(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の電気光学結晶基板を含む処理基板の一方主面に設けられた反転用電極と、他方主面に設けられた共通電極と、を用いて、電圧印加法により前記電気光学結晶基板に周期分極反転構造を製造する方法であって、
前記一方主面に、複数の隙間を有する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層、および前記複数の隙間にて露出した前記一方主面である電極形成領域に、前記反転用電極を形成する反転用電極形成工程と、
前記他方主面に、前記共通電極を形成する共通電極形成工程と、
前記電気光学結晶基板の前記一方主面における前記電極形成領域に設けられた前記反転用電極と、前記他方主面に設けられた前記共通電極から、前記電気光学結晶基板に電圧を印加して周期分極反転構造を形成する分極反転工程と、
を備え、
前記電極形成領域に形成される前記反転用電極は、所定の配列方向に沿って第１電極幅の複数の前記反転用電極が第１間隔で離間して周期的に配列する第１電極領域と、前記配列方向に沿って第２電極幅の複数の前記反転用電極が第２間隔で離間して周期的に配列する第２電極領域と、を有し、
前記第１電極幅と前記第１間隔の長さは等しく、
前記第２電極幅と前記第２間隔の長さは等しく、
前記第２電極幅は、前記第１電極幅の整数倍（ただし、２倍以上）の長さであり、
前記第１電極領域は、前記第２電極領域に対し、前記配列方向に対して垂直な方向である縦方向に、前記第２電極領域における前記反転用電極の前記配列方向における中心線と、前記第１電極領域における前記反転用電極の前記配列方向における一部の中心線または前記第１間隔で前記配列方向に隣接する複数の前記反転用電極間の前記絶縁層の前記配列方向における一部の中心線と、が重なるように配列する、
ことを特徴とする、周期分極反転構造の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の周期分極反転構造の製造方法であって、
前記第２電極幅は、前記第１電極幅の２倍の長さである、
ことを特徴とする、周期分極反転構造の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の周期分極反転構造の製造方法であって、
前記第１電極領域は、前記第２電極領域に対し、前記縦方向に、前記第１電極領域および前記第２電極領域における複数の前記反転用電極が互いに離間した状態で配列する、
ことを特徴とする、周期分極反転構造の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の周期分極反転構造の製造方法であって、
前記第１電極領域および前記第２電極領域における複数の前記反転用電極が互いに離間する前記縦方向の離間幅と、前記第１間隔の長さは等しい、
ことを特徴とする、周期分極反転構造の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかの周期分極反転構造の製造方法により、前記周期分極反転構造が形成された前記処理基板を用いて、光学デバイスを製造する方法であって、
前記一方主面に形成された前記反転用電極を除去する除去工程と、
前記一方主面に駆動電極を形成する駆動電極形成工程と、
を備え、
前記駆動電極は、前記第１電極領域と前記共通電極から電圧が印加されて分極反転した第１周期分極反転領域を含む前記一方主面上および、前記第２電極領域と前記共通電極から電圧が印加されて分極反転した第２周期分極反転領域を含む一方主面上に、前記縦方向に亘って延設される、
ことを特徴とする、光学デバイスの製造方法。
【請求項６】
電圧印加法により電気光学結晶基板に周期分極反転構造を製造するために、平板状の前記電気光学結晶基板を含む処理基板の一方主面に設けられる反転用電極であって、
前記反転用電極は、前記一方主面に形成された複数の隙間を有する絶縁層、および前記複数の隙間にて露出した前記一方主面である電極形成領域に、形成され、
前記電極形成領域に形成される前記反転用電極は、所定の配列方向に沿って第１電極幅の複数の前記反転用電極が第１間隔で離間して周期的に配列する第１電極領域と、前記配列方向に沿って第２電極幅の複数の前記反転用電極が第２間隔で離間して周期的に配列する第２電極領域と、を有し、
前記第１電極幅と前記第１間隔の長さは等しく、
前記第２電極幅と前記第２間隔の長さは等しく、
前記第２電極幅は、前記第１電極幅の整数倍（ただし、２倍以上）の長さであり、
前記第１電極領域は、前記第２電極領域に対し、前記配列方向に対して垂直な方向である縦方向に、前記第２電極領域における前記反転用電極の前記配列方向における中心線と、前記第１電極領域における前記反転用電極の前記配列方向における一部の中心線または前記第１間隔で前記配列方向に隣接する複数の前記反転用電極間の前記絶縁層の前記配列方向における一部の中心線と、が重なるように配列する、
ことを特徴とする、反転用電極。
【請求項７】
電圧印加法により形成される周期分極反転構造を有する電気光学結晶基板であって、
前記電気光学結晶基板は、互いに分極方位が異なる分極反転部と非分極反転部とが配列方向に周期的に配列する前記周期分極反転構造を、前記配列方向に対して垂直な方向に少なくとも２個有し、
２個の前記周期分極反転構造のうち一方である第１周期分極反転領域は、前記配列方向に沿って第１幅の複数の前記分極反転部と前記第１幅の複数の前記非分極反転部とが周期的に配列し、
２個の前記周期分極反転構造のうち他方である第２周期分極反転領域は、前記配列方向に沿って第２幅の複数の前記分極反転部と前記第２幅の複数の前記非分極反転部とが周期的に配列し、
前記第２幅は、前記第１幅の整数倍（ただし、２倍以上）の長さであり、
前記第１周期分極反転領域は、前記第２周期分極反転領域に対し、前記配列方向に対して垂直な方向である縦方向に、前記第２周期分極反転領域における前記分極反転部の前記配列方向における中心線と、前記第１周期分極反転領域における前記分極反転部または前記非分極反転部の前記配列方向における一部の中心線と、が重なるように配列する、
ことを特徴とする、電気光学結晶基板。
【請求項８】
請求項７に記載の電気光学結晶基板であって、
前記第２幅は、前記第１幅の２倍の長さである、
ことを特徴とする、電気光学結晶基板。
【請求項９】
請求項８に記載の電気光学結晶基板であって、
前記第１周期分極反転領域における前記分極反転部の前記縦方向の長さは、前記第２周期分極反転領域における前記分極反転部の前記縦方向の長さよりも短い、
ことを特徴とする、電気光学結晶基板。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気光学結晶基板であって、
前記電気光学結晶基板の厚みが３５μｍであり、
前記第１幅が１０μｍであり、
前記第２幅が２０μｍであり、
前記第１周期分極反転領域における前記分極反転部の前記縦方向の長さが、２００μｍ以上２５０μｍ以下の範囲内であり、
前記第２周期分極反転領域における前記分極反転部の前記縦方向の長さが、３００μｍ以上４２５μｍ以下の範囲内である、
ことを特徴とする、電気光学結晶基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、分極反転構造の製造方法、分極反転構造を有する光学デバイス（以下においては、単に「光学デバイス」という）の製造方法、およびこれら製造方法に用いられる反転用電極、これら製造方法により製造された分極反転構造を有する電気光学結晶基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）やリチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）などの電気光学結晶は、光変調や波長変換などの制御を行うことを目的とした光学デバイスへの応用が進められている。
【０００３】
リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）やリチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等を材料とする強誘電体系の電気光学結晶の屈折率は、外部から与えられた電圧に応じて変化する。かかる電気光学結晶を光変調器として応用する場合、印加電圧に応じて電気光学結晶に屈折率分布が生じるように光デバイスを構成し、屈折率分布を回折格子として機能させることで、電気光学結晶を通過する光を回折させて、回折光と非回折光をアパーチャ等で分離し、変調する。特許文献１には、かかる光変調器に関する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、光変調器の消光比を向上するための技術が開示されている。光変調器において重要な技術要素の一つとして消光比がある。この消光比とは光変調のＯＮ／ＯＦＦ時の光強度比を意味しており、消光比を高めることが従来からの課題となっている。
【０００５】
特に特許文献１には、強誘電体系の電気光学結晶内に分極反転構造を形成し、電圧印加によって、その内部に形成される周期的な屈折率分布が回折格子として機能する異なる周期を持つ第１電気光学結晶基板および第２電気光学結晶基板を設けることで、結晶へ電圧を印加した際に第１および第２電気光学結晶基板のいずれによっても回折されずに両者を通過してくる透過光の光量を低くでき、高い消光比が得られる技術が開示されている。
【０００６】
ここで、光デバイスの製造方法としては、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２には、周期分極反転構造を形成させる光学デバイスについて、強誘電体基板と支持基板との間に導電体の接合部を介在させて、強誘電体基板を支持基板で支持しながら一体化させ、強誘電体基板の強度を維持した後に、強誘電体基板を研磨して薄膜化する技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、強誘電体基板の主面にレジストを塗布してパターンを形成し、当該レジスト層上に金属膜をスパッタリング処理、あるいは蒸着処理により形成することで、金属膜の一部がレジスト層の凹部に入り込んで強誘電体基板の主面上に密着位置させる技術が開示されている。
【０００８】
特許文献２の技術では、当該レジスト層により、金属膜と強誘電体基板とが電気的に接続される領域が周期パターン化して得られ、当該電極膜を「パターン電極」として機能させることができる。そして、いわゆる電圧印加法（電界印加法、パルス電界印加法などとも言う）によって当該パターン電極および強誘電体基板の他方主面（接合部）に形成した電極（いわゆる、対向電極）との間に強誘電体結晶材料固有の特性である分極反転電圧を超える高電圧を印加することで、強誘電体基板の強誘電体結晶中の周期的な特定領域に電界を発生させて当該特定領域の分極の向きを反転させ、強誘電体結晶中に周期的な分極反転部を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１５−５２７０１号公報
【特許文献２】特開２０１２−７８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１には、多段に配列する周期分極反転構造間の周期方向や、接続方向の位置関係について明確には開示されていない。特許文献１に示す光変調器を実際に作成する場合、周期分極反転構造が設計通りの形状で形成されることが、高い消光比等の品質を実現するために重要である。
【００１１】
ここで、特許文献２の技術を用いて、多段に配列する周期分極反転構造に対応する形状の「格子電極」を形成し、いわゆる電圧印加法によって当該格子電極および強誘電体基板の他方主面に形成した対向電極との間に高電圧を印加すれば、強誘電体基板中に多段に配列する周期分極反転構造を形成することができる。
【００１２】
しかしながら、電圧印加法を用いて多段の周期分極反転構造を形成すると、その周期分極反転構造間の周期方向や、接続方向の位置関係によっては、分極反転が生じる部分が設計した形状から膨れることで、設計と異なる構造ができるおそれがある。
【００１３】
したがって、特許文献１に記載の多段に配列する周期分極反転構造について、高い消光比等の性能を実現するためには、製造プロセスの最適化、特に、多段に配列する周期分極反転構造を形成するために好適な電極パターンの形状の選択が必要となる。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、多段に配列する周期分極反転構造の製造技術および多段配列周期分極反転構造を形成するために好適な電極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】
【００１５】
上記課題を解決するために、本願の第１発明にかかる周期分極反転構造の製造方法は、平板状の電気光学結晶基板を含む処理基板の一方主面に設けられた反転用電極と、他方主面に設けられた共通電極と、を用いて、電圧印加法により前記電気光学結晶基板に周期分極反転構造を製造する方法であって、前記一方主面に、複数の隙間を有する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層、および前記複数の隙間にて露出した前記一方主面である電極形成領域に、前記反転用電極を形成する反転用電極形成工程と、前記他方主面に、前記共通電極を形成する共通電極形成工程と、前記電気光学結晶基板の前記一方主面における前記電極形成領域に設けられた前記反転用電極と、前記他方主面に設けられた前記共通電極から、前記電気光学結晶基板に電圧を印加して周期分極反転構造を形成する分極反転工程とを備え、前記電極形成領域に形成される前記反転用電極は、所定の配列方向に沿って第１電極幅の複数の前記反転用電極が第１間隔で離間して周期的に配列する第１電極領域と、前記配列方向に沿って第２電極幅の複数の前記反転用電極が第２間隔で離間して周期的に配列する第２電極領域と、を有し、前記第１電極幅と前記第１間隔の長さは等しく、前記第２電極幅と前記第２間隔の長さは等しく、前記第２電極幅は、前記第１電極幅の整数倍の長さであり、前記第１電極領域は、前記第２電極領域に対し、前記配列方向に対して垂直な方向である縦方向に、前記第２電極領域における前記反転用電極の前記配列方向における中心線と、前記第１電極領域における前記反転用電極の前記配列方向における一部の中心線または前記第１間隔で前記配列方向に隣接する複数の前記反転用電極間の前記絶縁層の前記配列方向における一部の中心線と、が重なるように配列することを特徴とする。
