JPH06281829A - シングルモード光導波路 - Google Patents
シングルモード光導波路Info
- Publication number
- JPH06281829A JPH06281829A JP5092386A JP9238693A JPH06281829A JP H06281829 A JPH06281829 A JP H06281829A JP 5092386 A JP5092386 A JP 5092386A JP 9238693 A JP9238693 A JP 9238693A JP H06281829 A JPH06281829 A JP H06281829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- single crystal
- optical
- mode
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 133
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 156
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 14
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 75
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 25
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 18
- 230000008832 photodamage Effects 0.000 abstract description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 5
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 5
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 85
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 44
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 24
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 19
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 150000001638 boron Chemical class 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- PSHMSSXLYVAENJ-UHFFFAOYSA-N dilithium;[oxido(oxoboranyloxy)boranyl]oxy-oxoboranyloxyborinate Chemical compound [Li+].[Li+].O=BOB([O-])OB([O-])OB=O PSHMSSXLYVAENJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- UYLYBEXRJGPQSH-UHFFFAOYSA-N sodium;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [Na+].[O-][Nb](=O)=O UYLYBEXRJGPQSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非線形光学効果、電気光学効果、可視光領域
での低光損失性等に優れ、特にＴＭモード光伝搬特性に
優れたシングルモード光導波路を提供すること。 【構成】 タンタル酸リチウム単結晶基板上に格子整合
された状態で形成されたニオブ酸リチウム単結晶薄膜に
ホウ素が適量含有され、かつその単結晶薄膜に光導波路
層が形成されてなるもので、その光導波路層の膜厚、導
波路幅、エッチング深さが、入射光波長に対して １.９ ＜ （Ｔ＋０.７）／λ ＜５.７
（ＴＭモード） Ｗ ≦ （４λ−０.５）×（λ2／ΔＴ＋２.０）
（ＴＭモード） ０.２９＜（Ｔ＋０.０４）／λ＜１.１９
（ＴＥモード） Ｗ≦（０.０４λ3＋０.１λ2）／ΔＴ＋２.５λ
（ＴＥモード） の関係式を満たすような値になるような形状に加工して
なる。
での低光損失性等に優れ、特にＴＭモード光伝搬特性に
優れたシングルモード光導波路を提供すること。 【構成】 タンタル酸リチウム単結晶基板上に格子整合
された状態で形成されたニオブ酸リチウム単結晶薄膜に
ホウ素が適量含有され、かつその単結晶薄膜に光導波路
層が形成されてなるもので、その光導波路層の膜厚、導
波路幅、エッチング深さが、入射光波長に対して １.９ ＜ （Ｔ＋０.７）／λ ＜５.７
（ＴＭモード） Ｗ ≦ （４λ−０.５）×（λ2／ΔＴ＋２.０）
（ＴＭモード） ０.２９＜（Ｔ＋０.０４）／λ＜１.１９
（ＴＥモード） Ｗ≦（０.０４λ3＋０.１λ2）／ΔＴ＋２.５λ
（ＴＥモード） の関係式を満たすような値になるような形状に加工して
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システム、光情
報処理システム、光センサシステム等に組み込まれる光
変調器や光スイッチ等の光デバイス類の構成部品として
好適なシングルモード光導波路に関する。
報処理システム、光センサシステム等に組み込まれる光
変調器や光スイッチ等の光デバイス類の構成部品として
好適なシングルモード光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバーと単色レーザとにお
ける技術進歩により、Ｇｂ／秒オーダの高速光伝送が可
能となりつつあるが、かかる高速光通信分野において光
ファイバーネットワークを構築していくためには、光ス
イッチや光変調器等の光デバイス類の開発が必須であ
る。そのような光デバイス類の構成部品としての光導波
路の要求特性としては、非線形光学定数、電気光学定数
が大きいこと、熱光学効果、音響光学効果に優れること
等が挙げられるほか、光導波モードがシングルモードで
あること、光損傷が少なく出射パワーの減少が図れるこ
と、光吸収が少ないこと等の諸特性が要求される。
ける技術進歩により、Ｇｂ／秒オーダの高速光伝送が可
能となりつつあるが、かかる高速光通信分野において光
ファイバーネットワークを構築していくためには、光ス
イッチや光変調器等の光デバイス類の開発が必須であ
る。そのような光デバイス類の構成部品としての光導波
路の要求特性としては、非線形光学定数、電気光学定数
が大きいこと、熱光学効果、音響光学効果に優れること
等が挙げられるほか、光導波モードがシングルモードで
あること、光損傷が少なく出射パワーの減少が図れるこ
と、光吸収が少ないこと等の諸特性が要求される。
【０００３】そしてこのような要求特性に対し、従来
は、「光集積回路」（朝倉書店 1988、応用物理学会、
学懇話会編）Ｐ158〜 に記載されるように、この種の光
デバイス類に適用される光導波路として、ニオブ酸リチ
ウム（以下、「ＬｉＮｂＯ3 」という）単結晶材料によ
るチャンネル型光導波路が多く開発されている。このＬ
ｉＮｂＯ3 は、無機光学結晶としてはかなり大きい電気
光学定数を有するため、電気光学効果を利用する光デバ
イス類にはよく用いられる。
は、「光集積回路」（朝倉書店 1988、応用物理学会、
学懇話会編）Ｐ158〜 に記載されるように、この種の光
デバイス類に適用される光導波路として、ニオブ酸リチ
ウム（以下、「ＬｉＮｂＯ3 」という）単結晶材料によ
るチャンネル型光導波路が多く開発されている。このＬ
ｉＮｂＯ3 は、無機光学結晶としてはかなり大きい電気
光学定数を有するため、電気光学効果を利用する光デバ
イス類にはよく用いられる。
【０００４】そしてこのような光導波路を製造するの
に、Ｔｉ拡散法、プロトン交換法、あるいは液相エピタ
キシャル法（ＬＰＥ法）等によるものが提案されてき
た。そしてその中で Ｔｉ拡散法で製造したＬｉＮｂＯ3 光導波路は、可
視光域において特に光損傷が激しく導波ができない。ま
た、電気光学デバイスとして用いた場合にはＤＣドリフ
トが発生し信頼性に問題がある。 プロトン交換法で製造したＬｉＮｂＯ3 光導波路
は、光損傷には強いが、非線形光学定数、電気光学定数
が低下するという問題がある。 Ｔｉ拡散法、プロトン交換法のいずれで製造したも
のでも、 800℃以上でアニーリングを行うと、Ｔｉ或は
プロトンの基板中への拡散により光導波モードの変化や
消失、あるいはプロファイルの変化が起きる。 等の点で問題がある。
に、Ｔｉ拡散法、プロトン交換法、あるいは液相エピタ
キシャル法（ＬＰＥ法）等によるものが提案されてき
た。そしてその中で Ｔｉ拡散法で製造したＬｉＮｂＯ3 光導波路は、可
視光域において特に光損傷が激しく導波ができない。ま
た、電気光学デバイスとして用いた場合にはＤＣドリフ
トが発生し信頼性に問題がある。 プロトン交換法で製造したＬｉＮｂＯ3 光導波路
は、光損傷には強いが、非線形光学定数、電気光学定数
が低下するという問題がある。 Ｔｉ拡散法、プロトン交換法のいずれで製造したも
のでも、 800℃以上でアニーリングを行うと、Ｔｉ或は
プロトンの基板中への拡散により光導波モードの変化や
消失、あるいはプロファイルの変化が起きる。 等の点で問題がある。
【０００５】そのようなことから、ＬＰＥ法によるＬｉ
ＮｂＯ3 単結晶光導波路が非線形光学効果、電気光学効
果、音響光学効果等に優れ、特にＴｉ拡散法やプロトン
交換法等によるものよりも結晶性が良く、光損失も少な
い等の点で注目を集めるようになった。そしてこのＬＰ
Ｅ法によりＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜ウエハを得るための
一例として、例えば、本出願人による特開平４−１２０
９５号公報に示されるように、液相エピタキシャル成長
用としてＬｉ2Ｏ −Ｖ2Ｏ5−Ｎｂ2Ｏ5フラックス系溶融
体を用い、これにタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）
単結晶基板をディップし、このタンタル酸リチウム単結
晶基板上に液相エピタキシャル成長により光導波路用の
ニオブ酸リチウム単結晶薄膜を形成する製造方法が知ら
れている。
ＮｂＯ3 単結晶光導波路が非線形光学効果、電気光学効
果、音響光学効果等に優れ、特にＴｉ拡散法やプロトン
交換法等によるものよりも結晶性が良く、光損失も少な
い等の点で注目を集めるようになった。そしてこのＬＰ
Ｅ法によりＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜ウエハを得るための
一例として、例えば、本出願人による特開平４−１２０
９５号公報に示されるように、液相エピタキシャル成長
用としてＬｉ2Ｏ −Ｖ2Ｏ5−Ｎｂ2Ｏ5フラックス系溶融
体を用い、これにタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）
単結晶基板をディップし、このタンタル酸リチウム単結
晶基板上に液相エピタキシャル成長により光導波路用の
ニオブ酸リチウム単結晶薄膜を形成する製造方法が知ら
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬｉＯ
2 −Ｖ2Ｏ5−Ｎｂ2Ｏ5フラックス系（以下、「ＬＶフラ
