JPH0827471B2 - 薄膜型光学素子の作製方法 - Google Patents
薄膜型光学素子の作製方法Info
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- JPH0827471B2 JPH0827471B2 JP59192901A JP19290184A JPH0827471B2 JP H0827471 B2 JPH0827471 B2 JP H0827471B2 JP 59192901 A JP59192901 A JP 59192901A JP 19290184 A JP19290184 A JP 19290184A JP H0827471 B2 JPH0827471 B2 JP H0827471B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、薄膜型光学素子の作製方法に関するもので
ある。
ある。
従来、薄膜型即ち、光導波路を用いた光学素子を光偏
向器、光変調器、スペクトラムアナライザー、相関器、
光スイッチ等に応用する研究が盛んに行なわれている。
このような薄膜型光学素子は、光導波路の屈折率を音響
光学（AO）効果或いは電気光学（EO）効果等の外的作用
により変化せしめ、この光導波路内を伝播する光を変調
又は偏向させるものである。上記光学素子を形成する場
合の基板としては、圧電性、音響光学効果及び電気光学
効果に優れ、かつ光伝搬損失が少ないニオブ酸リチウム
（以下LiNbO3と記す）結晶及びタンタル酸リチウム（以
下LiTaO3と記す）結晶が広く用いられている。この様な
結晶基板を用いて、薄膜光導波路を作製する代表的な方
法として、チタン（以下Tiと記す）を前記結晶基板表面
に、高温で熱拡散することにより、該結晶基板表面に、
基板の屈折率よりわずかに大きな屈折率を有する光導波
路層を形成する方法がある。しかし、この方法により作
製された薄膜光導波路は、光学損傷を受け易く、非常に
小さいパワーの光しか該導波路に導入できないという欠
点がある。ここで光学損傷とは、「光導波路に入力する
光強度を増大していったときに、該光導波路内を伝播し
外部に取り出される光の強度が、散乱によって前記入力
光強度に比例して増大しなくなる現象」を言う。
向器、光変調器、スペクトラムアナライザー、相関器、
光スイッチ等に応用する研究が盛んに行なわれている。
このような薄膜型光学素子は、光導波路の屈折率を音響
光学（AO）効果或いは電気光学（EO）効果等の外的作用
により変化せしめ、この光導波路内を伝播する光を変調
又は偏向させるものである。上記光学素子を形成する場
合の基板としては、圧電性、音響光学効果及び電気光学
効果に優れ、かつ光伝搬損失が少ないニオブ酸リチウム
（以下LiNbO3と記す）結晶及びタンタル酸リチウム（以
下LiTaO3と記す）結晶が広く用いられている。この様な
結晶基板を用いて、薄膜光導波路を作製する代表的な方
法として、チタン（以下Tiと記す）を前記結晶基板表面
に、高温で熱拡散することにより、該結晶基板表面に、
基板の屈折率よりわずかに大きな屈折率を有する光導波
路層を形成する方法がある。しかし、この方法により作
製された薄膜光導波路は、光学損傷を受け易く、非常に
小さいパワーの光しか該導波路に導入できないという欠
点がある。ここで光学損傷とは、「光導波路に入力する
光強度を増大していったときに、該光導波路内を伝播し
外部に取り出される光の強度が、散乱によって前記入力
光強度に比例して増大しなくなる現象」を言う。
また、光学損傷を改善する光導波路の他の作製方法と
して、イオン交換法が知られている。この方法は、硝酸
タリウム（以下TlNO3と記す）、硝酸銀（以下AgNO3と記
す）、硝酸カリウム（以下KNO3と記す）等の溶融塩中又
は、安息香酸（C6H5COOH）等の弱酸中で、LiNbO3又は、
LiTaO3の結晶基板を低温熱処理することにより、該結晶
基板内のリチウムイオン（Li+）が弱酸中のプロトン（H
+）等のイオン種と交換され、大きな屈折率差（Δｈ〜
0.12）をもつ光導波路層が形成されるものである。上記
イオン交換法により作製された薄膜光導波路の光学損傷
のしきい値は、Ti拡散のものより数10倍程度向上する良
い特性をもっている。
して、イオン交換法が知られている。この方法は、硝酸
タリウム（以下TlNO3と記す）、硝酸銀（以下AgNO3と記
す）、硝酸カリウム（以下KNO3と記す）等の溶融塩中又
