JPH0731287B2 - 光素子の形成方法 - Google Patents
光素子の形成方法Info
- Publication number
- JPH0731287B2 JPH0731287B2 JP61136498A JP13649886A JPH0731287B2 JP H0731287 B2 JPH0731287 B2 JP H0731287B2 JP 61136498 A JP61136498 A JP 61136498A JP 13649886 A JP13649886 A JP 13649886A JP H0731287 B2 JPH0731287 B2 JP H0731287B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- optical element
- forming
- acid
- linbo
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1345—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using ion exchange
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はコヒーレント光を使用する光情報処理分野ある
いは光通信、光応用計測制御分野に使用される光導波路
およびマイクロレンズなどに用いる光素子形成方法に関
するものである。
いは光通信、光応用計測制御分野に使用される光導波路
およびマイクロレンズなどに用いる光素子形成方法に関
するものである。
従来の技術 従来、強誘電体であるLiNbO3基板を160℃〜250℃程度の
安息香酸溶液中で熱処理を行いLiNbO3基板のLiと安息香
酸中のＨを交換させ高屈折率層（最大屈折率差Δｎ＝0.
13程度）を形成し光導波路としていた。「ジェー・エル
・ジャッケル，シー・イー・ライス及びジェー・ジエー
・ベセルカ“プロトン イクスチェンジ フオー ハイ
−インデックス ウェイブガイドカイン LiNbO3"アプ
ライドフィジクス レター,41巻,7号607−608頁（198
2）（J.L.Jackel,C.E,Rice and J.J.Veselka,“Proton
exchange for high−index waveguides in LiNbO3,"App
l Phys.Lett,Vol41,No.7.PP607−608（1982））」参
照。
安息香酸溶液中で熱処理を行いLiNbO3基板のLiと安息香
酸中のＨを交換させ高屈折率層（最大屈折率差Δｎ＝0.
13程度）を形成し光導波路としていた。「ジェー・エル
・ジャッケル，シー・イー・ライス及びジェー・ジエー
・ベセルカ“プロトン イクスチェンジ フオー ハイ
−インデックス ウェイブガイドカイン LiNbO3"アプ
ライドフィジクス レター,41巻,7号607−608頁（198
2）（J.L.Jackel,C.E,Rice and J.J.Veselka,“Proton
exchange for high−index waveguides in LiNbO3,"App
l Phys.Lett,Vol41,No.7.PP607−608（1982））」参
照。
以下光素子として光導波路を例にとりその形成方法につ
いて説明する。第２図に従来の溶液中でのプロトン交換
方法を用いた光導波路形成法の具体的構成図を示す。１
は強誘電体基板であるLiNbO3基板、４′はAlによる保護
マスク、５はフォトプロセスおよびエッチングにより保
護マスク４′上に形成されたスリットである。上記保護
マスク４′スリット５が形成されたLiNbO3基板１を安息
香酸の溶液６′中に浸す。溶液６′はヒータ７′により
加熱されたビーカ10を介して一定温度200℃に保たれて
いる。この溶液６′中でLiNbO3基板１を60分熱処理を行
った後、メタノールにより洗浄を行う。こうして安息香
酸溶液６′中のＨとLiNbO3基板１中のLiが交換し高屈折
率層９が形成される。この高屈折率層９が厚み0.5μｍ
程度の光導波路となる。
いて説明する。第２図に従来の溶液中でのプロトン交換
方法を用いた光導波路形成法の具体的構成図を示す。１
は強誘電体基板であるLiNbO3基板、４′はAlによる保護
マスク、５はフォトプロセスおよびエッチングにより保
護マスク４′上に形成されたスリットである。上記保護
マスク４′スリット５が形成されたLiNbO3基板１を安息
香酸の溶液６′中に浸す。溶液６′はヒータ７′により
加熱されたビーカ10を介して一定温度200℃に保たれて
いる。この溶液６′中でLiNbO3基板１を60分熱処理を行
った後、メタノールにより洗浄を行う。こうして安息香
酸溶液６′中のＨとLiNbO3基板１中のLiが交換し高屈折
率層９が形成される。この高屈折率層９が厚み0.5μｍ
程度の光導波路となる。
発明が解決しようとする問題点 このような溶液中での光素子の形成方法は以下に示すよ
うな問題点を有していた。
うな問題点を有していた。
（１） 0.8μｍ以下の短波長領域において光損傷を生
じる。
じる。
（２） 安息香酸をビーカ中に入れ撹拌されるため溶液
中に不純物が溶け込みLiNbO3中に入り光損傷がさらに助