ックス系」という）溶融体を用いて製造したものは、溶
融体からＬｉＮｂＯ3 単結晶中にＶ2Ｏ5（Ｖ3+イオン）
が混入し、このＶ3+イオンによって光吸収、特に可視光
領域での光吸収による伝搬損失が増加し、このために光
学特性を損なうという問題があった。
2 −Ｖ2Ｏ5−Ｎｂ2Ｏ5フラックス系（以下、「ＬＶフラ
ックス系」という）溶融体を用いて製造したものは、溶
融体からＬｉＮｂＯ3 単結晶中にＶ2Ｏ5（Ｖ3+イオン）
が混入し、このＶ3+イオンによって光吸収、特に可視光
領域での光吸収による伝搬損失が増加し、このために光
学特性を損なうという問題があった。
【０００７】そこでこのような問題に着目し、これは特
にシングルモード光導波路を対象としたのもではない
が、一般的な光導波路特性の改善を図ったものとして、
例えば、日立金属（株）が1992年（平成４年）秋季第５
３回応用物理学会学術講演会（17a−ZK−9）において発
表したものや、ソニー（株）の山田氏等により Appl.Ph
ys. Lett., Vol.61, No.24, pp.2848(1992)に掲載され
たものに示されるように、Ｌｉ2Ｏ−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5
フラックス系（以下、「ＬＢフラックス系」という）溶
融体によるＬＰＥ法によりＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜光導
波路を形成することが提示されている。これらの例はい
ずれもＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜中にＶイオンが含まれな
いようにし、これにより光吸収を抑え、光導波損失の低
減を図ったものである。
にシングルモード光導波路を対象としたのもではない
が、一般的な光導波路特性の改善を図ったものとして、
例えば、日立金属（株）が1992年（平成４年）秋季第５
３回応用物理学会学術講演会（17a−ZK−9）において発
表したものや、ソニー（株）の山田氏等により Appl.Ph
ys. Lett., Vol.61, No.24, pp.2848(1992)に掲載され
たものに示されるように、Ｌｉ2Ｏ−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5
フラックス系（以下、「ＬＢフラックス系」という）溶
融体によるＬＰＥ法によりＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜光導
波路を形成することが提示されている。これらの例はい
ずれもＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜中にＶイオンが含まれな
いようにし、これにより光吸収を抑え、光導波損失の低
減を図ったものである。
【０００８】しかしながら、これらはいずれもＬｉＮｂ
Ｏ3 単結晶基板上にＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を形成する
もので、ここに用いられる基板は、ＬｉＮｂＯ3 単結晶
薄膜の結晶成長面がこのＬｉＮｂＯ3 単結晶と同材質
の、いわゆるホモ基板（ＬｉＮｂＯ3 単結晶に異種元素
を添加したものも含む）であって、このホモ基板上にＬ
ｉＮｂＯ3 薄膜を形成するものである。そのために、Ｌ
ｉＮｂＯ3 単結晶基板中にＭｇＯを含有させて屈折率を
下げることにより薄膜の屈折率（ｎ1 ）＞基板の屈折率
（ｎ2 ）を保つようにしており、そのために基板にド
ープしたＭｇＯは、基板の常光屈折率を下げるのでＴＥ
モードは伝搬するものの、異常光屈折率を変化させない
のでＴＭモードは伝搬しない、薄膜中にＭｇＯをドー
プできない為耐光損傷性の向上が図れない等の問題があ
った。これらのことから明かなように可視光領域での伝
搬損失が低く、耐光損傷性にも優れ、かつＴＥ及びＴＭ
モードのいずれの導波光も損失なく伝搬させることはで
きなかった。
Ｏ3 単結晶基板上にＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を形成する
もので、ここに用いられる基板は、ＬｉＮｂＯ3 単結晶
薄膜の結晶成長面がこのＬｉＮｂＯ3 単結晶と同材質
の、いわゆるホモ基板（ＬｉＮｂＯ3 単結晶に異種元素
を添加したものも含む）であって、このホモ基板上にＬ
ｉＮｂＯ3 薄膜を形成するものである。そのために、Ｌ
ｉＮｂＯ3 単結晶基板中にＭｇＯを含有させて屈折率を
下げることにより薄膜の屈折率（ｎ1 ）＞基板の屈折率
（ｎ2 ）を保つようにしており、そのために基板にド
ープしたＭｇＯは、基板の常光屈折率を下げるのでＴＥ
モードは伝搬するものの、異常光屈折率を変化させない
のでＴＭモードは伝搬しない、薄膜中にＭｇＯをドー
プできない為耐光損傷性の向上が図れない等の問題があ
った。これらのことから明かなように可視光領域での伝
搬損失が低く、耐光損傷性にも優れ、かつＴＥ及びＴＭ
モードのいずれの導波光も損失なく伝搬させることはで
きなかった。
【０００９】一方、この種の光デバイスでは、西原氏ら
による「光集積回路」P36 （オーム社 1985 ）に記載さ
れるように、シングルモードでない場合には光導波路内
でのモード間の干渉やわずかなゆう乱によって不要なモ
ード変換が起こることから、０次モードが安定して伝搬
できないことは特に大きな問題であった。従って、実用
的な光デバイスを得るためには、基本モード（ＴＭモー
ド又はＴＥモード）のみを伝搬可能なシングルモードの
チャンネル型光導波路として構成されなければならな
い。
による「光集積回路」P36 （オーム社 1985 ）に記載さ
れるように、シングルモードでない場合には光導波路内
でのモード間の干渉やわずかなゆう乱によって不要なモ
ード変換が起こることから、０次モードが安定して伝搬
できないことは特に大きな問題であった。従って、実用
的な光デバイスを得るためには、基本モード（ＴＭモー
ド又はＴＥモード）のみを伝搬可能なシングルモードの
チャンネル型光導波路として構成されなければならな
い。
【００１０】本発明は、上記したような問題点を解決す
るためになされたものであり、非線系光学効果、電気光
学効果、熱光学効果、音響光学効果に優れることはもと
より、特に可視光領域で光損傷が少なく所期の出射パワ
ーが確保できて耐光損傷性に優れ、かつ光吸収も少ない
シングルモード光導波路を提供することを目的とするも
のである。
るためになされたものであり、非線系光学効果、電気光
学効果、熱光学効果、音響光学効果に優れることはもと
より、特に可視光領域で光損傷が少なく所期の出射パワ
ーが確保できて耐光損傷性に優れ、かつ光吸収も少ない
シングルモード光導波路を提供することを目的とするも
のである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明に係るシングルモード光導波路は、ニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3） 単結晶とは基本組成を異にするヘテロ
材料からなるヘテロ基板上にＬｉＮｂＯ3単結晶の光導
波路層を格子整合状態で形成したものであって、そのＬ
ｉＮｂＯ3 単結晶の光導波路層にホウ素（Ｂ）が含有さ
れていることをその要旨とする。
明に係るシングルモード光導波路は、ニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3） 単結晶とは基本組成を異にするヘテロ
材料からなるヘテロ基板上にＬｉＮｂＯ3単結晶の光導
波路層を格子整合状態で形成したものであって、そのＬ
ｉＮｂＯ3 単結晶の光導波路層にホウ素（Ｂ）が含有さ
れていることをその要旨とする。
【００１２】ヘテロ基板は、六方晶構造を有する単結晶
基板、例えば、サファイア （Ａｌ2Ｏ3）、石英（Ｓｉ
Ｏ2 ）、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12 なども使用
できるが、特にタンタル酸リチウム基板の結晶系が、ニ
オブ酸リチウムの結晶系に類似しておりエピタキシャル
成長させやすいこと等の点で有利である。図１は、タン
タル酸リチウム単結晶基板上にニオブ酸リチウム単結晶
薄膜をＬＰＥ法により形成したものの１例の電子顕微鏡
写真を示している。そしてニオブ酸リチウム単結晶薄膜
は、前記ヘテロ基板の(0001)結晶面に形成されている。
この基板の(0001)面は、図２に示すように六方晶構造の
ｃ軸に垂直な面を指すが、ニオブ酸リチウム単結晶薄膜
の結晶成長面として、六方晶基板の(0001)面はａ軸のみ
で構成されるため、ａ軸の格子定数を変えるだけでニオ
ブ酸リチウム単結晶薄膜と格子整合させることが容易に
できる。
基板、例えば、サファイア （Ａｌ2Ｏ3）、石英（Ｓｉ
Ｏ2 ）、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12 なども使用
できるが、特にタンタル酸リチウム基板の結晶系が、ニ
オブ酸リチウムの結晶系に類似しておりエピタキシャル
成長させやすいこと等の点で有利である。図１は、タン
タル酸リチウム単結晶基板上にニオブ酸リチウム単結晶
薄膜をＬＰＥ法により形成したものの１例の電子顕微鏡
写真を示している。そしてニオブ酸リチウム単結晶薄膜
は、前記ヘテロ基板の(0001)結晶面に形成されている。
この基板の(0001)面は、図２に示すように六方晶構造の
ｃ軸に垂直な面を指すが、ニオブ酸リチウム単結晶薄膜
の結晶成長面として、六方晶基板の(0001)面はａ軸のみ
で構成されるため、ａ軸の格子定数を変えるだけでニオ
ブ酸リチウム単結晶薄膜と格子整合させることが容易に
できる。
【００１３】ここで、ＬｉＮｂＯ3 単結晶光導波路層に
含有されるホウ素（Ｂ）の含有量は、5〜1000ppmである
ことが望ましい。このホウ素（Ｂ）の含有量が 1000ppm
を越える場合は、ＬｉＮｂＯ3 単結晶の電気光学的特性
が低下し、また5ppmより低い場合には、可視光域におい
て光損傷が発生する。そしてホウ素（Ｂ）は、３価の陽
イオン（Ｂ3+）の状態でＬｉＮｂＯ3 単結晶中に含有さ
れていることがその後の結合状態が最も安定していて好
ましい。基板上に形成されるＬｉＮｂＯ3 単結晶光導波
路層中に従来添加元素として使用されるバナジウム
（Ｖ）に代えてホウ素（Ｂ）が含有されることにより、
このホウ素（Ｂ）自身が耐光損傷性を増す働きを有する
ばかりでなく、このホウ素（Ｂ）は結晶格子中に固溶あ
るいは置換されるため光損傷や可視光吸収の原因となる
不純物元素のＬｉＮｂＯ3 単結晶中への混入を回避で
き、したがって光損傷や可視光吸収等が生じないものと
思われる。
含有されるホウ素（Ｂ）の含有量は、5〜1000ppmである
ことが望ましい。このホウ素（Ｂ）の含有量が 1000ppm
を越える場合は、ＬｉＮｂＯ3 単結晶の電気光学的特性
が低下し、また5ppmより低い場合には、可視光域におい
て光損傷が発生する。そしてホウ素（Ｂ）は、３価の陽
イオン（Ｂ3+）の状態でＬｉＮｂＯ3 単結晶中に含有さ
れていることがその後の結合状態が最も安定していて好
ましい。基板上に形成されるＬｉＮｂＯ3 単結晶光導波
路層中に従来添加元素として使用されるバナジウム
（Ｖ）に代えてホウ素（Ｂ）が含有されることにより、
このホウ素（Ｂ）自身が耐光損傷性を増す働きを有する
ばかりでなく、このホウ素（Ｂ）は結晶格子中に固溶あ
るいは置換されるため光損傷や可視光吸収の原因となる
不純物元素のＬｉＮｂＯ3 単結晶中への混入を回避で
き、したがって光損傷や可視光吸収等が生じないものと
思われる。
【００１４】そして、前記ＬｉＮｂＯ3 単結晶光導波路
層における結晶構造のａ軸の格子定数は、ヘテロ基板の
ａ軸の格子定数の 99.81〜100.07％の範囲内であるのが
よく、特に 99.92〜100.03％の範囲が好適である。例え
ば、ヘテロ基板の格子定数が、5.153Ａ である場合、Ｌ
ｉＮｂＯ3 単結晶の格子定数は、5.150〜5.155Ａの範囲
内ということになる。ここで「Ａ」は、「オングストロ
ーム」を意味し、以下単に「Ａ」で表す。この格子定数
の範囲を外れた場合、基板とＬｉＮｂＯ3 単結晶の格子
定数を一致させ難く、ＬｉＮｂＯ3 単結晶中に多くの欠
陥が発生すること等により、光導波路として使用可能な
光学特性の優れたＬｉＮｂＯ3 単結晶を充分に厚く形成
することができず、また導波路の経時劣化を招くことに
なる。尚、前記ヘテロ基板のａ軸の格子定数は、5.128
〜5.173Ａであることがより好適である。
層における結晶構造のａ軸の格子定数は、ヘテロ基板の
ａ軸の格子定数の 99.81〜100.07％の範囲内であるのが
よく、特に 99.92〜100.03％の範囲が好適である。例え
ば、ヘテロ基板の格子定数が、5.153Ａ である場合、Ｌ
ｉＮｂＯ3 単結晶の格子定数は、5.150〜5.155Ａの範囲
内ということになる。ここで「Ａ」は、「オングストロ
ーム」を意味し、以下単に「Ａ」で表す。この格子定数
の範囲を外れた場合、基板とＬｉＮｂＯ3 単結晶の格子
定数を一致させ難く、ＬｉＮｂＯ3 単結晶中に多くの欠
陥が発生すること等により、光導波路として使用可能な
光学特性の優れたＬｉＮｂＯ3 単結晶を充分に厚く形成
することができず、また導波路の経時劣化を招くことに
なる。尚、前記ヘテロ基板のａ軸の格子定数は、5.128
〜5.173Ａであることがより好適である。
【００１５】ヘテロ基板上にＬｉＮｂＯ3 単結晶を格子
整合させる手段は特に限定されるものではないが、Ｌｉ
ＮｂＯ3 単結晶薄膜に異種元素を含有させて格子定数を
大きくすることにより有利に格子整合させることができ
る。かかる格子整合によりヘテロ基板上に形成されるＬ
ｉＮｂＯ3 単結晶には欠陥が多数発生することもなく、
厚い膜厚を有するＬｉＮｂＯ3 単結晶を得ることができ
る。そしてこのような考えから、前記ＬｉＮｂＯ3 単結
晶光導波路層中には、格子整合のための異種元素として
0.02〜10.0 モル％の範囲のＮａ及び／又は 0.8〜10.8
モル％の範囲のＭｇを含有しているとよい。Ｎａの含有
量が0.02モル％より少ない場合は、ヘテロ基板と格子整
合できるほど格子定数が大きくならず、また10.0モル％
を越える場合は、逆に格子定数が大きくなりすぎ、いず
れの場合もヘテロ基板とＬｉＮｂＯ3 単結晶との格子整
合が得られない。Ｍｇの含有量が 0.8モル％より少ない
場合は、光損傷を防止する効果が不充分であり、10.8モ
ル％を越える場合は、ニオブ酸マグネシウム系の結晶が
析出してしまう。
整合させる手段は特に限定されるものではないが、Ｌｉ
ＮｂＯ3 単結晶薄膜に異種元素を含有させて格子定数を
大きくすることにより有利に格子整合させることができ
る。かかる格子整合によりヘテロ基板上に形成されるＬ
ｉＮｂＯ3 単結晶には欠陥が多数発生することもなく、
厚い膜厚を有するＬｉＮｂＯ3 単結晶を得ることができ
る。そしてこのような考えから、前記ＬｉＮｂＯ3 単結
晶光導波路層中には、格子整合のための異種元素として
0.02〜10.0 モル％の範囲のＮａ及び／又は 0.8〜10.8
モル％の範囲のＭｇを含有しているとよい。Ｎａの含有
量が0.02モル％より少ない場合は、ヘテロ基板と格子整
合できるほど格子定数が大きくならず、また10.0モル％
を越える場合は、逆に格子定数が大きくなりすぎ、いず
れの場合もヘテロ基板とＬｉＮｂＯ3 単結晶との格子整
合が得られない。Ｍｇの含有量が 0.8モル％より少ない
場合は、光損傷を防止する効果が不充分であり、10.8モ
ル％を越える場合は、ニオブ酸マグネシウム系の結晶が
析出してしまう。
【００１６】ここにおいて、ＬｉＮｂＯ3 単結晶にＭｇ
を含有させた場合、ＭｇによりＬｉＮｂＯ3 単結晶の屈
折率が変化するため、光導波路層の厚さと導波光の波長
とが特定関係式を満たすように形成されているのがよ
い。本発明に係るシングルモード光導波路の光導波路層
の厚さをＴ（μｍ）、入射導波光の波長をλ（μｍ）と
すると、Ｔとλとの関係が、前記導波光がＴＭモードの
場合 １.９ ＜ （Ｔ＋０.７）／λ ＜５.７ の条件を満たすように前記光導波路層の厚さが設定され
ていることが好ましい。これにより特にＴＭモードの単
一導波光が効率良く伝搬されることとなる。不要な導波
モードの伝搬はなく、ゆう乱によるモード変換等の不安
定な現象も生じない。
を含有させた場合、ＭｇによりＬｉＮｂＯ3 単結晶の屈
折率が変化するため、光導波路層の厚さと導波光の波長
とが特定関係式を満たすように形成されているのがよ
い。本発明に係るシングルモード光導波路の光導波路層
の厚さをＴ（μｍ）、入射導波光の波長をλ（μｍ）と
すると、Ｔとλとの関係が、前記導波光がＴＭモードの
場合 １.９ ＜ （Ｔ＋０.７）／λ ＜５.７ の条件を満たすように前記光導波路層の厚さが設定され
ていることが好ましい。これにより特にＴＭモードの単
一導波光が効率良く伝搬されることとなる。不要な導波
モードの伝搬はなく、ゆう乱によるモード変換等の不安
定な現象も生じない。
【００１７】そしてさらにそのシングルモード光導波路
の光導波路層の導波路幅をＷ（μｍ）、エッチング深さ
をΔＴ（μｍ）、入射導波光の波長をλ（μｍ）とする
と、ＷとΔＴとの関係が、前記導波光がＴＭモードの場
合 Ｗ≦（４λ−０.５）×（λ2／ΔＴ＋２.０） の条件を満たすように前記光導波路層の導波路幅及びエ
ッチング深さが設定されておれば、さらに光導波特性が
向上されるものである。尚、ＴＥモードを伝搬させる場
合は、前記各関係は、 ０.２９＜（Ｔ＋０.０４）／λ＜１.１９ （Ｔ＞
０） Ｗ≦（０.０４λ3＋０.１λ2）／ΔＴ＋２.５λ であるのがよい。
の光導波路層の導波路幅をＷ（μｍ）、エッチング深さ
をΔＴ（μｍ）、入射導波光の波長をλ（μｍ）とする
と、ＷとΔＴとの関係が、前記導波光がＴＭモードの場
合 Ｗ≦（４λ−０.５）×（λ2／ΔＴ＋２.０） の条件を満たすように前記光導波路層の導波路幅及びエ
ッチング深さが設定されておれば、さらに光導波特性が
向上されるものである。尚、ＴＥモードを伝搬させる場
合は、前記各関係は、 ０.２９＜（Ｔ＋０.０４）／λ＜１.１９ （Ｔ＞
０） Ｗ≦（０.０４λ3＋０.１λ2）／ΔＴ＋２.５λ であるのがよい。
【００１８】
【実施例】以下に本発明に係るシングルモード導波路の
実施例を具体的に説明する。初めに本発明にシングルモ
ード光導波路は、ニオブ酸リチウム単結晶とは基本組成
を異にするヘテロ材料からなるヘテロ基板上にニオブ酸
リチウム単結晶薄膜を形成することから始まる。そして
次にニオブ酸リチウム単結晶薄膜がヘテロ基板上に形成
されたウエハに所定のパターニング、エッチング加工等
を施すことによりニオブ酸リチウム単結晶薄膜に光導波
路層を形成するものである。
実施例を具体的に説明する。初めに本発明にシングルモ
ード光導波路は、ニオブ酸リチウム単結晶とは基本組成
を異にするヘテロ材料からなるヘテロ基板上にニオブ酸
リチウム単結晶薄膜を形成することから始まる。そして
次にニオブ酸リチウム単結晶薄膜がヘテロ基板上に形成
されたウエハに所定のパターニング、エッチング加工等
を施すことによりニオブ酸リチウム単結晶薄膜に光導波
路層を形成するものである。
【００１９】最初のニオブ酸リチウム単結晶薄膜の形成
工程について説明すると、例えば、ヘテロ基板としてタ
ンタル酸リチウム単結晶を使用するとすれば、Ｎａ2Ｏ
、Ｌｉ2Ｏ、Ｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5 、ＭｇＯなどからなる
溶融体中にタンタル酸リチウム単結晶基板を浸漬し、そ
の基板表面にＬＰＥ法によりニオブ酸リチウム単結晶薄
膜が結晶成長されるものである。前記Ｌｉ2Ｏ、Ｂ
2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5の組成範囲は、図３に示したＬｉ2Ｏ−
Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5の３成分系の三角図において、Ａ（8
8.90，2.22，8.88）、Ｂ（55.00，43.00，2.00 ）、Ｃ
（46.50，51.50，2.00）、Ｄ（11.11，80.00，8.89）、
Ｅ（ 37.50，5.00，57.50）の５組成点で囲まれる組成
領域内にあり、Ｆ（47.64，46.12，6.24）、Ｇ（27.0
1，64.69，8.30）、Ｈ（36.71，37.97，25.32）、Ｉ（4
4.05，32.97，22.98）の４組成点で囲まれる範囲が特に
好適である。また溶融体組成中には、Ｎａ2Ｏ がモル比
でＮａ2Ｏ／Ｌｉ2Ｏ が 0.1/99.9〜50.00／50.0、好ま
しくはモル比で1.0／99.0〜10.0／90.0を満たす範囲で
混合され、またＭｇＯがニオブ酸リチウム単結晶薄膜中
におけるＭｇＯ／ニオブ酸リチウム比がモル比で 0.1／
99.9〜25.0／75.0、好ましくは5.0／95.0〜9.0／91.0を
満たす範囲で混合される。
工程について説明すると、例えば、ヘテロ基板としてタ
ンタル酸リチウム単結晶を使用するとすれば、Ｎａ2Ｏ
、Ｌｉ2Ｏ、Ｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5 、ＭｇＯなどからなる
溶融体中にタンタル酸リチウム単結晶基板を浸漬し、そ
の基板表面にＬＰＥ法によりニオブ酸リチウム単結晶薄
膜が結晶成長されるものである。前記Ｌｉ2Ｏ、Ｂ
2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5の組成範囲は、図３に示したＬｉ2Ｏ−
Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5の３成分系の三角図において、Ａ（8
8.90，2.22，8.88）、Ｂ（55.00，43.00，2.00 ）、Ｃ
（46.50，51.50，2.00）、Ｄ（11.11，80.00，8.89）、
Ｅ（ 37.50，5.00，57.50）の５組成点で囲まれる組成
領域内にあり、Ｆ（47.64，46.12，6.24）、Ｇ（27.0
1，64.69，8.30）、Ｈ（36.71，37.97，25.32）、Ｉ（4
4.05，32.97，22.98）の４組成点で囲まれる範囲が特に
好適である。また溶融体組成中には、Ｎａ2Ｏ がモル比
でＮａ2Ｏ／Ｌｉ2Ｏ が 0.1/99.9〜50.00／50.0、好ま
しくはモル比で1.0／99.0〜10.0／90.0を満たす範囲で
混合され、またＭｇＯがニオブ酸リチウム単結晶薄膜中
におけるＭｇＯ／ニオブ酸リチウム比がモル比で 0.1／
99.9〜25.0／75.0、好ましくは5.0／95.0〜9.0／91.0を
満たす範囲で混合される。
【００２０】そして前述の溶融体組成物は、空気雰囲気
下あるいは酸化雰囲気下で800〜1300℃で加熱溶融され
る。単結晶薄膜育成のための温度は、800〜1250℃であ
ることが望ましい。溶融体は、６〜９６時間攪拌してお
く。攪拌時間が短い場合溶融体中に結晶核が残存し、こ
の結晶核を中心に結晶成長するため、ニオブ酸リチウム
単結晶薄膜の表面に凹凸が発生し結晶性が低下すること
がある。次にこの加熱溶融体を0.5〜300℃／時の速度で
冷却して過冷却状態とし、しかる後この溶融体中に基板
を回転させながら浸漬し、この回転状態で基板上にニオ
ブ酸リチウム単結晶薄膜を結晶成長により育成させるも
のである。
下あるいは酸化雰囲気下で800〜1300℃で加熱溶融され
る。単結晶薄膜育成のための温度は、800〜1250℃であ
ることが望ましい。溶融体は、６〜９６時間攪拌してお
く。攪拌時間が短い場合溶融体中に結晶核が残存し、こ
の結晶核を中心に結晶成長するため、ニオブ酸リチウム
単結晶薄膜の表面に凹凸が発生し結晶性が低下すること
がある。次にこの加熱溶融体を0.5〜300℃／時の速度で
冷却して過冷却状態とし、しかる後この溶融体中に基板
を回転させながら浸漬し、この回転状態で基板上にニオ
ブ酸リチウム単結晶薄膜を結晶成長により育成させるも
のである。
【００２１】この場合ヘテロ基板のニオブ酸リチウム単
結晶薄膜形成面は化学研磨あるいは化学エッチングし、
その面粗度を、JIS B0601、ＲMAX=10〜1000Ａ としてお
くことが望ましい。 ＲMAXの値が1000Ａより大きくなる
と、形成されるニオブ酸リチウム単結晶薄膜の結晶性が
低下する。さらにエッジを面取りしておくとよい。エッ
ジが面取りされていない場合、エッジ部分に微細な疵が
でき、熱衝撃でクラックが発生することがある。面取り
は、Ｒ面、Ｃ面いずれでもよい。尚、基板は厚さ0.5〜
2.0mmのものを用いる。0.5mmより薄いとクラックが発生
しやすく、2.0mmより厚い基板は、焦電効果（加熱によ
る放電効果）が問題となり、加熱や研磨により帯電する
ため、研磨屑などが付着してスクラッチが発生し易い。
結晶薄膜形成面は化学研磨あるいは化学エッチングし、
その面粗度を、JIS B0601、ＲMAX=10〜1000Ａ としてお
くことが望ましい。 ＲMAXの値が1000Ａより大きくなる
と、形成されるニオブ酸リチウム単結晶薄膜の結晶性が
低下する。さらにエッジを面取りしておくとよい。エッ
ジが面取りされていない場合、エッジ部分に微細な疵が
でき、熱衝撃でクラックが発生することがある。面取り
は、Ｒ面、Ｃ面いずれでもよい。尚、基板は厚さ0.5〜
2.0mmのものを用いる。0.5mmより薄いとクラックが発生
しやすく、2.0mmより厚い基板は、焦電効果（加熱によ
る放電効果）が問題となり、加熱や研磨により帯電する
ため、研磨屑などが付着してスクラッチが発生し易い。
【００２２】育成の際には、タンタル酸リチウム基板を
回転させることにより均一な膜厚の結晶ができ、また安
定した光学特性のものが得られる。回転は水平状態にて
行われ、その回転速度は、5〜150rpmが一般的に選択さ
れる。基板と溶融体との接触時間及び溶融体の温度を適
当に選択することにより、基板上に析出するニオブ酸リ
チウム単結晶薄膜の厚みを制御することができる。通常
ニオブ酸リチウム単結晶薄膜の成長速度は、0.01〜1.0
μｍ／分が望ましい。これ以上成長速度が速い場合、ニ
オブ酸リチウム単結晶薄膜にうねりが発生することがあ
り、また、これより成長速度が遅い場合、薄膜の育成に
時間がかかる。
回転させることにより均一な膜厚の結晶ができ、また安
定した光学特性のものが得られる。回転は水平状態にて
行われ、その回転速度は、5〜150rpmが一般的に選択さ
れる。基板と溶融体との接触時間及び溶融体の温度を適
当に選択することにより、基板上に析出するニオブ酸リ
チウム単結晶薄膜の厚みを制御することができる。通常
ニオブ酸リチウム単結晶薄膜の成長速度は、0.01〜1.0
μｍ／分が望ましい。これ以上成長速度が速い場合、ニ
オブ酸リチウム単結晶薄膜にうねりが発生することがあ
り、また、これより成長速度が遅い場合、薄膜の育成に
時間がかかる。
【００２３】そして所定時間経過後、溶融体中よりその
基板を取り出し、余分の溶融体を取り除いてから冷却す
る。溶融体の除去は、ニオブ酸リチウム単結晶薄膜が形
成されたウエハを 100〜10000rpmの高速度で回転させる
ことにより行うとよい。溶融体除去後の冷却は、0.5〜3
00℃／時の速度で行ない、400℃ からは指数関数的に冷
却させるのがよい。タンタル酸リチウム基板のキュリー
点の温度（一般には650℃）では一定時間温度を保つ
か、0.1〜5℃ ／分の速度で冷却させることが望まし
い。これよりキュリー点における結晶の相転移に伴うク
ラックの発生を防止できる。
基板を取り出し、余分の溶融体を取り除いてから冷却す
る。溶融体の除去は、ニオブ酸リチウム単結晶薄膜が形
成されたウエハを 100〜10000rpmの高速度で回転させる
ことにより行うとよい。溶融体除去後の冷却は、0.5〜3
00℃／時の速度で行ない、400℃ からは指数関数的に冷
却させるのがよい。タンタル酸リチウム基板のキュリー
点の温度（一般には650℃）では一定時間温度を保つ
か、0.1〜5℃ ／分の速度で冷却させることが望まし
い。これよりキュリー点における結晶の相転移に伴うク
ラックの発生を防止できる。
【００２４】次にこのようにして形成されたニオブ酸リ
チウム単結晶薄膜に光導波路層を形成する工程について
説明するが、最終的には図４に示すように、（１）直線
型、（２）湾曲型、（３）Ｙ分岐型、（４）Ｘ交差型、
及び（５）テーパ型等の各種の形態のチャンネル型光導
波路が得られる。図５にはその製造工程の一例を示して
おり、順を追って説明すると、単結晶基板１上にニオブ
酸リチウム単結晶薄膜２を形成してなるウエハ３の単結
晶薄膜２面に、前述の各種形態の光導波路形成領域にフ
ォトリソグラフィー法によりパターニングを施し、次い
でチタン（Ｔｉ）薄膜４を全面に形成する。続いてリフ
トオフ法により感光レジスト７とその上のＴｉ薄膜４と
を除去してＴｉマスクとする。そして次にアルゴン（Ａ
ｒ）プラズマエッチングにより単結晶薄膜２面の光導波
路形成領域外を除去し、さらにＴｉ薄膜４を剥離するこ
とにより光導波路層５が形成され、前述のチャンネル型
光導波路６が得られる。
チウム単結晶薄膜に光導波路層を形成する工程について
説明するが、最終的には図４に示すように、（１）直線
型、（２）湾曲型、（３）Ｙ分岐型、（４）Ｘ交差型、
及び（５）テーパ型等の各種の形態のチャンネル型光導
波路が得られる。図５にはその製造工程の一例を示して
おり、順を追って説明すると、単結晶基板１上にニオブ
酸リチウム単結晶薄膜２を形成してなるウエハ３の単結
晶薄膜２面に、前述の各種形態の光導波路形成領域にフ
ォトリソグラフィー法によりパターニングを施し、次い
でチタン（Ｔｉ）薄膜４を全面に形成する。続いてリフ
トオフ法により感光レジスト７とその上のＴｉ薄膜４と
を除去してＴｉマスクとする。そして次にアルゴン（Ａ
ｒ）プラズマエッチングにより単結晶薄膜２面の光導波
路形成領域外を除去し、さらにＴｉ薄膜４を剥離するこ
とにより光導波路層５が形成され、前述のチャンネル型
光導波路６が得られる。
【００２５】初めにウエハ（スラブ導波路）の段階での
各種実験結果について説明する。本発明品については、
本試料１〜６までを用意し、比較品にあっては比較試料
１〜３を用意した。これらの溶融体組成、薄膜形成用に
供試される基板の種類、この基板上に形成される薄膜の
膜厚、並びにこれらの供試試料の各種分析結果と各種実
験データ等を表１にまとめて示した。本試料１〜６はい
ずれも溶融体組成としてＮａ2ＣＯ3、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｂ2
Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5及びＭｇＯからなるものを用いて作製し
た。それぞれの組成物の配合量は表１に示す通りであ
る。ＭｇＯはその溶融物組成から析出可能なＬｉＮｂＯ
3の理論量に対する添加量として示している。この溶融
体組成物としてＶ2Ｏ5が含まれていないことは勿論であ
る。
各種実験結果について説明する。本発明品については、
本試料１〜６までを用意し、比較品にあっては比較試料
１〜３を用意した。これらの溶融体組成、薄膜形成用に
供試される基板の種類、この基板上に形成される薄膜の
膜厚、並びにこれらの供試試料の各種分析結果と各種実
験データ等を表１にまとめて示した。本試料１〜６はい
ずれも溶融体組成としてＮａ2ＣＯ3、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｂ2
Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5及びＭｇＯからなるものを用いて作製し
た。それぞれの組成物の配合量は表１に示す通りであ
る。ＭｇＯはその溶融物組成から析出可能なＬｉＮｂＯ
3の理論量に対する添加量として示している。この溶融
体組成物としてＶ2Ｏ5が含まれていないことは勿論であ
る。
【００２６】基板は、本試料１〜６のいずれの場合も１
mm厚のタンタル酸リチウムの六方晶型単結晶のものを用
いている。そしてこのタンタル酸リチウムの単結晶基板
の(0001)面を光学研磨したものを供試する。このタンタ
ル酸リチウム単結晶基板を上述の溶融体組成物からなる
溶融体中に接触させ、ＬＰＥ法によりこの基板の(0001)
面上にニオブ酸リチウムの単結晶薄膜を結晶成長により
形成するものであるが、本試料１〜６のいずれの場合も
前記溶融体組成物は予め白金ルツボに入れ、エピタキシ
ャル成長育成装置中で空気雰囲気下で1100℃に加熱溶融
されている。
mm厚のタンタル酸リチウムの六方晶型単結晶のものを用
いている。そしてこのタンタル酸リチウムの単結晶基板
の(0001)面を光学研磨したものを供試する。このタンタ
ル酸リチウム単結晶基板を上述の溶融体組成物からなる
溶融体中に接触させ、ＬＰＥ法によりこの基板の(0001)
面上にニオブ酸リチウムの単結晶薄膜を結晶成長により
形成するものであるが、本試料１〜６のいずれの場合も
前記溶融体組成物は予め白金ルツボに入れ、エピタキシ
ャル成長育成装置中で空気雰囲気下で1100℃に加熱溶融
されている。
【００２７】次にこの溶融体を60℃／時の速度で930〜9
50℃まで冷やして過冷却状態とした後、この溶融体に上
述のタンタル酸リチウム単結晶基板を 20rpmの回転速度
で回転させながら所定時間浸漬し、タンタル酸リチウム
単結晶基板の(0001)面にニオブ酸リチウム単結晶薄膜を
結晶成長させている。本試料１〜６の場合はいずれもそ
の浸漬時間を５分間とした。ＬＰＥ法によりタンタル酸
リチウム単結晶基板上にニオブ酸リチウム単結晶薄膜を
形成した後、これを溶融体から引き上げ、回転数 1000r
pmで１０分間回転させてニオブ酸リチウム単結晶薄膜の
表面から溶融体を振り切って取り除き、しかる後低温ま
で徐冷する。かくして本試料１〜６のいずれの場合も５
μｍの厚さのニオブ酸リチウム単結晶薄膜が得られた。
そのニオブ酸リチウム単結晶薄膜中のＮａ、Ｍｇ、及び
Ｂの成分分析をＩＣＰ発光分析によりおこなったのでそ
の結果を表１に合わせて示してある。本試料１〜６はい
ずれもＮａ、Ｍｇ、及びＢがそれぞれ適量づつ含有され
ていることがわかる。
50℃まで冷やして過冷却状態とした後、この溶融体に上
述のタンタル酸リチウム単結晶基板を 20rpmの回転速度
で回転させながら所定時間浸漬し、タンタル酸リチウム
単結晶基板の(0001)面にニオブ酸リチウム単結晶薄膜を
結晶成長させている。本試料１〜６の場合はいずれもそ
の浸漬時間を５分間とした。ＬＰＥ法によりタンタル酸
リチウム単結晶基板上にニオブ酸リチウム単結晶薄膜を
形成した後、これを溶融体から引き上げ、回転数 1000r
pmで１０分間回転させてニオブ酸リチウム単結晶薄膜の
表面から溶融体を振り切って取り除き、しかる後低温ま
で徐冷する。かくして本試料１〜６のいずれの場合も５
μｍの厚さのニオブ酸リチウム単結晶薄膜が得られた。
