JPH0460510A - 導波路型電気光学素子およびその製造方法 - Google Patents
導波路型電気光学素子およびその製造方法Info
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- JPH0460510A JPH0460510A JP17146490A JP17146490A JPH0460510A JP H0460510 A JPH0460510 A JP H0460510A JP 17146490 A JP17146490 A JP 17146490A JP 17146490 A JP17146490 A JP 17146490A JP H0460510 A JPH0460510 A JP H0460510A
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- thin film
- layer
- polymer
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
本発明は導波路型電気光学素子およびその製造方法、さ
らに詳細には電気光学効果を有する光位相／強度変調素
子等の電気光学素子およびその製造方法に関する。
らに詳細には電気光学効果を有する光位相／強度変調素
子等の電気光学素子およびその製造方法に関する。
（従来技術および問題点）
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。
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電気光学素子は光集積回路に組み入
れられ、半導体レーザ等の高速外部変調に応用できるた
め、低電圧て駆動できる電気光学素子が強く求められて
いる状況にある。
れられ、半導体レーザ等の高速外部変調に応用できるた
め、低電圧て駆動できる電気光学素子が強く求められて
いる状況にある。
従来より公知の無機材料系（リン酸二水素カリウム（Ｋ
Ｈ２ＰＯ４） 、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ２）等
〉に比べ、著しく高い電気光学（ポッケルス）定数と速
い応答速度を示す可能性のある有機結晶材料が見いださ
れてきている。代表的な材料として、４−Ｎ、Ｎジエチ
ルアミノ−４−ニトロスチルベンや２−メチル−４−二
トロアニリン（ＭＮＡ）が最も良く知られている。
Ｈ２ＰＯ４） 、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ２）等
〉に比べ、著しく高い電気光学（ポッケルス）定数と速
い応答速度を示す可能性のある有機結晶材料が見いださ
れてきている。代表的な材料として、４−Ｎ、Ｎジエチ
ルアミノ−４−ニトロスチルベンや２−メチル−４−二
トロアニリン（ＭＮＡ）が最も良く知られている。
電気光学効果の大きさを評価する物理量としてｆ定数な
るものが定義されている（ Ａ、Ｆ、 Ｇａｒｉｔｏ
ａｎｄＫ、Ｄ、 Ｓｉｎｇｅｒ：Ｌａｓ ｅｒ Ｆｏｃ
ｕｓ、 ２月号、５９頁、１９８２年）。ＭＮＡのｆ定
数はニオブ酸リチウムの約２０倍も大きい。しかしなが
ら、これらの有機結晶材料は無機結晶のように電気光学
素子を作製しようとしても実用に供し得るような大きさ
の単結晶が得られにくい上、脆く、加工性に劣るという
欠点を有している。
るものが定義されている（ Ａ、Ｆ、 Ｇａｒｉｔｏ
ａｎｄＫ、Ｄ、 Ｓｉｎｇｅｒ：Ｌａｓ ｅｒ Ｆｏｃ
ｕｓ、 ２月号、５９頁、１９８２年）。ＭＮＡのｆ定
数はニオブ酸リチウムの約２０倍も大きい。しかしなが
ら、これらの有機結晶材料は無機結晶のように電気光学
素子を作製しようとしても実用に供し得るような大きさ
の単結晶が得られにくい上、脆く、加工性に劣るという
欠点を有している。
これに対し、成形加工性に優れた高分子材料を活用しよ
うという試みが行われている。これらは高分子材料中に
二次光非線形材料を溶解したもの、または二次光非線形
材料を直接またはスペーサー原子団を介して高分子主鎖
に結合したものである。
うという試みが行われている。これらは高分子材料中に