は、安息香酸（C6H5COOH）等の弱酸中で、LiNbO3又は、
LiTaO3の結晶基板を低温熱処理することにより、該結晶
基板内のリチウムイオン（Li+）が弱酸中のプロトン（H
+）等のイオン種と交換され、大きな屈折率差（Δｈ〜
0.12）をもつ光導波路層が形成されるものである。上記
イオン交換法により作製された薄膜光導波路の光学損傷
のしきい値は、Ti拡散のものより数10倍程度向上する良
い特性をもっている。
ところで、光偏向器、光変調器を光音響効果や電気光
学効果を利用して実現しようとする場合、前記各効果の
効率を上げることが素子形成において重要になる。光音
響効果を利用する代表例としては、光導波路上にホトリ
ソグラフイーで作製したくし形電極に高周波電界を印加
し、光導波路上に弾性表面波を励起させる方法がある。
この場合、光導波路上に励起された弾性表面波と光導波
路中を伝播する導波光との相互作用は、導波光のエネル
ギー分布が基板表面近傍に閉じ込められるほど増大する
ことが知られている。〔C.S.Tsal,IEEE TRANSACTIONS O
N CIRCUITS AND SYSTEMS,VOL.CAS−26,12,1979〕 一方、前述のような光導波路に導波光を入出力する場
合、半導体レーザ或いは光ファイバ等から光導波路端面
を介して行なっている。この場合に光の結合効率を高め
る為には、導波光のエネルギー分布は光フアイバ等の光
エネルギー分布に合わせて、基板の厚さ方向に広がって
いる必要がある。
学効果を利用して実現しようとする場合、前記各効果の
効率を上げることが素子形成において重要になる。光音
響効果を利用する代表例としては、光導波路上にホトリ
ソグラフイーで作製したくし形電極に高周波電界を印加
し、光導波路上に弾性表面波を励起させる方法がある。
この場合、光導波路上に励起された弾性表面波と光導波
路中を伝播する導波光との相互作用は、導波光のエネル
ギー分布が基板表面近傍に閉じ込められるほど増大する
ことが知られている。〔C.S.Tsal,IEEE TRANSACTIONS O
N CIRCUITS AND SYSTEMS,VOL.CAS−26,12,1979〕 一方、前述のような光導波路に導波光を入出力する場
合、半導体レーザ或いは光ファイバ等から光導波路端面
を介して行なっている。この場合に光の結合効率を高め
る為には、導波光のエネルギー分布は光フアイバ等の光
エネルギー分布に合わせて、基板の厚さ方向に広がって
いる必要がある。
このように、導波光を入出力せしめる光結合部と、導
波光を変調，偏向せしめる光機能部とでは求められる導
波光のエネルギー分布が異なる為、従来の薄膜型光学素
子では、高効率の変調、偏向と、高結合効率とを同時に
満足することは難かしかった。また、この問題の解決法
として、光導波路をチタンの拡散によって形成する場合
には、光結合部と光機能部とでチタンの拡散濃度を異な
らしめる方法が提案されている。〔近藤充和，小松啓
郎，太田義徳'84春期応物講演会予稿31a−Ｋ−７及び同
著者7th Toptical Meeting on Integrated and Guided
−Wave Optics TuA5−１〕しかしながら、前述のように
イオン注入によって光導波路を形成する場合には、上記
問題を解決する有効な手段が知られていなかった。
波光を変調，偏向せしめる光機能部とでは求められる導
波光のエネルギー分布が異なる為、従来の薄膜型光学素
子では、高効率の変調、偏向と、高結合効率とを同時に
満足することは難かしかった。また、この問題の解決法
として、光導波路をチタンの拡散によって形成する場合
には、光結合部と光機能部とでチタンの拡散濃度を異な
らしめる方法が提案されている。〔近藤充和，小松啓
郎，太田義徳'84春期応物講演会予稿31a−Ｋ−７及び同
著者7th Toptical Meeting on Integrated and Guided
−Wave Optics TuA5−１〕しかしながら、前述のように
イオン注入によって光導波路を形成する場合には、上記
問題を解決する有効な手段が知られていなかった。
本発明の目的は、光学損傷のしきい値が十分高く、し
かも、導波光の入出力の際の結合効率が高くかつ効率良
く光の回折を行なう薄膜型光学素子の作製方法を提供す
ることにある。
かも、導波光の入出力の際の結合効率が高くかつ効率良
く光の回折を行なう薄膜型光学素子の作製方法を提供す
ることにある。