そのニオブ酸リチウム単結晶薄膜中のＮａ、Ｍｇ、及び
Ｂの成分分析をＩＣＰ発光分析によりおこなったのでそ
の結果を表１に合わせて示してある。本試料１〜６はい
ずれもＮａ、Ｍｇ、及びＢがそれぞれ適量づつ含有され
ていることがわかる。
【００２８】またニオブ酸リチウム単結晶薄膜の結晶構
造のａ軸方向の格子定数を通常の粉末Ｘ線解析により行
ったのでその結果も表１に示してある。測定においては
Ｓｉを内部標準として使用し、格子定数は、Ｃｕ−２θ
＝４５〜９０゜ の範囲で検出されるニオブ酸リチウムの
１５本の回折ピークの角度とその面指数から最小二乗法
により算出している。尚、測定には白金ルツボ内に堆積
したニオブ酸リチウム単結晶粒いわゆるrestmeltを粉砕
して試料として用いた。この測定結果によれば、本試料
１〜６は5.151Ａ〜5.156Ａの値を示している。これはタ
ンタル酸リチウム単結晶基板結晶構造のａ軸方向の格子
定数 5.154Ａに略近似した値であることがわかる。これ
は格子整合がよくなされていることを意味する。
造のａ軸方向の格子定数を通常の粉末Ｘ線解析により行
ったのでその結果も表１に示してある。測定においては
Ｓｉを内部標準として使用し、格子定数は、Ｃｕ−２θ
＝４５〜９０゜ の範囲で検出されるニオブ酸リチウムの
１５本の回折ピークの角度とその面指数から最小二乗法
により算出している。尚、測定には白金ルツボ内に堆積
したニオブ酸リチウム単結晶粒いわゆるrestmeltを粉砕
して試料として用いた。この測定結果によれば、本試料
１〜６は5.151Ａ〜5.156Ａの値を示している。これはタ
ンタル酸リチウム単結晶基板結晶構造のａ軸方向の格子
定数 5.154Ａに略近似した値であることがわかる。これ
は格子整合がよくなされていることを意味する。
【００２９】一方比較品として示した比較試料１及び２
は、ニオブ酸リチウム単結晶基板、すなわちホモ基板を
用いている。そしてこの基板を浸漬させる溶融体とし
て、比較試料１はＬＢフラックス系を用い、一方比較試
料２はＬＶフラックス系を用いている。いずれの試料も
ニオブ酸リチウム単結晶基板にＭｇＯがドープされてい
る関係上、薄膜中にＮａやＭｇが混在しないように配慮
している。したがって溶融体にはＮａ2ＣＯ3及びＭｇＯ
は配合されない。ニオブ酸リチウム単結晶基板上にニオ
ブ酸リチウム単結晶薄膜をＬＰＥ法により結晶成長させ
て形成する方法は、前述の本発明品（本試料１〜６）と
略同じであるのでここでは詳細な説明を割愛する。ただ
最終的にニオブ酸リチウム単結晶薄膜の厚さは、５μｍ
としている。また成分分析結果（表１）からわかるよう
に薄膜中にはＮａ及びＭｇが混在されない。さらにＸ線
解析による単結晶薄膜のａ軸方向の格子定数も、5.150
Ａ 程度であった。
は、ニオブ酸リチウム単結晶基板、すなわちホモ基板を
用いている。そしてこの基板を浸漬させる溶融体とし
て、比較試料１はＬＢフラックス系を用い、一方比較試
料２はＬＶフラックス系を用いている。いずれの試料も
ニオブ酸リチウム単結晶基板にＭｇＯがドープされてい
る関係上、薄膜中にＮａやＭｇが混在しないように配慮
している。したがって溶融体にはＮａ2ＣＯ3及びＭｇＯ
は配合されない。ニオブ酸リチウム単結晶基板上にニオ
ブ酸リチウム単結晶薄膜をＬＰＥ法により結晶成長させ
て形成する方法は、前述の本発明品（本試料１〜６）と
略同じであるのでここでは詳細な説明を割愛する。ただ
最終的にニオブ酸リチウム単結晶薄膜の厚さは、５μｍ
としている。また成分分析結果（表１）からわかるよう
に薄膜中にはＮａ及びＭｇが混在されない。さらにＸ線
解析による単結晶薄膜のａ軸方向の格子定数も、5.150
Ａ 程度であった。
【００３０】比較試料３は、本発明品（本試料１〜６）
と同じくタンタル酸リチウム基板（ヘテロ基板）の上に
ニオブ酸リチウム単結晶薄膜を形成したものであるが、
その溶融体組成を異にするＬｉ2ＣＯ3−Ｖ2Ｏ5−Ｎｂ2
Ｏ5系のものを用いている。そしてこれに格子整合用と
してＮａ2ＣＯ3を配合してなるものである。ＬＰＥ法に
よる単結晶薄膜の形成方法は本発明品の場合とほとんど
同じであり、その薄膜の厚さも同じく５μｍとした。Ｉ
ＣＰ発光分析の結果では、ＮａとＶが混在し、Ｎａが混
在していることによりＸ線解析結果でも判るように薄膜
のａ軸方向の格子定数が 5.154Ａと単結晶基板の格子定
数に近い値を示した。これは格子整合がよくなされてい
ることを意味する。
と同じくタンタル酸リチウム基板（ヘテロ基板）の上に
ニオブ酸リチウム単結晶薄膜を形成したものであるが、
その溶融体組成を異にするＬｉ2ＣＯ3−Ｖ2Ｏ5−Ｎｂ2
Ｏ5系のものを用いている。そしてこれに格子整合用と
してＮａ2ＣＯ3を配合してなるものである。ＬＰＥ法に
よる単結晶薄膜の形成方法は本発明品の場合とほとんど
同じであり、その薄膜の厚さも同じく５μｍとした。Ｉ
ＣＰ発光分析の結果では、ＮａとＶが混在し、Ｎａが混
在していることによりＸ線解析結果でも判るように薄膜
のａ軸方向の格子定数が 5.154Ａと単結晶基板の格子定
数に近い値を示した。これは格子整合がよくなされてい
ることを意味する。
【００３１】尚、表１には示していないが、溶融体組成
中の Ｂ2Ｏ3 の配合量が多過ぎると、四ホウ酸リチウム
（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7 ）のようなニオブ酸リチウム以外の結晶
が析出し、また、溶融体組成として前述の図３に示した
Ｌｉ2ＣＯ3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5 の３成分系の三角図に
おける点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥの５組成点で囲まれる組
成領域より外れていると単結晶薄膜が形成されないこと
が判った。さらに溶融体組成中のＮａ2ＣＯ3の配合量が
多過ぎると、ニオブ酸リチウム単相ではなく、第２相と
してのニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ3 ）が析出する
ことも判った。
中の Ｂ2Ｏ3 の配合量が多過ぎると、四ホウ酸リチウム
（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7 ）のようなニオブ酸リチウム以外の結晶
が析出し、また、溶融体組成として前述の図３に示した
Ｌｉ2ＣＯ3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5 の３成分系の三角図に
おける点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥの５組成点で囲まれる組
成領域より外れていると単結晶薄膜が形成されないこと
が判った。さらに溶融体組成中のＮａ2ＣＯ3の配合量が
多過ぎると、ニオブ酸リチウム単相ではなく、第２相と
してのニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ3 ）が析出する
ことも判った。
【００３２】次にニオブ酸リチウム単結晶薄膜のＴＥモ
ード及びＴＭモードの光導波特性について測定した。そ
の結果は表１に示した通りである。すなわち本発明品
（本試料１〜６）は、ＴＥモード及びＴＭモードととも
にその光導波特性は良好な結果が得られたのに対し、従
来品（比較品）である比較試料１及び２はいずれもＴＥ
モードは導波するがＴＭモードは導波不能ということ
で、ＴＭモードにおける光導波特性が劣る結果となっ
た。これは本発明品の場合ニオブ酸リチウム単結晶薄膜
がこの薄膜材料と異なるヘテロ基板上に形成されたもの
であり、一方比較試料１及び２の場合ニオブ酸リチウム
単結晶薄膜がこの薄膜材料と同じくするホモ基板上に形
成されたものであることに起因すると思われる。このこ
とは、比較試料３がヘテロ基板上にニオブ酸リチウム単
結晶薄膜を形成したものであってこの試料のものがＴＭ
モードの光導波が可能であったことからも首肯できる。
ード及びＴＭモードの光導波特性について測定した。そ
の結果は表１に示した通りである。すなわち本発明品
（本試料１〜６）は、ＴＥモード及びＴＭモードととも
にその光導波特性は良好な結果が得られたのに対し、従
来品（比較品）である比較試料１及び２はいずれもＴＥ
モードは導波するがＴＭモードは導波不能ということ
で、ＴＭモードにおける光導波特性が劣る結果となっ
た。これは本発明品の場合ニオブ酸リチウム単結晶薄膜
がこの薄膜材料と異なるヘテロ基板上に形成されたもの
であり、一方比較試料１及び２の場合ニオブ酸リチウム
単結晶薄膜がこの薄膜材料と同じくするホモ基板上に形
成されたものであることに起因すると思われる。このこ
とは、比較試料３がヘテロ基板上にニオブ酸リチウム単
結晶薄膜を形成したものであってこの試料のものがＴＭ
モードの光導波が可能であったことからも首肯できる。
【００３３】図６は溶融体中のＮａ置換量とニオブ酸リ
チウム単結晶薄膜のａ軸方向の格子定数との関係を示し
ている。横軸に溶融体中のＮａ置換量を、また縦軸に単
結晶薄膜のａ軸方向の格子定数を採る。タンタル酸リチ
ウム単結晶基板のａ軸方向の格子定数はおよそ5.154Ａ
弱の値を示している。この図６から判るように、ＬＶフ
ラックス系溶融体を用いたものもＬＢフラックス系溶融
体を用いたものも薄膜中のＮａ含有量が多くなるにつれ
て薄膜の格子定数が上がる。また薄膜中にＭｇＯを拡散
（ドープ）した方がドープしないよりも格子定数が大き
いことが判る。
チウム単結晶薄膜のａ軸方向の格子定数との関係を示し
ている。横軸に溶融体中のＮａ置換量を、また縦軸に単
結晶薄膜のａ軸方向の格子定数を採る。タンタル酸リチ
ウム単結晶基板のａ軸方向の格子定数はおよそ5.154Ａ
弱の値を示している。この図６から判るように、ＬＶフ
ラックス系溶融体を用いたものもＬＢフラックス系溶融
体を用いたものも薄膜中のＮａ含有量が多くなるにつれ
て薄膜の格子定数が上がる。また薄膜中にＭｇＯを拡散
（ドープ）した方がドープしないよりも格子定数が大き
いことが判る。
【００３４】そしてこの図の測定データから明らかなよ
うに、ＬＢフラックス系溶融体を用いた方がＬＶフラッ
クス系のものよりもＮａ含有量に対する格子定数の増大
傾向が高く、Ｎａに対する感受性が強いと言える。しか
もＮａ含有量が少ないレベルで早くタンタル酸リチウム
単結晶基板の格子定数に近い（又は略同じの）格子定数
が得られる。このことからＬＢフラックス系溶融体を用
いることにより薄膜中のＮａなどの不純物が少なくて済
み、それだけ薄膜の結晶構造が乱れのない緻密なものが
得られて光学定数等の向上が期待されるものである。
うに、ＬＢフラックス系溶融体を用いた方がＬＶフラッ
クス系のものよりもＮａ含有量に対する格子定数の増大
傾向が高く、Ｎａに対する感受性が強いと言える。しか
もＮａ含有量が少ないレベルで早くタンタル酸リチウム
単結晶基板の格子定数に近い（又は略同じの）格子定数
が得られる。このことからＬＢフラックス系溶融体を用
いることにより薄膜中のＮａなどの不純物が少なくて済
み、それだけ薄膜の結晶構造が乱れのない緻密なものが
得られて光学定数等の向上が期待されるものである。
【００３５】次にＴＭモード導波光についての光伝搬損
失を測定した結果も同じく表１に示しているが、使用波
長 0.633μｍの可視光領域において本試料１〜６はいず
れも１dＢ／cm 以下であり光伝搬損失の少ない良好な結
果が得られた。これに対してＬＶフラックス系溶融体を
用いた従来品の比較試料３のものは、この 0.633μｍの
使用波長では著しく光損傷を受け、光伝搬損失を測定で
きなかった。本試料１〜６においては、ＬｉＮｂＯ3 単