二次光非線形材料を溶解したもの、または二次光非線形
材料を直接またはスペーサー原子団を介して高分子主鎖
に結合したものである。
これらの高分子材料は中心対称構造を有するため二次光
非線形性の発現はない。従って、直流電圧印加等の手法
で分極処理を行い、中心対称性を解消することが必要で
ある。よく知られた例としてはポリメチルメタクリレ一
トにアゾ色素をドープしたもの（Ｋ、Ｄ、 Ｓ ｉｎｇ
ｅｒら、Ｊｏｕ ｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔ １ｃａｌ
５ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ、 Ｂ ４巻、
９６８頁、１９８７年）がある。
非線形性の発現はない。従って、直流電圧印加等の手法
で分極処理を行い、中心対称性を解消することが必要で
ある。よく知られた例としてはポリメチルメタクリレ一
トにアゾ色素をドープしたもの（Ｋ、Ｄ、 Ｓ ｉｎｇ
ｅｒら、Ｊｏｕ ｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔ １ｃａｌ
５ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ、 Ｂ ４巻、
９６８頁、１９８７年）がある。
高効率な光変調を行うなめには、電気光学素子の駆動電
圧の低減化が必要不可欠である。公知の無機結晶では、
適当な方位で結晶を切りだし、Ｔｉイオン等を内部拡散
させ導波路とした上で、電極対を結晶表面に配置して駆
動しているか、ポッケルス定数が小さいために十分低い
電圧での素子の駆動には成功していない。
圧の低減化が必要不可欠である。公知の無機結晶では、
適当な方位で結晶を切りだし、Ｔｉイオン等を内部拡散
させ導波路とした上で、電極対を結晶表面に配置して駆
動しているか、ポッケルス定数が小さいために十分低い
電圧での素子の駆動には成功していない。
一方、前記高分子材料はスピンコード法等の手法で容易
に薄膜導波路化ができ、分径処理用に作製した電極対を
用いて光変調を行うことも可能である。しかしながら、
直流高電圧を用いた分極処理では放電を避けるために電
極間隔を十分広くとるのが通例であり、このため分極用
電極を用いて素子動作を行わせようとすると、駆動電圧
が大きくなるという欠点があった。また、前記高分子材
料を加工してチャネル型導波路を作製するには、半導体
集積回路の作製プロセスと同様に、反応性イオンエツチ
ングを行うことが検討されているが、装置が高価である
点と、レジスト塗布や現像・剥離過程で高分子を溶解す
る溶剤を使用する場合が多いために、レジストの選択が
難しいという欠点があった。
に薄膜導波路化ができ、分径処理用に作製した電極対を
用いて光変調を行うことも可能である。しかしながら、
直流高電圧を用いた分極処理では放電を避けるために電
極間隔を十分広くとるのが通例であり、このため分極用
電極を用いて素子動作を行わせようとすると、駆動電圧
が大きくなるという欠点があった。また、前記高分子材
料を加工してチャネル型導波路を作製するには、半導体
集積回路の作製プロセスと同様に、反応性イオンエツチ
ングを行うことが検討されているが、装置が高価である
点と、レジスト塗布や現像・剥離過程で高分子を溶解す
る溶剤を使用する場合が多いために、レジストの選択が
難しいという欠点があった。
（発明の目的）
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は大きな二次光非線形材料率を有する有機化合物が
溶解した、もしくは結合した高分子を分極処理した材料
において、導波路構造で低電圧駆動ができなかった点を
解決し、成形加工性に優れ、かつ大きな電気光学定数を
有する導波路型電気光学素子およびその製造方法を提供
することにある。
目的は大きな二次光非線形材料率を有する有機化合物が
溶解した、もしくは結合した高分子を分極処理した材料
において、導波路構造で低電圧駆動ができなかった点を
解決し、成形加工性に優れ、かつ大きな電気光学定数を
有する導波路型電気光学素子およびその製造方法を提供
することにある。