本発明の上記目的は、基板と、該基板の表面全体にイ
オンを注入又は熱拡散することによって形成された薄膜
光導波路と、前記基板表面に弾性表面波を発生させるこ
とにより光導波路を伝搬する光を回折せしめる手段とか
ら成り、前記光導波路端面から前記伝搬光を入出力させ
る光結合部と、前記伝搬光を回折せしめる手段が形成さ
れた光機能部とを有する薄膜型光学素子を作製する方法
において、前記基板表面の光機能部以外の部分にのみイ
オンを注入する過程と、基板表面全体にイオンを注入す
る過程と、注入されたイオンを熱拡散させることによっ
て、光結合部の方が光機能部よりもイオンの拡散深さが
深い光導波路を形成する過程と、前記光機能部に伝搬光
を回折せしめる手段を形成する過程とから成ることを特
徴とする薄膜型光学素子の作製方法によって達成され
る。
オンを注入又は熱拡散することによって形成された薄膜
光導波路と、前記基板表面に弾性表面波を発生させるこ
とにより光導波路を伝搬する光を回折せしめる手段とか
ら成り、前記光導波路端面から前記伝搬光を入出力させ
る光結合部と、前記伝搬光を回折せしめる手段が形成さ
れた光機能部とを有する薄膜型光学素子を作製する方法
において、前記基板表面の光機能部以外の部分にのみイ
オンを注入する過程と、基板表面全体にイオンを注入す
る過程と、注入されたイオンを熱拡散させることによっ
て、光結合部の方が光機能部よりもイオンの拡散深さが
深い光導波路を形成する過程と、前記光機能部に伝搬光
を回折せしめる手段を形成する過程とから成ることを特
徴とする薄膜型光学素子の作製方法によって達成され
る。
第１図は、音響光学効果を利用した本発明による薄膜
型光学素子の第１の実施例を示す斜視図である。１はｘ
板もしくはｙ板LiNbO3結晶基板、２はプロトン交換によ
って形成された光導波路、3,4は研摩された光導波路端
面、5,6はシリンドリカルレンズ、７はくし型電極であ
る。
型光学素子の第１の実施例を示す斜視図である。１はｘ
板もしくはｙ板LiNbO3結晶基板、２はプロトン交換によ
って形成された光導波路、3,4は研摩された光導波路端
面、5,6はシリンドリカルレンズ、７はくし型電極であ
る。
波長6328ÅのHe−Neレーザーからの平行光８は、研摩
された光導波路端面３上に、シリンドリカルレンズ５に
より光導波路の厚さ方向に集光し、光導波路内に結合さ
れる。光導波路端面から結合された導波光９は、くし型
電極７にRFパワーを加えることにより発生した弾性表面
波10により回折され、回折光は、光導波路端面４から出
射、シリンドリカルレンズ６により平行光になる。この
時の光導波路端面３での集光光束の幅（集光方向）と導
波光の幅はほぼ一致しているため、80％と高い結合効率
が得られた。
された光導波路端面３上に、シリンドリカルレンズ５に
より光導波路の厚さ方向に集光し、光導波路内に結合さ
れる。光導波路端面から結合された導波光９は、くし型
電極７にRFパワーを加えることにより発生した弾性表面
波10により回折され、回折光は、光導波路端面４から出
射、シリンドリカルレンズ６により平行光になる。この
時の光導波路端面３での集光光束の幅（集光方向）と導
波光の幅はほぼ一致しているため、80％と高い結合効率
が得られた。
また、図のように、光導波路２は光導波路端面3,4近
傍の光結合部から、弾性表面波10と導波光９とが相互作
用する光機能部に進むにつれ、プロトンの注入されてい
る深さが徐々に浅くなり、光機能部では導波光が基板表
面近く閉じ込められて高い回折効率が得られた。
傍の光結合部から、弾性表面波10と導波光９とが相互作
用する光機能部に進むにつれ、プロトンの注入されてい
る深さが徐々に浅くなり、光機能部では導波光が基板表
面近く閉じ込められて高い回折効率が得られた。
第２図は、第１図の如き薄膜型光学素子の作製方法を
説明する略断面図である。
説明する略断面図である。
先ず、第２図（ａ）に示される如く、ｙ板もしくはｘ
板のLiNbO3結晶基板１のｙ面もしくはｘ面をニユートン
リング数本以内の平面度に研摩した後、アセトン次いで
純水による通常の超音波洗浄を行い、窒素ガスを吹きつ
けて乾燥させた。次に、上記ｙ面もしくはｘ面に電子ビ
ーム蒸着により200Åの厚さにTi薄膜を蒸着し、酸素雰
囲気中で965℃、2.5時間熱拡散させ、第２図（ｂ）に示
される如く、Ti熱拡散層11を形成した。熱拡散される金
属としては、V,Ni,Au,Ag,Co,Nb,Ge等を用いても良い。
板のLiNbO3結晶基板１のｙ面もしくはｘ面をニユートン
リング数本以内の平面度に研摩した後、アセトン次いで
純水による通常の超音波洗浄を行い、窒素ガスを吹きつ
けて乾燥させた。次に、上記ｙ面もしくはｘ面に電子ビ
ーム蒸着により200Åの厚さにTi薄膜を蒸着し、酸素雰
囲気中で965℃、2.5時間熱拡散させ、第２図（ｂ）に示
される如く、Ti熱拡散層11を形成した。熱拡散される金
属としては、V,Ni,Au,Ag,Co,Nb,Ge等を用いても良い。
次に、第２図の（ｃ）に示す如く、弾性表面波と導波
光とが相互作用する光機能部にCr薄膜12を蒸着し、プロ
トン交換処理時のマスクとした。次に、安息香酸に安息
香酸リチウムをモル比で２％添加し、アルミナのルツボ
にいれた。安息香酸及び安息香酸リチウムのはいったル
ツボ中に前記マスクを形成したLiNbO3結晶基板を入れ、
これらを熱炉に入れて250℃の温度で５時間保持してイ
オン交換処理を行なった結果、第２図（ｃ）に示される
如く、Ti拡散層11中のマスクを施されていない部分にプ
ロトン交換層13が形成された。プロトン交換層形成にあ
たっては、安息香酸と安息香酸リチウムの混合液以外
に、ガルボン酸において解離度が10-6から10-3である材
料とこのカルボン酸のカルボキシル基の水素が、リチウ
ムに置換されている材料との混合物、たとえばパルミチ
ン酸〔CH3(CH2)14COOH〕とパルミチン酸リチウム〔CH
3(CH2)14COOLi〕との混合物やステアリン酸〔CH3(CH2)
16COOH〕とステアリン酸リチウム〔CH3(CH2)16COOLi〕
との混合物があげられる。また、リチウムで置換された
材料のモル比は、１％から10％の範囲で変化させ種々の
サンプルを作製した。エタノールで超音波洗浄を行な
い、窒素ガスを吹きつけて乾燥させた後、エツチングに
より、マスクを除去した。
光とが相互作用する光機能部にCr薄膜12を蒸着し、プロ
トン交換処理時のマスクとした。次に、安息香酸に安息
香酸リチウムをモル比で２％添加し、アルミナのルツボ
にいれた。安息香酸及び安息香酸リチウムのはいったル
ツボ中に前記マスクを形成したLiNbO3結晶基板を入れ、
これらを熱炉に入れて250℃の温度で５時間保持してイ
オン交換処理を行なった結果、第２図（ｃ）に示される
如く、Ti拡散層11中のマスクを施されていない部分にプ
ロトン交換層13が形成された。プロトン交換層形成にあ
たっては、安息香酸と安息香酸リチウムの混合液以外
に、ガルボン酸において解離度が10-6から10-3である材
料とこのカルボン酸のカルボキシル基の水素が、リチウ
ムに置換されている材料との混合物、たとえばパルミチ
ン酸〔CH3(CH2)14COOH〕とパルミチン酸リチウム〔CH
3(CH2)14COOLi〕との混合物やステアリン酸〔CH3(CH2)
16COOH〕とステアリン酸リチウム〔CH3(CH2)16COOLi〕
との混合物があげられる。また、リチウムで置換された
材料のモル比は、１％から10％の範囲で変化させ種々の
サンプルを作製した。エタノールで超音波洗浄を行な
い、窒素ガスを吹きつけて乾燥させた後、エツチングに
より、マスクを除去した。
さらに、上記プロトン交換後の基板を、安息香酸に安
息香酸リチウムをモル比で１％添加した材料中で、250
℃１時間のプロトン交換処理を行なった。その結果、第
２図の（ｄ）に示される如く、プロトン交換層14が形成
された。このプロトン交換処理にあたっては、最初のプ
ロトン交換処理で用いたパルミチン酸とパルミチン酸リ
チウムとの混合物やステアリン酸とステアリン酸リチウ
ムとの混合物等を用いることができる。上記プロトン交
換後、再びエタノールで超音波洗浄を行ない、窒素ガス
を吹きつけて乾燥させた。
息香酸リチウムをモル比で１％添加した材料中で、250
℃１時間のプロトン交換処理を行なった。その結果、第
２図の（ｄ）に示される如く、プロトン交換層14が形成
された。このプロトン交換処理にあたっては、最初のプ
ロトン交換処理で用いたパルミチン酸とパルミチン酸リ
チウムとの混合物やステアリン酸とステアリン酸リチウ
ムとの混合物等を用いることができる。上記プロトン交
換後、再びエタノールで超音波洗浄を行ない、窒素ガス
を吹きつけて乾燥させた。
次に、２回プロトン交換処理を行なった結晶基板を熱
炉にいれ、加熱した水を通して酸素を流量1.0l/分で流
入しながら、この水蒸気を含んだ湿った酸素雰囲気中で
350℃で４時間アニール処理を行なった。その結果、第