結晶導波路層に適量含有されているＢが光伝搬損失の低
さに貢献していると考えられる。尚、ＴＭモード光の導
波ができなかった比較試料１、２については光伝搬損失
の測定はしなかった。
失を測定した結果も同じく表１に示しているが、使用波
長 0.633μｍの可視光領域において本試料１〜６はいず
れも１dＢ／cm 以下であり光伝搬損失の少ない良好な結
果が得られた。これに対してＬＶフラックス系溶融体を
用いた従来品の比較試料３のものは、この 0.633μｍの
使用波長では著しく光損傷を受け、光伝搬損失を測定で
きなかった。本試料１〜６においては、ＬｉＮｂＯ3 単
結晶導波路層に適量含有されているＢが光伝搬損失の低
さに貢献していると考えられる。尚、ＴＭモード光の導
波ができなかった比較試料１、２については光伝搬損失
の測定はしなかった。
【００３６】次に本試料１〜６及び比較試料３について
耐光損傷性の評価テストを行ったのでそのテスト結果も
表１に示す。この耐光損傷性の評価テストは、入射光波
長0.633 μｍのＴＭモードの導波光をプリズムカップリ
ング法により導波し、出射パワーの経時変化を測定する
ことにより行った。光損傷が起きれば、屈折率変化によ
り散乱が生じて出力パワーが小さくなり、光損傷が起き
なければ出力パワーの変化は生じない。このテストの結
果を図７に示す。横軸に時間（測定定数）、縦軸に出力
パワーの変化を示している。ＬＶフラックス系を用いた
比較試料３のものは光出射後１分も過ぎれば急激に出力
パワーの減少を生じている。これは薄膜の光損傷により
屈折率が変化し、これにより光の散乱が生じて出力パワ
ーの減少を招いたものと考察される。これに対しＬＢフ
ラックス系を用いた本試料１〜６は、いずれも出力パワ
ーの減少をほとんど生じることはなく、耐光損傷性に優
れているとの結果が得られた。
耐光損傷性の評価テストを行ったのでそのテスト結果も
表１に示す。この耐光損傷性の評価テストは、入射光波
長0.633 μｍのＴＭモードの導波光をプリズムカップリ
ング法により導波し、出射パワーの経時変化を測定する
ことにより行った。光損傷が起きれば、屈折率変化によ
り散乱が生じて出力パワーが小さくなり、光損傷が起き
なければ出力パワーの変化は生じない。このテストの結
果を図７に示す。横軸に時間（測定定数）、縦軸に出力
パワーの変化を示している。ＬＶフラックス系を用いた
比較試料３のものは光出射後１分も過ぎれば急激に出力
パワーの減少を生じている。これは薄膜の光損傷により
屈折率が変化し、これにより光の散乱が生じて出力パワ
ーの減少を招いたものと考察される。これに対しＬＢフ
ラックス系を用いた本試料１〜６は、いずれも出力パワ
ーの減少をほとんど生じることはなく、耐光損傷性に優
れているとの結果が得られた。
【００３７】更に、本試料１〜６及び比較試料３につい
てＬｉＮｂＯ3 単結晶層の上にシリカ緩衝層を化学気相
成膜にて形成した後、アルミニウム電極を真空蒸着によ
り形成し、電気光学定数を測定したところ、ＴＭモード
で30±3(pm／V)、ＴＥモードで 9±1(pm／V)という、バ
ルクＬｉＮｂＯ3 単結晶とほぼ同じ値が得られた。以上
のことから、比較試料１、２がＴＭモードの導波ができ
ないのに対し、本試料１〜６及び比較試料３はＴＥモー
ド、ＴＭモードともに導波できることが理解できる。更
に、比較試料３が格子整合性やＴＭモード光導波性自体
には問題がないにも拘らず光伝搬損失や光損傷が激しい
のに対し、本試料１〜６にはそのような問題はないこと
がわかる。
てＬｉＮｂＯ3 単結晶層の上にシリカ緩衝層を化学気相
成膜にて形成した後、アルミニウム電極を真空蒸着によ
り形成し、電気光学定数を測定したところ、ＴＭモード
で30±3(pm／V)、ＴＥモードで 9±1(pm／V)という、バ
ルクＬｉＮｂＯ3 単結晶とほぼ同じ値が得られた。以上
のことから、比較試料１、２がＴＭモードの導波ができ
ないのに対し、本試料１〜６及び比較試料３はＴＥモー
ド、ＴＭモードともに導波できることが理解できる。更
に、比較試料３が格子整合性やＴＭモード光導波性自体
には問題がないにも拘らず光伝搬損失や光損傷が激しい
のに対し、本試料１〜６にはそのような問題はないこと
がわかる。
【００３８】
【表１】
【００３９】次に、かかる良好な特性が得られる本試料
１〜６のＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜によりリッジ型チャン
ネル導波路を作製し、ＴＭモードにおける特性を試験し
た。リッジ型チャンネル導波路の供試試料は、前記の方
法でＬｉＮｂＯ3 単結晶光導波路層を形成済みの基板上
にパターンニングを施し、Ｔｉマスクを作製し、Ａｒプ
ラズマエッチングを施して作製した。すなわち 前出の本試料１〜６のＬｉＮｂＯ3 単結晶光導波路に
より、図４（１）に示す様な直線型チャンネル導波路を
作製した。導波路形状は、幅10μｍ、エッチング深さ 1
μｍ、とした。こうして作製したリッジ型導波路に、波
長1.55μｍのＴＭモードのレーザ光を導波させて試験し
た。かかる膜厚（Ｔ：５μｍ）、導波路幅（Ｗ）、エッ
チング深さ（ΔＴ）、導波光の波長（λ）は前出の望ま
しい関係式 ３.５＜（Ｔ＋０.７）／λ＜５.７ Ｗ≦（４λ−０.５）×（λ2／ΔＴ＋２.０） を満たしている。
１〜６のＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜によりリッジ型チャン
ネル導波路を作製し、ＴＭモードにおける特性を試験し
た。リッジ型チャンネル導波路の供試試料は、前記の方
法でＬｉＮｂＯ3 単結晶光導波路層を形成済みの基板上
にパターンニングを施し、Ｔｉマスクを作製し、Ａｒプ
ラズマエッチングを施して作製した。すなわち 前出の本試料１〜６のＬｉＮｂＯ3 単結晶光導波路に
より、図４（１）に示す様な直線型チャンネル導波路を
作製した。導波路形状は、幅10μｍ、エッチング深さ 1
μｍ、とした。こうして作製したリッジ型導波路に、波
長1.55μｍのＴＭモードのレーザ光を導波させて試験し
た。かかる膜厚（Ｔ：５μｍ）、導波路幅（Ｗ）、エッ
チング深さ（ΔＴ）、導波光の波長（λ）は前出の望ま
しい関係式 ３.５＜（Ｔ＋０.７）／λ＜５.７ Ｗ≦（４λ−０.５）×（λ2／ΔＴ＋２.０） を満たしている。
【００４０】本試料１〜６と同様の製造方法で厚さ１
μｍのＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、と同様の手
段で、幅 1.5μｍ、エッチング深さ 0.3μｍ、の直線型
チャンネル導波路を作製した。このリッジ型導波路に、
波長0.48μｍのＴＭモードのレーザ光を導波させて試験
した。この場合も、と同様に望ましい関係式を満たし
ている。 本試料１〜６と同様の製造方法で厚さ２μｍのＬｉＮ
ｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、と同様の手段で、幅10μ
ｍ、エッチング深さ 1μｍ、の直線型チャンネル導波路
を作製した。このリッジ型導波路に、波長1.55μｍのＴ
Ｍモードのレーザ光を導波させて試験した。この場合
は、、と異なり望ましい関係式を満たさない。
μｍのＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、と同様の手
段で、幅 1.5μｍ、エッチング深さ 0.3μｍ、の直線型
チャンネル導波路を作製した。このリッジ型導波路に、
波長0.48μｍのＴＭモードのレーザ光を導波させて試験
した。この場合も、と同様に望ましい関係式を満たし
ている。 本試料１〜６と同様の製造方法で厚さ２μｍのＬｉＮ
ｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、と同様の手段で、幅10μ
ｍ、エッチング深さ 1μｍ、の直線型チャンネル導波路
を作製した。このリッジ型導波路に、波長1.55μｍのＴ
Ｍモードのレーザ光を導波させて試験した。この場合
は、、と異なり望ましい関係式を満たさない。
【００４１】即ち、、のリッジ型導波路（合計12種
類）が本発明に係る試料であり、のリッジ型導波路
（６種類）は比較用の試料である。これら、、の
各リッジ型導波路の導波路形状、導波波長等を表２にま
とめて示す。かかる合計18種類のリッジ型導波路につい
て、ＴＭモード光のシングルモード性、低伝搬損失性、
耐光損傷性、そして耐アニール性を試験した。表２には
これら試験結果も示されている。まず、シングルモード
性については、各リッジ型導波路にそれぞれ所定の波長
のＴＭモードレーザ光を図４（１）中矢印で示す方向に
導波させて試験した。その結果、、のいずれのリッ
ジ型導波路（合計12種類）においても単一の導波モード
が観測され良好なシングルモード性を示したが、のリ
ッジ型導波路（６種類）では導波光が観測されなかっ
た。これは、のリッジ型導波路では導波路形状が前出
の望ましい関係式を満たさないので導波モードが存在し
ないためと考えられる。
類）が本発明に係る試料であり、のリッジ型導波路
（６種類）は比較用の試料である。これら、、の
各リッジ型導波路の導波路形状、導波波長等を表２にま
とめて示す。かかる合計18種類のリッジ型導波路につい
て、ＴＭモード光のシングルモード性、低伝搬損失性、
耐光損傷性、そして耐アニール性を試験した。表２には
これら試験結果も示されている。まず、シングルモード
性については、各リッジ型導波路にそれぞれ所定の波長
のＴＭモードレーザ光を図４（１）中矢印で示す方向に
導波させて試験した。その結果、、のいずれのリッ
ジ型導波路（合計12種類）においても単一の導波モード
が観測され良好なシングルモード性を示したが、のリ
ッジ型導波路（６種類）では導波光が観測されなかっ
た。これは、のリッジ型導波路では導波路形状が前出
の望ましい関係式を満たさないので導波モードが存在し
ないためと考えられる。
【００４２】次に、良好なシングルモード性を示した
、の12種類のリッジ型導波路について伝搬損失を測
定したところ、いずれのリッジ型導波路も、スラブ導波
路の値と同様に１dＢ／cm 以下の良好な値を示した。ま
た、これら12種類のリッジ型導波路について耐光損傷性
を評価するため出射光出力の経時変化を測定したとこ
ろ、少なくとも24時間は変化が観測されなかった。即
ち、これらのリッジ型導波路はいずれも、ＴＭモード光
の伝搬においてスラブ導波路同様のシングルモード性、
低伝搬損失性、耐光損傷性を有することがわかる。
、の12種類のリッジ型導波路について伝搬損失を測
定したところ、いずれのリッジ型導波路も、スラブ導波
路の値と同様に１dＢ／cm 以下の良好な値を示した。ま
た、これら12種類のリッジ型導波路について耐光損傷性
を評価するため出射光出力の経時変化を測定したとこ
ろ、少なくとも24時間は変化が観測されなかった。即
ち、これらのリッジ型導波路はいずれも、ＴＭモード光
の伝搬においてスラブ導波路同様のシングルモード性、
低伝搬損失性、耐光損傷性を有することがわかる。
【００４３】更に、導波路の真上にシリカ緩衝層を化学
気相成膜にて形成した後、アルミニウム電極を真空蒸着
により形成し、電気光学定数を測定したところ、バルク
ＬｉＮｂＯ3 単結晶とほぼ同じ値を示した。更に、これ
らの導波路の耐熱性を調べるため、水蒸気雰囲気で1000
℃に12時間保持することによる加速劣化試験、即ちアニ
ール試験を行いその後再び所定の波長のＴＭモードのレ
ーザ光を導波させた。その結果、導波モードは単一であ
り、伝搬損失はスラブ導波路の値と同じであった。ま
た、出射光の経時変化を測定したところ、少なくとも24
時間は変化しなかった。更に、アニール試験後の導波路
の真上にシリカ緩衝層を化学気相成膜にて形成した後、
