JPH1164664A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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- JPH1164664A JPH1164664A JP23054497A JP23054497A JPH1164664A JP H1164664 A JPH1164664 A JP H1164664A JP 23054497 A JP23054497 A JP 23054497A JP 23054497 A JP23054497 A JP 23054497A JP H1164664 A JPH1164664 A JP H1164664A
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のリッジ構造を持つ導波路型光制御デバ
イスでは、導波路とクラッド層との屈折率差が大きいた
め、散乱損失が大きくなっていた。 【解決手段】 基板（リチウムナイオベイト基板）１１
上にリッジ状の導波路１５を形成する工程と、ゾル−ゲ
ル法によりリッジ状の導波路１５上を覆う状態にリチウ
ムタンタルナイオベイトからなるクラッド層１６を形成
する工程とを備えた光導波路の製造方法である。
イスでは、導波路とクラッド層との屈折率差が大きいた
め、散乱損失が大きくなっていた。 【解決手段】 基板（リチウムナイオベイト基板）１１
上にリッジ状の導波路１５を形成する工程と、ゾル−ゲ
ル法によりリッジ状の導波路１５上を覆う状態にリチウ
ムタンタルナイオベイトからなるクラッド層１６を形成
する工程とを備えた光導波路の製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路の製造方
法に関し、詳しくは光通信装置に用いられる光導波路の
製造方法に関する。
法に関し、詳しくは光通信装置に用いられる光導波路の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高度情報化社会に向けて情報容量が増す
にともない、光通信の実用化が進み、光スイッチングの
必要性が高まってきている。さらに、新しい光加入者シ
ステム（スイッチドアクセススター：ＳＡＳ）の提案も
なされ、光スイッチングはますます重要なデバイスとな
ってきている。しかしながら、従来の機械的な光スイッ
チング（プリズム、ミラー、ファイバー等）では、速
度、形状、信頼性などの点で集積化には、不適当であっ
た。そこで、リチウムナイオベイト（ＬｉＮｂＯ3）等
の強誘電体材料を用い、チタン（Ｔｉ）を基板中に拡散
させて光導波路を形成し、この光導波路に電界をかける
ことにより光の屈折率を電気光学効果により変化させ、
導波路中を伝送する光の位相を変化させてスイッチング
や変調を行う導波路型制御デバイスの開発が進められて
きた。
にともない、光通信の実用化が進み、光スイッチングの
必要性が高まってきている。さらに、新しい光加入者シ
ステム（スイッチドアクセススター：ＳＡＳ）の提案も
なされ、光スイッチングはますます重要なデバイスとな
ってきている。しかしながら、従来の機械的な光スイッ
チング（プリズム、ミラー、ファイバー等）では、速
度、形状、信頼性などの点で集積化には、不適当であっ
た。そこで、リチウムナイオベイト（ＬｉＮｂＯ3）等
の強誘電体材料を用い、チタン（Ｔｉ）を基板中に拡散
させて光導波路を形成し、この光導波路に電界をかける
ことにより光の屈折率を電気光学効果により変化させ、
導波路中を伝送する光の位相を変化させてスイッチング
や変調を行う導波路型制御デバイスの開発が進められて
きた。
【０００３】さらに、光が導波路を伝達していく間の損
失（伝達損失）の低減のために、例えば、ＩＥＥＥ（In
stitute of Electrical and Electronics Engineers ）
PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS "Highly Efficient 40
-GHz Bandwidth Ti:LiNbO3 Optical Modulator Employi
ng Ridge Structure (USA), 5 [1] (1993) K.Noguchi,
O.Mitomi,K.Kawano,M.Yanagibashi,p52 に開示されてい
るようなリッジ構造を有する導波路型光制御デバイスの
開発が進められてきた。このリッジ構造を有する導波路
型光制御デバイスは、マイクロ波（光波）がリッジ領域
（導波路）に集中することにより電気光学効果の増加、
動作電圧の低下等の利点がある。
失（伝達損失）の低減のために、例えば、ＩＥＥＥ（In
stitute of Electrical and Electronics Engineers ）
PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS "Highly Efficient 40
-GHz Bandwidth Ti:LiNbO3 Optical Modulator Employi
ng Ridge Structure (USA), 5 [1] (1993) K.Noguchi,
O.Mitomi,K.Kawano,M.Yanagibashi,p52 に開示されてい
るようなリッジ構造を有する導波路型光制御デバイスの
開発が進められてきた。このリッジ構造を有する導波路
型光制御デバイスは、マイクロ波（光波）がリッジ領域
（導波路）に集中することにより電気光学効果の増加、
動作電圧の低下等の利点がある。
【０００４】以下に従来のリッジ構造を有する導波路型
光制御デバイスを説明する。導波路の解析には、基板、
光が伝達していく導波路、この導波路上のクラッド層の
３層を規定して解析することが多く、その基板は電気光
学効果を有するリチウムナイオベイトで形成されてい
る。また光導波路上に電極を形成する部分を直接形成す
ると、電極となる金属膜による光の吸収が起こり導波光
の損失が生じる。そのため、例えば酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）や酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3）等のバッファ
層を上記光導波路上の全面に形成している。このバッフ
ァがクラッド層に対応する。
光制御デバイスを説明する。導波路の解析には、基板、
光が伝達していく導波路、この導波路上のクラッド層の
３層を規定して解析することが多く、その基板は電気光
学効果を有するリチウムナイオベイトで形成されてい
る。また光導波路上に電極を形成する部分を直接形成す
ると、電極となる金属膜による光の吸収が起こり導波光
の損失が生じる。そのため、例えば酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）や酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3）等のバッファ
層を上記光導波路上の全面に形成している。このバッフ
ァがクラッド層に対応する。
【０００５】次に、従来のリッジ構造を持つ導波路型光
制御デバイスの形成方法を説明する。まずリチウムナイ
オベイト基板上に、チタン（Ｔｉ）膜を形成した後、そ
のＴｉ膜をパターニングする。その後熱拡散炉で、１０
００℃、８時間程度の熱拡散処理を行って、Ｔｉ膜のＴ
ｉをリチウムナイオベイト基板中に拡散し、略半円形断
面を有する光導波路を基板表面側に形成する。
制御デバイスの形成方法を説明する。まずリチウムナイ
オベイト基板上に、チタン（Ｔｉ）膜を形成した後、そ
のＴｉ膜をパターニングする。その後熱拡散炉で、１０
００℃、８時間程度の熱拡散処理を行って、Ｔｉ膜のＴ
ｉをリチウムナイオベイト基板中に拡散し、略半円形断
面を有する光導波路を基板表面側に形成する。
【０００６】次に、蒸着，スパッタリング等の成膜技術
によって、例えばチタン（Ｔｉ）等の膜を形成した後、
その膜をパターニングして上記光導波路上にエッチング
マスクを形成する。次にこのエッチングマスクを用い、
エッチングガスにヘキサフルオロエタン（Ｃ2 Ｆ6 ）ガ
スとアルゴン（Ａｒ）ガスとを用いて、ＥＣＲ（Electr
on Cycrotron Resonance）プラズマエッチング，反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ），プラズマエッチング等の
エッチング技術によって、基板をエッチングして、上記
光導波路を含む部分をリッジ状に形成する。すなわち、
リッジ構造の光導波路を形成する。
によって、例えばチタン（Ｔｉ）等の膜を形成した後、
その膜をパターニングして上記光導波路上にエッチング
マスクを形成する。次にこのエッチングマスクを用い、
エッチングガスにヘキサフルオロエタン（Ｃ2 Ｆ6 ）ガ
スとアルゴン（Ａｒ）ガスとを用いて、ＥＣＲ（Electr
on Cycrotron Resonance）プラズマエッチング，反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ），プラズマエッチング等の
エッチング技術によって、基板をエッチングして、上記
光導波路を含む部分をリッジ状に形成する。すなわち、
リッジ構造の光導波路を形成する。
【０００７】次に上記エッチングマスクを除去した後、
蒸着，スパッタリング，プラズマＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposition ）等の成膜技術によって、例えば酸化シ
リコン（ＳｉＯ2 ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）
等からなるバッファ層を上記光導波路を覆う状態に形成
して導波路型制御デバイスを作製する。
蒸着，スパッタリング，プラズマＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposition ）等の成膜技術によって、例えば酸化シ
リコン（ＳｉＯ2 ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）
等からなるバッファ層を上記光導波路を覆う状態に形成
して導波路型制御デバイスを作製する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術で説明したリッジ構造を持つ導波路型光制御デバイ
スでは、導波光の閉じ込めは、非常に強く、放射損失は
極めて小さいことが知られている。したがって、伝搬損
失は、主に、導波路側壁での光散乱によって決まる。し
かし、上記従来の技術で説明した導波路型光制御デバイ
スでは、ＥＣＲプラズマエッチング，反応性イオンエッ
チング，プラズマエッチング等でリチウムナイオベイト
基板をエッチングしてリッジ構造の光導波路を形成して
いるために、側壁の荒れが大きくなる。そのため、伝搬
損失が大きいものとなっていた。側壁の荒れに関しての
散乱損失は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and
Electronics Engineers ） PHOTONICS JOURNAL OF QUAN
TUM ELECTRONICS "Low-LossIII-V Semicondukutor Opti
cal Waveguides (USA),27 [3] (1991) Robert J.Deri,E
li Kapon,p626に開示されているように、散乱損失を
α、モード伝搬速度をβ、側壁荒れをσ、自由空間波数
をｋ0 、導波路伝搬定数をｈ、光強度をＥs 2 ／∫
Ｅ2 、導波路とクラッド層との屈折率差をΔｎとする
と、散乱損失をαは（１）式で表される。
技術で説明したリッジ構造を持つ導波路型光制御デバイ
スでは、導波光の閉じ込めは、非常に強く、放射損失は
極めて小さいことが知られている。したがって、伝搬損
失は、主に、導波路側壁での光散乱によって決まる。し
かし、上記従来の技術で説明した導波路型光制御デバイ
スでは、ＥＣＲプラズマエッチング，反応性イオンエッ
チング，プラズマエッチング等でリチウムナイオベイト
基板をエッチングしてリッジ構造の光導波路を形成して
いるために、側壁の荒れが大きくなる。そのため、伝搬
損失が大きいものとなっていた。側壁の荒れに関しての
散乱損失は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and
Electronics Engineers ） PHOTONICS JOURNAL OF QUAN
TUM ELECTRONICS "Low-LossIII-V Semicondukutor Opti
cal Waveguides (USA),27 [3] (1991) Robert J.Deri,E
li Kapon,p626に開示されているように、散乱損失を
α、モード伝搬速度をβ、側壁荒れをσ、自由空間波数
をｋ0 、導波路伝搬定数をｈ、光強度をＥs 2 ／∫
Ｅ2 、導波路とクラッド層との屈折率差をΔｎとする
と、散乱損失をαは（１）式で表される。
【０００９】
【数１】
【００１０】そこで、導波路の形状から求められる導波
路伝搬定数や、側壁の荒れが同一のとき、導波路とクラ
ッド層との屈折率差を小さくするほど散乱損失が小さく
なる。ただし屈折率差が０だと導波路に光波が閉じ込め
られなくなる。しかし、従来のリッジ構造を持つ導波路
型光制御デバイスは、クラッド層がＳｉＯ2 （屈折率は
１．４５７）であり、またはクラッド層が形成されてい
ない（この場合にはクラッド層は空気となり、その屈折
率は１．０）。そのため、散乱損失が非常に大きいもの
となっていた。
路伝搬定数や、側壁の荒れが同一のとき、導波路とクラ
ッド層との屈折率差を小さくするほど散乱損失が小さく
なる。ただし屈折率差が０だと導波路に光波が閉じ込め
られなくなる。しかし、従来のリッジ構造を持つ導波路
型光制御デバイスは、クラッド層がＳｉＯ2 （屈折率は
１．４５７）であり、またはクラッド層が形成されてい
ない（この場合にはクラッド層は空気となり、その屈折
率は１．０）。そのため、散乱損失が非常に大きいもの
となっていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた光導波路の製造方法である。すな
わち、リチウムナイオベイト基板上にリッジ状の導波路
を形成する工程と、ゾル−ゲル法により導波路上を覆う
状態にリチウムタンタルナイオベイトからなるクラッド
層を形成する工程とを備えている光導波路の製造方法で
ある。
決するためになされた光導波路の製造方法である。すな
わち、リチウムナイオベイト基板上にリッジ状の導波路
を形成する工程と、ゾル−ゲル法により導波路上を覆う
状態にリチウムタンタルナイオベイトからなるクラッド
層を形成する工程とを備えている光導波路の製造方法で
ある。
【００１２】上記光導波路の製造方法では、リチウムナ
イオベイト基板上にリッジ状の導波路を形成した後、ゾ
ル−ゲル法により導波路上を覆う状態にリチウムタンタ
ルナイオベイトからなるクラッド層を形成することか
ら、リチウムタンタルナイオベイトとリチウムナイオベ
イトとの屈折率差が小さくなり、散乱損失が低減される
ので、伝搬損失の少ない光導波路が形成される。
イオベイト基板上にリッジ状の導波路を形成した後、ゾ
ル−ゲル法により導波路上を覆う状態にリチウムタンタ
ルナイオベイトからなるクラッド層を形成することか
ら、リチウムタンタルナイオベイトとリチウムナイオベ
イトとの屈折率差が小さくなり、散乱損失が低減される
ので、伝搬損失の少ない光導波路が形成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、以下に説明
する。
する。
【００１４】まず、第１の工程で、リチウムナイオベイ
ト基板上にリッジ状の導波路を形成する。
ト基板上にリッジ状の導波路を形成する。
【００１５】次いで第２の工程で、ゾル−ゲル法により
導波路上を覆う状態にリチウムタンタルナイオベイトか
らなるクラッド層を形成する。
導波路上を覆う状態にリチウムタンタルナイオベイトか
らなるクラッド層を形成する。
【００１６】次に、具体的な製造方法を、図１の製造工
程図によって説明する。なお、図１では、この発明が理
解できる程度に概略的に示してある。またここで示した
使用材料、数値的条件等は、この発明の範囲内の一例で
あって、この発明がこれらの使用材料、数値的条件にの
み限定されるものではない。
程図によって説明する。なお、図１では、この発明が理
解できる程度に概略的に示してある。またここで示した
使用材料、数値的条件等は、この発明の範囲内の一例で
あって、この発明がこれらの使用材料、数値的条件にの
み限定されるものではない。
【００１７】この実施例１では、基板１１にリチウムナ
イオベイト基板を用いる。なお、基板１１には、ＬｉＮ
ｂＯ3 基板、または特性改善のためにリチウムナイオベ
イトにクロム（Ｃｒ），銅（Ｃｕ），マグネシウム（Ｍ
ｇ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），ニオブ（Ｎｂ）等
をドーピングした基板であってもよい。
イオベイト基板を用いる。なお、基板１１には、ＬｉＮ
ｂＯ3 基板、または特性改善のためにリチウムナイオベ
イトにクロム（Ｃｒ），銅（Ｃｕ），マグネシウム（Ｍ
ｇ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），ニオブ（Ｎｂ）等
をドーピングした基板であってもよい。
【００１８】まず、図１の（１）に示すように、蒸着、
スパッタリング等の成膜技術を用いて、上記基板１１上
にチタン（Ｔｉ）膜を形成する。その後レジストを塗布
してレジスト膜を形成した後、リソグラフィー技術を用
いてそのレジスト膜をパターニングし、そのパターニン
グしたレジスト膜をエッチングマスクに用いて、上記Ｔ
ｉ膜をエッチングし、基板１１上にＴｉパターン１２を
形成する。
スパッタリング等の成膜技術を用いて、上記基板１１上
にチタン（Ｔｉ）膜を形成する。その後レジストを塗布
してレジスト膜を形成した後、リソグラフィー技術を用
いてそのレジスト膜をパターニングし、そのパターニン
グしたレジスト膜をエッチングマスクに用いて、上記Ｔ
ｉ膜をエッチングし、基板１１上にＴｉパターン１２を
形成する。
【００１９】または、リフトオフ法により上記チタンパ
ターン１２を形成してもよい。すなわち、レジストを塗
布してレジスト膜を形成した後、リソグラフィー技術に
よりＴｉパターンを形成する領域のレジスト膜を除去す
る。その後、蒸着，スパッタリング等の成膜技術を用い
て、Ｔｉ膜を成膜した後、レジスト膜ともにこのレジス
ト膜上のＴｉ膜も除去して、基板１１上にＴｉパターン
１２を形成する。
ターン１２を形成してもよい。すなわち、レジストを塗
布してレジスト膜を形成した後、リソグラフィー技術に
よりＴｉパターンを形成する領域のレジスト膜を除去す
る。その後、蒸着，スパッタリング等の成膜技術を用い
て、Ｔｉ膜を成膜した後、レジスト膜ともにこのレジス
ト膜上のＴｉ膜も除去して、基板１１上にＴｉパターン
１２を形成する。
【００２０】次に熱拡散炉を用いて、１０００℃、８時
間程度の条件で熱拡散処理を行い、基板１１中にＴｉパ
ターン１２のＴｉを拡散させて、図１の（２）に示すよ
うに、基板１１の表面側に略半円形断面の光導波路１３
を形成する。
間程度の条件で熱拡散処理を行い、基板１１中にＴｉパ
ターン１２のＴｉを拡散させて、図１の（２）に示すよ
うに、基板１１の表面側に略半円形断面の光導波路１３
を形成する。
【００２１】次に図１の（３）に示すように、蒸着、ス
パッタリング等の成膜技術を用いて、上記基板１１上に
Ｔｉ膜を形成する。その後レジストを塗布してレジスト
膜を形成した後、リソグラフィー技術を用いてそのレジ
スト膜をパターニングし、上記光導波路１３上に上記Ｔ
ｉ膜からなるエッチングマスク１４を形成する。ここで
はＴｉ膜を用いたが、エッチングマスクとなるものであ
れば、他の材料膜を用いても差し支えはない。
パッタリング等の成膜技術を用いて、上記基板１１上に
Ｔｉ膜を形成する。その後レジストを塗布してレジスト
膜を形成した後、リソグラフィー技術を用いてそのレジ
スト膜をパターニングし、上記光導波路１３上に上記Ｔ
ｉ膜からなるエッチングマスク１４を形成する。ここで
はＴｉ膜を用いたが、エッチングマスクとなるものであ
れば、他の材料膜を用いても差し支えはない。
【００２２】次に図１の（４）に示すように、エッチン
グガスにヘキサフルオロエタン（Ｃ 2 Ｆ6 ）ガスとアル
ゴン（Ａｒ）ガスとを用いて、ＥＣＲ（Electron Cycro
tronResonance）プラズマエッチング，反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ），プラズマエッチング等のエッチン
グ技術により、基板１１をエッチングして、上記光導波
路１３を含むリッジ状の導波路（リッジ構造）１５を形
成する。
グガスにヘキサフルオロエタン（Ｃ 2 Ｆ6 ）ガスとアル
ゴン（Ａｒ）ガスとを用いて、ＥＣＲ（Electron Cycro
tronResonance）プラズマエッチング，反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ），プラズマエッチング等のエッチン
グ技術により、基板１１をエッチングして、上記光導波
路１３を含むリッジ状の導波路（リッジ構造）１５を形
成する。
【００２３】次に上記エッチングマスク１４をフッ化水
素酸等のエッチング液を用いて除去した後、図１の
（５）に示すように、ゾル−ゲル法により、リチウムタ
ンタルナイオベイト膜を形成する。この成膜原料として
は、例えばリチウムエトキシド〔Ｌｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）〕
とニオビウムペンタエトキシド〔Ｎｂ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）5 〕とタンタルペンタエトキシド〔Ｔａ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）5 〕とをエタノール溶液に溶解する。このと
き、リチウムエトキシドに対するニオビウムペンタエト
キシドおよびタンタルペンタエトキシドの和のモル比が
リチウムタンタルナイオベイトの組成比を決定する。
素酸等のエッチング液を用いて除去した後、図１の
（５）に示すように、ゾル−ゲル法により、リチウムタ
ンタルナイオベイト膜を形成する。この成膜原料として
は、例えばリチウムエトキシド〔Ｌｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）〕
とニオビウムペンタエトキシド〔Ｎｂ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）5 〕とタンタルペンタエトキシド〔Ｔａ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）5 〕とをエタノール溶液に溶解する。このと
き、リチウムエトキシドに対するニオビウムペンタエト
キシドおよびタンタルペンタエトキシドの和のモル比が
リチウムタンタルナイオベイトの組成比を決定する。
【００２４】リチウムエトキシド１モルに対してニオビ
ウムペンタエトキシドおよびタンタルペンタエトキシド
の和（ニオビウムペンタエトキシドとタンタルペンタエ
トキシドとのモル比；Ｘ：１−Ｘ）が１モルのとき、化
学組成式ＬｉＮｂX Ｔａ1-XＯ3 で表されるリチウムタ
ンタルナイオベイトが作製される。
ウムペンタエトキシドおよびタンタルペンタエトキシド
の和（ニオビウムペンタエトキシドとタンタルペンタエ
トキシドとのモル比；Ｘ：１−Ｘ）が１モルのとき、化
学組成式ＬｉＮｂX Ｔａ1-XＯ3 で表されるリチウムタ
ンタルナイオベイトが作製される。
【００２５】リチウムエトキシド１モルに対してニオビ
ウムペンタエトキシドおよびタンタルペンタエトキシド
の和（ニオビウムペンタエトキシドとタンタルペンタエ
トキシドとのモル比；Ｘ：１−Ｘ）が３モルのとき、化
学組成式Ｌｉ（ＮｂX Ｔａ1- X ）3 Ｏ8 で表されるリチ
ウムタンタルナイオベイトが作製される。
ウムペンタエトキシドおよびタンタルペンタエトキシド
の和（ニオビウムペンタエトキシドとタンタルペンタエ
トキシドとのモル比；Ｘ：１−Ｘ）が３モルのとき、化
学組成式Ｌｉ（ＮｂX Ｔａ1- X ）3 Ｏ8 で表されるリチ
ウムタンタルナイオベイトが作製される。
【００２６】リチウムエトキシド３モルに対してニオビ
ウムペンタエトキシドおよびタンタルペンタエトキシド
の和（ニオビウムペンタエトキシドとタンタルペンタエ
トキシドとのモル比；Ｘ：１−Ｘ）が１モルのとき、化
学組成式Ｌｉ3 ＮｂX Ｔａ1- X Ｏ4 で表されるリチウム
タンタルナイオベイトが作製される。
ウムペンタエトキシドおよびタンタルペンタエトキシド
の和（ニオビウムペンタエトキシドとタンタルペンタエ
トキシドとのモル比；Ｘ：１−Ｘ）が１モルのとき、化
学組成式Ｌｉ3 ＮｂX Ｔａ1- X Ｏ4 で表されるリチウム
タンタルナイオベイトが作製される。
【００２７】この溶液を、２４時間攪拌、還流すること
により、複合アルコキシドを形成し、得られた複合アル
コキシドをエタノールで希釈して加水分解を行った。さ
らに攪拌、還流を２４時間続けて反応を完結させた。そ
の後この塗布溶液を、上記リッジ状の導波路１５を有す
る基板１１上に塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥
させた。その後、加熱処理を行って、ゾル−ゲルリチウ
ムタンタルナイオベイト膜を作製した。このゾル−ゲル
リチウムタンタルナイオベイト膜がクラッド層１６にな
る。
により、複合アルコキシドを形成し、得られた複合アル
コキシドをエタノールで希釈して加水分解を行った。さ
らに攪拌、還流を２４時間続けて反応を完結させた。そ
の後この塗布溶液を、上記リッジ状の導波路１５を有す
る基板１１上に塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥
させた。その後、加熱処理を行って、ゾル−ゲルリチウ
ムタンタルナイオベイト膜を作製した。このゾル−ゲル
リチウムタンタルナイオベイト膜がクラッド層１６にな
る。
【００２８】リチウムエトキシド１モルに対してニオビ
ウムペンタエトキシドおよびタンタルペンタエトキシド
の和（ニオビウムペンタエトキシドとタンタルペンタエ
トキシドとのモル比；０．３：０．７）が１モルのとき
を用いたとき、クラッド層１６の屈折率は２．２３５と
なった。
ウムペンタエトキシドおよびタンタルペンタエトキシド
の和（ニオビウムペンタエトキシドとタンタルペンタエ
トキシドとのモル比；０．３：０．７）が１モルのとき
を用いたとき、クラッド層１６の屈折率は２．２３５と
なった。
【００２９】次に実施例２を説明する。この実施例２で
は、上記ゾル−ゲルリチウムタンタルナイオベイト膜の
形成において、リチウムエトキシドとニオビウムペンタ
エトキシドおよびタンタルペンタエトキシドの混合比を
変えることにより、０≦Ｘ＜１のＸの値をとるリチウム
タンタルナイオベイトをクラッド層１６として形成す
る。このときの屈折率は、２．１７６≦ｎ＜２．２８６
である。ただし、ＬｉＮｂX Ｔａ1-X Ｏ3 、Ｌｉ（Ｎｂ
X Ｔａ1-X ）3 Ｏ8 、Ｌｉ3 ＮｂX Ｔａ1-X Ｏ4におい
て同一である。
は、上記ゾル−ゲルリチウムタンタルナイオベイト膜の
形成において、リチウムエトキシドとニオビウムペンタ
エトキシドおよびタンタルペンタエトキシドの混合比を
変えることにより、０≦Ｘ＜１のＸの値をとるリチウム
タンタルナイオベイトをクラッド層１６として形成す
る。このときの屈折率は、２．１７６≦ｎ＜２．２８６
である。ただし、ＬｉＮｂX Ｔａ1-X Ｏ3 、Ｌｉ（Ｎｂ
X Ｔａ1-X ）3 Ｏ8 、Ｌｉ3 ＮｂX Ｔａ1-X Ｏ4におい
て同一である。
【００３０】次に比較例１を説明する。この比較例１で
は、前記実施例１において、クラッド層１６をＳｉＯ2
（屈折率は１．４５７）で形成したこと以外、その他の
構成は前記実施例１と同様である。
は、前記実施例１において、クラッド層１６をＳｉＯ2
（屈折率は１．４５７）で形成したこと以外、その他の
構成は前記実施例１と同様である。
【００３１】次に比較例２を説明する。この比較例１で
は、前記実施例１において、クラッド層１６を形成しな
いこと以外、その他の構成は前記実施例１と同様であ
る。
は、前記実施例１において、クラッド層１６を形成しな
いこと以外、その他の構成は前記実施例１と同様であ
る。
【００３２】次に、クラッド層１６の屈折率変化による
散乱損失の依存を説明する。リッジ構造の導波路が形成
された時点（クラッド層１６が形成される前）では、散
乱損失をα、モード伝搬速度をβ、側壁荒れをσ、自由
空間波数をｋ0 、導波路伝搬定数をｈ、光強度をＥs 2
／∫Ｅ2 、導波路（光導波路１３）とクラッド層１６と
の屈折率差をΔｎとすると、散乱損失をαは（２）式
〔前記（１）式と同様〕で表される。
散乱損失の依存を説明する。リッジ構造の導波路が形成
された時点（クラッド層１６が形成される前）では、散
乱損失をα、モード伝搬速度をβ、側壁荒れをσ、自由
空間波数をｋ0 、導波路伝搬定数をｈ、光強度をＥs 2
／∫Ｅ2 、導波路（光導波路１３）とクラッド層１６と
の屈折率差をΔｎとすると、散乱損失をαは（２）式
〔前記（１）式と同様〕で表される。
【００３３】
【数２】
【００３４】この（２）式において、β、σ、ｋ0 、
ｈ、Ｅs 2 ／∫Ｅ2 は、実施例１、比較例１，２におい
て一定の値をとる。そこでＤを一定値として（３）式の
ようにおく。
ｈ、Ｅs 2 ／∫Ｅ2 は、実施例１、比較例１，２におい
て一定の値をとる。そこでＤを一定値として（３）式の
ようにおく。
【００３５】
【数３】
【００３６】上記（２）式は、α＝ＤΔｎ2 とΔｎだけ
の関数になる。
の関数になる。
【００３７】そこでリチウムナイオベイトの屈折率を
２．２８６として計算する。ただし、散乱損失は実施例
１の場合を１として規格化する。その結果を表１に示
す。
２．２８６として計算する。ただし、散乱損失は実施例
１の場合を１として規格化する。その結果を表１に示
す。
【００３８】
【表１】
【００３９】導波路の形状から求められる伝搬定数、側
壁に荒れが同一のとき、導波路（光導波路１３）とクラ
ッド層１６との屈折率差を小さくするほど散乱損失が小
さくなる。以上の結果からわかるように、従来のクラッ
ド層に比べ、本発明におけるゾル−ゲル法によるリチウ
ムタンタルナイオベイト膜からなるクラッド層１６を用
いることにより、散乱損失の大きな低減ができることが
わかった。
壁に荒れが同一のとき、導波路（光導波路１３）とクラ
ッド層１６との屈折率差を小さくするほど散乱損失が小
さくなる。以上の結果からわかるように、従来のクラッ
ド層に比べ、本発明におけるゾル−ゲル法によるリチウ
ムタンタルナイオベイト膜からなるクラッド層１６を用
いることにより、散乱損失の大きな低減ができることが
わかった。
【００４０】上記光導波路の製造方法は、電気光学効果
を利用した光導波路、ならびに電気光学効果を利用した
光導波路を用いた素子（例えば、光スイッチング、光変
調器）等の光導波路の形成に用いることが可能である。
を利用した光導波路、ならびに電気光学効果を利用した
光導波路を用いた素子（例えば、光スイッチング、光変
調器）等の光導波路の形成に用いることが可能である。
【００４１】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
リチウムナイオベイト基板上にリッジ状の導波路を形成
した後、ゾル−ゲル法によりリッジ状の導波路上を覆う
状態にリチウムタンタルナイオベイトからなるクラッド
層を形成することから、リチウムタンタルナイオベイト
とリチウムナイオベイトとの屈折率差を小さくできる。
そのため、導波路側壁での光散乱によって決まる伝搬損
失が低減され、伝搬損失の少ない良好な光導波路を形成
することが可能になる。
リチウムナイオベイト基板上にリッジ状の導波路を形成
した後、ゾル−ゲル法によりリッジ状の導波路上を覆う
状態にリチウムタンタルナイオベイトからなるクラッド
層を形成することから、リチウムタンタルナイオベイト
とリチウムナイオベイトとの屈折率差を小さくできる。
そのため、導波路側壁での光散乱によって決まる伝搬損
失が低減され、伝搬損失の少ない良好な光導波路を形成
することが可能になる。
【図１】本発明の製造方法を説明する製造工程図であ
る。
る。
１１ 基板 １５ リッジ状の導波路 １６ クラッド層
Claims (5)
- 【請求項１】 リチウムナイオベイト基板上にリッジ状
の導波路を形成する工程と、 ゾル−ゲル法により前記導波路上を覆う状態にリチウム
タンタルナイオベイトからなるクラッド層を形成する工
程とを備えたことを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の光導波路の製造方法にお
いて、 前記リチウムタンタルナイオベイトは、０＜Ｘ≦１とし
て化学組成式ＬｉＮｂ X Ｔａ1-X Ｏ3 で表される物質か
らなることを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の光導波路の製造方法にお
いて、 前記リチウムタンタルナイオベイトは、０＜Ｘ≦１とし
て化学組成式Ｌｉ（ＮｂX Ｔａ1-X ）3 Ｏ8 で表される
物質からなることを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の光導波路の製造方法にお
いて、 前記リチウムタンタルナイオベイトは、０＜Ｘ≦１とし
て化学組成式Ｌｉ3 ＮｂX Ｔａ1-X Ｏ4 で表される物質
からなることを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の光導波路の製造方法にお
いて、 前記リチウムタンタルナイオベイトは、０＜Ｘ≦１とし
て化学組成式ＬｉＮｂ XＴa1-XＯ3 で表される物質、０
＜Ｙ≦１として化学組成式Ｌｉ（ＮｂYＴａ1-Y）
3Ｏ8 、および０＜Ｚ≦１として化学組成式Ｌｉ3 Ｎｂ
Z Ｔａ1-Z Ｏ4 で表される物質のうちの少なくとも２種
以上の物質からなることを特徴とする光導波路の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23054497A JPH1164664A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23054497A JPH1164664A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164664A true JPH1164664A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16909432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23054497A Pending JPH1164664A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1164664A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7177490B2 (en) | 2003-03-20 | 2007-02-13 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide |
| JP2007094440A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| WO2021158828A1 (en) | 2020-02-07 | 2021-08-12 | HyperLight Corporation | Electro optical devices fabricated using deep ultraviolet radiation |
| US20210302624A1 (en) * | 2020-02-07 | 2021-09-30 | HyperLight Corporation | Lithium niobate devices fabricated using deep ultraviolet radiation |
| EP4063943A1 (en) | 2021-03-24 | 2022-09-28 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission apparatus |
| CN115951449A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 中科鑫通微电子技术(北京)有限公司 | 一种低损耗铌酸锂波导及其制备方法 |
-
1997
- 1997-08-27 JP JP23054497A patent/JPH1164664A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7177490B2 (en) | 2003-03-20 | 2007-02-13 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide |
| JP2007094440A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| WO2021158828A1 (en) | 2020-02-07 | 2021-08-12 | HyperLight Corporation | Electro optical devices fabricated using deep ultraviolet radiation |
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| CN115104051A (zh) * | 2020-02-07 | 2022-09-23 | 超光公司 | 使用深紫外辐射加工的电光装置 |
| JP2023512777A (ja) * | 2020-02-07 | 2023-03-29 | ハイパーライト・コーポレーション | 深紫外線放射を使用して製作される電気光学装置 |
| US11899293B2 (en) | 2020-02-07 | 2024-02-13 | HyperLight Corporation | Electro optical devices fabricated using deep ultraviolet radiation |
| EP4100774A4 (en) * | 2020-02-07 | 2024-03-13 | Hyperlight Corporation | ELECTRO-OPTICAL DEVICES MANUFACTURED USING DEEP ULTRAVIOLET RADIATION |
| US12578505B2 (en) * | 2020-02-07 | 2026-03-17 | HyperLight Corporation | Lithium niobate devices fabricated using deep ultraviolet radiation |
| EP4063943A1 (en) | 2021-03-24 | 2022-09-28 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission apparatus |
| US12265310B2 (en) | 2021-03-24 | 2025-04-01 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission apparatus |
| CN115951449A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 中科鑫通微电子技术(北京)有限公司 | 一种低损耗铌酸锂波导及其制备方法 |
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