【００１６】
本願の第２発明は、第１発明の周期分極反転構造の製造方法であって、前記第２電極幅は、前記第１電極幅の２倍の長さであることを特徴とする。
【００１７】
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の周期分極反転構造の製造方法であって、前記第１電極領域は、前記第２電極領域に対し、前記縦方向に、前記第１電極領域および前記第２電極領域における複数の前記反転用電極が互いに離間した状態で配列することを特徴とする。
【００１８】
本願の第４発明は、第３発明の周期分極反転構造の製造方法であって、前記第１電極領域および前記第２電極領域における複数の前記反転用電極が互いに離間する前記縦方向の離間幅と、前記第１間隔の長さは等しいことを特徴とする。
【００１９】
本願の第５発明は、第１発明から第４発明のいずれかの周期分極反転構造の製造方法により、前記周期分極反転構造が形成された前記処理基板を用いて、光学デバイスを製造する方法であって、前記一方主面に形成された前記反転用電極を除去する除去工程と、前記一方主面に駆動電極を形成する駆動電極形成工程とを備え、前記駆動電極は、前記第１電極領域と前記共通電極から電圧が印加されて分極反転した第１周期分極反転領域を含む前記一方主面上および、前記第２電極領域と前記共通電極から電圧が印加されて分極反転した第２周期分極反転領域を含む一方主面上に、前記縦方向に亘って延設されることを特徴とする。
【００２０】
本願の第６発明は、電圧印加法により前記電気光学結晶基板に周期分極反転構造を製造するために、平板状の電気光学結晶基板を含む処理基板の一方主面に設けられる反転用電極であって、前記反転用電極は、前記一方主面に形成された複数の隙間を有する絶縁層、および前記複数の隙間にて露出した前記一方主面である電極形成領域に、形成され、前記電極形成領域に形成される前記反転用電極は、所定の配列方向に沿って第１電極幅の複数の前記反転用電極が第１間隔で離間して周期的に配列する第１電極領域と、前記配列方向に沿って第２電極幅の複数の前記反転用電極が第２間隔で離間して周期的に配列する第２電極領域と、を有し、前記第１電極幅と前記第１間隔の長さは等しく、前記第２電極幅と前記第２間隔の長さは等しく、前記第２電極幅は、前記第１電極幅の整数倍の長さであり、前記第１電極領域は、前記第２電極領域に対し、前記配列方向に対して垂直な方向である縦方向に、前記第２電極領域における前記反転用電極の前記配列方向における中心線と、前記第１電極領域における前記反転用電極の前記配列方向における一部の中心線または前記第１間隔で前記配列方向に隣接する複数の前記反転用電極間の前記絶縁層の前記配列方向における一部の中心線と、が重なるように配列することを特徴とする。
【００２１】
本願の第７発明は、電圧印加法により形成される周期分極反転構造を有する電気光学結晶基板であって、前記電気光学結晶基板は、互いに分極方位が異なる分極反転部と非分極反転部とが配列方向に周期的に配列する前記周期分極反転構造を、前記配列方向に対して垂直な方向に少なくとも２個有し、２個の前記周期分極反転構造のうち一方である第１周期分極反転領域は、前記配列方向に沿って第１幅の複数の前記分極反転部と前記第１幅の複数の前記非分極反転部とが周期的に配列し、２個の前記周期分極反転構造のうち他方である第２周期分極反転領域は、前記配列方向に沿って第２幅の複数の前記分極反転部と前記第２幅の複数の前記非分極反転部とが周期的に配列し、前記第２幅は、前記第１幅の整数倍の長さであり、前記第１周期分極反転領域は、前記第２周期分極反転領域に対し、前記配列方向に対して垂直な方向である縦方向に、前記第２周期分極反転領域における前記分極反転部の前記配列方向における中心線と、前記第１周期分極反転領域における前記分極反転部または前記非分極反転部の前記配列方向における一部の中心線と、が重なるように配列することを特徴とする。
【００２２】
本願の第８発明は、第７発明の電気光学結晶基板であって、前記第２幅は、前記第１幅の２倍の長さであることを特徴とする。
【００２３】
本願の第９発明は、第８発明の電気光学結晶基板であって、前記第１周期分極反転領域における前記分極反転部の前記縦方向の長さは、前記第２周期分極反転領域における前記分極反転部の前記縦方向の長さよりも短いことを特徴とする。
【００２４】
本願の第１０発明は、第９発明の電気光学結晶基板であって、前記電気光学結晶基板の厚みが３５μｍであり、前記第１幅が１０μｍであり、前記第２幅が２０μｍであり、前記第１周期分極反転領域における前記分極反転部の前記縦方向の長さが、２００μｍ以上２５０μｍ以下の範囲内であり、前記第２周期分極反転領域における前記分極反転部の前記縦方向の長さが、３００μｍ以上４２５μｍ以下の範囲内であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、多段に配列する周期分極反転構造の高精度化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかるパターン描画装置を示す側面図である。
【図２】図１におけるパターン描画装置の露光ヘッドを示す概念図である。
【図３】図２における光学デバイスの構成を示す斜視図である。
【図４】図２における光学デバイスの構成を示す側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ'線における光学デバイスの断面図を概略的に示す図である。
【図６】図２における光学デバイスの分極反転構造を示す概念図である。
【図７】本発明の第１実施形態における光学デバイス製造方法を示すフローチャート図である。
【図８】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図９】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１０】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１１】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１２】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１３】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１４】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１５】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１６】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１７】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１８】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図１９】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図２０】図７における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図２１】本発明の第１実施形態における周期分極反転構造を示す模式図である。
【図２２】従来技術における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図２３】従来技術における周期分極反転構造を示す模式図である。
【図２４】本発明の第２実施形態における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図２５】本発明の第２実施形態における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図２６】本発明の第２実施形態における周期分極反転構造を示す模式図である。
【図２７】本発明の第３実施形態における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図２８】本発明の第３実施形態における光学デバイスの製造工程中の様子を示す模式図である。
【図２９】本発明の第３実施形態における周期分極反転構造を示す模式図である。
【図３０】本発明の第４実施形態における縦方向長さと０次光の透過光強度との関係を示すグラフである。
【図３１】本発明の第４実施形態における縦方向長さと０次光の透過光強度との関係を示すグラフである。
【図３２】本発明の変形例における周期分極反転構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明にかかる光学デバイスは、種々の装置に適用可能であるが、光源から射出する光を変調して基板表面などの被露光部を照射する露光ヘッドへ好適に適用可能である。さらに、当該露光ヘッドについても、種々の装置に適用することができ、例えばパターン又は画像描画装置に適用することができる。
【００２８】
当該露光ヘッドをパターン描画装置に適用する場合について説明する。この適用によって高精度なパターン描画が可能となる。以下、図１から図６までを用いて、本願の第１実施形態において製造する光学デバイスおよびその用途について説明する。
【００２９】
＜第１実施形態＞
＜１−１．光学デバイスの用途＞
図１は、本願の光学デバイスを用いた光学ヘッドを組み込んだパターン描画装置１００を示す図である。パターン描画装置１００は、感光材料が表面に付与された半導体基板やガラス基板等の基板Ｗの表面に光を照射してパターンを描画する装置である。
【００３０】
パターン描画装置１００は、上面フレーム１０１および側面フレーム１０２を有する。これら上面フレーム１０１および側面フレーム１０２により形成される本体内部に、装置各部が配置されて本体部が構成される。
【００３１】
パターン描画装置１００は、搬送ロボット１２０および基台１３０を有する。搬送ロボット１２０は、図１に示すように、側面フレーム１０２に囲まれた本体内部の右手端部に配置される。また、搬送ロボット１２０の左手側に、基台１３０が配置される。基台１３０の一方端側領域（図１の右手側領域）が、搬送ロボット１２０との間で基板Ｗの受け渡しを行う基板受渡領域となっているのに対し、他方端側領域（図１の左手側領域）が基板Ｗへのパターン描画処理を行うパターン描画領域ＳＰ１となっている。
【００３２】
本体部の外側（第１実施形態では、図１に示すように本体部の右手側）には、基板収納カセット１１０が配置される。基板収納カセット１１０には、露光処理を受けるべき未処理の基板Ｗを収納される。未処理の基板Ｗは、本体内部に配置される搬送ロボット１２０によって基板収納カセット１１０から本体部にローディングされる。また、未処理の基板Ｗに対して本体部にて後述の露光処理（パターン描画処理）が施された後、処理後の基板Ｗが搬送ロボット１２０によって本体部からアンローディングされ、基板収納カセット１１０に戻される。
【００３３】
パターン描画装置１００は、露光ヘッド１、露光ヘッド１が取り付けられるボックス１７２、ボックス１７２を支持する脚部材１４１，１４２、カメラ１５０およびステージ１６０をさらに有する。
【００３４】
脚部材１４１，１４２は、基台１３０上にそれぞれ図１の紙面方向（奥行方向）に２本ずつ立設され、ボックス１７２基台１３０上に支持する。ボックス１７２の下部にカメラ１５０が取り付けられる。カメラ１５０により、ステージ１６０に保持された基板Ｗの表面（被描画面、被露光面）を撮像することができる。
【００３５】
ステージ１６０は基台１３０上でステージ移動機構１３１により紙面左右方向、奥行方向、上下方向に移動される。ステージ移動機構１３１としては、モータとボールねじの組合せ等、公知の移動機構が用いられる。
【００３６】
本発明にかかる光学デバイスを用いる露光ヘッド１は、ボックス１７２に固設される。それぞれ２本の脚部材１４１，１４２の頂部を橋渡しするように露光ヘッド１の照明光学系を収納したボックス１７２が設けられ、基台１３０のパターン描画領域ＳＰ１を上方から覆っている。
【００３７】
＜パターン描画装置の動作＞
露光ヘッド１は、「副走査方向」に相当する紙面奥行方向に複数チャネルで光を同時に照射できる。すなわち、露光ヘッド１は、当該奥行方向にそれぞれ個別に変調された複数の光ビームを同時に照射することができる。そして、ステージ移動機構１３１により「主走査方向」に相当する紙面左右方向に移動されるステージ１６０に伴って移動する基板Ｗに対し、露光ヘッド１から変調された光（変調光）が照射されることで、基板Ｗにパターンを描画することができる。変調光の形成方法については、後述する。
【００３８】
＜露光ヘッドの構成＞
次に、露光ヘッド１について図２を用いて説明する。ここで、基板Ｗの副走査方向をＸ方向とし、主走査方向をＹ方向とする。そして、露光ヘッド１が基板Ｗへ光を照射する照射方向（光進行方向）をＺ方向とし、露光ヘッド１から基板Ｗに向かう方向を（＋Ｚ）方向として示す。
【００３９】
図２は、露光ヘッド１の内部構成を示す概略図である。図２は露光ヘッド１をＹ方向から見た場合の露光ヘッド１の内部構成を概念的に示している。なお、露光ヘッド１の内部構成のうち、光源等の一部分は、適宜ボックス１７２に収容される。
【００４０】
