(57)【要約】【課題】  光路長誤差に起因するマッハツェンダー型干渉計の位相差を簡便に調整できる方法を提供すること。【解決手段】  マッハツェンダー型干渉計を構成する光導波路を備え、マッハツェンダー型干渉計における少なくとも一方のアームを構成する光導波路の直上を含む領域に、この光導波路を形成する物質よりその屈折率が低い液状の透明樹脂にて構成されかつ塗布後の形態が１０マイクロメーターから２００マイクロメーターの直径を有する円形状若しくはドーム状の液滴を一個ずつ分割して光導波路に沿って塗布し、これにより光導波路の実効屈折率が異なる領域を生じさせてマッハツェンダー型干渉計の位相差を調整する光導波路素子の位相差調整方法であって、圧電効果を有する物質で構成された毛細管にパルス状の電気信号を印加することでその吐出ヘッドから毛細管中に満たされた透明樹脂を吐出させる機構を利用して上記液滴を塗布することを特徴とする。【選択図】  図１
2006215159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶質基板と、この基板上に設けられた入力用並びに出力用チャネル光導波路と、これ等入出力用チャネル光導波路間に設けられかつマッハツェンダー型干渉計を構成する光導波路とを備える光導波路素子の位相差調整方法であって、上記マッハツェンダー型干渉計における少なくとも一方のアームを構成する光導波路の直上を含む領域に、この光導波路を形成する物質よりその屈折率が低い液状の透明樹脂にて構成されかつ塗布後の形態が１０マイクロメーターから２００マイクロメーターの直径を有する円形状若しくはドーム状の液滴を一個ずつ分割して光導波路に沿って塗布し、上記光導波路の実効屈折率が異なる領域を生じさせてマッハツェンダー型干渉計の位相差を調整する方法において、
圧電効果を有する物質で構成された毛細管にパルス状の電気信号を印加することによりその吐出ヘッドから上記毛細管中に満たされた透明樹脂の液滴を吐出させる機構を利用してマッハツェンダー型干渉計の光導波路に上記液滴を一個ずつ塗布し、かつ、上記結晶質基板面から吐出ヘッドまでの間隔を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に設定することを特徴とする光導波路素子の位相差調整方法。
【請求項２】
透明樹脂の液滴が塗布される上記光導波路を中央にしてその両側に一対の金属膜を隙間を介して形成し、かつ、光導波路縁部と各金属膜との上記隙間の間隔を５マイクロメーターから５０マイクロメーターの範囲に設定すると共に、一対の金属膜で挟まれた領域に向けて上記吐出ヘッドより液滴を吐出させることを特徴とする請求項１記載の光導波路素子の位相差調整方法。
【請求項３】
ＸＹ方向へ移動するＸＹ微調ステージに上記吐出ヘッドを固定しこのステージをステップ的に移動させて吐出ヘッドの位置制御を行う吐出ヘッド移動工程と、
吐出ヘッドのステップ的な移動毎に吐出ヘッドから決まった個数の上記液滴を吐出させる塗布工程と、
上記液滴を塗布した直後に光導波路素子に電圧を掃引し、そのときの出力を測定する出力測定工程と、
測定された出力データを電圧対光出力の関係式にフィッティングすることにより上記マッハツェンダー型干渉計の位相シフトを決定する位相シフトモニター工程、
の各工程を具備し、かつ、これ等一連の工程を一つの制御用コンピュータの指示により繰返し行うことを特徴とする請求項１記載の光導波路素子の位相差調整方法。
【請求項４】
上記マッハツェンダー型干渉計における両アームの位相差、および、一個当たりの液滴がマッハツェンダー型干渉計における一方のアームに付与する位相変化を予め測定し、かつ、マッハツェンダー型干渉計における上記位相差の８０％以下までについては上記液滴吐出毎の位相シフト量をモニターすることなく塗布し、次いで塗布した全ての液滴を硬化させた後においては液滴一個毎の位相シフトをモニターしながら上記吐出ヘッド移動工程から位相シフトモニター工程を繰り返すことを特徴とする請求項３記載の光導波路素子の位相差調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マッハツェンダー型干渉計を構成する光導波路を備え光通信あるいは光情報処理分野で用いられる光導波路素子（光導波回路）に係り、特に、高精度かつ恒久的に位相差を調整できる光導波路素子の位相差調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気光学効果ないし熱光学効果を有する結晶質基板上に形成した光導波路によって構成される光導波回路の研究開発が盛んに行われている。特に、マッハツェンダー型干渉計のように２光束（両アーム）の光干渉を用いて、光出力を調整する光強度変調器、可変光減衰器が実用化されている。
【０００３】
以下、ニオブ酸リチウムで作製した偏波無依存型の可変光減衰器を例に挙げて具体的に説明する。
【０００４】
まず、図６に示ように基板結晶のＸ軸を法線に持つニオブ酸リチウム基板１１にＴｉを拡散させてＺ軸に平行な光導波路を形成しマッハツェンダー型干渉計３１を構成する。更に、金属蒸着膜によって正電極１５をマッハツェンダー型干渉計３１内の両アーム１３、１４側部に附加すると共に、両アーム１３、１４内に負電極１６を附加する。
【０００５】
そして、上記電極１５、１６に電圧を印加すると、電気光学効果により二つのアーム１３、１４で屈折率が変化する。この屈折率変化をΔｎとすると、
【０００６】
【数１】
2006215159.tif 000003
と表される。ここで数式（１）中、Γは光波と電場の重なりを示すパラメータ、Ｖは印加電圧、ｄは電極間距離、ｎは屈折率、ｒは電気光学定数である。また、二つのアーム１３、１４では電場の向きが逆であるため、入力ポート１２から入射した光がアームに差し掛かると位相差が生じ、両アーム間の作り込まれた位相差をδ０とすると、
【０００７】
【数２】
2006215159.tif 000004
と表される。数式（２）で入力パワーおよび出力パワーをそれぞれＰｉｎｐｕｔ、Ｐｏｕｔｐｕｔとする。出力側のＹ分岐における二つのアーム１３、１４間の位相差δは、電極の長さ（位相差の生じる区間の長さ）をｌとすると数式（１）の屈折率差Δｎを用いて次のように表される。
【０００８】
【数３】
2006215159.tif 000005
数式（１）で分かる通り、Ｅが増加すると比例してΔｎもｒの符号によって増加または減少し、δも増加または減少する。そのため、数式（２）における出力パワーＰｏｕｔｐｕｔの増減を電圧Ｖの増減によって制御することが可能である。理想的に二つのアーム長ｌが対称であるようなマッハツェンダー型干渉計では、図７に示すように印加電圧が０Ｖ（０ボルト）のとき、出力光強度は最大値をとり、徐々に電圧を上げていくと、出力光強度は徐々に減少し最小値をとる。
【０００９】
これまでのニオブ酸リチウムに代表される電気光学効果を用いた光導波路型の変調器では、光導波回路の作製プロセス誤差によって、駆動電圧を印加していない状態でのマッハツェンダー型干渉計の両アーム間の位相差を一定にできない問題があり、その結果以下のような不具合が発生する。
【００１０】
Ｘ軸を法線に持つニオブ酸リチウム基板表面にＺ軸に平行な光導波路を形成したマッハツェンダー型干渉計においては、電気光学定数ｒは入射する偏光により作用する係数が異なる。基板表面に平行な振動電場を持つ偏光モードはＴＥモードと呼ばれ、基板表面に垂直な振動電場を持つ偏光モードはＴＭモードと呼ばれる。ＴＥの入射偏光に対しては電気光学係数ｒ１２、ＴＭモードの偏光に対しては電気光学係数ｒ２２が作用する。ｒ１２とｒ２２は同じ絶対値であるが符号が逆である、すなわち、
【００１１】
【数４】
2006215159.tif 000006
である。
【００１２】
ここでＴＥ，ＴＭモード各々の電圧−光出力特性を個別に表すと、
【００１３】
【数５】
2006215159.tif 000007
となる。ＴＭモードについては、正の印加電圧領域だけで見れば、電圧印加によって生じる位相差δは数式（３）から、ＴＥモードの偏光とＴＭモードの偏光では見掛け上符号が反対で大きさが同一のように見える。
【００１４】
図８はアーム長ｌが非対称な場合の電圧−光出力特性を示す。アーム長ｌが非対称である理想的でない場合は、印加電圧が０Ｖ（０ボルト）のときに出力光強度は最大とならないばかりでなく、ＴＥモードが入射した場合とＴＭモードが入射した場合では印加電圧に対する出力光強度の変化が異なってくる。具体的には、０Ｖ（０ボルト）付近で現れる光出力極大が逆方向にシフトする。このため、ある印加電圧において、入射光の偏光が変化すると出力光強度が変化するという問題がある。図８に示すように、ある印加電圧でのＴＥ、ＴＭ両モードの出力の差は変調器素子のＰＤＬ（Polarization Dependent Loss：偏波依存損失）をもたらす。偏波依存損失は、光ファイバー通信系内に位置する光部品おいて、受信側でのパワー変動につながるため抑制する必要がある。
【００１５】
作製プロセスのばらつきから生じる光路長誤差を調整する方法として、従来、光導波路の実効屈折率を恒久的に変化させる方法が報告されている。
【００１６】
その例として、特許文献１においては、マッハツェンダー型干渉計の分岐導波路の一部に、基板材料よりも高屈折率の材料からなる膜体を形成し、この膜厚を導波光の波長の１／４以下とすることが報告されている。
【００１７】
また、特許文献２においてはニオブ酸リチウム結晶を基板とする導波路素子において、ＳｉＯ２バッファー層の一部に開口部分を作り、ここにシアノアクリレート系高分子接着剤を塗布することによる位相差調整の方法が報告されている。
【００１８】
しかし、特許文献１においては、光導波路上に被覆長さが制御されていない膜体を一旦形成し、その後において最適な被覆長になるようにレーザー等の方法により除去（トリミング）して調節している。従って、工程数が多い分、時間を要するため、一つの工程で必要な長さだけ被覆（塗布）する方法が望まれる。
【００１９】
また、特許文献２に記載の方法では、微量の位相差を調節するためには付加すべきシアノアクリレート系高分子接着剤等の塗布量を極めて正確に塗布できなければならない。しかし、特許文献２においては、その塗布方法は記述されておらずこの報告に基づいて結果を再現することは出来ない。
【特許文献１】特開２００１−１００１６３号公報（請求項１、段落番号００２８）
【特許文献２】特開平０７−０２８００６号公報（請求項６、段落番号００３５、００３６）
【００２０】
このような技術的背景の下、本発明者等は光導波路から直上の物質に僅かながら光が染み出していることに着目し、光回路素子を構成する光導波路そのものの屈折率を変化させる従来法に代えて、光導波路の直上にある物質の屈折率を変化させる以下に示す位相差調整方法を既に提案している。
【００２１】
すなわち、本発明者等が開発した位相差調整方法は、結晶質基板と、この基板上に設けられた入力用並びに出力用チャネル光導波路と、これ等入出力用チャネル光導波路間に設けられかつマッハツェンダー型干渉計を構成する光導波路とを備える光導波路素子の位相差調整方法を前提とし、上記マッハツェンダー型干渉計における少なくとも一方のアームを構成する光導波路の直上を含む領域に、この光導波路を形成する物質よりその屈折率が低い液状の透明樹脂にて構成されかつ塗布後の形態が１０マイクロメーターから２００マイクロメーターの直径を有する円形状若しくはドーム状の液滴を一個ずつ分割して光導波路に沿って塗布し、これにより上記光導波路の実効屈折率が異なる領域を生じさせてマッハツェンダー型干渉計の位相差を調整することを特徴とする方法であった（特願２００３−４２０５８０号明細書参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、本発明者等が開発した上記位相差調整方法を更に改善した光導波路素子の位相差調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
すなわち、請求項１に係る発明は、
結晶質基板と、この基板上に設けられた入力用並びに出力用チャネル光導波路と、これ等入出力用チャネル光導波路間に設けられかつマッハツェンダー型干渉計を構成する光導波路とを備える光導波路素子の位相差調整方法であって、上記マッハツェンダー型干渉計における少なくとも一方のアームを構成する光導波路の直上を含む領域に、この光導波路を形成する物質よりその屈折率が低い液状の透明樹脂にて構成されかつ塗布後の形態が１０マイクロメーターから２００マイクロメーターの直径を有する円形状若しくはドーム状の液滴を、一個ずつ分割して光導波路に沿って塗布し、上記光導波路の実効屈折率が異なる領域を生じさせてマッハツェンダー型干渉計の位相差を調整する方法を前提とし、
圧電効果を有する物質で構成された毛細管にパルス状の電気信号を印加することによりその吐出ヘッドから上記毛細管中に満たされた透明樹脂の液滴を吐出させる機構を利用してマッハツェンダー型干渉計の光導波路に上記液滴を一個ずつ塗布し、かつ、上記結晶質基板面から吐出ヘッドまでの間隔を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に設定することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項２に係る発明は、
請求項１記載の発明に係る光導波路素子の位相差調整方法を前提とし、
透明樹脂の液滴が塗布される上記光導波路を中央にしてその両側に一対の金属膜を隙間を介して形成し、かつ、光導波路縁部と各金属膜との上記隙間の間隔を５マイクロメーターから５０マイクロメーターの範囲に設定すると共に、一対の金属膜で挟まれた領域に向けて上記吐出ヘッドより液滴を吐出させることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１記載の発明に係る光導波路素子の位相差調整方法を前提とし、
ＸＹ方向へ移動するＸＹ微調ステージに上記吐出ヘッドを固定しこのステージをステップ的に移動させて吐出ヘッドの位置制御を行う吐出ヘッド移動工程と、
吐出ヘッドのステップ的な移動毎に吐出ヘッドから決まった個数の上記液滴を吐出させる塗布工程と、
上記液滴を塗布した直後に光導波路素子に電圧を掃引し、そのときの出力を測定する出力測定工程と、
測定された出力データを電圧対光出力の関係式にフィッティングすることにより上記マッハツェンダー型干渉計の位相シフトを決定する位相シフトモニター工程、
の各工程を具備し、かつ、これ等一連の工程を一つの制御用コンピュータの指示により繰返し行うことを特徴とし、
請求項４に係る発明は、
請求項３記載の発明に係る光導波路素子の位相差調整方法を前提とし、
上記マッハツェンダー型干渉計における両アームの位相差、および、一個当たりの液滴がマッハツェンダー型干渉計における一方のアームに付与する位相変化を予め測定し、かつ、マッハツェンダー型干渉計における上記位相差の８０％以下までについては上記液滴吐出毎の位相シフト量をモニターすることなく塗布し、次いで塗布した全ての液滴を硬化させた後においては液滴一個毎の位相シフトをモニターしながら上記吐出ヘッド移動工程から位相シフトモニター工程を繰り返すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載の発明に係る位相差調整方法によれば、
圧電効果を有する物質で構成された毛細管にパルス状の電気信号を印加することによりその吐出ヘッドから上記毛細管中に満たされた透明樹脂の液滴を吐出させる機構を利用してマッハツェンダー型干渉計の光導波路に上記液滴を一個ずつ塗布し、かつ、上記結晶質基板面から吐出ヘッドまでの間隔を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に設定しているため、マッハツェンダー型干渉計の光導波路に正確な量の上記液滴を高速でしかも高い位置精度で塗布することが可能となる。
【００２６】
また、請求項２記載の発明に係る位相差調整方法によれば、
上記光導波路を中央にしてその両側に一対の金属膜を隙間を介して形成し、かつ、光導波路縁部と各金属膜との上記隙間の間隔を５マイクロメーターから５０マイクロメーターの範囲に設定すると共に、一対の金属膜で挟まれた領域に向けて上記吐出ヘッドより液滴を吐出させているため、塗布された液滴の位置安定性を向上させることが可能となる。
【００２７】
また、請求項３記載の発明に係る位相差調整方法によれば、
ＸＹ方向へ移動するＸＹ微調ステージに上記吐出ヘッドを固定しこのステージをステップ的に移動させて吐出ヘッドの位置制御を行う吐出ヘッド移動工程と、
吐出ヘッドのステップ的な移動毎に吐出ヘッドから決まった個数の上記液滴を吐出させる塗布工程と、
上記液滴を塗布した直後に光導波路素子に電圧を掃引し、そのときの出力を測定する出力測定工程と、
測定された出力データを電圧対光出力の関係式にフィッティングすることにより上記マッハツェンダー型干渉計の位相シフトを決定する位相シフトモニター工程、
の各工程を具備し、かつ、これ等一連の工程を一つの制御用コンピュータの指示により繰返し行うため、上記位相差調整を簡便な操作で安定して行うことが可能となる。
【００２８】
また、請求項４記載の発明に係る位相差調整方法によれば、
上記マッハツェンダー型干渉計における両アームの位相差、および、一個当たりの液滴がマッハツェンダー型干渉計における一方のアームに付与する位相変化を予め測定し、かつ、マッハツェンダー型干渉計における上記位相差の８０％以下までについては上記液滴吐出毎の位相シフト量をモニターすることなく塗布し、次いで塗布した全ての液滴を硬化させた後においては液滴一個毎の位相シフトをモニターしながら上記吐出ヘッド移動工程から位相シフトモニター工程を繰り返すため、上記位相差調整に要する時間を短縮させることが可能となる。
【００２９】
従って、本発明の位相差調整方法によれば、簡易な方法で、特性の極めて高く、歩留まりのよい可変光減衰器等の光導波路素子を実現できるため、波長多重通信システムに必要な、高機能な光導波路素子を安価に歩留まりよく提供することが可能となる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００３１】
図１はニオブ酸リチウム基板（導波路基板）上に光導波路型マッハツェンダー干渉計を形成した強度変調器の概略構成を示している。すなわち、結晶のＸ軸方位でカットされたニオブ酸リチウム基板１１に、この結晶のＺ軸方向に光を伝搬させるようにＴｉ蒸着およびＴｉ拡散によって光導波路の下部アーム部１３および上部アーム部１４を形成した。ここで、マッハツェンダー型干渉計の２つのアーム１３、１４は等しい長さに設計されており、マッハツェンダー型干渉計に印加する電圧が０ボルトのとき、素子出力ポート１７から出射する光の強度が最大となることを目標としている。
【００３２】
更に、電極間ギャップを２８μｍ（マイクロメーター）として上記アーム（光導波路）１３、１４並びに上記ニオブ酸リチウム基板１１のＸ軸に対し垂直な電場を印加するように長さ３０ｍｍのマッハツェンダー型干渉計正電極１５および干渉計負電極１６をＴｉ金属およびＡｕ金属にて形成した。
【００３３】
そして、図１に示す素子の入力ポート１２からシングルモードファイバーを用いて、波長１．５５μｍ（マイクロメーター）の光を入力ポート１２においてＴＥモード偏光となるように入射させた。その結果、上記干渉計正電極１５および干渉計負電極１６の印加電圧を０から３６ボルトに掃引したとき、図８に示した例と類似して、素子出力ポート１７から出射する光出力の極大値を与える電圧は０ボルトではなく正電圧方向にずれていた。このずれを電圧と光出力の関係における位相のシフト量であらわすと０．１１５ラジアン（ｒａｄ）であった。
【００３４】
そこで、この有限の位相シフト量を相殺することを目的とし、屈折率が１．４のアクリル系紫外線硬化樹脂（液状の透明樹脂）の液滴を、圧電効果を有する物質で構成されかつパルス状の電気信号が印加される毛細管（圧電素子）を利用してノズル（吐出ヘッド）から下部アーム部１３における出力側テーパー部分１９に塗布する。
【００３５】
「吐出ヘッドの高さについて」
ところで、上記圧電素子を利用した液状の透明樹脂における液滴の吐出において、パルス的な圧力によってノズル（吐出ヘッド）から分断されて押し出された液状の樹脂は、後方にオタマジャクシ状に尾を引きながら空気中を飛翔し、ノズルから離れるに従って真球を形成する。このようにきれいな球状になるためにはある一定の距離を飛来する必要がある。尚、液滴の厚みムラの影響は、導波路を伝搬する光が導波路基板から上部へ染み出している大きさが０．５μｍ以下であることから、液滴の半径がそれを大きく上回っていれば、液滴における大きさのばらつきは無視できる。
【００３６】
そして、使用する樹脂の粘度から０．１ｍｍ径以上のノズルが現実的である。飛翔中の液滴の直径をＭとすれば、体積は（πＭ３／６）となり、また導波路基板上に着弾した状態ではドーム形状になる。ドームを簡単のために半球と仮定すれば、半球を真上から見たときの直径ｍは、（ｍ＝２1/3Ｍ）（約１．２６Ｍ）となる。
【００３７】
本発明者等が行った実験条件では、導波路基板から吐出ヘッドまでの間隔（以下吐出ヘッド高さと略称する）を１．０ｍｍにしたとき、上記半球の直径ｍは略１５０μｍ（マイクロメーター）であった。導波路の幅方向中央を狙って吐出された場合、着弾後における液滴の直径ｍが塗布長さとみなすことができる。尚、吐出ヘッド高さが２ｍｍを越えた場合、真上から見た着弾後の液滴の形状が円から次第に歪んでいくこと、また、着弾位置の精度も次第に低下していくことが観察された。吐出ヘッド高さをさらに増やして４ｍｍにした場合、着弾位置の精度が更に低下した。
【００３８】
ここで、吐出ヘッド高さを変えたときの液滴直径ｍおよび液滴中心の位置ずれの様子を図３に示す。尚、間隔４ｍｍにおいては上から見た液滴の形状が円形から逸脱しているため直径を求める事ができなかった。一方、最適間隔の１ｍｍより小さくした場合、例えば０．２ｍｍにした場合にも、同様に液滴が真円からずれていく傾向が見られた。
【００３９】
この結果から、吐出ヘッド高さを０．５ｍｍから２ｍｍの範囲、好ましくは０．８ｍｍから１．６ｍｍの範囲に設定するとよい。この傾向は、上述のようにきれいな球状になるためにある一定の距離を飛翔する必要があるためと説明できる。
【００４０】
尚、この特徴は、上記アクリル系の紫外線硬化樹脂に限られた現象ではなく、通常の透明樹脂においても同様であった。
【００４１】
「金属ストライプ（金属膜）の効果について」
次に、透明樹脂である上記アクリル系の紫外線硬化樹脂は、酸化物ないし絶縁物から成る基板表面と比較して金属（以下に記載するＡｕに限らない）表面への親和性が優れている。実際、ガラス基板、ニオブ酸リチウム基板、および、ニオブ酸リチウム基板上に蒸着したＡｕ薄膜の３種に対し、ピエゾ吐出装置（圧電素子）を用いてアクリル系紫外線硬化樹脂（液状の透明樹脂）の液滴を塗布したところ、Ａｕ薄膜上において他の２種の基板上に比べて円形に近い液滴形状が得られ、また濡れ性が良好であることが確認された。そして、この結果を実際の光導波路上への塗布に応用した結果、以下のような知見を得た。
【００４２】
塗布すべき光導波路の両側にＡｕストライプを形成した後、ピエゾ吐出装置（圧電素子）を用いて中央の光導波路にアクリル系紫外線硬化樹脂の液滴を射出した場合、両側のＡｕストライプによって液滴が保持され、塗布された液滴の位置安定性が増すことが確認された。上下アーム部１３、１４における出力側テーパー部分１８、１９の各々の両側に金属ストライプ２１を装荷した様子を図１に示している。尚、この例では、導波路中心からギャップ４０マイクロメーターとなるように設定し、電極パターンの蒸着装荷と同時に形成している。
【００４３】
また、図４に示すように２本の光導波路４１、４２の各々両側にＡｕストライプ２１をそれぞれ形成し、その後、一方の光導波路４２を中央にして透明樹脂の液滴２０を塗布した。この例では２本の光導波路４１、４２の間隔（中心から中心）は６０マクロメーターであり、塗布の位置および液滴直径の精度が不十分な場合には、目的とする光導波路４２の隣の光導波路４１にも塗布される可能性があるが、Ａｕストライプ２１はこれを防止する機能も有していることが確認された（すなわち、図４に示すように他方の光導波路４１には液滴２０が塗布されていないことが理解される）。
【００４４】
ところで、このＡｕストライプ２１は電極と形状が類似しているが電極機能とは無関係なものである。但し、電極そのものを兼用しても何ら差し支えない。尚、バッファー層を用いない構造の電気光学素子では、金属が光導波路に一定距離以下に近づくと損失が増大するため好ましくない。このことから、液滴が塗布される光導波路と金属ストライプの隙間間隔（ギャップ）は、５マイクロメーターから５０マイクロメーターの範囲にあることが望ましい。
【００４５】
尚、図１においては、上下アーム部１３、１４におけるテーパー部分１８、１９に金属ストライプ２１を設けそのテーパー部分１９に液滴が塗布されているが、電極１５、１６に挟まれたテーパーの付かない領域に液滴を塗布してもよい。
【００４６】
「制御用コンピュータを用いた位相差調整方法について」
本発明に係る光導波路素子の位相差調整方法は、光導波路素子の位相測定、吐出ヘッドの位置制御、透明樹脂の塗布、光導波路素子の位相測定（すなわち、透明樹脂塗布後の位相シフト量の測定）という作業の繰り返しとなる。
【００４７】
この一連のシークエンスを迅速かつ正確に行うため、本発明においてはこれ等作業を同一のコンピュータの指令によるものとしている。
【００４８】
図５にこの制御系を示す。すなわち、光学常盤５８の上に光導波路基板５２を載置し、この光導波路基板５２に対する入力側および出力側に光ファイバー５６を結線する。そして、入力側に配置された半導体レーザー５５を光源とし、出力側のファイバーに結線されたパワーメーター５７により光導波路素子の光出力を測定する。吐出ヘッド５３はＸＹ方向へ移動するＸＹ微調ステージ５４に固定されている。
【００４９】
コンピュータ５１はＸＹ微調ステージ５４に対して位置の指令を出すこと、光導波路素子の入出力特性を測定するためＤＣ電圧を光導波路素子に印加すること、印加特性から位相を算出する（すなわち、出力データを電圧対光出力の関係式にフィッティングすることによりマッハツェンダー型干渉計の位相シフトを決定する）ことの全てに指令を出すようにプログラムされている。
【００５０】
そして、上記光導波路基板５２にはフォトリソグラフィー技術によって寸法精度よく光導波路および電極が形成されており、まず、吐出ヘッド５３に併設したカメラを用い光導波路基板５２に予め定められた原点上に吐出ヘッド５３を合わせることができれば、コンピュータ５１は光導波路パターンを記憶しているので、光導波路基板５２の任意位置に正確に透明樹脂の液滴を塗布することができる。
【００５１】
尚、上記ＸＹ微調ステージ５４の位置決め誤差は最大で５μｍ（マイクロメーター）程度あったが、透明樹脂の液滴直径が１５０μｍであるので位相調整にはほとんど問題はない。
【００５２】
「２段階方式の位相差調整方法について」
透明樹脂の液滴についてはその大きさのばらつきは避けられず、液滴の直径ｍの誤差は付与する位相の誤差となる。実験によれば、１５０μｍ（マイクロメーター）直径の液滴１０個を互いに分離して塗布・硬化した場合、約８％の位相誤差が現れた。
【００５３】
この誤差を解消するため、液滴を１回吐出する毎に光導波路素子の位相測定を行った場合、多大の時間を要して経済的に有効でない。
【００５４】
そこで、本発明者等は次のような２段方式を考案して良好な結果を得た。
【００５５】
まず、光導波路基板に設けられたマッハツェンダー型干渉計における両アームの位相差Δｑ、および、一個当たりの液滴がマッハツェンダー型干渉計における一方のアームに付与する位相変化を予め測定する。
【００５６】
第一段階として、液滴を１回吐出する毎に位相シフトをモニターせず、一個当たりの液滴がマッハツェンダー型干渉計における一方のアームに付与する位相変化から必要な付与量Δｑを算出し、このΔｑの８０％、つまり０．８Δｑだけの位相の補償を目指して透明樹脂の液滴を連続して塗布する。
【００５７】
第二段階として、残りの０．２Δｑの位相補償においては、液滴を１回吐出する毎に位相シフトをモニターし、Δｑが十分小さくなったときに吐出を止め、その干渉計についての調整は終了とする。
【００５８】
このような２段階方式により、位相調整の時間を節約できかつ精密な位相の調整が可能となり、液滴サイズないし硬化による屈折率のバラツキが補償され、十分なＰＤＬ抑制が達せられる。
【００５９】
以下、２段階方式の上記位相差調整方法について具体的に説明する。
【００６０】
まず、光導波路素子の位相調整以前の状態の特性を記す。図１に示す光導波路素子の入力ポート１２からシングルモードファイバーを用いて、波長１．５５μｍ（マイクロメーター）の光を入力ポート１２においてＴＥモード偏光となるように入射させた。その結果、上記干渉計正電極１５および干渉計負電極１６の印加電圧を０から３６ボルトに掃引したとき、図８に示した例と類似して、素子出力ポート１７から出射する光出力の極大値を与える電圧は０ボルトではなく正電圧方向にずれていた。このずれを電圧と光出力の関係における位相のシフト量で表すと０．１１５ラジアン（ｒａｄ）であった。
【００６１】
そこで、この有限の位相シフト量を相殺することを目的とし、屈折率が１．４のアクリル系紫外線硬化樹脂の液滴を、圧電効果を有する物質で構成されかつパルス状の電気信号が印加される毛細管（圧電素子）を利用して内径１００μｍのノズル（吐出ヘッド）から下部アーム部１３における出力側テーパー部分１９に滴下した。滴下されたアクリル系の紫外線硬化樹脂は直径１５０μｍのドーム型形状を有する液滴となり、１５０μｍピッチで塗布した。液滴直径とピッチが同じ値のため液滴が互いにくっついた箇所もあり、離れた箇所も生じた。
【００６２】
液滴を５個塗布する毎にＵＶ照射により樹脂を硬化させるというパターンを繰り返したときの位相値を塗布長さに対しプロットした結果、０．０６４ラジアン／ｍｍの割合の位相変化が見られ、１８００マイクロメーターの塗布長において位相がゼロに相当する結果となった（すなわち、０．１１５ラジアン÷０．０６４ラジアン＝１．７９７ｍｍから１８００マイクロメーター）。液滴の直径を１５０マイクロメーターとして、液滴一個あたりの位相付加量は０．００９６ラジアン／個となる。
【００６３】
そして、０．１１５ラジアンの位相を相殺するために次のような方法で実施した。
【００６４】
上記位相のシフト量０．１１５ラジアンの８０％、すなわち、０．０９２ラジアンは、位相付加量０．００９６ラジアン／個の結果から液滴９．６個分に相当する。
【００６５】
液滴数は整数しか有り得ないため１０個の液滴塗布によって、１０個×０．００９６ラジアン／個＝０．０９６ラジアンの位相相殺を目論んだ。
【００６６】
実際には液滴直径と位置の誤差によって、付与された位相は０．０９３ラジアンであり、残り０．０２２ラジアンの位相が残った。ここで述べている位相値は１０個の液滴を一括して紫外線照射によって硬化させた後の測定値である。
【００６７】
次に、第二段階として、０．０２２ラジアンの位相は液滴２．３個に相当するため、液滴２個は中心間隔１５０マイクロメーターとして塗布し、最後３滴目は２滴目との間隔４５マイクロメーターとして塗布し続いて樹脂を硬化させた。その結果、最終的に位相シフトは０．００１ラジアンになった。尚、図２はこの実験から得られた液滴の塗布長さと位相シフトとの関係を示グラフ図である。
【００６８】
導波路上に着弾した後に円形ないしドーム型をなす樹脂液滴は、一個ずつ互いに間隔を保つように位置しても、あるいは、導波路方向に沿って互いに接触ないし重なりを持つように位置してもよい。上記の例のように、一個の液滴によって付与される位相（上の例では０．００９６ラジアン）より微細な位相の制御を必要とする場合には、複数個の液滴が大きな重なりを持つように塗布することが必要となる。一方、これより粗い位相調整においては液滴同士に間隔を持たせる塗布方法でも重なりを持たせる塗布方法でもよい。
【００６９】
ここで、Ｘ−方位結晶上でＺ−方位伝播の構成の強度変調器を例に挙げて本発明を具体的に説明したが、本発明はこの方位および強度変調器に限定されるものではない。
【００７０】
また、図１のマッハツェンダ−干渉計における入力側と出力側の両方ないし片方のＹ−分岐を方向性結合器型３ｄＢカプラーで置き換えた干渉型素子（バランストブリッジ型変調器とも呼ばれる）においても本発明は有効であることは明らかである。
【００７１】
また、本発明は、特定の基板材料およびその上に装荷ないし塗布する材料に限定されたものでないことも以上の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る光導波路素子の位相差調整方法を説明するための説明図。
【図２】本発明に係る光導波路素子の位相差調整方法において液滴の塗布長さと位相シフトとの関係を示グラフ図。
【図３】吐出ヘッドの高さと液滴直径および液滴中心のズレとの関係を示グラフ図。
【図４】金属ストライプ（金属膜）の作用を示す説明図。
【図５】制御用コンピュータを用いた位相差調整方法の制御系を示す説明図。
【図６】マッハツェンダー型干渉計を構成する光導波路を備える光導波路素子の説明図。
【図７】マッハツェンダー型干渉計を構成する光導波路を備える光導波路素子（光導波路型マッハツェンダー干渉計）における印加電圧と光出力との関係を示すグラフ図。
【図８】アーム間に作り込まれた位相差が存在する場合の光導波路型マッハツェンダー干渉計における印加電圧と光出力との関係を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００７３】
１１  ニオブ酸リチウム基板（結晶質基板）
１２  入力ポート
１３  下部アーム
１４  上部アーム
１５  正電極
１６  負電極
１７  出力ポート
１８  上部アームの出力側テーパー部分
１９  下部アームの出力側テーパー部分
２０  液滴
２１  金属ストライプ（金属膜）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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