド層を併せた膜厚を、駆
動電圧を低減するために１０〜２５μｍに抑えている。
図１は単一モード条件を満たす方形光導波路の寸法ｄ
と、導波路とそれに接するクラッド層の比屈折率差Δｎ
との関係を、等価屈折率法で計算した結果である。図１
からわかるように、導波路の膜厚が４〜６μｍの場合に
は、Δｎを０．４％〜１．０％とすれば１．３μｍおよ
び１．５５μｍにおいて単一モード導波路となる。一
方、電極による光損失増加を防ぐには、下部クラッド層
の下部接地電極に接する部分および上部クラッド層のマ
イクロストリップ電極に接する部分に、下部クラッド層
および上部クラッド層よりも屈折率が小さく、該クラッ
ド層との比屈折率差が大きな境界層を設ければよい。詳
細な電磁界解析の結果、この比屈折率差を２％以上にす
れば金属電極による伝搬損失を０．１ｄＢ／ｃｍ以下に
抑えることができることがわかった。
子からなる導波路の膜厚を、細径（５μｍ径）偏波保持
ファイバとのモードマッチングが最適となる４〜６μｍ
とし、該導波路と上下のクラッド層を併せた膜厚を、駆
動電圧を低減するために１０〜２５μｍに抑えている。
図１は単一モード条件を満たす方形光導波路の寸法ｄ
と、導波路とそれに接するクラッド層の比屈折率差Δｎ
との関係を、等価屈折率法で計算した結果である。図１
からわかるように、導波路の膜厚が４〜６μｍの場合に
は、Δｎを０．４％〜１．０％とすれば１．３μｍおよ
び１．５５μｍにおいて単一モード導波路となる。一
方、電極による光損失増加を防ぐには、下部クラッド層
の下部接地電極に接する部分および上部クラッド層のマ
イクロストリップ電極に接する部分に、下部クラッド層
および上部クラッド層よりも屈折率が小さく、該クラッ
ド層との比屈折率差が大きな境界層を設ければよい。詳
細な電磁界解析の結果、この比屈折率差を２％以上にす
れば金属電極による伝搬損失を０．１ｄＢ／ｃｍ以下に
抑えることができることがわかった。
【００１９】また、本発明のもう一つの光変調器では、
該有機高分子からなる導波路の膜厚を２μｍ以下、該導
波路と上下のクラッド層を併せた膜厚を１０μｍ以下と
する。図２は単一モード条件を満たす方形光導波路の寸
法ｗおよびｄと、導波路とそれに接する上下クラッド層
の比屈折率差Δｎ2との関係を、等価屈折率法で計算し
た結果である。ここで、Δｎ3は該導波路とそれに接す
る左右クラッド層の比屈折率差である。図からわかるよ
うに、導波路の膜厚を２μｍ以下、該導波路と上下のク
ラッド層を併せた膜厚を１０μｍ以下とする場合には、
該導波路と左右のクラッド層の比屈折率Δｎ3を０．５
％以下、該導波路と上下のクラッド層の比屈折率差Δｎ
2を２％以上とすれば、導波路幅ｗが細径（５μｍ径）
偏波保持ファイバとのモードマッチングが最適となる４
〜６μｍで、単一モード導波路となる。
該有機高分子からなる導波路の膜厚を２μｍ以下、該導
波路と上下のクラッド層を併せた膜厚を１０μｍ以下と
する。図２は単一モード条件を満たす方形光導波路の寸
法ｗおよびｄと、導波路とそれに接する上下クラッド層
の比屈折率差Δｎ2との関係を、等価屈折率法で計算し
た結果である。ここで、Δｎ3は該導波路とそれに接す
る左右クラッド層の比屈折率差である。図からわかるよ
うに、導波路の膜厚を２μｍ以下、該導波路と上下のク
ラッド層を併せた膜厚を１０μｍ以下とする場合には、
該導波路と左右のクラッド層の比屈折率Δｎ3を０．５
％以下、該導波路と上下のクラッド層の比屈折率差Δｎ
2を２％以上とすれば、導波路幅ｗが細径（５μｍ径）
偏波保持ファイバとのモードマッチングが最適となる４
〜６μｍで、単一モード導波路となる。
【００２０】本発明の光変調器では導波路を構成する有
機高分子自体の誘電率（約３．６）が小さいために、マ
イクロ波の等価屈折率が有機高分子の屈折率とほぼ等し
くなり、マイクロ波と光波の位相速度差による帯域制限
を受けない。このため、マイクロ波と光波の相互作用長
（電極長）ｌを短くする必要がない。
機高分子自体の誘電率（約３．６）が小さいために、マ
イクロ波の等価屈折率が有機高分子の屈折率とほぼ等し
くなり、マイクロ波と光波の位相速度差による帯域制限
を受けない。このため、マイクロ波と光波の相互作用長
（電極長）ｌを短くする必要がない。
【００２１】さらに、本発明の光変調器では最上部のマ
イクロストリップ電極の幅と、同軸ケーブルからマイク
ロストリップ電極への接続部（フィールドスルー部）の
構成を最適化して、同軸ケーブルのインピーダンス整合
がとれているために、広い周波数帯域のマイクロ波を変
調用電気信号として使用可能となり、本発明の目的であ
る広帯域での変調動作を行なうことができるようにな
る。図３はマイクロストリップ電極の特性インピーダン
スＺ0と、マイクロストリップ電極幅と電極間距離（導
波路とクラッド層を併せた膜厚）の比の関係を計算した
結果である。図よりわかるように、マイクロストリップ
電極の幅を該導波路とクラッド層を併せた膜厚の約２倍
にとれば、同軸ケーブル（特性インピーダンス５０Ω）
とのインピーダンス整合がとれる。図４はフィールドス
ルー部の特性インピーダンスＺ0と、下部接地電極のギ
ャップと上部電極幅の比との関係を計算した結果であ
る。図よりわかるように、上部電極の真下の下部接地電
極に、上部電極幅の約１．６５〜１．７０倍の大きさの
ギャップをあければ、特性インピーダンスが５０Ωとな
り、同軸ケーブルやマイクロストリップ電極とのインピ
ーダンス整合がとれる。
イクロストリップ電極の幅と、同軸ケーブルからマイク
ロストリップ電極への接続部（フィールドスルー部）の
構成を最適化して、同軸ケーブルのインピーダンス整合
がとれているために、広い周波数帯域のマイクロ波を変
調用電気信号として使用可能となり、本発明の目的であ
る広帯域での変調動作を行なうことができるようにな
る。図３はマイクロストリップ電極の特性インピーダン
スＺ0と、マイクロストリップ電極幅と電極間距離（導
波路とクラッド層を併せた膜厚）の比の関係を計算した
結果である。図よりわかるように、マイクロストリップ
電極の幅を該導波路とクラッド層を併せた膜厚の約２倍
にとれば、同軸ケーブル（特性インピーダンス５０Ω）
とのインピーダンス整合がとれる。図４はフィールドス
ルー部の特性インピーダンスＺ0と、下部接地電極のギ
ャップと上部電極幅の比との関係を計算した結果であ
る。図よりわかるように、上部電極の真下の下部接地電
極に、上部電極幅の約１．６５〜１．７０倍の大きさの
ギャップをあければ、特性インピーダンスが５０Ωとな
り、同軸ケーブルやマイクロストリップ電極とのインピ
ーダンス整合がとれる。
【００２２】本発明に用いる二次光非線形感受率の大き
な物質が溶解している、もしくは結合している高分子材
料としては、低損失化が容易で加工の自由度が大きいと
いう理由から、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
を代表とするアクリル酸エステル系樹脂、ポリスチレン
系樹脂、これらの樹脂の重水素置換体、あるいは特願平
３−２６９７２８号に記載されているようなフッ素原子
を含有する樹脂に、特願平３−１８４０８０号もしくは
特願平４−２００７４号に記載されているようなスチル
ベン化合物、アゾ化合物あるいはアゾメチン化合物から
なる有機色素化合物を高分子中に分散、もしくは高分子
の側鎖に結合させた材料を用いることができる。
な物質が溶解している、もしくは結合している高分子材
料としては、低損失化が容易で加工の自由度が大きいと
いう理由から、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
を代表とするアクリル酸エステル系樹脂、ポリスチレン
系樹脂、これらの樹脂の重水素置換体、あるいは特願平
３−２６９７２８号に記載されているようなフッ素原子
を含有する樹脂に、特願平３−１８４０８０号もしくは
特願平４−２００７４号に記載されているようなスチル
ベン化合物、アゾ化合物あるいはアゾメチン化合物から
なる有機色素化合物を高分子中に分散、もしくは高分子
の側鎖に結合させた材料を用いることができる。
【００２３】本発明の光変調器において、導波路の上下
のクラッド層および電極近傍の境界層に使用される材料
としては、コア層を構成する上記のような有機高分子材
料よりも屈折率の小さいものであれば特に限定するもの
でないが、例えばエポキシ系あるいはアクリル系の紫外
線硬化樹脂を挙げることができる。
のクラッド層および電極近傍の境界層に使用される材料
としては、コア層を構成する上記のような有機高分子材
料よりも屈折率の小さいものであれば特に限定するもの
でないが、例えばエポキシ系あるいはアクリル系の紫外
線硬化樹脂を挙げることができる。
【００２４】本発明の光変調器に使用される上記の有機
高分子に分極処理を施す場合には、光変調器を一対の電
極間に挟み込み、該有機高分子のガラス転移温度（約１
００〜１５０℃）以上に加熱し、電極間に高電圧を印加
して、該有機高分子の電場配向を行なう。その後、高電
圧を印加したまま徐々に冷却して配向を凍結させる。こ
のようにすることにより、導波路のコア部に一次電気光
学効果を付与、発現させることができる。
高分子に分極処理を施す場合には、光変調器を一対の電
極間に挟み込み、該有機高分子のガラス転移温度（約１
００〜１５０℃）以上に加熱し、電極間に高電圧を印加
して、該有機高分子の電場配向を行なう。その後、高電
圧を印加したまま徐々に冷却して配向を凍結させる。こ
のようにすることにより、導波路のコア部に一次電気光
学効果を付与、発現させることができる。
【００２５】次に実施例に従い、本発明の導波路型光変
調器を具体的に説明する。
調器を具体的に説明する。
【００２６】
【実施例１】図５は本発明の導波路型光強度変調器の断