（問題を解決するための手段）
上記問題点を解決するため、本発明による導波路型電気
光学素子では、多成分ガラス層を表面に持つシリコン基
板上に、金属もしくは金属酸化物からなる電極対を配し
、この電極対の中央の電極端を覆うように、βμ値が５
００Ｘ１０ ”ｅｓｕ以上である二次光非線形感受率を
有する物質が溶解しているか、もしくは結合している高
分子をコロナ帯電により分極処理した材料からなるチャ
ネル型導波路、およびこの導波路の両側に、導波路より
も低屈折率なクラッド層を配したことを特徴とする。
光学素子では、多成分ガラス層を表面に持つシリコン基
板上に、金属もしくは金属酸化物からなる電極対を配し
、この電極対の中央の電極端を覆うように、βμ値が５
００Ｘ１０ ”ｅｓｕ以上である二次光非線形感受率を
有する物質が溶解しているか、もしくは結合している高
分子をコロナ帯電により分極処理した材料からなるチャ
ネル型導波路、およびこの導波路の両側に、導波路より
も低屈折率なクラッド層を配したことを特徴とする。
また本発明による導波路型電気光学素子の製造方法は、
シリコン基板上に多成分ガラス層を作製する工程、多成
分ガラス層上に電極対を作製する工程、電極対を有する
多成分ガラス上に、βμ値が５００Ｘ１０’−４８ｅｓ
ｕ以上である二次光非線形感受率を有する物質が溶解し
ているか、もしくは結合している高分子を塗布して高分
子薄膜を形成する工程、該高分子薄膜に紫外光あるいは
電子ビームあるいはイオンビームを照射することにより
パターニングを行い、チャネル型導波路を作製する工程
、チャネル型導波路をコロナ帯電法によって分極処理す
る工程からなることを特徴とする。
シリコン基板上に多成分ガラス層を作製する工程、多成
分ガラス層上に電極対を作製する工程、電極対を有する
多成分ガラス上に、βμ値が５００Ｘ１０’−４８ｅｓ
ｕ以上である二次光非線形感受率を有する物質が溶解し
ているか、もしくは結合している高分子を塗布して高分
子薄膜を形成する工程、該高分子薄膜に紫外光あるいは
電子ビームあるいはイオンビームを照射することにより
パターニングを行い、チャネル型導波路を作製する工程
、チャネル型導波路をコロナ帯電法によって分極処理す
る工程からなることを特徴とする。
本発明をさらに詳しく説明する。
本発明による導波路型電気光学素子は、電極を有するガ
ラス層の上に、ポッケルス効果を示す二次光非線形材料
の性能の指標であるβμ（β：分子二次非線形感受率、
μ：双極子モーメント）の値が、５００Ｘ１０＝８ｅｓ
ｕより大きな物質が溶解している、もしくは結合してい
る高分子材料からなる薄膜を作製する。
ラス層の上に、ポッケルス効果を示す二次光非線形材料
の性能の指標であるβμ（β：分子二次非線形感受率、
μ：双極子モーメント）の値が、５００Ｘ１０＝８ｅｓ
ｕより大きな物質が溶解している、もしくは結合してい
る高分子材料からなる薄膜を作製する。
βμ値が５００Ｘ１０−４８ｅｓｕより小さい場合、本
発明による電気光学素子は有効に機能しない。この薄膜
にマスクを密着、もしくはレジストによりマスクを直接
薄膜上に形成させた後、重水素ランプ等の紫外光源ある
いはより高いエネルギの電子ビームやイオンビームで照
射することで該高分子材料の化学構造変化を行い、チャ
ネル型導波路を作製する。その後、化学構造変化により
導波路層とクラッド層に分けられた該高分子薄膜にコロ
ナ帯電法により分極処理を施して、大きな二次光非線形
性を化学構造変化されていないチャネル型導波路層に付
与することを特徴としている。
発明による電気光学素子は有効に機能しない。この薄膜
にマスクを密着、もしくはレジストによりマスクを直接
薄膜上に形成させた後、重水素ランプ等の紫外光源ある
いはより高いエネルギの電子ビームやイオンビームで照
射することで該高分子材料の化学構造変化を行い、チャ
ネル型導波路を作製する。その後、化学構造変化により
導波路層とクラッド層に分けられた該高分子薄膜にコロ
ナ帯電法により分極処理を施して、大きな二次光非線形
性を化学構造変化されていないチャネル型導波路層に付
与することを特徴としている。
この際に、電極を構成する金属の種類によっては、この