長される。
中に不純物が溶け込みLiNbO3中に入り光損傷がさらに助
長される。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解消するもので、光素子の形成方
法に新たな工夫を加えることにより光損傷を大幅に低減
させたものである。すなわち本発明の光素子の形成方法
は、LiNbxTa(1-x)O3（０≦ｘ≦１）基板表面を外拡散す
る工程と、前記基板の表面に、ピロ燐酸を主成分とする
酸を塗布する工程と、前記基板を熱処理し、前記塗布し
た酸の直下の前記基板に、高屈折率部を形成する工程と
を有するものである。
法に新たな工夫を加えることにより光損傷を大幅に低減
させたものである。すなわち本発明の光素子の形成方法
は、LiNbxTa(1-x)O3（０≦ｘ≦１）基板表面を外拡散す
る工程と、前記基板の表面に、ピロ燐酸を主成分とする
酸を塗布する工程と、前記基板を熱処理し、前記塗布し
た酸の直下の前記基板に、高屈折率部を形成する工程と
を有するものである。
作用 本発明は上記手段により溶液中への不純物の溶け込みを
防止するという効果とともに、外拡散によりさらに光損
傷に強い光素子の形成を可能とする。
防止するという効果とともに、外拡散によりさらに光損
傷に強い光素子の形成を可能とする。
実 施 例 本発明の光素子の形成方法の第１の実施例を第１図に示
す。この第１の実施例では光素子の形成方法としてLiNb
O3基板上にピロ燐酸（H4P2O7）を塗布し光導波路を形成
する方法について説明する。第１図（ａ）で１は＋Ｚ板
（−Ｚ軸に垂直に切り出された基板）であるLiNbO3基
板、ＺはLiNbO3基板１の＋Ｚ面３上に形成された外拡散
層である。この外拡散層２は1000℃、２時間、酸素中で
LiNbO3基板１を熱処理を行った結果、表面のLi2Oが外拡
散されて形成されたもので厚み70μｍ程度となってい
る。また４はTaによる保護マスク、５はフォトプロセス
およびリフトオフにより保護マスク４に形成されたスリ
ットである。同図（ｂ）において純度95％のピロ燐酸６
をスピンナーを用いて塗布を行った。具体的には回転数
300rpmで20秒スピンコートを行った。
す。この第１の実施例では光素子の形成方法としてLiNb
O3基板上にピロ燐酸（H4P2O7）を塗布し光導波路を形成
する方法について説明する。第１図（ａ）で１は＋Ｚ板
（−Ｚ軸に垂直に切り出された基板）であるLiNbO3基
板、ＺはLiNbO3基板１の＋Ｚ面３上に形成された外拡散
層である。この外拡散層２は1000℃、２時間、酸素中で
LiNbO3基板１を熱処理を行った結果、表面のLi2Oが外拡
散されて形成されたもので厚み70μｍ程度となってい
る。また４はTaによる保護マスク、５はフォトプロセス
およびリフトオフにより保護マスク４に形成されたスリ
ットである。同図（ｂ）において純度95％のピロ燐酸６
をスピンナーを用いて塗布を行った。具体的には回転数
300rpmで20秒スピンコートを行った。
次に同図（ｃ）のように200℃に加熱されたオーブン７
中で60分間熱処理を行った。８は温度の均一化を図るた
めのAlプレートである。最後にAlプレート８ごとオーブ
ン７より取り出し冷却を行った後、水酸化ナトリウム系
の溶液でTaによる保護マスク４を除去したのが同図
（ｄ）である。スリット５の直下にプロトン交換により
高屈折率層９が形成された。この高屈折率層９の厚みは
0.5μｍであり波長1.3μｍ以下の光が導波可能な光導波
路となる。He−Neレーザ光（波長0.633μｍ）を導波さ
せたところ10mWでも光損傷が生じなかった。このように
外拡散層２を形成することにより光損傷のしきい値が１
桁以上アップし短波用光導波路として非常に有効である
ことがわかる。またピロ燐酸処理により形成した高屈折
率層９のLiNbO3基板１との最大屈折率差は0.145と安息
香酸の溶液処理に比べ10％以上高く光の閉じ込めの大き
な光導波路の形成が可能となる。またピロ燐酸６は安息
香酸などに比べ極端に蒸発量が少いことおよび一度の光
素子作製に使用する量が1cc以下と非常に少いことなど
のため安全面および溶液の交換などの保守の面を考えた
場合、作業性が飛躍的に向上する。またTaはピロ燐酸な
どの燐酸系でエッチングされない上パターン形成も簡単
に行え保護マスクとして有効であると思われる。
中で60分間熱処理を行った。８は温度の均一化を図るた
めのAlプレートである。最後にAlプレート８ごとオーブ
ン７より取り出し冷却を行った後、水酸化ナトリウム系
の溶液でTaによる保護マスク４を除去したのが同図
（ｄ）である。スリット５の直下にプロトン交換により
高屈折率層９が形成された。この高屈折率層９の厚みは
0.5μｍであり波長1.3μｍ以下の光が導波可能な光導波
路となる。He−Neレーザ光（波長0.633μｍ）を導波さ
せたところ10mWでも光損傷が生じなかった。このように
外拡散層２を形成することにより光損傷のしきい値が１
桁以上アップし短波用光導波路として非常に有効である
ことがわかる。またピロ燐酸処理により形成した高屈折
率層９のLiNbO3基板１との最大屈折率差は0.145と安息
香酸の溶液処理に比べ10％以上高く光の閉じ込めの大き
な光導波路の形成が可能となる。またピロ燐酸６は安息
