(57)【要約】【課題】下部電極と上部電極との距離を可及的に小さく抑え、コア層に印加する電圧を効率良く十分に確保して消費電圧を低減させると共に、光導波路の光損失量を小さく抑える信頼性の高い光学素子を提供する。【解決手段】基板１と、基板１上に形成された電気光学材料からなる光導波路２とを備えて光偏向素子が構成されている。光導波路２は、下部クラッド層３と上部クラッド層５との間に光路が形成されるコア層４が挟持されて構成されている。下部及び上部クラッド層３，５は、導電性酸化物を材料として形成されており、コア層４に電圧を印加するための下部及び上部電極を兼ねている。【選択図】図６
2007163691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた電気光学材料からなる光導波路と
を含み、
前記光導波路は、コア層と、前記コア層を挟持する下部クラッド層及び上部クラッド層とを備えて構成されており、
前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層のうち、少なくとも前記下部クラッド層が導電性酸化物を含む材料からなることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層は、共に前記導電性酸化物を含む材料からなることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記導電性酸化物は、ＳｒＲｕＯ3，（ＬａxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＭｎＯ3（０≦ｘ≦１），Ｓｒ1-xＣａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１），及びＳｒ1-xＢａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１）から選ばれた少なくとも１種を主成分とするものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記基板は、ＳｒＴｉＯ3及びＬａＡｌＯ3から選ばれた少なくとも１種を主成分とするものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記コア層は、単純ペロブスカイト構造を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記単純ペロブスカイト構造は、Ｐｂ（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3（０≦ｘ≦１）、（Ｐｂ1-yＬａ(3/2)y）（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3（０≦ｘ，ｙ≦１）、Ｐｂ（Ｂ'1/3Ｂ"2/3）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は２価の遷移金属、Ｂ"は５価の遷移金属）、Ｐｂ（Ｂ'1/2Ｂ"1/2）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は２価の遷移金属、Ｂ"は５価の遷移金属）、及びＰｂ（Ｂ'1/3Ｂ"2/3）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は６価の遷移金属、Ｂ"は３価の遷移金属）、Ｂａ（ＦｅxＮｂ1-x）Ｏ3（０≦ｘ≦１）、（１−ｘ）ＮａＮｂＯ3・ｘＫＮｂＯ3（０≦ｘ≦１）のうちから選ばれた１種を含むことを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
前記コア層は、少なくとも１層がタングステンブロンズ構造を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記コア層は、少なくとも１層がビスマス層状構造を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項９】
光が入射するプリズムと、
光強度を測定する光強度測定手段と
を含み、
光損失の測定対象となる光導波路を含む被測定部材に対して、前記プリズムが前記光導波路上を移動自在に設置され、
前記プリズムは、前記光導波路内で光が非反射状態でほぼ平行に導波するように光を導光し、
前記光強度測定手段は、前記プリズムの設置位置に応じた前記光導波路の端面からの散乱光強度を、前記端面近傍で測定することを特徴とする光損失測定装置。
【請求項１０】
