JPS6170536A - 薄膜型光学素子およびその作製方法 - Google Patents
薄膜型光学素子およびその作製方法Info
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- JPS6170536A JPS6170536A JP19290384A JP19290384A JPS6170536A JP S6170536 A JPS6170536 A JP S6170536A JP 19290384 A JP19290384 A JP 19290384A JP 19290384 A JP19290384 A JP 19290384A JP S6170536 A JPS6170536 A JP S6170536A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は１ｇＪ膜型光学素子およびその作製方法に関す
るものである。
るものである。
従来、薄Ｈ型即ち、光導波路を用いた光学素ｔを光偏向
器、光変調器、スペクトラムアナライザー、相関＝、光
スィ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、す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（以トＩ、１Ｔ１０３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。
器、光変調器、スペクトラムアナライザー、相関＝、光
スィ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、す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（以トＩ、１Ｔ１０３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
学損傷を受は易く、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。ここで光学損傷に
は、「光導波路に入力する光強度を増大していったとき
に、該先導岐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。
学損傷を受は易く、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。ここで光学損傷に
は、「光導波路に入力する光強度を増大していったとき
に、該先導岐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、イオノ交換法が知られている。
て、イオノ交換法が知られている。
１ この方法は、鋼酸タリウム（以下
１文ＮＯ３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Ω、香酸（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨ）等の弱酸中で、Ｌ
ｉＮｂＯ３又は、ＬｉＴａＯ３の結晶ノフ板を低温熱処
理することにより、該結晶基板内のリチウムイオン（Ｌ
ｉ ”）が弱酸中のプａ１・ｙ（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。１：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１（１０倍程度向上する良い特
性をもっている。
１文ＮＯ３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Ω、香酸（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨ）等の弱酸中で、Ｌ
ｉＮｂＯ３又は、ＬｉＴａＯ３の結晶ノフ板を低温熱処
理することにより、該結晶基板内のリチウムイオン（Ｌ
ｉ ”）が弱酸中のプａ１・ｙ（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。１：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１（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
率を上げる事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ング
ラフイーで作製したくし型電極に高周波電界を印加し。
効果を利用して実現しようとする場合、前記各効果の効
率を上げる事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ング
ラフイーで作製したくし型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）＾板表面近ｔＸ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
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴＳ Ａ
ＮＤ 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ァイバ等の光エ
ネルギー分ＩＵに合わせて、基板の厚さ方向に広がって
いる必夛がある。
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）＾板表面近ｔＸ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
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴＳ Ａ
ＮＤ 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ァイバ等の光エ
ネルギー分ＩＵに合わせて、基板の厚さ方向に広がって
いる必夛がある。
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ａ使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、貨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ａ走部とでチタンの拡散Ｃ度を異なら
しめる方法が提案されている。
光を変調、偏向せしめる光ａ使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、貨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ａ走部とでチタンの拡散Ｃ度を異なら
しめる方法が提案されている。
〔近藤充和、小松啓部、太田洩徳゛８４春期ｊ心物講演
会予稿３１ａ−に−７及び同著者７ｔｈＴｏｐＬｉｃａ
ｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎ
ｃｌ Ｇｕｉｄｅｄ−Ｗａｖｅ ０ｐｔｉｃｓ ＴｕＡ
５−１）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。
会予稿３１ａ−に−７及び同著者７ｔｈＴｏｐＬｉｃａ
ｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎ
ｃｌ Ｇｕｉｄｅｄ−Ｗａｖｅ ０ｐｔｉｃｓ ＴｕＡ
５−１）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、シか
も、導波光の入出力の際の結合効率が高くかつ効率良く
光の変調又は偏向を行なう薄膜型光学素子およびその作
製方法を提供することにある。
も、導波光の入出力の際の結合効率が高くかつ効率良く
光の変調又は偏向を行なう薄膜型光学素子およびその作
製方法を提供することにある。
本発明は、素子を形成する基板表面に金屑を熱拡散し、
更に同一表面にイオンを注入又は熱拡散することによっ
て形成された光導波路を形成し、また光導波路端面から
導波光を入出力させる光結合部と、光導波路の屈折率を
外的作用により変化せしめ導波光を変調又は偏向させる
光機能部とをＪｑけ、光機能部において、熱拡散された
金属の密度を光結合部より高く、またイオンの注入又は
熱拡散の深さを光結合部よりも浅くすることによって上
記［」的を達成するものである。
更に同一表面にイオンを注入又は熱拡散することによっ
て形成された光導波路を形成し、また光導波路端面から
導波光を入出力させる光結合部と、光導波路の屈折率を
外的作用により変化せしめ導波光を変調又は偏向させる
光機能部とをＪｑけ、光機能部において、熱拡散された
金属の密度を光結合部より高く、またイオンの注入又は
熱拡散の深さを光結合部よりも浅くすることによって上
記［」的を達成するものである。
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。ｌはＸ板
もしくはＹｉＬｉＮｂ０３ｉ晶基板、２はＴＩ拡散及び
プロトン交換によって形成された光導波路、３．４は研
磨された光導波路端面、５，６はンリンドリカルレンズ
、７はくし型電極、２０は光導波路２よりもＴｉの密度
が高いＴｉ高密度部である。
光学素子の第１の実施例を示す斜視図である。ｌはＸ板
もしくはＹｉＬｉＮｂ０３ｉ晶基板、２はＴＩ拡散及び
プロトン交換によって形成された光導波路、３．４は研
磨された光導波路端面、５，６はンリンドリカルレンズ
、７はくし型電極、２０は光導波路２よりもＴｉの密度
が高いＴｉ高密度部である。
波長６３２８人のＨｅ−Ｎｅレーザーからのモ行尤８は
、研磨された光導波路端面３上に、ンリンドリカルレ／
ズ５により光導波路の厚さ方向に集光し、光導波路丙に
結合される。光導波路端面から結合された導波光９は、
くシ型電極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１回折光は、光導波路端
面４から出射し、シリントリカルレ／ス６によりｑｔ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。
、研磨された光導波路端面３上に、ンリンドリカルレ／
ズ５により光導波路の厚さ方向に集光し、光導波路丙に
結合される。光導波路端面から結合された導波光９は、
くシ型電極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１回折光は、光導波路端
面４から出射し、シリントリカルレ／ス６によりｑｔ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１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４ｍ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、またＴｉの密度が高くな
っているた 。
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４ｍ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、またＴｉの密度が高くな
っているた 。
め光機能部では導波光が基板表面近くに閉じ込められて
高い回折効率が１１多られた。
高い回折効率が１１多られた。
第２図は、第１図の如きＩ脱型光学素子の作製方法を説
明する略断面図である。
明する略断面図である。
先ず、第２因（ａ）に示される如く、ｙ板もしくはＸ板
のＬｉＮｂＯ３ｉ晶基板ｌのｙ面もしくはＸ面をニュー
トンリング数本以内の平面度に研磨した後、アセトン次
いで純水による１通常のＵ音波洗１’Ｊｌを行ない、窒
素ガスを吹きつけて乾燥させた０次に、第２図の（ｂ）
に示される如く、上記ｙ面もしくはＸ面に電子ビーム蒸
着により１００人の厚さにＴｉ薄［１１を蒸着した。ひ
きつづき、第２図の（Ｃ）に示される如く、光機能部の
み開口部をもつマスク１２で上記基板上を覆い、再びＴ
ｉｐＪＭを蒸着し、中心Ｗ （７） ｖ厚が５００人の
台形状ノＴｉｐＪＩ１５！１３を形成した。
のＬｉＮｂＯ３ｉ晶基板ｌのｙ面もしくはＸ面をニュー
トンリング数本以内の平面度に研磨した後、アセトン次
いで純水による１通常のＵ音波洗１’Ｊｌを行ない、窒
素ガスを吹きつけて乾燥させた０次に、第２図の（ｂ）
に示される如く、上記ｙ面もしくはＸ面に電子ビーム蒸
着により１００人の厚さにＴｉ薄［１１を蒸着した。ひ
きつづき、第２図の（Ｃ）に示される如く、光機能部の
み開口部をもつマスク１２で上記基板上を覆い、再びＴ
ｉｐＪＭを蒸着し、中心Ｗ （７） ｖ厚が５００人の
台形状ノＴｉｐＪＩ１５！１３を形成した。
次に、上記基−板を酸素雰囲気中で９６５℃。
６時間熱拡散させ、第２図の（ｄ）に示される如く、後
で光機能部が形成される部分にのみＴｉ密度が高いＴｉ
高高密陥部２０イ１するＴｉ熱拡散層１５を形成した。
で光機能部が形成される部分にのみＴｉ密度が高いＴｉ
高高密陥部２０イ１するＴｉ熱拡散層１５を形成した。
熱拡散される金属としては、Ｖ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｏ、Ｎｂ。
ｏ、Ｎｂ。
Ｇｅ等を用いても良い。
次に、安息香醜に安息香酸リチウムをモル比で１％添加
し、アルミナのルツボにいれた。
し、アルミナのルツボにいれた。
この安息香酸及・び安９香醜リチウムのはいったルツボ
中に第２図（ｄ）のＴｉ拡散層１５を有するＬｉＮｂＯ
３結晶基板を入れ、これらを熱炉に入れて２５０℃の温
度で３時間保持してイオン交換処理を行なった。この結
果、第２図（ｅ）に示される如く、Ｔｉ拡散層ｌｌ中に
プロトン交換層１６が形成された。この場合、Ｔｉ高高
密陥部２０、熱拡散したＴｉの密度が高いため、それに
よりプロトンの注入が押えられ、第２図の（ｅ）に示さ
れる如く、プロトン交換層の深さが光の入出力を行なう
光導波路端面側に比べて浅くなった。プロトン交換層ｉ
成にあたっては、安ｇ香酸と安息香酸リチウムのＵシ合
液以外に、カルボン酸において解離度が１０−６から１
０−３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
とえばパルミチン醜（ＣＨ３（ＣＨ２）１４ｃＯＯＨ）
とバルミチン酸リチウム（ＣＨ３（ＣＨ２）１４Ｃ
ＯＯＬ＋）との混、金物や、ステアリン酎（ｃ）（３（
ＣＨ２）１６ＣＯＯＨ） とステア’Ｊ ７酸ｌ）ｆ’
ｙ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。
中に第２図（ｄ）のＴｉ拡散層１５を有するＬｉＮｂＯ
３結晶基板を入れ、これらを熱炉に入れて２５０℃の温
度で３時間保持してイオン交換処理を行なった。この結
果、第２図（ｅ）に示される如く、Ｔｉ拡散層ｌｌ中に
プロトン交換層１６が形成された。この場合、Ｔｉ高高
密陥部２０、熱拡散したＴｉの密度が高いため、それに
よりプロトンの注入が押えられ、第２図の（ｅ）に示さ
れる如く、プロトン交換層の深さが光の入出力を行なう
光導波路端面側に比べて浅くなった。プロトン交換層ｉ
成にあたっては、安ｇ香酸と安息香酸リチウムのＵシ合
液以外に、カルボン酸において解離度が１０−６から１
０−３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
とえばパルミチン醜（ＣＨ３（ＣＨ２）１４ｃＯＯＨ）
とバルミチン酸リチウム（ＣＨ３（ＣＨ２）１４Ｃ
ＯＯＬ＋）との混、金物や、ステアリン酎（ｃ）（３（
ＣＨ２）１６ＣＯＯＨ） とステア’Ｊ ７酸ｌ）ｆ’
ｙ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。
次に、上記結晶基板を熱炉にいれ、加熱した水を通して
酸素を流量１．０皇／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。
酸素を流量１．０皇／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。
ここで、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ｆｌａでのＯＨ基の吸収ピークの波数が３
４８０ｃｍ−１から３５０３ｃｍ−ｔの範囲に存在する
ように選定することが望ましい。
良いが、光機ｆｌａでのＯＨ基の吸収ピークの波数が３
４８０ｃｍ−１から３５０３ｃｍ−ｔの範囲に存在する
ように選定することが望ましい。
上記アニール処理の結果、第２図（ｆ）に示すように、
光機能部が形成される部分のみプロトン交換層の厚さが
薄く、シかもＴｉの密度が高く、一方、光導波路端面に
向うにつれてプロトン交換層の厚さが深くしかもＴｉの
密度も低い光導波路２４が形成された。
光機能部が形成される部分のみプロトン交換層の厚さが
薄く、シかもＴｉの密度が高く、一方、光導波路端面に
向うにつれてプロトン交換層の厚さが深くしかもＴｉの
密度も低い光導波路２４が形成された。
１ 最後１．光導波路上９通常。７
オ、１．ラグラフイーの手法を用いて、くシ型電極２５
を設は光機能部を形成した。
オ、１．ラグラフイーの手法を用いて、くシ型電極２５
を設は光機能部を形成した。
上記光機能部と光機能部でない部分との境界１８及び１
９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。
９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。
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、第１図示の素子を電気光学（Ｅ Ｏ）効果を
利用した光偏向器に適用した第２実施例を示す概略図で
ある。第３ＩＡ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。
利用した光偏向器に適用した第２実施例を示す概略図で
ある。第３ＩＡ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。
Ｌに、シリンドリカル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。
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終ｍ、交さ＠ ３．８ ｍ ｍ 。
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終ｍ、交さ＠ ３．８ ｍ ｍ 。
対数３５０対であった。
本実施例においても、電気光学効果により位相格子が生
ずる領域にはＴｉ高密度ｉ２０が形成され、また、この
領域でプロトンの注入の深さが浅くなるため、導波光９
の゛心界強度分布はこの領域で基板表面側へ引き上げら
れる。従って、上記くし型電極１７に電圧５ｖを印加し
たところ、９０％の回折効率が得られ、低電圧で高回折
効率が得られることがわかった。
ずる領域にはＴｉ高密度ｉ２０が形成され、また、この
領域でプロトンの注入の深さが浅くなるため、導波光９
の゛心界強度分布はこの領域で基板表面側へ引き上げら
れる。従って、上記くし型電極１７に電圧５ｖを印加し
たところ、９０％の回折効率が得られ、低電圧で高回折
効率が得られることがわかった。
また、導波路端面における結合効率も８０％と、良好で
あった。
あった。
本発明は以との実施例に限らず、種々の応用がｕ（能で
ある・ 例えば前述の実施例では基板としてＬｉＮｂＯ２結晶基
板を用いたが、タンタル融リチウム（ＬｉＴａ０３）結
晶基板を用いても、全く同様の作製方法で。
ある・ 例えば前述の実施例では基板としてＬｉＮｂＯ２結晶基
板を用いたが、タンタル融リチウム（ＬｉＴａ０３）結
晶基板を用いても、全く同様の作製方法で。
本発明の薄１ｌｌｉ型光学素子を形成することが出来る
。
。
また基板として上記誘電体のみならず、ＧａＡｓ等の半
導体を用いても良い、また光導波路の形成もプロトンの
熱拡散に限らず、ヘリウムイオン（Ｈｅ”）等を加速注
入する事によって形成しても良い、また熱拡散される金
属もＴｉに限らない。
導体を用いても良い、また光導波路の形成もプロトンの
熱拡散に限らず、ヘリウムイオン（Ｈｅ”）等を加速注
入する事によって形成しても良い、また熱拡散される金
属もＴｉに限らない。
更に光変調、光偏向の子役も前述の音響光学効果或いは
電気光学効果に限らず、磁気光学（ＭＯ）効果の静磁気
表面波（Ｍａｇｎｅ ｔ ｏ ｓ Ｌ ａｔ １ｃｓｕ
ｒｆａｃｅ ｗａｖｅｓ）による回折を利用したり、熱
光学（Ｔｏ）効果を利用してもかまわない。
電気光学効果に限らず、磁気光学（ＭＯ）効果の静磁気
表面波（Ｍａｇｎｅ ｔ ｏ ｓ Ｌ ａｔ １ｃｓｕ
ｒｆａｃｅ ｗａｖｅｓ）による回折を利用したり、熱
光学（Ｔｏ）効果を利用してもかまわない。
本発明は光偏向器以外にも光変調器等、種々の装置に適
用できる。
用できる。
以上説明したように、本発す１のｆＪ膜型光学稟子は、
光導波路のイオン分布を光機能部の方が光結合部より浅
くなるようにし、また光４１！能都の方が光結合部より
金属の熱拡散された密度が高くなるようにしたことによ
って、光学損傷のしきい値を十分高く保ちながら、４波
光の人出力における結合効率を高めると同時に光偏向又
は光変調の効率を向上させる効果を右するものである。
光導波路のイオン分布を光機能部の方が光結合部より浅
くなるようにし、また光４１！能都の方が光結合部より
金属の熱拡散された密度が高くなるようにしたことによ
って、光学損傷のしきい値を十分高く保ちながら、４波
光の人出力における結合効率を高めると同時に光偏向又
は光変調の効率を向上させる効果を右するものである。
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オ略断面
図、第３図は本発明を電気光学効果による光偏向器に用
いた実施例を示す概略図である。 ｌ ・・・ ＬｉＮｂＯ３結晶基板、 ２ ・・・ 光導波路。 ３．４ ・・・ 研磨された光導波路端面、５．６ ・
・・ ンリンドリカＪレレンズ。 ７．１７ ・・・ くし型電極。 ８ ・・・ レーザー光、 ｌＯ・・・ 弾性表面波。 ２０ ・・・ Ｔｉ高密度部。
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オ略断面
図、第３図は本発明を電気光学効果による光偏向器に用
いた実施例を示す概略図である。 ｌ ・・・ ＬｉＮｂＯ３結晶基板、 ２ ・・・ 光導波路。 ３．４ ・・・ 研磨された光導波路端面、５．６ ・
・・ ンリンドリカＪレレンズ。 ７．１７ ・・・ くし型電極。 ８ ・・・ レーザー光、 ｌＯ・・・ 弾性表面波。 ２０ ・・・ Ｔｉ高密度部。
Claims (2)
- （１）基板表面に金属を熱拡散し、更に同一表面にイオ
ンを注入又は熱拡散することによつて形成された光導波
路を有し、前記光導波路端面から導波光を入出力させる
光結合部と、前記光導波路の屈折率を外的作用によつて
変化せしめ前記導波光を変調又は偏向させる光機能部と
が設けられて成り、前記光機能部において、熱拡散され
た金属の密度が光結合部より高く、また前記イオンの注
入又は熱拡散の深さが光結合部よりも浅い薄膜型光学素
子。 - （２）基板表面に基板端部近傍の方が他の部分よりも薄
い膜厚分布を持つ金属膜を形成する過程と、前記基板に
前記金属を熱拡散せしめる過程と、前記金属が熱拡散さ
れた表面から基板中にイオンを注入又は熱拡散せしめ光
導波路を形成する過程と、前記基板端部近傍以外の部分
に前記光導波路の屈折率を外的作用により変化せしめ、
該光導波路の導波光を変調又は偏向させる光機能部を形
成する過程とから成る薄膜型光学素子の作製方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19290384A JPS6170536A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子およびその作製方法 |
| 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 |
| FR858513617A FR2570516B1 (fr) | 1984-09-14 | 1985-09-13 | Element optique a couche mince et son procede de fabrication |
| DE3532811A DE3532811C2 (de) | 1984-09-14 | 1985-09-13 | Optisches Dünnschichtelement |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP19290384A JPS6170536A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170536A true JPS6170536A (ja) | 1986-04-11 |
Family
ID=16298894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19290384A Pending JPS6170536A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 薄膜型光学素子およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170536A (ja) |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP19290384A patent/JPS6170536A/ja active Pending
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