図２に示す露光ヘッド１は、所定の波長（例えば、８３０、６３５、４０５あるいは３５５ナノメートル（ｎｍ））の光ビームを出射する半導体レーザなどにより構成された光源２１を有している。なお、３５５ｎｍのレーザ光を用いる場合は、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）レーザの３倍高調波を用いる固体レーザ光源となる。この光源２１はコリメータレンズ（図示省略）を有しており、半導体レーザから出射される光ビームはコリメータレンズを介して平行光とされて図示を省略するミラーを介して照明光学系２に入射する。
【００４１】
この照明光学系２は３枚のシリンドリカルレンズ２２，２３，２４により構成されており、光源２１から出射してきた光ビーム５３はシリンドリカルレンズ２２，２３，２４の順で通過して光学デバイス３に入射する。
【００４２】
これらのうちシリンドリカルレンズ２２はＸ方向にのみビーム拡大機能（負の集光機能）を有しており、シリンドリカルレンズ２２を通過した光ビーム５３は光軸５２に垂直な光束断面が円形から次第にＸ方向に長い楕円形へと変化する。一方、光軸５２およびＸ方向に垂直なＹ方向に関して、シリンドリカルレンズ２２を通過した光の光束断面の幅は（ほぼ）一定とされる。また、シリンドリカルレンズ２３はＸ方向にのみ正の集光機能を有しており、シリンドリカルレンズ２２を通過した光ビーム５３はシリンドリカルレンズ２３によりビーム整形される。つまり、シリンドリカルレンズ２３を通過した光ビーム５３は、光束断面がＸ方向に長い一定の大きさの楕円形とされてシリンドリカルレンズ２４へと入射する。このシリンドリカルレンズ２４は、Ｙ方向にのみ正の集光機能を有し、Ｙ方向のみに着目した場合には、シリンドリカルレンズ２４を通過した光ビーム５３は集光しつつ、光学デバイス３の入射面３１１へと入射する。また、Ｘ方向に関しては、図２に示すように、シリンドリカルレンズ２４からの光ビーム５３は平行光ビームとして光学デバイス３に入射する。
【００４３】
光学デバイス３は、後述する動作により、所望の領域に回折格子を形成することができ、これにより光ビーム５３を変調することができる。入射面３１１から入射した光進行方向（＋Ｚ方向）に進む光ビーム５３のうち一部は、結晶に電圧が印加されることで形成された回折格子の存する領域を通過し、他の一部は結晶に電圧が印加されないことで回折格子が形成されない領域を通過する。
【００４４】
回折格子が形成された領域を通過する光ビーム５３は、回折格子により回折されて光進行方向とは別の方向に進む回折光として、出射面３１２側から出射される。また、回折格子が形成されない領域を通過する光ビーム５３は、そのまま光進行方向（＋Ｚ方向）に直進する０次光として、出射面３１２側から出射される。この０次光が、変調光５４に相当する。
【００４５】
電気光学結晶基板３１の出射面３１２側に設けられた結像光学系４では、レンズ４１、アパーチャ板４２およびレンズ４３がこの順番で配置されている。レンズ４１の前側焦点は、電気光学結晶基板３１の出射面３１２の位置に設定され、レンズ４１の後側焦点にアパーチャ板４２が設けられており、電気光学結晶基板３１の出射面３１２から＋Ｚ方向に平行に射出された変調光５４はアパーチャ板４２のアパーチャ部分を通過してレンズ４３に入射する。さらに、レンズ４３の前側焦点はアパーチャ板４２の位置に設定され、レンズ４３の後側焦点は基板Ｗの表面上に設定されており、変調光５４はレンズ４３を介して基板Ｗの表面上に照射される。
【００４６】
これに対して、電気光学結晶基板３１から射出された回折光は光軸５２に対して傾いた状態で電気光学結晶基板３１から射出されるため、アパーチャ板４２のアパーチャ部分を通過できない。したがって、回折光はアパーチャ板４２で遮蔽される。こうして、０次光としての変調光５４のみが基板Ｗの表面に照射され、基板Ｗに対する露光処理が実行される。
【００４７】
＜光学デバイスの構成＞
次に、光学デバイス３について図３から図６までの図面を適宜用いて説明する。
【００４８】
図３は、図２における光学デバイス３の斜視図、図４はその側面図、図５は図２のＡ−Ａ'断面における光学デバイス３の断面図、図６は光学デバイス３における分極反転構造を、それぞれ概念的に示す図である。
【００４９】
まず、図３を参照して説明する。光学デバイス３は、強誘電体結晶により構成された電気光学結晶基板３１を有する。電気光学結晶基板３１は、分極の向きが互いに反対である分極対を所定の周期で光進行方向（Ｚ方向）に対して直交する配列方向に配列した周期分極反転構造を含む複数の周期分極反転領域３２３および３２４を有する。周期分極反転領域３２３および３２４の詳細な構造は、後述する。
【００５０】
また、光学デバイス３は、絶縁層３３と、後述の多層構造を有する共通電極３４と、支持基板３５とを有する。電気光学結晶基板３１は、絶縁層３３および共通電極３４を介して支持基板３５に支持されている。そして、電気光学結晶基板３１の支持基板３５とは反対側の主面には、電極３６が所定のパターンにて形成されている。
【００５１】
電気光学結晶基板３１は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を添加した平板状のリチウムナイオベート（ＭｇＯ：Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ、以下「ＭｇＯ：ＬＮ」と記載する）の単結晶基板で構成され、このリチウムナイオベート単結晶基板に対して後述する処理を行うことで、電気光学結晶基板３１に周期分極反転領域３２３および３２４を形成する。
【００５２】
なお、電気光学結晶基板３１の材料としては、リチウムナイオベートに限られず、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を添加したストイキオメトリリチウムタンタレート（ＭｇＯ：Ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ  Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｔａｎｔａｌａｔｅ、以下「ＭｇＯ：ＳＬＴ」と記載する）を用いてもよい。また、ＭｇＯを添加しないリチウムナイオベート（ＬＮ）やリチウムタンタレート（ＬＴ）を用いてもよい。
【００５３】
絶縁層３３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）により構成され、電気光学結晶基板３１の下面（−Ｙ側のＺＸ面）の、少なくとも周期分極反転領域３２３および３２４に対して全面均一に形成される。なお、絶縁層３３の材料としては、ＳｉＯ２に限られず、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等の酸化膜や、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等の窒化膜を用いてもよい。
【００５４】
共通電極３４は、絶縁層３３の下面（−Ｙ側のＺＸ面）の、少なくとも周期分極反転領域３２３および３２４に対して全面均一に形成され、接地されている。共通電極３４の詳細な構造は、後述する。
【００５５】
支持基板３５は、共通電極３４の下面（−Ｙ側のＺＸ面）に設けられ、周期分極反転領域３２３および３２４を有する電気光学結晶基板３１よりも厚みが大きい板状部材である。支持基板３５としては、電気光学結晶基板３１と同一組成のＭｇＯ：ＬＮの単結晶基板が用いられ、かつ結晶方位の絶対値が電気光学結晶基板３１と一致するように接合されている。
【００５６】
なお、図３において、支持基板３５は電気光学結晶基板３１と同一形状であるが、本発明の実施に関してはこれに限られず、支持基板３５が電気光学結晶基板３１よりも長尺状である等、電気光学結晶基板３１と重複し、かつ広い面積を有する形状にて形成されてもよい。
【００５７】
また、支持基板３５を構成する材料や組成は、電気光学結晶基板３１と同一組成に限られず、任意である。ただし、上述のように支持基板３５を電気光学結晶基板３１と同一組成で、かつ結晶方向の絶対値を電気光学結晶基板３１と一致させて構成すると、耐環境性能を向上させることができ、好適である。
【００５８】
例えば、光源２１から高出力の光ビームを受ける等して光学デバイス３の温度が上昇した場合に、光学デバイス３の各部において熱膨張が生じる。このとき、支持基板３５が電気光学結晶基板３１と同一組成で、かつ結晶方向の絶対値を電気光学結晶基板３１と一致させて構成されていると、電気光学結晶基板３１と支持基板３５における熱膨張が同様の大きさにて生じる。これにより、各部の膨張差に起因するせん断力等で周期分極反転領域３２３等に含まれる周期分極反転構造にダメージが生じるのを抑制することができる。
【００５９】
複数本の電極３６（図３では２本）は、駆動部（図示省略）とそれぞれ独立して電気的に接続し、それぞれ独立して駆動部から電圧が印加される。光学デバイス３は、駆動部から電極３６に印加する電圧を制御することで電気光学結晶基板３１内に回折格子を形成し、光変調を行う。
【００６０】
次に、図４から図６を参照して、複数の周期分極反転領域３２３および３２４の構造について説明する。
【００６１】
図４に示すように、複数の周期分極反転領域３２３および３２４は、（−Ｚ）方向から（＋Ｚ）方向に、この順に配列する。すなわち、周期分極反転領域３２３および３２４は、光の進行方向であるＺ方向に多段に配列する周期分極反転領域である。
【００６２】
図５の断面図を参照する。図５では、複数の周期分極反転領域３２３および３２４のうち、周期分極反転領域３２３の断面が示されている。周期分極反転領域３２３は、後述する処理により分極反転した分極反転部３２１と、分極反転されなかった非分極反転部３２２を有し、これら分極反転部３２１と非分極反転部３２２がＸ方向に周期的に配列することで、周期分極反転構造が形成される。
【００６３】
ここで、隣接する１組の分極反転部３２１と非分極反転部３２２を分極反転対３２と称する。また、周期分極反転構造が配列するＸ方向を、適宜「配列方向」と称する。また、複数の周期分極反転構造３２３および３２４が配列するＺ方向を、適宜「縦方向」と称する。第１実施形態では、配列方向（Ｘ方向）は縦方向（Ｚ方向）と直交し、縦方向は光進行方向と一致する。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、縦方向が光進行方向に対して一致せず、所定の角度（例えば、０．３度）をもって縦方向と光進行方向が交差する構成としてもよい。
【００６４】
図６を参照する。図６は、光学デバイス３をＹ方向からみた平面図について、特に複数の周期分極反転領域３２３および３２４に着目した概念図である。上記図５での説明のように、周期分極反転領域３２３は分極反転部３２１と非分極反転部３２２を有する。これと同様に、周期分極反転領域３２４も、分極反転部３２１と非分極反転部３２２を有する。
【００６５】
周期分極反転領域３２３は、配列方向に沿って、それぞれ第１幅８０１で分極反転部３２１と非分極反転部３２２が周期的に配列する。周期分極反転領域３２４は、配列方向に沿って、周期分極反転領域３２３の第１幅８０１と異なる幅である第２幅８０２で分極反転部３２１と非分極反転部３２２が配列する。
【００６６】
第１実施形態において、第２幅８０２は第１幅８０１の倍の長さである。本発明の実施に関して、第２幅８０２は、第１幅８０１の整数倍の長さであれば、必ずしも第１幅８０１の倍の長さである必要はないが、倍の長さであることがより好適である。
【００６７】
チャンネル数を多く得るには、分極反転部の幅を狭くすればよい。しかしながら、実際上、製造可能な分極反転部の幅には制限が有る。図６に示すように、配列方向に異なる周期で配列する複数の周期分極反転領域３２３，３２４を縦方向に多段に配列させる場合に、周期分極反転領域３２３における分極反転部３２１の幅（第１幅８０１）を設計できる限り狭く設定し、周期分極反転領域３２４における分極反転部３２１の幅（第２幅８０２）を第１幅８０１の倍とすれば、全体的に分極反転部３２１の幅を狭くすることができ、すなわちチャンネル数を多く得ることができる。
【００６８】
電極３６（図３乃至図５参照）は、周期分極反転領域３２３および３２４に亘って延設される。また、図５等に示すように、電極３６のＸ方向の幅は、複数の周期分極反転領域３２３および３２４における１個の分極反転対３２の幅よりも広く、いずれの周期分極反転領域３２３および３２４においても少なくとも１つ以上の分極反転対３２と接している。
【００６９】
＜光学デバイスの動作＞
【００７０】
次に、光学デバイス３による光の変調方法について説明する。
【００７１】
上述のとおり、電気光学結晶基板３１の（＋Ｙ）側の一方主面（ＺＸ面）には、電極３６が設けられ、（−Ｙ）側の他方主面（ＺＸ面）には、接地されている共通電極３４が設けられる。回折格子を形成するＸ方向の所望の領域に対応する電極３６に、駆動部から所定電圧（０［Ｖ］以外の電圧）が印加されると、当該電極３６に対応する複数の周期分極反転領域３２３および３２４のそれぞれＸ方向の一部領域のみ、電極３６と共通電極３４の間に電界が生じる。
【００７２】
当該電界により分極反転部３２１または非分極反転部３２２は、分極している方位に応じた符号（すなわち、正または負）の屈折率の変化を受ける。これにより、分極反転部３２１と非分極反転部３２２との間に周期的な屈折率の変化が生じ、当該電界が印加された複数の周期分極反転領域３２３および３２４の領域内に回折格子が形成される。ここで、第１実施形態において形成される回折格子は、ラマン−ナス回折型の回折格子である。
【００７３】
なお、本発明の実施に関しては、ラマン−ナス回折型に限られず、ブラッグ回折を利用する回折格子が形成されてもよい。かかる点に関しては、特開２０１５−５２７０１号公報（特許文献１）の第１実施形態ないし第６実施形態に示すとおりに、回折型について様々な組合せが可能である。
【００７４】
光学デバイス３への電圧印加による電界発生により、回折格子が形成され、電気光学結晶基板３１の入射面から光ビーム５３が入射すると、光変調が行われ、変調光５４として出射面３１２から出射する。
【００７５】
より具体的には、回折格子が形成された当該一部領域に対し、入射面３１１から光進行方向（＋Ｚ方向）に入射した光ビーム５３は、回折格子により回折され、電気光学結晶基板３１の出射面３１２から回折光として出射する。一方、電極３６への電圧の印加を行わない他方領域では電界は発生しない。したがって、当該他方領域を光進行方向（＋Ｚ方向）に進む光ビーム５３はそのまま真っ直ぐに電気光学結晶基板３１内を直進して電気光学結晶基板３１の出射面３１２から０次光（非回折光）として出射する。