前記光強度測定手段により測定された前記光強度を積分して、光損失を算出する光損失算出手段を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の光損失測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信及び光信号処理等の技術分野において用いられる光学素子、及び光学素子の構成要素である光導波路の光損失量を測定する光損失測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信における伝送帯域は近年増大の一途を辿り、波長多重化技術の進展と相俟って、高速・大容量化が進んでいる。光変調、光スイッチなどの光を制御する素子が活発に開発されている。これら光制御素子を作製する物質として、酸化物誘電体はその幅広い特性から有力な候補である。光制御は酸化物誘電体に電圧を印可して使用する。そのため酸化物誘電体の上部と下部に電極が必要である。しかしながら、これらの電極を作製すると、当該電極において光が吸収されて光損失となる。
【０００３】
そこで、この電極への光の漏れを防止するために、屈折率の異なる酸化物誘電体を材料として用いてコア層及びクラッド層を供えた光導波路を作製し、コア層内に光を閉じこめる方式が採用されている。例えば、特許文献１には、基板として、下部電極を兼ねた導電性基板、ここではＮｂ−ＳｒＴｉＯ3（ＳＴＯ）単結晶を材料とした導電性基板を採用し、当該基板上に下部クラッド層、コア層、上部クラッド層、及び上部電極を積層してなる構造の光導波路素子が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３７７０４号公報
【特許文献２】特開平６−４７０８号公報
【特許文献３】特開平７−２４３９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成によれば、基板が下部電極を兼ねることにより、小型化及び構成簡略化を図ることができる。しかしながら、光導波路の厚みは以前の構成のものと同様であり、光導波路のコア層に十分な電圧を印加するためには比較的高い電圧を光導波路に与えることが必要となる。この場合、光学素子の消費電圧が大きいという問題がある。更に、Ｎｂ−ＳＴＯ単結晶は所期の波長の光を吸収し易く、これを基板材料に用いた場合、光導波路の光損失量が大きいという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、下部電極と上部電極との距離を可及的に小さく抑え、コア層に印加する電圧を効率良く十分に確保して消費電圧を低減させると共に、光導波路の光損失量を小さく抑えることを可能とする信頼性の高い光学素子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】
【０００７】
本発明の光学素子は、基板と、前記基板上に設けられた電気光学材料からなる光導波路とを含み、前記光導波路は、コア層と、前記コア層を挟持する下部クラッド層及び上部クラッド層とを備えて構成されており、前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層のうち、少なくとも前記下部クラッド層が導電性酸化物を含む材料からなる。
【０００８】
本発明の光損失測定装置は、光が入射するプリズムと、光強度を測定する光強度測定手段とを含み、光損失の測定対象となる光導波路を含む被測定部材に対して、前記プリズムが前記光導波路上を移動自在に設置され、前記プリズムは、前記光導波路内で光が非反射状態でほぼ平行に導波するように光を導光し、前記光強度測定手段は、前記プリズムの設置位置に応じた前記光導波路の端面からの散乱光強度を、前記端面近傍で測定する。
【０００９】
本発明の光損失測定方法は、光損失の測定対象となる光導波路を含む被測定部材に対して、プリズムを前記光導波路上で移動自在に設置して、前記プリズムにより、前記光導波路内で光が非反射状態でほぼ平行に導波するように光を導光し、前記プリズムの設置位置に応じた前記光導波路の端面からの散乱光強度を、前記端面近傍で測定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、下部電極と上部電極との距離を可及的に小さく抑え、消費電圧を低減させるも、コア層に印加する電圧を効率良く十分に確保する共に、光導波路の光損失量を小さく抑えることを可能とする信頼性の高い光学素子が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
−本発明の基本骨子−
光学素子の消費電圧を抑えるも、コア層に印加する電圧を十分に確保するには、光導波路の構成要素であり、コア層の上下を挟持するクラッド層の一方、望ましくは双方を導電材料で作製すれば良い。下部及び上部クラッドを導電材料で作製することにより、これらが下部及び上部電極を兼ねることになり、電極間距離がコア層の厚みとなり、言わば可及的に電極間距離を低減させることができる。この構成により、消費電圧を低減させるも、コア層に印加する電圧を十分に確保することができる。
