JP2849221B2 - チャンネル型導波路を有する光デバイスとその製造方法 - Google Patents
チャンネル型導波路を有する光デバイスとその製造方法Info
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チャンネル型導波路を
有する光デバイスとその製造方法に関し、特にタンタル
酸リチウム単結晶基板（以下は、単に「ＬＴ基板」と略
記する）上に、結晶性に優れると共に電気光学効果や非
線形光学特性に優れるニオブ酸リチウム単結晶薄膜（以
下は、単に「ＬＮ薄膜」と略記する）を形成し、前記Ｌ
Ｔ基板中の特定位置に異種元素を侵入させることによ
り、前記ＬＮ薄膜との間で屈折率差の大きい領域を作成
してチャンネル型導波路を設けてなる、ＳＨＧ素子や光
偏向器として好適に用いられる光デバイスに関する提案
である。
有する光デバイスとその製造方法に関し、特にタンタル
酸リチウム単結晶基板（以下は、単に「ＬＴ基板」と略
記する）上に、結晶性に優れると共に電気光学効果や非
線形光学特性に優れるニオブ酸リチウム単結晶薄膜（以
下は、単に「ＬＮ薄膜」と略記する）を形成し、前記Ｌ
Ｔ基板中の特定位置に異種元素を侵入させることによ
り、前記ＬＮ薄膜との間で屈折率差の大きい領域を作成
してチャンネル型導波路を設けてなる、ＳＨＧ素子や光
偏向器として好適に用いられる光デバイスに関する提案
である。
【０００２】
【従来の技術】上述した用途に使用される光デバイスと
しては、従来、特公昭60−34722 号公報で提案している
ような、ＬＴ基板中にMgＯと共にV2O5を熱拡散させた後
LiTaO3の薄膜をエピタキシャル成長させて光導波路とし
た構成のもの、特公昭63-27681号公報で提案しているよ
うな、ＬＴ基板表面にV2O5を拡散させて、３〜６μｍと
いう低屈折率の拡散層を形成した後、タンタル酸リチウ
ムを液相エピタキシャル法（ＬＰＥ法）にて成長させた
３層構造の光導波路を構成してなるもの、あるいは、特
開平１−201609号公報に開示されているような光デバイ
ス, すなわち「基板表面に形成されたリッジ形導波路の
周辺部基板表面から拡散物質を拡散し、上記光導波路底
部の基板中の屈折率を、光導波路コア部の屈折率より小
さくしたもの」を提案し、光の閉じ込めを強化したリッ
ジ型光導波路などがある。
しては、従来、特公昭60−34722 号公報で提案している
ような、ＬＴ基板中にMgＯと共にV2O5を熱拡散させた後
LiTaO3の薄膜をエピタキシャル成長させて光導波路とし
た構成のもの、特公昭63-27681号公報で提案しているよ
うな、ＬＴ基板表面にV2O5を拡散させて、３〜６μｍと
いう低屈折率の拡散層を形成した後、タンタル酸リチウ
ムを液相エピタキシャル法（ＬＰＥ法）にて成長させた
３層構造の光導波路を構成してなるもの、あるいは、特
開平１−201609号公報に開示されているような光デバイ
ス, すなわち「基板表面に形成されたリッジ形導波路の
周辺部基板表面から拡散物質を拡散し、上記光導波路底
部の基板中の屈折率を、光導波路コア部の屈折率より小
さくしたもの」を提案し、光の閉じ込めを強化したリッ
ジ型光導波路などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、まず前
２者の従来技術は、薄膜導波層としていずれもタンタル
酸リチウムを用いており、本発明のようなタンタル酸リ
チウム基板上にニオブ酸リチウム薄膜を形成する技術で
はないし、高出力のＳＨＧ素子を作成するのに必要な結
晶性に優れた屈折率差の大きい厚膜の薄膜導波層が得ら
れないという問題点があった。
２者の従来技術は、薄膜導波層としていずれもタンタル
酸リチウムを用いており、本発明のようなタンタル酸リ
チウム基板上にニオブ酸リチウム薄膜を形成する技術で
はないし、高出力のＳＨＧ素子を作成するのに必要な結
晶性に優れた屈折率差の大きい厚膜の薄膜導波層が得ら
れないという問題点があった。
【０００４】一方、特開平１−201609号公報に開示され
た光デバイスについては、基板表面への不純物の拡散に
よってリッジ型導波路の光の閉じ込め効果が良くなるも
のの、結晶性に優れると共に光学的特性にも優れた薄膜
導波層が得られないために、ＳＨＧ素子として好適な光
デバイスが作製できないという問題点があった。
た光デバイスについては、基板表面への不純物の拡散に
よってリッジ型導波路の光の閉じ込め効果が良くなるも
のの、結晶性に優れると共に光学的特性にも優れた薄膜
導波層が得られないために、ＳＨＧ素子として好適な光
デバイスが作製できないという問題点があった。
【０００５】また、これらの従来技術に共通する欠点
は、基板上に格子整合が図られた導波路形成のための薄
膜を作製することができなかったため、薄膜の結晶性が
悪く、多くの場合、形成した該薄膜中にマイクロクラッ
クの発生が見られた。そのため、基板材料表面および薄
膜表面を研磨あるいは化学エッチング等により平滑にす
るか、あるいは不純物混入割合の少ない高純度原料を使
用することとしていた。しかしながら、これらの方法で
は、基板界面および薄膜表面における散乱損失、あるい
は不純物混入による吸収損失を低減させ得たとしても、
結晶粒界での吸収・散乱損失が大きいため、光伝搬損失
が３〜５dB／cm程度と大きく、光学的用途に使用するの
に問題点があった。
は、基板上に格子整合が図られた導波路形成のための薄
膜を作製することができなかったため、薄膜の結晶性が
悪く、多くの場合、形成した該薄膜中にマイクロクラッ
クの発生が見られた。そのため、基板材料表面および薄
膜表面を研磨あるいは化学エッチング等により平滑にす
るか、あるいは不純物混入割合の少ない高純度原料を使
用することとしていた。しかしながら、これらの方法で
は、基板界面および薄膜表面における散乱損失、あるい
は不純物混入による吸収損失を低減させ得たとしても、
結晶粒界での吸収・散乱損失が大きいため、光伝搬損失
が３〜５dB／cm程度と大きく、光学的用途に使用するの
に問題点があった。
【０００６】本発明の目的は、光の閉じ込め効果が大き
くかつ結晶性と光学特性とに優れた薄膜導波層に基づい
てチャンネル型導波路を形成することにより、上掲の各
従来技術が抱えている問題点を克服することにある。
くかつ結晶性と光学特性とに優れた薄膜導波層に基づい
てチャンネル型導波路を形成することにより、上掲の各
従来技術が抱えている問題点を克服することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述した従来技術が抱える問題点を解決する方法につい
て種々研究した結果、単結晶薄膜とを格子整合させた薄
膜導波層を利用すると、ＳＨＧ素子などを作製するのに
好適な結晶性の高い膜厚が得られ、かつ光損傷および光
伝搬損失が極めて小さいなどの光学特性が極めて優れた
単結晶薄膜の光導波路を得ることができることを新規に
知見した。
上述した従来技術が抱える問題点を解決する方法につい
て種々研究した結果、単結晶薄膜とを格子整合させた薄
膜導波層を利用すると、ＳＨＧ素子などを作製するのに
好適な結晶性の高い膜厚が得られ、かつ光損傷および光
伝搬損失が極めて小さいなどの光学特性が極めて優れた
単結晶薄膜の光導波路を得ることができることを新規に
知見した。
【０００８】一方でまた、タンタル酸リチウム基板上
に、導波路パターン部の基板−薄膜間の屈折率差を拡大
する種々の異種元素を、拡散含有させることにより、導
波路直下のＬＴ基板の屈折率を低下させ、これによっ
て、光学特性に優れる単結晶薄膜の特性を阻害すること
なく、しかも基板と薄膜導波層内光導波路との屈折率差
の大きな光デバイスが実用的に得られることを見出し、
本発明を完成させるに到った。
に、導波路パターン部の基板−薄膜間の屈折率差を拡大
する種々の異種元素を、拡散含有させることにより、導
波路直下のＬＴ基板の屈折率を低下させ、これによっ
て、光学特性に優れる単結晶薄膜の特性を阻害すること
なく、しかも基板と薄膜導波層内光導波路との屈折率差
の大きな光デバイスが実用的に得られることを見出し、
本発明を完成させるに到った。
【０００９】 すなわち、本発明は、図１に示すよう
に、基板１上に薄膜導波層２を育成してなる光デバイス
において、前記単結晶薄膜導波層の格子定数を、前記単
結晶基板のそれと合わせて格子整合させると共に、前記
薄膜導波層中に形成される光導波路３の形成域直下に位
置する該基板表面４の屈折率を、異種元素の拡散含有に
より、光導波路３を形成しない領域５よりも相対的に小
さくしたことを特徴とするチャンネル型導波路を有する
光デバイスである。
に、基板１上に薄膜導波層２を育成してなる光デバイス
において、前記単結晶薄膜導波層の格子定数を、前記単
結晶基板のそれと合わせて格子整合させると共に、前記
薄膜導波層中に形成される光導波路３の形成域直下に位
置する該基板表面４の屈折率を、異種元素の拡散含有に
より、光導波路３を形成しない領域５よりも相対的に小
さくしたことを特徴とするチャンネル型導波路を有する
光デバイスである。
【００１０】基板と薄膜との屈折率差を相対的に大きく
するために、本発明では、光導波路形成領域の基板の少
なくとも表面に、MgやＶの如き屈折率低下元素を熱拡散
させるか、光導波路部直下を除くその他の前記基板表面
に、Ti, Cr, Nd, Rh, Zn, Ni, FeまたはCoの如き屈折率
上昇元素を熱拡散させ、かつ光導波路部直下に当たる基
板の屈折率を光導波路形成域を除く領域よりも相対的に
小さくする。光導波路形成領域の幅は、0.1 mm〜100 μ
ｍが望ましい。また、薄膜と基板は、それぞれＬＮ薄
膜, ＬＴ基板が好ましい。
するために、本発明では、光導波路形成領域の基板の少
なくとも表面に、MgやＶの如き屈折率低下元素を熱拡散
させるか、光導波路部直下を除くその他の前記基板表面
に、Ti, Cr, Nd, Rh, Zn, Ni, FeまたはCoの如き屈折率
上昇元素を熱拡散させ、かつ光導波路部直下に当たる基
板の屈折率を光導波路形成域を除く領域よりも相対的に
小さくする。光導波路形成領域の幅は、0.1 mm〜100 μ
ｍが望ましい。また、薄膜と基板は、それぞれＬＮ薄
膜, ＬＴ基板が好ましい。
【００１１】また、前記の光デバイスは、ＬＴ基板上に
ＬＮ薄膜を育成し、この薄膜中にチャンネル型の導波路
を形成してなる光デバイスの製造に当り、導波路に沿う
前記ＬＴ基板表面に、その基板の屈折率を導波路を形成
しないそれよりも低下させる元素を含有させた後、その
基板上に形成するニオブ酸リチウム単結晶薄膜を、それ
の、六方晶ａ軸の格子定数が下記のいずれか１以上の手
段； １．タンタル酸リチウム基板の格子定数＞ニオブ酸リチ
ウム単結晶薄膜の格子定数の場合； ａ．ニオブ酸リチウム薄膜中にMgもしくはNaを含有させ
る。 ｂ．ニオブ酸リチウムのLi／Nb比を変える。 ｃ．タンタル酸リチウム基板にTiを含有させる。 ２．タンタル酸リチウム基板の格子定数＜ニオブ酸リチ
ウム単結晶薄膜の格子定数の場合； ｄ．ニオブ酸リチウム薄膜中にTiを含有させる。 の選択によって前記タンタル酸リチウム基板の格子定数
と一致するように液相エピタキシャル法によって成膜す
ることによって製造する。
ＬＮ薄膜を育成し、この薄膜中にチャンネル型の導波路
を形成してなる光デバイスの製造に当り、導波路に沿う
前記ＬＴ基板表面に、その基板の屈折率を導波路を形成
しないそれよりも低下させる元素を含有させた後、その
基板上に形成するニオブ酸リチウム単結晶薄膜を、それ
の、六方晶ａ軸の格子定数が下記のいずれか１以上の手
段； １．タンタル酸リチウム基板の格子定数＞ニオブ酸リチ
ウム単結晶薄膜の格子定数の場合； ａ．ニオブ酸リチウム薄膜中にMgもしくはNaを含有させ
る。 ｂ．ニオブ酸リチウムのLi／Nb比を変える。 ｃ．タンタル酸リチウム基板にTiを含有させる。 ２．タンタル酸リチウム基板の格子定数＜ニオブ酸リチ
ウム単結晶薄膜の格子定数の場合； ｄ．ニオブ酸リチウム薄膜中にTiを含有させる。 の選択によって前記タンタル酸リチウム基板の格子定数
と一致するように液相エピタキシャル法によって成膜す
ることによって製造する。
【００１２】
【作用】本発明の光デバイスは、ＬＴ基板上にＬＮ薄膜
を育成してチャンネル型光導波路を形成してなるもので
あり、とくに前記ＬＮ薄膜とＬＴ基板とを格子整合させ
たものが良い。それは、ＬＮ薄膜とＬＴ基板とを格子整
合させることにより、優れた光学的特性を示すＬＮ薄膜
が、従来技術では得られないほどの厚い膜厚にて形成す
ることができるからである。このように、ＬＮ薄膜が極
めて優れた光学特性を示す理由は、ＬＮ薄膜とＬＴ基板
とが格子整合して一体化し、格子の歪や結晶の欠陥等が
極めて少なく結晶性に優れ、かつマイクロクラックなど
のない高品質の薄膜になるからである。
を育成してチャンネル型光導波路を形成してなるもので
あり、とくに前記ＬＮ薄膜とＬＴ基板とを格子整合させ
たものが良い。それは、ＬＮ薄膜とＬＴ基板とを格子整
合させることにより、優れた光学的特性を示すＬＮ薄膜
が、従来技術では得られないほどの厚い膜厚にて形成す
ることができるからである。このように、ＬＮ薄膜が極
めて優れた光学特性を示す理由は、ＬＮ薄膜とＬＴ基板
とが格子整合して一体化し、格子の歪や結晶の欠陥等が
極めて少なく結晶性に優れ、かつマイクロクラックなど
のない高品質の薄膜になるからである。
【００１３】本発明において、ＬＮ薄膜とＬＴ基板とを
格子整合させることに着目した理由は、ニオブ酸リチウ
ムの六方晶ａ軸の格子定数（ 5.148Å) と、タンタル酸
リチウムの六方晶ａ軸の格子定数(5.154Å) とが近いた
めであり、次のような方法、Ａ：ＬＴ基板の格子定数
（ａ軸）よりもＬＮ薄膜の格子定数の方が小さい場合；
ＬＮ薄膜に異種元素を含有させるか、 ＬＮ中の
Li／Nbのモル比を変えることにより、このＬＮの格子定
数を大きくするか、 ＬＴ基板に異種元素を含有させ
ることにより、このＬＴの格子定数を小さくする方法、
Ｂ：ＬＴ基板の格子定数よりもＬＮ薄膜の格子定数の方
が大きい場合； ＬＮ薄膜中にTiを含有させる、の、
〜のいずれか１以上の方法により行う。
格子整合させることに着目した理由は、ニオブ酸リチウ
ムの六方晶ａ軸の格子定数（ 5.148Å) と、タンタル酸
リチウムの六方晶ａ軸の格子定数(5.154Å) とが近いた
めであり、次のような方法、Ａ：ＬＴ基板の格子定数
（ａ軸）よりもＬＮ薄膜の格子定数の方が小さい場合；
ＬＮ薄膜に異種元素を含有させるか、 ＬＮ中の
Li／Nbのモル比を変えることにより、このＬＮの格子定
数を大きくするか、 ＬＴ基板に異種元素を含有させ
ることにより、このＬＴの格子定数を小さくする方法、
Ｂ：ＬＴ基板の格子定数よりもＬＮ薄膜の格子定数の方
が大きい場合； ＬＮ薄膜中にTiを含有させる、の、
〜のいずれか１以上の方法により行う。
【００１４】まず、上記の方法について、ＬＮ薄膜と
ＬＴ基板を格子整合させるための異種元素としては、Na
とMgが好適である。
ＬＴ基板を格子整合させるための異種元素としては、Na
とMgが好適である。
【００１５】Na, Mgが好適な理由は、このNa, Mgイオン
または原子は、ＬＮ結晶格子に対する置換あるいはドー
プにより、ＬＮの格子定数を大きくする効果を有するた
め、NaとMgの組成を調整することにより、容易に前記Ｌ
Ｔ基板とＬＮ薄膜との格子整合を得ることができるから
である。さらに、NaやMgは、光学特性を何ら損なうこと
がないだけでなく、とくにMgについては、光学損傷を防
止するという重要な効果をも有するので好ましい。
または原子は、ＬＮ結晶格子に対する置換あるいはドー
プにより、ＬＮの格子定数を大きくする効果を有するた
め、NaとMgの組成を調整することにより、容易に前記Ｌ
Ｔ基板とＬＮ薄膜との格子整合を得ることができるから
である。さらに、NaやMgは、光学特性を何ら損なうこと
がないだけでなく、とくにMgについては、光学損傷を防
止するという重要な効果をも有するので好ましい。
【００１６】Na, Mgを含有させる場合、その含有量は、
それぞれＬＮ１モル％に対して、0.1 〜14.3モル％(N
a)、0.8〜10.8モル％(Mg)であることが望ましい。その
理由は、Naの含有量が 0.1モル％より少ないと、Mgの添
加量の有無に関係なく、ＬＴ基板と格子整合させるほど
に格子定数が大きくすることができず、また14.3モル％
を超えると、逆に格子定数が大きくなりすぎ、いずれの
場合もＬＴ基板とＬＮ薄膜との格子整合が得られないか
らである。
それぞれＬＮ１モル％に対して、0.1 〜14.3モル％(N
a)、0.8〜10.8モル％(Mg)であることが望ましい。その
理由は、Naの含有量が 0.1モル％より少ないと、Mgの添
加量の有無に関係なく、ＬＴ基板と格子整合させるほど
に格子定数が大きくすることができず、また14.3モル％
を超えると、逆に格子定数が大きくなりすぎ、いずれの
場合もＬＴ基板とＬＮ薄膜との格子整合が得られないか
らである。
【００１７】また、Mgの含有量が、0.8 モル％より少な
い場合は、光損傷を防止する効果が不充分であり、一
方、10.8モル％を超える場合は、ニオブ酸マグネシウム
系の結晶が析出してしまうため、好ましくない。
い場合は、光損傷を防止する効果が不充分であり、一
方、10.8モル％を超える場合は、ニオブ酸マグネシウム
系の結晶が析出してしまうため、好ましくない。
【００１８】なお、このNaおよびMgの含有量は、それぞ
れ 0.3〜4.8 モル％および 3.5〜8.6 モル％であること
がより好ましく、 0.8〜3.2 モル％および 4.5〜5.7 モ
ル％の場合にはさらに好適である。
れ 0.3〜4.8 モル％および 3.5〜8.6 モル％であること
がより好ましく、 0.8〜3.2 モル％および 4.5〜5.7 モ
ル％の場合にはさらに好適である。
【００１９】次に、上記の方法について、ＬＮ単結晶
中のLi／Nbのモル比率を変えることにより、六方晶ａ軸
の格子定数は大きくすることができる。前記Li／Nbのモ
ル比率は、41／59〜56／44であることが望ましい。その
理由は、上記範囲外では、LiNb3O8 、Li3NbO4 等の結晶
も析出するため、光学特性に優れたＬＮが得られないか
らである。
中のLi／Nbのモル比率を変えることにより、六方晶ａ軸
の格子定数は大きくすることができる。前記Li／Nbのモ
ル比率は、41／59〜56／44であることが望ましい。その
理由は、上記範囲外では、LiNb3O8 、Li3NbO4 等の結晶
も析出するため、光学特性に優れたＬＮが得られないか
らである。
【００２０】さらに、上記の方法について、ＬＴ基板
のａ軸の格子定数を小さくする方法としては、それぞれ
Tiを含有させることが望ましい。この理由は、Ti原子あ
るいはそのイオンは、ＬＴ基板のａ軸の格子定数を小さ
くする効果を有するからである。
のａ軸の格子定数を小さくする方法としては、それぞれ
Tiを含有させることが望ましい。この理由は、Ti原子あ
るいはそのイオンは、ＬＴ基板のａ軸の格子定数を小さ
くする効果を有するからである。
【００２１】前記Ti原子あるいはそのイオンを含有させ
る場合、その含有量は、ＬＴ単結晶に対して、それぞれ
0.2〜30モル％であることが好ましい。その理由は、Ti
の含有量が 0.2モル％より少ない場合は、ＬＮ単結晶と
格子整合できるほど格子定数が小さくならず、また30モ
ル％を超える場合には、逆に格子定数が小さくなりす
ぎ、いずれの場合もＬＴ基板とＬＮとの格子整合が得ら
れないからである。
る場合、その含有量は、ＬＴ単結晶に対して、それぞれ
0.2〜30モル％であることが好ましい。その理由は、Ti
の含有量が 0.2モル％より少ない場合は、ＬＮ単結晶と
格子整合できるほど格子定数が小さくならず、また30モ
ル％を超える場合には、逆に格子定数が小さくなりす
ぎ、いずれの場合もＬＴ基板とＬＮとの格子整合が得ら
れないからである。
【００２２】また、上掲ののケースにおいて、ＬＮ単
結晶薄膜のａ軸の格子定数を小さくする必要があり、5.
128 〜5.173 Åの範囲に調整されたＬＴ基板と格子整合
させるためには、ＬＮ薄膜中にTiを含有させることが望
ましい。この理由は、Ti原子あるいはそのイオンは、Ｌ
Ｎ薄膜のａ軸の格子定数を小さくする効果を有するから
である。従って、このケースでは、前記ＬＮ薄膜は、ａ
軸の格子定数が 5.128〜5.173 Åの範囲に調整されるこ
とになる。
結晶薄膜のａ軸の格子定数を小さくする必要があり、5.
128 〜5.173 Åの範囲に調整されたＬＴ基板と格子整合
させるためには、ＬＮ薄膜中にTiを含有させることが望
ましい。この理由は、Ti原子あるいはそのイオンは、Ｌ
Ｎ薄膜のａ軸の格子定数を小さくする効果を有するから
である。従って、このケースでは、前記ＬＮ薄膜は、ａ
軸の格子定数が 5.128〜5.173 Åの範囲に調整されるこ
とになる。
【００２３】なお、本発明において使用される基板は、
結晶構造が六方晶であり、ａ軸の格子定数が 5.128〜5.
173 Åなる範囲であればＬＮ薄膜との格子整合が容易で
あり、また、その形状も平板状、棒状、繊維状などの基
体であって、例えば、Al2O3 , ZnO ，MgO ，Gd3Ga5O12,
タンタル酸リチウムなどが使用できるが、特にタンタル
酸リチウムが有利に適合する。この理由は、このタンタ
ル酸リチウム単結晶の結晶系は、ニオブ酸リチウム単結
晶に類似しており、エピタキシャル成長させやすいから
である。
結晶構造が六方晶であり、ａ軸の格子定数が 5.128〜5.
173 Åなる範囲であればＬＮ薄膜との格子整合が容易で
あり、また、その形状も平板状、棒状、繊維状などの基
体であって、例えば、Al2O3 , ZnO ，MgO ，Gd3Ga5O12,
タンタル酸リチウムなどが使用できるが、特にタンタル
酸リチウムが有利に適合する。この理由は、このタンタ
ル酸リチウム単結晶の結晶系は、ニオブ酸リチウム単結
晶に類似しており、エピタキシャル成長させやすいから
である。
【００２４】また、本発明に用いるＬＴ基板としては、
種々の元素を含有させた格子定数、屈折率などを変化さ
せたもの、あるいは表面を化学エッチングなどにより処
理したものなどを用いることができる。このＬＴ基板の
ＬＮ薄膜形成面の面素度は、JIS B0601 、Ｒmax ＝ 300
〜1000Åであることが望ましい。この理由は、Ｒmax の
値を 300Åより小さくすることは極めて困難であり、ま
たＲmax の値が1000Åより大きくなると、ＬＮ薄膜の結
晶性が低下するからである。
種々の元素を含有させた格子定数、屈折率などを変化さ
せたもの、あるいは表面を化学エッチングなどにより処
理したものなどを用いることができる。このＬＴ基板の
ＬＮ薄膜形成面の面素度は、JIS B0601 、Ｒmax ＝ 300
〜1000Åであることが望ましい。この理由は、Ｒmax の
値を 300Åより小さくすることは極めて困難であり、ま
たＲmax の値が1000Åより大きくなると、ＬＮ薄膜の結
晶性が低下するからである。
【００２５】前記ＬＮ薄膜の成長面としては、ＬＴ基板
のｃ軸に垂直な（０００１）面を使用することが望まし
い。その理由は、前記タンタル酸リチウムは、結晶構造
が六方晶であり、（０００１）面はａ軸のみで格子整合
されるため、ａ軸の格子定数を変えるだけでＬＮ薄膜と
格子整合させるのに好都合だからである。
のｃ軸に垂直な（０００１）面を使用することが望まし
い。その理由は、前記タンタル酸リチウムは、結晶構造
が六方晶であり、（０００１）面はａ軸のみで格子整合
されるため、ａ軸の格子定数を変えるだけでＬＮ薄膜と
格子整合させるのに好都合だからである。
【００２６】かかるＬＮ薄膜の格子定数は、ＬＴ基板の
99.81〜100.07％であることが望ましく、99.92 〜100.
03％が好適である。例えば、ＬＴ基板の格子定数が、5.
153 Åである場合、5.150 〜5.155 Åであることが望ま
しい。この理由は、前記格子定数の範囲を外れた場合、
ＬＴ基板とＬＮ薄膜の格子定数を整合させ難く、光学材
料として使用可能な光学特性の優れたＬＮ薄膜を充分に
厚く形成することができないからである。
99.81〜100.07％であることが望ましく、99.92 〜100.
03％が好適である。例えば、ＬＴ基板の格子定数が、5.
153 Åである場合、5.150 〜5.155 Åであることが望ま
しい。この理由は、前記格子定数の範囲を外れた場合、
ＬＴ基板とＬＮ薄膜の格子定数を整合させ難く、光学材
料として使用可能な光学特性の優れたＬＮ薄膜を充分に
厚く形成することができないからである。
【００２７】また、本発明のＬＮ薄膜には、屈折率など
の光学特性を必要に応じて変化させるために、Cr, Nd,
Rh, Zn, Ni, Co, Ti, Ｖから選ばれる少なくとも１種を
含有させることは有効である。
の光学特性を必要に応じて変化させるために、Cr, Nd,
Rh, Zn, Ni, Co, Ti, Ｖから選ばれる少なくとも１種を
含有させることは有効である。
【００２８】次に、本発明において、前記基板は、その
表面に、特に光導波路が形成されるパターン形成領域の
屈折率が、パターン形成領域を除く領域よりも相対的に
小さくなるように、少なくともその一部に異種元素を含
有させることが必要であり、これによって前記薄膜中に
光導波路が、この薄膜の特性を失うことなく形成される
ことになり、それがこの発明の重要な特徴である。
表面に、特に光導波路が形成されるパターン形成領域の
屈折率が、パターン形成領域を除く領域よりも相対的に
小さくなるように、少なくともその一部に異種元素を含
有させることが必要であり、これによって前記薄膜中に
光導波路が、この薄膜の特性を失うことなく形成される
ことになり、それがこの発明の重要な特徴である。
【００２９】すなわち、基板の少なくとも表面に異種元
素を熱拡散などの方法によって侵入させることにより、
主としてこの基板の屈折率を変化させる（小さくする）
ことができ、それ故に基板と薄膜導波路との屈折率差を
大きくすることができる。
素を熱拡散などの方法によって侵入させることにより、
主としてこの基板の屈折率を変化させる（小さくする）
ことができ、それ故に基板と薄膜導波路との屈折率差を
大きくすることができる。
【００３０】異種元素とは、ＬＴ基板, ＬＮ薄膜の場
合、ＬＴ基板とＬＮ薄膜とを格子整合させるための元素
とは異なる目的の下に使用されるものであり、例えば、
MgやＶ、あるいはTi, Cr, Nd, Rh, Zn,Ni, Fe及びCoな
どから選ばれる少なくとも１種の金属元素が望ましい。
合、ＬＴ基板とＬＮ薄膜とを格子整合させるための元素
とは異なる目的の下に使用されるものであり、例えば、
MgやＶ、あるいはTi, Cr, Nd, Rh, Zn,Ni, Fe及びCoな
どから選ばれる少なくとも１種の金属元素が望ましい。
【００３１】上記異種元素のうち、MgやＶは、ＬＴ基板
の表面に拡散させるとそこの屈折率を低下させ、一方、
Cr, Nd, Rh, Ni, Fe及びCoは逆に屈折率を上昇させる。
そこで、ＬＮ薄膜中の光導波路形成部分の直下に当たる
ＬＴ基板基板中（チャンネル部）には、MgかＶを熱拡散
させ、また、そのチャンネル部以下の基板中には、Cr,
Nd, Rh, Zn, Ni, Fe及びCoのうちのいずれか１種以上の
元素を熱拡散させて含有させることが好ましいと言え
る。
の表面に拡散させるとそこの屈折率を低下させ、一方、
Cr, Nd, Rh, Ni, Fe及びCoは逆に屈折率を上昇させる。
そこで、ＬＮ薄膜中の光導波路形成部分の直下に当たる
ＬＴ基板基板中（チャンネル部）には、MgかＶを熱拡散
させ、また、そのチャンネル部以下の基板中には、Cr,
Nd, Rh, Zn, Ni, Fe及びCoのうちのいずれか１種以上の
元素を熱拡散させて含有させることが好ましいと言え
る。
【００３２】なお、ＬＴ基板やＬＮ薄膜中に上掲の各異
種元素を含有させる場合、それぞれの格子定数と屈折率
とが同時に変動するので、後述の如きそれぞれの含有量
調整が必要となる。
種元素を含有させる場合、それぞれの格子定数と屈折率
とが同時に変動するので、後述の如きそれぞれの含有量
調整が必要となる。
【００３３】これらの方法によって基板中に熱拡散させ
た異種元素の拡散層の厚さは、0.01〜20μｍが望まし
い。この理由は、拡散層の厚さが0.01μｍ未満の場合、
異種元素が拡散されていない基板部分にまで拡がる導波
光の割合が多くなるため、基板として要求される屈折率
を満足することができず、光のとじ込め効果の低下を招
き、また２０μｍを超える場合、結晶性が低下するた
め、光導波路として十分な特性が得られないからであ
る。
た異種元素の拡散層の厚さは、0.01〜20μｍが望まし
い。この理由は、拡散層の厚さが0.01μｍ未満の場合、
異種元素が拡散されていない基板部分にまで拡がる導波
光の割合が多くなるため、基板として要求される屈折率
を満足することができず、光のとじ込め効果の低下を招
き、また２０μｍを超える場合、結晶性が低下するた
め、光導波路として十分な特性が得られないからであ
る。
【００３４】以上説明したように、前記基板の特定箇所
（光導波路形成域および／またはその部分以外の周辺部
分）に、前記異種元素を添加して、導波路形成部分の屈
折率が、非導波路形成部分に比べて相対的に低いパター
ンを形成することができる。したがって、あとは該基板
に、単に結晶性と光学特性とに優れた薄膜をスラブ状に
形成するだけで、前記パターン部分に形成された薄膜の
一部が光導波路化するので、従来のように導波路形成の
ための特別の加工工程を省くことができる。
（光導波路形成域および／またはその部分以外の周辺部
分）に、前記異種元素を添加して、導波路形成部分の屈
折率が、非導波路形成部分に比べて相対的に低いパター
ンを形成することができる。したがって、あとは該基板
に、単に結晶性と光学特性とに優れた薄膜をスラブ状に
形成するだけで、前記パターン部分に形成された薄膜の
一部が光導波路化するので、従来のように導波路形成の
ための特別の加工工程を省くことができる。
【００３５】なお、基板の屈折率を低下させたり上昇さ
せたりする上記各異種元素は、基板の薄膜形成に影響す
る特性、例えば表面粗度などを殆ど変化させずに、その
表面屈折率のみを変えられるため、通常の基板と同等の
特性を有する薄膜を同様の条件にて製造することができ
る。
せたりする上記各異種元素は、基板の薄膜形成に影響す
る特性、例えば表面粗度などを殆ど変化させずに、その
表面屈折率のみを変えられるため、通常の基板と同等の
特性を有する薄膜を同様の条件にて製造することができ
る。
【００３６】なお、ＬＴ基板表面に含有させる（熱拡散
に伴う侵入）異種元素の量は、以下に示す組成範囲が望
ましい。 屈折率低下元素 Ｍｇ： ０．１〜２０モル％ Ｖ ： ０．０５〜３０モル％ 屈折率上昇元素 Ｔｉ： ０．２〜３０モル％ Ｃｒ： ０．０２〜２０モル％ Ｆｅ： ０．０２〜２０モル％ Ｎｉ： ０．０２〜２０モル％ Ｎｄ： ０．０２〜１０モル％ Ｒｈ： ０．０２〜２０モル％ Ｃｏ： ０．０２〜１５モル％ Ｚｎ： ０．０２〜２０モル％ 上記の含有量は、異種元素／（LiTaO3＋異種元素）×10
0 で計算されたものである。
に伴う侵入）異種元素の量は、以下に示す組成範囲が望
ましい。 屈折率低下元素 Ｍｇ： ０．１〜２０モル％ Ｖ ： ０．０５〜３０モル％ 屈折率上昇元素 Ｔｉ： ０．２〜３０モル％ Ｃｒ： ０．０２〜２０モル％ Ｆｅ： ０．０２〜２０モル％ Ｎｉ： ０．０２〜２０モル％ Ｎｄ： ０．０２〜１０モル％ Ｒｈ： ０．０２〜２０モル％ Ｃｏ： ０．０２〜１５モル％ Ｚｎ： ０．０２〜２０モル％ 上記の含有量は、異種元素／（LiTaO3＋異種元素）×10
0 で計算されたものである。
【００３７】前記組成範囲が好ましい理由は、上記範囲
より組成割合が多いと、ＬＴ基板の結晶性が低下してし
まい、また、上記範囲より組成割合が少ないと屈折率が
変化しないためである。
より組成割合が多いと、ＬＴ基板の結晶性が低下してし
まい、また、上記範囲より組成割合が少ないと屈折率が
変化しないためである。
【００３８】さらに、前記異種元素の含有量は、以下の
範囲にすることがより好適である。 屈折率低下元素 Ｍｇ： ２．０〜１０モル％ Ｖ ： １．０〜１５モル％ 屈折率上昇元素 Ｔｉ： １．０〜１５モル％ Ｃｒ： ０．２〜１０モル％ Ｆｅ： ０．２〜１０モル％ Ｎｉ： ０．２〜１０モル％ Ｎｄ： ０．５〜 ５モル％ Ｒｈ： ０．２〜１０モル％ Ｃｏ： ０．２〜 ８モル％ Ｚｎ： ０．２〜１０モル％
範囲にすることがより好適である。 屈折率低下元素 Ｍｇ： ２．０〜１０モル％ Ｖ ： １．０〜１５モル％ 屈折率上昇元素 Ｔｉ： １．０〜１５モル％ Ｃｒ： ０．２〜１０モル％ Ｆｅ： ０．２〜１０モル％ Ｎｉ： ０．２〜１０モル％ Ｎｄ： ０．５〜 ５モル％ Ｒｈ： ０．２〜１０モル％ Ｃｏ： ０．２〜 ８モル％ Ｚｎ： ０．２〜１０モル％
【００３９】また、前記異種元素は、ＬＴ基板に、原
子、イオン、酸化物など種々の形態で含有させることが
できる。
子、イオン、酸化物など種々の形態で含有させることが
できる。
【００４０】次に、本発明の製造方法をＬＮ薄膜, ＬＴ
基板からなる光デバイスを製造する場合を例にとり、説
明する。上述した異種元素が添加され、六方晶ａ軸の格
子定数が調整（ 5.128〜5.173 Å）されたＬＴ基板を、
炭酸リチウム、五酸化タンタル、酸化チタン、五酸化バ
ナジウムなどを原料とし、これをイリジウムるつぼ、あ
るいは白金−ロジウムるつぼ中で加熱溶解し、タンタル
酸リチウム単結晶として引き上げる、チョコラルスキー
法（ＣＺ法）などにて準備する。
基板からなる光デバイスを製造する場合を例にとり、説
明する。上述した異種元素が添加され、六方晶ａ軸の格
子定数が調整（ 5.128〜5.173 Å）されたＬＴ基板を、
炭酸リチウム、五酸化タンタル、酸化チタン、五酸化バ
ナジウムなどを原料とし、これをイリジウムるつぼ、あ
るいは白金−ロジウムるつぼ中で加熱溶解し、タンタル
酸リチウム単結晶として引き上げる、チョコラルスキー
法（ＣＺ法）などにて準備する。
【００４１】次に、このようにして得られたＬＴ基板
の、光導波路パターン形成領域( チャンネル部) の屈折
率を、ＬＮ薄膜の屈折率より小さくするために、この光
導波路パターン部( チャンネル部) 、もしくはそれ以外
の部分に、上述した屈折率を下げるか、上げる作用をも
つ異種元素を熱拡散などの方法によって含有させる。そ
の後、かかるＬＴ基板と格子整合されたＬＮ薄膜を形成
する。
の、光導波路パターン形成領域( チャンネル部) の屈折
率を、ＬＮ薄膜の屈折率より小さくするために、この光
導波路パターン部( チャンネル部) 、もしくはそれ以外
の部分に、上述した屈折率を下げるか、上げる作用をも
つ異種元素を熱拡散などの方法によって含有させる。そ
の後、かかるＬＴ基板と格子整合されたＬＮ薄膜を形成
する。
【００４２】さて、前記基板表面へ前記異種元素を含有
させる方法としては、加熱拡散させる方法、イオン交換
法、イオン注入法などの他に、液相エピタキシャル成長
法（ＬＰＥ成長法）、原料添加法などを用いることがで
きる。
させる方法としては、加熱拡散させる方法、イオン交換
法、イオン注入法などの他に、液相エピタキシャル成長
法（ＬＰＥ成長法）、原料添加法などを用いることがで
きる。
【００４３】なお、この処理に当たっては、異種元素の
熱拡散のために基板を加熱した後、その加熱状態のまま
ＬＰＥ成長用の溶融体に接触させることが望ましい。こ
の理由は、熱拡散の後冷却させ、再度ＬＰＥ成長のため
に基板を加熱すると、基板の結晶性が低下するからであ
る。
熱拡散のために基板を加熱した後、その加熱状態のまま
ＬＰＥ成長用の溶融体に接触させることが望ましい。こ
の理由は、熱拡散の後冷却させ、再度ＬＰＥ成長のため
に基板を加熱すると、基板の結晶性が低下するからであ
る。
【００４４】この熱拡散は、 850℃〜1000℃であること
が望ましい。この理由は、850 ℃より低い温度では拡散
が進まず、また、1000℃より高い温度では基板の結晶性
が低下し、またＬi の外拡散が生じるからである。ま
た、この熱拡散の時間は、0.5 〜20時間が望ましい。
が望ましい。この理由は、850 ℃より低い温度では拡散
が進まず、また、1000℃より高い温度では基板の結晶性
が低下し、またＬi の外拡散が生じるからである。ま
た、この熱拡散の時間は、0.5 〜20時間が望ましい。
【００４５】なお、液相エピタキシャル法において、Ｌ
Ｔ基板を溶融液に接触させる前、このＬＴ基板は予め予
備加熱しておくことが望ましい。この理由は、このＬＴ
基板は、非常に熱衝撃に弱いからである。
Ｔ基板を溶融液に接触させる前、このＬＴ基板は予め予
備加熱しておくことが望ましい。この理由は、このＬＴ
基板は、非常に熱衝撃に弱いからである。
【００４６】かかる原料成分は、600 〜1300℃で空気雰
囲気下あるいは酸化雰囲気下で加熱溶融することが望ま
しく、この溶融体は過冷却状態とした後にＬＴ基板に接
触させて育成する。前記溶融体を過冷却状態とするため
の冷却速度は、0.5 〜300 ℃／時とすることが望まし
い。
囲気下あるいは酸化雰囲気下で加熱溶融することが望ま
しく、この溶融体は過冷却状態とした後にＬＴ基板に接
触させて育成する。前記溶融体を過冷却状態とするため
の冷却速度は、0.5 〜300 ℃／時とすることが望まし
い。
【００４７】また、タンタル酸リチウム基板のキュリー
点の温度では、一定時間温度を保つか、0.１〜５℃／分
の速度で冷却させることが望ましい。この理由は、前記
キュリー点における結晶の相転移に伴うクラックの発生
を防止できるからである。
点の温度では、一定時間温度を保つか、0.１〜５℃／分
の速度で冷却させることが望ましい。この理由は、前記
キュリー点における結晶の相転移に伴うクラックの発生
を防止できるからである。
【００４８】また、前記タンタル酸リチウム基板は、少
なくとも片面は、光学研磨されその後、化学エッチング
処理されていることが望ましい。
なくとも片面は、光学研磨されその後、化学エッチング
処理されていることが望ましい。
【００４９】前記タンタル酸リチウム基板の厚みは0.5
〜2.0 mmであることが望ましい。この理由は、0.5 mmよ
り薄い基板は、クラックが発生しやすく、2.0 mmより厚
い基板は焦電効果が問題となり、加熱や研磨により帯電
するため、研磨屑などが付着してスクラッチが発生し易
いからである。
〜2.0 mmであることが望ましい。この理由は、0.5 mmよ
り薄い基板は、クラックが発生しやすく、2.0 mmより厚
い基板は焦電効果が問題となり、加熱や研磨により帯電
するため、研磨屑などが付着してスクラッチが発生し易
いからである。
【００５０】次に、このようにして得られたＬＴ基板に
対し、その表面にＬＮ薄膜を育成する。この育成の方法
としては、ＬＰＥ成長法、スパッタ法、蒸着法などが適
用されるが、特にＬＰＥ成長法（液相エピタキシャル成
長法）が好適である。この理由は、結晶性に優れた均質
な膜が得やすく、その結果、光伝搬損失が少なく光導波
路として好適な、しかもニオブ酸リチウム単結晶の非線
形光学効果、電気光学効果、音響光学効果などを十分活
かせる優れた特性を持ったＬＮ薄膜が得られ、さらに生
産性にも優れているからである。
対し、その表面にＬＮ薄膜を育成する。この育成の方法
としては、ＬＰＥ成長法、スパッタ法、蒸着法などが適
用されるが、特にＬＰＥ成長法（液相エピタキシャル成
長法）が好適である。この理由は、結晶性に優れた均質
な膜が得やすく、その結果、光伝搬損失が少なく光導波
路として好適な、しかもニオブ酸リチウム単結晶の非線
形光学効果、電気光学効果、音響光学効果などを十分活
かせる優れた特性を持ったＬＮ薄膜が得られ、さらに生
産性にも優れているからである。
【００５１】前記ＬＰＥ成長法としては、Li2O、Nb
2O5 、V2O5、Na2O、MgO などからなる溶融体にＬＴ基板
を接触させ、ＬＰＥ成長によりＬＮ薄膜のａ軸の格子定
数をＬＴ基板のａ軸の格子定数に整合させる方法を用い
るが、それは高品質の結晶が得られるからである。
2O5 、V2O5、Na2O、MgO などからなる溶融体にＬＴ基板
を接触させ、ＬＰＥ成長によりＬＮ薄膜のａ軸の格子定
数をＬＴ基板のａ軸の格子定数に整合させる方法を用い
るが、それは高品質の結晶が得られるからである。
【００５２】かかるＬＮ薄膜の厚みは、ＬＴ基板と溶融
体との接触時間、溶融体の温度を適当に選択することに
より、制御することができる。
体との接触時間、溶融体の温度を適当に選択することに
より、制御することができる。
【００５３】このＬＮ薄膜の成長速度は、0.01〜1.0 μ
ｍ／分が望ましい。それは、1.0 μｍ／分より速い場
合、ＬＮ薄膜にうねりが発生し、また、0.01μｍ／分よ
り遅い場合、ＬＮ薄膜の育成に時間がかかるためであ
る。
ｍ／分が望ましい。それは、1.0 μｍ／分より速い場
合、ＬＮ薄膜にうねりが発生し、また、0.01μｍ／分よ
り遅い場合、ＬＮ薄膜の育成に時間がかかるためであ
る。
【００５４】なお、本発明において、ＬＰＥ成長のため
に用いる溶融体組成物としては、Nb2O5 、V2O5、Li2O、
Na2OとMgO に加えて、Nd, Rh, Zn, Ni, Co, Tiなどから
選ばれる元素の酸化物を使用することができる。
に用いる溶融体組成物としては、Nb2O5 、V2O5、Li2O、
Na2OとMgO に加えて、Nd, Rh, Zn, Ni, Co, Tiなどから
選ばれる元素の酸化物を使用することができる。
【００５５】このようにして得られるＬＮ薄膜を、ＬＴ
基板と格子整合させる方法は、既に述べたとおりであ
り、例えばニオブ酸リチウム単結晶中のＬi ／Ｎb のモ
ル比率を変えることにより、ＬＮ薄膜とＬＴ基板を格子
整合させることができる。その具体的な方法としては、
ＬＰＥ成長法を用い、このための溶融体として少なくと
もK2O, V2O，Li2O ,Nb2O5からなる組成物を使用するこ
とが有利である。この理由は、前記K2O ，V2O は、溶融
剤として作用する。溶融剤としてK2O ，V2O を使用する
ことにより、溶融剤からのLiの供給を防止できるため、
原料物中のLi2O,Nb2O5 の組成比を変えることにより、
析出してくるニオブ酸リチウム単結晶のLi／Nbのモル比
率を変えることができるのである。
基板と格子整合させる方法は、既に述べたとおりであ
り、例えばニオブ酸リチウム単結晶中のＬi ／Ｎb のモ
ル比率を変えることにより、ＬＮ薄膜とＬＴ基板を格子
整合させることができる。その具体的な方法としては、
ＬＰＥ成長法を用い、このための溶融体として少なくと
もK2O, V2O，Li2O ,Nb2O5からなる組成物を使用するこ
とが有利である。この理由は、前記K2O ，V2O は、溶融
剤として作用する。溶融剤としてK2O ，V2O を使用する
ことにより、溶融剤からのLiの供給を防止できるため、
原料物中のLi2O,Nb2O5 の組成比を変えることにより、
析出してくるニオブ酸リチウム単結晶のLi／Nbのモル比
率を変えることができるのである。
【００５６】そして、このLi／Nbのモル比率が変わる
と、ａ軸の格子定数も変わるため、ニオブ酸リチウム単
結晶薄膜のａ軸の格子定数を原料物中のLi2O, Nb2O5 の
組成比を制御することにより制御でき、その結果とし
て、ＬＮ薄膜とＬＴ基板とは格子整合するのである。
と、ａ軸の格子定数も変わるため、ニオブ酸リチウム単
結晶薄膜のａ軸の格子定数を原料物中のLi2O, Nb2O5 の
組成比を制御することにより制御でき、その結果とし
て、ＬＮ薄膜とＬＴ基板とは格子整合するのである。
【００５７】なお、本発明において、ＬＮ薄膜のａ軸の
格子定数を、既に5.128 〜5.173 Åの範囲に調整したＬ
Ｔ基板と格子整合させるのに、ＬＮ薄膜中にTiを含有さ
せてもよい。このための方法としては、ＬＰＥ成長での
溶融体として、主としてLi2O、V2O5、Nb2O5 、TiO2から
なる組成物を用い、この溶融体に前記ＬＴ基板を接触さ
せることにより、ＬＰＥ成長を行わせ、ＬＮ薄膜のａ軸
の格子定数とＬＴ基板のａ軸の格子定数を整合させる方
法が有利である。
格子定数を、既に5.128 〜5.173 Åの範囲に調整したＬ
Ｔ基板と格子整合させるのに、ＬＮ薄膜中にTiを含有さ
せてもよい。このための方法としては、ＬＰＥ成長での
溶融体として、主としてLi2O、V2O5、Nb2O5 、TiO2から
なる組成物を用い、この溶融体に前記ＬＴ基板を接触さ
せることにより、ＬＰＥ成長を行わせ、ＬＮ薄膜のａ軸
の格子定数とＬＴ基板のａ軸の格子定数を整合させる方
法が有利である。
【００５８】また、特に本発明のニオブ酸リチウム単結
晶薄膜を、ＳＨＧ素子として使用する場合には、前記Ｌ
Ｎ薄膜の常光屈折率ｎO 、異常光屈折率ｎe は、波長が
0.83μｍのレーザー光源（基本波長）に対して、それぞ
れ2.25≦ｎO ≦2.40の範囲、2.0 ＜ｎe ＜ｎO −0.01な
る範囲、また、発生する第２高調波波長(0.415μｍ) に
対して異常光屈折率ｎeが前記第２高調波に対する常光
屈折率ｎO より小さい範囲であることが望ましい。
晶薄膜を、ＳＨＧ素子として使用する場合には、前記Ｌ
Ｎ薄膜の常光屈折率ｎO 、異常光屈折率ｎe は、波長が
0.83μｍのレーザー光源（基本波長）に対して、それぞ
れ2.25≦ｎO ≦2.40の範囲、2.0 ＜ｎe ＜ｎO −0.01な
る範囲、また、発生する第２高調波波長(0.415μｍ) に
対して異常光屈折率ｎeが前記第２高調波に対する常光
屈折率ｎO より小さい範囲であることが望ましい。
【００５９】
【実施例】実施例１ (1) Li2CO3 (50モル％), V2O5(40モル％), Nb2O3 (10モ
ル％) 、そして、溶融体組成から析出可能なLiNbO3の理
論量に対して43モル％に当たる量のNa2CO3、および溶融
体組成から析出可能なLiNbO3の理論量に対して７モル％
のMgO を添加してなる混合物を、イリジウムるつぼの中
に入れ、空気雰囲気下のエピタキシャル成長育成装置中
で1100℃まで加熱して溶解した。ついで、るつぼ内の溶
融体をプロペラを用いて200rpmの回転速度で12時間撹拌
させた。この溶融体を１時間当り60℃の冷却速度で 915
℃まで徐冷した。
ル％) 、そして、溶融体組成から析出可能なLiNbO3の理
論量に対して43モル％に当たる量のNa2CO3、および溶融
体組成から析出可能なLiNbO3の理論量に対して７モル％
のMgO を添加してなる混合物を、イリジウムるつぼの中
に入れ、空気雰囲気下のエピタキシャル成長育成装置中
で1100℃まで加熱して溶解した。ついで、るつぼ内の溶
融体をプロペラを用いて200rpmの回転速度で12時間撹拌
させた。この溶融体を１時間当り60℃の冷却速度で 915
℃まで徐冷した。
【００６０】 (2) 図２に示すように、まずタンタル酸
リチウム単結晶の(0001)面を光学研磨し、厚さ 1.8mmと
した後、面取り(C 0.5) を行った基板材料１を準備し
た。次いで、この基板材料１表面にフォトリソグラフィ
ーによるスパッタリングマスク６を形成した後、その表
面にＲＦスパッタ法により、膜厚1000Å、幅５μｍのMg
O 膜（異種元素層７）を形成し、上記スパッタリングマ
スク６を除去した後、光導波路形成領域に残された上記
異種元素層７を基板表面に熱拡散させるべく、 920℃に
て加熱することにより、ここに膜厚1000Å, 幅５μｍの
MgO 拡散チャンネル８を形成した。このMgO 拡散チャン
ネル８部分は、MgO を拡散させていない領域５に比べ
て、常光屈折率が15×10-3減少していた。また、面粗度
はJIS B0601 Ｒmax ＝300 Åであった。この基板材料１
を 915℃で30分予備加熱した後、前記(1) の工程で得ら
れているるつぼ内溶融体中に、100rpmで回転させながら
17分間浸漬した。成長速度は1.94μｍ／分であった。
リチウム単結晶の(0001)面を光学研磨し、厚さ 1.8mmと
した後、面取り(C 0.5) を行った基板材料１を準備し
た。次いで、この基板材料１表面にフォトリソグラフィ
ーによるスパッタリングマスク６を形成した後、その表
面にＲＦスパッタ法により、膜厚1000Å、幅５μｍのMg
O 膜（異種元素層７）を形成し、上記スパッタリングマ
スク６を除去した後、光導波路形成領域に残された上記
異種元素層７を基板表面に熱拡散させるべく、 920℃に
て加熱することにより、ここに膜厚1000Å, 幅５μｍの
MgO 拡散チャンネル８を形成した。このMgO 拡散チャン
ネル８部分は、MgO を拡散させていない領域５に比べ
て、常光屈折率が15×10-3減少していた。また、面粗度
はJIS B0601 Ｒmax ＝300 Åであった。この基板材料１
を 915℃で30分予備加熱した後、前記(1) の工程で得ら
れているるつぼ内溶融体中に、100rpmで回転させながら
17分間浸漬した。成長速度は1.94μｍ／分であった。
【００６１】 (3) 基板材料をるつぼ内溶融体から引き
上げ、回転数1000rpm で30秒間回転させることにより溶
融体を振り切った後、１時間当り 300℃の冷却速度でタ
ンタル酸リチウム単結晶のキュリー温度(650℃) まで徐
冷し、その温度で１時間保定した後、１時間に60℃の冷
却速度で室温まで徐冷し、基板材料上に約33μｍの厚さ
のNa, Mg含有ＬＮ薄膜（薄膜導波層２）を得た。 (4) 得られたＬＮ薄膜中に含有されていたNa, Mgの量
は、それぞれ２モル％, ６モル％であった。また、格子
定数（ａ軸）5.155 Å、入射光波長1.15μｍで測定した
屈折率は、2.231 ±0.001 であった。
上げ、回転数1000rpm で30秒間回転させることにより溶
融体を振り切った後、１時間当り 300℃の冷却速度でタ
ンタル酸リチウム単結晶のキュリー温度(650℃) まで徐
冷し、その温度で１時間保定した後、１時間に60℃の冷
却速度で室温まで徐冷し、基板材料上に約33μｍの厚さ
のNa, Mg含有ＬＮ薄膜（薄膜導波層２）を得た。 (4) 得られたＬＮ薄膜中に含有されていたNa, Mgの量
は、それぞれ２モル％, ６モル％であった。また、格子
定数（ａ軸）5.155 Å、入射光波長1.15μｍで測定した
屈折率は、2.231 ±0.001 であった。
【００６２】 (5) 得られたＬＮ薄膜を、基板に形成し
た幅５μｍのMgO 拡散チャンネル部に対して垂直に端面
研磨を施して、光導波路３を形成した。この導波路端面
部からレーザ光を端面入射させ、出射光のニアフィール
ドパターンを観察したところ、レーザ光が幅５μｍのMg
O の拡散チャンネル部内に良好に閉じ込められているこ
とが確認できた。得られた導波路の表面の面粗度は、JI
S B0601 Ｒmax ＝1000Åであった。このように、基板に
異種元素を拡散させるだけで、光を閉じ込めることがで
き、従来のリッジ型, リブ型導波路のような加工が不要
となる。
た幅５μｍのMgO 拡散チャンネル部に対して垂直に端面
研磨を施して、光導波路３を形成した。この導波路端面
部からレーザ光を端面入射させ、出射光のニアフィール
ドパターンを観察したところ、レーザ光が幅５μｍのMg
O の拡散チャンネル部内に良好に閉じ込められているこ
とが確認できた。得られた導波路の表面の面粗度は、JI
S B0601 Ｒmax ＝1000Åであった。このように、基板に
異種元素を拡散させるだけで、光を閉じ込めることがで
き、従来のリッジ型, リブ型導波路のような加工が不要
となる。
【００６３】実施例２ (1) Na2CO3 12.8モル％, V2O5 40モル％, Nb2O5 10モ
ル％, Li2CO3 を37.2モル％, MgO を溶融体組成から析
出可能なLiNbO3の理論量に対して５モル％添加してなる
混合物をイリジウムるつぼに入れ、空気雰囲気下の液相
エピタキシャル成長育成装置中で、1100℃まで加熱して
るつぼの内容物を溶解した。前記溶融体を、１時間当り
60℃の冷却速度で 941℃まで徐冷した。
ル％, Li2CO3 を37.2モル％, MgO を溶融体組成から析
出可能なLiNbO3の理論量に対して５モル％添加してなる
混合物をイリジウムるつぼに入れ、空気雰囲気下の液相
エピタキシャル成長育成装置中で、1100℃まで加熱して
るつぼの内容物を溶解した。前記溶融体を、１時間当り
60℃の冷却速度で 941℃まで徐冷した。
【００６４】(2) 次に、ＬＴ単結晶の(0001)面を光学研
磨して厚さ 1.0mmとした後、面取り(R0.5)を行ったもの
の表面に、フォトリソグラフィーおよびＲＦスパッタ法
により、幅５μｍの隙間( チャンネル形成部) をもつ膜
厚 400ÅのTi膜を形成し、その後 950℃にて熱拡散させ
た。これによってＬＴ基板表面に幅５μｍのTiが拡散し
ていないチャンネル部をもつ基板材料を得た。チャンネ
ル部以外のTi拡散層の厚さは、400 Åであった。なお、
このTi拡散部分（チャンネル部以外の部分）は、チャン
ネル部分に比べて常光屈折率が２×10-3増大していた。
面粗度はJIS B0601 Ｒmax ＝100 Åであった。この基板
材料を 950℃で30分間予備加熱した後、溶融体中に100r
pmで回転させながら15分間浸漬した。ニオブ酸リチウム
単結晶薄膜の成長速度は0.53μｍ/ 分であった。
磨して厚さ 1.0mmとした後、面取り(R0.5)を行ったもの
の表面に、フォトリソグラフィーおよびＲＦスパッタ法
により、幅５μｍの隙間( チャンネル形成部) をもつ膜
厚 400ÅのTi膜を形成し、その後 950℃にて熱拡散させ
た。これによってＬＴ基板表面に幅５μｍのTiが拡散し
ていないチャンネル部をもつ基板材料を得た。チャンネ
ル部以外のTi拡散層の厚さは、400 Åであった。なお、
このTi拡散部分（チャンネル部以外の部分）は、チャン
ネル部分に比べて常光屈折率が２×10-3増大していた。
面粗度はJIS B0601 Ｒmax ＝100 Åであった。この基板
材料を 950℃で30分間予備加熱した後、溶融体中に100r
pmで回転させながら15分間浸漬した。ニオブ酸リチウム
単結晶薄膜の成長速度は0.53μｍ/ 分であった。
【００６５】(3) 次に、溶融体から前記基板材料を引き
上げ、回転数1000rpm で30秒間回転させて溶融体を振り
切った後、１時間当り60℃の冷却速度で室温まで徐冷
し、基板材料上に約８μｍの厚さのNa, Mg含有ＬＮ薄膜
を得た。 (4) 得られたＬＮ薄膜中に含有させたNa, Mgの量は、そ
れぞれ１モル％, ６モル％であった。また、格子定数
（ａ軸）は5.153Å、入射光波長1.15μｍで測定した屈
折率は、2.231 ±0.001 であった。 (5) 得られたＬＮ薄膜を、幅５μｍのTi未拡散部のチャ
ンネル部分に対して垂直に端面研磨して、導波路を形成
した。この導波路端面からレーザー光を端面入射させ、
出射光のニアフィールドパターンを観察したところ、レ
ーザー光が幅５μｍのTi未拡散チャンネル上で良好に閉
じ込められていることが確認できた。得られた導波路の
表面の面粗度は、JIS B0601 Ｒmax ＝1000Åであった。
このように、基板に異種元素を拡散させるだけで光を閉
じ込めることができ、従来のリッジ, リブ型の導波路の
ような加工が不要となる。
上げ、回転数1000rpm で30秒間回転させて溶融体を振り
切った後、１時間当り60℃の冷却速度で室温まで徐冷
し、基板材料上に約８μｍの厚さのNa, Mg含有ＬＮ薄膜
を得た。 (4) 得られたＬＮ薄膜中に含有させたNa, Mgの量は、そ
れぞれ１モル％, ６モル％であった。また、格子定数
（ａ軸）は5.153Å、入射光波長1.15μｍで測定した屈
折率は、2.231 ±0.001 であった。 (5) 得られたＬＮ薄膜を、幅５μｍのTi未拡散部のチャ
ンネル部分に対して垂直に端面研磨して、導波路を形成
した。この導波路端面からレーザー光を端面入射させ、
出射光のニアフィールドパターンを観察したところ、レ
ーザー光が幅５μｍのTi未拡散チャンネル上で良好に閉
じ込められていることが確認できた。得られた導波路の
表面の面粗度は、JIS B0601 Ｒmax ＝1000Åであった。
このように、基板に異種元素を拡散させるだけで光を閉
じ込めることができ、従来のリッジ, リブ型の導波路の
ような加工が不要となる。
【００６６】実施例３ (1) Na2CO3 25.8モル％, Li2CO3 24.2モル％, V2O5
40.0モル％, Nb2O3 10.0モル％, TiO2を前記溶融体組成
から析出可能なLiNbO3の理論量に対して12.0モル％添加
してなる混合物を、イリジウムるつぼに入れ、空気雰囲
気下のエピタキシャル成長育成装置中で1100℃まで加熱
してるつぼの内容物を溶解した。得られた溶融体を１時
間当り60℃の冷却速度で 893℃まで徐冷した。
40.0モル％, Nb2O3 10.0モル％, TiO2を前記溶融体組成
から析出可能なLiNbO3の理論量に対して12.0モル％添加
してなる混合物を、イリジウムるつぼに入れ、空気雰囲
気下のエピタキシャル成長育成装置中で1100℃まで加熱
してるつぼの内容物を溶解した。得られた溶融体を１時
間当り60℃の冷却速度で 893℃まで徐冷した。
【００６７】(2) 次に、タンタル酸リチウム単結晶の(0
001)面を光学研磨して厚さ 1.7mmとした後、フォトリソ
グラフィーおよびＲＦスパッタ法により、膜厚 800Å、
幅５μｍのMgO 膜と、この幅５μｍのMgO 膜以外の部分
に膜厚 400ÅのCu膜を形成した後、1000℃にて熱拡散さ
せ、400 Åの拡散層を形成した。ついで幅５μｍのMgO
拡散チャンネル部を化学エッチングし、基板材料を得
た。MgO を拡散させたチャンネル部分およびチャンネル
部分以外のCuを拡散させた部分は、何も拡散させない基
板材料に比べて、常光屈折率はそれぞれ10×10-3減少お
よび１×10-3増大していた。また、面粗度はJIS B0601
Ｒmax ＝500 Åであった。この基板材料を溶融体から10
mmの高さで 893℃で60分予備加熱した後、溶融体中に10
0rpmで回転させながら12分間浸漬した。成長速度は0.58
μｍ/ 分であった。
001)面を光学研磨して厚さ 1.7mmとした後、フォトリソ
グラフィーおよびＲＦスパッタ法により、膜厚 800Å、
幅５μｍのMgO 膜と、この幅５μｍのMgO 膜以外の部分
に膜厚 400ÅのCu膜を形成した後、1000℃にて熱拡散さ
せ、400 Åの拡散層を形成した。ついで幅５μｍのMgO
拡散チャンネル部を化学エッチングし、基板材料を得
た。MgO を拡散させたチャンネル部分およびチャンネル
部分以外のCuを拡散させた部分は、何も拡散させない基
板材料に比べて、常光屈折率はそれぞれ10×10-3減少お
よび１×10-3増大していた。また、面粗度はJIS B0601
Ｒmax ＝500 Åであった。この基板材料を溶融体から10
mmの高さで 893℃で60分予備加熱した後、溶融体中に10
0rpmで回転させながら12分間浸漬した。成長速度は0.58
μｍ/ 分であった。
【００６８】(3) 次に、溶融体から基板材料を引き上
げ、回転数1000rpm で30秒間溶融体上で溶融体を振り切
った後、２℃／分の冷却速度で、室温まで徐冷し、基板
材料上に約７μｍの厚さのNa, Ti含有ＬＮ薄膜を得た。 (4) 得られたＬＮ薄膜中に含有されているNa, Tiの量
は、それぞれ 4.6モル％,5.0 モル％であった。また、
格子定数（ａ軸）5.153 Å、入射光波長1.15μｍで測定
した屈折率は、2.241 ±0.001 であった。 (5) 得られたＬＮ薄膜を、幅５μｍのMgO 拡散チャンネ
ルに対して垂直に端面研磨を施して、レーザー光を端面
入射させ、出射光のニアフィールドパターンを観察した
ところ、レーザー光が幅５μｍのMgO の拡散チャンネル
上で良好に閉じ込められていることが確認できた。得ら
れた導波路表面の面粗度は、JIS B0601 Ｒ max ＝2000Å
であった。このように、基板に異種元素を含有させるだ
けで光を閉じ込めることができ、従来のリッジ, リブ型
の導波路のような加工が不要となる。
げ、回転数1000rpm で30秒間溶融体上で溶融体を振り切
った後、２℃／分の冷却速度で、室温まで徐冷し、基板
材料上に約７μｍの厚さのNa, Ti含有ＬＮ薄膜を得た。 (4) 得られたＬＮ薄膜中に含有されているNa, Tiの量
は、それぞれ 4.6モル％,5.0 モル％であった。また、
格子定数（ａ軸）5.153 Å、入射光波長1.15μｍで測定
した屈折率は、2.241 ±0.001 であった。 (5) 得られたＬＮ薄膜を、幅５μｍのMgO 拡散チャンネ
ルに対して垂直に端面研磨を施して、レーザー光を端面
入射させ、出射光のニアフィールドパターンを観察した
ところ、レーザー光が幅５μｍのMgO の拡散チャンネル
上で良好に閉じ込められていることが確認できた。得ら
れた導波路表面の面粗度は、JIS B0601 Ｒ max ＝2000Å
であった。このように、基板に異種元素を含有させるだ
けで光を閉じ込めることができ、従来のリッジ, リブ型
の導波路のような加工が不要となる。
【００６９】実施例４ (1) Na2CO3 12.8 モル％, V2O5 40モル％, Nb2O3 10モ
ル％, Li2CO3 37.2 モル％, MgO を溶融体組成から析出
可能なLiNbO3の理論量に対して５モル％添加してなる混
合物を、イリジウムるつぼに入れ、空気雰囲気下のエピ
タキシャル成長育成装置中で1100℃まで加熱してるつぼ
の内容物を溶解した。ついで、溶融体をプロペラを用
い、150rpmの回転速度で20時間攪拌させた。
ル％, Li2CO3 37.2 モル％, MgO を溶融体組成から析出
可能なLiNbO3の理論量に対して５モル％添加してなる混
合物を、イリジウムるつぼに入れ、空気雰囲気下のエピ
タキシャル成長育成装置中で1100℃まで加熱してるつぼ
の内容物を溶解した。ついで、溶融体をプロペラを用
い、150rpmの回転速度で20時間攪拌させた。
【００７０】(2) 次に、厚さ１mmのＬＴ基板を面取り
（R 0.5)した後、厚さ 250ÅMgO 層をＲＦスパッタ法に
より形成し、ついで、このＬＴ基板を2.67cm／分でエピ
タキシャル成長育成装置中の溶融体に近づけ、予備加熱
と熱拡散を同時に行った。また、ＬＴ基板表面の面粗度
は、JIS B0601 Ｒmax ＝170 Åであった。 (3) 前記溶融体を１時間当り60℃の冷却速度で 938℃ま
で徐冷した後、前記ＬＴ基板を 938℃で50分間予備加熱
した後、溶融体中に100rpmで回転させながら20分間浸漬
した。ニオブ酸リチウムの成長速度は 0.7μｍ/ 分であ
った。
（R 0.5)した後、厚さ 250ÅMgO 層をＲＦスパッタ法に
より形成し、ついで、このＬＴ基板を2.67cm／分でエピ
タキシャル成長育成装置中の溶融体に近づけ、予備加熱
と熱拡散を同時に行った。また、ＬＴ基板表面の面粗度
は、JIS B0601 Ｒmax ＝170 Åであった。 (3) 前記溶融体を１時間当り60℃の冷却速度で 938℃ま
で徐冷した後、前記ＬＴ基板を 938℃で50分間予備加熱
した後、溶融体中に100rpmで回転させながら20分間浸漬
した。ニオブ酸リチウムの成長速度は 0.7μｍ/ 分であ
った。
【００７１】(4) 前記溶融体から基板材料を引き上げ、
回転数1000rpm で30秒間溶融体上で、溶融体を振り切っ
た後、１℃／分で室温まで徐冷し、基板材料上に約14μ
ｍの厚さのNa, Mg含有ＬＮ薄膜を得た。 (5) 得られたＬＮ薄膜中に含有されていたNa, Mgの量
は、それぞれ１モル％, ５モル％であった。また、格子
定数（ａ軸）は5.153 Å、入射光波長1.15μｍで測定し
た屈折率は、2.231 ±0.001 であった。基板のMgO の拡
散層の厚さは、255 Åであった。なお、ＬＮの表面粗度
は、JIS B0601 Ｒmax ＝1400Åであった。
回転数1000rpm で30秒間溶融体上で、溶融体を振り切っ
た後、１℃／分で室温まで徐冷し、基板材料上に約14μ
ｍの厚さのNa, Mg含有ＬＮ薄膜を得た。 (5) 得られたＬＮ薄膜中に含有されていたNa, Mgの量
は、それぞれ１モル％, ５モル％であった。また、格子
定数（ａ軸）は5.153 Å、入射光波長1.15μｍで測定し
た屈折率は、2.231 ±0.001 であった。基板のMgO の拡
散層の厚さは、255 Åであった。なお、ＬＮの表面粗度
は、JIS B0601 Ｒmax ＝1400Åであった。
【００７２】(6) 得られたＬＮ薄膜にフォトリソグラフ
ィーおよびドライエッチング法により、幅５mmのリッジ
型チャンネルを作成し、チャンネルに対して垂直に端面
研磨を施して導波路を形成した。この導波路部端面から
レーザー光を端面入射させ、出射光のニアフィールドパ
ターンを観察したところ、レーザー光が幅５μｍのチャ
ンネル内で良好に閉じ込められていることが確認でき
た。導波路の閉じ込め効率は、従来のリッジ型導波路の
1.5 倍であった。
ィーおよびドライエッチング法により、幅５mmのリッジ
型チャンネルを作成し、チャンネルに対して垂直に端面
研磨を施して導波路を形成した。この導波路部端面から
レーザー光を端面入射させ、出射光のニアフィールドパ
ターンを観察したところ、レーザー光が幅５μｍのチャ
ンネル内で良好に閉じ込められていることが確認でき
た。導波路の閉じ込め効率は、従来のリッジ型導波路の
1.5 倍であった。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｌ
Ｔ基板とＬＮ薄膜が格子整合されていることから、光導
波層の結晶性ならびに光学特性が基本的に優れていると
共に、このような基板と薄膜との関係の下で、該ＬＴ基
板に、光導波路形成部分の屈折率よりも小さく異種元素
を含有させるだけで、前記特性を阻害することなくＳＨ
Ｇ素子などとして好適な光デバイスを簡単に製造するこ
とができる。
Ｔ基板とＬＮ薄膜が格子整合されていることから、光導
波層の結晶性ならびに光学特性が基本的に優れていると
共に、このような基板と薄膜との関係の下で、該ＬＴ基
板に、光導波路形成部分の屈折率よりも小さく異種元素
を含有させるだけで、前記特性を阻害することなくＳＨ
Ｇ素子などとして好適な光デバイスを簡単に製造するこ
とができる。
【図１】 本発明の光デバイスの斜視図である。
【図２】 本発明の光デバイスの製造工程図である。
【符号の説明】 １ 薄膜導波層 ２ 基板 ３ 光導波路 ４ 基板のうち光導波路を形成する領域 ５ 基板のうち光導波路を形成しない領域 ６ スパッタリングマスク ７ ＲＦスパッタで形成された異種元素層 ８ 異種元素拡散層
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に薄膜導波層が形成されてなる光
デバイスにおいて、基板の光導波路形成領域における屈
折率を、光導波路を形成しない領域の基板表面の屈折率
よりも相対的に小さくしたことを特徴とする光デバイ
ス。 - 【請求項２】 タンタル酸リチウム基板上にニオブ酸リ
チウム単結晶薄膜が形成されてなる光デバイスにおい
て、前記ニオブ酸リチウム単結晶の格子定数を、前記タ
ンタル酸リチウム単結晶のそれに合わせて格子整合させ
ると共に、前記ニオブ酸リチウム単結晶薄膜中に形成さ
れる光導波路形成域に当たる該タンタル酸リチウム基板
の少なくとも表面の屈折率を、異種元素の拡散含有によ
り、光導波路を形成しない領域の基板のそれよりも相対
的に小さくしたことを特徴とするチャンネル型導波路を
有する光デバイス。 - 【請求項３】 光導波路部形成域のタンタル酸リチウム
基板表面に、MgやＶの如き屈折率低下元素を含有させる
か、光導波路部形成域を除くその他の前記基板表面に、
Ti, Cr, Nd, Rh, Zn, Ni, FeまたはCoの如き屈折率上昇
元素を含有させ、かつ光導波路形成域に当たるタンタル
酸リチウム基板の屈折率を光導波路を形成しない領域の
屈折率よりも小さくすることを特徴とする請求項１ある
いは２に記載の光デバイス。 - 【請求項４】 基板の少なくともその一表面に、光導波
路を形成する領域に当たる基板の屈折率を、その他の領
域の基板屈折率よりも相対的に小さくするような元素
を、この基板の光導波路形成域またはその他の領域部分
に含有させ、その後、この基板上に薄膜導波層を形成す
ることを特徴とする光デバイスの製造方法。 - 【請求項５】 タンタル酸リチウム基板上にニオブ酸リ
チウム単結晶薄膜が形成されてなる光デバイスの製造に
当り、 前記タンタル酸リチウム基板の少なくともその一表面
に、光導波路形成域の基板の屈折率が光導波路を形成し
ない領域のそれよりも相対的に小さくなるように元素を
含有させ、さらに、基板の六方晶ａ軸の格子定数と前記
ニオブ酸リチウム単結晶薄膜との格子定数とが一致する
ように、該ニオブ酸リチウム単結晶薄膜のその中にMgも
しくはNaを含有させて液相エピタキシャル成長させるこ
とにより成膜することを特徴とするチャンネル型導波路
を有する光デバイスの製造方法。 - 【請求項６】 光導波路部直下のタンタル酸リチウム基
板表面に、1) MgやＶの如き屈折率低下元素を含有させ
るか、 2) 光導波路形成域を除くその他の前記基板表面
に、Ti, Cr, Nd, Rh, Zn, Ni, FeまたはCoの如き屈折率
上昇元素を含有させるか、いずれか少なくとも１つの方
法により、光導波路形成域に当たるタンタル酸リチウム
基板の屈折率をニオブ酸リチウム単結晶薄膜よりも小さ
くすることを特徴とする請求項５に記載の光デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031449A JP2849221B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | チャンネル型導波路を有する光デバイスとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031449A JP2849221B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | チャンネル型導波路を有する光デバイスとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04247407A JPH04247407A (ja) | 1992-09-03 |
| JP2849221B2 true JP2849221B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=12331565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3031449A Expired - Lifetime JP2849221B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | チャンネル型導波路を有する光デバイスとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849221B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-01 JP JP3031449A patent/JP2849221B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04247407A (ja) | 1992-09-03 |
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