JPH0348812A - 偏光不感受性のインターフェロメトリー導波電気光学変調器 - 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】 本発明は偏光不感受性（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｉ
ｎｓｅｎｓ　ｉ　ｔ　ｉｖｅ　）のインターフェロメト
リー導波電気光学変調器に関する。

塊状無機結晶を用いる電気光学的強度変調器は周知であ
り、広く用いられている。導波電気光学変調器は比較的
最近開発されたものであり、例え（１９７２）；２２巻
、１０号、５４０頁（１９７３）：米国特許第４５８へ
８７２号；第３６１９７９５号、第３６２４．４０６号
、第３８０ａ２２３号、第３．８１Ｑ６８８号、第３８
７４．７８２号、第３９２３．３７４号、第３９４７、
０８７号、第３９９Ｑ７７５号及びこれらに引用されて
いる文献のような文献に述べられている。

塊状結晶に比べた光学導波管配置の主な利点の１つは、
非常に低い電位と電力が光学導波管配置では用いられ、
より迅速な変調（ｍｏｄｕ　ｌ　ａ　ｔ　ｉｏｎ　）が
行われることである。これらの機能特性の両方ともが、
このような電気光学変調器の高速作用を実現するために
必要である。

薄フイルム導波電気光学変調器は、例えばマッハーツエ
ーンダー（Ｍａｃｈ　−Ｚｅｈｎｄｅｒ　）インターフ
ェロメトリー、方向性結合、Ｙ接合、クロスバ−切換え
または光学的偏光の回転のような、幾つかの変調機構の
１つを用いて作用することができる。

導波マツハーツエーンダー・インターフェロメトリー変
調器は周知の光学装置であり、例えば°アール、エイ、
ベラカー（Ｒ，Ａ、　Ｂｅｃｋｅｒ　）による「マルチ
ギガヘルッーランフトーエレメントエレクトロオプチッ
クモジュレータ（Ｍｕｌｔｉｇｉｇａｈｅｒｔｚ−Ｌｕ
ｍｐｅｄ−Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ
　ＭｃｘｉｕｌａｔＯｒ）ＪＱＥ−２１巻、８号、１９
８５年８月、１１４４〜１１４．６頁と、アール、シー
、アルファーネス（Ｒ，Ｃ，Ａｌｆｅｒｎｅｓｓ　）に
よる［ガイデッド−ウェーブデバイセスフォアオプティ
カルコミュニケーション（Ｇｕｉｄｅｄ−Ｗａｖｅ　Ｄ
ｅｖｉｃｅｓ　ｆｏｒＯｐｉｔｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎ　）　Ｊ　、　　Ｉ　ＥＥＥジャー１７
巻、６号、１９８１年６月、９４６〜９５９頁のような
文献に述べられている。

インターフェロメトリー変調器は単一人力導波管、入力
光線を２つのブランチ導波管のほぼ等しいエネルギーの
ビームに分割するための入力ブランチ領域、２つのブラ
ンチ導波管の伝搬光線エネルギーを再結合するための出
力ブランチ領域及び出力導波管から成る。１つのブラン
チ導波管の移相な他方に対して相対的に実施することに
よって、結合した出力光線エネルギーは移相の大きさに
依存して、零から入力エネルギーレベルに密接した値ま
での範囲内である。このような移相は光学導波管のサブ
ストレート上にブランチ導波管の１つまたは両方に近接
して配置した電極によって生ずる。電圧を印加すると、
電気光学効果が近位ブランチ導波管の屈折率を変えて光
路の長さを変えることによって、ブランチの移相が生ず
る。性能を劣化させるブランチ間の光学的結合を阻止す
るために１ブランチ導波管を充分に離して維持すること
によって、電圧変化は相変化に変換され、従って光線出
力エネルギーレベルの振幅変化に変換される。電極電圧
をアナログまたはディジタル情報シグナルによって変調
させることＫよって、出力光線エネルギーを同様に変調
させて、伝導のためにファイバー導波管に結合させるこ
とができる。

光学導波管の設計と製造に決定的に関係する他の要素が
存在する。統合した光学スイッチと変調器の偏光特性は
ファイバー伝導ラインを用いる光学データ移送系でのこ
れらの装置の有用性を決定する上で非常に重要である。