【００１２】
しかしながらこの場合、コア層の材料や基板材料との関係を考慮して導電材料を選択する必要がある。本発明では、導電材料の選択基準として光導波路の光損失量を採択し、この光導波路の光損失量を低値に抑えることを指向する。以下に説明するように、本発明者は、少なくとも下部クラッド（望ましくは上部及び上部クラッドの双方）の導電材料として、導電性酸化物が最適であることを見出した。
【００１３】
先ず、基板に絶縁材料、ここではＳＴＯを用いた光学素子について、光導波路の光損失量を調べた。ここで、基板上には光導波路（コア層）として（Ｐｂ1-yＬａ(3/2)y）（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3（０≦ｘ，ｙ≦１）（ＰＬＺＴ：９／６５／３５）を材料として、膜厚２μｍ程度に形成した。入射光として、波長１．５５μｍの光を用いて光損失量を測定した。測定結果を図１に示す。絶縁材料であるＳＴＯは光を吸収しないため、光損失は殆ど見られず、光損失量はＴＥモード（光の伝搬方向に電界成分を持たない分極方向）で０．５ｄＢ／ｃｍという極めて小さい値を示した。このことから、基板で光が吸収されなければ、ＰＬＺＴ（９／６５／３５）には殆ど光損失が見られない（０．５ｄＢ／ｃｍ以下程度）であることが判る。
【００１４】
続いて、基板に導電材料、ここではＮｂ−ＳＴＯ単結晶を用いた従来（特許文献１と同様）の光学素子について、光損失量を調べた。ここで、上記と同様に、基板上には光導波路（コア層）としてＰＬＺＴ（９／６５／３５）を材料として、膜厚２μｍ程度に形成した。入射光として、波長１．５５μｍの光を用いて測定した。測定結果を図２に示す。光損失はＴＥモードで１０ｄＢ／ｃｍと大きい値を示した。この結果を上記の結果と併せて考察すれば、基板の導電材料としてＮｂ−ＳＴＯ単結晶を用いた場合には、Ｎｂ−ＳＴＯが波長１．５５μｍの光を吸収し、光導波路の光損失量が大きく、光学素子として実効を確保することが困難であることが判る。
【００１５】
以上の考察を踏まえ、クラッドに導電材料として導電性酸化物を用いる場合について説明する。
先ず、導電性酸化物としてＳｒＲｕＯ3（ＳＲＯ）を用いた場合について述べる。ここでは、絶縁性のＳＴＯ基板上にＳＲＯを膜厚１００ｎｍ程度に形成し、このＳＲＯ上に光導波路（コア層）としてＰＬＺＴ（９／６５／３５）を膜厚２μｍ程度に形成した。測定結果を図３に示す。光損失はＴＥモードで２．７ｄＢ／ｃｍと比較的小さい値を示した。
【００１６】
次に、導電性酸化物として（ＬａxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１）（ＬＳＣＯ）を用いた場合について述べる。ここでは、絶縁性のＳＴＯ基板上にＬＳＣＯを膜厚１５０ｎｍ程度に形成し、このＬＳＣＯ上に光導波路（コア層）としてＰＬＺＴ（９／６５／３５）を膜厚２μｍ程度に形成した。測定結果を図４に示す。光損失はＴＥモードで３．５ｄＢ／ｃｍと比較的小さい値を示した。
【００１７】
そして、上述のＳＲＯを用いた場合及びＬＳＣＯを用いた場合について、入射光の波長と光透過率との関係について調べた。測定結果を図５に示す。このように、双方の場合とも、１０００ｎｍ程度〜２５００ｎｍ程度の広範囲にわたって、比較的良好な光透過率を示すことが判る。
【００１８】
以上の結果から、少なくとも下部クラッド（望ましくは上部及び上部クラッドの双方）の導電材料として、導電性酸化物を用いることにより、光学素子の消費電圧を抑えるも、コア層に印加する電圧を十分に確保するのみならず、光導波路の光損失量を低値に抑えることが可能となる。
【００１９】
ここで、詳しい実験結果の記載は省略するが、クラッドの材料に用いる導電性酸化物としては、ＳＲＯやＬＳＣＯ以外にも、（ＲｅxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＭｎＯ3（０≦ｘ≦１），Ｓｒ1-xＣａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１），Ｓｒ1-xＢａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１）等も好適である。
【００２０】
なお、特許文献２には、光導波路のクラッドに導電材料として化合物半導体（ＩｎＰ）を用いた例が開示されている。この特許文献２では、上記のような光導波路の光損失量に関する考察・実証を欠いており、基板やコア層との相性を勘案するに、光損失量を十分に低減させることは困難であると考える。
【００２１】
−本発明を適用した好適な諸実施形態
以下、本発明を適用した具体的な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
本実施形態では、本発明を光学素子である光偏向素子に適用した例を開示する。光偏向素子とは、入射光を所望の角度で偏向させて出力する光学素子である。