導波路の下に該高分子材料よりも低屈折率な樹脂を塗布
、もしくは酸化シリコン層をマグネトロンスパッタ等で
付けることが損失の低減という意味で必要となる。
導波路の下に該高分子材料よりも低屈折率な樹脂を塗布
、もしくは酸化シリコン層をマグネトロンスパッタ等で
付けることが損失の低減という意味で必要となる。
本発明はまた、上記導波路型電気光学素子の製造方法を
提供するものであり、シリコン基板上に多成分ガラス層
を作製する工程、多成分ガラス層を表面に持つシリコン
基板上に電極を作製する工程、電極を有する多成分ガラ
ス上にβμ値が、５００Ｘ１０ ”ｅｓｕより大きな二
次光非線形感受率を有する物質が溶解しているか、もし
くは結合している高分子を塗布して薄膜とする工程、該
薄膜に紫外光あるいは電子ビームあるいはイオンビーム
を照射することによりパターニングを行い、チャネル型
導波路を作製する工程とパターニング後の該薄膜をコロ
ナ帯電法によって分極処理する工程からなることを特徴
としている。
提供するものであり、シリコン基板上に多成分ガラス層
を作製する工程、多成分ガラス層を表面に持つシリコン
基板上に電極を作製する工程、電極を有する多成分ガラ
ス上にβμ値が、５００Ｘ１０ ”ｅｓｕより大きな二
次光非線形感受率を有する物質が溶解しているか、もし
くは結合している高分子を塗布して薄膜とする工程、該
薄膜に紫外光あるいは電子ビームあるいはイオンビーム
を照射することによりパターニングを行い、チャネル型
導波路を作製する工程とパターニング後の該薄膜をコロ
ナ帯電法によって分極処理する工程からなることを特徴
としている。
第１図（ｅ）に示すように一１本発明による導波路型電
気光学素子は、多成分ガラス２を表面に有するシリコン
基板１の上に、電極３を設けると共に、βμ値が５００
Ｘ１０−４８ｅｓｕより大きな二次光非線形感受率を有
する物質が溶解しているか、もしくは結合している高分
子材料からなるチャネル型導波路６と、その両側にクラ
ッド層７を形成した構造になっている。そしてこの高分
子チャネル型導波路６はコロナ帯電法により分極処理さ
れる。
気光学素子は、多成分ガラス２を表面に有するシリコン
基板１の上に、電極３を設けると共に、βμ値が５００
Ｘ１０−４８ｅｓｕより大きな二次光非線形感受率を有
する物質が溶解しているか、もしくは結合している高分
子材料からなるチャネル型導波路６と、その両側にクラ
ッド層７を形成した構造になっている。そしてこの高分
子チャネル型導波路６はコロナ帯電法により分極処理さ
れる。
このような光導波路型電気光学素子を製造するには、シ
リコン基板１に、マグネトロンスパッタ法でコーニング
７０５９ガラスのような多成分ガラス２を２から４μｍ
の厚さで付けた後（第１図（ａ）、この上に金属もしく
は金属酸化物で電極対３を付ける（第１図（ｂ））。電
極対３を構成する金属もしくは金属酸化物は、特に種類
を限定しないが、蒸着法で作製される金、クロム、アル
ミニウム等の金属や、透明電極として知られるＩＴ○（
酸化インジウム・錫）膜が一般に用いられる。金具外の
金属を電極に使用する場合には、金属による光吸収を最
小限にするため、工程２で示すように電極対３とチャネ
ル型導波路６とクラッド層７からなる導波路層の間に導
波路層よりも低屈折率な樹脂（例えばポリメチルメタク
リレート等）、もしくは酸化シリコンからなるバッファ
層４が必要である。前者はスピンコード法で、後者はマ
グネトロンスパッタ法で付けることができる（第１図（
Ｃ））。次に、電極対３もしくはバッファ層４の上に、
βμ値が５００ｘｌＯ−”ｅｓｕより大きな二次光非線
形感受率を有する物質が溶解しているか、もしくは結合
している高分子材料からなる１〜２μｍの厚さの薄膜５
をスピンコード法により形成する（第１図（ｄ））。
リコン基板１に、マグネトロンスパッタ法でコーニング
７０５９ガラスのような多成分ガラス２を２から４μｍ
の厚さで付けた後（第１図（ａ）、この上に金属もしく
は金属酸化物で電極対３を付ける（第１図（ｂ））。電
極対３を構成する金属もしくは金属酸化物は、特に種類
を限定しないが、蒸着法で作製される金、クロム、アル
ミニウム等の金属や、透明電極として知られるＩＴ○（
酸化インジウム・錫）膜が一般に用いられる。金具外の
金属を電極に使用する場合には、金属による光吸収を最
小限にするため、工程２で示すように電極対３とチャネ
ル型導波路６とクラッド層７からなる導波路層の間に導
波路層よりも低屈折率な樹脂（例えばポリメチルメタク
リレート等）、もしくは酸化シリコンからなるバッファ
層４が必要である。前者はスピンコード法で、後者はマ
グネトロンスパッタ法で付けることができる（第１図（
Ｃ））。次に、電極対３もしくはバッファ層４の上に、
βμ値が５００ｘｌＯ−”ｅｓｕより大きな二次光非線
形感受率を有する物質が溶解しているか、もしくは結合
している高分子材料からなる１〜２μｍの厚さの薄膜５
をスピンコード法により形成する（第１図（ｄ））。
この高分子薄膜５の上にマスクを密着させて重水素ラン
プ等の紫外光源で光照射することで該高分子材料の化学
構造変化を行い、構造変化を受けないチャネル型導波路
６と構造変化を受けて屈折率の低下したクラッド層７と
を作製する（第１図（ｅ））。その後、化学構造変化に
より導波路層６とクラッド層７に分けられた該高分子薄
膜に、コロナ帯電法により分極処理を施して、大きな一
次光非線形性を構造変化を受けていないチャネル型導波
路に付与する（第１図（ｆ））。なお、電極対と上部の
導波路との位置関係については、詳細な静電場解析を行
った結果、電極対の中央端部の真下付近て電極面に垂直
方向の、電界強度が特に大きくなる現象を見いだし、こ
の大会な電界強度を示す領域にチャネル型導波路６を配
することで、ｔし 駆動電圧の低減が可能になる。
プ等の紫外光源で光照射することで該高分子材料の化学
構造変化を行い、構造変化を受けないチャネル型導波路
６と構造変化を受けて屈折率の低下したクラッド層７と
を作製する（第１図（ｅ））。その後、化学構造変化に
より導波路層６とクラッド層７に分けられた該高分子薄
膜に、コロナ帯電法により分極処理を施して、大きな一
次光非線形性を構造変化を受けていないチャネル型導波
路に付与する（第１図（ｆ））。なお、電極対と上部の
導波路との位置関係については、詳細な静電場解析を行
った結果、電極対の中央端部の真下付近て電極面に垂直
方向の、電界強度が特に大きくなる現象を見いだし、こ
の大会な電界強度を示す領域にチャネル型導波路６を配
することで、ｔし 駆動電圧の低減が可能になる。
また、第１図（ｅ）では該高分子薄膜の化学構造変化は
紫外光を用いて行われているが、この工程は電子ビーム
やイオンビームを用いても行うことができる。この場合
にはマスク基板（石英ガラス等）が電子ビームやイオン
ビームによる該高分子薄膜の直接照射を妨げるため、該
高分子薄膜上に電子線レジスト等でマスクを直接形成す
る過程が、第１図（ｅ）の前に必要である。
紫外光を用いて行われているが、この工程は電子ビーム
やイオンビームを用いても行うことができる。この場合
にはマスク基板（石英ガラス等）が電子ビームやイオン
ビームによる該高分子薄膜の直接照射を妨げるため、該
高分子薄膜上に電子線レジスト等でマスクを直接形成す
る過程が、第１図（ｅ）の前に必要である。
チャネル型導波路の分極処理にはコロナ帯電を利用した
。コロナ帯電法自体は、自動車バンパーの表面改質や乾
式複写機に用いられている公知の技術であり、本発明で
はこれをチャネル型導波路ＲＭの分極処理に応用した。
。コロナ帯電法自体は、自動車バンパーの表面改質や乾
式複写機に用いられている公知の技術であり、本発明で
はこれをチャネル型導波路ＲＭの分極処理に応用した。
高効率な光変調を行うには、単一モード導波路とするこ
とが望ましい。単一モード化により光パワーを狭い空間
に閉じ込めて大きな光非線形性を引き出し、低電圧駆動
が可能となる。この単一モード化には、基板上に薄膜化
した高分子材料層をエツチングしてパターニングを行っ
た後、適切な屈折率差を与える低屈折率材料をクラッド
層として付ける方法と、本発明のように、基板上の高分
子薄膜に紫外光あるいは電子ビームあるいはイオンビー
ムを照射して化学構造変化を行わせ、単一モード条件を
満たす屈折率差を得る方法とかある。
とが望ましい。単一モード化により光パワーを狭い空間
に閉じ込めて大きな光非線形性を引き出し、低電圧駆動
が可能となる。この単一モード化には、基板上に薄膜化
した高分子材料層をエツチングしてパターニングを行っ
た後、適切な屈折率差を与える低屈折率材料をクラッド
層として付ける方法と、本発明のように、基板上の高分
子薄膜に紫外光あるいは電子ビームあるいはイオンビー
ムを照射して化学構造変化を行わせ、単一モード条件を
満たす屈折率差を得る方法とかある。
特に後者は、導波路の境界面の乱れが前者に比べて小さ
いために低伝搬損失を実現できる利点がある。
いために低伝搬損失を実現できる利点がある。
以下、実施例に基ついて本発明を説明する。
（実施例１）
コーニンク７０５９ガラスをスパッタ法で付けたシリコ
ン基板上に、金電極対３を蒸着で付けた後、ポリメタク
リレートにβμ値か約６０００Ｘ１０−”’ｅｓｕであ
る４−Ｎ、Ｎジエチルアミノ４−ニトロスチルベンを２
．０％溶解した高分子材料を、スピンコード法で塗布し
な。これにマスクを重ねて重水素ランプて露光し、第２
図に示したようなマツハツエンダ−型干渉計のパターン
を有したチャネル型導波路６とクラッド層７を作製した
にの導波路にコロナ帯電による分極処理を施した後、波
長１．３μｍのレーザ光を入射しながら電極間に変調信
号を入力したところ約３０■の駆動電圧で光変調がてき
ることがわかった。
ン基板上に、金電極対３を蒸着で付けた後、ポリメタク
リレートにβμ値か約６０００Ｘ１０−”’ｅｓｕであ
る４−Ｎ、Ｎジエチルアミノ４−ニトロスチルベンを２
．０％溶解した高分子材料を、スピンコード法で塗布し
な。これにマスクを重ねて重水素ランプて露光し、第２
図に示したようなマツハツエンダ−型干渉計のパターン
を有したチャネル型導波路６とクラッド層７を作製した
にの導波路にコロナ帯電による分極処理を施した後、波
長１．３μｍのレーザ光を入射しながら電極間に変調信
号を入力したところ約３０■の駆動電圧で光変調がてき
ることがわかった。
（実施例２）
次に示すような化合物（式■）を合成した。この化合物
は特願平１−２６１３号により既知の材料である。この
化合物のβμ値は約１３０００ｘ１０−４８ｅｓｕであ
った。これを第２図に示す金電極３を付けたコーニング
７０５９ガラス２上に塗布した後、マスクを重ねて重水
素ランプで光照射を行い、マツハツエンダ−型干渉計の
パターンを有したチャネル型導波路６とクラッド層７を
作製した。この導波路にコロナ帯電による分極処理を施
した後、波長１．３μｍのレーザ光を入射しながら電極
間に変調信号を入力したところ約５■の駆動電圧で光変
調ができることがわかった。
は特願平１−２６１３号により既知の材料である。この
化合物のβμ値は約１３０００ｘ１０−４８ｅｓｕであ
った。これを第２図に示す金電極３を付けたコーニング
７０５９ガラス２上に塗布した後、マスクを重ねて重水
素ランプで光照射を行い、マツハツエンダ−型干渉計の
パターンを有したチャネル型導波路６とクラッド層７を
作製した。この導波路にコロナ帯電による分極処理を施
した後、波長１．３μｍのレーザ光を入射しながら電極
間に変調信号を入力したところ約５■の駆動電圧で光変
調ができることがわかった。
（以下余白）
（実施例３）
実施例２と同様な条件により、ガラス上に式■の高分子
を塗布した後、電子線レジストを用いて該高分子膜上の
所望の部分（本実施例では第２図に示すマツハツエンダ
−型干渉計のパターン部分）のみをマスクした。その後
、この高分子膜を真空チャンバ内に配置し、１Ｏ−７Ｔ
ｏｒｒ程度の真空下で１ｋＶの電子ビームをこの高分子
膜に均一に照射した。この結果、レジストのパターンが
ない部分のみ該高分子膜は化学構造変化を起こし、実施
例２と同様なパターンを有したチャネル型導波路とクラ
ッド層を作製できた。この導波路にコロナ帯電による分
極処理を施した後、波長１．３μｍのレーザ光を入射し
ながら電極間に変調信号を入力したところ約５Ｖの駆動
電圧で光変調ができることがわかった。
を塗布した後、電子線レジストを用いて該高分子膜上の
所望の部分（本実施例では第２図に示すマツハツエンダ
−型干渉計のパターン部分）のみをマスクした。その後
、この高分子膜を真空チャンバ内に配置し、１Ｏ−７Ｔ
