(57)【要約】【課題】小型で低電圧駆動が可能で高い信頼性を有する有機導波路型光変調器および製造方法を提供する。【解決手段】光が伝搬するコア層、コア層を覆うクラッド層、および光を変調するための信号が印加される電極群を第一の基板および第二の基板で挟むことにより、第一の基板のそりなどが低減できる構成となり、信頼性に優れた有機導波路型光変調器を提供することができる。また、第二基板を用いることにより、光や湿気、酸素など要因からコア層となる有機結晶を保護することができ、より高い信頼性を得ることができる。【選択図】図１
2007102023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から制御された電場によって入射した光の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器であって、
第一の基板、コア層、クラッド層、電極群、および第二の基板で構成したことを特徴とする有機導波路型光変調器。
【請求項２】
外部から制御された電場によって入射した光の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器であって、
前記光が伝搬するコア層、該コア層を覆うクラッド層、および前記光を変調するための信号が印加される電極群を第一の基板および第二の基板で挟んだことを特徴とする有機導波路型光変調器。
【請求項３】
前記第一の基板および前記第二の基板を前記コア層に対して略対称になるように配置したことを特徴とする請求項１または２記載の有機導波路型光変調器。
【請求項４】
前記第一の基板および前記第二の基板を同一材料で構成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の有機導波路型光変調器。
【請求項５】
前記第一の基板および前記第二の基板を高分子樹脂系材料で構成したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の有機導波路型光変調器。
【請求項６】
前記コア層の有機結晶材料として、無機結晶に比べ非線形光学定数が大きい材料を用いたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の有機導波路型光変調器。
【請求項７】
前記有機結晶として、４−ジメチルアミノ−Ｎ−メチル−４−スチルバゾリウムトシレートを用いたことを特徴とする請求項６項記載の有機導波路型変調器。
【請求項８】
外部から制御された電場によって入射した光の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器の製造方法であって、第一の基板上に、下部クラッド層、前記光が伝搬するコア層、前記光を変調するための信号が印加される電極群、前記下部クラッド層、前記コア層、前記電極群を覆う上部クラッド層、および前記上部クラッド層を覆う前記第二の基板を順次製造することを特徴とする有機導波路型変調器の製造方法。
【請求項９】
第一の基板上にクラッド層を形成する工程、該クラッド層にコア溝を形成する工程、該コア溝にコア層を形成する工程、該コア層をクラッド層で覆う工程、該クラッド層に電極群を形成する工程、および該電極群をクラッド層で覆う工程を有する導波路型光変調器の製造方法において、
前記コア層のうち変調部のコア層を除去する工程、該コア層除去後のコア溝に有機結晶からなるコア層を形成する工程、および前記電極群側のクラッド層を第二の基板で覆う工程を備えたことを特徴とする有機導波路型光変調器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機導波路型光変調器および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のマルチメディア社会の急速な発展に伴い、より多くの情報を送受信するための大容量高速光通信の要求が高まっている。
現在、家庭やオフィス等の情報発信源から電話回線を通じて送られた電気信号は、長距離通信用の中継局に集まり、電気信号から光信号に変換される。多数の光信号が光ファイバを介して他の中継局に送られ、その中継局で再び電気信号に変換され、目的の情報受信源に送られる。
このような光通信を利用する情報は、発信源の数的な増加だけではなく、送られる情報がコンピュータのデータファイルや画像ファイルや動画ファイルのようにさらに大容量化し、それらの情報をより高速に送受信することが求められている。
【０００３】
また、より高速化のために情報発信源からの電気信号が光信号化されてきており、より短い光パルスを用いて単位時間当たりの信号量を増加させている。