香酸などに比べ極端に蒸発量が少いことおよび一度の光
素子作製に使用する量が1cc以下と非常に少いことなど
のため安全面および溶液の交換などの保守の面を考えた
場合、作業性が飛躍的に向上する。またTaはピロ燐酸な
どの燐酸系でエッチングされない上パターン形成も簡単
に行え保護マスクとして有効であると思われる。
なお実施例では200℃で熱処理を行ったが100℃〜300℃
程度の温度範囲で熱処理が可能である。また90℃以上で
の塗布は基板の割れなどを生じ易い。また＋Ｚ板を用い
て光素子の形成を行ったが−Ｚ板などでも、他のX,Y板
等に比べ化学損傷が無く良質の光素子の形成が可能であ
る。また外拡散は500℃以上の温度で行うのが量産性，
制御性の点で良い。
程度の温度範囲で熱処理が可能である。また90℃以上で
の塗布は基板の割れなどを生じ易い。また＋Ｚ板を用い
て光素子の形成を行ったが−Ｚ板などでも、他のX,Y板
等に比べ化学損傷が無く良質の光素子の形成が可能であ
る。また外拡散は500℃以上の温度で行うのが量産性，
制御性の点で良い。
発明の効果 以上のように本発明の光素子の形成方法によれば、LiNb
xTa(1-x)O3（０≦ｘ≦１）基板表面を外拡散後、基板表
面にピロ燐酸を主成分とする酸を塗布し、この基板を熱
処理することで、酸を塗布した領域の直下に入射部を形
成できるので、簡単に制御性良く光損傷に強い光素子の
形成が可能となる。さらに熱処理における不純物混入を
防ぐことも可能となる。
xTa(1-x)O3（０≦ｘ≦１）基板表面を外拡散後、基板表
面にピロ燐酸を主成分とする酸を塗布し、この基板を熱
処理することで、酸を塗布した領域の直下に入射部を形
成できるので、簡単に制御性良く光損傷に強い光素子の
形成が可能となる。さらに熱処理における不純物混入を
防ぐことも可能となる。
第１図は本発明の一実施例における光素子の形成方法の
工程断面図、第２図は従来の光素子の形成方法を説明す
る構成図である。 １……LiNbO3基板、２……外拡散層、４……保護マス
ク、６……ピロ燐酸、９……高屈折率層。
工程断面図、第２図は従来の光素子の形成方法を説明す
る構成図である。 １……LiNbO3基板、２……外拡散層、４……保護マス
ク、６……ピロ燐酸、９……高屈折率層。
Claims (3)
- 【請求項１】LiNbxTa(1-x)O3（０≦ｘ≦１）基板表面を
外拡散する工程と、前記基板の表面に、ピロ燐酸を主成
分とする酸を塗布する工程と、 前記基板を熱処理し、前記塗布した酸の直下の前記基板
に、高屈折率部を形成する工程と を有する光素子の形成方法。 - 【請求項２】LiNbxTa(1-x)O3（０≦ｘ≦１）基板が＋ｚ
板または−ｚ板である特許請求の範囲第１項記載の光素
子の形成方法。 - 【請求項３】LiNbxTa(1-x)O3（０≦ｘ≦１）基板の表面
に、酸を塗布する工程の前に、 前記基板表面にTaによる保護マスクパターンを形成する
工程を有する 特許請求の範囲第１項記載の光素子の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136498A JPH0731287B2 (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 光素子の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136498A JPH0731287B2 (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 光素子の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62293206A JPS62293206A (ja) | 1987-12-19 |
| JPH0731287B2 true JPH0731287B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=15176571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61136498A Expired - Fee Related JPH0731287B2 (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 光素子の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731287B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11275701A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-10-08 | Atex Co Ltd | 電動車の制御装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5442719A (en) * | 1993-07-21 | 1995-08-15 | Litton Systems, Inc., A Delaware Corporation | Electro-optic waveguides and phase modulators and methods for making them |
| CN104852271A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-19 | 南京信息工程大学 | 一种波导激光器的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607403A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-16 | Canon Inc | 薄膜光導波路の作成方法 |
| JPS60133405A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-16 | Canon Inc | パタ−ン形成法 |
| JPS6170541A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-11 | Canon Inc | 薄膜型光学素子およびその作製方法 |
-
1986
- 1986-06-12 JP JP61136498A patent/JPH0731287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11275701A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-10-08 | Atex Co Ltd | 電動車の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62293206A (ja) | 1987-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6374005B2 (en) | Integrated optic device produced by cyclically annealed proton exchange process | |
| US5018809A (en) | Fabrication method and structure of optical waveguides | |
| JPH0731287B2 (ja) | 光素子の形成方法 | |
| US6117346A (en) | Process for forming a microstructure in a substrate of a ferroelectric single crystal | |
| EP0484796B1 (en) | Device for doubling the frequency of a light wave | |
| JP3898585B2 (ja) | 光導波路付き部材の製造方法 | |
| JPH0731288B2 (ja) | 光素子の形成方法 | |
| US5000774A (en) | Method of masked two stage lithium niobate proton exchange | |
| US6687448B2 (en) | Method of processing a substrate made of a ferroelectric single crystalline material | |
| JPH0574802B2 (ja) | ||
| JPH05142438A (ja) | 光素子形成方法 | |
| JP2962024B2 (ja) | 光導波路の製造方法および光波長変換素子の製造方法 | |
| JPH05113513A (ja) | 導波路型光デバイスおよびその製造方法 | |
| JPH0715528B2 (ja) | テ−パ状光導波路の作製方法 | |
| JP2004045536A (ja) | 光導波路付き部材およびその製造方法 | |
| JP2590807B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JPH0731289B2 (ja) | テ−パ状光導波路の作製方法 | |
| JPH05333224A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JPH05107421A (ja) | 部分的分極反転層の形成方法および第二高調波発生素子 の製造方法 | |
| JP3006217B2 (ja) | 光波長変換素子およびその製造方法 | |
| EP0922793A2 (en) | A method of processing a substrate made of a ferroelectric crystalline material | |
| JPH06102554A (ja) | 光素子および光素子の製造方法および光導波路の製造方法 | |
| JP2004157293A (ja) | 光導波路付き部材の製造方法 | |
| JPS61189507A (ja) | テ−パ状光導波路の作製方法 | |
| KR19980059913A (ko) | 제2고조파 발생소자 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |