JPH09197152A

JPH09197152A - 光導波路およびそれを用いた光情報検出装置

Info

Publication number: JPH09197152A
Application number: JP8010288A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shionoya; 孝塩野谷; Junji Ikeda; 順司池田; Keiji Matsuura; 恵二松浦; Masaaki Doi; 正明土肥
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】偏光方位の異なる２つの直線偏光のうち、一方
の直線偏光にはシングルモード光導波路、他方の直線偏
光にはダブルモード光導波路として作用する光導波路で
あって、製造条件が緩やかな光導波路を提供する。【解決手段】本発明の光導波路は、プロトン離脱処理が
施されたニオブ酸リチウム基板に金属を拡散することに
より形成されている。例えば、基板として、波長２．８
７μｍの光の吸収係数が０．０５ｃｍ^-1以下のものを用
いる。拡散させる金属は、例えば、Ｔｉを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予め定めた、偏光
方位の異なる２つの直線偏光のうち、一方の直線偏光に
対してシングルモード光導波路、他方の直線偏光に対し
てダブルモード光導波路として作用する光導波路に関す
る。また、このような光導波路を利用して情報を検出す
る光情報検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、様々な分野で光導波路が注目され
ている。その理由は光導波路を用いることにより光学系
の小型、軽量化を図ることが可能になり、また、光軸の
調整が不要になるという利点を有しているからである。

【０００３】光導波路を作製する基板としてニオブ酸リ
チウム（ＬｉＮｂＯ₃）単結晶が広く用いられている。
ニオブ酸リチウム基板に光導波路を作製する方法として
はＴｉ拡散法が広く行われている。例えば、「光集積回
路」（西原他著、オーム社）に詳述されている。具体的
には、ニオブ酸リチウム基板上にＴｉ膜を光導波路の形
状にパターニングして形成し、その後、電気炉中で基板
を加熱し、Ｔｉをニオブ酸リチウム中に拡散させる。Ｔ
ｉの拡散した領域が、Ｔｉの拡散していない領域の屈折
率に比べ増加することにより光導波路となる。ニオブ酸
リチウム単結晶は、一軸性結晶であり、結晶の軸方向に
より屈折率に異方性を有している。Ｔｉ拡散された領域
では常光線と異常光線の両方の屈折率が増加する。

【０００４】光導波路は、光導波路と基板との屈折率の
差、光導波路の幅または屈折率分布によって、０次モー
ド光のみが励振される（シングルモードで光を伝搬す
る）シングルモード光導波路と、０次と１次の２つのモ
ード光が励振され得る（ダブルモードで光を伝搬する）
ダブルモード光導波路と、０次、１次及び２次以上の３
つ以上のモード光が励振され得る（マルチモードで光を
伝搬する）マルチモード光導波路とに分類される。この
とき、ダブルモード光導波路とマルチモード光導波路
は、常に複数のモード光が励振されるものではなく、最
大いくつのモード光が励振されるかで分類される。例え
ば、光導波路に入射する光の位置や状態によって０次モ
ード光のみが励振されることもある。

【０００５】このような光導波路を全く新しい分野へ応
用したものとして、ダブルモード光導波路におけるモー
ド干渉現象を利用した光情報検出装置があり、様々な応
用分野が考えられる有用なデバイスとして各方面の注目
を集めている。その基本原理およびモード干渉型レーザ
走査顕微鏡への応用については、H．０oki ａnd J．Iw
ａsａki，０pt．Commun．８５（１９９１）１７７‐１
８２および特開平４‐２０８９１３号公報及び特開平４
‐２９６８１０号公報に詳述されている。また、光ピッ
クアップヘの応用については、特開平４‐２５２４４４
号公報に詳述されている。

【０００６】上述のモード干渉型レーザ走査顕微鏡は、
ダブルモード光導波路に分岐部を介して３本のシングル
モード光導波路を接続した光導波路デバイスを利用し
て、被検物体の傾斜や反射率の分布を検出する。照明光
は、３本のシングルモード光導波路のうち中央のシング
ルモード光導波路に入射させ、分岐部を介してダブルモ
ード光導波路に入射させる。中央のシングルモード光導
波路とダブルモード光導波路の中心線が一致している場
合は、ダブルモード光導波路の０次モードのみが励振す
る。ダブルモード光導波路は、０次モードのみで伝搬し
た照明光を、被検物体に向けて照射する。

【０００７】０次モードのみで伝搬した光は、シングル
モード状態で光導波路から出射するため、このような照
明光が照射された被検物体に段差や反射率の分布がある
と、被検物体からの反射光には、段差や反射率分布を反
映した非対称性が生じる。この被検物体からの反射光を
ダブルモード光導波路に入射させると、反射光の位相分
布が傾斜しているか、強度分布が非対称になっている場
合には、０次モードと１次モードとが励振され、両モー
ドの干渉光が蛇行しながら伝搬され、３本のシングルモ
ード光導波路に分配される。３本のシングルモード光導
波路の両脇のシングルモード光導波路に分配された光の
強度差を検出することにより、被検物体からの反射光の
対称性を検出できる。

【０００８】ここでダブルモード光導波路を伝搬する０
次モードと１次モード光の位相差が１８０゜となる長さ
（完全結合長）をＬｃとし、光導波路のうちダブルモー
ドで光が伝搬可能な領域の長さをＬとすると、

【０００９】

【数１】Ｌ＝Ｌｃ（２ｍ＋１）／２（ｍ＝０、１、２、・・・）・・・（１）となるとき、被検物体の段差による反射光の位相分布の
情報（位相情報）のみが検出され、

【００１０】

【数２】Ｌ＝ｍＬｃ（ｍ＝１、２、３、・・・）・・・（２）となるとき、被検物体の透過率や反射率による反射光の
振幅分布の情報（振幅情報）のみが検出され、また、ダ
ブルモード領域の長さを（１）、（２）式以外の任意の
長さにすると、位相分布の情報（位相情報）と振幅分布
の情報（振幅情報）との両者を、任意の割合で検出する
ことができる。この構成はモード干渉系となる。

【００１１】ここで、ダブルモードで光が伝搬可能な領
域の長さとは、ダブルモード光導波路、分岐部および３
本のシングルモード導波路において、ダブルモードで光
が伝搬可能な実質的長さである。例えば、３本のシング
ルモード光導波路の間隔が近接している領域では、３本
のシングルモード光導波路の間で結合が起こり、この領
域では光がダブルモードで伝搬することがある。従っ
て、上述のダブルモード領域の長さＬとは、光が実質的
にダブルモードで伝搬している長さで定義される。

【００１２】また、光導波路を作製する基板にニオブ酸
リチウム等の電気光学効果を有する材料を用い、ダブル
モード光導波路の近傍にバッファ層を介して電極を配置
し、この電極から電界を印加することにより、上記した
完全結合長の長さを変化させることが行われている。電
極に印加する電圧を制御することによって、ダブルモー
ド領域の幾何学的な長さが一定であっても被検物体の位
相情報、振幅情報及び位相情報と振幅情報を任意に得る
ことができる。

【００１３】上述したモード干渉型レーザ走査顕微鏡で
は、中央のシングルモード光導波路の中心線と、ダブル
モード光導波路の中心線とが一致するように光導波路デ
バイスを形成することによって、中央のシングルモード
光導波路からダブルモード光導波路へ入射する光に、ダ
ブルモード光導波路での０次モード光のみを励振させる
構成になっている。

【００１４】しかしながら、中央のシングルモード光導
波路の中心線とダブルモード光導波路の中心線とが完全
に一致するように光導波路デバイスを製造するのは製造
プロセス上困難である。

【００１５】というのは、光導波路を作製する際、中心
線がずれたり、分岐領域部分が中心対称でなく非対称に
なったり、ダブルモード光導波路の屈折率分布に片寄り
が生じたりすると、ダブルモード領域内に０次モード光
の他に１次モード光も励振されてしまう可能性がある。
１次モード光が励振された場合には、光導波路から出射
する光は、シングルモード状態でないため、被検物体の
反射光から、被検物体の微視的な傾斜を検出することが
できなくなる。そのため、光導波路デバイスを高精度に
製作しなければならず、高価な装置になる。

【００１６】この問題点を解決するため特開平６−１６
０７１８号公報に記載されているモード干渉型レーザ走
査顕微鏡は、ダブルモード光導波路を、屈折率に異方性
を有する材料によって形成し、照明光の偏光に対して
は、シングルモード光導波路であり、反射光の偏光に対
しては、ダブルモード光導光導波路となるように構成す
ることを提案している。これにより、シングルモード光
導波路の中心線が、ダブルモード光導波路の中心線と完
全に一致していなくとも、照明光を０次モードのみで伝
搬させて、端面から出射させることかできる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開平６−１６０７１８号公報記載の構成は、照明光の
偏光に対してシングルモード、それに直交する反射光の
偏光に対してダブルモードとなる光導波路を作製するた
めの製造工程が複雑であり、製造条件が厳しく、製造コ
ストが高くなるという問題があった。

【００１８】本発明は、予め定めた、偏光方位の異なる
２つの直線偏光のうち、一方の直線偏光に対してはシン
グルモード光導波路、他方の直線偏光対してはダブルモ
ード光導波路として作用する光導波路であって、製造条
件が緩やかな光導波路、ならびに、このような光導波路
を用いた光情報検出装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、予め定めた偏光方位ａの直線偏光
の照明光を０次モードのみで伝搬し情報を検出すべき物
体に向けて照射するとともに、前記被検物体からの反射
光であって前記偏光方位ａとは異なる、予め定めた偏光
方位ｂの直線偏光の光を０次モードのみ、もしくは、０
次モードと１次モードとで伝搬するための光導波路と、
前記光導波路を伝搬してきた前記反射光の対称性を検出
するための検出手段とを有し、前記光導波路は、プロト
ン離脱処理が施されたニオブ酸リチウム基板に金属を拡
散することにより形成されていることを特徴とする光情
報検出装置が提供される。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について説
明する。

【００２１】まず、本発明の第１の実施の形態の光導波
路の製造方法について説明する。

【００２２】発明者らは、ニオブ酸リチウム基板にＴｉ
を拡散させることにより形成する光導波路において、基
板として、プロトン離脱処理を施された基板を用いるこ
とにより、従来よりも緩やかな製造条件で、入射する光
の偏光方位によってダブルモード導波路およびシングル
モード導波路として作用する光導波路が得られることを
見いだした。

【００２３】製造方法を以下具体的に説明する。

【００２４】ニオブ酸リチウム基板１として、予め基板
１中のプロトン量を減少させる処理すなわちプロトン離
脱処理が施されたニオブ酸リチウム基板１を用意する。
プロトン離脱処理としては、例えば、水素イオンや水素
原子のない雰囲気中で基板を加熱する方法を用いること
ができる。本実施の形態では、予めプロトン離脱処理が
施されたニオブ酸リチウム基板（日本結晶光学株式会社
製）を用いた。基板中のプロトン濃度と光の吸収係数と
は、比例関係にあることが知られているが、本実施の形
態で用いた上述の基板は、波長２．８７μｍでの光の吸
収係数が０．０４７６ｃｍ^-1である。

【００２５】基板１の結晶方位は、Ｚカット（主平面が
結晶軸のＺ軸に垂直）である。このニオブ酸リチウム基
板１に、図１のように、光導波路形状にＴｉ膜２を形成
し、リフトオフ法もしくはエッチング法を用いてパター
ニングする。本実施の形態では、形成しようとしている
光導波路の形状は、直線であり、光の伝搬方向が結晶軸
のＸ軸（Ｘ伝搬）であるので、帯状のＴｉ膜２を長手方
向がＸ軸と一致するように形成する。

【００２６】その後、Ｔｉ膜２がパターニングされたニ
オブ酸リチウム基板１を電気炉中で加熱する。図４に、
電気炉の概略構成図を示す。石英管３の周りにヒーター
４と図示しない断熱材が配置されている。この電気炉の
石英管３中にＴｉ膜２が形成された前記ニオブ酸リチウ
ム基板１を入れ、１０００℃で６時間加熱する。この加
熱中に石英管３にはチューブ７から乾燥Ｏ₂ガスを導入
する。

【００２７】加熱中の雰囲気として乾燥Ｏ₂ガスを用い
たのは、本実施の形態のようにニオブ酸リチウム結晶中
のプロトン量が少ない基板であるため、拡散雰囲気に湿
気を含んだＯ₂ガスを用いなくてもＬｉ₂Ｏの外拡散は生
じないことが知られているからである。その詳細は J
ａpａnese Jounａl of Applied Physics Vol．３３（１
９９４）pp.L９５７−L９５８ Pａrt２，No．７A A.Koi
de,H.Shimizu ａnd T.Sａito に報告されている。

【００２８】加熱することにより、図２のように、Ｔｉ
膜２のＴｉがニオブ酸リチウム基板中に拡散していき、
Ｔｉの拡散した領域８の屈折率がニオブ酸リチウムの屈
折率より増加し、光導波路となる。その後、光導波路の
端面を研磨し、光導波路が完成する。