【００２３】
図６は、第１の実施形態による光偏向素子の主要構成を示す模式図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）の線分Ｉ−Ｉに沿った断面図である。
この光偏向素子は、基板１と、基板１上に形成された電気光学材料からなる光導波路２とを備えて構成されている。
【００２４】
基板１は、絶縁材料、ここではＳｒＴｉＯ3（ＳＴＯ）を主成分しており、例えばＮｂを１％含有するＳＴＯを材料として主成長面の結晶方位が（１００）となるように構成されている。
【００２５】
光導波路２は、いわゆるスラブ型導波路であり、電気光学効果膜が２層以上、ここでは３層積層されてなるものであり、具体的には、下部クラッド層３と上部クラッド層５との間に光路が形成されるコア層４が挟持されて構成されている。
【００２６】
コア層４の電気光学材料としては、大きな電気光学効果を持つ強誘電体である例えば単純ペロブスカイト構造のＰｂ（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3（０≦ｘ≦１）、（Ｐｂ1-yＬａ(3/2)y）（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3（０≦ｘ，ｙ≦１）、Ｐｂ（Ｂ'1/3Ｂ"2/3）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は２価の遷移金属、Ｂ"は５価の遷移金属）、Ｐｂ（Ｂ'1/2Ｂ"1/2）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は２価の遷移金属、Ｂ"は５価の遷移金属）、及びＰｂ（Ｂ'1/3Ｂ"2/3）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は６価の遷移金属、Ｂ"は３価の遷移金属）、Ｂａ（ＦｅxＮｂ1-x）Ｏ3（０≦ｘ≦１）、（１−ｘ）ＮａＮｂＯ3・ｘＫＮｂＯ3（０≦ｘ≦１）のうちから選ばれた１種を含むものが好ましい。ここで、光導波路３の各電気光学効果膜は、エピタキシャル成長により形成されるエピタキシャル膜であり、主成長面の結晶方位が例えば（１００）とされてなるものである。
【００２７】
また、タングステンブロンズ構造の電気光学材料、例えば（Ｓｒ1-xＢａx）Ｎｂ2Ｏ6（０≦ｘ≦１）、（Ｓｒ1-xＢａx）Ｔａ2Ｏ6（０≦ｘ≦１）、ＰｂＮｂ2Ｏ6、及びＢａ2ＮａＮｂ5Ｏ15のうちから選ばれた１種を含むものや、ビスマス層状構造の電気光学材料、例えば（Ｂｉ1-xＲx）Ｔｉ3Ｏ12（Ｒは希土類元素：０≦ｘ≦１）、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9、及びＳｒＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15のうちから選ばれた１種を含むものを用いても好適である。
【００２８】
下部クラッド層３は、導電性酸化物を材料として形成されており、コア層４に電圧を印加するための下部電極を兼ねている。なお、下部クラッド層下に別個に所期の下部電極を形成するようにしても良い。
この導電性酸化物としては、ＳｒＲｕＯ3，（ＬａxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＭｎＯ3（０≦ｘ≦１），Ｓｒ1-xＣａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１），及びＳｒ1-xＢａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１）から選ばれた少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。
【００２９】
上部クラッド層５は、導電性酸化物を材料として形成されており、コア層４に電圧を印加するための上部電極（偏向電極）を兼ねている。なお、上部クラッド層上に別個に所期の上部電極を形成するようにしても良い。この上部クラッド層５は、コア層４上で例えば三角形状に形成されており、下部クラッド層３との間で所期の電圧を印加することにより、入射光を所望の角度に偏向させて出力する機能を有するものである。
【００３０】
上部クラッド層５の導電性酸化物としては、下部クラッド層３と同様に、ＳｒＲｕＯ3，（ＬａxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＭｎＯ3（０≦ｘ≦１），Ｓｒ1-xＣａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１），及びＳｒ1-xＢａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１）から選ばれた少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。
【００３１】
なお、下部クラッド層３及び上部クラッド層５とは、通常は同一の材料で形成されるが、各々異なる導電性酸化物を用いて形成される場合も考えられる。
【００３２】
ここで、本実施形態による光偏向素子の製造方法について説明する。
主成長面の結晶方位が（１００）であるＳｒＴｉＯ3からなる基板１上に、導電性酸化物であるＬａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3を膜厚４０ｎｍ程度に堆積して下部クラッド層３とし、その上に屈折率２．４０(波長１．５５ｎｍ)のＰＬＺＴ (９／６５／３５)を膜厚２μｍ程度に堆積しコア層４とし、Ｌａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3を膜厚４０ｎｍ程度に堆積して上部クラッド層５とする。
【００３３】
以下、コア層４のＰＬＺＴと、下部及び上部クラッド層１１，１３のＬａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3の作製方法について説明する。
ＰＬＺＴは、ゾルゲル法でエピタキシャル成長させることにより作製する。ＰＬＺＴ用のゾルゲル溶液としては、構成金属元素の有機化合物であるＰｂ（ＣＨ3ＣＯＯ）2・３Ｈ2Ｏ〔酢酸鉛〕、Ｌａ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7）3〔ランタンイソプロポキシド〕、Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7）4〔チタニウムイソプロポキシド〕、Ｚｒ（ＯＣ3Ｈ7）4〔ジルコニウムプロポキシド〕、及び安定剤としてのＣＨ3ＣＯＣＨ2ＣＯＣＨ3 (２，４−ペンタンジオン)を溶剤であるＣＨ3Ｃ2Ｈ4ＯＨ〔２−メトキシエタノール〕で還流により合成する。
【００３４】
ＰＬＺＴ（９／６５／３５）組成を作製する場合には、Ｐｂ（ＣＨ3ＣＯＯ）2・３Ｈ2Ｏ／Ｌａ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7）3のモル比を１０１／９とし、Ｚｒ（ＯＣ3Ｈ7）4／Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7）4のモル比を６５／３５とすれば良い。このゾルゲル溶液をスピンコート法により基板１上に塗布し、酸素雰囲気中にて３５０℃で仮焼成、７５０℃で焼成を行う。１回に成長可能な膜厚は約１２０ｎｍ程度であり、所望の膜厚となるまで塗布、仮焼成及び焼成の工程を繰り返す。
Ｌａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3は、いわゆるレーザーアブレーション法（ＰＬＤ法）により作製する。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、下部電極と上部電極との距離、即ち下部クラッド層３と上部クラッド層５との距離を可及的に小さく抑え、消費電圧を低減させるも、コア層４に印加する電圧を効率良く十分に確保する共に、光導波路２の光損失量を小さく抑えることを可能とする信頼性の高い光偏向素子が実現する。
【００３６】
（第２の実施形態）
本実施形態では、光学素子の構成要素である光導波路の光損失量を測定するための光損失測定装置を開示する。
【００３７】
第１の実施形態において説明したように、光学素子（光偏向素子）の光導波路の光損失量を正確に測定することは、当該光学素子の光学特性を評価するために必須である。
しかしながら、光導波路の光損失量の正確な測定は困難であった。研究段階の光損失測定は、透明基板上に作製した酸化物誘電体の透過光（表面から入射して、酸化物誘電体と透明基板を透過した光）の強度から測定していた。ところがこの方法では、実際の光導波路としたときの光損失と関連性に乏しく、容易に光導波路としての損失を測定する方法が求められていた。
【００３８】
従来の光損失測定方法としては、カットバック法、プリズム移動法、散乱検出法がある。
カットバック法は、試料の長さを適宜変え、その長さに対する光強度から光損失を測定する手法である。この手法を用いた場合、実際の光導波路に即した形で測定することができる反面、破壊測定であること、光導波路に光を正確に入射するにはかなりの熟練を要すること等の問題があった。
【００３９】
プリズム移動法は、２つのプリズムを使用して測定を行う手法である。プリズムから光導波路に光を入射させ、プリズムの位置を変えて出射光を取り出し、その光強度から光損失を測定する。この測定方法を用いた場合、比較的容易に光損失を測定することができるが、プリズムへの入射光と出射光の角度を正確に合わせる必要があり、測定を困難にしていた。
【００４０】
散乱検出法は、プリズムから光導波路に光を入射させ、光導波路の表面散乱を測定し、光損失を測定する手法である。出射光をプリズムにより取り出す必要がなく簡単な方法である反面、平面導波路の下部に光を吸収するもの（例えば基板）があると、正確な光損失値を測定することができない等の問題があった。
【００４１】
本実施形態では、上記の課題を解決すべく、光導波路の端面を特に精緻に形成する必要なく、プリズムに対する入射光及び出射光の角度を正確に調整する必要なく、光導波路の下部に光を吸収する部材（基板等）がある場合においても正確に光損失量を測定することを可能とする光損失測定装置を開示する。
【００４２】
図７は、第２の実施形態による光損失測定装置の概略構成を示す模式図である。
この光損失測定装置は、プリズムカップリング法を用いた装置であり、光が入射するプリズム１１と、光強度を検出する光強度検出器１２とを備えて構成されている。
【００４３】
プリズム１１は、光損失の測定対象となる光導波路（ここでは平面導波路２２）を含む被測定部材に対して、光導波路２２上を移動自在に設置され、光導波路２２内で光が非反射状態でほぼ平行に導波するように光を導光する。被測定部材は、基板２１上に平面導波路２２が形成されたものである。図７中で、プリズム１１の屈折率をｎp、平面導波路２２の屈折率をｎ1、基板２１の屈折率をｎ2とする。
【００４４】
光強度検出器１２は、プリズム１１の設置位置に応じた平面導波路２２の端面からの散乱光強度を、当該端面近傍で測定するものである。
【００４５】
ここで、入射光及び平面導波路の端面における反射光のプリズム入射角依存について説明する。図８は、このプリズム入射角依存を説明するための参考図である。
図８（ａ）に示すように、基板１１１上に形成された平面導波路１１２の表面からの反射光を光強度検出器１０２で検出する場合、光強度の極小ピーク値を示す入射角θ1，θ2が存在する。図８中で、平面導波路１１２の屈折率をｎF、基板２１の屈折率をｎSとし、ｎF＞ｎSとする。
【００４６】
また、図８（ｂ）に示すように、平面導波路１１２内で反射を繰り返して平面導波路１１２の端面で散乱する光を光強度検出器１０２で検出する場合、光強度の極大ピーク値を示す入射角θ1，θ2が存在する。
【００４７】
実際の平面導波路を用いて、入射光の角度と光強度との関係について測定した結果を図９に示す。このように、プリズム１１１へ入射した光がそのまま端面反射光となっていることが判る。
【００４８】
なお、図８の装置構成を用いて、平面導波路の光損失量を得る技術が特許文献３に開示されている。しかしながらこの場合、基板１１１による光吸収により正確な光損失量を検出することが困難となる懸念がある。
【００４９】
次に、図７の光損失測定装置を用いた光損失量の測定方法について説明する。
図７において、先ずプリズム１１を平面導波路２２上に設置する。当該設置位置を０として、プリズム１１を図中右方へ移動させて距離Ｌを変えて、平面導波路２２の端面反射光の光強度を光強度検出器１２により検出する。
【００５０】
測定に基づく光強度のピーク値Ｐとプリズム１１の位置Ｌとの関係を図１０に示す。
このように、両者の関係は、Ｌの増加に伴いＰがほぼ線形に減少する。
光損失測定装置は、光強度のピーク値Ｐとプリズム１１の位置Ｌとの関係から光損失αを求める。光損失αは以下の式で求める。
α＝｜１０＊ｌｏｇ（ΔＰ／ΔＬ）｜
【００５１】
ここで、Ｎｂ−ＳＴＯ基板上に作製したＰＬＺＴからなる平面導波路における光損失の測定結果を示す。測定した光の波長は１．５５μｍであり、Ｓｉ単結晶からなるプリズムを用いた。
先ず、散乱光検出法を用いた場合の光損失の測定結果を図１１に示す。
図１１の横軸０．２ｃｍ〜０．５ｃｍの傾きから、光損失量は０．３ｄＢ／ｃｍ程度と測定できる。しかしながらこの場合、実際には平面導波路の下部に存するＮｂ−ＳＴＯ基板に光が吸収されるので、実際の平面導波路の光損失量は当然に更に高値となると考えられる。このことは、ＰＬＺＴからなる平面導波路に導光した場合と、導光しない場合とにおいて、出射光の強度差から求めた損失が約２０ｄＢ／ｃｍ程度であることから裏付けられる。
【００５２】
続いて、本実施形態の光損失測定装置を用いた光損失の測定結果を図１２に示す。
プリズム１１の位置Ｌに対して、光導波路１２の端面の散乱光強度をプロットした。傾きから光損失が１５ｄＢ／ｃｍ程度であることが判る。この結果から、光導波路の下部に基板等の光を吸収する部材が存する場合でも、本実施形態の光損失測定装置を用いることにより光損失を正確且つ容易に測定することができることが判る。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、光導波路の端面を特に精緻に形成する必要なく、プリズムに対する入射光及び出射光の角度を正確に調整する必要なく、光導波路の下部に光を吸収する部材（基板等）がある場合においても正確に光損失量を測定することを可能とする光損失測定装置が実現する。
【００５４】
（変形例）
以下、第２の実施形態の変形例について説明する。なお、第２の実施形態による光損失測定装置の構成部材等と同一のものについては、同符号を記して詳しい説明を省略する。
【００５５】
図１３は、第２の実施形態の変形例による光損失測定装置の概略構成を示す模式図である。
この光損失測定装置は、第２の実施形態による図７の装置構成に加え、光強度検出器１２により検出された光強度から光損失量を算出する光損失算出部１３を備えて構成されている。
光損失算出部１３は、光強度検出器１２により測定された光強度を積分して、光損失量を算出するものである。
【００５６】
光強度検出器１２で光強度を測定する場合、図１４（ａ）に示すように、光強度は光強度検出器１２の測定位置Ｌ'に依存した曲線を描く。ここで、光強度のピーク値Ｐを光強度と見なしても良い場合が多いが、当該曲線で囲む面積、即ち積分値がより正確な光強度値となる。
【００５７】
本変形例では、この事実を踏まえ、光損失算出部１３により、光強度検出器１２で測定された光強度を積分して、図１４（ｂ）に示すように光損失量を算出する構成を採る。この構成により、第２の実施形態で奏する緒効果に加え、更に正確に光損失量を測定することが可能となる。
【００５８】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００５９】
（付記１）基板と、
前記基板上に設けられた電気光学材料からなる光導波路と
を含み、
前記光導波路は、コア層と、前記コア層を挟持する下部クラッド層及び上部クラッド層とを備えて構成されており、
前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層のうち、少なくとも前記下部クラッド層が導電性酸化物を含む材料からなることを特徴とする光学素子。
【００６０】
（付記２）前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層は、共に前記導電性酸化物を含む材料からなることを特徴とする付記１に記載の光学素子。
【００６１】
（付記３）前記導電性酸化物は、ＳｒＲｕＯ3，（ＬａxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＣｏＯ3（０≦ｘ≦１），（ＲｅxＳｒ1-x）ＭｎＯ3（０≦ｘ≦１），Ｓｒ1-xＣａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１），及びＳｒ1-xＢａxＲｕｏＯ3（０≦ｘ≦１）から選ばれた少なくとも１種を主成分とするものであることを特徴とする付記１又は２に記載の光学素子。
【００６２】
（付記４）前記基板は、ＳｒＴｉＯ3及びＬａＡｌＯ3から選ばれた少なくとも１種を主成分とするものであることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の光学素子。
【００６３】
（付記５）前記コア層は、絶縁膜基板の結晶方位に対してエピタキシャル成長されてなることを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の光学素子。
【００６４】
（付記６）前記コア層の主成長面が（１００）であることを特徴とする付記５に記載の光学素子。
【００６５】
（付記７）前記コア層は、単純ペロブスカイト構造を有することを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載の光学素子。
【００６６】
（付記８）前記単純ペロブスカイト構造は、Ｐｂ（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3（０≦ｘ≦１）、（Ｐｂ1-yＬａ(3/2)y）（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3（０≦ｘ，ｙ≦１）、Ｐｂ（Ｂ'1/3Ｂ"2/3）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は２価の遷移金属、Ｂ"は５価の遷移金属）、Ｐｂ（Ｂ'1/2Ｂ"1/2）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は２価の遷移金属、Ｂ"は５価の遷移金属）、及びＰｂ（Ｂ'1/3Ｂ"2/3）xＴｉyＺｒ1-x-yＯ3（０≦ｘ，ｙ≦１、Ｂ'は６価の遷移金属、Ｂ"は３価の遷移金属）、Ｂａ（ＦｅxＮｂ1-x）Ｏ3（０≦ｘ≦１）、（１−ｘ）ＮａＮｂＯ3・ｘＫＮｂＯ3（０≦ｘ≦１）のうちから選ばれた１種を含むことを特徴とする付記７に記載の光学素子。
【００６７】
（付記９）前記コア層は、少なくとも１層がタングステンブロンズ構造を有することを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載の光学素子。
【００６８】
（付記１０）前記タングステンブロンズ構造は、（Ｓｒ1-xＢａx）Ｎｂ2Ｏ6（０≦ｘ≦１）、（Ｓｒ1-xＢａx）Ｔａ2Ｏ6（０≦ｘ≦１）、ＰｂＮｂ2Ｏ6、及びＢａ2ＮａＮｂ5Ｏ15のうちから選ばれた１種を含むことを特徴とする付記９に記載の光学素子。
【００６９】
（付記１１）前記コア層は、少なくとも１層がビスマス層状構造を有することを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載の光学素子。
【００７０】
（付記１２）前記ビスマス層状構造は、（Ｂｉ1-xＲx）Ｔｉ3Ｏ12（Ｒは希土類元素：０≦ｘ≦１）、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9、及びＳｒＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15のうちから選ばれた１種を含むことを特徴とする付記１１に記載の光学素子。
【００７１】
（付記１３）光が入射するプリズムと、
光強度を測定する光強度測定手段と
を含み、
光損失の測定対象となる光導波路を含む被測定部材に対して、前記プリズムが前記光導波路上を移動自在に設置され、
前記プリズムは、前記光導波路内で光が非反射状態でほぼ平行に導波するように光を導光し、
前記光強度測定手段は、前記プリズムの設置位置に応じた前記光導波路の端面からの散乱光強度を、前記端面近傍で測定することを特徴とする光損失測定装置。
【００７２】
（付記１４）前記光強度測定手段により測定された前記光強度を積分して、光損失を算出する光損失算出手段を更に含むことを特徴とする付記１３に記載の光損失測定装置。
【００７３】
（付記１５）光損失の測定対象となる光導波路を含む被測定部材に対して、プリズムを前記光導波路上で移動自在に設置して、
前記プリズムにより、前記光導波路内で光が非反射状態でほぼ平行に導波するように光を導光し、
前記プリズムの設置位置に応じた前記光導波路の端面からの散乱光強度を、前記端面近傍で測定することを特徴とする光損失測定方法。
【００７４】
（付記１６）測定された前記光強度を積分して、光損失を算出することを特徴とする付記１５に記載の光損失測定方法。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ＳＴＯ基板上に形成されたＰＬＺＴの光導波路の光損失を示す特性図である。
【図２】Ｎｂ−ＳＴＯ基板上に形成されたＰＬＺＴの光導波路の光損失を示す特性図である。
【図３】ＳＴＯ基板上に形成されたＳＲＯ及びＰＬＺＴの光導波路の光損失を示す特性図である。
【図４】ＳＴＯ基板上に形成されたＬＳＣＯ及びＰＬＺＴの光導波路の光損失を示す特性図である。
【図５】ＳＲＯを用いた場合及びＬＳＣＯを用いた場合について、入射光の波長と光透過率との関係を示す特性図である。
【図６】第１の実施形態による光偏向素子の主要構成を示す模式図である。
【図７】第２の実施形態による光損失測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】入射光及び平面導波路の端面における反射光のプリズム入射角依存の説明図である。
【図９】実際の平面導波路を用いて、入射光の角度と光強度との関係について測定した結果を示す特性図である。
【図１０】測定に基づく光強度のピーク値とプリズム１１の位置との関係を示す特性図である。
【図１１】散乱光検出法を用いた場合の光損失の測定結果を示す特性図である。
【図１２】第２の実施形態の光損失測定装置を用いた光損失の測定結果を示す特性図である。
【図１３】第２の実施形態の変形例による光損失測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図１４】第２の実施形態の変形例による光損失測定装置を用いた各種測定例を示す特性図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，２１  基板
２  光導波路
３  下部クラッド層
４  コア層
５  上部クラッド層
１１  プリズム
１２  光強度検出器
１３  光損失算出部
２２  平面導波路
【図１】
2007163691.tif 000003
【図２】
2007163691.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007163691.tif 000007
【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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