面図である。図５に示すように、酸化シリコン膜５を熱
酸化法で形成したシリコン基板４上に、金からなる下部
接地電極６をメッキ法で該酸化シリコン膜５上に形成し
た後、低屈折率のエポキシ系紫外線硬化樹脂を２μｍ厚
に塗布して境界層７を形成し、さらにその上にエピキシ
系紫外線硬化樹脂を４μｍ厚に塗布して、下部クラッド
層８を形成した。このとき、２つの紫外線硬化樹脂の屈
折率を調整して、下部クラッド層８と境界層７との比屈
折率差が２％になるようにした。この上に化１の有機高
分子をスピンコート法により５μｍ厚に塗布した後、マ
ッハツェンダー干渉計型の導波路パターンマスクを用い
て、特願平３−２５４３５２号に記載の手法により、５
×５μｍの寸法を有するチャネル導波路層９を形成し
た。次に、この上にエポキシ系紫外線硬化樹脂をチャネ
ル導波路より４μｍ厚になるように塗布して上部クラッ
ド層１０を形成し、さらにその上に低屈折率のエポキシ
系紫外線硬化樹脂を２μｍ厚に塗布して境界層１１を形
成した。ここで、上下のクラッド層８および１０に用い
たエポキシ系紫外線硬化樹脂は、チャネル導波路層９と
の比屈折率差が０．６％のものを用いた。さらに、該境
界層１１の上に、マッハツェンダー干渉計型チャネル導
波路９の一方のアームの上に重なるように、金からなる
幅３３μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極１
２をメッキ法で形成した。チャネル導波路と重なったマ
イクロストリップ電極１２の長さは１５ｍｍとした。
面図である。図５に示すように、酸化シリコン膜５を熱
酸化法で形成したシリコン基板４上に、金からなる下部
接地電極６をメッキ法で該酸化シリコン膜５上に形成し
た後、低屈折率のエポキシ系紫外線硬化樹脂を２μｍ厚
に塗布して境界層７を形成し、さらにその上にエピキシ
系紫外線硬化樹脂を４μｍ厚に塗布して、下部クラッド
層８を形成した。このとき、２つの紫外線硬化樹脂の屈
折率を調整して、下部クラッド層８と境界層７との比屈
折率差が２％になるようにした。この上に化１の有機高
分子をスピンコート法により５μｍ厚に塗布した後、マ
ッハツェンダー干渉計型の導波路パターンマスクを用い
て、特願平３−２５４３５２号に記載の手法により、５
×５μｍの寸法を有するチャネル導波路層９を形成し
た。次に、この上にエポキシ系紫外線硬化樹脂をチャネ
ル導波路より４μｍ厚になるように塗布して上部クラッ
ド層１０を形成し、さらにその上に低屈折率のエポキシ
系紫外線硬化樹脂を２μｍ厚に塗布して境界層１１を形
成した。ここで、上下のクラッド層８および１０に用い
たエポキシ系紫外線硬化樹脂は、チャネル導波路層９と
の比屈折率差が０．６％のものを用いた。さらに、該境
界層１１の上に、マッハツェンダー干渉計型チャネル導
波路９の一方のアームの上に重なるように、金からなる
幅３３μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極１
２をメッキ法で形成した。チャネル導波路と重なったマ
イクロストリップ電極１２の長さは１５ｍｍとした。
【００２７】図６は本発明の導波路型光変調器のフィー
ルドスルー部の断面図である。図６に示すように、フィ
ールドスルー部は、シリコン基板４上に熱酸化法で形成
した酸化シリコン膜５の上に、金からなる下部接地電極
６と、低屈折率のエポキシ系紫外線硬化樹脂（２μｍ
厚）からなる境界層７と、エポキシ系紫外線硬化樹脂
（４μｍ厚）からなるクラッド層１３と、低屈折率のエ
ポキシ系紫外線硬化樹脂（２μｍ厚）からなる境界層１
１と、この上にメッキ法で形成した、金からなる最大幅
３００μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極１
４から構成されており、該マイクロストリップ電極１４
の真下の下部接地電極６に、該マイクロストリップ電極
幅の約１．６８倍の大きさのギャップをあけた構造を採
用した。該マイクロストリップ電極１４の幅は光変調器
の中心に向かって徐々に減少し、最終的に図５のマイク
ロストリップ電極１２と同じ幅３３μｍになり、この地
点で下部接地電極６のギャップは不連続的に０μｍとし
た。
ルドスルー部の断面図である。図６に示すように、フィ
ールドスルー部は、シリコン基板４上に熱酸化法で形成
した酸化シリコン膜５の上に、金からなる下部接地電極
６と、低屈折率のエポキシ系紫外線硬化樹脂（２μｍ
厚）からなる境界層７と、エポキシ系紫外線硬化樹脂
（４μｍ厚）からなるクラッド層１３と、低屈折率のエ
ポキシ系紫外線硬化樹脂（２μｍ厚）からなる境界層１
１と、この上にメッキ法で形成した、金からなる最大幅
３００μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極１
４から構成されており、該マイクロストリップ電極１４
の真下の下部接地電極６に、該マイクロストリップ電極
幅の約１．６８倍の大きさのギャップをあけた構造を採
用した。該マイクロストリップ電極１４の幅は光変調器
の中心に向かって徐々に減少し、最終的に図５のマイク
ロストリップ電極１２と同じ幅３３μｍになり、この地
点で下部接地電極６のギャップは不連続的に０μｍとし
た。
【００２８】この導波路型光変調器に平行平板電極によ
る分極処理を施した後、波長１．５５μｍのレーザ光を
端面より入射して出射光の近視野像を測定したところ、
単一モードのみが伝搬していることが確認できた。さら
に、フィールドスルー部から同軸ケーブルを介してマイ
クロ波を入力したところ、約４Ｖの駆動電圧で１００Ｇ
Ｈｚまで光変調ができることがわかった。
る分極処理を施した後、波長１．５５μｍのレーザ光を
端面より入射して出射光の近視野像を測定したところ、
単一モードのみが伝搬していることが確認できた。さら
に、フィールドスルー部から同軸ケーブルを介してマイ
クロ波を入力したところ、約４Ｖの駆動電圧で１００Ｇ
Ｈｚまで光変調ができることがわかった。
【００２９】
【化１】
【００３０】
【実施例２】図７は本発明の導波路型光強度変調器の断
面図である。図７に示すように、酸化シリコン膜１６を
熱酸化法で形成したシリコン基板１５上に、金からなる
下部接地電極１７をメッキ法で該酸化シリコン膜１６上
に形成した後、エポキシ系紫外線硬化樹脂を４μｍ厚に
塗布して、下部クラッド層１８を形成した。この上に化
２の有機高分子をスピンコート法により２μｍ厚に塗布
した後、マッハツェンダー干渉計型の導波路パターンマ
スクを用いて、特願平３−２５４３５２号に記載の手法
により、２×５μｍの寸法を有するチャネル導波路層１
９を形成した。次に、この上にエポキシ系紫外線硬化樹
脂を厚めに塗布した後、反応性イオンエッチングにより
導波路層と同じ高さまでエッチングし、導波路の左右の
クラッド層２０とを形成した。ここで、左右のクラッド
層２０に用いたエポキシ系紫外線硬化樹脂は、チャネル
導波路層１９との比屈折率差が０．３％のものを用い
た。さらに、この上にエポキシ系紫外線硬化樹脂を４μ
ｍ厚に塗布して上部クラッド層２１を形成した。ここ
で、上下のクラッド層１８および２１に用いたエポキシ
系紫外線硬化樹脂は、チャネル導波路層１９との比屈折
率差が２％のものを用いた。さらに、該上部クラッド層
２１の上に、マッハツェンダー干渉計型チャネル導波路
１９の一方のアームの上に重なるように、金からなる幅
１７μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極２２
をメッキ法で形成した。チャネル導波路と重なったマイ
クロストリップ電極２２の長さは１５ｍｍとした。
面図である。図７に示すように、酸化シリコン膜１６を
熱酸化法で形成したシリコン基板１５上に、金からなる
下部接地電極１７をメッキ法で該酸化シリコン膜１６上
に形成した後、エポキシ系紫外線硬化樹脂を４μｍ厚に
塗布して、下部クラッド層１８を形成した。この上に化
２の有機高分子をスピンコート法により２μｍ厚に塗布
した後、マッハツェンダー干渉計型の導波路パターンマ
スクを用いて、特願平３−２５４３５２号に記載の手法
により、２×５μｍの寸法を有するチャネル導波路層１
９を形成した。次に、この上にエポキシ系紫外線硬化樹
脂を厚めに塗布した後、反応性イオンエッチングにより
導波路層と同じ高さまでエッチングし、導波路の左右の
クラッド層２０とを形成した。ここで、左右のクラッド
層２０に用いたエポキシ系紫外線硬化樹脂は、チャネル
導波路層１９との比屈折率差が０．３％のものを用い
た。さらに、この上にエポキシ系紫外線硬化樹脂を４μ
ｍ厚に塗布して上部クラッド層２１を形成した。ここ
で、上下のクラッド層１８および２１に用いたエポキシ
系紫外線硬化樹脂は、チャネル導波路層１９との比屈折
率差が２％のものを用いた。さらに、該上部クラッド層
２１の上に、マッハツェンダー干渉計型チャネル導波路
１９の一方のアームの上に重なるように、金からなる幅
１７μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極２２
をメッキ法で形成した。チャネル導波路と重なったマイ
クロストリップ電極２２の長さは１５ｍｍとした。
【００３１】図８は本発明の導波路型光変調器のフィー
ルドスルー部の断面図である。図８に示すように、フィ
ールドスルー部は、シリコン基板１５上に熱酸化法で形
成した酸化シリコン膜１６の上に、金からなる下部接地
電極１７と、エポキシ系紫外線硬化樹脂（４μｍ厚）か
らなる下部クラッド層１８と、化２の有機高分子に屈折
率を近付けたエポキシ系紫外線硬化樹脂（２μｍ厚）か
らなるクラッド層２０と、エポキシ系紫外線硬化樹脂
（４μｍ厚）からなる上部クラッド層２１と、この上に
メッキ法で形成した、金からなる最大幅３００μｍ、厚
さ１０μｍのマイクロストリップ電極２３から構成され
ており、該マイクロストリップ電極２３の真下の下部接
地電極１７に、該マイクロストリップ電極幅の約１．６
８倍の大きさのギャップをあけた構造を採用した。該マ
イクロストリップ電極２３の幅は光変調器の中心に向か
って徐々に減少し、最終的に図８のマイクロストリップ
電極２２と同じ幅１７μｍになり、この地点で下部接地
電極１７のギャップは不連続的に０μｍとした。
ルドスルー部の断面図である。図８に示すように、フィ
ールドスルー部は、シリコン基板１５上に熱酸化法で形
成した酸化シリコン膜１６の上に、金からなる下部接地
電極１７と、エポキシ系紫外線硬化樹脂（４μｍ厚）か
らなる下部クラッド層１８と、化２の有機高分子に屈折
率を近付けたエポキシ系紫外線硬化樹脂（２μｍ厚）か
らなるクラッド層２０と、エポキシ系紫外線硬化樹脂
（４μｍ厚）からなる上部クラッド層２１と、この上に
メッキ法で形成した、金からなる最大幅３００μｍ、厚
さ１０μｍのマイクロストリップ電極２３から構成され
ており、該マイクロストリップ電極２３の真下の下部接
地電極１７に、該マイクロストリップ電極幅の約１．６
８倍の大きさのギャップをあけた構造を採用した。該マ
イクロストリップ電極２３の幅は光変調器の中心に向か
って徐々に減少し、最終的に図８のマイクロストリップ
電極２２と同じ幅１７μｍになり、この地点で下部接地
電極１７のギャップは不連続的に０μｍとした。
【００３２】この導波路型光変調器に平行平板電極によ
る分極処理を施した後、波長１．５５μｍのレーザ光を
端面より入射して出射光の近視野像を測定したところ、
単一モードのみが伝搬していることが確認できた。さら
に、フィールドスルー部から同軸ケーブルを介してマイ
クロ波を入力したところ、約２Ｖの駆動電圧で１００Ｇ
Ｈｚまで光変調ができることがわかった。
る分極処理を施した後、波長１．５５μｍのレーザ光を
端面より入射して出射光の近視野像を測定したところ、
単一モードのみが伝搬していることが確認できた。さら
に、フィールドスルー部から同軸ケーブルを介してマイ
クロ波を入力したところ、約２Ｖの駆動電圧で１００Ｇ
Ｈｚまで光変調ができることがわかった。
【００３３】
【化２】
【００３４】
【実施例３】図９は本発明の導波路型光位相変調器の断
面図である。図９に示すように、酸化シリコン膜２５を
熱酸化法で形成したシリコン基板２４上に、金からなる
下部接地電極２６をメッキ法で該酸化シリコン膜２５上
に形成した後、エポキシ系紫外線硬化樹脂を４μｍ厚に
塗布して、下部クラッド層２７を形成した。この上に化
３の有機高分子をスピンコート法により２μｍ厚に塗布
した後、直線導波路パターンマスクを上から重ねて紫外
線で露光し、２×５μｍの寸法を有するチャネル導波路
層２８と、この導波路層の左右のクラッド層２９とを形
成した。このとき、紫外線の露光量を調整して、チャネ
ル導波路層２８と左右のクラッド層２９との比屈折率差
が、０．２％〜０．５％になるようにした。次に、この
上にエポキシ系紫外線硬化樹脂を４μｍ厚に塗布して上
部クラッド層３０を形成した。ここで、上下のクラッド
層２７および３０に用いたエポキシ系紫外線硬化樹脂
は、チャネル導波路層２８との比屈折率差が２％のもの
を用いた。さらに、該上部クラッド層３０の上に、チャ
ネル導波路２８の上に重なるように、金からなる幅１７
μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極３１をメ
ッキ法で形成した。チャネル導波路と重なったマイクロ
ストリップ電極３１の長さは１５ｍｍとした。
面図である。図９に示すように、酸化シリコン膜２５を
熱酸化法で形成したシリコン基板２４上に、金からなる
下部接地電極２６をメッキ法で該酸化シリコン膜２５上
に形成した後、エポキシ系紫外線硬化樹脂を４μｍ厚に
塗布して、下部クラッド層２７を形成した。この上に化
３の有機高分子をスピンコート法により２μｍ厚に塗布
した後、直線導波路パターンマスクを上から重ねて紫外
線で露光し、２×５μｍの寸法を有するチャネル導波路
層２８と、この導波路層の左右のクラッド層２９とを形
成した。このとき、紫外線の露光量を調整して、チャネ
ル導波路層２８と左右のクラッド層２９との比屈折率差
が、０．２％〜０．５％になるようにした。次に、この
上にエポキシ系紫外線硬化樹脂を４μｍ厚に塗布して上
部クラッド層３０を形成した。ここで、上下のクラッド
層２７および３０に用いたエポキシ系紫外線硬化樹脂
は、チャネル導波路層２８との比屈折率差が２％のもの
を用いた。さらに、該上部クラッド層３０の上に、チャ
ネル導波路２８の上に重なるように、金からなる幅１７
μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極３１をメ
ッキ法で形成した。チャネル導波路と重なったマイクロ
ストリップ電極３１の長さは１５ｍｍとした。
【００３５】図１０は本発明の導波路型光変調器のフィ
ールドスルー部の断面図である。図１０に示すように、
フィールドスルー部は、シリコン基板２４上に熱酸化法
で形成した酸化シリコン膜２５の上に、金からなる下部
接地電極２６と、エポキシ系紫外線硬化樹脂（４μｍ
厚）からなる下部クラッド層２７と、化３の有機高分子
（２μｍ厚）からなるクラッド層２９と、エポキシ系紫
外線硬化樹脂（４μｍ厚）からなる上部クラッド層３０
と、この上にメッキ法で形成した。金からなる最大幅３
００μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極３２
から構成されており、該マイクロストリップ電極３２の
真下の下部接地電極２６に、該マイクロストリップ電極
幅の約１．６８倍の大きさのギャップをあけた構造を採
用した。該マイクロストリップ電極３２の幅は光変調器
の中心に向かって徐々に減少し、最終的に図１０のマイ
クロストリップ電極３１と同じ幅１７μｍになり、この
地点で下部接地電極２６のギャップは不連続的に０μｍ
とした。
ールドスルー部の断面図である。図１０に示すように、
フィールドスルー部は、シリコン基板２４上に熱酸化法
で形成した酸化シリコン膜２５の上に、金からなる下部
接地電極２６と、エポキシ系紫外線硬化樹脂（４μｍ
厚）からなる下部クラッド層２７と、化３の有機高分子
（２μｍ厚）からなるクラッド層２９と、エポキシ系紫
外線硬化樹脂（４μｍ厚）からなる上部クラッド層３０
と、この上にメッキ法で形成した。金からなる最大幅３
００μｍ、厚さ１０μｍのマイクロストリップ電極３２
から構成されており、該マイクロストリップ電極３２の
真下の下部接地電極２６に、該マイクロストリップ電極
幅の約１．６８倍の大きさのギャップをあけた構造を採
用した。該マイクロストリップ電極３２の幅は光変調器
の中心に向かって徐々に減少し、最終的に図１０のマイ
クロストリップ電極３１と同じ幅１７μｍになり、この
地点で下部接地電極２６のギャップは不連続的に０μｍ
とした。
【００３６】この導波路型光変調器に平行平板電極によ
る分極処理を施した後、波長１．５５μｍのレーザ光を
端面より入射して出射光の近視野像を測定したところ、
単一モードのみが伝搬していることが確認できた。さら
に、フィールドスルー部から同軸ケーブルを介してマイ
クロ波を入力したところ、約３Ｖの駆動電圧で１２０Ｇ
Ｈｚまで光変調ができることがわかった。
る分極処理を施した後、波長１．５５μｍのレーザ光を
端面より入射して出射光の近視野像を測定したところ、
単一モードのみが伝搬していることが確認できた。さら
に、フィールドスルー部から同軸ケーブルを介してマイ
クロ波を入力したところ、約３Ｖの駆動電圧で１２０Ｇ
Ｈｚまで光変調ができることがわかった。
【００３７】
【化３】
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による導波
路型光変調器は、一次電気光学効果が大きな有機高分子
材料をコア層材料に用い、周囲のクラッド層材料との比
屈折率差を最適化して単一モード導波路とし、かつ低電
圧駆動が可能なように上下の電極間隔を狭くしている。
さらに、最上部のマイクロストリップ電極の幅と、同軸
ケーブルからマイクロストリップ電極への接続部（フィ
ールドスルー部）の構成を最適化しているために、極め
て広い帯域で変調動作を実現できる。
路型光変調器は、一次電気光学効果が大きな有機高分子
材料をコア層材料に用い、周囲のクラッド層材料との比
屈折率差を最適化して単一モード導波路とし、かつ低電
圧駆動が可能なように上下の電極間隔を狭くしている。
さらに、最上部のマイクロストリップ電極の幅と、同軸
ケーブルからマイクロストリップ電極への接続部（フィ
ールドスルー部）の構成を最適化しているために、極め
て広い帯域で変調動作を実現できる。
【図１】本発明による導波路型光変調器の単一モード条
件を与える導波路パラメータ特性図。
件を与える導波路パラメータ特性図。
【図２】本発明による導波路型光変調器の単一モード条
件を与える導波路パラメータ特性図。
件を与える導波路パラメータ特性図。
【図３】本発明による導波路型光変調器のマイクロスト
リップ電極部のインピーダンス特性図。
リップ電極部のインピーダンス特性図。
【図４】本発明による導波路型光変調器のフィールドス
ルー部のインピーダンス特性図。
ルー部のインピーダンス特性図。
【図５】本発明による導波路型光変調器の構成を示す断
面図。
面図。
【図６】本発明による導波路型光変調器のフィールドス
ルーの構成を示す断面図。
ルーの構成を示す断面図。
【図７】本発明による導波路型光変調器の構成を示す断
面図。
面図。
【図８】本発明による導波路型光変調器のフィールドス
ルーの構成を示す断面図。
ルーの構成を示す断面図。
【図９】本発明による導波路型光位相変調器の構成を示
す断面図。
す断面図。
【図１０】本発明による導波路型光変調器のフィールド
スルーの構成を示す断面図。
スルーの構成を示す断面図。
【図１１】従来の導波路型光強度変調器の斜視図。
１ 変調用電極 ２ 光導波路部 ３ ＬＮ結晶 ４ シリコン基板 ５ 酸化シリコン膜 ６ 下部接地電極 ７ 境界層 ８ 下部クラッド層 ９ チャネル導波路層 １０ 上部クラッド層 １１ 境界層 １２ マイクロストリップ電極 １３ クラッド層 １４ マイクロストリップ電極 １５ シリコン基板 １６ 酸化シリコン膜 １７ 下部接地電極 １８ 下部クラッド層 １９ チャネル導波路層 ２０ クラッド層 ２１ 上部クラッド層 ２２ マイクロストリップ電極 ２３ マイクロストリップ電極 ２４ シリコン基板 ２５ 酸化シリコン膜 ２６ 下部接地電極 ２７ 下部クラッド層 ２８ チャネル導波路層 ２９ クラッド層 ３０ 上部クラッド層 ３１ マイクロストリップ電極 ３２ マイクロストリップ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沢口 治樹 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−43506（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60510（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−306216（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖ ｏｌ．52 Ｎｏ．13 ｐｐ．1031−1033 （28 Ｍａｒｃｈ 1988) ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ 平成４年３月号 ｐ ｐ．327−334（平成４年３月10日発行) 1992年春季第39回応用物理学関係連合 講演会予稿集 第０分冊 ｐ．1266 （1992年３月28日発行) ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖ ｏｌ．３ Ｎｏ．11 ｐｐ．1003−1006 （Ｎｏｖｅｍｂｅｒ 1991) 非線形光学のための有機材料［季刊 化学総説 Ｎｏ．15］日本化学会編 （1992年７月25日) Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．1337，Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏ ｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａ ｌｓＩＩＩ，ｐｐ．23−34（Ｊｕｌｙ 1990），Ｇ．Ｆ．Ｌｉｐｓｃｏｍｂ ｅ ｔ．ａｌ．，「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔ ｒｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａ ｔ Ｌｏｃｋｈｅｅｄ」 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/00 - 1/035 G02F 1/29 - 1/35 504 G02B 6/12 - 6/14
Claims (4)
- 【請求項１】酸化シリコン膜を上部に形成したシリコン
基板上に、金属からなる下部接地電極を配し、この上に
二次光非線形感受率の大きな物質が溶解している、もし
くは結合している高分子を分極処理した材料からなるチ
ャネル導波路層と、この導波路層の左右および上下に、
導波路層よりも低屈折率なクラッド層を配し、該上部ク
ラッド層の上に金属からなるマイクロストリップ電極を
配した構造をとる導波路型光変調器において、該導波路
層の膜厚を４〜６μｍ、該導波路層と上下のクラッド層
を併せた膜厚を１０〜２５μｍとし、該導波路層とそれ
に接するクラッド層の比屈折率差を０．４％〜１．０％
とし、下部クラッド層の下部接地電極に接する部分およ
び上部クラッド層のマイクロストリップ電極に接する部
分に、下部クラッド層および上部クラッド層よりも屈折
率が小さく、該クラッド層との比屈折率差が２％以上で
ある境界層を有し、上部のマイクロストリップ電極の幅
を該導波路と上下のクラッド層を併せた膜厚の約２倍に
することを特徴とする導波路型光変調器。 - 【請求項２】フィールドスルー部において、上部電極の
真下の下部接地電極に、上部電極幅の約１．６７〜１．
６８倍の大きさのギャップを開けることを特徴とする請
求項１記載の導波路型光変調器。 - 【請求項３】酸化シリコン膜を上部に形成したシリコン
基板上に、金属からなる下部接地電極を配し、この上に
二次光非線形感受率の大きな物質が溶解している、もし
くは結合している高分子を分極処理した材料からなるチ
ャネル導波路層と、この導波路層の左右および上下に、
導波路層よりも低屈折率なクラッド層を配し、該上部ク
ラッド層の上に金属からなるマイクロストリップ電極を
配した構造をとる導波路型光変調器において、該導波路
層の膜厚を２μｍ以下、該導波路層と上下のクラッド層
を併せた膜厚を１０μｍ以下とし、該導波路層と左右の
クラッド層の比屈折率差を０．２％〜０．５％、該導波
路と上下のクラッド層の比屈折率差を２％以上とし、上
部のマイクロストリップ電極の幅を該導波路と上下のク
ラッド層を併せた膜厚の約２倍にすることを特徴とする
導波路型光変調器。 - 【請求項４】フィールドスルー部において、上部電極の
真下の下部接地電極に、上部電極幅の約１．６７〜１．
６８倍の大きさのギャップを開けることを特徴とする請
求項１記載の導波路型光変調器。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229348A JP2805027B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 導波路型光変調器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0659223A JPH0659223A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2805027B2 true JP2805027B2 (ja) | 1998-09-30 |
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ID=16890761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4229348A Expired - Fee Related JP2805027B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 導波路型光変調器 |
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| JP (1) | JP2805027B2 (ja) |
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| JP2007212787A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Ricoh Co Ltd | 光制御素子、光スイッチングユニットおよび光変調器 |
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-
1992
- 1992-08-05 JP JP4229348A patent/JP2805027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (6)
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|---|
| １９９２年春季第３９回応用物理学関係連合講演会予稿集 第０分冊 ｐ．１２６６（１９９２年３月２８日発行） |
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５２ Ｎｏ．１３ ｐｐ．１０３１−１０３３（２８ Ｍａｒｃｈ １９８８） |
| ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．３ Ｎｏ．１１ ｐｐ．１００３−１００６（Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９１） |
| ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ 平成４年３月号 ｐｐ．３２７−３３４（平成４年３月１０日発行） |
| Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１３３７，Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ ＭａｔｅｒｉａｌｓＩＩＩ，ｐｐ．２３−３４（Ｊｕｌｙ １９９０），Ｇ．Ｆ．Ｌｉｐｓｃｏｍｂ ｅｔ．ａｌ．，「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｔ Ｌｏｃｋｈｅｅｄ」 |
| 非線形光学のための有機材料［季刊 化学総説 Ｎｏ．１５］日本化学会編（１９９２年７月２５日） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0659223A (ja) | 1994-03-04 |
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