【００２９】本実施の形態では、基板１上に配置するＴ
ｉ膜２の膜厚を２００オングストロームとし、その幅を
２．５μｍ以上８．０μｍ以下の範囲で、０．５μｍ刻
みに変化させた１０種類の試料を作成した（表１）。こ
のＴｉ膜２を上述の方法で拡散させ光導波路８を形成し
た。

【００３０】完成した１０種類の光導波路８の波長０．
６３２８μｍの光に対するモード次数を測定した。測定
は、次の手順で行った。まず、光導波路８の一方の端面
からヘリウムネオンレーザ光を入射させ、別の端面から
出射する光の近視野像をカメラで撮影する。そして、光
の入射位置を光導波路８の幅方向にずらし、近視野像の
パターンの変化を観察することにより、励振する最大次
数のモードを確認する。よって、この方法を用いて確認
されるモード次数は、導波路の幅方向についてのモード
次数である。モード次数の測定結果を表１に示す。ま
た、導波路の深さ方向のモード次数を別途調べたところ
偏光方向に関わらず全て最大モード次数が０次モードの
シングルモード導波路であった。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１のように、拡散前のＴｉ膜２の幅が
５．０μｍ、５．５μｍ、６．０μｍの場合、完成した
光導波路８が常光線に対しては１次モードが励振しダブ
ルモード光導波路となり、異常光線に対しては０次モー
ドのみが励振しシングルモード光導波路となり、目的と
する光導波路が得られることがわかった。

【００３３】これに対し、比較例として、プロトン離脱
処置を施さない基板を用い、他の条件を第１の実施の形
態と同じにして作成した光導波路は、拡散前のＴｉ膜の
幅が５．５μｍの場合のみで、常光線に対しては１次モ
ードが励振しダブルモード光導波路となり、異常光線に
対しては０次モードのみが励振しシングルモード光導波
路となる。

【００３４】

【表２】

【００３５】このことから、プロトン離脱処理を施した
ニオブ酸リチウム基板を用いる本発明の第１の実施の形
態の製造方法は、拡散前のＴｉ膜２の幅が５．０μｍ以
上６．０μｍ以下の少なくとも１μｍの範囲に含まれて
いれば、目的とする光導波路が得られるが、プロトン離
脱処理を施さない基板を用いた比較例では、拡散前のＴ
ｉ膜の幅が５．５μｍのみで目的とする光導波路が得ら
れ、５．５μｍから±０．５μｍずれると目的とする光
導波路は得られないことがわかる。よって、入射光の偏
光方位によってシングルモード光導波路またはダブルモ
ード光導波路として機能する光導波路を作成しようとし
た場合、本発明のようにプロトン離脱処理を施したニオ
ブ酸リチウム基板を用いることにより、Ｔｉ膜の幅とし
て少なくとも±０．５μｍの誤差を許容することがで
き、製造条件を緩やかにすることができる。

【００３６】つぎに、本発明の第２から第４の実施の形
態として、Ｔｉ膜２の厚さを変えて第１の実施の形態と
同様に光導波路を作成することにより、入射光の偏光方
位によってシングルモード光導波路またはダブルモード
光導波路として機能する光導波路が作成できるＴｉ膜２
の幅の範囲を調べた。

【００３７】第２実施の形態ではＴｉ膜厚を２２０オン
グストロームとし、その他の光導波路の作製条件は第１
実施の形態と同様にした。

【００３８】第２の実施の形態で得られた光導波路のモ
ード次数の測定結果を表３に示す。

【００３９】

【表３】

【００４０】表３から拡散前のＴｉ膜２の幅が４．５μ
ｍ、５．０μｍ、５．５μｍ、６．０μｍの場合、得ら
れた光導波路が、常光線に対しては１次モードが励振し
ダブルモード光導波路となり、異常光線に対しては０次
モードのみが励振しシングルモード光導波路となり、目
的とする光導波路となることがわかる。

【００４１】第３実施の形態ではＴｉ膜厚を２４０オン
グストロームとし、その他の光導波路作製条件は第１実
施の形態と同様にした。

【００４２】第３の実施の形態で得られた光導波路のモ
ード次数の測定結果を表４に示す。

【００４３】

【表４】

【００４４】表４から拡散前のＴｉ膜２の幅が４．５μ
ｍ、５．０μｍ、５．５μｍの場合、得られた光導波路
が、常光線に対しては１次モードが励振しダブルモード
光導波路となり、異常光線に対しては０次モードのみが
励振しシングルモード光導波路となり、目的とする光導
波路となることがわかる。

【００４５】本発明の第４実施の形態では、Ｔｉ膜厚を
２６０オングストロームとし、その他の光導波路作製条
件は第１の実施の形態と同様にした。

【００４６】第４の実施の形態で得られた光導波路のモ
ード次数の測定結果を表５に示す。

【００４７】

【表５】

【００４８】表５から拡散前のＴｉ膜２の幅が４．０μ
ｍ、４．５μｍ、５．０μｍの場合、得られた光導波路
が、常光線に対しては１次モードが励振しダブルモード
光導波路となり、異常光線に対しては０次モードのみが
励振しシングルモード光導波路となり、目的とする光導
波路となることがわかる。

【００４９】上述した第１〜第４の実施の形態および比
較例において、目的とする光導波路が得られたＴｉ膜の
幅と、他の製造条件をまとめて図８に示す。図８からわ
かるように、プロトン離脱処理を施した基板を用いた本
発明では、Ｔｉ膜の厚さを変えても、いずれも、少なく
とも１μｍの範囲のＴｉ膜幅で目的とする光導波路を得
ることができる。よって、Ｔｉ膜幅としては、従来より
も緩やかな製造条件で、常光線に対しては１次モードが
励振しダブルモード光導波路となり、異常光線に対して
は０次モードのみが励振しシングルモード光導波路とな
る光導波路を製造することができる。

【００５０】また、第５、第６および第７の実施の形態
として、第１の実施の形態と同様にプロトン離脱処理を
施した基板を用い、基板の主平面を結晶軸のＸ軸に垂直
にし、光をＹ軸方向に伝搬（ＸカットＹ伝搬）させるよ
うに光導波路を製造した場合について説明する。第５、
第６および第７の実施の形態の製造条件ならびに目的と
する光導波路が得られたＴｉ膜の幅を図９に示す。

【００５１】第５の実施の形態では、ニオブ酸リチウム
基板の結晶方位をＸカットＹ伝搬とし、Ｔｉ膜厚を３０
０オングストロームとし、その他の光導波路作製条件
は、第１の実施の形態と同様にした。

