(57)【要約】【課題】本発明の課題はスイッチ、変調器、スプリッタ、合成器等のような光デバイス及び光電デバイスの基板上での密度を増やすことである。【解決手段】コンパクトな光デバイス及びその製造方法が開示される。光デバイスは支持層（例えば基板）の表面に垂直な向きに形成され、平坦な構造ではなく３次元構造を有する。光デバイスはいくつもの積み上げ層なしに支持層に高密度に形成可能である。ポリマ光学層のキュアプロファイルの範疇に処理温度を維持することが容易に達成される。【選択図】図２
2006259739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位面及び下位面を有する支持層と、
前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から第１高さだけ離れた光伝搬軸とを有する第１ウエーブガイドセグメントと、
前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から前記第１高さより低い第２高さだけ離れた光伝搬軸とを有する第２ウエーブガイドセグメントと、
前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から前記第１高さ及び前記第２高さより高い第３高さだけ離れた光伝搬軸とを有する第３ウエーブガイドセグメントと、
前記第１ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第２ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する第４ウエーブガイドセグメントと、
前記第１ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第３ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する第５ウエーブガイドセグメントと、
を有することを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から前記第２高さ以上であって前記第３高さ以下である第４高さだけ離れた光伝搬軸とを有する第６ウエーブガイドセグメントと、
前記第２ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第６ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する第７ウエーブガイドセグメントと、
前記第３ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第６ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する第８ウエーブガイドセグメントと、
を更に有することを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記支持層及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第１電極と、
前記第１電極及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第１クラッディング層と、
前記第２ウエーブガイドセグメント上に設けられた第２電極と、
前記第２電極及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第２クラッディング層と、
を有し、前記第２コアセグメント及び前記第１，第２クラッディング層の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第２コアセグメントが電光材料より成る
ことを特徴とする請求項３記載の光デバイス。
【請求項５】
前記第３ウエーブガイドセグメントの下であって前記第２電極の上に設けられた第３電極と、
前記第３電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第３クラッディング層と、
前記第３ウエーブガイドセグメント上に設けられた第４電極と、
前記第４電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第４クラッディング層と、
を更に有することを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第３ウエーブガイド上に設けられた電極と、
前記電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第４クラッディング層と、
を更に有することを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項７】
前記第３ウエーブガイドセグメントの下であって前記第２ウエーブガイドセグメントの上に設けられた第１電極と、
前記第１電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第１クラッディング層と、
前記第３ウエーブガイドセグメント上に設けられた第２電極と、
前記第２電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第２クラッディング層と、
を更に有し、前記第３コアセグメント及び前記第１，第２クラッディング層の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第３コアセグメントが電光材料より成る
ことを特徴とする請求項７記載の光デバイス。
【請求項９】
前記第２ウエーブガイドセグメントが少なくとも２つの側面を有し、当該光デバイスが、
前記第２ウエーブガイドセグメントの一方の側面側に設けられた第１電極と、
前記第１電極及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第１部分と、
前記第２ウエーブガイドセグメントの別の側面側に設けられた第２電極と、
前記第２電極及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第２部分と、
を有し、前記第２コアセグメント及びクラッディング材料の前記第１，第２部分の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項１０】
前記第２コアセグメントが電光材料より成る
ことを特徴とする請求項９記載の光デバイス。
【請求項１１】
前記第３ウエーブガイドセグメントが少なくとも２つの側面を有し、当該光デバイスが、
前記第３ウエーブガイドセグメントの一方の側面側に設けられた第３電極と、
前記第３電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第３部分と、
前記第３ウエーブガイドセグメントの別の側面側に設けられた第４電極と、
前記第４電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第４部分と、
を有することを特徴とする請求項１０記載の光デバイス。
【請求項１２】
前記第３ウエーブガイドセグメントが少なくとも２つの側面を有し、当該光デバイスが、
前記第３ウエーブガイドセグメントの一方の側面側に設けられた第１電極と、
前記第１電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第１部分と、
前記第３ウエーブガイドセグメントの別の側面側に設けられた第２電極と、
前記第２電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第２部分と、
を有し、前記第３コアセグメント及びクラッディング材料の前記第１，第２部分の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項１３】
前記第２及び第４ウエーブガイドセグメントが第１支持層内に形成され、前記第３及び第５ウエーブガイドセグメントが第２支持層内に形成され、前記第１ウエーブガイドセグメントが前記第１，第２支持層の少なくとも１つに形成され、前記第１，第２支持層が境界接着面で共に接合される
ことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項１４】
（ａ）第１のテーパーの付された端部及び第２のテーパーの付された端部を有するリセスを支持層内に形成する工程と、
（ｂ）コア材料の第１ストリップの少なくとも一部が前記リセス、前記第１のテーパーの付された端部及び前記第２のテーパーの付された端部に沿って設けられるように第１ストリップを形成する工程と、
（ｃ）前記リセスの中にあるコア材料の第１ストリップの一部分上に第１クラッディング層を形成する工程と、
（ｄ）コア材料の第２ストリップが、前記第１のテーパーの付された端部に設けられた第１ストリップの第１部分と接触し、前記第２のテーパーの付された端部に設けられた第１ストリップの第２部分と接触するように第２ストリップを前記第１クラッディング層上に形成する工程と、
を有することを特徴とする光デバイスを製造する方法。
【請求項１５】
（ｂ）の工程に先立って、コア材料の第１ストリップの一部分の下側に位置する第１電極を前記リセス内に形成する工程と、
（ｂ）の工程に先立って、前記第１電極上に第２クラッディング層を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
（ｃ）の工程に先立って、前記リセス内にあるコア材料の第１ストリップの一部分上に第３クラッディング層を形成する工程と、
（ｃ）の工程に先立って、前記第３クラッディング層上に第２電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
（ｄ）の工程に先立って、コア材料の第２ストリップの一部分の下に位置する第３電極を前記第１クラッディング層上に形成する工程と、
（ｄ）の工程に先立って、前記第３電極上に第４クラッディング層を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
（ｄ）の工程の後に、コア材料の第２ストリップ上に第５クラッディング層を形成する工程と、
（ｄ）の工程の後に、前記第５クラッディング層上に第４電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
（ａ）高位面と、低位面と、高位面及び低位面の間に設けられた第１コア部と、高位面及び低位面の間に設けられた第２コア部と、第１及び第２コア部の少なくとも一部の周囲に設けられたクラッディング材料とを有する第１支持層を形成する工程であって、前記第１コア部は第１端部と、第２端部と、第１支持層の高位面に実質的に平行な光伝搬軸とを有し、前記第２コア部は第１コア部の第２端部に設けられた第１端部と、第１支持層の低位面よりも高位面の近くに設けられた第２端部と、第１支持層の高位面にある角度で向う光伝搬軸とを有するところの工程と、
（ｂ）高位面と、低位面と、高位面及び低位面の間に設けられた第３コア部と、高位面及び低位面の間に設けられた第４コア部と、第３及び第４コア部の少なくとも一部の周囲に設けられたクラッディング材料とを有する第２支持層を形成する工程であって、前記第３コア部は第１端部と、第２端部と、第２支持層の高位面に実質的に平行な光伝搬軸とを有し、前記第４コア部は第３コア部の第２端部に設けられた第１端部と、第２支持層の低位面よりも高位面の近くに設けられた第２端部と、第２支持層の高位面にある角度で向う光伝搬軸とを有するところの工程と、
（ｃ）前記第１及び第２支持層の一方の高位面に第５コア部を形成する工程であって、前記第５コア部は前記第２又は第４コア部の一方の第２端部に設けられた第１端部を有するところの工程と、
（ｄ）前記第１及び第２支持層を各自の高位面で共に接合する工程と、
を有することを特徴とする光デバイスを製造する方法。
【請求項２０】
前記第５コア部が前記第１支持層の高位面に形成され、前記第５コア部の第１端部が前記第２コア部の第２端部に設けられ、前記（ｃ）の工程が前記第２支持層の高位面に第６コア部を形成する工程を有し、前記第６コア部は前記第４コア部の第２端部に設けられた第１端部を有する
を有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイッチ、変調器、スプリッタ、合成器等のような基板に形成される光デバイス及び光電デバイス並びにその製造方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
データネットワークシステム及びコンピュータシステムでは、情報信号は光で（特に長距離にわたって）伝送可能である。一般に情報伝送の光信号は２つの手法の内の１つで生成されてもよい。第１の手法では光信号は発光素子から直接的に生成され、発光素子の電気入力は情報信号に応じてデバイスの光出力を変調するために変化させられる。これは一般に半導体レーザ又はＬＥＤを流れる電流を変化させることを含む。第２の手法では、一定の光源の出力が光変調器を通じて伝搬し、光変調器はそれ自身を通過する光の量を変える。第１の手法は出力パワー、変調速度、消光率、非線形変調効果及び波長チャープ等の観点から制約がある。そしてこれらの制約は増幅器の間の間隔、伝送容量、送信距離及び受信パフォーマンス、信号歪及び分散等のような幾つもの特性に影響を与える。これらは全て１Gbit/secより高いデータレートでは益々顕著になる。これらの問題の多くは第２の手法（光変調器）を用いることによって、特に高性能システムで解決される。しかしながら光変調は変調器材料の透過率の変化を必要とし、有用である程度に充分に高速且つ完備な物理プロセスは少数しかない。
【０００３】
光ファイバシステム及び次世代光コンピュータシステムは高性能な変調を非常に要求している。なぜならそれらが要求する変調器は１秒間に数十億回程度に頻繁にオン及びオフを切り換え可能であることに加えて入力信号の変化に非常に正確に応答できるものだからである。レーザビームを変調するために多くの技術が開発されているが、ほんの少数しか実用的ではなく、システムの厳しい条件に合うものは更に少ない。例えば液晶は光を変調するが、それらはデータネットワークやコンピュータシステムに充分な程度に高速ではない。
【０００４】
概して電光変調は電光効果を前提とし、電光効果は材料への電場の印加に応答する材料の屈折率変化である。屈折率変化は実際上瞬間的に材料を通過する光に影響する。屈折率が増加すると光を低速化し、屈折率が減ると光を高速化する。概してこの変化は材料に印加される電圧に比例する。
【０００５】
マッハツェンダ変調器では入口のシングルモードウエーブガイドは２つの別々のウエーブガイドブランチ（典型的には等しい長さ）に分かれ、ある距離を伝搬した後に出口のウエーブガイドで再合成される。変調器の分岐（ブランチ）中の伝搬距離は短いので２つの別々のブランチ中の光ビームはコヒーレントである。なぜならそれらは同じソースから発生しているからである。一方のブランチに電場が印加され、そのブランチでの屈折率を変化させ（電場の方向に依存して光の速度を減らし或いは増やし）、それにより２つのブランチでの光の伝搬速度に相違を生じさせる。そしてこれは光線の位相差を生み出す。位相差が１８０度（半波長）又はその近辺である場合には、２つのビームは出口ウエーブガイドで合成する際に互いに干渉し、光はほとんど変調器から伝送されない。位相差が０度又はその近辺である場合には、２つのビームは出口ウエーブガイドで互いに建設的に合成され、光は実質的に不変に変調器から伝搬可能になる。電場は２つの限界値の間で変えられてもよく、それにより光変調器にディジタル的なオン−オフ伝送特性を与える。或いは電場は連続的な値の中で変えられ、連続値に関連して出力光強度に変化を引き起こさせてもよく、このような電場はアナログ変調用途に相応しい。
【０００６】
多くの電光変調器では、２つのアームが反対のダイポール方向を有するならば同じ極性で、２つのアームが同じダイポール方向を有するならば反対の極性で電場が双方のウエーブガイドに印加される。この手法は一方の光線の速度増加及び他方の光線の速度減少を引き起こし、同じ変調を与えるがより低い電場で動作し従ってより低い電圧で動作する。一般に２つの電圧信号が重ね合せ方式で各ブランチに印加され、バイアス電圧は作動レベルを設定し、変調信号電圧は信号の内容を搬送する。例えばバイアス電圧は通常的には入力光ビームの半分を出力に伝送するように変調器を設定し、変調信号電圧はその中間レベルの上下で伝送パワーを付加的に変えてもよい。
【０００７】
不都合なことに、一般的な電光材料の電光係数は比較的低く、その比較的低い電光係数で充分な位相変化を生じさせるために、変調器は比較的長いウエーブガイドブランチを利用しなければならない。長いウエーブガイドブランチは基板上でかなりのスペースをとることになり、基板に作成可能な変調器の密度を制限する。従って基板上の変調器の密度を増やすことが要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の課題はスイッチ、変調器、スプリッタ、合成器等のような光デバイス及び光電デバイスの基板上での密度を増やすことである。
【０００９】
本発明の別の課題はデバイスの構成に使用される材料層の数を増やさずにデバイス密度を増やすことである。
【００１０】
本発明の別の課題は隣接する光電デバイス間での電気的な干渉量を減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による光デバイス例は基板表面に垂直方向に形成され、２次元構造ではなく３次元構造を有する。それらは互いに重ねて積まれないので、本発明による光デバイス例はいくつもの積み上げ層を必要とせずに基板に高密度に形成可能である。従って光学層のキュアプロファイル(cure  profile)内にプロセス温度を維持することは容易に実行でき、高密度にするために層の平坦性を維持する必要はない。
【００１２】
本発明による第１形態の光デバイスは、上位面及び下位面を有する支持層と、以下のように構成される５つのウエーブガイドセグメントとを有する。第１ウエーブガイドセグメントは前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から第１高さだけ高く離れた光伝搬軸とを有する。第２ウエーブガイドセグメントは前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から前記第１高さより低い第２高さだけ高く離れた光伝搬軸とを有する。第３ウエーブガイドセグメントは前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から前記第１高さ及び前記第２高さより高い第３高さだけ高く離れた光伝搬軸とを有する。第４ウエーブガイドセグメントは前記第１ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第２ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する。第５ウエーブガイドセグメントは前記第１ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第３ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する。各ウエーブガイドセグメントは少なくとも１つの横側面と共に伸びる延在部を有するコアセグメントよりなる。コアセグメントの各々は少なくとも１つの横側面でクラッディング材料によって包囲される。他の横側面は空気のようなガスで包囲されてもよい。上記５つのウエーブガイドセグメントの構造は、垂直に向いたコンパクトなパッシブ素子（光スプリッタや光合成器等）をもたらすことができる。電極を付加し、電光材料を用いることで、上記の構造はコンパクトなアクティブ光素子（分岐スイッチング装置及びマルチプレクサ等）をもたらすこともできる。
【００１３】
本発明による第２の形態は上記の第１形態に加えて第６ウエーブガイドセグメント、第７ウエーブガイドセグメント及び第８ウエーブガイドセグメントを有する。第６ウエーブガイドセグメントは前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から第４高さだけ高く離れた光伝搬軸とを有する。第４高さは好ましくは前記第２高さ以上であって前記第３高さ以下である。第７ウエーブガイドセグメントは前記第２ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第６ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合し、第８ウエーブガイドセグメントは前記第３ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第６ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する。電極及び電光材料を加えることで、第２形態の構成は垂直に向いたコンパクトな光変調器（マッハツェンダ変調器等）をもたらすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態が実施例を通じて説明される。
【実施例１】
【００１５】
４０Gb/s伝送システム及びその後継で大きな関心を集めているのは高速変調器である。変調器に最も一般的に使用されている材料はLiNbO3及びIII-V半導体化合物GaAs及びInPである。LiNbO3材料は光損失が低いという利点及び駆動電圧が低いという最近の利点を有するが、増幅器のような他の素子と簡易に統合することはできない。GaAs及びInP材料は一般にチップ又は基板の形式で用意され、従ってそれらは増幅器のような他の素子と簡易に統合することができる。一般に電光変調器はある如何なる材料からでも形成可能であり、その材料は電光効果を奏し且つ光信号の波長で透明である。電光変調器のアプリケーションでは電光ポリマが益々多くの注目を集めているが、その理由は高周波変調に関するそれらの潜在能力及びそれらの比較的容易な処理加工性に主に起因する。
【００１６】
図１は共通基板に形成された従来の複数のマッハツェンダ変調器を示す。この従来の構成は幾つかの点で限界に遭遇する。第１に、層全部のキュアプロファイル内の処理温度を維持し且つ最上層の平坦度を維持するので、ポリマ光学層及び他の必要な層の限られた数だけしか互いの表面に構築できない。このことは一般に互いの上に積み重ね可能な装置数を２つに限定する。第２の制限として、反対の極性の電極は基板の平坦性に起因して必然的に互いに隣接して設けられる。このことは、電極間の電気的な干渉を減らすために変調装置間に必要とされる間隔を増やし、その結果基板に作成可能な変調器の最大密度を制限してしまう。更に、変調器のブランチ間の光学的な干渉を減らすために、マッハツェンダ変調器はウエーブガイドブランチ幅の２乃至１０倍程度の間隔をウエーブガイドブランチ間に必要とする。このことは基板に配置可能な変調器の最大密度を更に減らす。
【００１７】
図２は基板１に形成される本発明による複数のコンパクト光デバイス１０を例示する。本発明を説明する便宜上、光デバイス１０はマッハツェンダ変調器より成るが；光デバイス１０はスプリッタや合成器のような受動素子及び分岐スイッチのような能動素子から構成されてもよいことが理解されるであろう。（そのような受動及び能動素子はマッハツェンダ変調器で使用される要素の一部しか必要としない。）図面に見受けられるように、光デバイス１０の各々は基板の表面に垂直に形成され、従って平面構造ではなく立体次元構造を有する。それらは互いの上に積み重ねられないので、光デバイス１０はいくつもの積み上げ層なしに基板１に高密度に形成可能である。従って光学層のキュアプロファイル内に処理温度を維持することが容易に達成され、高密度を達成するために層の平坦性を維持する必要はない。更に光デバイス１０の構造は同じ極性の電極が互いに隣接することを可能にし、これにより隣接する変調器の間での電気的干渉をかなり減らす。例えば正にバイアスされる電極は全て上位側にあり、負にバイアスされる電極は低位側にすることができる。このように電極間の干渉は従来の平面的なマッハツェンダ変調器と比較して大きく減少し、それ故に変調器は更に密接に詰め込み可能になり、密度及びチャネル数をより大きくする。
【００１８】
図２，３を参照するに、光デバイス１０は１５−１乃至１５−８の８つのコアセグメントより成り、コアセグメントの各々は少なくとも１つの側面を有する延在部より成り、コアセグメントの各々はその側面の少なくとも１つでクラッディング材料により包囲され、８つの対応するウエーブガイドセグメントを用意する。コアセグメント１５−１乃至１５−８の各々（及び対応するウエーブガイドセグメントの各々）は第１端部と、第２端部と、一方から他方へ進む光の伝搬する軸とを有する。一般性を失うことなく、第１端部を図３に示される最も左側の端部とし、第２端部を最も右側の端部として指定する。第１のコアセグメント１５−１は基板の上面上に設けられ（基板は図２に示されている）、光が伝搬する軸は基板の上面から第１高さ（図１４のH1）の分だけ上側に離れている。第２のコアセグメント１５−２は基板の上面上に設けられ、光が伝搬する軸は基板の上面から第２高さ（図１４のH2）の分だけ上側に離れており、第２高さは第１高さより低い。第三のコアセグメント１５−３は基板の上面上に設けられ、光が伝搬する軸は基板の上面上で第三高さ（図１４のH3）の分だけ上側に離れており、第３高さは第１高さ及び第２高さより高い。第４コアセグメント１５−４は第１コアセグメント１５−１の第２端部を第２コアセグメント１５−２の第１端部に結合し、第５コアセグメント１５−５は第１コアセグメント１５−１の第２端部を第３コアセグメント１５−３の第１端部に結合する。
【００１９】
最初の５つのウエーブガイドコアの構造は光スプリッタや光合成器のような受動素子を用意するのに充分である。光スプリッタでは、（図３に示される向きで左から右へ伝搬する）コアセグメント１５−１からの光はコアセグメント１５−４，１５−５によりコアセグメント１５−２，１５−３にそれぞれ等しく分割できる。（望まれるならば、コアセグメント１５−１の第２端部とコアセグメント１５−４，１５−５の第１端部との接合部で断面積を不均等にすることで、不均等な分割がなされてもよい。）光合成器の場合には、（図３に示される向きで右から左へ伝搬する）コアセグメント１５−２，１５−３からの光はそれぞれコアセグメント１５−４，１５−５によりコアセグメント１５−１内に合成可能である。電極を付加すること及び電光材料を利用することで、最初の５つのウエーブガイドコア１５−１乃至１５−５の構造は、ブランチスイッチングデバイス及びマルチプレクサのような能動素子を用意するのに充分である。例えばコアセグメント１５−４，１５−５は電光材料より成り、その電光材料は電場が無ければ包囲するクラッディング材料のように機能し、電場が有ればコア材料のように機能する。電極は電光材料に電場を印加するためにコアセグメント１５−４，１５−５各々の側に設けられてもよい。図中左から右へ伝搬する光に対して、ブランチ光スイッチ（例えば、デマルチプレクサ）が設けられてもよい。図中右から左へ伝搬する光に対して、光選択スイッチ（例えば、マルチプレクサ）が設けられてもよい。
【００２０】
コアセグメント１５−６乃至１５−８を付加し、コアセグメント１５−２，１５−３の双方又は一方に及び／又はそれらに隣接するクラッディング材料に電光材料を用意することでマッハツェンダ変調器が用意される。第６コアセグメント１５−６は基板の上面上に設けられ（基板は図２に示される）、光が伝搬する軸は第４高さ（図１４のH4）の分だけ上側に離れている。第４高さ（H4）は一般に第１高さ（H1）と同じであるが異なっていてもよい。いずれにせよ一般的には第４高さは第２高さ及び第３高さの間にある（H2＜H4＜H3）。第７コアセグメント１５−７は第２コアセグメント１５−２の第２端部を第６コアセグメント１５−６の第１端部に結合し、第８コアセグメント１５−８は第３コアセグメント１５−３の第２端部を第６コアセグメントの第１端部に結合する。電極を付加し、電光材料を用意することで、以下に詳細に説明されるように、マッハツェンダ変調器が用意され、変調器の入力は第１コアセグメント１５−１の第１端部によって用意され、出力は第６コアセグメント１５−６の第２端部によって用意される（或いはその逆でもよい）。
【００２１】
図４−１５に本発明による光デバイス１０を製造する方法例が示される。光デバイスの実際の形態のための配置及び電極形成の様子がこれらの方法及び対応する図面に示される。図４を参照するに、第１の下位クラッディング層１１ａが基板１の上位面上に形成される。下位クラッディング層１１ａに好ましくはポリマ材料が使用されるが、ポリガラスのような無機材料が使用されてもよい。次に図４に示されるように傾斜面を有する凹部（リセス）２１が下位クラッディング層１１ａ内に形成される。典型的には傾斜面の角度は比較的小さく、１０度乃至３０度の範囲内にある。リセス２１は型（モールド）として機能し、モールドの中で下位のブランチウエーブガイド（１５−４，１５−２，１５−７）のコア部が形成される。傾斜面の傾斜を規定するためにグレースケールマスクが使用されてもよいし、第１の下位クラッディング層１１ａはグレースケールマスクで直接的に光パターニング可能な感光性材料から構成されてもよい。別の手法として、リセス２１はパターンマスクによる異方性エッチングでクラッディング層１１ａ内に規定されてもよく、そのパターンマスクはクラッディング層１１ａ上に設けられ、リセス２１の傾斜面上に位置する傾斜面を有する。パターンマスクは感光性材料より成り、傾斜面はグレースケールマスクで形成されてもよい。異方性エッチングは適切なプラズマエッチングプロセスでなされてもよい。グレースケールマスクは光学的処理技術の分野では既知であり、図４に示される構造を作成するための詳細な説明は当業者には不要である。ポリマ材料がクラッディング層１１ａに使用され且つ電極がその層上に形成されるならば、そことの金属電極の接着性を向上させるため、層１１ａは好ましくは硬化され或いは部分的に硬化される。ポリマクラッディング及びコア材料の形成、パターン規定及び硬化は当該技術分野で周知であり、その詳細な説明は、当該技術分野で通常の知識を有する者が本発明を製造及び利用するためならば不要である。
【００２２】
光デバイス１０に垂直方向に用意された電極が使用されるならば、例えば金属層の堆積に続いてマスキング及びパターンエッチングを行うようにして、金属電極１２がリセス２１の底部で次に形成される。このステップの結果が図４に示され、その平面図は図５に示される。金属電極１２の少なくとも１つのつまみ（タブ）がリセス２１の横に（及びブランチウエーブガイドのコア部が形成される部分の横に）伸ばされ、後の製造工程でビアコンタクトが電極１２に容易に作成できるように及び後に形成されるコアセグメントをビアが横切らないで位置するようにする。リセス２１の側壁の部分はタブが形成される傾斜面を有し、製造プロセスにおける電極材料の破断の可能性を最小限にしてもよい。低速変調のアプリケーションでは電極当たり１つのタブしか必要とされない。高速変調器のアプリケーションでは、変調器の２以上の電極はマイクロストリップラインとして設計され、一般に電極当たり少なくとも２つのタブを必要とし、タブの各々は電極の末端付近にある。高周波電気信号は１つのタブ近辺の電極の一端から発せられる。その電気信号は電極の長さ方向に沿って伝搬し、他方のタブに集まり、その信号は反射を防止するための終端インピーダンス部に与えられる。電極構造の詳細は様々な従来の文献で見出され、本発明に必須ではない。一般性を示すために電極当たり２つのタブが示されているが、多くのアプリケーションでは幾つかの電極は１つのタブしか必要としないかもしれないことが理解される。
【００２３】
図６，７を参照するに、第２クラッディング層１１ｂが第１クラッディング層１１ａ及び電極１２上にコンフォーマルに形成される。クラッディング層１１ｂの厚さはコアセグメント１５で伝送される光がシングルモードならば典型的には５μｍ及び１０μｍの範囲内にあり、伝送される光がマルチモードならば典型的には１５μｍ及び３０μｍの範囲内にある。（約１２μｍより厚い層は一般的にはいくつもの薄いコンフォーマルな材料層より成る。）図７に示されるように、タブが電極１２と重なる場所で第２クラッディング層１１ｂの僅かな部分が除去される。この工程はタブに至るビアホール（穴）を形成する。後続の工程では、導電性材料がビアホール内に堆積され、タブとの電気コンタクトを形成し、ビアを形成する。ポリマ材料が第２クラッディング層１１ｂに使用されるならば、以後の層を規定するのに使用される以後のエッチング又は現像の工程に対する耐性を高めるために層は一部が完全に硬化するまで硬化させられてもよい。次に、第１コア層１５ａは第２の下位クラッディング層１１ｂ上にコンフォーマルに形成され、図７の平面図に示されるようにコア材料の延在するストリップを規定するためにパターニングされる。第１コア層１５ａは観光性材料から構成されてもよく、従来のフォトリソグラフィ技術で規定できる。パターニングされた後に、コア層１５ａのストリップは部分的に又は完全に硬化され、以後に形成される層のための以後のパターニング工程に対する耐性を強める。第２のクラッディング層１１ｂは電極１２と第１のコア層１５ａのストリップとの間に光学的間隔を与える。コア層１５ａの厚さはコアセグメント１５で伝送される光がシングルモードならば典型的には５μｍ及び９μｍの範囲内にあり、伝送される光がマルチモードならば典型的には１２μｍ及び３０μｍの範囲内にある。約１２μｍより厚い層は一般的にはいくつもの薄いコンフォーマルな材料層より成る。
【００２４】
図８，９を次に参照するに、第１の中間クラッディング層１３ａが設けられパターニングされる。好ましくは層１３ａはポリマ材料より成り、パターニングされた後に部分的に硬化され或いは完全に硬化される。クラッディング層１３ａは感光性材料より成り、既存のフォトリソグラフィ技術でパターニングされてもよい。クラッディング層１３ａの厚さは典型的には第２の下位クラッディング層１１ｂのものと同じであり、その値は上記に説明済みである。次に第２電極１４が第１電極１２に関して説明したのと同様な手法で形成される。第１電極１２と同様に、第２電極１４は２つのタブを有するように示されている。ポリマクラッディング層１３ａの全部又は一部の硬化は層１３ａに対する電極１４の接着性を向上させる。中間クラッディング層１３ａは電極１４と第１コア層１５ａのストリップとの間に光学的間隔を設け、この点に関し第２の下位クラッディング層１１ｂと同様に機能する。第１の中間クラッディング層１３ａは第２電極１４が設けられる場所に設けられることしか必要とされない。しかしながら図９に示されるように、基板表面の平坦性を向上させるために基板表面の下地領域を被覆するように層１３ａは拡張されてもよい。この場合、形成済みの第１電極１２に至るビア接続部上に位置する領域でビアホールが層１３ａに形成される。層１３ａ内のビアホールは導電性材料で充填され、以前に形成されたビアとの電気コンタクトを形成し、これによりスタックビアを形成する。
【００２５】
図１０，１１を次に参照するに、第２の中間クラッディング層１３ｂが用意されパターニングされる。好ましくは層１３ｂポリマ材料より成り、パターニングされた後に部分的に硬化され或いは完全に硬化される。クラッディング層１３ｂは感光性材料より成り、従来のフォトリソグラフィ技術でパターニングされてもよい。第２の中間クラッディング層１３ｂは第３電極１６が設けられる場所に設けられることしか必要とされない。しかしながら図１１に示されるように、基板表面の平坦性を向上させるために層１３ｂは基板表面の下地領域を被覆するように拡張されてもよい。この場合、以前に形成された電極１２，１４に至るビア接続部上に位置する場所でビアホールが層１３ｂに形成される。層１３ｂ内のビアホールは導電性材料で充填され、以前に形成されたビアとの電気コンタクトを形成し、これによりスタックビアを形成する。
【００２６】
多くの用途では電極１４，１６の電位は実質的に同じであり、従って電極１４，１６巻で許容可能な程度の電気的分離を達成するために層１３ｂの厚さを設定する必要性はないのが通常的である。この場合、層１３ｂの厚さは比較的小さくてもよく、或いは層が除去されて電極１４，１６が一緒に併合されてもよい。しかしながら用途によっては電極１４，１６が異なる変調電圧を有し、電極１４，１６間の電気容量を最小化するのに充分な層１３ｂの厚さを持つことが重要になる。この場合、設計者は許容可能な程度の容量を決定することができ、その容量から周知の数式及び層１３ｂの誘電定数を用いて層１３ｂの最小厚みを計算することができる。層１３ｂの厚みは第１及び第２コア層１５ａ，１５ｂのストリップの端部で所望のテーパーを与えるように使用することもできる（１５ｂは以後の工程で形成される。）。より厚い層１３ｂの厚みはより急激なテーパーを可能にする。
【００２７】
層１３ｂの端部は好ましくは下向きにテーパーがかけられ、第１コア層１５ａのストリップと第２コア層１５ｂのストリップとの以後の相互接続を促進する。テーパーは様々な手法で形成可能である。直接的な手法は層１３ｂにポジティブトーンフォトレジスト材料を使用し、グレースケールフォトリソグラフィマスクで層１３ｂをパターニングする工程を含む。グレースケールマスクは、層１３ｂが設けられる領域では完全に不透明であり、層１３ｂが完全に除去される領域では透明度が高く、テーパーが生じる領域では不透明さの段階的変化（グラデーション）を有する。図１１に層１３ｂの広がりを示す平面図が示される。層１３ｂのテーパーの付された領域は小さな四角形領域であり、四角形領域の各々は電極１６の端部と第１コア層１５ａの隣接して露出した部分との間に設けられる。
【００２８】
図１２，１３を次に参照するに、第３の中間クラッディング層１３ｃが用意されパターニングされる。好ましくは層１３ｃはポリマ材料より成り、パターニングされた後に部分的に硬化され或いは完全に硬化される。クラッディング層１３ｃは感光性材料より成り、従来のフォトリソグラフィ技術でパターニングされてもよい。クラッディング層１３ｃの厚みは典型的には第２の下位クラッディング層１１ｂのものと同じであり、その値は上記で説明済みである。図１３の平面図に見受けられるように、層１３ｃの平面的広がりは比較的小さく、以前のステップ（図４参照）で形成された領域しか実質的に被覆していない。その理由は、層１３ａ，１３ｂが一般に下地領域を満たすのに充分な厚みを有し、基板表面を平坦化する目的でリセス２１の外側領域に層１３ｃを拡張する必要はないからである。
【００２９】
図１４，１５を次に参照するに、結果として生じる基板表面上に第２コア層１５ｂがコンフォーマルに形成され、図１５の平面図に示されるようにコア材料の延在するストリップを規定するようにパターニングされる。第２コア層１５ｂは感光性材料より成り、従来のフォトリソグラフィ技術で規定することができる。パターニングされた後にコア層１５ｂのストリップは部分的に硬化され或いは完全に硬化され、以後に形成される層のための以後のパターニング工程に対するそれらの耐性を強める。第３中間クラッディング層１３ｃは電極１６と第２コア層１５ｂのストリップとの間に光学的間隔を設ける。第２コア層１５ｂの厚さは典型的には第１コア層１５ａのものと同じであり、その値は説明済みである。
【００３０】
次に上位クラッディング層１７が用意されパターニングされる。好ましくは層１７はポリマ材料より成り、パターニング後に部分的に硬化される或いは完全に硬化される。クラッディング層１７は感光性材料より成り、従来のフォトリソグラフィ技術でパターニングされてもよい。クラッディング層１７の厚みは典型的には第２の下位クラッディング層１１ｂのものと同じであり、その値は説明済みである。次に、形成済みの電極１２，１４，１６に関して説明されたのと同様な手法で第４電極１８が形成される。これらの電極と同様に第４電極１８の各々は２つのタブを有するように示されている。重合性クラッディング層１７の全部又は一部を硬化することは層１７に対する電極１８の接着性を向上させる。上位クラッディング層１７は電極１８と第２コア層１５ｂのストリップとの間に光学的間隔を与え、この点で第３中間クラッディング層１３ｃと同様な機能を奏する。上位クラッディング層１７は第４電極１８が設けられる場所に設けられることしか必要とされない。しかしながら図１５に見受けられるように層１７は好ましくは基板全面をカバーする。これにより第２コア層１５ｂのストリップ周辺で一様なクラッディング層を提供し、デバイスに対する全面的な保護層も提供する。この場合、電極１２，１４，１６に至る形成済みのビア接続部上に位置する場所でビアホールが層１７に形成される。層１７内のビアホールは導電性材料で充填され、以前に形成されたビアに至る電気コンタクトを形成し、これによりスタックビアを形成する。
【００３１】
好適実施例ではコアストリップ１５ａ，１５ｂにテーパーの付された領域が実質的に同じく形成され、対称的な光経路を用意する。これは一般的にはリセス２１の深さを次の総和に実質的等しくすることで達成でき、その総和は：第１コア層１５ａの厚みの半分と、クラッディング層１３ｂの厚みの半分と、クラッディング層１３ａの厚みと、電極１４の厚みと、電極１２の厚みとの和である。
【００３２】
上述したように、ある電光材料はマッハツェンダ変調器を提供するように用意される必要がある。このため、１以上のコア層１５ａ，１５ｂ及びクラッディング層１３，１５，１７は電光材料から構成されてもよい。使用可能な電光材料についていくつもの構成（コンフィギュレーション）が既知であり、本発明を実現するのに特別な選択肢が重要なわけではない。双方の経路（即ち、ブランチ１５−２，１５−３）が変調される変調器に最も相応しい典型的な構成は、コア層１５ａ，１５ｂの双方に電光材料を使用することである。この構成はクラッディング層１１ｂ，１３ａ，１７に電光材料を使用することで更に強化できる。クラッディング層は、コア層に使用されたのと同様な電光材料（コア層の屈折率より低い屈折率を有するクラッディング層を与えるように、より低い屈折率を有する材料を僅かに添加したもの）から構成されてもよい。
【実施例２】
【００３３】
図１６−２５に第２実施例の光デバイス１０’及びその製造方法が示されている。光デバイス１０’は光デバイス１０と同様であるが、コア部の上面及び底面ではなくコア部１５ａ，１５ｂの横側面に電極１２−１８が形成される点で異なる。光デバイス１０’では第２の下位クラッディング層１１ｂ、第１の中間クラッディング層１３ａ及び第３の中間クラッディング層１３ｃは必要とされないが（電極は横に形成されるからである）、望まれるならばそれらが包含されてもよい。
【００３４】
図１６，１７を参照するに、下位クラッディング層１１が基板１に形成される。層１１を形成及び処理する方法は下位クラッディング層１１ａに関して上述したものと同様であってもよい。次に図１６に示されるように傾斜面を有するリセス２１ａが下位クラッディング層１１内に形成される。典型的には傾斜面の角度は比較的小さく、１０度乃至３０度の範囲内にある。リセス２１ａはモールドとして機能し、そのモールドの中で下位のブランチウエーブガイドのコア部（１５−４，１５−２，１５−７）が形成される。図１７に示されるようにリセス２１ａの横の各々に側位リセス（サイドリセス）２１ｂも形成される。以後の工程でこれらのリセスの中に横向きの電極１２，１４が形成される。図１７に示されるようにリセス２１ｂは好ましくは斜面を有し、その斜面で電極へのタブが形成される。斜面の各々はタブが設けられる部分に沿って形成され、製造プロセス中に電極材料が破損するおそれを低減する。リセス２１ａ，２１ｂはリセス２１を形成するための説明済みのプロセスで同様に形成されてもよく、そのプロセスはグレイスケールフォトリソグラフィックマスク及びフォトレジストクラッディング材料を利用することを含む。クラッディング層１１に重合性材料が使用され且つ電極１２，１４がデバイス内で使用されるならば、層１１は好ましくは硬化され或いは部分的に硬化され、金属電極の層への接着性を向上させる。
【００３５】
リセス２１ａの深さは上述したリセス２１に関するものより浅くてよい。なぜなら縦方向の電極及び関連するスペーサクラッディング層１１ｂ，１３ａ，１３ｃはデバイス１０’で使用されないからである。電極１２，１４のためのリセス２１ｂの深さはリセス２１ａ用のものと同じにすることができる、或いはリセス２１ａの深さの約半分のように浅くすることができる。電極１２，１４は典型的にはコア部１５ａと同じ厚さを有し、典型的にはコア部１５ａと同じ水準に設けられる。しかしながら電極１２，１４は、コア部１５ａの厚さの４分の１乃至２分の１のようにコア部１５ａの厚さより薄くしてもよい。この場合、リセス２１ｂの深さはリセス２１ａのものより浅くすることができ、コア部１５ａの光軸に電極を実質的に設けることが望ましい。例えばリセス２１ｂの深さDbはリセス２１ａの深さDaと次式の関係にあってもよい：Db=Da-1/2*(TCB-TE)，ここでTCBはコア部１５ａの厚さであり、TEは電極１２，１４の厚さである。図１７を参照するに、下位クラッディング層１１の壁があり、リセス２１ａの各々を隣接する側位リセス２１ｂの各々から隔てている。壁はコア部１５ａの各々と隣接する側位電極１２，１４との間に光学的間隔を設ける。壁の幅はコア部１５ａを伝搬する光がシングルモードである場合には５μｍ及び１０μｍの範囲内にあるのが一般的であり、コア部１５ａを伝搬する光がマルチモードである場合には１５μｍ及び３０μｍの範囲内にあるのが一般的である。
【００３６】
図１８，１９を次に参照するに、第１コア層１５ａが下位クラッディング層１１上にコンフォーマルに形成され、図１９の平面図に示されるようにリセス２１ａ各々を通るコア材料の延在したストリップを規定するためにパターニングされ、これによりコア部１５ａを形成する。上述したように、第１コア層１５ａは感光性材料から構成されてもよく、従来のフォトリソグラフィ技術で規定することができる。パターニング後にコア層１５ａのストリップは部分的に硬化され或いは完全に硬化され、以後に形成される層のための以後のパターニング工程に対する耐性を高める。上述したように第１コア層１５ａの厚さはコアセグメント１５を伝搬する光がシングルモードである場合には５μｍ及び９μｍの範囲内にあるのが一般的であり、伝搬する光がマルチモードである場合には１２μｍ及び３０μｍの範囲内にあるのが一般的である。約１２μｍより厚い層は一般的にはいくつかの薄いコンフォーマルな材料層から形成される。
【００３７】
コア部１５ａが形成される前又は後で、電極１２，１４が対応するリセス２１ｂの中に形成される。電極は電気めっき（非電解又は電解めっき）、スパッタリング、他の金属形成法又はそれらの組み合わせで形成可能である。これらの形成プロセスの各々は１以上のマスクを利用し、堆積された金属のパターンを図１９に示される形状に合うように規定する。それらの形成プロセスは当該技術分野で周知であり、その詳細な説明は本発明を製造又は使用するためならば当業者に必要とされない。電極１２，１４は、金属の厚い固体トレースから構成されてもよいし、リセス２１ｂ各々の底面及び側面に成膜された金属薄膜で構成されてもよい（リセスの残りの部分は非導電性材料−例えば重合性クラッディング材料−で充填される）。一般に、３μｍより厚い金属膜厚に関し、厚い固体金属電極を形成する場合には無電解めっき又は電解めっき（又はそれらの組み合わせ）を行うことが好ましい。
【００３８】