【００７６】
このように、第１実施形態にかかる光学デバイス３は、２本の電極３６に対する電圧印加をそれぞれ制御することで２チャンネル分の光変調を行うことが可能となっている。
【００７７】
なお、本発明の実施に関しては、電極３６の本数は２本に限られず、例えば５１２チャンネルを実現するために、電極を５１２本設ける構成としてもよい。
【００７８】
ここで、上記図６での説明のとおり、周期分極反転領域３２３の配列方向に沿う分極反転対３２の周期に対し、周期分極反転領域３２４の当該周期は整数倍であり、より具体的には２倍である。すなわち、互いに隣接する周期分極反転領域において、異なる周期の周期分極反転構造を有する。
【００７９】
このような複数の周期分極反転領域３２３および３２４へ順次入射する光ビーム５３には、回折現象が直列に複数回作用する。したがって、その結果得られる変調光５４について十分な回折強度が得られ、優れた消光比を得ることができる。
【００８０】
＜光学デバイスの製造方法＞
次に、第１実施形態にかかる光学デバイス３の製造方法を説明する。
【００８１】
図７は、光学デバイス３の製造方法について、各工程を示すフローチャートである。
【００８２】
以下、図７および図８を適宜用いて、基板準備工程（Ｓ１１）から第１金属層形成工程（Ｓ１３）までを説明する。図８は、第１金属層形成工程終了後の電気光学結晶基板３１等の様子を示す模式図である。
【００８３】
光学デバイス３の製造では、はじめに、電気光学結晶基板３１および支持基板３５を準備する基板準備工程（Ｓ１１）を行う。基板準備工程では、まず単分極化しているＭｇＯ：ＬＮの単結晶基板を準備する。そして、当該単結晶基板から、同一サイズを有する短冊状の２枚のチップを、それぞれ電気光学結晶基板３１および支持基板３５の原材料として切り出す。このとき、各チップに対して結晶方位を示す切欠部をマーカ（図示省略）として設ける。ＭｇＯ：ＬＮの単結晶基板のサイズは任意であるが、第１実施形態では厚み１ｍｍの基板を用いる。
【００８４】
次に、電気光学結晶基板３１に対して絶縁層３３を形成する第１絶縁層形成工程（Ｓ１２）を行う。第１絶縁層形成工程では、電子ビーム加熱蒸着処理（ＥＢ蒸着処理）によって電気光学結晶基板３１としてのチップの一方主面に対し、絶縁層３３を形成する。
【００８５】
第１実施形態において、絶縁層３３の材料としては酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が用いられる。なお、本発明の実施に関しては、絶縁層３３を形成する材料としては酸化ケイ素に限られず、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等、他の絶縁系酸化膜を用いても良い。また、絶縁層３３の形成は、電子ビーム加熱蒸着処理に限られず、スパッタリング処理等、各種の成膜処理を採用してもよい。
【００８６】
次に、電気光学結晶基板３１の絶縁層３３および支持基板３５に対して、多層の金属層により構成される共通電極を形成する共通電極形成工程（Ｓ１３）を行う。共通電極形成工程では、まず、電子ビーム加熱蒸着処理によって、絶縁層３３の上（すなわち絶縁層３３における電気光学結晶基板３１とは反対側の主面）にコンタクト電極層３４４を形成する。また、支持基板３５の一方主面に対し、コンタクト電極層３４１を形成する。
【００８７】
続いて、電子ビーム加熱蒸着処理によって、コンタクト電極層３４１，３４４上（すなわち、コンタクト電極層３４１における支持基板３５と反対側の主面と、コンタクト電極層３４４における絶縁層３３と反対側の主面）に、それぞれ接合電極層３４２，３４３を形成する。
【００８８】
コンタクト電極層３４１，３４４としては、ＭｇＯ：ＬＮと物理的接着性の高い金属が選択され、第１実施形態ではクロム（Ｃｒ）が用いられる。
【００８９】
なお、本発明の実施に関しては、コンタクト電極層３４１，３４４としてはＣｒに限られず、チタン（Ｔｉ）を用いてもよい。
【００９０】
接合電極層３４２，３４３としては、導電性および耐酸化性の高い金属が好適であり、第１実施形態では金（Ａｕ）が用いられる。
【００９１】
以上により、支持基板３５および絶縁層３３上に共通電極としてのコンタクト電極層３４１，３４４および接合電極層３４２，３４３が形成される。
【００９２】
なお、コンタクト電極層３４１，３４４は、同一材料であっても異種材料であってもよく、同一の電子ビーム加熱蒸着処理によって絶縁層３３および支持基板３５に同時に形成されてもよいし、別個の電子ビーム加熱蒸着処理によって絶縁層３３および支持基板３５に別個に形成されてもよい。また、成膜処理は電子ビーム加熱蒸着処理に限られず、抵抗加熱蒸着処理や、スパッタリング処理によって形成されてもよい。
【００９３】
また、接合電極層３４２，３４３は、同一材料であっても異種材料であってもよく、同一のス電子ビーム加熱蒸着処理によって絶縁層３３および支持基板３５に同時に形成されてもよいし、別個の電子ビーム加熱蒸着処理によって絶縁層３３および支持基板３５に別個に形成されてもよい。また、成膜処理は電子ビーム加熱蒸着処理に限られず、抵抗加熱蒸着処理や、スパッタリング処理によって形成されてもよい。
【００９４】
図７のフローチャートに戻る。共通電極形成工程（Ｓ１３）によりコンタクト電極層３４１，３４４および接合電極層３４２，３４３が形成されると、次に接合工程（Ｓ１４）が実行される。本工程について、図９を用いて説明する。
【００９５】
図９は、接合工程（Ｓ１４）終了後の電気光学結晶基板３１等の様子を示す模式図である。接合工程では、電気光学結晶基板３１または支持基板３５のチップを上下反転させて接合電極層３４２と接合電極層３４３を対向させ、接合はんだ３４５により接合電極層３４２および接合電極層３４３を電気的に接合させる。接合はんだ３４５によるはんだ接合によって、４層構造の共通電極３４が形成されて電気光学結晶基板３１および支持基板３５が一体化される。このとき、図９に示すように、電気光学結晶基板３１および支持基板３５の長手方向（図９中の左右方向）において電気光学結晶基板３１および支持基板３５を互いに所定距離だけずらして上下方向に積層配置する。
【００９６】
接合はんだ３４５としては、低融点（例えば、融点が摂氏３００度以下）の金属や、合金が用いられる。第１実施形態では、接合はんだ３４５として共晶はんだ（Ｓｎ−Ｐｂはんだ）を用いる。なお、接合はんだ３４５として、共晶はんだの他に、各種のはんだを用いてもよい。
【００９７】
なお、第１実施形態では接合電極層３４２，３４３の接合に接合はんだ３４５を用いたが、本発明の実施に関してはこれに限られず、接合電極層３４２，３４３を対向させながら接合電極層３４２，３４３の各対向面にアルゴン高速原子ビーム（Ａｒ  Ｆａｓｔ  Ａｔｏｍ  Ｂｅａｍ、以下「Ａｒ−ＦＡＢ」と記載する）を照射して接合電極層３４２，３４３の各対向面を活性化させ、対向面同士を密着させて接合してもよい。Ａｒ−ＦＡＢ接合によっても、４層構造の共通電極３４が形成されて電気光学結晶基板３１および支持基板３５が一体化される。
【００９８】
図７のフローチャートに戻る。接合工程（Ｓ１４）により接合電極層３４２と接合電極層３４３が接合されると、次に研磨工程（Ｓ１４）が実行される。本工程について、図１０を用いて説明する。
【００９９】
図１０は、研磨工程終了後の電気光学結晶基板３１等の様子を示す模式図である。研磨工程では、支持基板３５と一体化された電気光学結晶基板３１において、支持基板３５とは反対側の主面を平面研磨して薄膜化する。
【０１００】
後述する分極反転工程（Ｓ１９）において、電気光学結晶基板３１に微細かつ均一な周期分極反転領域３２を形成するには、電気光学結晶基板３１の厚みを０．１μｍ〜２００μｍ程度とすることが望ましい。第１実施形態では、電気光学結晶基板３１の厚みを３０μｍまで研磨する。
【０１０１】
第１実施形態における光学デバイス３の製造方法では、研磨工程（Ｓ１５）よりも前に接合工程（Ｓ１４）を行うことで、電気光学結晶基板３１が絶縁層３３および共通電極３４を介して支持基板３５と一体化し、機械的強度を大きくしているため、研磨工程（Ｓ１５）において、電気光学結晶基板３１を高精度に、しかも所望膜厚まで容易に薄膜化することができる。
【０１０２】
また、第１実施形態において、研磨工程前の電気光学結晶基板３１および支持基板３５の厚みは１ｍｍであり、研磨後の電気光学結晶基板３１は３０μｍであるため、研磨後の電気光学結晶基板３１と比べて支持基板３５は十分に厚く、研磨後の電気光学結晶基板３１を強固に支持可能となっている。
【０１０３】
また、支持基板３５のチップから長手方向（図１０中の左方向）に飛び出した電気光学結晶基板３１のチップの端部を取り除いて、電気光学結晶基板３１および支持基板３５の端面をそろえて整形する。
【０１０４】
図７のフローチャートに戻る。研磨工程（Ｓ１５）により電気光学結晶基板３１が薄膜化され、チップが整形されると、次に第２絶縁層形成工程（Ｓ１６）が実行される。本工程について、図１１から図１３を用いて説明する。
【０１０５】
第２絶縁層形成工程（Ｓ１６）では、電気光学結晶基板３１の支持基板３５とは反対側の主面に絶縁層としてのレジスト膜を塗布、パターニングすることで、パターニングされたレジスト層３７を形成する。
【０１０６】
図１１は、レジスト塗布後のチップ、すなわち製造途中の光学デバイスを示す模式図であり、図１２は、第２絶縁層形成工程終了後の電気光学結晶基板３１等の様子を示す平面図である。図１３は、図１２中のＢ１−Ｂ１'線での断面図を概略的に示す図である。図１２および図１３において、電気光学結晶基板３１等、製造途中の光学デバイスを符号「３００」を附して示す。
【０１０７】
まず、図１１を参照する。支持基板３５と一体化された電気光学結晶基板３１を研磨により所望の膜厚とした後、第２絶縁層形成工程（Ｓ１６）を行う。第２絶縁層形成工程では、まずスピンコート法を用いて、電気光学結晶基板３１の支持基板３５とは反対側の主面にレジスト液を全面塗布し、乾燥によりレジスト層３７を形成する。
【０１０８】
次に、いわゆる写真製版法によりレジスト層３７をパターニングし、電気光学結晶基板３１の主面に、レジスト層３７に覆われた領域と、レジスト層３７に覆われずに主面が露わになった領域を形成する。
【０１０９】
図１２および図１３を参照する。製造途中の光学デバイス３００において、レジスト層３７に覆われずに主面が露わになった領域を、電極形成領域３１３と称する。電極形成領域３１３は、後の反転用電極形成工程（Ｓ１７）において電気光学結晶基板３１の主面に直接、反転用電極３６１（後述）が形成される領域である。電気光学結晶基板３１内において、この電極形成領域３１３から電気光学結晶基板３１の絶縁層３３側の主面へ垂直に延びる領域が、後の分極反転工程において分極反転部３２１（後述）を形成する「分極反転対象部」に該当する。
【０１１０】
後の分極反転工程（Ｓ１９）では、電気光学結晶基板３１のうち、反転用電極３６１の形成位置に対応する位置に、周期分極反転領域３２の分極反転部３２１が形成されるため、電極形成領域３１３の本数やサイズは、必要とする周期分極反転領域３２により任意に選択される。
【０１１１】
図１２に示すように、第１実施形態においてレジスト層３７をパターニングして得られる電極形成領域３１３は、Ｚ方向（図６のＺ方向に相当）、すなわち縦方向に沿って、第１領域３１４および第２領域３１５と、２個の領域に分けられる。それぞれの領域内において、電極形成領域３１３のＸ方向（図６のＸ方向に相当）、すなわち配列方向における幅は等しく、当該配列方向に周期的に配列する。
【０１１２】
ここで、第１領域３１４の配列方向におけるそれぞれの電極形成領域３１３の幅を、「第１形成領域幅８１１」と、第１領域３１４において配列方向に隣接する複数の電極形成領域３１３間のレジスト層３７の配列方向における幅を、「第１間隔８２１」と、称する。
【０１１３】
また、第２領域３１５の配列方向におけるそれぞれの電極形成領域３１３の幅を、「第２形成領域幅８１２」と、第２領域３１５において配列方向に隣接する複数の電極形成領域３１３間のレジスト層３７の配列方向における幅を、「第２間隔８２２」と、称する。
【０１１４】
次に、これらの幅の関係を説明する。第１形成領域幅８１１と第１間隔８２１の長さは等しい。すなわち、第１領域３１４では、配列方向に沿って、レジスト層３７が設けられる領域と、電極形成領域３１３が設けられる領域が、それぞれ等間隔に周期的に配列する。
【０１１５】
また、第２形成領域幅８１２と第２間隔８２２の長さは等しい。すなわち、第２領域３１５では、配列方向に沿って、レジスト層３７が設けられる領域と、電極形成領域３１３が設けられる領域が、それぞれ等間隔に周期的に配列する。
【０１１６】
そして、第２形成領域幅８１２は、第１形成領域幅８１１の２倍の長さを有する。本発明の実施に関しては、第２形成領域幅８１２は、第１形成領域幅８１１の２倍の長さであることは必須ではないが、少なくとも整数倍の長さであり、その中でも２倍の長さであることが好適である。
【０１１７】
また、第１領域３１４における電極形成領域３１３は、配列方向に沿って、それぞれ１個置きに第２領域３１５の電極形成領域３１３と縦方向に接続する。
【０１１８】
そして、第２領域３１５における、任意の電極形成領域３１３の配列方向における中心線と、当該電極形成領域３１３と縦方向に接続する第１領域３１４における電極形成領域３１３の配列方向における中心線は重なる。図１２中に、上記の一致する中心線を中心線Ｃ１として示す。
【０１１９】
なお、図１２中には、中心線Ｃ１を１本のみ図示しているが、これは代表的に中心線を図示したものであり、実際には第２領域３１５における複数の電極形成領域３１３のそれぞれの配列方向における中心線が、当該電極形成領域３１３と縦方向にそれぞれ接続する第１領域３１４における電極形成領域３１３の配列方向における個別の中心線と重なる。
【０１２０】
換言すれば、配列方向において、任意の電極形成領域３１３の中心線Ｃ１から当該電極形成領域３１３と縦方向に接続する第１領域３１４における１個の電極形成領域３１３の端（レジスト層３７との境界線）までの距離８６１は、第１形成領域幅８１１の１／２倍の長さであり、第２形成領域幅８１２の１／４倍の長さである。上記のような電極形成領域３１３の配置の効果については、後述する。
【０１２１】
図１３は、製造途中の光学デバイス３００を図１２のＢ１−Ｂ１'線にて切断したＸＹ面の断面図を示す図である。レジスト層３７に凹部が設けられ、その底面（すなわち、電気光学結晶基板３１の主面）に相当する位置が電極形成領域３１３である。換言すれば、第２絶縁層形成工程では、電気光学結晶基板３１の主面において、複数の隙間を有するレジスト層３７が形成され、当該複数の隙間にて露出した電気光学結晶基板３１の主面が、電極形成領域３１３である。
【０１２２】
ここで、レジスト層３７としては、絶縁性樹脂を含むレジストを用いる。これにより、塗布・乾燥後のレジスト層３７は、絶縁層として機能する。すなわち、レジスト層３７は、電極形成領域３１３以外の領域に、後の分極反転工程（Ｓ１９）において反転用電極３６１に与えられる電圧が伝わらないようにする絶縁層の役割を果たす。
【０１２３】
なお、第１実施形態ではレジスト液の塗布にスピンコート法を用いたが、本発明の実施に関してはこれに限られず、バーコータ法等、各種の塗布方式を選択することができる。
【０１２４】
図７のフローチャートに戻る。レジスト層３７をパターニングし、電極形成領域３１３が電気光学結晶基板３１の主面に形成されると、次に、反転用電極形成工程（Ｓ１７）を行う。反転用電極形成工程（Ｓ１７）では、レジスト膜３７および電気光学結晶基板３１の支持基板３５とは反対側の主面に、分極反転構造を形成するための反転用電極３６１を形成する。以下、図１４および図１５を用いて、反転用電極形成工程（Ｓ１７）について説明する。
【０１２５】
図１４は、反転用電極形成工程（Ｓ１７）後の光学デバイス３００の様子を示す平面図である。図１５は、図１４中のＢ２−Ｂ２'線での断面を示す概略図である。
【０１２６】
反転用電極形成工程（Ｓ１７）では、真空蒸着処理により、光学デバイス３００のレジスト層３７の表面および電気光学結晶基板３１の電極形成領域３１３に、反転用電極３６１が形成される。
【０１２７】
反転用電極３６１は、多種の金属からなる多層膜であり、電極形成領域３１３やレジスト層３７の表面と直接接触するコンタクト層と、コンタクト層の表面に成膜され、後述するプローブ７２１と直接接触する表面層と、を有する。
【０１２８】
コンタクト層としては、共通電極形成工程（Ｓ１３）のコンタクト電極層３４１，３４４と同様に、電気光学結晶基板３１を構成するＭｇＯ：ＬＮと物理的接着性の高い金属が選択される。第１実施形態では当該金属としてクロム（Ｃｒ）が用いられる。
【０１２９】
なお、本発明の実施に関しては、当該金属としてはＣｒに限られず、チタン（Ｔｉ）を用いてもよい。
【０１３０】
表面層としては、共通電極形成工程（Ｓ１３）の接合電極層３４２，３４３と同様に、導電性および耐酸化性の高い金属が選択される。第１実施形態では当該金属として金（Ａｕ）が用いられる。
【０１３１】
反転用電極形成工程では、まず光学デバイス３００について、反転用電極３６１を形成させる領域のみ露出させ、他の領域をマスク（図示省略）で覆う。具体的には、電極形成領域３１３と、レジスト層３７の表面のうち端部を除く中央領域を、反転用電極３６１を形成させる領域として露出させ、他の領域がマスクに覆われる。この状態で、光学デバイス３００へ真空蒸着処理がなされることにより、レジスト層３７の表面および電気光学結晶基板３１の電極形成領域３１３の表面にコンタクト層が成膜される。次に、表面層が、コンタクト層の表面に真空蒸着処理により成膜される。
【０１３２】
以上により、光学デバイス３００のレジスト層３７の表面および電気光学結晶基板３１の電極形成領域３１３に反転用電極３６１が形成される。
【０１３３】
なお、反転用電極３６１の成膜処理は真空蒸着処理に限られず、スパッタリング処理によって形成されてもよい。また、反転用電極３６１は、第１実施形態ではコンタクト層および表面層を含む多層膜として形成したが、表面層のみを含む単層膜として形成してもよい。
【０１３４】
また、図１４に示すように、反転用電極３６１は、蒸着によりマスク（図示省略）で覆われなかった光学デバイス３００のレジスト層３７側の主面の一面に、ベタ電極として形成される。このうち、電極形成領域３１３においては、反転用電極３６１が電気光学結晶基板３１と接し、それ以外の領域においては、レジスト層３７と接することで電気光学結晶基板３１と接しない。
【０１３５】
すなわち、反転用電極３６１は、図１４のＹ方向に沿って、電極形成領域３１３に形成される反転用電極３６１と、電極形成領域３１３と接さず、レジスト層３７の表面に形成される反転用電極３６１とに分けられる。
【０１３６】
電極形成領域３１３に形成される反転用電極３６１は、さらに第１領域３１４の電極形成領域３１３に形成されるものと、第２領域３１５の電極形成領域３１３に形成されるものに分けられる。ここで、反転用電極３６１のうち、第１領域３１４の電極形成領域３１３に形成される領域を、「第１電極領域３６３」と称し、第２領域３１５の電極形成領域３１３に形成される領域を、「第２電極領域３６４」と称する。
【０１３７】
第１電極領域３６３では、配列方向に沿って第１電極幅８３１の長さを有する複数の反転用電極３６１が、配列方向に沿って第１間隔８３２の長さでそれぞれ離間して周期的に配列する。ここで、第１電極幅８３１は、第１形成領域幅８１１（図１２参照）と対応し、第１実施形態では第１電極幅８３１と第１形成領域幅８１１の長さは等しい。また、第１間隔８３２は第１間隔８２１（図１２参照）と対応し、第１実施形態では第１間隔８３２と第１間隔８２１の長さは等しい。
【０１３８】
第２電極領域３６４では、配列方向に沿って第２電極幅８４１の長さを有する複数の反転用電極３６１が、配列方向に沿って第２間隔８４２の長さでそれぞれ離間して周期的に配列する。ここで、第２電極幅８４１は、第２形成領域幅８１２（図１２参照）と対応し、第１実施形態では第２電極幅８４１と第２形成領域幅８１２の長さは等しい。また、第２間隔８４２は第２間隔８２２（図１２参照）と対応し、第１実施形態では第２間隔８４２と第２間隔８２２の長さは等しい。
【０１３９】
すなわち、第１電極領域３６３と第２電極領域３６４において、第１電極幅８３１と第１間隔８３２の長さは等しく、第２電極幅８４１と第２間隔８４２の長さは等しく、第２電極幅８４１は第１電極幅８３１の２倍の長さである。
【０１４０】
また、第２電極領域３６４における反転用電極３６１の配列方向における中心線と、第１電極領域３６３における反転用電極３６１の配列方向における一部の中心線が重なるように、第１電極領域３６３と第２電極領域３６４が縦方向に配列される。図１４において、上記の中心線を図１２と同様に中心線Ｃ１として示す。
【０１４１】
図１５は、製造途中の光学デバイス３００を図１４のＢ２−Ｂ２'線にて切断したＸＹ面の断面図を示す図である。図１５に示すように、レジスト層３７の表面、および電極形成領域３１３に反転用電極３６１が形成される。また、図１５では第２電極領域３６４における断面図を示しており、第２電極幅８４１が電極形成領域３１３であった位置に、第２間隔８４２がレジスト層３７の表面に、それぞれ形成されることを示している。
【０１４２】
図７のフローチャートに戻る。光学デバイス３００において、反転用電極３６１が形成されると、次に、保護レジスト形成工程（Ｓ１８）を行う。保護レジスト形成工程では、反転用電極３６１およびレジスト層３７を含む光学デバイス３００の上面に、保護レジスト層３８を形成する。図１６および図１７を用いて、保護レジスト形成工程を説明する。
【０１４３】
図１６は、保護レジスト形成工程後の光学デバイス３００の様子を示す平面図である。図１７は、図１６中のＢ３−Ｂ３'線での断面を示す概略図である。
【０１４４】
保護レジスト形成工程（Ｓ１８）では、第２絶縁層形成工程（Ｓ１６）と同様に、レジスト液をスピンコート法等により全面塗布した後に乾燥させて保護レジスト層３８を形成する。次に、写真製版法等により保護レジスト層３８をパターニングして、切欠き部３８１を形成する。これにより、反転用電極３６１のうち、後の分極反転工程（Ｓ１９）において後述のプローブ７２１を接触させるコンタクト部３６２を露出させ、残りの部分は保護レジスト層３８により保護する。
【０１４５】
なお、本実施形態では、上記のように保護レジスト層３８により、後の工程における反転要電極３６１へのダメージを防止するが、本願発明の実施に関しては、保護レジスト層３８は必須ではない。保護レジスト層３８を設けずに、すなわち保護レジスト形成工程（Ｓ１８）を省略して、次の分極反転工程（Ｓ１９）を行う構成としてもよい。
【０１４６】
図７のフローチャートに戻る。光学デバイス３００において、保護レジスト層３８のパターニングが完了すると、次に、分極反転工程（Ｓ１９）を行う。分極反転工程では、電圧印加法によって、電気光学結晶基板３１のうちレジスト層３７の凹部である電極形成領域３１３に対応する領域の分極反転を行う。図１８から図２１までを用いて、分極反転工程（Ｓ１９）を説明する。
【０１４７】
図１８は、分極反転工程中の光学デバイス３００の様子を示す模式図である。第１実施形態における分極反転工程では、図１８に示す電圧印加装置７０を用いる。電圧印加装置７０は、電圧印加槽７１１、プローブ７２１，７２２、電圧源７２４およびプローブ７２１，７２２と電圧源７２４とを電気的に接続する電線７２３を備える。
【０１４８】
分極反転工程が開始されると、まず、シリコンオイル７１２が貯留された電圧印加槽７１１に製造途中の光学デバイス３００を浸漬させる。この状態で、次にプローブ７２１を反転用電極３６１のコンタクト部３６２に、プローブ７２２を接合電極層３４２を介してコンタクト電極層３４４に電気的に接続し、電圧源７２４によりプローブ７２１とプローブ７２２の間に高電圧を印加する。
【０１４９】
図１９は、高電圧印加中の光学デバイス３００の様子を示す模式図である。電圧源７２４による高電圧の印加により。反転用電極３６１とコンタクト電極層３４４との間で電界が発生し、電気光学結晶基板３１のうち電極形成領域３１３に対応する領域から、反対側の主面である絶縁層３３側の主面まで分極反転部３２１が徐々に形成される。
【０１５０】
図２０は、高電圧の印加によって、光学デバイス３００に周期分極反転領域３２が形成された後の様子を示す模式図である。各電極形成領域３１３に対し、電気光学結晶基板３１内に生じる電界が均一に生じれば、分極反転部３２１が電気光学結晶基板３１の主面に対して図２０に示すようにそれぞれ垂直に形成される。
【０１５１】
図２１は、分極反転工程（Ｓ１９）後の電気光学結晶基板３１内部の分極の様子を示す概念図である。図２１において、Ｘ方向が配列方向（図６のＸ方向）に相当し、Ｚ方向が縦方向（図６のＺ方向）に相当し、図２１における分極反転部３２１の位置関係は図１２に示す電極形成領域３１３と対応する。
【０１５２】
図２０および図２１に示すように、電気光学結晶基板３１において電極形成領域３１３に対応する領域に分極反転部３２１が形成され、それ以外の領域は、レジスト層３７が残留したために電界が作用せず、分極反転しなかった非分極反転部３２２となる。配列方向に互いに隣接する分極反転部３２１および非分極反転部３２２により分極反転対３２が形成され、分極反転対３２が、配列方向に沿って周期的に配列することで、周期分極反転領域が形成される。
【０１５３】
図１２の第１領域３１４および第２領域３１５と、それぞれ対応する位置の周期分極反転領域が、周期分極反転領域３２３および３２４となる。
【０１５４】
高電圧の印加により、周期分極反転領域３２３および３２４が形成された後、電圧印加槽７１１から光学デバイス３００を取り出す。
【０１５５】
ここで、反転用電極３６１の好適な形状について、図１２，図１４および図２１から図２３までを用いて説明する。
【０１５６】
第１実施形態における電極形成領域３１３は、図１２の中心線Ｃ１に示すように、第１形成領域幅８１１の一部の中心線と、第２形成領域幅８１２の中心線とが重なるように、第１領域３１４および第２領域３１５が縦方向に配列した。すなわち、中心線Ｃ１を基準に、第２領域３１５における電極形成領域３１３が、第１領域３１４の任意の電極形成領域３１３に対して配列方向に対称構造となるよう形成した。これにより、反転用電極３６１も中心線Ｃ１を基準に上記の対称構造（図１４参照）となり、その結果、図２１に示すように分極反転部３２１も中心線Ｃ１を基準に配列方向に対称構造となる。
【０１５７】
実際に、分極反転工程において電圧印加法により分極反転部３２１を形成すると、反転用電極３６１のうち第１領域３１４の、第２領域３１５との縦方向における接続部分（図１４参照）において、反転用電極３６１の幅の違いに起因して電界の不均一が生じる。
【０１５８】
ここで、電界の分布について説明する。「特開２００９−１８６６３４号公報」でも説明されているように、矩形の電極片に電圧を印加し、電極間に電界を発生させた場合、電極片のエッジで電界強度が最大となる電界分布をとる。このため、分極反転も電極片のエッジから発生しやすい特性があり、早期発生に起因してエッジ部分で分極反転が多く進み、エッジ部分において設計通りに分極反転構造が形成されず、分極反転部が膨らむことがある。
【０１５９】
第１実施形態の場合、反転用電極３６１のうち第１領域３１４の、第２領域３１５との縦方向における接続部分には、反転用電極３６１の幅の違いに起因して電極のエッジが多い。これにより、当該接続部分で分極反転の形成速度が他の領域よりも速くなり、図２１に示すように分極反転部３２１が当該接続部分で反転用電極３６１の形状よりも膨らんで形成される。図２１中に、この膨らみ部分を、「膨れＦ１」および「膨れＦ２」として記す。
【０１６０】
これら膨れＦ１，Ｆ２は、本来非分極反転部３２２となるべき領域であり、かかる膨れＦ１，Ｆ２が生じると、分極反転部３２１の形状が設計と異なるため、本来の光変調特性を発揮できないおそれがある。
【０１６１】
しかしながら、第１実施形態では図１２，図１４に示すように、電極形成領域３１３および反転用電極３６１が中心線Ｃ１を基準に対称に形成されるため、図２１に示すように膨れＦ１，Ｆ２も各分極反転部３２１において配列方向に左右対称に生じる。配列方向は、光ビーム入射時の回折方向と対応する。これにより、かかる膨れが生じることに起因して回折特性、すなわち変調特性が設計値と相違するようになっても、当該相違が左右対称に生じることで、光変調特性の左右の非対称性に起因するデバイス性能の低下を抑制することができる。
【０１６２】
この点、例えば図２２に示すように、第１領域３１４における電極形成領域３１３を、第２領域３１５における電極形成領域３１３ごとの配列方向における中心線Ｃ１に対して左右対称に形成しない場合、図２３のように周期分極反転領域３２４における分極反転部３２１が配列方向にそれぞれ左右非対称となり、光変調特性が回折方向で非対称となって、変調特性が第１実施形態の場合と比べ、低くなる。
【０１６３】
上記をまとめると、第１実施形態において、縦方向（Ｚ方向）に多段に配列する複数の周期分極反転領域３２３，３２４を形成するために、電気光学結晶基板３１の一方主面に設けられる反転用電極３６１は、平板状の電気光学結晶基板３１の一方主面（Ｙ側のＺＸ面）に設けられる。また、反転用電極３６１は、当該一方主面に形成された複数の隙間を有する絶縁層としてのレジスト層３７、およびレジスト層３７の複数の隙間にて露出した当該一方主面である電極形成領域３１３に、形成される。電極形成領域３１３に形成される反転用電極３６１は、配列方向（Ｘ方向）に沿って第１電極幅８３１の長さを有する複数の反転用電極３６１が第１間隔８３２で離間して周期的に配列する第１電極領域３６３と、配列方向に沿って第２電極幅８４１の長さを有する複数の反転用電極３６１が第２間隔８４２で離間して周期的に配列する第２電極領域３６４と、を有する。そして、第１電極幅８３１と第１間隔８３２の長さは等しく、第２電極幅８４１と第２間隔８４２の長さは等しく、第２電極幅８４１は、第１電極幅８３１の整数倍（偶数倍、より好適には２倍）の長さであり、第１電極領域３６３は、第２電極領域３６４に対し、配列方向に対して垂直な方向である縦方向（Ｚ方向）に、第２電極領域３６４における反転用電極３６１の配列方向における中心線と、第１電極領域３６３における反転用電極３６１の配列方向における一部の中心線と、が重なるように配列することを特徴とする。
【０１６４】
これにより、分極反転部３２１に膨れが生じても、当該膨れが分極反転部３２１のそれぞれにおいて配列方向に左右対称に生じるため、回折特性の設計値からのズレを抑制でき、より高精度な周期分極反転構造を実現することができる。
【０１６５】
図７のフローチャートに戻る。分極反転工程（Ｓ１９）により複数の周期分極反転領域３２３，３２４が形成されると、次に、反転用電極３６１等を取り除く除去工程と、駆動用の電極３６を形成する駆動電極形成工程を有する仕上工程（Ｓ２０）を行う。
【０１６６】
仕上工程（Ｓ２０）が開始されると、複数の周期分極反転領域３２３，３２４が形成された電気光学結晶基板３１の主面から、レジスト層３７、反転用電極３６１および保護レジスト層３８を除去する（除去工程）。また、支持基板３５等は、整形のため必要に応じて研磨される。
【０１６７】
その後、蒸着装置により、電気光学結晶基板３１の絶縁層３３と反対側の主面（一方主面）に、電極３６を形成する（駆動電極形成工程）。
【０１６８】
これにより、図３ないし図６に示す光学デバイス３が得られる。ここで、コンタクト電極層３４１，３４４、接合電極層３４２，３４３および接合はんだ３４５は、共通電極３４として扱われる。
【０１６９】
ここで、図３乃至図５において説明したように、駆動電極としての電極３６は、周期分極反転領域３２３を含む一方主面（Ｙ側のＺＸ面）上および周期分極反転領域３２４を含む一方主面（Ｙ側のＺＸ面）上に、縦方向（Ｚ方向）に亘って延設される。
【０１７０】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、反転用電極３６１の形状を、第２電極領域３６４における反転用電極３６１の配列方向における中心線と、第１電極領域３６３における反転用電極３６１の配列方向における一部の中心線と、が重なるように縦方向に配列させる形状とした。これにより、分極反転部３２１に膨れが生じても、当該膨れが分極反転部３２１のそれぞれにおいて配列方向に左右対称に生じるため、回折特性の左右非対称性を抑制できた。
【０１７１】
しかしながら、分極反転部３２１の周期が短い等の条件によっては、当該膨れが配列方向に隣接する他の分極反転部３２１にまで膨れ拡がって癒着することで、周期分極反転構造が正確に形成されず、かかる光学デバイスを光変調器へ応用する場合には回折効率が低下する等の悪影響が生じるおそれがある。このように、分極反転部３２１の周期が短い等の条件次第では、膨れが生じない、または膨れが第１実施形態よりも抑制される反転用電極３６１の形状が必要となる。
【０１７２】
本願の第２実施形態は、光進行方向に多段に配列される周期分極反転構造の間に隙間を設ける点で第１実施形態と相違する。かかる隙間を設けることにより、分極反転部３２１の膨れを抑制することができる。
【０１７３】
図２４に、第２実施形態における製造途中の光学デバイス３０１の概略図を示す。図２４は、第２絶縁層形成工程後（図７参照）の光学デバイス３０１を示している。第２実施形態において、第１実施形態と相違するのは、電極形成領域３１３の形状であり、これに伴い反転用電極３６１の形状、分極反転部３２１の形状が相違する以外は、第１実施形態と同様の構成である。このため、特に断らない場合には第１実施形態と同符号を附して説明し、第１実施形態と同じ工程・構造等については適宜説明を省略する。
【０１７４】
図２４に示すように、第２実施形態においてレジスト層３７をパターニングして得られる電極形成領域３１３は、Ｚ方向に、第１領域３１４および第２領域３１５の２個の領域に分けられる。それぞれの領域内において、電極形成領域３１３のＸ方向における配列は、第１実施形態と同様であり、各部の幅は、第１実施形態と同様の用語にて称する。
【０１７５】
すなわち、第２実施形態においても、第１形成領域幅８１１と第１間隔８２１の長さは等しい。すなわち、第１領域３１４では、配列方向に沿って、レジスト層３７が設けられる領域と、電極形成領域３１３が設けられる領域が、それぞれ等間隔に周期的に配列する。
【０１７６】
また、第２形成領域幅８１２と第２間隔８２２の長さは等しい。すなわち、第２領域３１５では、配列方向に沿って、レジスト層３７が設けられる領域と、電極形成領域３１３が設けられる領域が、それぞれ等間隔に周期的に配列する。
【０１７７】
そして、第２形成領域幅８１２は、第１形成領域幅８１１の２倍の長さを有する。本発明の実施に関しては、第２形成領域幅８１２は、第１形成領域幅８１１の２倍の長さであることは必須ではないが、少なくとも整数倍の長さであり、その中でも２倍の長さであることが好適である。
【０１７８】
ここで、第２実施形態が第１実施形態と相違する点は、第１領域３１４における電極形成領域３１３が、第２領域３１５の電極形成領域３１３と縦方向に接続せず、所定の距離で離間する点である。以降、当該所定の距離を「離間幅８５１」と称する。
【０１７９】
換言すると、第１領域３１４の電極形成領域３１３と、第２領域３１５の電極形成領域３１３との間には、縦方向に離間幅８５１分の距離だけレジスト層３７が存する。
【０１８０】
第２実施形態において、離間幅８５１は第１間隔８２１の長さと等しい。本発明の実施に関しては、離間幅８５１と第１間隔８２１の長さが等しいことは必須ではない。このように構成することの効果については、後述する。
【０１８１】
第１領域３１４および第２領域３１５におけるそれぞれの電極形成領域３１３の配列方向における中心線の関係は、第１実施形態と同様である。すなわち、第２領域３１５における、任意の電極形成領域３１３の配列方向における中心線と、当該電極形成領域３１３と縦方向に離間幅８５１だけ離間する第１領域３１４における一部の電極形成領域３１３の配列方向における中心線は重なる。図２４中に、上記の一致する中心線を中心線Ｃ１として示す。
【０１８２】
図２５は、第２実施形態における反転用電極形成工程後（図７参照）の製造途中の光学デバイスの平面図を示す概念図である。第２実施形態において、図２４のような電極形成領域３１３を有する製造途中の光学デバイス３０１に対し、反転用電極形成工程を行うと、図２５に示すように反転用電極３６１が電極形成領域３１３およびレジスト層３７の表面に形成される。
【０１８３】
図２５は、第１実施形態の図１４と対応する。すなわち、図２５に示すように、第２実施形態において電極形成領域３１３に直接形成される反転用電極３６１は、Ｚ方向に、第１電極領域３６３および第２電極領域３６４の２個の領域に分けられる。それぞれの領域内において、電極形成領域３１３のＸ方向における配列は、第１実施形態と同様であり、各部の幅は、第１実施形態と同様の用語にて称する。
【０１８４】
すなわち、第２実施形態においても、第１電極幅８３１と第１間隔８３２の長さは等しく、第２電極幅８４１と第２間隔８４２の長さは等しい。
【０１８５】
そして、第２電極幅８４１は、第１電極幅８３１の２倍の長さを有する。本発明の実施に関しては、第２電極幅８４１は、第１電極幅８３１の２倍の長さであることは必須ではないが、少なくとも整数倍の長さであり、その中でも２倍の長さであることが好適である。
【０１８６】
ここで、第２実施形態が第１実施形態と相違する点は、第１電極領域３６３において、電極形成領域３１３に形成された反転用電極３６１が、第２電極領域３６４の電極形成領域３１３に形成された反転用電極３６１と縦方向に接続せず、所定の距離で離間する点である。以降、当該所定の距離を「離間幅８５２」と称する。離間幅８５２は、図２４の離間幅８５１と対応する。
【０１８７】
第２実施形態において、離間幅８５１と第１間隔８２１とが等しいことに対応して、離間幅８５２は第１間隔８３２の長さと等しい。本発明の実施に関しては、離間幅８５２と第１間隔８３２の長さが等しいことは必須ではない。しかしながら、このように構成することで、電極形成領域３１３に後に形成される反転用電極３６１から電気光学結晶基板３１へ与えられる電界によって分極反転部３２１が形成される際、第１電極領域３６３における第１間隔８３２と、離間幅８５２との距離が等しいことから、いずれか間隔が狭い方において分極反転部３２１の膨れが偏って生じることを防止でき、その結果、隣接する分極反転部３２１と癒着することを防止することができる。
【０１８８】
次に、第２実施形態における反転用電極３６１の形状の効果について説明する。図２５に示すように形成された反転用電極３６１に対し、分極反転工程（図７参照）において電圧が印加され、反転用電極３６１に対応する電気光学結晶基板３１内に分極反転部３２１が形成される際、第１実施形態と同様に、第２電極領域３６４における反転用電極３６１と第１電極領域３６３における反転用電極３６１とが中心線Ｃ１を基準に配列方向に対称構造を有することから、分極反転部３２１に膨れが生じても、当該膨れが分極反転部３２１のそれぞれにおいて配列方向に左右対称に生じるため、回折特性の低下が抑制できる。
【０１８９】
また、第２実施形態では、さらに第１電極領域３６３と第２電極領域３６４が縦方向に離間することで、電極形成領域３１３に直接形成される反転用電極３６１のうち、配列方向における幅が互いに異なる反転用電極３６１間と対応する電気光学結晶基板３１の分極反転部３２１間で、お互いの電界の影響を受けにくくなり、分極反転部３２１の膨れが第１実施形態と比べ抑制される。
【０１９０】
図２６は、上記の分極反転工程により光学デバイス３０１に形成される周期分極反転領域３２３および３２４を概念的に示す図である。離間幅８５２（図２５参照）に対応して、周期分極反転領域３２３および３２４の間には幅８０３の非分極反転部３２２が位置する。
【０１９１】
ここで、図２６に示すように周期分極反転領域３２３，３２４の間に非分極反転部３２２が位置すると、完成した光学デバイス３が光変調器として動作する際の回折格子としての特性が、非分極反転部３２２が幅８０３で位置しない場合と比べ変化する。しかしながら、幅８０３が、縦方向に多段に配列する複数の周期分極反転領域のうち、配列周期が長い方における、非分極反転部３２２の配列方向における幅、すなわち周期分極反転領域３２４の第２幅８０２よりも短い距離であれば、幅８０３分の非分極反転部３２２を設けない場合と比べ変化する回折格子としての特性は、実際の変調動作上問題のない範囲となる。
【０１９２】
したがって、幅８０３は縦方向に多段に配列する複数の周期分極反転領域のうち、配列周期が長い方である周期分極反転領域３２４の第２幅８０２よりも短い距離であることが好適である。ここで、幅８０３は離間幅８５１と対応し、第２幅８０２は第２間隔８２２と対応する（図２４参照）。すなわち、このような構成とするためには、第２絶縁層形成工程において形成されるレジスト層３７のレジストパターンが、離間幅８５１が第２間隔８２２よりも短い距離となるように設計すればよい。
【０１９３】
以上より、回折格子の設計への影響という観点からは、離間幅８５１が第２間隔８２２よりも短い距離となることが好適であり、分極反転部３２１の均一な形成という観点からは、離間幅８５１が第１間隔８２１と等しい距離であることが好適である。すなわち、離間幅８５１は、第２間隔８２２よりも短く、第１間隔８２１以上の距離であることが好適であり、離間幅８５１が第１間隔８２１と等しい距離であることがより好適である。
【０１９４】
＜第３実施形態＞
第２実施形態では、第２電極領域３６４における反転用電極３６１の配列方向における中心線と、第１電極領域３６３における反転用電極３６１の配列方向における一部の中心線と、が重なるように縦方向に配列させ、さらに第２電極領域３６４における反転用電極３６１と第１電極領域３６３における反転用電極３６１が縦方向に離間する形状とした。これにより、分極反転部３２１に膨れが生じても、当該膨れが分極反転部３２１のそれぞれにおいて配列方向に左右対称に生じるため、回折特性の低下が抑制できることに加え、
縦方向に配列する反転用電極３６１に対応する電気光学結晶基板３１間で、互いの電界の影響を受けにくくなり、分極反転部３２１の膨れがより抑制された。
【０１９５】
しかしながら、分極反転部３２１がより短周期である場合や、分極反転工程における印加電圧が高い場合、そして、レジスト層３７の薄膜化や材料選択の都合上レジスト層３７に用いる絶縁材料の絶縁性が不十分である場合等、条件によっては、第２実施形態のような対策をとっても、縦方向に配列する反転用電極３６１に対応する電気光学結晶基板３１間で、互いの電界の影響を受け、分極反転部３２１の膨れが生じるおそれがある。
【０１９６】
本願の第３実施形態は、縦方向に多段に配列される周期分極反転領域３２３，３２４の間に隙間を設ける点で第２実施形態と共通し、周期分極反転領域３２３，３２４の配置する位置関係が第１実施形態および第２実施形態と相違する。
【０１９７】
図２７に、第３実施形態における製造途中の光学デバイス３０２の概略図を示す。図２７は、第２絶縁層形成工程後（図７参照）の光学デバイス３０２を示している。第３実施形態において、第２実施形態と相違するのは、電極形成領域３１３の形状であり、これに伴い反転用電極３６１の形状、分極反転部３２１の形状が相違する以外は、第２実施形態と同様の構成である。このため、特に断らない場合には第２実施形態と同符号を附して説明し、第２実施形態と同じ工程・構造等については適宜説明を省略する。
【０１９８】
図２７に示すように、第３実施形態においてレジスト層３７をパターニングして得られる電極形成領域３１３は、Ｚ方向に、第１領域３１４および第２領域３１５の２個の領域に分けられる。それぞれの領域内において、電極形成領域３１３のＸ方向における配列は、第２実施形態と同様であり、各部の幅は、第２実施形態と同様の用語にて称する。
【０１９９】
すなわち、第３実施形態においても、第１形成領域幅８１１と第１間隔８２１の長さは等しく、第２形成領域幅８１２と第２間隔８２２の長さは等しい。また、第２形成領域幅８１２は、第１形成領域幅８１１の２倍の長さを有する。本発明の実施に関しては、第２形成領域幅８１２は、第１形成領域幅８１１の２倍の長さであることは必須ではないが、少なくとも整数倍の長さであり、その中でも２倍の長さであることが好適である。
【０２００】
第３実施形態では、第２実施形態と同様に、第１領域３１４における電極形成領域３１３が、第２領域３１５の電極形成領域３１３と縦方向に接続せず、所定の距離で離間する。当該所定の距離は、第２実施形態と同様に「離間幅８５１」と称する。
【０２０１】
また、第３実施形態では、第２実施形態と同様に、離間幅８５１が第１間隔８２１と等しい長さを有する。この構成による効果は、第２実施形態と同様である。また、本発明の実施に関しては、離間幅８５１と第１間隔８２１の長さが等しいことは必須ではない。
【０２０２】
ここで、第３実施形態が第２実施形態と相違する点は、第１領域３１４および第２領域３１５におけるそれぞれの電極形成領域３１３の配列方向における中心線の位置関係である。
【０２０３】
第３実施形態では、第２領域３１５における、任意の電極形成領域３１３の配列方向における中心線は、当該電極形成領域３１３と縦方向に離間幅８５１だけ離間する第１領域３１４における一部の電極形成領域３１３の配列方向における中心線とは一致しない。
【０２０４】
その代わりに、第２領域３１５における、任意の電極形成領域３１３の配列方向における中心線は、第１領域３１４において第１間隔８２１で配列方向に隣接する複数の電極形成領域３１３間のレジスト層３７の配列方向における中心線と重なるように、第１領域３１４および第２領域３１５の電極形成領域３１３が縦方向に配列する。図２７中に、上記の一致する中心線を中心線Ｃ２として示す。
【０２０５】
なお、図２７中には、中心線Ｃ２を１本のみ図示しているが、これは代表的に中心線を図示したものであり、実際には第２領域３１５における複数の電極形成領域３１３のそれぞれの配列方向における中心線が、当該電極形成領域３１３と縦方向にそれぞれ離間幅８５２だけ離間して配置する第１領域３１４における電極形成領域３１３間に位置するレジスト層３７の配列方向における個別の中心線と重なる。
【０２０６】
換言すれば、配列方向において、任意の中心線Ｃ２から、第１領域３１４において当該中心線Ｃ２が通るレジスト層３７の端（電極形成領域３１３との境界線）までの距離８６２は、第１形成領域幅８１１の１／２倍の長さであり、第２形成領域幅８１２の１／４倍の長さである。上記のような電極形成領域３１３の配置の効果については、後述する。
【０２０７】
図２８は、第３実施形態における反転用電極形成工程後（図７参照）の製造途中の光学デバイス３０２の平面図を示す概念図である。第３実施形態において、図２７のような電極形成領域３１３を有する製造途中の光学デバイス３０２に対し、反転用電極形成工程を行うと、図２８に示すように反転用電極３６１が電極形成領域３１３およびレジスト層３７の表面に形成される。
【０２０８】
図２８は、第１実施形態の図１４と対応する。すなわち、図２８に示すように、第３実施形態において電極形成領域３１３に直接形成される反転用電極３６１は、Ｚ方向に、第１電極領域３６３および第２電極領域３６４の２個の領域に分けられる。それぞれの領域内において、電極形成領域３１３のＸ方向における配列は、第２実施形態と同様であり、各部の幅は、第２実施形態と同様の用語にて称する。
【０２０９】
すなわち、第３実施形態においても、第１電極幅８３１と第１間隔８３２の長さは等しく、第２電極幅８４１と第２間隔８４２の長さは等しい。
【０２１０】
そして、第２電極幅８４１は、第１電極幅８３１の２倍の長さを有する。本発明の実施に関しては、第２電極幅８４１は、第１電極幅８３１の２倍の長さであることは必須ではないが、少なくとも整数倍の長さであり、その中でも２倍の長さであることが好適である。
【０２１１】
第３実施形態では、第２実施形態と同様に、電極形成領域３１３に形成される反転用電極３６１において、第１電極領域３６３に形成された反転用電極３６１と第２電極領域３６４に形成された反転用電極３６１が縦方向に接続せず、所定の距離で離間する。以降、当該所定の距離を「離間幅８５２」と称する。離間幅８５２は、図２７の離間幅８５１と対応する。
【０２１２】
ここで、第３実施形態が第２実施形態と相違する点は、第２電極領域３６４において、電極形成領域３１３上に直接形成された任意の反転用電極３６１の配列方向における中心線が、第１電極領域３６３において第１間隔８３２で配列方向に隣接する複数の反転用電極３６１間のレジスト層３７の配列方向における中心線と重なるように、第１電極領域３６３および第２電極領域３６４の反転用電極３６１が縦方向に配列する点である。
【０２１３】
第３実施形態において、離間幅８５１と第１間隔８２１とが等しいことに対応して、離間幅８５２は第１間隔８３２の長さと等しい。本発明の実施に関しては、離間幅８５２と第１間隔８３２の長さが等しいことは必須ではない。しかしながら、このように構成することで、電極形成領域３１３に後に形成される反転用電極３６１から電気光学結晶基板３１へ与えられる電界によって分極反転部３２１が形成される際、第１電極領域３６３における第１間隔８３２と、離間幅８５２との距離が等しいことから、いずれか間隔が狭い方において分極反転部３２１の膨れが偏って生じることを防止でき、その結果、隣接する分極反転部３２１と癒着することを防止することができる。
【０２１４】
次に、第３実施形態における反転用電極３６１の形状の効果について説明する。図２８に示すように形成された反転用電極３６１に対し、分極反転工程（図７参照）において電圧が印加され、反転用電極３６１に対応する電気光学結晶基板３１内に分極反転部３２１が形成される際、第１実施形態と同様に、第２電極領域３６４における反転用電極３６１と第１電極領域３６３における反転用電極３６１とが中心線Ｃ２を基準に配列方向に対称構造を有することから、分極反転部３２１に膨れが生じても、当該膨れが分極反転部３２１のそれぞれにおいて配列方向に左右対称に生じるため、回折特性の低下が抑制できる。
【０２１５】
また、第３実施形態では、さらに第１電極領域３６３と第２電極領域３６４が縦方向に離間することで、電極形成領域３１３に直接形成される反転用電極３６１のうち、配列方向における幅が互いに異なる反転用電極３６１間と対応する電気光学結晶基板３１の分極反転部３２１間で、お互いの電界の影響を受けにくくなり、分極反転部３２１の膨れが第１実施形態と比べ抑制される。
【０２１６】
そして、第３実施形態では、図２８のように反転用電極３６１を中心線Ｃ２を基準に配列することで、第１電極領域３６３の反転用電極３６１と、第２電極領域３６４の反転用電極３６１との距離を等しくすることができる。
【０２１７】
換言すれば、第２電極領域３６４における１個の反転用電極３６１は、縦方向に第１電極領域３６３の２個の反転用電極３６１とそれぞれ重なるように配列し、これら２個の反転用電極３６１はそれぞれ第２電極領域３６４における当該反転用電極３６１と縦方向および配列方向に等しい距離だけ離間する。
【０２１８】
これにより、電極形成領域３１３に直接形成される反転用電極３６１のうち、配列方向における幅が互いに異なる反転用電極３６１間と対応する電気光学結晶基板３１の分極反転部３２１間で、お互いの電界の影響を受けたとしても、その距離がそれぞれ等しいために受ける影響を画一化でき、偏った電界が与えられることに起因する分極反転部３２１の膨れを抑制できる。
【０２１９】
図２９は、上記の分極反転工程により光学デバイス３０２に形成される周期分極反転領域３２３および３２４を概念的に示す図である。離間幅８５２（図２８参照）に対応して、周期分極反転領域３２３および３２４の間には幅８０３の非分極反転部３２２が位置する。
【０２２０】
ここで、図２８に示すように周期分極反転領域３２３，３２４の間に非分極反転部３２２が位置すると、完成した光学デバイス３が光変調器として動作する際の回折格子としての特性が、非分極反転部３２２が幅８０３で位置しない場合と比べ変化する。しかしながら、幅８０３が、縦方向に多段に配列する複数の周期分極反転領域のうち、配列周期が長い方における、非分極反転部３２２の配列方向における幅、すなわち周期分極反転領域３２４の第２幅８０２よりも短い距離であれば、幅８０３分の非分極反転部３２２を設けない場合と比べ変化する回折格子としての特性は、実際の変調動作上問題のない範囲となる。
【０２２１】
したがって、幅８０３は縦方向に多段に配列する複数の周期分極反転領域のうち、配列周期が長い方である周期分極反転領域３２４の第２幅８０２よりも短い距離であることが好適である。ここで、幅８０３は離間幅８５１と対応し、第２幅８０２は第２間隔８２２と対応する（図２７参照）。すなわち、このような構成とするためには、第２絶縁層形成工程において形成されるレジスト層３７のレジストパターンが、離間幅８５１が第２間隔８２２よりも短い距離となるように設計すればよい。
【０２２２】
以上より、回折格子の設計への影響という観点からは、離間幅８５１が第２間隔８２２よりも短い距離となることが好適であり、分極反転部３２１の均一な形成という観点からは、離間幅８５１が第１間隔８２１と等しい距離であることが好適である。すなわち、離間幅８５１は、第２間隔８２２よりも短く、第１間隔８２１以上の距離であることが好適であり、離間幅８５１が第１間隔８２１と等しい距離であることがより好適である。
【０２２３】
＜第４実施形態＞
第２、および第３実施形態では、縦方向に複数配列する周期分極反転領域として、２段の周期分極反転領域３２３，３２４を説明した。これらの周期分極反転領域３２３，３２４は、縦方向に離間幅８０３だけ離間して多段に配列する（図２６または図２９参照）。上記の実施形態では、かかる離間幅８０３や第１幅８０１、および第２幅８０２の大きさ、周期分極反転領域３２３および周期分極反転領域３２４の縦方向の長さについての具体的数値は限定されない。
【０２２４】
図２９を参照する。第４実施形態では、周期分極反転領域３２３，３２４により構成される回折格子において、より好適な消光比が得られる各部のサイズを説明する。なお、第４実施形態における周期分極反転構造の製造方法、光学デバイスの製造方法、反転用電極および電気光学結晶基板の構成は、第３実施形態と同様である。
【０２２５】
第４実施形態において、図２９に示される光学デバイス３０２には、電気光学結晶基板３１および支持基板３５として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を５ｍｏｌ％添加した平板状のリチウムナイオベート（ＭｇＯ：ＬＮ）の単結晶基板を用い、絶縁層３３としてＳｉＯ２を用いる。電気光学結晶基板３１は研磨工程（Ｓ１５、図７参照）により３５μｍの厚みとされる。
【０２２６】
また、第４実施形態において、図２９に示される光学デバイス３０２における第１幅８０１は１０μｍである。そして、第２幅８０２はその２倍である２０μｍである。また、離間幅８０３は、第１幅と同じく１０μｍである。
【０２２７】
周期分極反転領域３２３，３２４の縦方向の長さを説明する。周期分極反転領域３２３に含まれる分極反転部３２１の縦方向の長さは、２１０μｍであり、周期分極反転領域３２４に含まれる分極反転部３２１の縦方向の長さは、３２０μｍである。
【０２２８】
ここで、これらのサイズの決定手法を説明する。まずはじめに、第１幅８０１の大きさとして、分極反転工程（Ｓ１９、図７参照）において、分極反転部３２１が設計値よりも膨らんで隣接する分極反転部３２１と癒着しない限りにおいて小さいサイズを選択する。分極反転部３２１は、電気光学結晶基板３１の厚みが厚いほど、設計値よりも膨らんで形成される傾向がある。かかる膨らみが隣接する分極反転部３２１と接触すると、本来は隣接する分極反転部３２１間を非分極反転部３２２が隔てるべきところを分極反転部３２１が橋渡しのように存在する状態（癒着）となり、周期的に分極反転部３２１と非分極反転部３２２が配列せず、光学デバイス３の回折格子としての性能（消光比等）が低下する。
【０２２９】
このような癒着を避けるためには、隣接する分極反転部３２１間の間隔を広げればよいので、癒着を回避する観点では第１幅８０１の幅は大きいほうが良い。しかし、第１幅８０１が大きくなると、回折格子のサイズも大きくなり、高精細な光変調、すなわち回折格子の形成・非形成を電圧印加によって制御して得られる０次光のＯＮ／ＯＦＦの間隔を所望の小ささにすることができなくなる。したがって、光学デバイスのチャンネル幅を小さくする観点では、第１幅８０１の幅は小さいほうが良い。
【０２３０】
第４実施形態では、電気光学結晶基板３１の厚みが３５μｍであることから、第１幅８０１のサイズは、隣接する分極反転部３２１と癒着しない限りにおいて小さいサイズとして１０μｍを選択した。なお、電気光学結晶基板３１の厚みが３５μｍよりも厚い場合には、癒着を避ける観点から第１幅を１０μｍよりも大きくすることが好適であり、電気光学結晶基板３１の厚みが３５μｍよりも薄い場合には、チャンネル幅を小さくする観点から第１幅８０１を１０μｍよりも小さくすることが好適である。
【０２３１】
以上により、第１幅８０１のサイズが１０μｍとされると、次に第２幅８０２と離間幅８０３が決定される。第２幅８０２は、第１ないし第３実施形態で述べたように第１幅８０１の２倍のサイズが好適であるから、２０μｍが選択される。そして、離間幅８０３は、第３実施形態で述べたように第１幅８０１と同じ幅だけ離間していることが好適であるから、１０μｍが選択される。
【０２３２】
第１幅８０１、第２幅８０２および離間幅８０３が決定されると、次に、周期分極反転領域３２３，３２４に含まれる分極反転部３２１の縦方向の長さが決定される。図３０と図３１に、かかる縦方向長さの決定に用いるグラフを示す。
【０２３３】
図３０は、厚み３５μｍのＭｇＯ：ＬＮ結晶に配列周期が１０μｍの周期分極反転領域が設けられた光学デバイスに対し、８９Ｖの駆動電圧を印加して回折格子を形成させた状態で縦方向に光ビームを入射させて得られる０次光の透過光強度（全ての光ビームが回折されずに透過してきた場合を１とする）と、周期分極反転領域に含まれる分極反転部の縦方向の長さとの関係を示すグラフである。すなわち、第１幅８０１で配列する周期分極反転領域３２３に対応するグラフである。
【０２３４】
回折格子を形成させて入射光を回折させ、０次光を低減させることで光学デバイスの光変調が実現されるため、回折格子形成時の０次光の透過光強度は低いほど好適である。図３０に示されるように、第１幅８０１が１０μｍであるとき、周期分極反転領域３２３に含まれる分極反転部３２１の縦方向の長さが２００μｍ以上２５０μｍ以下の範囲（すなわち、最小値となる２２０μｍを基準に、透過光強度が＋２％より小さくなる範囲）であれば、０次光の透過光強度を低くすることができ、好適である。また、２１０μｍ以上２３５μｍ以下の範囲（すなわち、最小値となる２２０μｍを基準に、透過光強度が＋１％より小さくなる範囲）であればより好適である。このより好適な範囲において、素子長は短いほど光損失が抑えられる等の観点から、第４実施形態では２１０μｍを選択する。
【０２３５】
図３１は、厚み３５μｍのＭｇＯ：ＬＮ結晶に配列周期が２０μｍの周期分極反転領域が設けられた光学デバイスに対し、８９Ｖの駆動電圧を印加して回折格子を形成させた状態で光ビームを入射させて得られる０次光の透過光強度（全ての光ビームが回折されずに透過してきた場合を１とする）と、周期分極反転領域に含まれる分極反転部の縦方向の長さとの関係を示すグラフである。すなわち、第２幅８０２で配列する周期分極反転領域３２４に対応するグラフである。
【０２３６】
図３１に示されるように、第２幅８０２が２０μｍであるとき、周期分極反転領域３２４に含まれる分極反転部３２１の縦方向の長さが３００μｍ以上４２５μｍ以下の範囲（すなわち、最小値となる３６５μｍを基準に、透過光強度が＋２５％より小さくなる範囲）であれば、０次光の透過光強度を低くすることができ、好適である。また、３２０μｍ以上４００μｍ以下の範囲（すなわち、最小値となる３６５μｍを基準に、透過光強度が＋１０％より小さくなる範囲）であればより好適である。このより好適な範囲において、素子長は短いほど光損失が抑えられる等の観点から、第４実施形態では３２０μｍを選択する。
【０２３７】
図３０，３１に示すように、周期分極反転領域の配列周期が小さいほど、好適な分極反転部の縦方向長さは短くなる傾向がある。したがって、周期分極反転領域における分極反転部の縦方向長さは配列周期の大きさに伴って長くすることが好適であり、第１幅８０１が１０μｍ、第２幅８０２が２０μｍを用いる第４実施形態においては、それぞれ分極反転部の縦方向長さとして２１０μｍ、３２０μｍが好適である。
【０２３８】
以上のようなサイズの選択により、第４実施形態では第３実施形態における効果に加え、高い消光比を得るために好適な回折格子構造を有する光学デバイスを実現することができる。
【０２３９】
なお、第４実施形態では、第３実施形態における光学デバイスについて、サイズの選択を説明したが、本発明の実施においてはこれに限られず、第１および第２実施形態においても同様のサイズの選択を行うことで、好適な回折格子構造を有する光学デバイスを実現することができる。
【０２４０】
＜変形例＞
上記のように、本発明の特定の実施形態として第１、第２、第３および第４実施形態を説明したが、本発明の実施に関しては、これら特定の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改変を行った上で実施してもよい。以降、本発明の変形例について説明する。
【０２４１】
＜変形例：３段以上の周期分極反転構造＞
第１実施形態では、縦方向に複数配列する周期分極反転領域として、２段の周期分極反転領域３２３，３２４を説明した。しかしながら、本発明の実施に関しては、これに限られず、２以上に多段に配列した周期分極反転領域を含む周期分極反転構造を製造してもよい。
【０２４２】
図３２は、３段の周期分極反転領域３２３，３２４および３２５を示す図である。図面の表し方は、第１実施形態の図２１と対応する。周期分極反転領域３２３，３２４の配列する位置関係は、第１実施形態と同様である。本変形例ではさらに周期分極反転領域３２５が、周期分極反転領域３２４のＺ方向に配列する点で第１実施形態と相違する。なお、分極反転部３２１の膨れについては、図示省略している。
【０２４３】
周期分極反転領域３２５は、第３幅８０４にて配列方向（Ｘ方向）に分極反転部３２１と非分極反転部３２２が周期的に配列する。第３幅８０４は、第２幅８０２の２倍であり、第１幅８０１の４倍の長さである。
【０２４４】
次に、これら周期分極反転領域３２３，３２４および３２５の位置関係について説明する。図３０に示すように、周期分極反転領域３２５の任意の分極反転部３２１における、配列方向の中心線は、当該分極反転部３２１と縦方向に接続する周期分極反転領域３２４の分極反転部３２１における配列方向の中心線と重なる。そして、周期分極反転領域３２４の任意の分極反転部３２１における、配列方向の中心線は、当該分極反転部３２１と縦方向に接続する周期分極反転領域３２３の分極反転部３２１における配列方向の中心線と重なる。
【０２４５】
すなわち、周期分極反転領域３２５の任意の分極反転部３２１における、配列方向の中心線を「中心線Ｃ３」と定義すると、周期分極反転領域３２５の当該分極反転部３２１と縦方向に接続する周期分極反転領域３２４の分極反転部３２１における配列方向の中心線も中心線Ｃ３と一致し、周期分極反転領域３２４の当該分極反転部３２１と縦方向に接続する周期分極反転領域３２３の分極反転部３２１における配列方向の中心線も中心線Ｃ３と一致する。
【０２４６】
換言すれば、配列方向において、最も配列方向の幅が大きい周期分極反転領域３２５に含まれる１個の分極反転部３２１における中心線Ｃ３から当該分極反転部３２１と周期分極反転領域３２４を挟んで縦方向に接続する周期分極反転領域３２３における１個の分極反転部３２１の端（非分極反転部３２２との境界線）までの距離８６３は、第１幅８０１の１／２倍の長さであり、第２幅８０２の１／４倍の長さであり、第３幅８０４の１／８倍の長さである。
【０２４７】
このように構成される周期分極反転領域３２３，３２４および３２５は、第１実施形態で説明した図７の製造工程と略同様の工程で製造され、相違するのは第２絶縁層形成工程におけるレジストパターンの形状である。当変形例では、周期分極反転領域３２３，３２４および３２５に形成される分極反転部３２１と同様の形状で、レジスト層３７をパターニングし、分極反転部３２１と同様の形状の電極形成領域３１３を設ければよい。
【０２４８】
このような構成とすれば、第１実施形態と同様に、分極反転工程において分極反転部３２１に膨れが生じても、当該膨れが分極反転部３２１のそれぞれにおいて配列方向に左右対称に生じるため、回折特性の左右非対称性に伴うデバイス性能の低下が抑制できる。
【０２４９】
＜変形例２：電極形成領域３１３を予め広く、または狭く形成＞
第１実施形態において、図１２、図１４にて説明したように、電極形成領域３１３の形状と、電極形成領域３１３上に形成される反転用電極３６１の形状は一致し、図２１にて説明したように、電極形成領域３１３上に形成される反転用電極３６１の形状と分極反転部３２１の形状とは膨れ等を除き一致した。
【０２５０】
しかしながら、実際の製造工程においては、パターニングして得られた当初の電極形成領域３１３と反転用電極３６１の形状が一致しない場合がある。レジスト層３７の形成後、反転用電極３６１形成時の熱による影響等、種々の理由によりレジスト層３７に膨張・収縮や、軟化が生じて、電極形成領域３１３が変形するおそれがあるからである。かかる変形について、製造条件等から、予めレジスト層３７の変形が予測し得る場合には、第２絶縁層形成工程（図７参照）において形成する電極形成領域３１３の形状を第１実施形態の設計よりも広く、または狭く設計し、結果的に所望の反転用電極３６１の形状が得られるように構成してもよい。
【０２５１】
この場合には、図１２における第１形成領域幅８１１と第１間隔８２１は必ずしも等しいものではなく、同様に第２形成領域幅８１２と第２間隔８２２は必ずしも等しいものではない。
【０２５２】
また、電極形成領域３１３上に形成される反転用電極３６１の形状と分極反転部３２１の形状とは膨れ等を除いても一致しない場合がある。上述のように、電界は電極のエッジ部分に集中する特性を有することから、反転用電極３６１の中央部よりも端部に電界が集中し、膨れ等の影響を除いても、全体的に反転用電極３６１の形状よりも分極反転部３２１の形状が大きくなる傾向が有る。この傾向は、電気光学結晶基板３１の厚み（Ｙ方向の厚み）が厚いほど、顕著に生じる。
【０２５３】
本願では、研磨工程（図７参照）を実施することにより、電気光学結晶基板３１の厚みを薄くし、膨れ等の影響を除き、反転用電極３６１の形状と分極反転部３２１の形状が略一致するように構成している。しかしながら、電気光学結晶基板３１の厚みが十分薄くない場合等、反転用電極３６１の形状と分極反転部３２１の形状が一致しない場合には、形成後の分極反転部３２１の配列方向の幅と、非分極反転部３２２の配列方向の幅とが等しくなるように、予め反転用電極３６１の電極幅（第１実施形態では、第１電極幅８３１と第２電極幅８４１）の長さが、配列方向に隣接する反転用電極３６１間の間隔（第１実施形態では、第１間隔８３２と第２間隔８４２）の長さよりも短くなるように、電極形成領域３１３を形成するような実施としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２５４】
この発明は、電圧印加法により、電気光学結晶基板に周期分極反転構造を製造する方法に適用することができる。
【符号の説明】
【０２５５】
１      露光ユニット
２      照明光学系
３      空間光変調器
４      結像光学系
２１      光源
２２      シリンドリカルレンズ
２３      シリンドリカルレンズ
２４      シリンドリカルレンズ
３１      電気光学結晶基板
３２      分極反転対
３３      絶縁層
３４      共通電極
３５      支持基板
３６      電極（駆動電極）
３７      レジスト層
３８      保護レジスト層
４１      シリンドリカルレンズ
４２      アパーチャ
４３      シリンドリカルレンズ
５２      光軸
５３      光ビーム
５４      変調光
３００，３０１，３０２，３０３    製造途中の光学デバイス
３１１      入射面
３１２      出射面
３１３      電極形成領域
３１４      第１領域
３１５      第２領域
３２１      分極反転部
３２２      非分極反転部
３２３，３２４，３２５      周期分極反転領域
３４１，３４４      コンタクト電極層
３４２，３４３      接合電極層
３４５      接合はんだ
３６１      反転用電極
３６２      コンタクト部
３６３      第１電極領域
３６４      第２電極領域
７１１    電圧印加槽
７１２      シリコンオイル
７２１，７２２      プローブ
７２３      電線
７２４      電圧源
８０１      第１幅
８０２      第２幅
８０４      第３幅
８１１      第１形成領域幅
８２１      第２形成領域幅
８１２      第１間隔
８２２      第２間隔
８３１      第１電極幅
８４１      第２電極幅
８３２      第１間隔
８４２      第２間隔
８５１，８５２，８０３      離間幅
８６１，８６２，８６３      幅
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３      中心線
Ｆ１，Ｆ２      膨れ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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