アルミニウム電極を真空蒸着により形成し、電気光学定
数を測定したところ、バルクＬｉＮｂＯ3 単結晶とほぼ
同じ約 30pm／Vを示した。即ち、これらのリッジ型導波
路はいずれも、アニール試験後においてもアニール試験
前同様のシングルモード性、低伝搬損失性、耐光損傷
性、電気光学定数を有する。即ち、耐アニール性にすぐ
れていることがわかる。
気相成膜にて形成した後、アルミニウム電極を真空蒸着
により形成し、電気光学定数を測定したところ、バルク
ＬｉＮｂＯ3 単結晶とほぼ同じ値を示した。更に、これ
らの導波路の耐熱性を調べるため、水蒸気雰囲気で1000
℃に12時間保持することによる加速劣化試験、即ちアニ
ール試験を行いその後再び所定の波長のＴＭモードのレ
ーザ光を導波させた。その結果、導波モードは単一であ
り、伝搬損失はスラブ導波路の値と同じであった。ま
た、出射光の経時変化を測定したところ、少なくとも24
時間は変化しなかった。更に、アニール試験後の導波路
の真上にシリカ緩衝層を化学気相成膜にて形成した後、
アルミニウム電極を真空蒸着により形成し、電気光学定
数を測定したところ、バルクＬｉＮｂＯ3 単結晶とほぼ
同じ約 30pm／Vを示した。即ち、これらのリッジ型導波
路はいずれも、アニール試験後においてもアニール試験
前同様のシングルモード性、低伝搬損失性、耐光損傷
性、電気光学定数を有する。即ち、耐アニール性にすぐ
れていることがわかる。
【００４４】
【表２】
【００４５】次に、本試料１〜６のＬｉＮｂＯ3 単結晶
薄膜により作製したリッジ型チャンネル導波路のＴＥモ
ードにおける特性を試験した。リッジ型チャンネル導波
路の供試試料は、前記と同様の方法で作製した。すなわ
ち 前出の本試料１〜６と同様の製造方法で厚さ 1.5μｍ
のＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、直線型チャンネル
導波路をとした。導波路形状は、幅２μｍ、エッチング
深さ 0.5μｍ、とした。こうして作製したリッジ型導波
路に、波長1.55μｍのＴＥモードのレーザ光を導波させ
て試験した。かかる膜厚（Ｔ）、導波路幅（Ｗ）、エッ
チング深さ（ΔＴ）、導波光の波長（λ）は前出の望ま
しい関係式 ０.２９＜（Ｔ＋０.０４）／λ＜１.１９ Ｗ≦（０.０４λ3＋０.１λ2）／ΔＴ＋２.５λ を満たしている。
薄膜により作製したリッジ型チャンネル導波路のＴＥモ
ードにおける特性を試験した。リッジ型チャンネル導波
路の供試試料は、前記と同様の方法で作製した。すなわ
ち 前出の本試料１〜６と同様の製造方法で厚さ 1.5μｍ
のＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、直線型チャンネル
導波路をとした。導波路形状は、幅２μｍ、エッチング
深さ 0.5μｍ、とした。こうして作製したリッジ型導波
路に、波長1.55μｍのＴＥモードのレーザ光を導波させ
て試験した。かかる膜厚（Ｔ）、導波路幅（Ｗ）、エッ
チング深さ（ΔＴ）、導波光の波長（λ）は前出の望ま
しい関係式 ０.２９＜（Ｔ＋０.０４）／λ＜１.１９ Ｗ≦（０.０４λ3＋０.１λ2）／ΔＴ＋２.５λ を満たしている。
【００４６】本試料１〜６と同様の製造方法で厚さ
0.4μｍのＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、と同様
の手段で、幅 0.8μｍ、エッチング深さ 0.1μｍ、の直
線型チャンネル導波路を作製した。このリッジ型導波路
に、波長0.48μｍのＴＥモードのレーザ光を導波させて
試験した。この場合も、と同様に望ましい関係式を満
たしている。 本試料１〜６と同様の製造方法で厚さ 0.4μｍのＬｉ
ＮｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、と同様の手段で、幅
2.0μｍ、エッチング深さ 0.2μｍ、の直線型チャンネ
ル導波路を作製した。このリッジ型導波路に、波長1.55
μｍのＴＥモードのレーザ光を導波させて試験した。こ
の場合は、、と異なり望ましい関係式を満たさな
い。
0.4μｍのＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、と同様
の手段で、幅 0.8μｍ、エッチング深さ 0.1μｍ、の直
線型チャンネル導波路を作製した。このリッジ型導波路
に、波長0.48μｍのＴＥモードのレーザ光を導波させて
試験した。この場合も、と同様に望ましい関係式を満
たしている。 本試料１〜６と同様の製造方法で厚さ 0.4μｍのＬｉ
ＮｂＯ3 単結晶薄膜を作製し、と同様の手段で、幅
2.0μｍ、エッチング深さ 0.2μｍ、の直線型チャンネ
ル導波路を作製した。このリッジ型導波路に、波長1.55
μｍのＴＥモードのレーザ光を導波させて試験した。こ
の場合は、、と異なり望ましい関係式を満たさな
い。
【００４７】即ち、、のリッジ型導波路（合計12種
類）が本発明に係る試料であり、のリッジ型導波路
（６種類）は比較用の試料である。これら、、の
各リッジ型導波路の導波路形状、導波波長等を表３にま
とめて示す。かかる合計18種類のリッジ型導波路につい
て、ＴＥモード光のシングルモード性、低伝搬損失性、
耐光損傷性、そして耐アニール性を、ＴＭモード光の場
合と同様の方法により試験した。表３にはこれら試験結
果も示されている。その結果、、のリッジ型導波路
（合計12種類）がいずれも良好なシングルモード性を示
すのに対し、のリッジ型導波路（６種類）では導波光
が観測されなかった。これは、のリッジ型導波路では
導波路形状が前出の望ましい関係式を満たさないので導
波モードが存在しないためと考えられる。
類）が本発明に係る試料であり、のリッジ型導波路
（６種類）は比較用の試料である。これら、、の
各リッジ型導波路の導波路形状、導波波長等を表３にま
とめて示す。かかる合計18種類のリッジ型導波路につい
て、ＴＥモード光のシングルモード性、低伝搬損失性、
耐光損傷性、そして耐アニール性を、ＴＭモード光の場
合と同様の方法により試験した。表３にはこれら試験結
果も示されている。その結果、、のリッジ型導波路
（合計12種類）がいずれも良好なシングルモード性を示
すのに対し、のリッジ型導波路（６種類）では導波光
が観測されなかった。これは、のリッジ型導波路では
導波路形状が前出の望ましい関係式を満たさないので導
波モードが存在しないためと考えられる。
【００４８】そして、良好なシングルモード性を示した
、の12種類のリッジ型導波路については、伝搬損
失、耐光損傷性ともＴＭモード光の場合と同様良好であ
った。即ち、これらのリッジ型導波路はいずれもＴＥモ
ード光の導波においてＴＭモード光の場合と同様、スラ
ブ導波路同様のシングルモード性、低伝搬損失性、耐光
損傷性を有することがわかる。更に、電気光学定数を測
定したところ、バルクＬｉＮｂＯ3 単結晶とほぼ同じ約
9pm／Vを示した。更に、アニール試験後においてもアニ
ール試験前同様のシングルモード性、低伝搬損失性、耐
光損傷性、電気光学定数を示した。即ち、耐アニール性
にすぐれていることがわかる。
、の12種類のリッジ型導波路については、伝搬損
失、耐光損傷性ともＴＭモード光の場合と同様良好であ
った。即ち、これらのリッジ型導波路はいずれもＴＥモ
ード光の導波においてＴＭモード光の場合と同様、スラ
ブ導波路同様のシングルモード性、低伝搬損失性、耐光
損傷性を有することがわかる。更に、電気光学定数を測
定したところ、バルクＬｉＮｂＯ3 単結晶とほぼ同じ約
9pm／Vを示した。更に、アニール試験後においてもアニ
ール試験前同様のシングルモード性、低伝搬損失性、耐
光損傷性、電気光学定数を示した。即ち、耐アニール性
にすぐれていることがわかる。
【００４９】
【表３】
【００５０】以上説明したとおり、本発明に係るシング
ルモード光導波路は、リッジ型導波路に形成してもスラ
ブ導波路と同様のシングルモード性、低伝搬損失性、耐
光損傷性を有し、かつ、バルクＬｉＮｂＯ3 単結晶と遜
色ない電気光学定数を有している。更に、アニール試験
後もかかる優れた特性を維持し、耐アニール性にも優れ
ている。
ルモード光導波路は、リッジ型導波路に形成してもスラ
ブ導波路と同様のシングルモード性、低伝搬損失性、耐
光損傷性を有し、かつ、バルクＬｉＮｂＯ3 単結晶と遜
色ない電気光学定数を有している。更に、アニール試験
後もかかる優れた特性を維持し、耐アニール性にも優れ
ている。
【００５１】
【発明の効果】かくして、本発明に係るシングルモード
光導波路は、Ｂを含有する ＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を
ＬｉＴａＯ3 単結晶ヘテロ基板上に形成し、所定の関係
式を満たす形状に加工したものである。従って本発明の
シングルモード光導波路は、ＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜
とヘテロ基板との常光屈折率及び異常光屈折率の差が十
分に大きいためＴＥ及びＴＭモードの導波光のいずれを
も伝搬することができシングルモード性に優れ、光伝
搬損失が低く、可視光域において耐光損傷性に優れ、
耐アニール性も良好で、かつ、バルクＬｉＮｂＯ3
単結晶と遜色ない電気光学効果を発揮する。そのため各
種光学用途に好適な導波路型光デバイスを提供でき、産
業上寄与する効果は極めて大きい。特に、導波路を所定
のリッジ型にチャンネル化したものでは、光を非常に小
さな領域に閉じこめることができる。このため、光源と
導波路とを光ファイバーやレンズにより結合し、電極等
を形成することにより、電気光学効果、熱光学効果、音
響光学的効果等を用いて導波光を制御する能動型光デバ
イスの作製が容易となるものである。
光導波路は、Ｂを含有する ＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を
ＬｉＴａＯ3 単結晶ヘテロ基板上に形成し、所定の関係
式を満たす形状に加工したものである。従って本発明の
シングルモード光導波路は、ＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜
とヘテロ基板との常光屈折率及び異常光屈折率の差が十
分に大きいためＴＥ及びＴＭモードの導波光のいずれを
も伝搬することができシングルモード性に優れ、光伝
搬損失が低く、可視光域において耐光損傷性に優れ、
耐アニール性も良好で、かつ、バルクＬｉＮｂＯ3
単結晶と遜色ない電気光学効果を発揮する。そのため各
種光学用途に好適な導波路型光デバイスを提供でき、産
業上寄与する効果は極めて大きい。特に、導波路を所定
のリッジ型にチャンネル化したものでは、光を非常に小
さな領域に閉じこめることができる。このため、光源と
導波路とを光ファイバーやレンズにより結合し、電極等
を形成することにより、電気光学効果、熱光学効果、音
響光学的効果等を用いて導波光を制御する能動型光デバ
イスの作製が容易となるものである。
【図１】本発明に係るタンタル酸リチウム単結晶基板上
に形成されたニオブ酸リチウム単結晶薄膜の断面を示し
た電子顕微鏡写真である。また写真上の波形はホウ素の
ＥＰＭＡ分析の結果である。
に形成されたニオブ酸リチウム単結晶薄膜の断面を示し
た電子顕微鏡写真である。また写真上の波形はホウ素の
ＥＰＭＡ分析の結果である。
【図２】ニオブ酸リチウム単結晶の成長面であるタンタ
ル酸リチウム基板の(0001)面を示す模式図である。
ル酸リチウム基板の(0001)面を示す模式図である。
【図３】本発明に係る溶融体中の、Ｌｉ2Ｏ−Ｂ2Ｏ3−
Ｎｂ2Ｏ5の三成分系の三角図である。各組成点は（Ｌｉ