特に、これらの装置は光線の偏光状態に関係なく充分で
かつ完全な光線切換えを実施しなければならない。単モ
ードの円形ファイバーに結合した線状偏光は他の偏光状
態に迅速に転換されるので、この必要条件が生ずる。そ
れ故、ファイバーに結合された光線は通常、未知のだ円
偏光を有し、横方向電気（Ｔ’Ｅ）モードと横方向磁気
（ＴＭ）モードの両方が集積光学回路で励起される。

偏光（ｐｏｌａｎｚａｔｉｏｎ　）に関係のない光学ス
イッチと変調器は米国特許第４．２４３２９５号、第４
２９Ｌ９３９号、第４５１４０４６号、第４．６７４８
２９号、第４７５ｆｉ５８８号及びこれらの引用文献に
述べられている。公知の偏光独立性導波装置はすべて、
例えばＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３゜ＧａＡｓまたはＣ
ｄＳｅ結晶のような、無機導波チャンネルによって構成
される。

低電圧作動電気光学的変調器では高度に信頼できる電気
光学的媒質が必要である。ＬｉＮｂＯ３は導波電気光学
的変調器を構成するための重要な無機化合動程であった
。しかし、電気光学的変調器へのＬｉＮｂＯ３またはそ
の他の無機結晶の使用には、例えば光屈折効果による入
力光学エネルギーと操作波長の制限のような固有の欠点
が存在する。

大きな非局在化π電子系を有する有機ポリマー物質が電
気光学的非線形光学反応を示し、この反応が多くの場合
に無機サブストレートよりも非常に大きな反応であるこ
とは公知である。

さらに、非線形光学効果の原因となる電子相互作用を阻
止することによって、例えば機械的、熱酸化的安定性及
び高レーザー損傷限界のような、他の好ましい性質を最
適化するように有機ポリマー物質の性質を変えることも
できる。

非線形効果の起源が無機物質に認められる核座標の変位
または転位に対応した元電子雲の偏位であるという事実
は共役有機系にとって非常に重要である。

有機ポリマー物質の非線形光学的特性はアメリカ化学会
（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔ
ｙ　）第１８回会議（１９８２年９月）におけるＡＣＳ
ポリマー化学部門によって主催されたシンポジウムの主
題であった。この会議で発表された論文はＡＣＳ　７／
ボジウムシリーズ２３３（アメリカ化学会、ワシントン
Ｄ、　０．１９８３年）として出版されている。

透明す薄いサブストレートとしての有機非線形光学媒質
は米国特許第４５３１１）４５０号、第４６０５８６９
号、第４．６０７．０９５号、第４６１５９６２号及び
第４６２４．８７２号に述べられている。

上記刊行物はここに参考文献として関係する。

レーザー変調、光学回路要素における情報制御等に適し
た、新しい非線形光学的有機媒質と電気光学装置を開発
しようとする研究努力が続けられている。大きい二次ま
たは三次非線形を有する有機物質の非常な高頻度用途へ
の可能な有用性は、通常の無機電気光学的材料の広範囲
な限定と対照的である。

従って、新規な電気光学的変調器を提供することが本発
明の目的である。

有機非線形光学要素を含むインターフェロメトリー電気
光学的変調器を提供することが本発明の他の目的である
。

偏光不感受性ポリマー薄７．イルム導波電気光学的揚幅
変調器を提供することが、本発明のさらに他の目的であ
る。

本発明のこの他の目的と利点は添付図面と説明から明ら
かになると思われる。

本発明の１つ以上の目的は、次の要素：ａ、共通光線入
力から発散して同じ広がりのチャンネルを形成し、共通
光線出力に再び収束する、電気光学反応性有機媒質から
成る第１、第２導波チャンネル； ｂ、第１チヤンネル有機媒質への水平電場供給を促進す
るために第１チヤンネルに沿って近くに配置され、間隔
をおいた電極間の有機媒質帯が供給水平電場の方向に平
行な、非心対称性分子配向を有する間隔をおいた電極の
４１セット；及び Ｃ１第２チヤンネル有機媒質への垂直電場供給を促進す
るために第２チヤンネルに沿って近くに配置され、間隔
をおいた電極間の有機媒質帯が供給垂直電場の方向に平
行な、非心対称性分子配向を有する間隔をおいたｊｌ’
！極の第２セットから成る偏光不感受性インターフェロ
メトリー導波電気光学変調器を形成することによって達
成される。

他の実施態様では、本発明は次の要素：ａ、共通光線入
力から発散して、同じ広がりのチャンネルを形成し、共
通光線出力に再び収束する、非線形光学反応を示す熱可
塑性ポリマー媒質から成る第１１第２導波チャンネル；
ｂ、第１チヤンネルポリマー媒質への水平電場供給を促
進するために第１チヤンネルに沿って近くに配置され、
間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供給水平電場に
平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた電
極の第１セット　； Ｃ・　第２チヤンネルポリマー媒質への垂直電場供給を
促進するために第１チヤンネルに宿って近くに配置され
、間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供給垂直電場
に平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた
電極の第２セット　； ｄ、前記電極セットへの電圧供給源；及びｅ、光線な導
波装置に導入するための干渉性光線放射手段 から成る光線波長の振幅を偏光不感受性に変調させるた
めの薄フィルムインターフェロメトリー電気光学導波装
置を提供する。

本発明の他の態様では、次の工程： （１）支持サブストレート上に、非線形有機反応を示す
有機媒質から成り、共通光線入力接点から発散して同じ
広がりの光路を形成し、共通光線出力接点に古び収束す
る第１１第２導波チヤンネルが配置された、透明な光学
導波薄フィルムを成形する工程： （２）チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進する
ために、第１チヤンネル光路に？Ｅ５って近くに間隔を
おいた電極の第１セットを配置する工程； （３）チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進する
ために、第２チヤンネル光路に沿って近くに間隔をおい
た電極の第２セットを配置する工程： （４）薄フィルムを加熱して、チャンネルポリマー分子
を移動させる工程； （５）各電極セットに電圧を印加して電場を形成し、第
１チヤンネル電極セットに供給水平電場の方向に平行な
ポリマー分子の非心対称性配向を誘導させ、第２チヤン
ネル電極セットに供給垂直電場の方向に平行な、ポリマ
ー分子の非心対称性配向を誘導させる工程：および （６）　　供給電場を維持しながら、薄フィルムを冷却
し、それによって二次非線形光学反応を示すポリマー分
子配光の２つの安定な電場誘導帯を形成する工程 カラ成ル、マツハーツエー／ダーインターフェロメ）　
ＩＪ−電気光学導波装置の製造方法な提供する。

本発明の他の実施態様では、 （１）　　本発明によって設計し、構成した偏光不感受
性導波装置に任意に偏光した光線を導入する工程； （２）チャンネル光路に近接した各電極セットに変調電
圧を印加して、光路を通って伝播する導波光線の横断電
気モードと横断磁気モードに対して同じ位相変調を生じ
させる工程；及び（３）伝導光線の光強度を装置の２つ
のインターフェロメトリー導波チャンネル間の位相シフ
トの関数として変化させる光検出器手段に変調光線を伝
導する工程 から成る電磁線の変調方法を提供する。

本発明のインターフェロメトリー導波装置では、各導波
チャンネルの線形に偏光した光線の伝搬定数が各導波チ
ャンネルに別々に加えられた垂直電場と水平゛電場によ
って変化する。２チヤンネル内の光線の伝搬速度の差が
電気的に制御された位相シフトを生ずる。出力光強度は
位相シフトに伴って変化するので、電気光学効果のため
に印加電圧によって変調させられる。

光線変調の偏光不感受性特性は、各導波チャンネル上に
別々に存在する２つの平行電極セットの電圧を平衡させ
て、水平電場と垂直電場によりＴＥモードとＴＭモード
を等しく相変調させることによって、得られる。

２０ミクロンの典型的な電極分離と１ｃｒｎの電極長さ
に対して、電圧は通常的Ｏ〜２０　ｖｏｔｔの範囲内で
変化し、供給電場の振幅はＤＣと約１００ギガヘルツの
間で変化する。

本発明の電気光学変調器は２つの電極セットの平行配置
を特徴とする。これはマツハーシエーンダーインターフ
エロメトリー変調器の同じチャンネル上に連続した２セ
ットの電極を有する対応変調器に比べて有利である。本
発明の平行電極配置はよりコンパクトで、より簡単な偏
光不感受性変調器の設計と構造を可能にする。本発明の
変調器は光線の高速変調に必要な進行波設計（ｔ　ｒａ
ｖｅｌ　ｉｎｇ−ｗａｖｅ　ｄｅｓｉｇｎ　）に適して
いる。

第１図では、インターフェロメーター１１は支持サブス
トレート上の透明な非線形光学ポリマーフィルム要素１
１から成る。フィルム１１は１４においてＹ分岐して、
ランダムに偏光した光学エネルギー光線人力２０を光路
チャンネル２２と光路チャンネル２３に分割する入力光
学導波管２００組込み形状を有する。チャンネル２２と
２３に潰って伝搬される光線は１５におけるＹ分岐によ
って再び収束し、導波″１Ｆ１６から光線出力２１とし
て出る。導波チャンネルのポリマーフィルムは導波チャ
ンネルに隣接するポリマーフィルムよりも高い屈折率を
有し、保護層として用いた場合の緩衝被覆（ｂｕ［ｅｒ
　ｃｏａｔｉｎｇ　）よりも高い屈折率を有する。

電極２５は電圧源２７に連結し、活性化されて、チャン
ネル２２に垂直電場を加える。電極２６は電圧源２８に
連結し、活性化されて、チャンネル２３に水平電場を加
える。チャンネル２２内の電極２５間のポリマーフィル
ムは電極２５によって加えられた垂直電場に平行な、安
定した分子配向を有する。チャンネル２３内の電極２６
間のポリマーフィルムは電極２６によって加えられた水
平電場に平行な、安定した分子配向を有する。

運転モードでは、入力レーザービーム２０を供給する任
意に偏光したレーザー線源３０と、出力シグナル２１を
再構成電気シグナルに変換するように機能する光検出器
３１と組合せて、装置ｉ。

を用いる。

入力の干渉性電磁線は例えば半導体６°００〜１６００
　ｎｍ出力のようなレーザービームであることが好まし
い。

第１図に図示しない有機フィルム支持サブストレートは
プラスチック、ガラスまたはケイ素のような、便利な非
導電性媒質を用いることができる。

本発明の電気光学装置の薄フィルム有機導波媒質は透明
であり、物理的性質では等方性もしくは異方性であり、
非線形光学的反応を示す。

典型的な薄フイルム有機媒質はポリマーホストとゲスト
成分から成るブレンドである。薄フィルムの電気光学的
特性はゲスト成分のみによって制御され、ホスト成分と
ゲスト成分の両方は非線形の光学的感受性を有する。

適当なホストポリマーの具体例はポリ（メチルメタクリ
レート）、セルロースアセテート、ポリシロキサン、ポ
リアクリルアミド、ポリアクリロニトリル等である。

適当なゲスト化合物の具体例は４−ニトロアニリン、２
−メチル−４−ニトロアニリン、４−Ｎ。

Ｎ−ジメチルアミノ−４′−二トロスチルベン（ＤＡＮ
Ｓ　）等である。

他の適当な非線形光学活性ゲスト化合物は次式に相当す
るキノジメタ／構造によって説明される：式中、ｎは約
０〜３の範囲内の整数であり、ＲとＲ１は水素及び炭素
数的１〜２０の脂肪族基、脂環式基、芳香族基から成る
群から選択した置換基であり、Ｒ［換基の少なくとも１
つは電子供与基であり　Ｒ１置換基の少な（とも１つは
電子求引基である。

非線形光学活性キノジメタン棟の具体例は′７．７−ジ
（ｎ−へキシルデシルアミノ）−３８−ジシアノキノジ
メタン：１３１３−ジアミノ−１４１４−ジシアノジフ
ェノキノジメタン；１λ１３−ジ（ジメチルアミノ）−
１４，１４−ジンアノジフェノキノジメタン；ｘ３ｔ３
−ジ（ｎ−ヘキサデシルアミノ）　−１４，１４−ジシ
アノジフェノキノジメタン：１３１３−エチレンジアミ
ノ−１，４゜１４−ジシアノジフェノキノジメタン；ｘ
ａｔ３−ジ（ジメチルアミノ）−１４，１４−ジ／アノ
−４、ａａｔｏ−テトラヒドロピレノキノジメタン；１
３１３−ジ（ｎ−へキサデンルアミノ）−１４１４−ジ
シアノ−４５９１０−テトラヒドロピレノキノジメタン
等である。

上記のようなキノジメタン化合物の合成は米国特許第４
６４Ｑ８００号と第４．７０７．３０５号（これらはこ
こに参考文献として関係する）に述べられている。

ここで用いる「電子供与」なる用語は、共役電子構造が
電磁エネルギーの入力によって分極した場合に、電子密
度をπ電子系に寄与する有機置換基を意味する。

ここで用いる「電子水引」なる用語は、共役電子構造が
電磁エネルギーの入力によって分極した場合に、電子密
度をπ電子系から水引する電気陰性有機置換基を意味す
る。

製造の容部さ、光学的性質、及びゲスト成分との適合性
から特定のホストポリマーが選択される。

ゲスト成分は典型的に、薄フイルム導波ゲスト／ホスト
媒質の約５〜６０重量％を占める。

電気光学反応を示すポリマーはホスト成分として用いら
れる、または単独成分として用いられる。

このタイプの有機成分は次式： 有するペンダント基であり、ペンダント基はポリマーの
少な（とも約１０重量％を占める〕で示される熱可塑性
ポリマーによって説明され、このポリマーは約４０℃よ
り高いガラス転移温度を有する。

上記式に相当する熱可塑性側鎖ポリマーは物理的性質に
おいて等方性または液晶のいずれかである。適当な側鎖
ポリマーは米国特許第４，６９４，０６６号に述べられ
ている。側鎖ポリマーの具体例はボＩＪ　［６−（４−
ニトロビフェニルオキシ）へキシルメタクリレート〕、
ポリ（Ｌ−Ｎ−Ｐ−ニトロフェニル−２−ピペリジンメ
チルアクリレート）、及び例えば 〔式中、Ｖはポリマー主鎖単位であり、Ｓ′は原子数約
０〜２００線状鎖長を有するフレキンプルスペーサ基で
あり、Ｍ′は二次非線形光学感受性Ｂをのような、スチ
ルベン含有ポリマーである。メタクリレ−）／４−　（
メタクリロイルオキシ−２−エトキシ−４′−二トロス
チルベンのコポリマー（５０１５０）が好ましいタイプ
の側鎖ポリマーである。

本発明の装置は例えば非線形光学活性ゲスト分子または
上記タイプのポリマーの非線形光学活性ペンダント側鎖
のような分子双極子の外部場誘導整列を有する導波部分
を２チヤンネル光路の各々に含む。

媒質をその融点またはガラス転移温度の近くまたはそれ
以上に加熱してから、ＤＣ電場（例えば、５０〜５００
　Ｖ／μｍ）を媒質に与えて分子双極子な単軸配向に整
列させることによって、薄フイルム導波媒質の極比（ｐ
ｏｌｉｎｇ）が便利に達成される。

次に媒質がまだ供給ＤＣｖｔ場の影響下にあるときに、
媒質を冷却する。このようにして、安定した永久的な分
子配向が例えば第１図に示した電極対の間のような、剛
性構造中に固定される。

第１図の電極対２５と２６は例えばアルミニウム、銀、
金、銅、インジウム−酸化スズ、チタン酸インジウム等
のような適当な導電性物質のストリップ核種であり、制
御可能なりＣまたはＡＣ電源２７と２８に連結される。

第１図の薄フイルム導波層１１は各物質に対して適当で
あるような、例えばスピンコーチング、吹付け、ラング
ミュアーブロゲツ）　（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇ
ｅｔｔ　）の蒸着法、スパッターリング等のような通常
の製造方法によって、支持サブストレートと組合せるこ
とができる。

次の実施例によって本発明をさらに説明する。

装置成分は典型的なものとして述べるが、設計と運転の
種々な変更が前述の開示に基づいて本発明の範囲内で実
施され５る。

例 この例は第１図に示すような、本発明による偏光不感受
性の導波電気光学変調器の構造と操作を説明する： 商業的に入手可能な二酸化ケイ素被覆ケイ素ウェファを
ヴアリア：ｙ　（Ｖａｒｉａｎ　）電子ビーム真空蒸着
系に入れる。純度９９．９９９％の０．１μｍ層がウェ
ファ上に蒸着する。

ＡＺ−１５１８ポジテイブフオトレジスト〔ヘキスト（
Ｈｏｅｃｈｓｔ　）　）をソリチック（Ｓｏｌ　ｉ　ｔ
ｅｃ　）モデル５１００コースタ−によって、アルミニ
ウム被覆ウェファ上にスピンコーチングする。

５０００ｒｐｍでの３０秒間スピニングによって、１．
５μｍフォトレジスト被覆が得られる。フォトレジスト
被覆を９０℃の真空炉で３０分間乾燥させる。

カールサス（Ｋａｒｌ　５ｕｓｓ　）モデルＭＪＢ１７
スクアライナー（ｍａｓｋ　ａｌｉｇｎｅｒ　）内で好
ましい形状のマスクとウェファを接触させ、マークした
被覆を４０５μｍ放射＃！　（１２０ｍＪ／ｍ２）に暴
露させることによって、フォトレジスト被覆を第１図の
下部電極２５としてパターン化する。

マスクを除去し、パターン化フォトレジストを水中ＡＺ
−４００に現像剤（Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ　）　（１：ｌ
）によって４５秒間にわたって現像し、脱イオン水によ
って洗浄することによって現像サイクルを停止する。

ウェファのフォトレジスト被覆を１２０℃の真空炉中で
３０分間焼成する。暴露したアルミニウムパターンをＡ
型腐蝕剤〔トランセン社（Ｔｒａｎ−ｓｅｎｅ　ｃ、１
）　）　　によって５０℃で２０秒間腐蝕し、蝕刻面を
脱イオン水ですすぎ洗いする。

ウェファのアルミニウム電極面を薄い（１０００Ａ）保
護ポリシロキサ／層によって覆い、次に４０００ｒｐｍ
での３０秒間のスピンコーチングによってマスターボン
ド（Ｍａｓｔｅｒ　Ｂｏｎｄ　）　ＵＶＩ　１−４ＭＩ
エポキシ〔マスターボンド社（ＭａｓｔｅｒＢｏｎｄ　
Ｃ１ｎｃ、　）　）の２．０ｐｍクラッド層を施し、こ
のクラッド層を３６５　ｎｍ光線２０　ｍ　Ｗ　７ｃｍ
”による１分間の水銀アーク燈放電によって硬化させる
。

硬化後に、連続層の表面接着性を改良するために、プラ
スマフアブ（Ｐｌａｓｍａｆａｂ　）　３４０腐蝕装置
［エレクトロチク社（Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈ　ＣＯ，
）　］内でウェファを反応性イオン腐蝕に５秒間さらす
。

腐蝕条件は１３．５６　ＭＨｚ高周波電力３０ｗａｔｔ
／６“直径パターンを用いて、１５ｍｔｏｒｒ、圧にお
いて０２流動５標準ｃｒｔ？／分である。

１．６５μｍ厚さの非線形光学活性有機層がクラッド層
上に３０００ｒｐｍにおいてスピンコーチングされる。

スピンコーチング媒質はトリクロロプロパン中メチルメ
タクリレ−）／４−　（メタクリロイルオキシ−２−エ
トキシ）　−４，’−ニトロスチルベン（５０１５０）
コホリマーの２０％ｆｆ１ｉテある。有機層を１６０℃
の真空炉中で１時間乾燥させる。

ＡＺ−１５１８のフォトレジスト層を４０００ｒｐｍで
有機層上にスピンコーチングし、この層を４０５μｒｎ
放射？１Ｍ　（１２０ｍ　Ｊ　７ｃｍ２）に暴露する。

アルミニウム０．２μｍｌ！Ｉがフォトレジスト層上に
付着する。アルミニウム層をフォトレジスト層で被覆し
、層を第１図に示すようなマッハーツェーンダーインタ
ーフエロメトリー導波管の形状にパターン化する。導波
管幅は５μｍである。Ｙ接合チャンネルは０．３度の完
全角度で分離し、再結合する。

導波管構造の上面を前述のような、酸素プラズマ条件下
で１５分間反応性イオン腐蝕にさらして、フォトレジス
ト被償パターンを別として、ポリシロキサン層までの多
重層を除去する。腐蝕サイクルはアルミニウムパターン
から７オトレジスト被覆をも除去する。

アルミニウムと下部フォトレジスト層は導ｅ、！構造な
ＡＺ−４００に現像液に１分間浸漬することによって除
去される。

サブストレートと上面の多重層リプパターンはマスター
ボンドＵＶＩＩ−４ＭＩエポキシ（マスターボンド社）
によって２５０Ｏｒｐｍにおいてスピンコーチングし、
被覆を４０５　ｎｍ光線の２０ｒｎＷ　７ｃｍ”による
２分間の水銀アーク燈放電によって硬化する。

アルミニウムの０．１μｍ層が上部エポキシクラッド層
上忙付着し、上記パターン処理方法後に、第２図の上部
電極２５と電極２６が形成される。

導波管構造を対立する端部で裂いて、光線を導波有機層
に連絡させるための２つのシャープな而を形成する。

２セットの電極間の２つのポリマー導波部分の分子配向
はそれぞれ、電極セットによって供給電場を加えること
によって得られる。電極長さ１ｍでは透過状態から不透
過状態へ切換えるために２〜５　ｖｏｔｔの電圧が必要
である。

製造した導波管をメツトラ−（ＭｅｔＬｌｅｒ）高温段
階に装入し、装置の温度を１℃／分で１．、４０　℃に
高める。１セットの成極には７０　Ｖ／μｍのＤＣＣ揚
場５　ｖｏｔｔ　５ｉｎｅ　（Ｉ　ＱＯＯＯｔ　）　Ａ
Ｃ電圧を与え、他方の電極セットには可ＨＤｃ１１Ｌ圧
と５　ｖｏｔｔｓｉｎｅ　（Ｉ　ＱＯＯＯｔ　）のＡＣ
電圧を印加する。

対物レンズ（１０Ｘ）を用いて、１．３４μｍ放射線（
１００ｍＷ連続波）をマツハーツエーンダー導波管に収
束させ、結合させる。導波管の出力はｌＯ×顕微傭対物
レンズ、偏光ビームスプリッタ−に通し、次に２つの光
検出器に通す。検出器シグナルを２つの固定増幅器忙伝
導する。