２図の（ｅ）に示される如く、光機能部のみプロトンが
注入された部分の深さが浅く、基板端面20および21の方
へ向かうにつれ厚くなった光導波路15が形成された。上
記光機能部と光機能部でない部分との境界18及び19にお
けるプロトン分布はアニール処理を行なっているためな
めらかに変化しており、この部分の伝搬ロスは小さいこ
とが導波実験で確認された。
炉にいれ、加熱した水を通して酸素を流量1.0l/分で流
入しながら、この水蒸気を含んだ湿った酸素雰囲気中で
350℃で４時間アニール処理を行なった。その結果、第
２図の（ｅ）に示される如く、光機能部のみプロトンが
注入された部分の深さが浅く、基板端面20および21の方
へ向かうにつれ厚くなった光導波路15が形成された。上
記光機能部と光機能部でない部分との境界18及び19にお
けるプロトン分布はアニール処理を行なっているためな
めらかに変化しており、この部分の伝搬ロスは小さいこ
とが導波実験で確認された。
又、アニール処理条件は、前記条件以外のものでも良
いが、光機能部でのOH基の吸収ピークの波数が3480cm-1
から3503cm-1の範囲に存在するように選定することが望
ましい。
いが、光機能部でのOH基の吸収ピークの波数が3480cm-1
から3503cm-1の範囲に存在するように選定することが望
ましい。
最後に、通常のフオトリソグラフイーの手法を用い
て、第２図の（ｆ）に示される如く、上記光導波路15上
にくし型電極16を形成した。
て、第２図の（ｆ）に示される如く、上記光導波路15上
にくし型電極16を形成した。
上記実施例において、光導波路はTi拡散及びプロトン
の熱拡散により形成されたが、Ti拡散は必ずしも必要で
はなく、プロトンの注入又は熱拡散のみ、或いはプロト
ンを注入又は熱拡散するとともにLiOを外部拡散するこ
とによって光導波路を形成しても良い。
の熱拡散により形成されたが、Ti拡散は必ずしも必要で
はなく、プロトンの注入又は熱拡散のみ、或いはプロト
ンを注入又は熱拡散するとともにLiOを外部拡散するこ
とによって光導波路を形成しても良い。
第３図は、電気光学（EO）効果を利用した光偏向器の
参考例を示す概略図である。第３図において、第１図と
共通の部分には同一の符号を附し、詳細な説明は省略す
る。
参考例を示す概略図である。第３図において、第１図と
共通の部分には同一の符号を附し、詳細な説明は省略す
る。
レーザー光８は、研摩された光導波路端面３上に、シ
リンドリカルレンズ５により光導波路の厚さ方向に集光
し、光導波路内に結合される。光導波路端面から結合さ
れた導波光９は、電気光学（EO）効果用のくし型電極17
に電圧を印加することによって生じた位相格子によって
回折され、もう一方の光導波路端面４から出射し、シリ
ンドリカルレンズ６により平行光に変えられる。ここで
作製したくし型電極は、電極巾および電極間の間隔2.2
μｍ、交さ幅3.8mm、対数350対であった。また、上記し
く型電極に電圧5Vを印加したところ、90％の回折効率が
得られ、高回折効率が得られることがわかった。
リンドリカルレンズ５により光導波路の厚さ方向に集光
し、光導波路内に結合される。光導波路端面から結合さ
れた導波光９は、電気光学（EO）効果用のくし型電極17
に電圧を印加することによって生じた位相格子によって
回折され、もう一方の光導波路端面４から出射し、シリ
ンドリカルレンズ６により平行光に変えられる。ここで
作製したくし型電極は、電極巾および電極間の間隔2.2
μｍ、交さ幅3.8mm、対数350対であった。また、上記し
く型電極に電圧5Vを印加したところ、90％の回折効率が
得られ、高回折効率が得られることがわかった。
以上の実施例では、基板としてLiNbO3結晶基板を用い
たが、タンタル酸リチウム（LiTaO3）結晶基板を用いて
も、全く同様の作製方法で、本発明の薄膜型光学素子を
形成することが出来る。また、このような誘電体に限ら
ず、基板に半導体を用いても良い。このような薄膜光学
素子を以下に示す。
たが、タンタル酸リチウム（LiTaO3）結晶基板を用いて
も、全く同様の作製方法で、本発明の薄膜型光学素子を
形成することが出来る。また、このような誘電体に限ら
ず、基板に半導体を用いても良い。このような薄膜光学
素子を以下に示す。
第４図は本発明の薄膜型光学素子の第２実施例を示す
斜視図である。第４図において、第１図と共通の部分に
は同一符号を附し詳細な説明は省略する。ここで、31は