2Ｏのモル％，Ｂ2Ｏ3のモル％，Ｎｂ2Ｏ5のモル％）で
表される。 Ｌｉ2Ｏ／Ｂ2Ｏ3／Ｎｂ2Ｏ5 Ａ（ 88.90， 2.22， 8.88） Ｂ（ 55.00， 43.00， 2.00） Ｃ（ 46.50， 51.50， 2.00） Ｄ（ 11.11， 80.00， 8.89） Ｅ（ 37.50， 5.00， 57.50） Ｆ（ 47.64， 46.12， 6.24） Ｇ（ 27.01， 64.69， 8.30） Ｈ（ 36.71， 37.97， 25.32） Ｉ（ 44.05， 32.97， 22.98）
Ｎｂ2Ｏ5の三成分系の三角図である。各組成点は（Ｌｉ
2Ｏのモル％，Ｂ2Ｏ3のモル％，Ｎｂ2Ｏ5のモル％）で
表される。 Ｌｉ2Ｏ／Ｂ2Ｏ3／Ｎｂ2Ｏ5 Ａ（ 88.90， 2.22， 8.88） Ｂ（ 55.00， 43.00， 2.00） Ｃ（ 46.50， 51.50， 2.00） Ｄ（ 11.11， 80.00， 8.89） Ｅ（ 37.50， 5.00， 57.50） Ｆ（ 47.64， 46.12， 6.24） Ｇ（ 27.01， 64.69， 8.30） Ｈ（ 36.71， 37.97， 25.32） Ｉ（ 44.05， 32.97， 22.98）
【図４】本発明に係るシングルモード光導波路を説明す
る図である。（１）直線型、（２）湾曲型、（３）Ｙ分
岐型、（４）Ｘ交差型、（５）テーパ型をそれぞれに示
す。
る図である。（１）直線型、（２）湾曲型、（３）Ｙ分
岐型、（４）Ｘ交差型、（５）テーパ型をそれぞれに示
す。
【図５】本発明に係るシングルモード光導波路の製造工
程を説明する図である。
程を説明する図である。
【図６】ＬＢフラックス系溶融体とＬＶフラックス系溶
融体との比較において溶融体中へのＮａ2ＣＯ3の置換量
とニオブ酸リチウム単結晶薄膜のａ軸の格子定数との関
係を示した図である。
融体との比較において溶融体中へのＮａ2ＣＯ3の置換量
とニオブ酸リチウム単結晶薄膜のａ軸の格子定数との関
係を示した図である。
【図７】ＬＢフラックス系溶融体とＬＶフラックス系溶
融体との比較においてニオブ酸リチウム単結晶薄膜の耐
光損傷性のテスト結果を示す図である。
融体との比較においてニオブ酸リチウム単結晶薄膜の耐
光損傷性のテスト結果を示す図である。
１ ＬｉＴａＯ3 単結晶基板 ２ ＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜 ３ 単結晶薄膜ウエハ ４ チタン薄膜 ５ 光導波路層 ６ チャンネル型光導波路
Claims (7)
- 【請求項１】 ニオブ酸リチウム単結晶とは基本組成を
異にするヘテロ材料からなるヘテロ基板上にニオブ酸リ
チウム単結晶の光導波路層が格子整合状態で形成された
ものであって、該ニオブ酸リチウム単結晶の光導波路層
にホウ素が含有されてなることを特徴とするシングルモ
ード光導波路。 - 【請求項２】 前記ホウ素の含有量は、5〜1000ppmであ
ることを特徴とする請求項１に記載のシングルモード光
導波路。 - 【請求項３】 前記ニオブ酸リチウム単結晶光導波路層
における結晶構造のａ軸の格子定数は、前記ヘテロ基板
のａ軸の格子定数の 99.81〜100.07％の範囲内であるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシングル
モード光導波路。 - 【請求項４】 前記ヘテロ基板のａ軸の格子定数は、5.
128〜5.173Ａであることを特徴とする請求項３に記載の
シングルモード光導波路。 - 【請求項５】 前記ニオブ酸リチウム単結晶光導波路層
中には、0.02〜10.0モル％の範囲のナトリウム及び／又
は 0.8〜10.8モル％の範囲のマグネシウムを含有してな
ることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のシ
ングルモード光導波路。 - 【請求項６】 前記光導波路層の厚さをＴ（μｍ）、入
射導波光の波長をλ（μｍ）とすると、Ｔとλとの関係
が、前記導波光がＴＭモードの場合 １.９ ＜ （Ｔ＋０.７）／λ＜５.７ の条件を満たし、前記導波光がＴＥモードの場合 ０.２９＜（Ｔ＋０.０４）／λ＜１.１９ の条件を満たすように前記光導波路層の厚さが設定され
ていることを特徴とする請求項５に記載されたシングル
モード光導波路。 - 【請求項７】 前記光導波路層の導波路幅をＷ（μ
ｍ）、エッチング深さをΔＴ（μｍ）、入射導波光の波
長をλ（μｍ）とすると、ＷとΔＴとの関係が、前記導
波光がＴＭモードの場合 Ｗ≦（４λ−０.５）×（λ2／ΔＴ＋２.０） の条件を満たし、前記導波光がＴＥモードの場合 Ｗ≦（０.０４λ3＋０.１λ2）／ΔＴ＋２.５λ の条件を満たすように前記光導波路層の導波路幅及びエ
ッチング深さが設定されていることを特徴とする請求項
５又は請求項６に記載されたシングルモード光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5092386A JPH06281829A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | シングルモード光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5092386A JPH06281829A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | シングルモード光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281829A true JPH06281829A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=14052988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5092386A Pending JPH06281829A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | シングルモード光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281829A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005019913A1 (ja) * | 2003-08-21 | 2005-03-03 | Ngk Insulators, Ltd. | 光導波路デバイスおよび進行波形光変調器 |
| CN100447615C (zh) * | 2003-08-21 | 2008-12-31 | 日本碍子株式会社 | 光波导器件以及行波型光学调制器 |
| JP2020166100A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | Tdk株式会社 | 電気光学デバイス |
-
1993
- 1993-03-25 JP JP5092386A patent/JPH06281829A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005019913A1 (ja) * | 2003-08-21 | 2005-03-03 | Ngk Insulators, Ltd. | 光導波路デバイスおよび進行波形光変調器 |
| CN100447615C (zh) * | 2003-08-21 | 2008-12-31 | 日本碍子株式会社 | 光波导器件以及行波型光学调制器 |
| US7502530B2 (en) | 2003-08-21 | 2009-03-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical waveguide devices and traveling wave type optical modulators |
| JP2020166100A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | Tdk株式会社 | 電気光学デバイス |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0444209B1 (en) | Thin film of lithium niobate single crystal and production thereof | |
| US5315432A (en) | Thin film of lithium niobate single crystal | |
| Yamada et al. | Liquid phase epitaxial growth of LiNbO3 thin film using Li2O-B2O3 flux system | |
| US5291576A (en) | Single mode optical waveguide | |
| US5347608A (en) | Optical waveguide and optical waveguide device | |
| JPH05313033A (ja) | 光導波路、製造方法、および光素子 | |
| JPH06281983A (ja) | 第２高調波発生デバイス及びその製造方法 | |
| JPH06281898A (ja) | 光変調器及びその製造方法 | |
| JPH06281974A (ja) | 導波路型光方向性結合器及びその製造方法 | |
| JP4665162B2 (ja) | 光学素子及びその製造方法 | |
| JP3152481B2 (ja) | ニオブ酸リチウム単結晶薄膜とその製造方法 | |
| Bohac et al. | KTN optical waveguides grown by liquid-phase epitaxy | |
| Holman et al. | Lithium niobate waveguides and their susceptibility to optical damage | |
| US5115512A (en) | Optical waveguide device and method of making the same | |
| JP2850045B2 (ja) | ニオブ酸リチウム単結晶薄膜の製造方法 | |
| Hickernell | Low loss zinc oxide optical waveguides on amorphous substrates | |
| JPH06256093A (ja) | ニオブ酸リチウム単結晶薄膜 | |
| JPH05896A (ja) | ニオブ酸リチウム単結晶薄膜 | |
| Huang et al. | Study of the optical properties of rf sputtered lithium niobate thin films | |
| JP3121361B2 (ja) | Ｔｉ含有ニオブ酸リチウム薄膜及びその製造方法 | |
| JPH06256094A (ja) | ニオブ酸リチウム単結晶薄膜の製造方法 | |
| JP2893212B2 (ja) | ニオブ酸リチウム単結晶薄膜 | |
| JPH0412094A (ja) | ニオブ酸リチウム単結晶薄膜 | |
| JP3096747B2 (ja) | チャンネル型光導波路の形成方法 | |
| JPH05313219A (ja) | 分極反転格子タンタル酸リチウム単結晶基板および光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |