(57)【要約】【課題】  支持基板の面積を大きくすることなく従来よりも大きな偏向角の偏向素子を製造することができる光導波路型の電気光学素子を提供する。【解決手段】  本発明の光導波路型の電気光学素子１は、支持基板２と、接着層４を介して支持基板２上に形成された光導波路３を有する。光導波路３は強誘電体からなるコア層５を備えている。コア層５の下面側には下部電極層が形成され、コア層５の上面側には上部電極層９が形成されている。光導波路３は光が入射する入射面３ａと光が出射する出射面３ｂとを有する。コア層５は分極反転領域５ｂと分極未反転領域５ａとを有する。上部電極層９はコア層５の分極反転領域５ｂを被覆するようにして入射面側から出射面側に向かって面積が拡大する幾何学的面を有し、下部電極層は入射面側で外部電極部１０に電気的に接続されている。【選択図】  図１（ａ）
2011081362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、接着層を介して前記支持基板上に形成された光導波路とを有し、該光導波路は強誘電体からなるコア層を備え、前記コア層の下面側には下部電極層が形成され、前記コア層の上面側には上部電極層が形成されている光導波路型の電気光学素子において、
前記光導波路は光が入射する入射面と該光が出射する出射面とを有し、前記コア層は分極反転領域と分極未反転領域とを有し、前記上部電極層は前記コア層の分極反転領域を被覆するようにして入射面側から出射面側に向かって面積が拡大する幾何学的面を有し、前記下部電極層は入射面側で外部電極部に電気的に接続されていることを特徴とする光導波路型の電気光学素子。
【請求項２】
前記コア層の下面に下部クラッド層が形成され、前記コア層の上面に上部クラッド層が形成され、前記下部電極層が前記下部クラッド層の表面に形成され、前記上部電極層が前記上部クラッド層の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路型の電気光学素子。
【請求項３】
前記外部電極部は、前記入射面側の分極未反転領域に形成されかつ上部電極側の面から前記コア層を貫通して前記下部電極層の側に向かって延びる貫通電極部からなり、前記幾何学的面は、台形形状又はホーン形状から形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光導波路型の電気光学素子。
【請求項４】
前記外部電極部は、前記入射面側の分極未反転領域に形成されかつ前記支持基板と前記接着層とを貫通して前記下部電極層の側に向かって延びる貫通電極部からなり、前記幾何学的面は、台形形状又はホーン形状から形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光導波路型の電気光学素子。
【請求項５】
前記外部電極部は、前記入射面又は前記出射面に対して直交する側面に形成されて前記下部電極層に接触された導電膜からなり、前記幾何学的面は、台形形状又はホーン形状から形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光導波路型の電気光学素子。
【請求項６】
前記導電膜は前記側面の全面又は前記側面のうち入射面側の前記分極未反転領域部分で前記下部電極層に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の光導波路型の電気光学素子。
【請求項７】
前記外部電極部と前記上部電極部の距離は前記コア層の厚さ以上離れていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項に記載の光導波路型の電気光学素子。
【請求項８】
前記分極反転領域は、前記入射面に入射した光を偏向して前記出射面から出射させるプリズム領域からなり、該プリズム領域は前記入射面から前記出射面に向かってその底辺から頂点までの高さが漸次増大する複数個のプリズム領域部からなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光導波路型の電気光学素子。
【請求項９】
前記接着層にはブロック層が形成され、前記貫通電極部は、前記ブロック層を貫通して前記下部電極層に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の光導波路型の電気光学素子。
【請求項１０】
支持基板と、接着層を介して前記支持基板上に形成された光導波路とを有し、該光導波路が強誘電体からなるコア層と該コア層の下面に存在する下部クラッド層と前記コア層の上面に存在する上部クラッド層とから構成され、前記下部クラッド層の表面には下部電極層が形成され、前記上部クラッド層の表面には上部電極層が形成されている光導波路型の光学素子の製造方法において、
前記分極反転領域をコア層を形成する電気光学材料の抗電界値以上の電界を前記コア層に印加して形成した後、前記コア層の表面に下部電極層を形成し、前記接着層を介して前記支持基板に前記コア層を接着し、ついで、前記コア層の下部電極層が形成されている面とは反対側の表面に前記コア層の分極反転領域を被覆するようにして入射面側から出射面側に向かって面積が拡大する幾何学的面を呈する上部電極層を形成した後、前記下部電極層を入射面側で外部電極部に電気的に接続したことを特徴とする光導波路型の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記外部電極部は、前記入射面側の分極未反転領域に形成されかつ前記上部電極層の側の面から前記コア層を貫通して前記下部電極層の側に向かって延びる貫通電極部からなり、
該貫通電極部はエキシマレーザーを用いたアブレーション又はドライエッチングによって前記コア層に貫通穴を形成した後、該貫通穴に導電材料を充填することにより形成され、前記幾何学的面は、台形形状又はホーン形状から形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の光導波路型の電気光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記外部電極部は、前記入射面側の分極未反転領域に形成されかつ前記支持基板と前記接着層とを貫通して前記下部電極層の側に向かって延びる貫通電極部からなり、該貫通電極部はエキシマレーザーを用いたアブレーション又はドライエッチングによって前記支持基板に貫通穴を形成した後、該貫通穴に導電材料を充填することにより形成され、前記幾何学的面は、台形形状又はホーン形状から形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の光導波路型の電気光学素子の製造方法。
【請求項１３】
前記外部電極部は導電膜からなり、該導電膜は前記入射面又は前記出射面に対して直交する側面に前記下部電極層に接触するようにして形成され、前記幾何学的面は、台形形状又はホーン形状から形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の光導波路型の電気光学素子の製造方法。
【請求項１４】
前記分極反転領域は、前記入射面に入射した光を偏向して前記出射面から出射させるプリズム領域からなり、該プリズム領域は前記入射面から前記出射面に向かってその底辺から頂点までの高さが漸次増大する複数個のプリズム領域部からなることを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項に記載の光導波路型の電気光学素子の製造方法。
【請求項１５】
前記支持基板にブロック層が形成された後、前記支持基板に前記貫通穴が形成され、前記コア層は前記接着層を介して前記下部電極層に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の光導波路型の電気光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で低消費電力での動作を特徴とする、光偏向機能を有する電気光学素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この電気光学効果を用いた電気光学素子として、導波路型の電気光学素子及びその製造方法が知られている。その導波路型の電気光学素子は、光通信で用いられる強度変調器や、レーザー発振のパルス動作を得るためのQスイッチ素子、光の進行方向を制御する光偏向器等に用いられている。
【０００３】
電気光学効果とは、物質に電界を印加することによってその屈折率が変化する物理現象をいい、電気光学効果による屈折率変化Δnは、一次のポッケルス効果の場合、次式で与えられる。
Δn ∝rij×V/d  ・・・（１）
ここで、rijは電気光学定数(ポッケルス定数)、Vは印加電圧、dは電圧を印加する電極の間隔である。
【０００４】
このような電気光学素子は、実用的には、低電圧でかつ幅広い周波数帯域で応答することが求められる。低電圧でかつ幅広い周波数帯域での応答特性を得るためには、低電圧で屈折率を大きく変化させる必要がある。
これには、式（１）から明らかなように電極間隔ｄを小さくして、電界強度を高めればよい。電極間隔を小さくすることに伴って電気光学素子は光導波路構造を取ることが多い。
【０００５】
従来の代表的な導波路型の電気光学素子には、例えば、ニオブ酸リチウムの光学結晶にチタンを局所的に拡散して、その拡散領域のみの屈折率を上昇させて光導波路構造を形成するという不純物拡散による光導波路形成技術が知られている。この光導波路構造では、電極は電気光学結晶の表面の不純物拡散により形成された光導波路領域の近傍に形成される。
【０００６】
これに対して、一般的な光導波路型の電気光学素子には、支持基板に接着層、下部電極層、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層、上部電極層を順に積層する構造のものも知られている。
【０００７】
この種の光導波路型の電気光学素子では、電気光学材料や非線形材料をこれらの材料とは異なる材料からなる支持基板に直接接合又は接着剤を介して接着し、研磨によって電気光学材料や非線形材料を薄膜化し、上部電極層と下部電極層とをスパッタリング手段や真空蒸着手段等の製膜手段により製膜して光導波路構造が製作される。
【０００８】
この種の光導波路型の電気光学素子では、光導波路構造の形態からして支持基板が必要であるため、コア層と支持基板の間に存在する下部電極層を外部に引き出す手段が必要となる。
【０００９】
従来、光導波路型の電気光学素子では、コア層と支持基板の間に存在する下部電極層を外部に引き出す手段として、例えば、支持基板の積層面の面積をコア層のそれよりも大きくし、支持基板上に下部電極層を引き出す引き出し電極を設ける構造が提案されている（特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
その特許文献１には、導波路型の電気光学素子において、従来よりも大きな偏向角を得ることができる光偏向素子及びその製造方法が記載されている。しかしながら、この特許文献１に記載の光導波路型の電気光学素子では、従来よりも大きな偏向角の光偏向素子を製作しようとすると、コア層よりも支持基板の面積が大きくなるため、電気光学素子が大型化する。
また、交流電圧印加時の消費電力は、電気光学素子のキャパシタンスに比例するため、電極面積を大きくすると消費電力が大きくなる。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、支持基板の面積を大きくすることなく、光偏向機能を有する光導波路型の電気光学素子及びその光導波路型の電気光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係わる光導波路型の電気光学素子は、支持基板と、接着層を介して前記支持基板上に形成された光導波路とを有し、該光導波路は強誘電体からなるコア層を備え、前記コア層の下面側には下部電極層が形成され、前記コア層の上面側には上部電極層が形成され、  前記光導波路は光が入射する入射面と該光が出射する出射面とを有し、前記コア層は分極反転領域と分極未反転領域とを有し、前記上部電極層は前記コア層の分極反転領域を被覆するようにして入射面側から出射面側に向かって面積が拡大する幾何学的面を有し、前記下部電極層は入射面側で外部電極部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、支持基板の面積を大きくすることなく、小型で低消費電力動作が可能な光偏向機能を有する導波路型電気光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１（ａ）】図１（ａ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例１の上面図である。
【図１（ｂ）】図１（ｂ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例１の説明図であって、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１（ｃ）】図１（ｃ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例１の説明図であって、図１（ｂ）に示すコア層に形成された分極反転領域を示す平面図である。
【図２】図２は入射面側が短辺となりかつ出射面側が長辺となるホーン形状の上部電極層を示す上面図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例２の上面図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例２の説明図であって、図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図４は図３（ａ）に示す外部電極部としての導電膜を入射面側の側面のみに形成した状態を示す上面図である。
【図５】図５は外部電極部としての導電膜を入射面に形成した状態を示す上面図である。
【図６（ａ）】図６（ａ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例３の上面図である。
【図６（ｂ）】図６（ｂ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例３の説明図であって、図６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１５】
（実施例１）
図１（ａ）ないし図１（ｃ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例１の説明図であって、図１（ａ）ないし図１（ｃ）において、１は光導波路型の光学電気素子である。
【００１６】
この光導波路型の電気光学素子１は、支持基板２と、光導波路３とを有する。光導波路３は接着層４を介して支持基板２上に形成されている。
【００１７】
光導波路３は強誘電体からなるコア層５とこのコア層５の下面に存在する下部クラッド層６とこのコア層５の上面に存在する上部クラッド層７とから構成されている。下部クラッド層６の表面には下部電極層８が形成され、上部クラッド層７の表面には上部電極層９が形成されている。
【００１８】
この電気光学素子１は、図１（ａ）、図１（ｃ）に示すように、全体として直方体形状を呈し、光導波路３は上面から見た場合に、長方形状を呈している。その光導波路３は、光Ｐが入射する入射面３ａとこの光Ｐが出射する出射面３ｂとを有する。
【００１９】
コア層５は電圧を印加することによって屈折率が変化する電気光学材料からなる。このコア層５は下部電極層８と上部電極層９との間に電圧を印加することにより屈折率が変化する。このコア層５には、ニオブ酸リチウム(LiNbO3),タンタル酸リチウム(LiTaO3),KTP(KTiOPO4),SBN,KTNなどの電気光学材料が用いられる。
【００２０】
そのコア層５は、図１（ｃ）に示すように、分極未反転領域５ａと分極反転領域５ｂとを有する。上部電極層９はコア層５の分極反転領域５ｂを被覆するようにして入射面側から出射面側に向かって面積が拡大する幾何学的面を有する。
【００２１】
その分極反転領域５ｂは、入射面３ａに入射した光を偏向して出射面３ｂから出射させるプリズム領域からなる。このプリズム領域は入射面３ａから出射面３ｂに向かってその底辺３ｃから頂点３ｄまでの高さが漸次増大する複数個のプリズム領域部からなっている。
【００２２】
その分極反転領域５ｂは、例えば、直接電界印加法により形成される。ここで、直接電界印加法とは、電気光学材料が有する分極軸に対して逆方向の電界を印加する方法をいう。印加電界の値はコア層５を構成する電気光学材料固有の抗電界値以上の値である。
【００２３】
コア層５を構成する電気光学材料固有の抗電界値以上の電界を印加すると、分極の向きが反転する。そこで、分極の向きを反転させない分極未反転領域（エリア）５ａを絶縁体で覆った後、コア層５に抗電界値以上の電界を印加する。これにより、コア層５に分極未反転領域５ａと分極反転領域５ｂとが形成される。
【００２４】
この実施例では、コア層５を構成する電気光学材料としてニオブ酸リチウムを用い、コア層５の表面にスピンコーティング法により絶縁膜としてのフォトレジスト膜を形成した後、フォトリソグラフィー法により分極未反転領域（エリア）５ａに対応する分極未反転パターンを形成した。
【００２５】
ついで、コア層５を構成する電気光学材料固有の抗電界値以上の電界を印加して、分極反転領域５ｂに対応する領域を分極反転させ、コア層５に分極未反転領域５ａと分極反転領域５ｂとを形成した。
【００２６】
なお、ここでは、ニオブ酸リチウムの結晶の厚さは約300umであり、抗電界値は20.5kV/mmであるので、印加電圧値は6.15kVに設定した。
【００２７】
コア層５に電圧Ｖを印加すると、分極未反転領域５ａと分極反転領域５ｂとで屈折率の変化量が逆転するので、コア層５の内部にプリズム構造を作り出すことができる。
【００２８】
その結果、コア層５の内部を伝播する光Ｐはプリズム領域部の境界で屈折し、出射面３ｂから出射される光Ｐは、光学素子１の入射面３ａに入射した光Ｐに対して、図１（ｃ）に示すように、入射時の光Ｐの進行方向とは異なる進行方向にプリズム領域部において偏向される。また、（１）式から明らかなように、印加電圧Ｖに応じて屈折率が変化するので、印加電圧Ｖの値に応じて所望の偏向角を得ることができ、光偏向器として利用できる。
【００２９】
ここで、プリズム領域部を複数個設けることにしたのは、入射面３ａに入射した光Ｐが個々のプリズム領域部で偏向される偏向角が小さくとも、出射面３ｂから出射される光Ｐの偏向角を大きくすることができるからである。
なお、プリズム領域部の並列個数は20個、入射面側の第１プリズムの幅は0．5mm、出射面側の第20プリズムの幅は1.6mmの分極反転領域５ｂとした。このプリズム領域部の対象領域が光透過領域となる。
【００３０】
また、分極反転領域５ｂを入射面３ａの側から出射面３ｂの側に向かってプリズム領域部の底辺３ｃから頂点３ｄまでの高さが段階的に大きくなるプリズム構造としたのは、高さが一定のプリズム領域部を並べたプリズム構造よりも、入射面３ａ側から出射面３ｂ側にかけてプリズム領域部の高さが段階的に大きくなるプリズム構造の方が偏向角を大きくすることができるからである。これは、幾何光学のスネルの法則を考慮すれば容易に理解できることである。
言い換えれば、入射面３ａに入射した光Ｐがあるプリズム領域部により屈折されて次のプリズム領域部に進行する際に、その光Ｐの屈折進行方向に次のプリズム領域部が存在する構造とすると、光Ｐの電気光学素子１の偏向角を大きく形成できるからである。
【００３１】
このように、分極未反転領域５ａと分極反転領域５ｂとが形成されたコア層５としての電気光学材料結晶にスパッタリング法や真空蒸着法等の公知の手段により、下部クラッド層６、下部電極層８を作製する。
【００３２】
その下部クラッド層６を構成するクラッド材料には、SiO2、Ta2O5、TIO2、Si３N4、Ａl２O3、HfO2等の誘電体を用いる。
また、下部電極層８を構成する電極材料には、Au、Pt、Ti、Al、Ni、Cr等の金属材料を用いる他、ITO等の透明電極を用いることができる。
なお、下部電極層８は下部クラッド層６の全面に形成する。
【００３３】
ここでは、クラッド材料にＴａ2O５を用い、スパッタリング法によって１ｍｍの厚さに成膜した。その後、電極材料にＴｉを用い、続けて、厚さ200nmの下部電極層８を下部クラッド層６の表面に形成した。
【００３４】
この下部電極層８の作製後、接着剤を用いて接着層４を下部電極層８の表面に作製し、コア層５を下部電極層８、下部クラッド層６を介して支持基板２に接着した。
その後、コア層５を研磨により薄膜化した。
【００３５】
支持基板２にはコア層５に用いる材料と熱膨張係数が等しい材料が好ましい。というのは、支持基板２に用いる材料とコア層５に用いる材料との熱膨張係数が異なると、接着後の温度変化による熱膨張の際、コア層５に内部応力による歪みが生じて、コア層５にクラックが発生する原因になるからである。
【００３６】
ここでは、接着剤にはUV硬化性の樹脂接着剤を、支持基板２にはニオブ酸リチウム基板を用いた。その後、研磨によって、コア層５を厚さ300umから20umに薄膜化した。
【００３７】
もしくは、ニオブ酸リチウムのX軸方向の熱膨張率は1.54×10-5/Kであり、SUS303の熱膨張率は1.46×10-5/Kであり、熱膨張率がほぼ等しいので、ここでは、支持基板２にSUS303を使用することも可能である。
なお、接着剤による支持基板２への貼り付け以外に、支持基板２に金属材料を用いれば、下部電極層８と支持基板２とを直接接合することも可能である。
【００３８】
コア層５の研磨後、コア層５の上面に上部クラッド層７を形成した後、上部クラッド層７の表面に上部電極層９を作製する。その上部クラッド層７、上部電極層９の作成方法は、下部クラッド層６、下部電極層８の製作方法と同じ製作方法を用いる。
【００３９】
その上部電極層９の幾何学的面形状は、この図１（ａ）では、入射面側が短辺９ａで出射面側が長辺９ｂとなりしかも側辺９ｃがプリズム領域部の頂点３ｄを結ぶ包絡線３ｅに概略対応すると共に側辺９ｄがその底辺３ｃを結んでできる線に概略対応する台形形状である。
しかしながら、プリズム領域部が非線形に大きくなる形状の場合、ホーン形状とした方が上部電極層９の面積をより一層小さくでき、図２は、入射面側が短辺９ａとなりかつ出射面側が長辺９ｂとなるホーン形状の上部電極層９を示している。
【００４０】
ここで、上部電極層９を下部電極層８とは異なり、コア層５の全面に形成せずに、ホーン形状としたのは、光偏向器として機能させるには、その機能範囲の面積ができる限り小さい方が望ましいからである。
すなわち、電極面積が大きくなると静電容量が増加し、電気光学素子１を光偏向器として用いる場合、静電容量と駆動動作周波数はトレードオフの関係にあるため、静電容量が小さいほど低電力での高周波動作が可能となるからである。
更に、言い換えると、上部電極層９は、屈折率を変化させるプリズム領域のみに対応させて作製するのが好適であるからである。
【００４１】
下部電極層８は入射面側で外部電極部１０に電気的に接続されるものであり、外部電極部１０は図１（ａ）、図１（ｂ）に入射面側の分極未反転領域５ａに形成されている。この外部電極部１０は、ここでは、図１（ｂ）に示すように、上部電極層９側の面から上部クラッド層７とコア層５と下部クラッド層６とを貫通して下部電極層８の側に向かって延びる貫通電極部１１からなっている。
なお、電圧印加時にコア内に不均一な電界発生を抑制するため、貫通電極部１１と上部電極部とはコア厚さ以上の距離を隔てておくのが好ましい。本実施例では、貫通電極部（外部電極部１０）１１と上部電極部（上部電極層９）とは１ｍｍ離した。
【００４２】
貫通電極部１１は以下に説明する方法によって製作される。
まず、入射面側の分極未反転領域５ａに上部クラッド層７からコア層５を経由して下部クラッド層６を貫通して下部電極層８に至る貫通穴を形成した後、この貫通穴に導電性材料を充填する。これによって、支持基板２の面積を光導波路３の面積よりも大きくすることなく、下部電極層８の外部に引き出すことが可能となり、導波路型の電気光学素子１の小型化が可能となる。
【００４３】
ここでは、クラッド材料にＴａ2O5を用い、200nmの厚さの上部クラッド層７をコア層５の表面に形成した。その後、上部電極層９の短辺９ａの近傍と側面との中間部に直径100umで深さ30umの貫通穴をエキシマアブレーション法により形成した。
【００４４】
その後、電極材料、導電性材料にTiを用い、短辺側0．5mm、長辺側1.6mm、高さ20mmの台形面を上部クラッド層７の表面に上部電極層９をスパッタリング法によって形成すると共に、貫通穴に導電材料としてのTiを充填し、貫通電極部１１を形成した。
【００４５】
なお、貫通穴の位置は上部電極層９に対する短絡を防止するため、上部電極層９と側面とからともに100um程度離して作製するのが望ましい。また、貫通穴の作製手段にはドライエッチング法でも好適である。
【００４６】
このようにして、電気光学素子１を作製した後、この電気光学素子１の動作を確認したところ、正常に電流が流れて動作し、周囲との短絡も防止できていることが確認された。
【００４７】
なお、この実施例１では、光導波層３がコア層５と下部クラッド層６と上部クラッド層７とから構成されているが、これは、導波光の光損失や伝播モードを考慮して、コア層５の下面にこのコア層５よりも屈折率の低い下部クラッド層６を設け、コア層５の上面にこのコア層５よりも屈折率の低い上部クラッド層７を設けたものであり、コア層５の両面にクラッド層を設けなくとも、本発明は成り立つものである。
【００４８】
（実施例２）
図３（ａ）、図３（ｂ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例２の説明図であって、図３（ａ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例２の上面図である。
ここでは、外部電極部１０は、入射面３ａ又は出射面３ｂに対して直交する側面１２に形成されて下部電極層８に接触された導電膜１３からなっている。この図３（ａ）では、導電膜１３は側面１２の全面に形成され、下部電極層８に接触により電気的に接続されている。
【００４９】
ここで、外部電極部１０を貫通電極部１１ではなく導電膜１３により形成することにしたのは、上部電極層９の短辺９ａと長辺９ｂとの差が１00um以下となるような、貫通穴を作製するのが困難な場合である。
このような構成とすると、下部電極層８を導電膜１３を介して上部から引き出すことができる。
【００５０】
ところで、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、導電膜１３を側面１２の全面に形成すると、図３（ａ）の矢印Ｆで示すように出射面３ｂ側の上部電極層９の角部と導電膜１３の出射面３ｂ側の部分とが接触して、下部電極層８と上部電極層９とが短絡するおそれがある。
【００５１】
そこで、入射面３ａ側の分極未反転領域５ａで下部電極層８と導電膜１３とが接触するようにするのが望ましく、図４に示すように、入射面３ａ側又は短辺９ａ側の側面１２にのみ導電膜１３を形成するか、図５に示すように、入射面３ａの全面に導電膜１３を形成する。
【００５２】
特に、図５に示すように、入射面３ａに導電膜１３を形成する場合、電気光学素子１を可視光域の波長の光Ｐを伝搬させるのに用いるには、導電膜１３の電極材料として透明電極材料ＩＴＯを用いるのが望ましい。
また、このように、導電膜１３を入射面３ａに形成する構造の場合、導波路型の電気光学素子１のモジュール化やパッケージング化に伴って、側面１２に導電膜１３を作製するのが困難な場合でも、外部電極部１０を容易に形成することができる。
【００５３】
（実施例３）
図６（ａ）、図６（ｂ）は、本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例３の説明図であって、図６（ａ）は本発明に係わる光導波路型の光学電気素子の実施例３の上面図である。
【００５４】
ここでは、外部電極部１０は、入射面３ａ側の分極未反転領域５ａに形成され、支持基板２と接着層４とを貫通して下部電極層８に向かって延びる貫通電極部１４からなっている。
【００５５】
接着層４にはブロック層１５が形成され、貫通電極部１４はブロック層１５を貫通して下部電極層８に接触され、これにより、下部電極層８は支持基板の下側から引き出されて外部電極部１０に電気的に接続される。ここで、ブロック層１５は接着剤が貫通電極部１４に侵入するのを阻止する役割を果たす。
【００５６】
この実施例３によれば、導波路型の電気光学素子１のモジュール化やパッケージング化に伴って、上部クラッド層７から下部電極層８を引き出すことができず、支持基板２の下部から下部電極層８を引き出さざるを得ない場合、支持基板２に貫通電極部１４を作製せざるを得ない場合に、有用である。
【００５７】
ここでは、支持基板２にニオブ酸リチウムを用い、エキシマアブレーション法によって径300umで深さ300umの貫通穴を作製した。ついで、支持基板２の貫通穴の周囲に矩形構造のブロック層１５を形成した。
なお、ブロック層１５は矩形構造の他、円柱構造や三角構造でも良い。
【００５８】
そのブロック層１５は、支持基板２の接着層４を形成すべき面の貫通穴の周囲にフォトリソグラフィー法によって作製される。
ついで、分極反転領域５ｂと分極未反転領域５ａとを有するコア層５を支持基板２に接着剤を用いて接着する。これにより、支持基板２と下部電極層８との間に接着層４が形成される。
【００５９】
その後、スパッタリング法によって貫通電極部１４を貫通穴に形成すると同時に、外部電極部１０を支持基板２の下面の全面に形成した。
【００６０】
以上説明した電気光学素子の実施例を整理して説明すると、光導波路型の電気光学素子１は、支持基板２と、接着層４を介して支持基板２上に形成された光導波路３とを有する。光導波路３は強誘電体からなるコア層５を備えている。コア層５の下面側には下部電極層８が形成され、コア層５の上面側には上部電極層９が形成されている。光導波路３は光Ｐが入射する入射面３ａと光Ｐが出射する出射面３ｂとを有する。コア層５は分極反転領域５ｂと分極未反転領域５ａとを有する。上部電極層９はコア層５の分極反転領域５ｂを被覆するようにして入射面３ａ側から出射面３ｂ側に向かって面積が拡大する幾何学的面を有する。下部電極層８は入射面３ａ側で外部電極部１０に電気的に接続されている。
【００６１】
コア層５の下面には下部クラッド層６が形成され、コア層５の上面には上部クラッド層７が形成されている。
下部電極層８は下部クラッド層６の表面に形成され、上部電極層９は上部クラッド層７の表面に形成されている。
【００６２】
外部電極部１０は、図１（ａ）ないし図１（ｃ）、図２に示すように、入射面３ａ側の分極未反転領域５ａに形成されかつ上部電極層９側の面からコア層５を貫通して下部電極層８の側に向かって延びる貫通電極部１１からなる。幾何学的面は、台形形状又はホーン形状から形成されている。
【００６３】
外部電極部１０は、図６（ｂ）に示すように、入射面３ａ側の分極未反転領域５ａに形成されかつ支持基板２と接着層４とを貫通して下部電極層８の側に向かって延びる貫通電極部１４からなっていても良い。
【００６４】
外部電極部１０は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、入射面３ａ又は出射面３ｂに対して直交する側面１２の全面に形成されて下部電極層８に接触された導電膜１３からなっていても良い。
【００６５】
導電膜１３は、図４に示すように、側面１２のうち入射面３ａ側の分極未反転領域５ａの部分で下部電極層８に接続されていても良い。
【００６６】
分極反転領域５ｂは、図１（ａ）、図１（ｃ）、図２、図３（ａ）、図４、図５、図６（ａ）に示すように、入射面３ａに入射した光を偏向して出射面３ｂから出射させるプリズム領域からなり、プリズム領域は入射面３ａから出射面３ｂに向かってその底辺３ｃから頂点３ｄまでの高さが漸次増大する複数個のプリズム領域部からなっている。
【００６７】
接着層４にはブロック層１５が形成され、貫通電極部１４は、ブロック層１５を貫通して下部電極層８に電気的に接続されていても良い。
【００６８】
以上説明した電気光学素子の製造方法の実施例を整理して説明すると、例えば、分極反転領域５ｂをコア層５を形成する電気光学材料の抗電界値以上の電界をコア層５に印加して形成した後、コア層５の表面に下部電極層８を形成し、接着層４を介して支持基板２にコア層５を接着し、ついで、コア層５の下部電極層８が形成されている面とは反対側の表面にコア層５の分極反転領域５ｂを被覆するようにして入射面３ａ側から出射面３ｂ側に向かって面積が拡大する幾何学的面を呈する上部電極層９を形成した後、下部電極層８を入射面３ａ側で外部電極部１０に電気的に接続することにより製造される。
【００６９】
入射面３ａ側の分極未反転領域５ａに形成されかつ上部電極層９側の面からコア層５を貫通して下部電極層８の側に向かって延びる貫通電極部１１からなる外部電極部１０を形成する場合、貫通電極部１１はエキシマレーザーを用いたアブレーション又はドライエッチングによってコア層５に貫通穴を形成した後、貫通穴に導電材料を充填することにより形成される。
【００７０】
入射面３ａ側の分極未反転領域５ａに形成されかつ支持基板２と接着層４とを貫通して下部電極層８の側に向かって延びる貫通電極部１４からなる外部電極部１０を形成する場合、貫通電極部１４はエキシマレーザーを用いたアブレーション又はドライエッチングによって支持基板２に貫通穴を形成した後、貫通穴に導電材料を充填することにより形成される。
【００７１】
導電膜１３から外部電極部１０を形成する場合、導電膜１３は入射面３ａ又は出射面３ｂに対して直交する側面１２に下部電極層８に接触するようにして形成される。
導電膜１３は、側面１２のうち入射面３ａ側の分極未反転領域部分で下部電極層８に接続されるようにして形成される。
【００７２】
支持基板２にブロック層１５を形成した後、支持基板２に貫通穴を形成し、コア層５は接着層４を介して下部電極層８に接続される。
【００７３】
なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換、応用が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１…電気光学素子
２…支持基板
３…光導波路
４…接着層
５…コア層
８…下部電極層
９…上部電極層
１０…外部電極部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００４−２２６９２７号公報
【図１（ａ）】
2011081362.tif 000003
【図１（ｂ）】
2011081362.tif 000004
【図１（ｃ）】
2011081362.tif 000005
【図２】
2011081362.tif 000006
【図３（ａ）】
2011081362.tif 000007
【図３（ｂ）】
2011081362.tif 000008
【図４】
2011081362.tif 000009
【図５】
2011081362.tif 000010
【図６（ａ）】
2011081362.tif 000011
【図６（ｂ）】
2011081362.tif 000012