ｏｒｒ程度の真空下で１ｋＶの電子ビームをこの高分子
膜に均一に照射した。この結果、レジストのパターンが
ない部分のみ該高分子膜は化学構造変化を起こし、実施
例２と同様なパターンを有したチャネル型導波路とクラ
ッド層を作製できた。この導波路にコロナ帯電による分
極処理を施した後、波長１．３μｍのレーザ光を入射し
ながら電極間に変調信号を入力したところ約５Ｖの駆動
電圧で光変調ができることがわかった。
（実施例４）
アルミ電極を付けたコーニング７０５９ガラス上にＰＭ
ＭＡからなるバッファ層を厚さ１μｍになるように塗布
した後、実施例２と同様な条件により、式Ｉの化合物を
該バッファ層上に塗布した。
ＭＡからなるバッファ層を厚さ１μｍになるように塗布
した後、実施例２と同様な条件により、式Ｉの化合物を
該バッファ層上に塗布した。
その後、マスクを重ねて重水素ランプで光照射を行い、
マツハツエンダ−型干渉計のパターンを有したチャネル
型導波路とクラッド層を作製した。
マツハツエンダ−型干渉計のパターンを有したチャネル
型導波路とクラッド層を作製した。
この導波路にコロナ帯電による分極処理を施した後、波
長１．３μｍのレーザ光を入射しながら電極間に変調信
号を入力したところ約７Ｖの駆動電圧で光変調ができる
ことがわかった。
長１．３μｍのレーザ光を入射しながら電極間に変調信
号を入力したところ約７Ｖの駆動電圧で光変調ができる
ことがわかった。
（比較例１）
実施例１において４−Ｎ、Ｎジエチルアミノ４−ニトロ
スチルベンに代わり、アミノビフェニルを２．０％溶解
した高分子材料を用いた他は、実施例１と同様な方法で
導波路作製と変調実験を行った。この高分子のβμは約
３００Ｘ１０−４８ｅｓｕであり、駆動電圧は１００Ｖ
以上と極めて大きく、実用性に欠けていた。
スチルベンに代わり、アミノビフェニルを２．０％溶解
した高分子材料を用いた他は、実施例１と同様な方法で
導波路作製と変調実験を行った。この高分子のβμは約
３００Ｘ１０−４８ｅｓｕであり、駆動電圧は１００Ｖ
以上と極めて大きく、実用性に欠けていた。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の導波路型電気光学素子は
成形加工が容易でコロナ帯電により容易に分極できる高
分子材料を用いているために、低い駆動電圧において高
効率に光変調ができるという利点を有する。
成形加工が容易でコロナ帯電により容易に分極できる高
分子材料を用いているために、低い駆動電圧において高
効率に光変調ができるという利点を有する。
第１図は本発明による光導波路型電気光学素子の具体例
の構成および製造工程を示す図、第２図は実施例の斜視
図である。 第１図 １・・・シリコン基板、２・・・多成分ガラス、３・・
・電極対、４・・・バッファ層、５・・・二次光非線形
感受率を有する物質が溶解もしくは結合している高分子
材料、６・・・化学構造変化を受けない高分子からなる
チャネル導波路、７・・・化学構造変化を受けた高分子
からなるクラッド層。
の構成および製造工程を示す図、第２図は実施例の斜視
図である。 第１図 １・・・シリコン基板、２・・・多成分ガラス、３・・
・電極対、４・・・バッファ層、５・・・二次光非線形
感受率を有する物質が溶解もしくは結合している高分子
材料、６・・・化学構造変化を受けない高分子からなる
チャネル導波路、７・・・化学構造変化を受けた高分子
からなるクラッド層。
Claims (4)
- （１）多成分ガラス層を表面に持つシリコン基板上に、
金属もしくは金属酸化物からなる電極対を配し、この電
極対の中央の電極端を覆うように、βμ値が５００×１
０＾−＾４＾８ｅｓｕ以上である二次光非線形感受率を
有する物質が溶解しているか、もしくは結合している高
分子をコロナ帯電により分極処理した材料からなるチャ
ネル型導波路、およびこの導波路の両側に、導波路より
も低屈折率なクラッド層を配したことを特徴とする導波
路型電気光学素子。 - （２）多成分ガラス層を表面に持つシリコン基板と、チ
ャネル型導波路とクラッド層からなる導波路層の間に、
該導波路層よりも低屈折率な樹脂層もしくは酸化シリコ
ン層をバッファ層として配したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の導波路型電気光学素子。 - （３）シリコン基板上に多成分ガラス層を作製する工程
、多成分ガラス層上に電極対を作製する工程、電極対を
有する多成分ガラス上に、βμ値が５００×１０＾−＾
４＾８ｅｓｕ以上である二次光非線形感受率を有する物
質が溶解しているか、もしくは結合している高分子を塗
布して高分子薄膜を形成する工程、該高分子薄膜に紫外
光あるいは電子ビームあるいはイオンビームを照射する
ことによりパターニングを行い、チャネル型導波路を作
製する工程、チャネル型導波路をコロナ帯電法によって
分極処理する工程からなることを特徴とする導波路型電
気光学素子の製造方法。 - （４）前記多成分ガラス層上に電極対を作製する工程と
、電極対を有する多成分ガラス上に高分子薄膜を形成す
る工程の間に高分子薄膜よりも低屈折率な樹脂もしくは
酸化シリコンの薄膜を配する工程を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載の導波路型電気光学素子の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17146490A JP2881183B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 導波路型電気光学素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17146490A JP2881183B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 導波路型電気光学素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0460510A true JPH0460510A (ja) | 1992-02-26 |
| JP2881183B2 JP2881183B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=15923596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17146490A Expired - Fee Related JP2881183B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 導波路型電気光学素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2881183B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009244337A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電気光学モジュール製造方法及び電気光学モジュール |
| JP2023144407A (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 位相変調器 |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP17146490A patent/JP2881183B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009244337A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電気光学モジュール製造方法及び電気光学モジュール |
| JP2023144407A (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 位相変調器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2881183B2 (ja) | 1999-04-12 |
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