ガリウムヒ素（GaAs）基板、32はアルミニウムガリウム
ヒ素（AlGaAs）バツフア層、33は注入キヤリア分布をも
つガリウムヒ素−アルミニウムヒ素（GaAs−AlGaAs）光
導波路、34は酸化亜鉛（ZnO）薄膜で片側はテーパー構
造となっている。上記ZnO薄膜上に設けられたくし型電
極７にRFパワーが印加されると、上記薄膜上に弾性表面
波10が励起され、上記テーパー構造部を通り、GaAs−Al
GaAs光導波路33上を伝搬し、導波光９は前記弾性表面波
10により回折される。上記光導波路層33上において、光
導波路端面３及び４近傍の光結合部はキヤリア密度が高
くかつ深くまでドーピングされているため、光導波路の
実効屈折率は、弾性表面波と導波光とが相互作用する光
機能部に比べて低い。これにより光結合部において導波
光のエネルギー分布は広がり、高い結合効率を示し、一
方、光機能部においては導波光のエネルギー分布は表面
に集中して高い回折効率が得られる。
斜視図である。第４図において、第１図と共通の部分に
は同一符号を附し詳細な説明は省略する。ここで、31は
ガリウムヒ素（GaAs）基板、32はアルミニウムガリウム
ヒ素（AlGaAs）バツフア層、33は注入キヤリア分布をも
つガリウムヒ素−アルミニウムヒ素（GaAs−AlGaAs）光
導波路、34は酸化亜鉛（ZnO）薄膜で片側はテーパー構
造となっている。上記ZnO薄膜上に設けられたくし型電
極７にRFパワーが印加されると、上記薄膜上に弾性表面
波10が励起され、上記テーパー構造部を通り、GaAs−Al
GaAs光導波路33上を伝搬し、導波光９は前記弾性表面波
10により回折される。上記光導波路層33上において、光
導波路端面３及び４近傍の光結合部はキヤリア密度が高
くかつ深くまでドーピングされているため、光導波路の
実効屈折率は、弾性表面波と導波光とが相互作用する光
機能部に比べて低い。これにより光結合部において導波
光のエネルギー分布は広がり、高い結合効率を示し、一
方、光機能部においては導波光のエネルギー分布は表面
に集中して高い回折効率が得られる。
以上説明したように、本発明の方法によって作製され
た薄膜型光学素子は、光導波路のイオンの分布の仕方を
光機能部と光結合部とで深さの異なるものにすることに
よって、光学損傷のしきい値を十分高く保ちながら、導
波光の入出力における結合効率を高めると同時に弾性表
面波による回折の効率を向上させる効果を有するもので
ある。
た薄膜型光学素子は、光導波路のイオンの分布の仕方を
光機能部と光結合部とで深さの異なるものにすることに
よって、光学損傷のしきい値を十分高く保ちながら、導
波光の入出力における結合効率を高めると同時に弾性表
面波による回折の効率を向上させる効果を有するもので
ある。
第１図は本発明に基づく薄膜型光学素子を音響光学効果
による光偏向器に用いた実施例を示す概略図、第２図は
本発明の薄膜型光学素子の作製過程の一例を示す略断面
図、第３図は電気光学効果による光偏向器の参考例を示
す概略図、第４図は本発明の他の実施例を示す概略図で
ある。 １…LiNbO3結晶基板、２…光導波路、3,4…研摩された
光導波路端面、5,6…シリンドリカルレンズ、7,17…く
し型電極、８…レーザー光、10…弾性表面波。
による光偏向器に用いた実施例を示す概略図、第２図は
本発明の薄膜型光学素子の作製過程の一例を示す略断面
図、第３図は電気光学効果による光偏向器の参考例を示
す概略図、第４図は本発明の他の実施例を示す概略図で
ある。 １…LiNbO3結晶基板、２…光導波路、3,4…研摩された
光導波路端面、5,6…シリンドリカルレンズ、7,17…く
し型電極、８…レーザー光、10…弾性表面波。
Claims (1)
- 【請求項１】基板と、該基板の表面全体にイオンを注入
又は熱拡散することによって形成された薄膜光導波路
と、前記基板表面に弾性表面波を発生させることにより
光導波路を伝搬する光を回折せしめる手段とから成り、
前記光導波路端面から前記伝搬光を入出力させる光結合
部と、前記伝搬光を回折せしめる手段が形成された光機
能部とを有する薄膜型光学素子を作製する方法におい
て、前記基板表面の光機能部以外の部分にのみイオンを
注入する過程と、基板表面全体にイオンを注入する過程
と、注入されたイオンを熱拡散させることによって、光
結合部の方が光機能部よりもイオンの拡散深さが深い光
導波路を形成する過程と、前記光機能部に伝搬光を回折
せしめる手段を形成する過程とから成ることを特徴とす
る薄膜型光学素子の作製方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192901A JPH0827471B2 (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子の作製方法 |
| US06/774,579 US4778236A (en) | 1984-09-14 | 1985-09-10 | Thin film optical element |
| GB08522689A GB2165956B (en) | 1984-09-14 | 1985-09-13 | Thin film optical element and method for producing the same |
| DE3532811A DE3532811C2 (de) | 1984-09-14 | 1985-09-13 | Optisches Dünnschichtelement |
| FR858513617A FR2570516B1 (fr) | 1984-09-14 | 1985-09-13 | Element optique a couche mince et son procede de fabrication |
| US07/202,889 US4886587A (en) | 1984-09-14 | 1988-06-06 | Method of producing thin film optical element by ion injection under electric field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192901A JPH0827471B2 (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170535A JPS6170535A (ja) | 1986-04-11 |
| JPH0827471B2 true JPH0827471B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16298859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59192901A Expired - Fee Related JPH0827471B2 (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827471B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0397895A1 (en) * | 1989-05-13 | 1990-11-22 | SELENIA INDUSTRIE ELETTRONICHE ASSOCIATE S.p.A. | Method for the fabrication of LiNbO3 single mode planar optical guide lenses |
| JP7411255B2 (ja) * | 2018-07-16 | 2024-01-11 | ルムス エルティーディー． | 偏光された内部反射体を採用する導光光学素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59176730A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-06 | Fujitsu Ltd | 光スイツチ |
| JPS60182424A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-18 | Nec Corp | 光制御回路 |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP59192901A patent/JPH0827471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ’８４春期応物講演会予稿３／９−Ｋ−７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6170535A (ja) | 1986-04-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |