JPH0333823A - 導波路型光デバイスの電極構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、導波路型光デバイスの電極構造に関し、特に
、光導波路基板上に形成された電極の構造に関する。

［従来の技術］ スイッチングや変調機能をもつ導波路型光デバイスに、
　　Ｌ　ｉ　Ｍｂ　ＯｉやＬ　Ｌ　Ｔ　ａ　Ｏ１等の電
気光学効果を有する基板を用いた導波路型光デバイスが
ある。この光デバイスは基板にＴｉ拡散やプロトン交換
等を用いて基板表面に基板よりもわずかに屈折率の高い
部分を形成し、これを光導波路とし、この光導波路の上
部、または近傍に電極を設け、これに電圧を印加し、光
導波路に電界を生じさせ、基板のもつ電気光学効果によ
り光導波路の屈折率を変化させ、スイッチングや変調を
行うものである。

ここで、ＬｉＮｂＯ５やＬｉＴａＯ３などの強誘電体を
光導波路基板として用いた場合、デバイス周囲に温度変
化が生じると、基板自体の焦電効果により基板内に電位
差を生じ、基板表面に形成された光導波路とその上部ま
たは近傍に設けられた電極付近で不要電界が発生し、特
性が不安定になってしまう。

こうした、基板の温度変化による特性が不安定となる要
因をなくすため、従来技術として２例えば第２図に示す
とおり、電子情報通信技術報告０ＱＥ８６−４４　ｒＳ
　ＬコーティングによるＺ−ＣＵもＬｉＮｂＯ３導波路
デバイスの温度特性改善」のように、光導波路基板１の
表面に形成された電極３の上から、基板１全体に低抵抗
膜４を被膜したり、あるいは第３図に示すとおり、昭和
６３年電子情報通信学会春季全国大会Ｃ−４８９ｒＴｉ
：Ｌ　ｆ　Ｎ　ｂ　０３マツハツエンダ型変調器の温度
特性改善」のように光導波路基板１の表面全体に抵抗膜
４を被膜し、その上に電極３を形成するという方法がと
られていた。

これらはいずれも、光導波路基板に所望の抵抗値を有す
る低抵抗膜（この抵抗値が低すぎると電極間に電圧を印
加した時に電流が流れ、光導波路に電界を生じさせられ
ない。また、高すぎると電荷をディスチャージする効果
がなくなってしまう。

通常は、電極の端子間の抵抗値が１〜ＩＯＭΩ程度にな
るような膜が用いられる。）を被膜することにより、電
極付近など基板表面の局所電荷を表面全体にディスチャ
ージさせるものである。

〔発明が解決しようとする課題Ｊ しかしながら、上述した従来の導波路型光デバイスの電
極構造で、第２図に示した光導波路基板全体に電極の上
から低抵抗膜を被膜する方法では。

通常電極膜の厚みは２０００〜４０００Å以上であり、
特に高速変調器等、電極容量低減が重要なデバイスにお
いては１μｍ以上の場合もあり、こうした比較的厚い電
極膜の上から低抵抗膜を被膜すると、電極のある部分と
ない部分で大きな段差が生じてしまい、電極と低抵抗膜
の接触が不十分で、電極付近に帯電した電荷を十分にデ
ィスチャージできない。これを防ぐために、低抵抗膜を
厚くすると、低抵抗膜自体の面抵抗値が低下してしまい
所望の抵抗値が得られないばかりでなく、電極との間で
歪を起こし、光導波路基板にストレスを生じ、デバイス
自体の特性を劣化させてしまうという欠点がある。

一方、第３図に示した光導波路基板全体に低抵抗値を被
膜し、その上に電極を形成する方法では。

光導波路基板と電極との間に低抵抗膜層が加わるため、
同じ電圧を印加した場合に、光導波路に生じる電界が上
記の方法と比較して弱くなってしまう。従って、光導波
路にスイッチング変調を行うのに必要な電界を生じさせ
るためには、より高い電圧が必要となり、電圧上昇を招
いてしまうという欠点がある。

［課題を解決するための手段］ 即ち１本発明の導波路型光デバイスの電極構造は、光導
波路が表面に形成された光導波路基板。

あるいは光導波路基板の上面にさらにバッファ層が形成
された基板の電極がない部分全体と、電極が形成される
電極パターンの外周部のわずかに内側の部分に低抵抗膜
が被膜されており、電極は電極パターンの外周部の低抵
抗膜が被膜された部分においてのみ、低抵抗膜が下に、
電極膜が上になるように重なっており、他の部分では直
接光導波路基板、あるいは光導波路基板上面に形成され
たバッファ層の上に形成されていることを特徴としてい
る。

［実施例コ 次に２本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例の方向性結合型２×２光スイ
ツチの光導波路結合部の横断面図である。

光導波路２は、ＬｉＮｂＯ３光導波路基板１に導波路パ
ターンにバターニングされた膜厚６００人のＴｉを１０
５０℃、８時間ウェット雰囲気中で熱拡散して作製され
たものである。この・光導波路基板１の表面には、電極
３による光の吸収損失を防ぐため、５ｆＯ２バッファ層
５　ＣＭ厚２５ＯＡ、）が被膜されている。このＳｉＯ
□バッフ７層５のさらに上面には、電極３が形成される
電極パターンよりもわずかに内側に入り込むように、電
極パターンのない部分にＳｉ低抵抗膜４が被膜される。

ここでは、Ｓｉ低抵抗膜４の膜厚は１０００人とし、成
膜後、Ｓｉ膜低抵抗膜４の抵抗値を安定化させるため、
１５０℃の恒温槽で１時間アニールした。Ｓｉ低抵抗膜
４を被膜後、電極パターンになるように金属膜（Ｃｒ−
Ａｎ２０００人）を成膜し、電極３を形成した。ここで
、上記の光導波路２の導波路幅は７μｍであり、この光
導波路２に電界を印加するため、電極３の幅は光導波路
上部で１１μｍとじた。また、Ｓｉ低抵抗膜４は電極３
のパターンより１両側でそれぞれ２μ量内側に入るよう
に被膜した。これによりＳｉ低抵抗膜と電極３は両側で
それぞれ２μＩＩ重なっており。

電極３は、５ｉｎ２バッフ７層と７μ量直接接触してい
ることになる。また１本実施例では、スイッチの結合部
の長さは１６ｍｍでありこのとき電極端子間抵抗値は３
ＭΩであった。

第４図に低抵抗膜４を電極３の上から光導波路基板１全
体に被膜した従来の２×２光スイツチと同様に、ＳｉＯ
２バッファ層５の上から、低抵抗膜４を光導波路基板１
全体に被膜し、低抵抗膜４の上に電極を形成した従来の
２×２光スイツチ本発明の電極構成をもつ２×２光スイ
ツチの■、■各ボートの損失の温度特性を示す。

第４図かられかるように、電極３の上から全体に低抵抗
膜４を被膜する従来の光スィッチでは。

特に電圧ＯＦＦの■状態での損失の温度変化に苅する変
動量が著しく大きい。低抵抗膜４の上から電極３を形成
する方法では、従来の先スイッチも本発明の電極構造を
もつ光スィッチも５〜４５℃の温度範囲で十分安定なこ
とがわかる。

次に、温度特性が安定な上記２つの電極構成の光スィッ
チについてスイッチ動作電圧を測定したところ、低抵抗
膜４を光導波路基板１全体に被膜する従来の光スィッチ
では、７Ｍ入射光に対して。

７．６ｖであり１本発明の電極構造をもつ光スィッチで
は、　４．５　Ｖと従来のスイッチに比較して約４割低
電圧動作が可能であった。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明は、導波路型光デバイスの光
導波路基板の電極のない部分と電極パターンの外周部の
わずかに内側にのみ低抵抗膜を施し、電極膜は電極パタ
ーンの外周部において、低抵抗膜と重なり、他の部分は
、光導波路基板、あるいはバッファ層と直接接触する構
造にすることにより、光デバイスの動作電圧を上昇させ
ることなく、所望の低抵抗膜の電荷を基板全体にディス
チャージする効果が得られ、安定した光デバイスの特性
を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導波路型光デバイスの電極構造の横断
面図、第２図と第３図は従来の導波路型光デバイスの電
極構造の横断面図である。また。 第４図は従来の電極構造をもつ導波路型光スイッチ（ａ
）　、　（ｂ）と本発明の電極構造をもつ導波路型光ス
イッチ（Ｃ）の挿入損失の温度特性を示す。 １・・・光導波路基板、２・・・光導波路、３・・・電
極。 ４・・・低抵抗膜、５・・・バッファ層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板表面に光導波路が形成された光導波路基板と、
   該光導波路基板の表面に、設けられた電極及び低抵抗膜
   とを有する導波路型光デバイスにおいて、 前記電極が形成される前記光導波路部分を除いて低抵抗
   膜を被膜した後、低抵抗膜が被膜されていない部分の幅
   よりわずかに広い幅の電極膜パターンを形成したことを
   特徴とする導波路型光デバイスの電極構造。 ２、前記光導波路基板と前記電極の間に絶縁層を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導波路型
   光デバイスの電極構造。