画壇幅器をＩＱＯＯＯＨｅｒｚにおけるシグナルに関し
て同調させ、第１電極セットに対する可変ＤＣ電圧を２
増幅器のシグナルが同じになるまで調節する。

調節した供給電場下で導波装置を１４０℃に２０分開維
持し、導波装置を１０７分で室温にまで冷却する間、供
給電場を維持する。

導波管の操作中、２電極セットの印加電圧は平衡化し、
伝導光線のＴＥモードとＴＭモードの等しい位相調整が
得られるので、光線変調の実施は偏光不感受性である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による集積光学マツハーツエーンダーイ
ンターフエロメトリー′眠気光学変調器である。 （外４名） 手 続 補 正 書 平成２年特λ′１願第１５４９７６号 ２、発明の名称 偏光不感受性のインターフェロメトリー導波電気光学変
調器３、補正をする石 事件との関係 住所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の要素： ａ、共通光線入力から発散して、同じ広がりのチャンネ
   ルを形成し、共通光線出力に再び収束する、電気光学反
   応性有機媒質から成る第１、第２導波チャンネル ｂ、第１チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進す
   るために第１チャンネルに沿つて近くに配置され、間隔
   をおいた電極間の有機媒質帯が供給水平電場の方向に平
   行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた電極
   の第１セット；及び ｃ、第２チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進す
   るために、第２チャンネルに沿つて近くに配置され、間
   隔をおいた電極間の有機媒質帯が供給垂直電場の方向に
   平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた電
   極の第２セット から成る偏光不感受性（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｉ
   ｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）のインターフエロメトリー導波
   電気光学変調器。 ２　有機媒質がホストの熱可塑性ポリマーとゲストの非
   線形光学反応を示す有機化合物のブレンドである請求項
   １記載の導波変調器。 ３、有機媒質が非線形光学反応を示す熱可塑性ポリマー
   である請求項１記載の導波変調器。 ４、光波振幅を偏光不感受性に変調するための薄フイル
   ムインターフエロメトリー電気光学導波装置であつて、
   次の要素： ａ、共通光線入力から発散して、同じ広がりのチャンネ
   ルを形成し、共通光線出力に再び収束する、非線形光学
   反応を示す熱可塑性ポリマー媒質から成る第１、第２導
   波チャンネル； ｂ、第１チャンネルポリマー媒質への水平電場供給を促
   進するために、第１チャンネルに沿つて近くに配置され
   、間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供給水平電場
   に平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた
   電極の第１セット； ｃ、第２チヤンネルポリマー媒質への垂直電場供給を促
   進するために、第２チヤンネルに沿つて近くに配置され
   、間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供給垂直電場
   に平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた
   電極の第２セット； ｄ、前記電極セットのための電圧供給源；及びｌ、導波
   装置に光線を導入するための干渉性光線放射手段 から成る装置。 ５、光検出器手段をさらに組合せた請求項４記載の導波
   装置。 ６、電磁線放射手段がレーザービーム発生器である請求
   項４記載の導波装置。 ７、チャンネルポリマー媒質が非線形光学反応を示す、
   ペンダント側鎖を有するポリマーである請求項４記載の
   導波装置。 ８、チャンネルポリマー媒質が電子供与基と電子求引基
   と共にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有するポ
   リマーである請求項４記載の導波装置。 ９、チャンネルポリマー媒質がアミノ基及びニトロ基と
   共にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有するポリ
   マーである請求項４記載の導波装置。 １０、チャンネルポリマー媒質が電子供与基と電子求引
   基と共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有する
   ポリマーである請求項４記載の導波装置。 １１、チャンネルポリマー媒質がアミノ基とニトロ基と
   共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有するポリ
   マーである請求項４記載の導波装置。 １２、次の工程： （１）支持サブストレート上に、非線形有機反応を示す
   有機媒質から成り、共通光線入力接点から発散して同じ
   広がりの光路を形成し、共通光線出力接点に再び収束す
   る第１、第２導波チャンネルが配置された、透明な光学
   導波薄フィルムを成形する工程； （２）チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進する
   ために、第１チヤンネル光路に沿つて近くに、間隔をお
   いた電極の第１セットを配置する工程； （３）チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進する
   ために、第２チャンネル光路に沿つて近くに、間隔をお
   いた電極の第２セットを配置する工程； （４）薄フィルムを加熱して、チャンネルポリマー分子
   を移動させる工程； （５）各電極セットに電圧を印加して電場を形成し、第
   １チャンネル電極セットに供給水平電場の方向に平行な
   、ポリマー分子の非心対称性配向を誘導させ、第２チャ
   ンネル電極セットに供給垂直電場の方向に平行な、ポリ
   マー分子の非心対称性配向を誘導させる工程；及び （６）供給電場を維持しながら薄フィルムを冷却し、そ
   れによつて二次非線形光学反応を示す、２つの安定な電
   場誘導ポリマー分子配向帯を形成する工程 から成る、マツハーツエーンダーインターフエロメトリ
   ー電気光学導波装置の製造方法。１３、有機媒質がホス
   トの熱可塑性ポリマーと、ゲストの非線形光学反応を示
   す有機化合物とのブレンドである請求項１２記載の方法
   。 １４、有機媒質が非線形光学反応を示す熱可塑性ポリマ
   ーである請求項１２記載の方法。１５、有機媒質が非線
   形光学反応を示すペンダント側鎖を有する熱可塑性ポリ
   マーである請求項１２記載の方法。 １６、有機媒質が電子供与基と電子求引基と共にビフェ
   ニル構造を含むペンダント側鎖を有する熱可塑ポリマー
   である請求項１２記載の方法。 １７、有機媒質が電子供与基と電子求引基と共にスチル
   ベン構造を含むペンダント側鎖を有する熱可塑性ポリマ
   ーである請求項１２記載の方法。 １８、請求項１２に記載の方法に従つて製造した偏光不
   感受性導波装置。 １９、次の工程： （１）任意に偏光した光線を請求項１８記載の偏光不感
   受性の導波装置に導入する工程；（２）各電極セットに
   変調電圧を印加して、導波される光線の横断電気モード
   と横断磁気モードに対して同じ位相変調を生じさせる工
   程；及び（３）変調された光線を光検出器手段に伝導し
   、そこで伝導された光線の光強度を装置のインターフエ
   ロメトリー導波チヤンネル間の位相シフトの関数として
   変化させる工程 から成る電磁線の変調方法。 ２０、光線がレーザービームである請求項１９記載の方
   法。 ２１、薄フィルム有機媒質が非線形光学反応を示すペン
   ダント側鎖を有する熱可塑性ポリマーである請求項１９
   記載の方法。 ２２、薄フィルム有機媒質が電子供与基と電子求引基と
   共にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有する熱可
   塑性ポリマーである請求項１９記載の方法。 ２３、薄フィルム有機媒質が電子供与基と電子求引基と
   共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有する熱可
   塑性ポリマーである請求項１９記載の方法。