大容量高速光通信の要求の高まりにより、近年、幹線系のネットワークばかりでなく、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ネットワーク端末、電子機器間、ボード間、大規模集積回路（ＬＳＩ）チップ間にも光を用いた情報伝達が提案されている。特に、機器間、ボード間、ＬＳＩチップ間を結ぶ光インタコネクションにおいて搭載されているＬＳＩチップの電源電圧は、低電圧化への傾向がある。そのためＬＳＩチップにノイズを与えないように光インタコネクションに用いられるデバイスは低電圧化が必要となっている。
【０００４】
また、電気信号に応じて光を変調する光変調器に用いられるＳｉＧｅドライバなどに代表されるドライバも、高速駆動に伴う耐電圧の問題から駆動電圧は低電圧化する方向にあり、システム全体の低消費電力の要求とも重なり低電圧化の要求が強くなっている。
この光インタコネクションにおいて、電気信号を光信号に変換するためには、レーザダイオードの直接変調による方法と、レーザダイオードからの連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光を導波路型光変調器で外部変調する方法とが挙げられる。
【０００５】
しかし、レーザダイオードの直接変調では１０Ｇｂｐｓ程度の高速変調は困難であり、より高速な信号には、主として外部変調方式が用いられる。外部変調方式の光変調のひとつに、電気光学効果を用いたものがある。電気光学効果は、光学媒体に電界を印加した場合、この光学媒体の屈折率が変化する現象であり、二次の非線形性に起因する線形電気光学効果（ポッケルス効果）と、三次の非線形性に起因する二次電気光学効果（カー効果）とがある。
【０００６】
実用的には二次の非線形定数の方が、三次の非線形定数に比べ数桁大きいため二次の非線形性を利用した電気光学効果（ポッケルス効果）が多く用いられている。
【０００７】
図３に、電気光学効果を用いた変調器の例として、無機強誘電性結晶ＬｉＮｂＯ3（以下「ＬＮ」と記す）を用いた従来のマッハツェンダ型の光変調器を示す。
同図において、光導波路部分は、適当方位で切り出されたＬＮ結晶に、Ｔｉイオンなどを拡散させることで屈折率の大きな領域をコア層とし、Ｔｉの拡散のないＬＮ結晶やシリコン酸化膜のバッファ層をクラッド層としている。
【０００８】
また、外部からの電場は、ＡｕやＣｕなどの金属からなる進行波電極で平面ストリップラインの信号電極に印加される。入射光は、入り口側のＹ分岐で２つの光導波路に分岐され、光導波路を伝搬する光は、電極に印加されたマイクロ波と相互作用して位相変化を起こす。
この位相変化を生じた光は、他方を伝搬してきた光と出口側のＹ分岐で重ね合わさり、合成波は位相変化に起因して強度変化を引き起こし、電気信号に対応した光信号に変換される。
【０００９】
このような進行波形電極において、理想的には、電気回路的帯域の制限はないが、実際には、変調信号と光伝搬速度とに差があると、このような電極構成をとっても帯域の制限を受ける。例えば、ＬＮ結晶の誘電率が約ε1＝４３、ε3＝２８、と大きいために、マイクロ波の実効屈折率ｎmが光の屈折率ｎ0＝２．１５（波長１．３μｍ）に対して大きくなり、マイクロ波と光波との速度不整合により帯域制限を受ける。
したがって、より高帯域化、すなわち高速変調するには、電極長さを小さくして、マイクロ波と光波との相互作用長を小さくする必要がある。
【００１０】
しかし、電極の長さを小さくした場合、変調のための駆動電圧が高くなり、高速化と低電圧化の両立が困難になる。現状のＬＮ変調器の一例では、１０Ｇｂｐｓで５Ｖ駆動するＬＳＩチップの電源電圧と比べて、２〜３倍の大きさとなっている。
これに対し、有機結晶や有機高分子材料は、誘電率が無機材料に比べて小さく、上記の速度不整合を改善することが期待でき、薄膜化などの加工も比較的容易であり、大きな電気光学定数を持ち、変調部の作用長を短くすることができる。
このため有機結晶や有機高分子材料は、小型、低電圧かつ高速な光変調器を実現できる可能性がある。なかでも、有機結晶の場合は、有機高分子のような分極処理を必要とせず、さらに分極緩和のような特性の経時劣化はなく、安定であることが知られている。
【００１１】
次に有機結晶の分子構造式の一例を化学式（化１）に示す。
【化１】
2007102023.tif 000003
【００１２】
同式に示す４−ジメチルアミノ−Ｎ−メチル−４−スチルバゾリウムトシレート（４−Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−４−ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅ：以下「ＤＡＳＴ」と記す）は、東北大学中西研究室において開発され、極めて大きな非線形光学定数と電気光学定数（ｄ11＝１０１０ｐｍ／Ｖ（λ＝１０．μｍ）と電気光学定数（ｒ11＝７５ｐｍ／Ｖ（λ＝８２０ｎｍ））を有し、有機結晶特有の低誘電率（ε1＝５．２）であることから、低電圧、高速の光変調や検波、ミリ波発生など関心を集めている。
【００１３】
そこで、下層クラッド部にコア溝を形成し、そのコア溝に電気光学効果を示す有機結晶ＤＡＳＴを埋め込み、ＤＡＳＴの特性を劣化しない溶媒を用いて、化学的機械研磨し、コア溝部分以外のＤＡＳＴを除去することにより、コア溝部分にＤＡＳＴを形成することによって、低電圧、高速駆動のできる導波路型光変調器を提案している（例えば、特許文献１〜３参照）。
また、本出願人は、光の入射、出射が可能で、外部から制御された電場によって光の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器において、コア層とクラッド層との間に応力緩和層を設けることで、生産性、信頼性に優れた有機導波路型光変調器を提案している（特願２００５−０５９２８０）。
【特許文献１】特開２００４−１０９４５７号公報
【特許文献２】特開２００４−４５８９１号公報
【特許文献３】特開２００３−２０２５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように、ＤＡＳＴをはじめ、ＬＮより電気光学定数の大きな有機材料を用いることで、光の位相を変化させる変調部（電気信号を光信号に変える）の作用長を小さくすることができ、変調器の小型化が可能となる。
【００１５】
しかしその一方で、従来提案されている有機結晶を使用した有機導波路型光変調器では、温度や湿度等の環境変化により基板の「そり」が発生することがわかった。このような基板のそりの発生により異材料の接合界面となる基板とクラッド層の界面、クラッド層とコア層との界面などの部分で剥離が発生しやすいことが判明した。
【００１６】
このようなことからＤＡＳＴを始めとする有機結晶をコア層に構成する場合では、光変調器全体の構成を考慮し、有機材料の利点を生かした、より小型、低電圧、高速駆動が可能で、さらに信頼性の優れた有機導波路型光変調器を構成する必要がある。
そこで、本発明の目的は、小型で低電圧駆動が可能で高い信頼性を有する有機導波路型光変調器および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、外部から制御された電場によって入射した光の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器であって、第一の基板、コア層、クラッド層、電極群、および第二の基板で構成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、光が伝搬するコア層、コア層を覆うクラッド層、および光を変調するための信号が印加される電極群を第一の基板および第二の基板で挟むことにより、第一の基板のそりなどが低減できる構成となり、信頼性に優れた有機導波路型光変調器を提供することができる。また、第二基板を用いることにより、光や湿気、酸素など要因からコア層となる有機結晶を保護することができ、より高い信頼性を得ることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、外部から制御された電場によって入射した光の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器であって、前記光が伝搬するコア層、該コア層を覆うクラッド層、および前記光を変調するための信号が印加される電極群を第一の基板および第二の基板で挟んだことを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、光が伝搬するコア層、コア層を覆うクラッド層、および光を変調するための信号が印加される電極群を第一の基板および第二の基板で挟むことにより、第一の基板のそりなどが低減できる構成となり、信頼性に優れた有機導波路型光変調器を提供することができる。また、第二基板を用いることにより、光や湿気、酸素など要因からコア層となる有機結晶を保護することができ、より高い信頼性を得ることができる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記第一の基板および前記第二の基板を前記コア層に対して略対称になるように配置したことを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、第一の基板と第二の基板とがコア層に対して略対称になるようにすることで、応力が偏在しない構成となり、より信頼性に優れた有機導波路型光変調器を提供することができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の発明において、前記第一の基板および前記第二の基板を同一材料で構成したことを特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、第一の基板および第二の基板を同一材料とすることで、応力が偏在しない構成となり、信頼性に優れた有機導波路型光変調器の提供が容易となる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項の発明において、前記第一の基板および前記第二の基板を高分子樹脂系材料で構成したことを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明によれば、第一の基板および第二の基板を高分子樹脂系材料とすることで、物性がクラッド層と近くなるので、より応力が発生しにくくなり、信頼性に優れた有機導波路型光変調器を提供することができる。
【００２７】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の発明において、前記コア層の有機結晶材料として、無機結晶に比べ非線形光学定数が大きい材料を用いたことを特徴とする。
【００２８】
請求項６記載の発明によれば、コア層の有機結晶材料として、無機結晶に比べ非線形光学定数が大きい材料を用いたことにより、低電圧で高速かつ信頼性の高い有機導波路型光変調器を提供することができる。
【００２９】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記有機結晶として、４−ジメチルアミノ−Ｎ−メチル−４−スチルバゾリウムトシレートを用いたことを特徴とする。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、電気光学定数（ＥＯ定数）が大きく、誘電率が小さく、かつ耐熱性にも優れた４−ジメチルアミノ−Ｎ−メチル−４−スチルバゾリウムトシレート（ＤＡＳＴ）を電気光学効果の媒体に用いることで、低電圧で高速かつ信頼性の高い有機導波路型光変調器を提供することができる。
【００３１】
請求項８記載の発明は、外部から制御された電場によって入射した光の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器の製造方法において、第一の基板上に、下部クラッド層、前記光が伝搬するコア層、前記光を変調するための信号が印加される電極群、前記下部クラッド層、前記コア層、前記電極群を覆う上部クラッド層、および前記上部クラッド層を覆う前記第二の基板を順次製造することを特徴とする。
【００３２】
請求項８記載の発明によれば、コア層、クラッド層および電極群を第一の基板及び第二の基板で挟む構成とすることにより、外部衝撃に強い構成とすることができ、信頼性に優れた有機導波路型光変調器の製造方法を提供することができる。
【００３３】
請求項９記載の発明は、第一の基板上にクラッド層を形成する工程、該クラッド層にコア溝を形成する工程、該コア溝にコア層を形成する工程、該コア層をクラッド層で覆う工程、該クラッド層に電極群を形成する工程、および該電極群をクラッド層で覆う工程を有する導波路型光変調器の製造方法において、前記コア層のうち変調部のコア層を除去する工程、該コア層除去後のコア溝に有機結晶からなるコア層を形成する工程、および前記電極群側のクラッド層を第二の基板で覆う工程を備えたことを特徴とする。
【００３４】
請求項９記載の発明によれば、コア層、クラッド層および電極群を第一の基板及び第二の基板で挟む構成とすることにより、外部衝撃に強い構成とすることができ、信頼性に優れた有機導波路型光変調器の製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、光が伝搬するコア層、コア層を覆うクラッド層、および光を変調するための信号が印加される電極群を第一の基板および第二の基板で挟むことにより、第一の基板のそりなどが低減できる構成となり、信頼性に優れた有機導波路型光変調器を提供することができる。また、第二基板を用いることにより、光や湿気、酸素など要因からコア層となる有機結晶を保護することができ、より高い信頼性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明に係る導波路型光変調器の一実施形態は、外部から制御された電場によって入射した光の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器において、光が伝搬するコア層、コア層を覆うクラッド層、および光を変調するための信号が印加される電極群を第一の基板および第二の基板で挟んだこと、すなわち、導波路型光変調器が第一の基板、クラッド層、コア層、信号電極、接地電極および第二の基板から構成されていることを特徴とする。
【００３７】
第一の基板としては、シリコンやガラス等の無機材料や、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等の高分子樹脂材料などから選択することができ、要求される平坦性、強度、耐熱性、熱膨張係数、遮光度、コスト等の点で適時選択することができる。
【００３８】
第二の基板としても前述の第一の基板と同様の材料を使用することができる。
第一の基板および第二の基板のクラッド層と密着する面に関してはその密着力を向上させる目的として、適宜プラズマ処理、オゾン処理、ＵＶ（紫外線）処理などの表面処理を行うことができる。また、第一の基板と第二の基板との間に接着層を設けて密着力を向上させることも可能である。
【００３９】
クラッド層としてはポリイミド樹脂やエポキシ樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、シリコン樹脂、シアヌレート樹脂などのコア層より屈折率の小さな樹脂を使用することができる。
電極群としての信号電極、接地電極は、金、銀、白金、銅、アルミなどを使用することができる。また、信号電極、接地電極は導電性ポリマーを使用して形成することも可能である。
【００４０】
コア層に用いられる有機結晶としては、従来から用いられているＫＨ2ＰＯ４、ＬｉＮｂＯ3などに代表される無機材料に比べ、非線形光学定数が大きい有機材料であれば用いることができ、例えば、４−ジメチルアミノ−Ｎ−メチル−４−スチルバゾリウムトシレート（４−Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−４−ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅ：ＤＡＳＴ）、２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、メタニトロアニリン（ｍＮＡ）、３−メチル−４−ニトロピリジン−１−オキサイド（ＰＯＭ）、尿素、２−シアノ−３−(２−メトキシフェニル)−２−プロペン酸メチル（ＣＭＰメチル）、Ｌ−アルギニンフォスフェイトモノハイドレイト（ＬＡＰ）、４−（Ｎ，Ｎジメチルアミノ）−３−アセトアミドニトロベンゼン（ＤＡＮ）、３，５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール（ＤＭＮＰ）、４’−ニトロベンジリデン−３−アセトアミノ−４−メトキシアニリン（ＭＮＢＡ）等が挙げられる。
【００４１】
ここで、極めて大きな非線形光学定数と電気光学定数とを有し、有機結晶特有の低い誘電率であることから、４−ジメチルアミノ−Ｎ−メチル−４−スチルバゾリウムトシレートであることが好ましい。
【００４２】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【００４３】
以下、実施例をもとに本発明に係る有機導波路型光変調器の構成および製造方法について説明する。
【実施例１】
【００４４】
図１（ａ）は本発明に係る有機導波路型光変調器の概略図の一例を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）の光の位相変化を行うＤＡＳＴ部分のIｂ−Iｂ線断面図を示している。尚、並列に構成された変調部分の分岐光導波路にＤＡＳＴを選択的に配置し、その光路長は等しいものとした。また、図３に示した部材と同様の部材には共通の符号を用いた。
【００４５】
ここで、ＤＡＳＴのバルク結晶は、ａ、ｂ軸方向に大きく、ｃ軸方向に小さい菱形平板状の形状をしている。また、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．７４（１９９９）６３５に記載されているように、ＤＡＳＴ薄膜結晶の場合も膜面内にa、b軸があり、ｃ軸は膜に垂直方向となる。
【００４６】
有機導波路型光変調器１０は、外部から制御された電源２０からの電場によって入射した光Ｌ１の位相または強度を変調し、有機結晶をコア層に持つ導波路型光変調器であって、光Ｌ１が伝搬する光導波路１９のコア層１３ａ、１３ｂ、コア層１３ａ、１３ｂを覆うクラッド層１２、１７、および光を変調するための信号が印加される電極群としての信号電極（進行波信号電極）１５、接地電極１４、１６を第一の基板１１および第二の基板１８で挟んだものである。
尚、２１は電源２０からの信号の不要な反射を防止するための終端抵抗であり、Ｌ２は出射光である。
【００４７】
このような幾何学的な構造をもつＤＡＳＴは、基板１１、１８と平行な平面内にa、b軸を形成しやすい。一方、ＤＡＳＴのもっとも大きな電気光学定数ｒ11を使うため、光はb軸伝播させ、a軸方向に電界が印加され、入射光の偏波面もa軸に平行となるように入射するのがよい。
このため、進行波信号電極１５と接地電極１４、１６とによって形成される電界も基板１１、１８と平行面になるように同図（ａ）、（ｂ）のような配置とする。
【００４８】
さらに、各々の分岐光導波路中央に進行波信号電極に配置し、分岐光導波路の外側に接地電極を配置することで、各々対となるＤＡＳＴに逆向きの電界を印加することができる。このとき分岐したそれぞれの導波路に選択的に配置された電気光学効果媒体である有機結晶ＤＡＳＴでは互いに反対の方向に屈折率が変化する。
すなわち、一方の光導波路では屈折率が大きくなり、他方の光導波路では屈折率が小さくなることとなる。この結果、光導波路を伝搬する信号光は、一方では位相が進み、他方では位相が遅れる。このため、プッシュプル動作により２倍の位相変化を生じさせることができるため、より低電圧での駆動を可能にしている。また、電極１５には５０Ωの終端抵抗２１を付与した進行波型電極とし、高速な光変調に対応できる電極構造としている。
【００４９】
図２（ａ）〜（ｅ）は、図１（ａ）、（ｂ）に示した有機導波路型光変調器の製造方法の一実施例を示す工程図である。
第一基板１１には厚さ約０．５２５ｍｍのシリコン基板を用いた。そのシリコン基板上に、光導波路のクラッド層１２として機能するポリイミド樹脂をスピンコート法により約３０μｍの厚さに形成した（図２（ａ））。
【００５０】
本実施例ではクラッド層１２にポリイミド樹脂を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、コア層１３ａ、１３ｂを構成する有機材料よりも屈折率が小さいものであれば特に限定するものではなく、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂等の高分子樹脂なども挙げることができる。
【００５１】
次いで導波路パターンマスク（図示せず）を用いて、フォトリソグラフィーと酸素ガスとを用いた反応性イオンエッチングを行い、幅約１０μｍ、深さ約１０μｍのコア溝１２ａ、１２ｂを作製した（図２（ｂ））。
【００５２】
次いで、コア層１３ａ、１３ｂとなる屈折率の大きなポリイミド樹脂をコア溝１２ａ、１２ｂに形成し、低損失な光導波路を形成した。
更にリソグラフィーとエッチングとを用いて、ＤＡＳＴを選択的に形成する部分となるポリイミドを除去し、コア溝を再度形成した。さらに変調部分となるコア層部分にメタノールを溶媒に用いた徐冷法によって、ＤＡＳＴを結晶成長させた。結晶方位については種結晶により、導波路方向をｂ軸、同じく基板に平行な面内にａ軸、及び基板に垂直方向がｃ軸となるように設置し、約２４０時間かけてＤＡＳＴ単結晶を作製した。このときコア部分には約１０ｍｍ成長した。コア溝以外の部分にも、結晶成長したＤＡＳＴが存在するので、研磨により不要部分のＤＡＳＴの除去を行いＤＡＳＴコア部が並列に配置されたコア層を作製した（図２（ｃ））。
【００５３】
本作製方法では基板１１に複数個の種結晶を用いることで、同時に複数個作製することが容易であり、生産性の向上が可能である。また、上記研磨の一例は、発泡ウレタンパッドＳｕｐｒｅｍｅ  ＲＮ−Ｈ（ロデール製）を用いて、シリカの研磨粒子を用いて研磨を行い、コア溝以外のＤＡＳＴを除去し、ＤＡＳＴを特定のコア溝にのみ残すことができる。また、本実施例では、種結晶を用いた徐冷法でＤＡＳＴコア部を形成したが、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．７４（１９９９）６３５にあるような改良シェア法によってＤＡＳＴ薄膜を形成してもよい。
【００５４】
次いで、クラッド層１２の上側に下層のクラッド層１２と同様のポリイミド樹脂をスピンコートして形成し、約５μｍ厚さの上部クラッド層１７を形成し、次いでシャドーマスクを用いた蒸着法により、厚さ約３００ｎｍのＡｕ電極を作製し、進行波型信号電極１５、および、接地電極１４、１６を作製し（図２（ｄ））、終端に５０Ωの終端抵抗２１を取り付けた。
【００５５】
クラッド層となるポリイミド樹脂をスピンコートして形成し、５μｍ厚さの上部クラッド層１７をクラッド層１２上に形成した。
さらに、第二の基板１８との接着層として１０μｍの熱硬化型アクリル樹脂塗布し、第二の基板１８として第一の基板１１と同様の厚さ約０．５２５ｍｍのシリコン基板を張り合わせ（図２（ｅ））、加熱硬化し、図１（ａ）、（ｂ）に示すマッハツェンダ型の有機導波路型光変調器１０を作製した。
この有機導波路型光変調器１０に波長１．３μｍのレーザー光を入射しながら、同軸ケーブルを介して電極間に変調信号を入力したところ、約１．２Ｖと低い駆動電圧で、高速かつ消光比の高い光強度変調を提供することができた。また、２００時間の長時間の連続使用においても異材料の接合界面に剥離などの発生は見られず、信頼性の高い有機導波路型光変調器１０を実現することができた。
【実施例２】
【００５６】
次に実施例２について図２（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
第一の基板１１として厚さ約０．３ｍｍのポリイミド基板を用い、その基板１１上に光導波路のクラッド層１２として機能するポリイミド樹脂をスピンコートにより約１０μｍの厚さで形成した（図２（ａ））。
【００５７】
実施例１と同様に、フォトリソグラフィーと酸素ガスとを用いた反応性イオンエッチングを行い、幅約１０μｍ、深さ約１０μｍのコア溝を１２ａ、１２ｂを作製した（図２（ｂ））。
【００５８】
次いで、コア１３ａ、１３ｂとなる、クラッド層１２より屈折率の大きなポリイミド樹脂を溝部１２ａ、１２ｂに形成し、低損失な光導波路を形成する。
更にリソグラフィーとエッチングとを用いて、ＤＡＳＴを選択的に形成する部分となるポリイミドを除去し、コア溝１２ａ、１２ｂを再度形成した（図２（ｃ））。
さらに変調部分となるコア層１３ａ、１３ｂ部分にメタノールを溶媒に用いた徐冷法によって、ＤＡＳＴを結晶成長させた。
【００５９】
次いで、クラッド層１２の上層に下層のクラッド層１２と同じポリイミド樹脂をスピンコートして形成し、約５μｍ厚さの上部クラッド層１７を形成し、次いでシャドーマスクを用いた蒸着法により、厚さ約３００ｎｍのＡｕからなる進行波型信号電極１５、および、接地電極１４、１６を作製し（図２（ｄ））、終端に５０Ωの終端抵抗２１を取り付けた。
【００６０】
さらに、ポリイミド樹脂をスピンコートして約５μｍ厚さに塗布し、第二の基板１８として第一の基板１１と同様の厚さ約０．３ｍｍのポリイミド基板を張り合わせ（図２（ｅ））、ベークにより張り合わせを行い、マッハツェンダ型の有機導波路型光変調器１０を作製した。
【００６１】
この有機導波路型光変調器１０に波長１．３μｍのレーザー光を入射しながら同軸ケーブルを介して進行波型信号電極１５、接地電極１４、１６間に変調信号を入力したところ、約１．２Ｖと低い駆動電圧で、高速かつ消光比の高い光強度変調を提供することができた。また、３００時間の長時間の連続使用においても各接合界面に剥離などの発生は見られず、信頼性の高い有機導波路型光変調器を実現することができた。
【００６２】
〔比較例１〕
第二の基板１８を設けない他は実施例１と同様の作製方法で、マッハツェンダ型の有機導波路型光変調器を作製した。
有機導波路型光変調器に波長１．３μｍのレーザー光を入射しながら同軸ケーブルを介して進行波電極、接地電極間に変調信号を入力したところ、進行波型電極を用いているため、約１．２Ｖと低い駆動電圧で高速の光強度変調を確認することができたが、約２００時間の長時間の使用により光損失が大きくなった。観察の結果、コア層のＤＡＳＴ結晶とクラッド層との界面に剥離部分見られ、これが光損失の原因であることがわかった。
【００６３】
〔比較例２〕
第二の基板を設けない他は、実施例２と同様の作製方法で、マッハツェンダ型の有機導波路型光変調器を作製した。
有機導波路型光変調器に波長１．３μｍのレーザー光を入射しながら同軸ケーブルを介して進行波電極、接地電極間に変調信号を入力したところ、進行波型電極を用いているため約１．２Ｖと低い駆動電圧で高速の光強度変調を確認できたが、約３００時間の長時間の使用により光損失が大きくなった。観察の結果、コア層のＤＡＳＴ結晶とクラッド層との界面に剥離部分見られ、これが光損失の原因であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ）は本発明に係る有機導波路型光変調器の概略図の一例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の光の位相変化を行うＤＡＳＴ部分のIｂ−Iｂ線断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、図１（ａ）、（ｂ）に示した有機導波路型光変調器の製造方法の一実施例を示す工程図である。
【図３】従来のマッハツェンダ型の光変調器を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０    有機導波路型光変調器
１１    第一の基板
１２、１７    クラッド層
１３ａ、１３ｂ    コア層
１４、１６    接地電極
１５    信号電極（進行波信号電極）
１８    第二の電極
１９    光導波路
２０    電源
２１    終端抵抗
【図１】
2007102023.tif 000004
【図２】
2007102023.tif 000005
【図３】
2007102023.tif 000006