図２０，２１を次に参照するに、中間クラッディング層１３が用意されパターニングされる。好ましくは層１３は重合性材料より成り、パターニング後に部分的に硬化され或いは完全に硬化される。クラッディング層１３は感光性材料より成り、従来のフォトリソグラフィ技術でパターニングされてもよい。中間クラッディング層１３は第２コア部１５ｂ及び電極１６，１８が形成される場所に堆積されることしか要しない。しかしながら図２１に見受けられるように、層１３はコア部１５ｂ及び電極１２，１４の間の場所に更に拡張可能である。層１３の第１の拡張部は第２コア部１５ｂ及び電極１６，１８の間に平坦性をもたらし、それらは以下で更に詳細に説明される後の工程で形成される。層１３の第２の拡張部は基板の低い領域をコア部１５ａの最上位の高さまで持ち上げることで基板の全体的な平坦性を維持することを支援する。層１３が電極１２，１４のタブの領域上に延びる場合に、図２１に示されるように電極１２，１４のタブの端部上に位置する領域でビアホールが層１３に形成される。層１３中のビアホールは以後に導電性材料で充填され、タブの端部に至る電気コンタクトを形成する。
【００３９】
層１３は好ましくは斜面を有する部分を有し、その部分はコア部１５ａの曲がった部分に隣接して設けられる。これらの部分は図２１で「斜面」として示され、好ましくは下向きに傾斜し、第１コア層１５ａのストリップに対する第２コア層１５ｂのストリップの以後の相互接続を支援する。下側への傾斜は様々な手法で作成可能である。直接的な手法は、層１３に関してポジティブトーンフォトレジスト材料を使用し、グレースケールフォトリソグラフィマスクで層１３をパターニングすることを含む。グレースケールマスクは、層１３が設けられる領域では完全に不透明であり、層１３が完全に除去される領域では透明度が高く、テーパーが生じる領域では不透明さのグラデーションを有する。
【００４０】
図２２，２３を次に参照するに、結果的に生じる基板表面上に第２コア層１５ｂがコンフォーマルに形成され、図２３の平面図に示されるようにコア材料の延在したストリップを規定するようにパターニングされる。第２コア層１５ｂは感光性材料より成り、従来のフォトリソグラフィ技術で規定できる。パターニング後にコア層１５ｂのストリップは部分的に硬化され或いは完全に硬化され、以後に形成される層のための以後のパターニング工程に対するそれらの耐性を高める。第２コア層１５ｂの厚さは典型的には第１コア層１５ａのものと同じであり、その値は説明済みである。
【００４１】
第２コア部１５ｂが形成される前又は後で電極１６，１８がコア部１５ｂの横の側位に形成される。電極は電気めっき（電解めっき又は無電解めっき）、スパッタリング、他のメタル形成法又はそれらの組み合わせで形成可能である。これらの形成プロセスの各々は１以上のマスクを使用して、堆積された金属のパターンを図２３に示される形状に適合させるように規定する。これらの形成プロセスは当該技術分野で周知であり、その詳細な説明は本発明を製造又は使用するためならば当業者に必要とされない。電極１６，１８は金属の厚い固体トレースから構成されてもよいし、非導電性材料部(例えば、重合性のクラッディング材料)の上面及び側面の上に成膜された、所望の電極形状を有する金属薄膜から構成されてもよい。電極１２，１４を形成するプロセスは電極１６，１８を形成するために使用されてもよい。
【実施例３】
【００４２】
図２６−２９には第３実施例による光デバイス１０”及びその製造方法が示されている。光デバイス１０”は光デバイス１０’と同様であるが、２つの支持層に形成され、２つの支持層は最終工程で共に接合される点で異なる。図２６を参照するに、下位クラッディング層１１が上述のように第１基板１ａに用意されパターニングされ、第１のコア部１５ａ’は上述の第１コア部１５ａと同様な手法で用意されてパターニングされるが、コア部１５ａ’の末端での厚みが半分の厚みに形成されてよい点で異なる。電極１２，１４もデバイス１０’に関して説明済みの同様な手法で形成される。デバイス１０’のクラッディング層１３に関して説明済みの同様な手法で中間クラッディング層１３ａが用意されてパターニングされるが、層１３ａは図示の例では層１３ａがコア部１５ａ’と重複する少なくともその領域内で基板表面を（好ましくはグレースケールマスクを利用して）平坦化するようにパターニングされる点で異なり、好ましくは表面の少なくとも大部分を平坦化する。これは、層１３ａを規定するのに使用されたグレースケールマスクを層の厚みを変えるように設計し（ステップ変更及び厚みの等級変更を含む）、要素１１，１２，１４，１５ａ’が形成された後に存在する表面のトポロジを完全にするようにすることで容易に行うことができる。次に電気トレース及びビア（図示せず）が結果的に生じる基板表面上に形成され、電極１２，１４と電気的に接続する。トレースの末端はデバイスの側位を指すように（経路が）規定され、最終的な装置に対する接続の便宜を図る。電極１６，１８の電気トレースの部分もこのプロセス工程で形成されてもよく、その部分は後述の以後の工程で形成されるとレースと相互接続可能である。
【００４３】
図２７を参照するに、上位クラッディング層１７は上述したように下位クラッディング層１１を形成したのと同様に基板１ｂ上に形成される。図２７に示されるように、層１７は以後にそれを（及びその上の要素を）下地の基板１ｂから分離可能にするリリース層２００上に形成されてもよく、基板１ｂは図２６に示されるプロセスで使用される基板１ａと同じでもよいし異なっていてもよい。第２コア部１５ｂ’は上述の第１コア部１５ａ’と同様な手法で形成及びパターニングされ、電極１６，１８は電極１２，１４に関して上述したのと同様な手法で形成される。中間クラッディング層１３ｂも中間クラッディング層１３ａに関して上述したのと同様な手法で形成及びパターニングされる。次に、電極１６，１８と電気的に接続するために、結果的に生じる基板表面上に電気トレース及びビア（図示せず）が形成される。トレースの末端は最終的な装置への接続の便宜を図るように経路が規定される。上述したように、これらの電気トレースの第１部分は接続部を設ける便宜を図るように第１基板１ａの表面上に形成され（例えば、電極１２，１４のトレースを一緒にグループ化する）、残りの部分は基板１ｂ上に形成され、該残りの部分はデバイスの２つの部分が後述の後の工程で共に接合される場合に前記第１部分に対応するトレースと相互接続をなすように設けられる。
【００４４】
要素１７，１５ｂ’，１６，１８，１３ｂは要素１１，１５ａ’，１２，１４，１３ａと同一基板上に同時に形成されてよいことが理解されるであろう。即ち、層１１，１７は共通基板に共通層として形成され、その共通基板の異なる場所にあるリセスでパターニングされ；コア部１５ａ’，１５ｂ’が同時に形成及びパターニングされ；電極１２，１４，１６，１８が同時に形成及びパターニングされ；引き続いて層１３ａ，１３ｂが共通層として形成されパターニングされる。この実施形態ではリリース層２００は共通基板全体に形成されてよい。要素が共通基板に形成されると、その共通基板はダイシングされ、個々の基板１ａ，１ｂ上の一群の要素を互いに分離する。
【００４５】
図２８を参照するに、適切なエッチャントで分離層２００を除去することで要素１３ｂ及び１５ｂ’−１８は下地基板１ｂから分離される。分離した層は反転され、要素１１−１５ａ’上に配置され、それらと整合させられる。次に、分離した層は要素１１−１５ａ’を有する層に向けて加圧され、それらと接着される。この接着は、層１３ａ，１３ｂ及びコア部１５ａ’，１５ｂ’を予め部分的に硬化させた状態にし、加圧工程中に熱を加えることでなされてもよい。熱及び圧力は対向する基板が互に接着することを引き起こし、初期の結合がなされた後に継続して加えることで層を更に硬化させ或いは完全に硬化させる。（或いは、オーブンの中で通常の熱を利用して層を完全に硬化させてもよい。）。その結果として境界接着面が接合層に形成され、その境界接着層はデバイスの断面で視覚的に検出できる。一方の層上の電気トレースの一部が他の層上の部分と相互接続されるべき場合には、接合工程の前に半田の薄膜がそれらのトレース上の適切な位置に形成され、接合工程中に加えられる圧力及び熱により、対向する層のトレース間にはんだ接続がもたらされる。
【００４６】
第３実施例は光デバイスの製造を並列的に実行可能にし、双方を同一基板で作成することでデバイスの上位及び下位ブランチ間で優れた均質性を達成可能にする。本実施例はコア部１５ａ’，１５ｂ’の形状が実質的に同一であってそれらの端部で半分の厚みを有するように描かれているが、一方のコア部（例えば１５ａ’）の組がそれらの端部で１００％の厚さを有し、対向するコア部（例えば１５ｂ’）の組がそれらの端部で０％の厚さを有してもよいことが理解されるであろう。また、第３実施例はコア部１５ａ’，１５ｂ’の側位に設けられた電極１２，１４，１６，１８を備えるように説明されたが、電極はデバイス１０の場合のようにコア部の上及び下に垂直方向に積み重ねられてもよいことが理解されるであろう。
【００４７】
図３を再び参照するに、コアセグメント１５−２，１５−４，１５−７とコアセグメント１５−１，１５−６の全部又は一部とで用意されるウエーブガイドセグメントが第１支持層で形成され、コアセグメント１５−３，１５−５，１５−８とコアセグメント１５−１，１５−６の全部又は一部とで用意されるウエーブガイドセグメントが第２支持層で形成され、第１及び第２支持層が境界接着面で共に接合されてもよい。
【００４８】
以上本発明が図示の実施例に関連して具体的に説明されてきたが、様々な変更、修正及び適用が、本発明に基づいてなされてもよく、本発明の範囲内にあるように意図されることが理解されるであろう。本発明は現在最も実用的且つ好適な実施例であると考えられるものに関連して説明されてきたが、本発明は説明された実施例に限定されず、むしろ添付の特許請求の範囲内に様々な修正物及び均等物を含むように意図されることが理解されるであろう。
【００４９】
以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。
【００５０】
（付記１）
上位面及び下位面を有する支持層と、
前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から第１高さだけ離れた光伝搬軸とを有する第１ウエーブガイドセグメントと、
前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から前記第１高さより低い第２高さだけ離れた光伝搬軸とを有する第２ウエーブガイドセグメントと、
前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から前記第１高さ及び前記第２高さより高い第３高さだけ離れた光伝搬軸とを有する第３ウエーブガイドセグメントと、
前記第１ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第２ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する第４ウエーブガイドセグメントと、
前記第１ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第３ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する第５ウエーブガイドセグメントと、
を有することを特徴とする光デバイス。
【００５１】
（付記２）
前記第３ウエーブガイドセグメントが、前記第２ウエーブガイドセグメント上に直接的に設けられる
ことを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００５２】
（付記３）
前記上面上に設けられ、第１端部と、第２端部と、前記上位面から前記第２高さ以上であって前記第３高さ以下である第４高さだけ離れた光伝搬軸とを有する第６ウエーブガイドセグメントと、
前記第２ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第６ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する第７ウエーブガイドセグメントと、
前記第３ウエーブガイドセグメントの前記第２端部を前記第６ウエーブガイドセグメントの前記第１端部に結合する第８ウエーブガイドセグメントと、
を更に有することを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００５３】
（付記４）
前記支持層及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第１電極と、
前記第１電極及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第１クラッディング層と、
前記第２ウエーブガイドセグメント上に設けられた第２電極と、
前記第２電極及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第２クラッディング層と、
を有し、前記第２コアセグメント及び前記第１，第２クラッディング層の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００５４】
（付記５）
前記第２コアセグメントが電光材料より成る
ことを特徴とする付記４記載の光デバイス。
【００５５】
（付記６）
前記第１，第２クラッディング層の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記５記載の光デバイス。
【００５６】
（付記７）
前記第３ウエーブガイドセグメントの下であって前記第２電極の上に設けられた第３電極と、
前記第３電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第３クラッディング層と、
前記第３ウエーブガイドセグメント上に設けられた第４電極と、
前記第４電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第４クラッディング層と、
を更に有することを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００５７】
（付記８）
前記第３コアセグメントが電光材料より成る
ことを特徴とする付記７記載の光デバイス。
【００５８】
（付記９）
前記第３，第４クラッディング層の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記８記載の光デバイス。
【００５９】
（付記１０）
前記第３ウエーブガイド上に設けられた電極と、
前記電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第４クラッディング層と、
を更に有することを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００６０】
（付記１１）
前記第３ウエーブガイドセグメントの下であって前記第２ウエーブガイドセグメントの上に設けられた第１電極と、
前記第１電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第１クラッディング層と、
前記第３ウエーブガイドセグメント上に設けられた第２電極と、
前記第２電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられた第２クラッディング層と、
を更に有し、前記第３コアセグメント及び前記第１，第２クラッディング層の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００６１】
（付記１２）
前記第３コアセグメントが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１１記載の光デバイス。
【００６２】
（付記１３）
前記第１，第２クラッディング層の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１２記載の光デバイス。
【００６３】
（付記１４）
前記第２ウエーブガイドセグメントが少なくとも２つの側面を有し、当該光デバイスが、
前記第２ウエーブガイドセグメントの一方の側面側に設けられた第１電極と、
前記第１電極及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第１部分と、
前記第２ウエーブガイドセグメントの別の側面側に設けられた第２電極と、
前記第２電極及び前記第２ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第２部分と、
を有し、前記第２コアセグメント及びクラッディング材料の前記第１，第２部分の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００６４】
（付記１５）
前記第２コアセグメントが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１４記載の光デバイス。
【００６５】
（付記１６）
クラッディング材料の前記第１，第２部分の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１５記載の光デバイス。
【００６６】
（付記１７）
前記第３ウエーブガイドセグメントが少なくとも２つの側面を有し、当該光デバイスが、
前記第３ウエーブガイドセグメントの一方の側面側に設けられた第３電極と、
前記第３電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第３部分と、
前記第３ウエーブガイドセグメントの別の側面側に設けられた第４電極と、
前記第４電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第４部分と、
を有することを特徴とする付記１４記載の光デバイス。
【００６７】
（付記１８）
前記第３コアセグメントが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１７記載の光デバイス。
【００６８】
（付記１９）
クラッディング材料の前記第３，第４部分の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１８記載の光デバイス。
【００６９】
（付記２０）
前記第３ウエーブガイドセグメントが少なくとも２つの側面を有し、当該光デバイスが、
前記第３ウエーブガイドセグメントの一方の側面側に設けられた第１電極と、
前記第１電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第１部分と、
前記第３ウエーブガイドセグメントの別の側面側に設けられた第２電極と、
前記第２電極及び前記第３ウエーブガイドセグメントの間に設けられたクラッディング材料の第２部分と、
を有し、前記第３コアセグメント及びクラッディング材料の前記第１，第２部分の少なくとも１つが電光材料より成る
ことを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００７０】
（付記２１）
前記第２及び第４ウエーブガイドセグメントが第１支持層内に形成され、前記第３及び第５ウエーブガイドセグメントが第２支持層内に形成され、前記第１ウエーブガイドセグメントが前記第１，第２支持層の少なくとも１つに形成され、前記第１，第２支持層が境界接着面で共に接合される
ことを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００７１】
（付記２２）
（ａ）第１のテーパーの付された端部及び第２のテーパーの付された端部を有するリセスを支持層内に形成する工程と、
（ｂ）コア材料の第１ストリップの少なくとも一部が前記リセス、前記第１のテーパーの付された端部及び前記第２のテーパーの付された端部に沿って設けられるように第１ストリップを形成する工程と、
（ｃ）前記リセスの中にあるコア材料の第１ストリップの一部分上に第１クラッディング層を形成する工程と、
（ｄ）コア材料の第２ストリップが、前記第１のテーパーの付された端部に設けられた第１ストリップの第１部分と接触し、前記第２のテーパーの付された端部に設けられた第１ストリップの第２部分と接触するように第２ストリップを前記第１クラッディング層上に形成する工程と、
を有することを特徴とする光デバイスを製造する方法。
【００７２】
（付記２３）
（ｂ）の工程に先立って、コア材料の第１ストリップの一部分の下側に位置する第１電極を前記リセス内に形成する工程と、
（ｂ）の工程に先立って、前記第１電極上に第２クラッディング層を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記２２記載の方法。
【００７３】
（付記２４）
（ｃ）の工程に先立って、前記リセス内にあるコア材料の第１ストリップの一部分上に第３クラッディング層を形成する工程と、
（ｃ）の工程に先立って、前記第３クラッディング層上に第２電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記２３記載の方法。
【００７４】
（付記２５）
（ｄ）の工程に先立って、コア材料の第２ストリップの一部分の下に位置する第３電極を前記第１クラッディング層上に形成する工程と、
（ｄ）の工程に先立って、前記第３電極上に第４クラッディング層を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記２４記載の方法。
【００７５】
（付記２６）
（ｄ）の工程の後に、コア材料の第２ストリップ上に第５クラッディング層を形成する工程と、
（ｄ）の工程の後に、前記第５クラッディング層上に第４電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記２５記載の方法。
【００７６】
（付記２７）
（ａ）高位面と、低位面と、高位面及び低位面の間に設けられた第１コア部と、高位面及び低位面の間に設けられた第２コア部と、第１及び第２コア部の少なくとも一部の周囲に設けられたクラッディング材料とを有する第１支持層を形成する工程であって、前記第１コア部は第１端部と、第２端部と、第１支持層の高位面に実質的に平行な光伝搬軸とを有し、前記第２コア部は第１コア部の第２端部に設けられた第１端部と、第１支持層の低位面よりも高位面の近くに設けられた第２端部と、第１支持層の高位面にある角度で向う光伝搬軸とを有するところの工程と、
（ｂ）高位面と、低位面と、高位面及び低位面の間に設けられた第３コア部と、高位面及び低位面の間に設けられた第４コア部と、第３及び第４コア部の少なくとも一部の周囲に設けられたクラッディング材料とを有する第２支持層を形成する工程であって、前記第３コア部は第１端部と、第２端部と、第２支持層の高位面に実質的に平行な光伝搬軸とを有し、前記第４コア部は第３コア部の第２端部に設けられた第１端部と、第２支持層の低位面よりも高位面の近くに設けられた第２端部と、第２支持層の高位面にある角度で向う光伝搬軸とを有するところの工程と、
（ｃ）前記第１及び第２支持層の一方の高位面に第５コア部を形成する工程であって、前記第５コア部は前記第２又は第４コア部の一方の第２端部に設けられた第１端部を有するところの工程と、
（ｄ）前記第１及び第２支持層を各自の高位面で共に接合する工程と、
を有することを特徴とする光デバイスを製造する方法。
【００７７】
（付記２８）
前記第５コア部が前記第１支持層の高位面に形成され、前記第５コア部の第１端部が前記第２コア部の第２端部に設けられ、前記（ｃ）の工程が前記第２支持層の高位面に第６コア部を形成する工程を有し、前記第６コア部は前記第４コア部の第２端部に設けられた第１端部を有する
を有することを特徴とする付記２７記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】共通基板に形成された従来技術による通常の複数のマッハツェンダ変調器を示す図である。
【図２】本発明による複数のコンパクトな光デバイス例の斜視図である。
【図３】本発明による１つのコンパクトな光デバイス例の斜視図である。
【図４】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図５】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図６】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図７】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図８】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図９】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図１０】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図１１】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図１２】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図１３】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図１４】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図１５】本発明によるコンパクトな光デバイスの製造方法例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図１８】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図１９】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２１】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２２】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２３】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２４】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２５】本発明の第２の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２６】本発明の第３の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２７】本発明の第３の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２８】本発明の第３の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【図２９】本発明の第３の例によるコンパクトな光デバイス群及びその製造方法例を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  基板
１０  光デバイス
１１，１３  クラッディング層
１２，１４，１６，１８  電極
１５  コアセグメント
２１  リセス
【図１】
2006259739.tif 000003
【図２】
2006259739.tif 000004
【図３】
2006259739.tif 000005
【図４】
2006259739.tif 000006
【図５】
2006259739.tif 000007
【図６】
2006259739.tif 000008
【図７】
2006259739.tif 000009
【図８】
2006259739.tif 000010
【図９】
2006259739.tif 000011
【図１０】
2006259739.tif 000012
【図１１】
2006259739.tif 000013
【図１２】
2006259739.tif 000014
【図１３】
2006259739.tif 000015
【図１４】
2006259739.tif 000016
【図１５】
2006259739.tif 000017
【図１６】
2006259739.tif 000018
【図１７】
2006259739.tif 000019
【図１８】
2006259739.tif 000020
【図１９】
2006259739.tif 000021
【図２０】
2006259739.tif 000022
【図２１】
2006259739.tif 000023
【図２２】
2006259739.tif 000024
【図２３】
2006259739.tif 000025
【図２４】
2006259739.tif 000026
【図２５】
2006259739.tif 000027
【図２６】
2006259739.tif 000028
【図２７】
2006259739.tif 000029
【図２８】
2006259739.tif 000030
【図２９】
2006259739.tif 000031