【００５２】得られた光導波路のモード次数の測定結果
を表６に示す。表６中で、記号−は光が全く導波しなか
ったことを示す。

【００５３】

【表６】

【００５４】表６から、拡散前のＴｉ膜２の幅が５．５
μｍ、６．０μｍ、６．５μｍの場合、光導波路は、常
光線に対しては１次モードが励振しダブルモード光導波
路となり、異常光線に対しては０次モードのみが励振し
シングルモード光導波路となり、目的とする光導波路に
なることがわかる。

【００５５】第６の実施の形態ではニオブ酸リチウム基
板の結晶方位をＸカットＹ伝搬とし、Ｔｉ膜厚を３２０
オングストロームとし、その他の光導波路作製条件は第
１の実施の形態と同様にした。

【００５６】得られた光導波路のモード次数の測定結果
を表７に示す。

【００５７】

【表７】

【００５８】表７から、拡散前のＴｉ膜２の幅が５．５
μｍ、６．０μｍ、６．５μｍの場合、光導波路は、常
光線に対しては１次モードが励振しダブルモード光導波
路となり、異常光線に対しては０次モードのみが励振し
シングルモード光導波路となり、目的とする光導波路に
なることがわかる。

【００５９】第７の実施の形態ではニオブ酸リチウム基
板の結晶方位をＸカットＹ伝搬とし、Ｔｉ膜厚を４００
オングストロームとし、熱処理温度を１０５０℃とし
た。その他の光導波路作製条件は第１の実施の形態と同
様にした。

【００６０】得られた光導波路のモード次数の測定結果
を表８に示す。但し、本実施の形態では、モード次数の
測定を波長０．８３０μｍの半導体レーザを用いて行っ
た。

【００６１】

【表８】

【００６２】表８から、拡散前のＴｉ膜２の幅が５．１
μｍ、５．４μｍ、６．２μｍ、６．９μｍの場合、光
導波路は、常光線に対しては１次モードが励振しダブル
モード光導波路となり、異常光線に対しては０次モード
のみが励振しシングルモード光導波路となり、目的とす
る光導波路になることがわかる。

【００６３】図９からわかるように、プロトン離脱処理
を施した基板を用いた本発明では、Ｔｉ膜の厚さや基板
の結晶軸方向を変えても、少なくとも１μｍの範囲のＴ
ｉ膜幅で目的とする光導波路が得ることができる。よっ
て、Ｔｉ膜幅としては、従来よりも緩やかな製造条件
で、常光線に対しては１次モードが励振しダブルモード
光導波路となり、異常光線に対しては０次モードのみが
励振しシングルモード光導波路となり、目的とする光導
波路を製造することができる。

【００６４】次に、本発明の別の実施の形態の光導波路
の製造方法について説明する。

【００６５】本発明者らは、入射光の偏光方位によって
シングルモード光導波路およびダブルモード光導波路と
して機能する光導波路を、プロトン離脱処理を施してい
ないニオブ酸リチウム基板を用いながら、Ｔｉ膜の幅の
条件を比較的緩やかにすることのできる製造条件を探索
した。

【００６６】その結果、プロトン離脱処理を施していな
いニオブ酸リチウム基板では、少なくとも以下に詳述す
る第８から第１１の実施の形態の製造条件においては、
光導波路のＴｉ濃度をできるだけ低く抑えることによ
り、目的とする光導波路を製造できるＴｉ幅の条件が緩
やかになる傾向があることがわかった。Ｔｉ拡散工程に
おいて、Ｔｉの拡散深さは加熱時間に依存し、光導波路
のＴｉ濃度はＴｉ膜厚に依存するため、Ｔｉ膜厚を薄く
することによりＴｉ膜の幅の製造精度が緩やかにでき
る。但し、Ｔｉ膜厚を薄くしすぎると屈折率の増加量が
小さくなり、光導波路が形成されなくなるため、適切な
厚さに設定する必要がある。

【００６７】まず、本発明の第８の実施の形態では、基
板１としてプロトン離脱処理を施していないニオブ酸リ
チウム基板を用い、基板１の主平面を、結晶軸のＸ軸に
垂直にした。この基板１上に、結晶軸のＹ軸方向に光を
伝搬するようにＴｉ膜２を形成する（ＸカットＹ伝
搬）。Ｔｉ膜の膜厚は、４００オングストロームとし
た。そして、Ｔｉ膜２の幅を表９のように２．６μｍ以
上８．５μｍ以下の範囲で変化させた１１種類の試料を
用意した。

【００６８】そして、これらの試料を電気炉中で加熱
し、Ｔｉを拡散させた。図３は、加熱に用いた電気炉の
概略構成図である。石英管３の周りにヒーター４と図示
しない断熱材が配置されている。この電気炉の石英管３
中に前述の試料を入れ、１０００℃で６時間加熱する。
この加熱中に乾燥Ｏ₂ガスをバブラー５に導入し、約６
０℃の温水６中を通して水蒸気を含ませ、チューブ７か
ら石英管３中に導入する。このように、ガスに水蒸気を
含ませるのは、Ｌｉ₂Ｏの外拡散を抑止するためであ
る。これによりＴｉ膜２が基板１中に拡散していき、図
２のようにＴｉの拡散した部分８の屈折率がニオブ酸リ
チウムの屈折率より増加し、光導波路となる。その後、
光導波路の端面を研磨し、光導波路を完成させた。

【００６９】完成した光導波路に励振する最大のモード
次数の測定を行った。モード次数の測定は、第１の実施
の形態と同じであるが、入射させる光は、波長０．８３
０μｍの半導体レーザ光とした。測定したモード次数を
表９に示す。

【００７０】

【表９】

【００７１】表９から拡散前のＴｉ膜の幅が４．１μ
ｍ、４．６μｍ、５．１μｍ、５．４μｍの場合、異常
光線に対しては１次モードが励振しダブルモード光導波
路となり、常光線に対しては０次モードのみが励振しシ
ングルモード光導波路となり、目的とするモード次数が
得られることがわかる。

【００７２】また、第９の実施の形態として、Ｔｉ膜の
厚さを４５０オングストロームにし、他の製造条件は、
第８の実施の形態と同じにした場合の光導波路のモード
次数を表１０に示す。

【００７３】

【表１０】

【００７４】さらに、第１０の実施の形態として、Ｔｉ
膜の厚さを５００オングストロームにし、他の製造条件
は、第８の実施の形態と同じにした場合の光導波路のモ
ード次数を表１１に示す。

【００７５】

【表１１】

【００７６】また、上述の第８から第１０の実施の形態
の製造条件と、目的とするモード次数の光導波路が得ら
れるＴｉ膜の幅とを図１０に示す。また、目的とするモ
ード次数が得られるＴｉ膜の幅の許容範囲（Ｔｉ膜幅の
種類数）と、Ｔｉ膜厚との関係を示すグラフを図１２に
示す。図１０、図１２から明らかなように、Ｔｉ膜厚が
厚くなるほどＴｉ膜幅の許容範囲が狭くなる。

【００７７】具体的には、第８から第１０の実施の形態
の製造条件では、Ｔｉ膜厚を５００オングストローム以
下にすることにより、少なくとも０．４μｍのＴｉ膜幅
の許容範囲が得られる。また、Ｔｉ膜厚を４５０オング
ストローム以下にすることにより、少なくとも１μｍ以
上のＴｉ膜幅の許容範囲が得られる。

【００７８】このように、プロトン離脱処理を施してい
ない基板を用いる場合には、Ｔｉ膜の膜厚を薄く抑える
ことにより、Ｔｉ膜の幅の許容範囲を従来よりも緩やか
にすることができる。

【００７９】つぎに、第１１の実施の形態として、Ｔｉ
膜の膜厚を薄く抑えた場合のさらに別の製造条件を図１
１を用いて説明する。

【００８０】本実施の形態では、基板１の主平面が結晶
軸のＺ軸に垂直であり、光の伝搬方向を結晶軸のＸ軸に
平行にした（ＺカットＸ伝搬）。そして、Ｔｉ膜厚を２
２０オングストロームに抑えた。Ｔｉ膜幅は、３．０μ
ｍ以上８．５μｍ以下の範囲で変化させ、表１２のよう
な１０種類の試料を作製した。そして、第８の実施の形
態と同様に光導波路を作製して、モード次数を測定し
た。その結果を表１２に示す。

【００８１】

【表１２】

【００８２】図１１および表１２から明らかなように、
Ｔｉ膜厚を２２０オングストロームに抑えることによ
り、Ｔｉ膜幅４．５μｍ、５．０μｍ、５．５μｍで目
的とするモード次数が得られ、少なくとも１μｍの許容
範囲が得られることがわかる。

【００８３】つぎに、本発明の第１２の実施の形態とし
て、上述の実施の形態で製造した光導波路を用いたモー
ド干渉型レーザ走査顕微鏡について、図５を用いて説明
する。

【００８４】第１２の実施の形態のモード干渉型レーザ
走査顕微鏡は、図５のように、被検物体１０９に光を照
射するためのレーザ光源１０１と、被検物体１０９から
反射光を検出するための光検出器１１４、１１５とが備
えられた光導波路デバイスを用いている。光導波路デバ
イスは、ニオブ酸リチウム基板１０３上に、レーザ光源
１０１から照射された照明光と、被検物体１０９からの
反射光とを伝搬するための光導波路が形成されている。
具体的には、主幹光導波路１０４と、主幹光導波路１０
４を３本の光導波路に分岐する分岐部１１３と、分岐部
１１３に接続された３本の枝光導波路１１０、１０２、
１１１とが形成されている。

【００８５】レーザ光源１０１は、偏光方向ａ（光導波
路の深さ方向の偏光）の直線偏光を出射する光源であ
り、中央の枝光導波路１０２の端面に配置されている。
本実施の形態では、レーザ光源１０１として、波長０．
６３２８μｍの半導体レーザを用いた。中央の枝光導波
路１０２は、レーザ光源１０１から発せられる偏光方向
ａの直線偏光に対してシングルモードとなるように形成
されている。レーザ光源１０１から出射された光は、中
央の枝光導波路１０２と主幹光導波路１０４とを伝搬し
て、主幹光導波路の端面１０５から被検物体１０９に対
して照射される。

【００８６】基板１０３と被検物体１０９との間には、
四分の一波長板１０６と、Ｘ−Ｙ２次元スキャンニング
手段１０７と、対物レンズ１０８とが順に配置され、照
明光の直線偏光を円偏光に変換し、走査し、被検物体１
０９上に集光する。これらの光学系は、被検物体１０９
からの円偏光の反射光を、照明光と直交する偏光方向ｂ
（光導波路の幅方向の偏光）の直線偏光に変換し、主幹
光導波路１０４の端面１０５に集光させる光学系を兼ね
ている。

【００８７】被検物体１０９からの反射光は、主幹光導
波路１０４の端面１０５から入射して、主幹光導波路１
０４を導波した後、分岐されて３本の枝光導波路１１
０、１０２、１１１を伝搬する。枝光導波路１１０、１
１１は、偏光方向ｂの光に対して、シングルモード導波
路となるように構成されている。光検出器１１４、１１
５は、両脇の枝光導波路１１０、１１１の端面に配置さ
れ、枝光導波路１１０、１１１を伝搬してきた光の強度
を検出する。

【００８８】主幹光導波路１０４は、上述のように偏光
方向ａ（光導波路の深さ方向の偏光）の直線偏光に対し
てシングルモード光導波路であるが、偏光方向ｂ（光導
波路の偏方向の偏光）の直線偏光である反射光に対して
は、ダブルモード光導波路となるように構成されてい
る。光検出器１１４、１１５には、光量の差を求めるた
めの差動検出手段１１６が接続されている。差動検出器
１１６の出力信号１１７は、制御手段１１８に入カされ
る。また、制御手段１１８には、Ｘ−Ｙ２次元スキャニ
ング手段１０７が接続されていて、光スポットの位置を
制御手段１１８に入力する。制御手段１１８は、被検物
体１０９の微分信号像を合成してモニタ１１９に表示さ
せる。

【００８９】次に、基板１０３上に形成された各光導波
路１０４、１１０、１０２、１１１の構成について詳細
に説明する。

【００９０】基板１０３としては、ＺカットＸ伝搬のニ
オブ酸リチウムであって、プロトン離脱処理が施された
ものを用いた。主幹光導波路１０４および、枝光導波路
１１０、１０２、１１１は、Ｔｉ拡散法で作製されてい
る。

【００９１】枝光導波路１０２、１１０、１１１は、偏
光方向ａ（異常光線）と偏光方向ｂ（常光線）の両方に
対してシングルモード光導波路である。主幹光導波路１
０４は、偏光方向ａ（異常光線）については、シングル
モード光導波路であるが、偏光方向ｂ（常光線）につい
ては、ダブルモード光導波路である。主幹光導波路１０
４および枝光導波路１０２、１１０、１１１は、第１の
実施の形態の製造方法を用いることにより同時に形成す
ることができる。但し、枝光導波路は、Ｔｉ膜２の幅を
２．５μｍ以上４．５μｍ以下にすることにより、偏光
方向ａ（異常光線）と偏光方向ｂ（常光線）の両方に対
してシングルモード光導波路となるようにする。

【００９２】さらに、基板１０３上に光導波路１０４、
１１０、１０２、１１１を作製する製造方法について具
体的に説明する。まず、ニオブ酸リチウム基板１０３上
に、主幹光導波路の領域１０４に幅５．５μｍのＴｉ膜
を、枝光導波路１１０、１０２、１１１の領域に幅３．
５μｍのＴｉ膜を膜厚２００オングストロームパターニ
ングして堆積させる。パターニング方法としては周知の
リフトオフ法を用いる。本実施の形態では、第１の実施
の形態の製造方法を用いているため、主幹光導波路１０
４のためのＴｉ膜幅としては、±０．５μｍの誤差を許
容できる。よって、リフトオフ法により容易に形成する
ことができる。次に、図４に示す電気炉中の石英管３に
ニオブ酸リチウム基板を入れ、温度１０００℃で６時間
加熱する。この加熱中に乾燥Ｏ₂ガスを石英管３中に導
入する。

【００９３】その後、バッファ層としてＥＢ蒸着法でＳ
ｉＯ₂膜を２０００オングストローム堆積し、ＥＢ蒸着
法で電極材料のＡｌを５０００オングストローム堆積
し、電極１１２の形状にエッチング法でパターニング
し、光導波路の両端面を研磨することで光導波路デバイ
スができあがる。

【００９４】このような光導波路をもちいることによ
り、枝光導波路１０２および主幹光導波路１０４は、照
明光に対して両者共シングルモードであるので、光量を
効率良く受け渡すことができる程度の精度に接続されて
いれば十分であるので、基板１０３上の分岐部１１３
は、容易に形成することができる。

【００９５】また、主幹光導波路１０４は、被検物体１
０９からの反射光に対してはダブルモード光導波路であ
るで、伝搬した光を技光導波路１１０、１１１に分岐す
ることによって、反射光から被検物体の微分情報を取り
出すことができる。

【００９６】ここで、本実施の形態のモード干渉走査レ
ーザ顕微鏡によって、反射光からの被検物体の微分情報
を取り出すことができる原理についてさらに説明する。

【００９７】主幹光導波路１０４の端面１０５を射出し
た照明光は、上述のように光導波路の深さ方向の直線偏
光であり、四分の一波長板１０６を通過することによっ
て円偏光に変換され、Ｘ−Ｙ２次元スキャンニング手段
１０７を経て、対物レンズ１０８に入射し、物体面１０
９上に集光される。スポット光で照明された物体１０９
上の一点に傾きまたは反射率の勾配があった場合、スポ
ット光の反射光に位相分布の傾斜または強度分布に非対
称が生じる。反射光は、再び対物レンズ１０８およびＸ
−Ｙ２次元スキャニング手段１０７を経て、再び四分の
一波長板１０６を通過することによって、偏光が円偏光
から光導波路出射時の偏光方向と直交した光導波路の幅
方向の偏光方向の直線偏光に変換され、主幹光導波路１
０４の端面１０５上に集光される。

【００９８】ここで光導波路１０４の入射端がピンホー
ルと同様の動きをするので、この構成はコンフォーカル
レーザ走査顕微鏡を構成する。スポット光の反射光に位
相分布の傾斜または強度分布の非対称があった場合、異
常光線に対するダブルモード光導波路１０４内に０次、
１次両モードが励振され、両モードの干渉により分岐領
域１１３に達した時に、２本の枝光導波路１１０、１１
１に分配される光量が異なる。したがって、２つの光検
出器１１４、１１５に達する光パワーの比が変化する。
よって、差動検出手段１１６によって２つの検出器１１
４、１１５の出力の差信号をとることにより物体１０９
上の微小な段差または反射率変化を検出することかでき
る。

【００９９】このとき異常光線に対するダブルモード光
導波路の長さＬは、完全結合長をＬｃとして、物体の位
相分布を観察するときは、Ｌ＝Ｌｃ（２ｍ＋１）／２（ｍ＝０、１、２、・
・・）同様に、物体の強度分布を観察するときは、Ｌ＝ｍＬｃ（ｍ＝１、２、・・・）とすればよい。また、ダブルモード光導波路の長さＬが
上記以外の時は物体の位相分布と強度分布をその長さに
対応した割合で同時に観察することができる。この構成
は、モード干渉系となる。これらのことについては、特
開平４−２０８９１３号公報に詳細に記戟されている。

【０１００】このとき、上述のダブルモード光導波路の
長さＬとは、主幹光導波路１０４の長さにくわえ、分岐
部１１３で光がダブルモードで伝搬する部分の長さを加
味することにより定められる長さである。というのは、
分岐部１１３においても、導波路間が接近している部分
では、光は、ダブルモードで伝搬し得るためである。

【０１０１】また、ニオブ酸リチウム基板１０３は、電
気光学効果を有しているので、主幹導波路１０４の近傍
に図示しないバッファ層を介して配置した電極１１２を
用いて、電極１１２から電界を印加することにより、完
全結合長Ｌｃを変化させることができる。よって、上記
２つの条件は電極１１２に印加する電圧を調整すること
で、同一のダブルモード領域の長さＬに対して成り立
つ。即ち、１つの光導波路デバイスで物体の位相情報と
強度分布とを独立に検出することができる。

【０１０２】上述してきたような光導波路を用いること
により、照明光は、主幹光導波路１０４においては、常
に０次モードのみで伝搬される。従来、１次モードを励
振しないために、機械的に高精度に、枝光導波路１０２
と主幹光導波路１０４との接続部を製造する必要があっ
たが、第９実施の形態では、照明光に対して、双方シン
グルモード光導波路であるので１次モードが励振される
恐れはなく、光量が効率良く受け渡される程度の精度で
十分である。これにより、基板１０３上の分岐部１１３
は、容易に製造することのできるので、製造コストが低
くでき、照明光を０次モードのみで伝搬することのでき
る光導波路を備え、かつ、安価なモード干渉型レーザ走
査顕微鏡が実現される。

【０１０３】つぎに、本発明の第１３の実施の形態とし
て、第１２の実施の形態のモード干渉型レーザ走査顕微
鏡に用いることのできる光導波路デバイスの別の構成を
図６を用いて説明する。

【０１０４】図６の光導波路デバイスにおいて、図５の
光導波路デバイスと共通な部品については番号を同じに
した。第１３の実施の形態の主幹光導波路１０４は第５
の実施の形態の光導波路の製造方法で製造された光導波
路で構成されている。

【０１０５】つぎに、ニオブ酸リチウム基板１０３上に
光導波路１０４、１１０、１０２、１１１を作製する製
造方法について説明する。まず、プロトン離脱処理が施
された結晶方位ＸカットＹ伝搬のニオブ酸リチウム基板
１０３上に、主幹光導波路の領域１０４には幅６．０μ
ｍのＴｉ膜を、枝光導波路１１０、１０２、１１１の領
域には幅４．５μｍでＴｉ膜を膜厚３００オングストロ
ームパターニングして堆積させる。パターニング方法と
しては周知のリフトオフ法を用いた。次に、図４に示す
電気炉の石英管３中に前記ニオブ酸リチウム基板を置
き、温度１０００℃で６時間加熱する。この加熱中に乾
燥Ｏ₂ガスを石英管３中に導入する。

【０１０６】その後、バッファ層としてＥＢ蒸着法でＳ
ｉＯ₂膜を２０００オングストローム堆積し、ＥＢ蒸着
法で電極材料のＡｌを５０００オングストローム堆積
し、電極の形状にエッチング法でパターニングし、光導
波路の両端面を研磨することで光導波路デバイスができ
あがる。

【０１０７】つぎに、本発明の第１４の実施の形態とし
て、第１２の実施の形態のモード干渉型レーザ走査顕微
鏡に用いることのできる光導波路デバイスについて説明
する。第１４の実施の形態の光導波路デバイスは、図６
の光導波路デバイスと同様の構成となっているので、図
６を用いて説明する。図５の光導波路デバイスと共通な
部品については番号を同じにした。

【０１０８】第１４の実施の形態の光導波路デバイスの
主幹光導波路１０４は、第８実施の形態の光導波路の製
造方法で製造された光導波路で構成されている。

【０１０９】ニオブ酸リチウム基板１０３上に光導波路
１０４、１１０、１０２、１１１を作製する製造方法に
ついて説明する。まず、ＸカットＹ伝搬ニオブ酸リチウ
ム基板であって、プロトン離脱処理が施されていない基
板１０３上の主幹光導波路の領域１０４に幅４．７μｍ
のＴｉ膜を、枝光導波路１０９、１０２、１１１の領域
に幅３．０μｍのＴｉ膜を膜厚４００オングストローム
パターニングして堆積させる。パターニング方法として
は周知のリフトオフ法を用いた。次に、図３に示す電気
炉の石英管３中に前記ニオブ酸リチウム基板を置き、温
度１０００℃で６時間加熱する。この加熱中に乾燥Ｏ₂
ガスをバブラー５に導入し、約６０℃の温水６中を通し
て水蒸気を含ませ、チューブ７から石英管３に導入す
る。

【０１１０】その後の製造方法は、第１２の実施の形態
と同じであるので、説明を省略する。

【０１１１】次に、本発明の第１５の実施の形態とし
て、第１２の実施の形態のモード干渉型レーザ走査顕微
鏡に用いることのできる光導波路デバイスについて図７
を用いて説明する。図５の光導波路デバイスと共通な部
品については番号を同じにした。

【０１１２】第１５の実施の形態の主幹光導波路１０４
は第１１の実施の形態の光導波路の製造方法で製造され
た光導波路で構成されている。

【０１１３】ニオブ酸リチウム基板１０３上に光導波路
１０４、１１０、１０２、１１１を作製する製造方法に
ついて説明する。まず、結晶方位ＺカットＸ伝搬のニオ
ブ酸リチウム基板であって、プロトン離脱処理が施され
ていない基板１０３上の主幹光導波路の領域１０４に幅
４．５μｍのＴｉ膜を、枝光導波路１０９、１０２、１
１１の領域に幅３．０μｍのＴｉ膜を膜厚２６０オング
ストロームパターニングして堆積させる。パターニング
方法としては周知のリフトオフ法を用いた。次に、図３
に示す電気炉の石英管３中に前記ニオブ酸リチウム基板
を置き、温度１０００℃で６時間加熱する。この加熱中
に乾燥Ｏ₂ガスをバブラー５に導入し、約６０℃の温水
６中を通して水蒸気を含ませ、チューブ７から石英管３
に導入する。

【０１１４】その他、構成、動作等は第９実施の形態と
同様であるため説明を省略する。

【０１１５】以上のように本発明によれば、ニオブ酸リ
チウム基板にＴｉ拡散法で光導波路を作製する際、製造
条件を限定することにより、Ｔｉ膜幅の条件を緩やかに
して、光の偏光方向によりシングルモード光導波路およ
びダブルモード光導波路になる光導波路を容易に製造す
ることができる。例えば、上述の第１〜第７の実施の形
態のように、基板として、プロトン離脱処理を施したニ
オブ酸リチウム基板を用いることにより、Ｔｉ膜幅の条
件を緩やかにすることができる。また、例えば、第８〜
第１１の実施の形態のように、Ｔｉ膜厚を薄くすること
により、Ｔｉ膜幅の条件を緩やかにすることができる。

【０１１６】また、このような製造方法で作製した光導
波路を用いることにより、第１２〜第１５の実施の形態
のように、モード干渉を用いて光情報を検出する光情報
検出装置において、照明光を０次モードでのみ伝搬して
出射し、かつ、反射光を０次モードと１次モードとで伝
搬することのでき、製造が容易な光導波路デバイスを提
供することができる。また、上述の第１２〜第１５の実
施の形態では、第１〜第１１の光導波路のうちのいくつ
かをモード干渉レーザ走査顕微鏡に応用する具体例につ
いて述べたが、第１〜第１１の実施の形態の他の光導波
路をモード干渉型レーザ走査顕微鏡に用いることももち
ろん可能である。

【０１１７】上記第第１２の実施の形態では、光情報検
出デバイスをモード干渉型レーザ走査顕微鏡に用いた例
について説明したが、本発明の光情報検出装置は、顕微
鏡に限定されるものではなく、モード干渉を利用して光
の位相分布や振幅分布を検出する装置であれば他の装置
に本発明を適用することができる。

【０１１８】また、上記各実施の形態では、振動鏡や回
転ミラー等のＸ−Ｙ２次元スキャナーによって、光スポ
ットを被検物体上で走査する構成としたが、走査装置と
しては被検物体と光スポットとを相対的に移動させるも
のであれば良く、従って、光スポットを固定し、被検物
体を載置するステージを走査する構成とすることも可能
である。

【０１１９】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、偏光方
位の異なる２つの直線偏光のうち、一方の直線偏光には
シングルモード光導波路、他方の直線偏光にはダブルモ
ード光導波路として作用する光導波路であって、製造条
件が緩やかな光導波路、ならびに、このような光導波路
を用いた光情報検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光導波路の製造方法の一工程を表す斜
視図。

【図２】本発明の光導波路の斜視図。

【図３】本発明の光導波路の製造方法に用いる電気炉の
説明図。

【図４】本発明の光導波路の製造方法に用いる電気炉の
説明図。

【図５】本発明の第１２の実施の形態のモード干渉型レ
ーザ走査顕微鏡の構成を示す説明図。

【図６】本発明の第１３〜１４の実施の形態の光導波路
デバイスの構成を示す説明図。

【図７】本発明の第１５の実施の形態の光導波路デバイ
スの構成を示す説明図。

【図８】本発明の第１〜第４の実施の形態の光導波路の
製造方法を示す説明図。

【図９】本発明の第５〜第７の実施の形態の光導波路の
製造方法を示す説明図。

【図１０】本発明の第８〜第１０の実施の形態の光導波
路の製造方法を示す説明図。

【図１１】本発明の第１１の実施の形態の光導波路の製
造方法を示す説明図。

【図１２】本発明の第８〜第１０の実施の形態の光導波
路の製造方法で得られた目的とする光導波路の数（Ｔｉ
幅の種類数）と、Ｔｉ膜厚との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１、１０３・・・ニオブ酸リチウム基板２・・・Ｔｉ膜８・・・光導波路１０４・・・主幹光導波路１０２、１１０、１１１・・・枝光導波路１１３・・・分岐部１１２・・・電極１０１・・・レーザ光源１１４、１１５・・・光検出器１０６・・・四分の一波長板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土肥正明東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め定めた偏光方位ａの直線偏光の照明光
を０次モードのみで伝搬し情報を検出すべき物体に向け
て照射するとともに、前記被検物体からの反射光であっ
て前記偏光方位ａとは異なる、予め定めた偏光方位ｂの
直線偏光の光を０次モードのみ、もしくは、０次モード
と１次モードとで伝搬するための光導波路と、前記光導
波路を伝搬してきた前記反射光の対称性を検出するため
の検出手段とを有し、前記光導波路は、プロトン離脱処理が施されたニオブ酸
リチウム基板に金属を拡散することにより形成されてい
ることを特徴とする光情報検出装置。
【請求項２】請求項１において、前記基板は、波長２．
８７μｍの光の吸収係数が０．０５ｃｍ^-1以下であるこ
とを特徴とする光情報検出装置。
【請求項３】請求項１において、前記金属はＴｉである
ことを特徴とする光情報検出装置。
【請求項４】予め定めた偏光方位ａの直線偏光により励
振され得る最大モード次数が０次モードであり、しか
も、前記偏光方位ａとは異なる、予め定めた偏光方位ｂ
の直線偏光により励振され得る最大モード次数が１次モ
ードである光導波路であって、プロトン離脱処理が施されたニオブ酸リチウム基板に金
属を拡散することにより形成されていることを特徴とす
る光導波路。
【請求項５】予め定めた偏光方位ａの直線偏光により励
振され得る最大モード次数が０次モードであり、しか
も、前記偏光方位ａとは異なる、予め定めた偏光方位ｂ
の直線偏光により励振され得る最大モード次数が１次モ
ードである光導波路の製造方法であって、プロトン離脱処理が施されたニオブ酸リチウム基板上
に、Ｔｉ膜を形成し、前記基板を熱処理することにより前記Ｔｉを前記基板に
拡散させることを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項６】請求項５において、前記基板は、主平面が
結晶軸のＺ軸に垂直であり、前記Ｔｉ膜は、光の伝搬方向が結晶軸のＸ軸に一致する
ように形成され、前記熱処理は、１０００℃で６時間施され、前記Ｔｉ膜は、厚さが、２００オングストローム以上２
６０オングストローム以下であり、幅が、３．５μｍよ
り大きく、６．５μｍより小さいことを特徴とする光導
波路の製造方法。
【請求項７】請求項５において、前記基板は、主平面が
結晶軸のＸ軸に垂直であり、前記Ｔｉ膜は、光の伝搬方向が結晶軸のＹ軸に一致する
ように形成され、前記熱処理は、１０００℃以上１０５０℃以下で６時間
施され、前記Ｔｉ膜は、厚さが、３００オングストローム以上４
００オングストロームであり、幅が、５．０μｍより大
きく、７．０μｍより小さいことを特徴とする光導波路
の製造方法。
【請求項８】予め定めた偏光方位ａの直線偏光により励
振され得る最大モード次数が０次モードであり、しか
も、前記偏光方位ａとは異なる、予め定めた偏光方位ｂ
の直線偏光により励振され得る最大モード次数が１次モ
ードである光導波路の製造方法であって、主平面が結晶軸のＸ軸に垂直なニオブ酸リチウム基板上
に、厚さが５００オングストローム以下の帯状のＴｉ膜
を長手方向が結晶軸のＹ軸に一致するように形成し、前記基板を１０００℃で６時間熱処理することにより前
記Ｔｉを前記基板に拡散させることを特徴とする光導波
路の製造方法。
【請求項９】請求項８において、前記Ｔｉ膜は、厚さが
５００オングストロームであり、幅が２．６μｍより大
きく４．６μｍより小さいことを特徴とする光導波路の
製造方法。
【請求項１０】請求項８において、前記Ｔｉ膜は、厚さ
が４５０オングストロームであり、幅が３．７μｍより
大きく５．４μｍより小さいことを特徴とする光導波路
の製造方法。
【請求項１１】請求項８において、前記Ｔｉ膜は、厚さ
が４００オングストロームであり、幅が３．７μｍより
大きく６．２μｍより小さいことを特徴とする光導波路
の製造方法。
【請求項１２】予め定めた偏光方位ａの直線偏光により
励振され得る最大モード次数が０次モードであり、しか
も、前記偏光方位ａとは異なる、予め定めた偏光方位ｂ
の直線偏光により励振され得る最大モード次数が１次モ
ードである光導波路の製造方法であって、主平面が結晶軸のＺ軸に垂直なニオブ酸リチウム基板上
に、厚さが２２０オングストロームで、幅が４．０μｍ
より大きく６．０μｍより小さいの帯状のＴｉ膜を長手
方向が結晶軸のＸ軸方向に一致するように形成し、前記基板を１０００℃で６時間熱処理することにより前
記Ｔｉを前記基板に拡散させることを特徴とする光導波
路の製造方法。