(57)【要約】【課題】煩雑な作業を伴うことなく極めて高い精度で調芯できる電気光学素子を提供する。【解決手段】電気光学効果を有する平板状の電気光学物質２１からなる基板の両面に電極（２２、２３）が形成されてなる電気光学素子１２０ａであって、前後で対向する１対の光ファイバアレイ間（Ａａ−Ａｂ）に配置され、前記光ファイバアレイにおける光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）の配列方向を左右方向とし、前後左右の各方向と直交する方向を上下方向として、前記電極は上下両面（２６、２７）に形成され、少なくとも上下一方の面の電極は、前記光ファイバアレイと同じピッチＰｃで左右方向に並ぶ複数のセル電極に分割され、前記基板において各セル電極に対応して上下方向で対面する電極間の領域をセル領域２８として、前後方向を法線方向とした前後一方の端面２４を光ビームＬｉの入射面とし、前記入射面における前記セル領域外に遮光膜３０が形成されている。【選択図】図３
2016186584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する平板状の電気光学物質からなる基板の両面に電極が形成されてなる電気光学素子であって、
前後で対向する１対の光ファイバアレイ間に配置され、
前記光ファイバアレイにおける光ファイバの配列方向を左右方向とし、前後左右の各方向と直交する方向を上下方向として、
前記電極は上下両面に形成され、少なくとも上下一方の面の電極は、前記光ファイバアレイと同じピッチで左右方向に並ぶ複数のセル電極に分割され、
前記基板において各セル電極に対応して上下方向で対面する電極間の領域をセル領域として、
前後方向を法線方向とした前後一方の端面を光ビームの入射面とし、
前記入射面における前記セル領域外に遮光膜が形成されている、
ことを特徴とする電気光学素子。
【請求項２】
請求項１において、前記遮光膜は前記セル領域の左右両側でセル電極のピッチと一致する位置に形成されているとともに、前記光ビームが前記入射面に入射するときのビームスポット径よりも小さな円形の平面形状を有していることを特徴とする電気光学素子。
【請求項３】
前後方向で対面する光ファイバアレイ間に配置され、電気光学効果を有する平板状の電気光学物質からなる基板の上下両面に電極が形成されてなる電気光学素子の製造方法であって、
前記光ファイバアレイにおける光ファイバの配列方向を左右方向とし、前後左右の各方向と直交する方向を上下方向として、
上下一方の面に前記光ファイバアレイと同じピッチで左右方向に並ぶ複数のセル電極を形成するセル電極形成プロセスと、
前記基板において、各セル電極に対応して上下方向で対面する電極間の領域をセル領域とするとともに前後一方の前記端面を入射面として、当該入射面における前記セル領域の形成領域外に遮光膜を形成する遮光膜形成プロセスと、
を含み、
前記セル電極形成プロセスでは、前記セル電極と同時に位置合わせ用パターンを当該セル電極の形成面において、前記セル領域外で、かつ前記入射面との境界に近接する領域に形成し、
前記遮光膜形成プロセスでは、前記入射面を包含しつつ当該入射面よりも広い面積を有するマスクを用い、
当該マスクには、前記遮光膜の形成位置に対応して開口する遮光パターン用開口部と、前記入射面外に対応する領域において前記位置合わせ用パターンに対応する位置に開口する位置合わせ用開口部とが形成され、
前記遮光膜形成プロセスでは、前記マスクを前記入射面に当接させつつ、前記位置合わせ用開口部を通して前記位置合わせパターンを斜め方向からの視線で認識しながら位置合わせを行うとともに、前記遮光膜用開口部を介して前記遮光膜となる材料を前記入射面に付着させる、
ことを特徴とする電気光学素子の製造方法。
【請求項４】
前後方向で対面する光ファイバアレイ間に配置され、電気光学効果を有する平板状の電気光学物質からなる基板の上下両面に電極が形成されてなる電気光学素子の製造方法であって、
前記光ファイバアレイにおける光ファイバの配列方向を左右方向とし、前後左右の各方向と直交する方向を上下方向として、
上下一方の面に前記光ファイバアレイと同じピッチで左右方向に並ぶ複数のセル電極を形成するセル電極形成プロセスと、
前記基板において、各セル電極に対応して上下方向で対面する電極間の領域をセル領域とするとともに前後一方の前記端面を入射面として、当該入射面における前記セル領域の形成領域外に遮光膜を形成する遮光膜形成プロセスと、
を含み、
前記セル電極形成プロセスでは、前記セル電極と同時に位置合わせ用パターンを当該セル電極の形成面において、前記セル領域外で、かつ前記入射面との境界に近接する領域に形成し、
前記遮光膜形成プロセスでは、前記セル電極の形成面を包含しつつ当該形成面よりも広い面積を有するマスクを用い、
当該マスクは、前記基板の平面領域に対応する領域に前記位置合わせ用パターンを上方から視認可能にする開口が形成されているとともに、前記基板の平面領域から前記入射面側の縁端に至る領域でかつ左右方向で前記セル領域外に対応する位置に前記遮光膜を形成するための矩形状の遮光膜用開口部が形成され、
前記遮光膜形成プロセスでは、前記マスクを前記基板のセル電極の形成面に当接させつつ、前記遮光膜用開口部を当該セル電極の形成面の縁辺より外方に配置させるとともに、前記遮光膜の起源となる材料を前記遮光膜用開口を介して前記入射面に回り込ませて前記遮光膜を形成する、
ことを特徴とする電気光学素子の製造方法。
【請求項５】
前後方向で対面する光ファイバアレイ間に配置され、電気光学効果を有する平板状の電気光学物質からなる基板の上下両面に電極が形成されてなる電気光学素子の製造方法であって、
前記光ファイバアレイにおける光ファイバの配列方向を左右方向とし、前後左右の各方向と直交する方向を上下方向として、
上下一方の面に前記光ファイバアレイと同じピッチで左右方向に並ぶ複数のセル電極を形成するセル電極形成プロセスと、
前記基板において各セル電極に対応して上下方向で対面する電極間の領域をセル領域とするとともに前後一方の前記端面を入射面として、前記入射面における前記セル領域の形成領域外に遮光膜を形成する遮光膜形成プロセスと、
を含み、
前記セル電極形成プロセスでは、前記セル電極の形成面を包含しつつ当該形成面よりも広い面積を有するマスクを用いて前記遮光膜形成プロセスを同時に行い、
当該マスクは、前記基板の平面領域に対応する領域に前記セル電極を形成するための電極用開口部が形成されているともに、前記基板の平面領域から前記入射面側の縁端に至る領域でかつ左右方向で前記セル領域外に対応する位置に前記遮光膜を形成するための矩形状の遮光膜用開口部が形成され、
前記セル電極形成プロセスでは、前記マスクを前記基板のセル電極の形成面に当接させつつ、前記遮光膜用開口部を当該セル電極の形成面の縁辺より外方に配置させるとともに、前記マスクの前記セル電極用開口を介して当該セル電極の起源となる電極材料を基板面に付着させて前記セル電極を形成しつつ、当該電極材料を前記遮光膜用開口を介して前記入射面に回り込ませて前記遮光膜を形成する、
ことを特徴とする電気光学素子の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５において、前記遮光膜形成プロセスでは、スパッタリングにより前記電極材料を基板面に付着させるとともに、前方から見たときに前記遮光膜用開口の法線方向に当該スパッタリングに用いる前記電極材料のターゲットを配置することを特徴とする電気光学素子の製造方法。
【請求項７】
請求項４または５において、前記遮光膜形成プロセスでは、スパッタリングにより前記電極材料を基板面に付着させるとともに、少なくとも前記遮光膜用開口の内側における縁端面の厚さが当該遮光膜用開口の左右幅の２倍以上であることを特徴とする電気光学素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の電気光学素子を用いて前後方向で対向する光ファイバアレイにおいて、前後で互いに対応関係にある光ファイバ間に各光ファイバのそれぞれに対応するセル領域を通る光路を形成させる調芯方法であって、
電気光学素子の前後に光ファイバアレイを配置するステップと、
前記電気光学素子の前記入射面側に配置されている光ファイバアレイを構成する光ファイバから光を出射させて、前記入射面とは反対側に配置されている光ファイバアレイの光ファイバに入射される光の強度を測定するステップと、
前記電気光学素子に対して前後の前記光ファイバアレイを相対移動させることで、互いに対応関係にある前後の光ファイバ間で最も透過光強度が大きくなる位置で前記光ファイバアレイを固定するステップと
を含むことを特徴とする光ファイバの調芯方法。
【請求項９】
請求項２に記載の電気光学素子を用いて前後方向で対向する光ファイバアレイにおいて、前後で互いに対応関係にある光ファイバ間に各光ファイバのそれぞれに対応するセル領域を通る光路を形成させる調芯方法であって、
前記セル領域の数よりも２本以上多い数の光ファイバを備えた光ファイバアレイを前記電気光学素子の前後に配置するステップと、
前記光ファイバアレイにおいて、前記セル領域と同じ数だけ左右に連続して配置された光ファイバに対して左と右のそれぞれに配置された光ファイバを調芯用光ファイバとして、前後一方に配置されている光ファイバアレイの前記調芯用光ファイバから光を出射させるとともに、前後他方に配置されている光ファイバアレイの前記調芯用光ファイバに入射される光の強度を測定するステップと、
前記基板に対して前後の前記光ファイバアレイを相対移動させることで、前後方向で互いに対応関係にある前記調芯用光ファイバ間で光が透過しつつその透過光強度が極小となる位置で前記光ファイバアレイを固定するステップと
を含むことを特徴とする光ファイバの調芯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバアレイを構成する光ファイバのそれぞれから出射された光の状態を電気光学効果を利用して個別に制御する電気光学素子、電気光学素子の製造方法、および電気光学素子を用いた光ファイバの調芯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた光伝送路からなる光通信網内には、電気光学効果を有する物質（以下、電気光学物質あるいはＥＯ物質と言う）を用いた電気光学素子（以下、ＥＯ素子とも言う）を利用して光ファイバ中を伝播する光信号の状態（強度や進路など）を制御する各種装置（以下、光通信装置とも言う）が介在している。例えば、以下の特許文献１や非特許文献１には、その光通信装置として、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）などのＥＯ物質を用いた電気光学素子を備えた光アッテネータについて記載されている。この電気光学素子を備えた光アッテネータは、一般に、対向配置された一対のコリメータ間に配置され、平板状のＥＯ物質を互いに対面する二つの電極で狭持した構成の電気光学素子（以下、ＥＯ素子とも言う）、偏光子、検光子、および電極間に電界を印加するための駆動回路から構成されている。そして一対のコリメータ間に形成される光路上に偏光子、ＥＯ素子、検光子がこの順に配置された構造となっている。偏光子と検光子は、光学軸が互いに直交あるいは平行となるように対面して配置されている。また光軸方向から見ると、ＥＯ物質を狭持する二つの電極間にできる電界の方向が偏光子を透過してきた直線偏光の振動方向に対して４５゜傾いている。
【０００３】
そして電極間に電界を印加していないときは、偏光子を透過してきた直線偏光がその振動方向を維持したまま検光子に入射する。このとき検光子の光学軸が偏光子の光学軸に対して直交しているときは光が遮断され、平行であるときは光が透過する。一方駆動回路により電極間に電界を印加すると、ＥＯ物質を透過する光に位相差（リタデーション）が生じ、入射した直線偏光の振動方向が最大で９０゜回転する。その結果、入射光が検光子を透過、あるいは遮断される。また、電界強度に応じて直線偏光の振動方向の傾きを制御することで検光子を透過する光の強度減衰量を変化させることができる。
【０００４】
ところで光伝送路は複数本の光ファイバを用いた「マルチチャンネル」で構成されているのが普通である。そのため光アッテネータなどの光通信装置には、そのマルチチャンネル光伝送路に対応して、複数本の光ファイバを並列に配置させてなる光ファイバアレイのそれぞれの光ファイバから出射された光の強度を個別かつ同時に制御するための構成を備えたものがある。
【０００５】
図１はマルチチャンネル光伝送路に対応した光アッテネータ１を示す図である。ここでは光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）や光学系（３０ａ、３０ｂ）も含めて図示している。図１に示したように、光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）は複数の光信号の伝送チャンネルに対応する複数本の光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）が互いに平行となるように並列配置されたものであり、以下では、光アッテネータ１に光信号を入力する側の光ファイバアレイを入力側光ファイバアレイＡａと称し、当該入力側光ファイバアレイＡａにおける各光ファイバを入力側光ファイバＦａと称することとすると、各入力側光ファイバＦａは光信号の出力側となる光ファイバアレイ（以下、出力側光ファイアレイＡｂとも言う）における各光ファイバ（以下、出力側光ファイバＦｂとも言う）と１対１の関係となるように対向配置されている。また各入力側光ファイバＦａの後方や各出力側光ファイバの前方にはコリメートレンズ（３０ａ、３０ｂ）が配置されて、光アッテネータ１が光透過状態であれば、入力側光ファイバＦａから出射した光はコリメートレンズによって平行光（以下、入力光とも言う）として後方に向かい、その入力光は出力側光ファイバＦｂの手前でコリメートレンズ３０ｂによって集束されて出力側光ファイバＦａに結合するように構成されている。なお図示した例では光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）における複数の光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）のそれぞれに対応する微小なレンズを左右に並べた状態で一体化したマイクロレンズアレイをコリメートレンズ（３０ａ、３０ｂ）として用いている。
【０００６】
対向配置されている一対の光ファイバアレイ間（Ａａ−Ａｂ）には上記の光アッテネータ１の構成が介在している。光アッテネータ１は入力側光ファイバアレイＡａから出力側光ファイバアレイＡｂに向かって偏光子１０ａ、ＥＯ素子２０、検光子１０ｂがこの順に配置されてなる。しかしこのＥＯ素子２０は、入力側光ファイバアレイＡａにおける各光ファイバからＦａからの出射光の強度を個別に制御するための電極構造を備えている。
【０００７】
ここで入出力側の光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）が互いに対向する方向を前後方向とし、光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）において、光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）が並列する方向を左右方向とする。そして左右と前後の各方向に直交する方向を上下方向とする。また入力側と出力側光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）における光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）は前後方向に延長する光軸１００に対して左右対称に配置されているものとし、左右上下の各方向は図中に示したように規定することとする。
【０００８】
以下にＥＯ素子２０における電極構造について説明する。図２に図１に示したＥＯ素子２０の電極構造についての概略を示した。ここでは説明を容易にするためにＥＯ素子２０の電極構造を簡略化して示している。図２（Ａ）はＥＯ素子２０を左右方向から見たときの側面図であり、図２（Ｂ）は前後方向で対向する光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）とＥＯ素子２０との相対的な位置関係を示す図である。この図２（Ｂ）では光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）とＥＯ素子２０を上方から見ている。なお図２（Ｂ）ではコリメートレンズを省略しているが入出力側の光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）に入出力される光はコリメートされた光（以下、光ビームとも言う）として扱うこととする。
【０００９】
ＥＯ素子２０は、図２（Ａ）に示したようにＥＯ物質からなる基板（以下、ＥＯ基板２１とも言う）の前端面２４および後端面２５を光の入射面および出射面とし、そのＥＯ基板２１が上下方向で互いに対面する電極（２２、２３）によって狭持された構造を有している。すなわちＥＯ基板２１には、光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）における光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）の配列方向と直交する方向に電界Ｅが印加される。そして電極間（２２−２３）の間隔、すなわち基板の厚さｄｅｏは、実質的に1本の光ファイバ（Ｆａ）から出射された光ビームをケラレを生じさせることなく透過させる程度の大きさである。
【００１０】
また図２（Ｂ）に示したように、ＥＯ素子２０は複数チャンネル分の複数の入力側光ファイバＦａからの入力光を個別に減衰するために、上下方向で対面する電極（２２、２３）がチャンネル数と同じ領域（以下、セル領域２８とも言う）に区分されている。この例では、上面２６側がチャンネル数分に分割されたセル電極２２となっている。図２（Ａ）に示したＥＯ素子２０の下面２７は共通電極２３となっている。そして左右方向に並ぶセル電極２２のピッチＰｃは光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）において隣接する光ファイバ間（Ｆａ−Ｆａ、Ｆｂ−Ｆｂ）のピッチＰｆと等しくなるように形成されている。それによって前後で対向する１対の光ファイバ間（Ｆａ−Ｆｂ）に形成される光路は、一つのセル電極２２と共通電極２３とが対面する左右幅ｗｃで上下高ｄｅｏのセル領域２８を通ることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００５／１２１８７６号
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】フルウチ科学株式会社、”PLZT高速光シャッター”、[online]、[平成２７年２月１１日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.furuchi.co.jp/measurement/shutter.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように複数のセル領域に分割されたＥＯ素子では、光ファイバアレイにおける各光ファイバと各セル領域とが１対１に対応している。そのため各光ファイバからの出射光が正しく対応するセル領域に入射するように、前後で対向する光ファイバアレイとＥＯ素子とを高い精度で位置合わせをする調芯作業が必要とある。例えば、偏光子と検光子に周知のウォークオフプリズムを用いた光アッテネータであれば、一つの光ファイバから出射した光が常光と異常光に分離した際の左右方向のシフト量よりもセル電極の左右幅を大きくする必要がある。その一方でセル電極の左右幅は光ファイバアレイにおける光ファイバのピッチよりも小さくする必要がある。そして実際に製品として提供されている光アッテネータを例に挙げると、ピッチが２５０μｍの光ファイバアレイを用いたもので、上記のシフト量が約１１６μｍ、セル電極の幅が約１６０μｍのものがある。すなわち各セル領域では４４μｍの余裕しかなく、左右２０μｍ程度の調芯精度が必要となる。
【００１４】
さらに電気光学効果が電界強度あるいは電界強度の二乗に比例するため、ＥＯ素子の上下高（ＥＯ物質からなる基板の厚さ）をより小さくする必要がある。上記の光アッテネータで７０μｍ程度の厚さである。そしてＥＯ素子に入射される光ビームのビームスポット径は５０μｍ程度であり、上下方向には１０μｍ程度の調芯精度が必要となる。
【００１５】
そして従来の調芯方法では、ＥＯ素子の前後に光ファイバアレイを対向させた状態で前後の光ファイバアレイを相対移動させる。このときＥＯ素子のセル電極に印加する電圧を制御しながら出力側光ファイバからの出射光強度を測定する。セル領域ないに光路が形成されていれば入力側光ファイバからの光が出力側の光ファイバから減衰されて出力される。そして最も減衰率が大きくなるように調整する。このように従来のＥＯ素子では、調芯作業に先立ってＥＯ素子に駆動回路の実装を済ませておく必要があり、その駆動回路によってＥＯ素子に印加する電界強度を可変制御しながら極めて小さなＥＯ素子に対して各光ファイバからの光を対応するセル領域に高い精度で入射させることになる。したがって調芯作業が極めて煩雑で、調芯作業に長い時間が掛かる。
【００１６】
そこで本発明は、煩雑な作業を伴うことなく極めて高い精度で調芯できる電気光学素子とその製造方法、およびその電気光学素子を用いた光ファイバの調芯方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明は、電気光学効果を有する平板状の電気光学物質からなる基板の両面に電極が形成されてなる電気光学素子であって、
前後で対向する１対の光ファイバアレイ間に配置され、
前記光ファイバアレイにおける光ファイバの配列方向を左右方向とし、前後左右の各方向と直交する方向を上下方向として、
前記電極は上下両面に形成され、少なくとも上下一方の面の電極は、前記光ファイバアレイと同じピッチで左右方向に並ぶ複数のセル電極に分割され、
前記基板において各セル電極に対応して上下方向で対面する電極間の領域をセル領域として、
前後方向を法線方向とした前後一方の端面を光ビームの入射面とし、
前記入射面における前記セル領域外に遮光膜が形成されている、
ことを特徴とする電気光学素子としている。  
前記遮光膜は前記セル領域の左右両側でセル電極のピッチと一致する位置に形成されているとともに、前記光ビームが前記入射面に入射するときのビームスポット径よりも小さな円形の平面形状を有していることを特徴とする電気光学素子とすることもできる。
【００１８】
前後方向で対面する光ファイバアレイ間に配置され、電気光学効果を有する平板状の電気光学物質からなる基板の上下両面に電極が形成されてなる電気光学素子の製造方法も本発明の範囲であって、当該製造方法は、
前記光ファイバアレイにおける光ファイバの配列方向を左右方向とし、前後左右の各方向と直交する方向を上下方向として、
上下一方の面に前記光ファイバアレイと同じピッチで左右方向に並ぶ複数のセル電極を形成するセル電極形成プロセスと、
前記基板において、各セル電極に対応して上下方向で対面する電極間の領域をセル領域とするとともに前後一方の前記端面を入射面として、当該入射面における前記セル領域の形成領域外に遮光膜を形成する遮光膜形成プロセスと、
を含み、
前記セル電極形成プロセスでは、前記セル電極と同時に位置合わせ用パターンを当該セル電極の形成面において、前記セル領域外で、かつ前記入射面との境界に近接する領域に形成し、
前記遮光膜形成プロセスでは、前記入射面を包含しつつ当該入射面よりも広い面積を有するマスクを用い、
当該マスクには、前記遮光膜の形成位置に対応して開口する遮光パターン用開口部と、前記入射面外に対応する領域において前記位置合わせ用パターンに対応する位置に開口する位置合わせ用開口部とが形成され、
前記遮光膜形成プロセスでは、前記マスクを前記入射面に当接させつつ、前記位置合わせ用開口部を通して前記位置合わせパターンを斜め方向からの視線で認識しながら位置合わせを行うとともに、前記遮光膜用開口部を介して前記遮光膜となる材料を前記入射面に付着させる、
ことを特徴とする電気光学素子の製造方法としている。
【００１９】
あるいは、前記セル電極形成プロセスでは、前記セル電極と同時に位置合わせ用パターンを当該セル電極の形成面において、前記セル領域外で、かつ前記入射面との境界に近接する領域に形成し、
前記遮光膜形成プロセスでは、前記セル電極の形成面を包含しつつ当該形成面よりも広い面積を有するマスクを用い、
当該マスクは、前記基板の平面領域に対応する領域に前記位置合わせ用パターンを上方から視認可能にする開口が形成されているとともに、前記基板の平面領域から前記入射面側の縁端に至る領域でかつ左右方向で前記セル領域外に対応する位置に前記遮光膜を形成するための矩形状の遮光膜用開口部が形成され、
前記遮光膜形成プロセスでは、前記マスクを前記基板のセル電極の形成面に当接させつつ、前記遮光膜用開口部を当該セル電極の形成面の縁辺より外方に配置させるとともに、前記遮光膜の起源となる材料を前記遮光膜用開口を介して前記入射面に回り込ませて前記遮光膜を形成する、
ことを特徴とする電気光学素子の製造方法とすることもできる。
【００２０】
前記セル電極形成プロセスでは、前記セル電極の形成面を包含しつつ当該形成面よりも広い面積を有するマスクを用いて前記遮光膜形成プロセスを同時に行い、
当該マスクは、前記基板の平面領域に対応する領域に前記セル電極を形成するための電極用開口部が形成されているともに、前記基板の平面領域から前記入射面側の縁端に至る領域でかつ左右方向で前記セル領域外に対応する位置に前記遮光膜を形成するための矩形状の遮光膜用開口部が形成され、
前記セル電極形成プロセスでは、前記マスクを前記基板のセル電極の形成面に当接させつつ、前記遮光膜用開口部を当該セル電極の形成面の縁辺より外方に配置させるとともに、前記マスクの前記セル電極用開口を介して当該セル電極の起源となる電極材料を基板面に付着させて前記セル電極を形成しつつ、当該電極材料を前記遮光膜用開口を介して前記入射面に回り込ませて前記遮光膜を形成する、
ことを特徴とする電気光学素子の製造方法としてもよい。
【００２１】
上記の前記遮光膜を入射面に回り込ませて形成する製造方法では、前記遮光膜形成プロセスでは、スパッタリングにより前記電極材料を基板面に付着させるとともに、前方から見たときに前記遮光膜用開口の法線方向に当該スパッタリングに用いる前記電極材料のターゲットを配置することを特徴とする電気光学素子の製造方法とすることもできる。または前記遮光膜形成プロセスでは、スパッタリングにより前記電極材料を基板面に付着させるとともに、少なくとも前記遮光膜用開口の内側における縁端面の厚さが当該遮光膜用開口の左右幅の２倍以上であることを特徴とする電気光学素子の製造方法とすることもできる。
【００２２】
さらに本発明は前記電気光学素子を用いて前後方向で対向する光ファイバアレイにおいて、前後で互いに対応関係にある光ファイバ間に各光ファイバのそれぞれに対応するセル領域を通る光路を形成させる調芯方法にも及んでおり、当該調芯方法は、
電気光学素子の前後に光ファイバアレイを配置するステップと、
前記電気光学素子の前記入射面側に配置されている光ファイバアレイを構成する光ファイバから光を出射させて、前記入射面とは反対側に配置されている光ファイバアレイの光ファイバに入射される光の強度を測定するステップと、
前記電気光学素子に対して前後の前記光ファイバアレイを相対移動させることで、互いに対応関係にある前後の光ファイバ間で最も透過光強度が大きくなる位置で前記光ファイバアレイを固定するステップと、
を含むことを特徴とする光ファイバの調芯方法としている。
【００２３】
また前記ビームスポット径よりも小さな遮光膜を有する電気光学素子を用いた光ファイバの調芯方法では、
前記セル領域の数よりも２本以上多い数の光ファイバを備えた光ファイバアレイを前記電気光学素子の前後に配置するステップと、
前記光ファイバアレイにおいて、前記セル領域と同じ数だけ左右に連続して配置された光ファイバに対して左と右のそれぞれに配置された光ファイバを調芯用光ファイバとして、前後一方に配置されている光ファイバアレイの前記調芯用光ファイバから光を出射させるとともに、前後他方に配置されている光ファイバアレイの前記調芯用光ファイバに入射される光の強度を測定するステップと、
前記基板に対して前後の前記光ファイバアレイを相対移動させることで、前後方向で互いに対応関係にある前記調芯用光ファイバ間で光が透過しつつその透過光強度が極小となる位置で前記光ファイバアレイを固定するステップと
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の電気光学素子によれば、前後に配置された光ファイバアレイ間の高精度の調芯作業をより簡素にすることができる。なおその他の効果については以下の説明で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】マルチチャンネル光伝送路に対応した光アッテネータを示す図である。
【図２】上記光アッテネータを構成する電気光学素子の概略構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電気光学素子の概略構造を示す図である。
【図４】上記実施形態に係る電気光学素子を用いた調芯方法を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る電気光学素子の製造方法の概略を示す図である。
【図６】上記第１の実施例に係る電気光学素子の製造方法の具体例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る電気光学素子の製造方法の概略を示す図である。
【図８】本発明のその他の実施形態に係る電気光学素子の概略を示す図である。
【図９】上記その他の実施形態に係る電気光学素子を用いた調芯方法を示す図である。
【図１０】上記第２の実施例に係る製造方法における注意事項の概略を説明するための図である。
【図１１】上記注意事項を考慮した本発明の第３の実施例に係る電気光学素子の製造方法の概念を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施例に係る電気光学素子の製造方法の効果を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施例の変形例に係る電気光学素子の製造方法の概略を示す図である。
【図１４】上記第３の実施例の変形例の効果を示す図である。
【図１５】本発明のその他の実施形態の変形形態に係る電気光学素子の概略を示す図である。
【図１６】上記その他の実施形態の変形形態に係る電気光学素子を用いた調芯方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。
【００２７】
＝＝＝電気光学素子の実施形態＝＝＝
本発明の一実施形態に係るＥＯ素子は、基本的には図２に示したＥＯ素子２０と同様の構造を有している。しかし調芯作業を容易にかつ正確に実施できる構成を備えている。図３に当該一実施形態に係るＥＯ素子１２０ａの概略構造を示した。なお以下では、図１や図２に示したように前後上下左右の各方向を規定することとし、またＥＯ素子１２０ａにおける各種構成についても上述した名称（「セル電極」、「セル領域」など）を採用する。またＥＯ素子１２０ａが組み込まれる光通信装置に付随する各種構成についても上述した名称（「入力側光ファイバアレイ」、「出力側光ファイバアレイ」など）を採用する。なお以下に示す図や説明において、入力側光ファイバからの「入力光」はコリメートレンズを介したコリメート光（以下、光ビームとも言う）として扱うこととし、出力側光ファイバに入射される「出力光」はコリメートレンズを透過した後の光として扱う。
【００２８】
図３（Ａ）に示したように本発明の実施形態に係るＥＯ素子１２０ａは、従来のＥＯ素子と同様に前後に前後方向を法線方向とした端面（２４、２５）を備えたＥＯ物質２１の上下両面（２６、２７）に電極（２２、２３）が形成されてなり、上面２６の電極２２は前後方向に帯状に延長しつつ左右方向に並んだ複数のセル電極２２で構成されている。また下面２７の電極２３については共通電極２３としている。しかしここに示した実施形態に係るＥＯ素子１２０ａでは、前面２４においてセル領域２８外に遮光膜３０が形成されている点が異なっている。すなわち、図３（Ｂ）に示したように、前方側に入力側光ファイバアレイＡａがあれば、その光ファイバアレイＡａの各光ファイバＦａから出射された光は、遮光膜３０がある位置では透過できず、ＥＯ素子１２０ａに対して前方の光ファイバＦａと後方の光ファイバＦｂ間で光路が形成されない。
【００２９】
図４に当該ＥＯ素子１２０ａを用いた調芯手順の概略を示した。図４（Ａ）に示したように、前後方向から見てＥＯ素子１２０ａの前面２４領域に、前後の光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）における全光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）の開口領域が包含されるように位置合わせを行う。なおこの位置合わせ精度は、光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）やＥＯ素子１２０ａを保持する筐体の機械的な加工精度で十分に達成し得るものである。しかし前後で対向する光ファイバ間（Ｆａ―Ｆｂ）での調芯精度については機械的な加工精度では達成することが難しい。
【００３０】
そこで図４（Ａ）に太線両矢印で示したように、前後の光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）を相対移動させながら、入力側光ファイバＦａからの入力光Ｌｉを対応関係にある出力光ファイバＦｂに出力光Ｌｏ１として入力させるとともに、その出力光Ｌｏ１を出力側光ファイバＦｂの後端側に導出させ、その導出された光（以下、導出光Ｌｏ２とも言う）の強度を受光素子ＰＤなどによって測定する。この測定により、導出光Ｌｏ２が検出されれば前後で互いに対応する光ファイバ間（Ｆａ―Ｆｂ）に光路が形成されていることになり、その光路はかならず対応するセル領域２８を通っていることになる。そして図４（Ｂ）に示したように、正確に調芯されていれば導出光Ｌｏ２の強度が最大となり、この状態で前後の光ファイバアレイの位置を固定すればよい。なお入力光Ｌｉは全ての入力側光ファイバＦａから出射させなくてもよい。少なくとも左右両端の入力側光ファイバＦａから出射させて、左右両端の出力側光ファイバＦｂからの導出光Ｌｏ２の強度が最大となった状態を調芯されている状態とすればよい。また上記実施形態では、遮光膜２０は、光を完全に遮断する材料（例えばＰｔ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕなど金属や合金）を用いて形成しているが、もちろん透過率を減少させる材料（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などど）であってもよい。いずれにしても入出力側の光ファイバ間（Ｆａ−Ｆｂ）で光路が正しく形成されればその光ファイバ間（Ｆａ−Ｆｂ）での光透過光量が最大となる。なお遮光膜３０の形状については、ＥＯ素子１２０ａの前端面２４から入射された光ビームを遮光できる大きさであれば矩形に限るものではない。
【００３１】
＝＝＝ＥＯ素子の製造方法＝＝＝＝
上記実施形態に係るＥＯ素子は光の入射面のセル領域外に遮光膜を設けていた。遮光膜は、所定の開口を有するマスクを用いて、そのマスクを介して遮光膜の起源となる材料を蒸着やスパッタリングなどの方法によって付着させることで形成される。しかし薄いＥＯ素子の入射面に微細なピッチで形成されているセル領域を外して遮光膜を形成することになり、マスクを精度良く位置合わせすることが難しい。そこで以下では、遮光膜を正しい位置に容易に形成することができるＥＯ素子の製造方法を挙げる。
【００３２】
＝＝＝第１の実施例＝＝＝
図５に本発明の第１の実施例に係るＥＯ素子の製造方法の概略を示した。なお図５では説明を容易にするためにセル電極２２の構造を簡略化して示している。まず図５（Ａ）に示したように、遮光膜が形成されていない状態のＥＯ素子２２０を用意する。このＥＯ素子２２０の作製手順としては、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（以下、ＫＴＮ）からなる平板状の単結晶基板をＥＯ物質２１として、そのＥＯ物質２１の上面２６にＰｔなどの電極材料をマスクを用いたスパッタリングなどによって選択的に付着させてセル電極２２を形成する。同様にして下面２７には共通電極２３を形成する。
【００３３】
また光の入出射面となる前後両端面（２４、２５）には鏡面研磨を行い、その上で前後両端面（２４、２５）に反射防止膜をスパッタリングなどの方法によって形成しておく。反射防止膜としてはＳｉＯ２の薄膜とＴａ２Ｏ５の薄膜を順次積層した多層膜などを採用することができる。以上の手順によってＥＯ素子２２０を完成させる。もちろん周知のフォトリソグラフィの技術とドライエッチング技術を用いて電極（２２、２３）を形成してもよい。
【００３４】
そして第１の実施例では、セル電極２２を形成する際に、ＥＯ素子２２０の上面２６において、光ビームの入射面側（ここでは前端面２４側）に矩形平面形状の電極パターン（以下、アライメントマーカー３１とも言う）も形成する。このアライメントマーカー３１は、セル電極２２と接触せず、また駆動回路にも接続されない。すなわち実際の電極として機能しない。
【００３５】
次にＥＯ物質２１の上面２６にセル電極２２とアライメントマーカー３１、下面２７に共通電極２３がそれぞれパターンニングされてなるＥＯ素子（以下、パターン基板２２０とも言う）の前端面２４に図５（Ｂ）に示したマスク４０を当接させる。このマスク４０はパターン基板２２０の前端面２４の領域１２４を包含して当該前端面２４よりも広い面積を有している。またマスク４０にはパターン基板２２０の前端面２４におけるセル領域間（２８−２８）の位置に対応して上下方向に延長する矩形状の開口部（以下、遮光膜用開口部４１とも言う）が形成されている。さらに上記のアライメントマーカー３１と同じ左右幅を有して上下方向に延長する矩形状の開口部（以下、アライメント用開口部４２）が形成されている。そしてアライメント用開口部４２は、パターン基板２２０の前端面２４の領域１２４の高さＨｅｏよりも大きな上下高Ｈｍを有している。すなわちマスク４０においてパターン基板２２０の前端面２４に対応する領域１２４外に上下方向に延長するように形成されている。
【００３６】
そして図５（Ｃ）に示したようにマスク４０をパターン基板２２０の前端面２４に当接させる。このとき図中に太線矢印で示したように、アライメント用開口部４２を介してパターン基板２２０の上面２６に形成されているアライメントマーカー３１を上斜め前方から視認する。そしてアライメント用開口部４２の左右縁端をアライメントマーカー３１の左右縁端に一致させつつ、遮光膜用開口パターン４１がパターン基板２２０の前端面２４から上下方向に逸脱しないようにマスク４０を位置合わせする。図５（Ｄ）に後方から見たときのアライメントマーカー３１の視認状態を示した。そしてこのようにしいてマスク４０をパターン基板２２０の前端面２４に位置合わせした状態で当接させたならば、マスク４０前方からのスパッタリングなどによって遮光膜材料をパターン基板２２０の前端面２４に選択的に付着させればよい。なおマスク４０のアライメント用開口部４２について、上記実施例では上下方向に延長してパターン基板２２０の前端面２４を上下方向に横断する帯状に形成されていたが、この例に限らず、例えばパターン基板２２０の前端面２４の上下方向の領域外でのみ開口させるようにしてもよい。
【００３７】
＜応用例＞
ところで遮光膜用開口部４１の上下高がパターン基板２２０の前端面２４の上下高Ｈｅｏよりも短い場合などでは、遮光膜用開口部４１が前端面２４に対して上下対称となるように位置合わせをする必要がある。そこで第１の実施例に係る製造方法の応用例として、マスク４０の遮光膜用開口部４１をパターン基板２２０の前端面２４に対して上下対称に位置合わせするための方法を示す。図６に当該応用例に係る製造方法の概略を示した。
【００３８】
まず図６（Ａ）に示したように、パターン基板２２０を上下方向から狭持する１対の治具（５０−５０）を用意する。当該治具５０は前端側でパターン基板２２０側となる面５１に段差５２が左右方向に延長するように形成されている。またマスク４０における遮光膜用開口部４１とアライメント用開口部４２は左右方向に延長する１本の中心線１１０に対して上下対称となるように開口している。そして図６（Ｂ）に示したように、パターン基板２２０と治具５０の前端位置を合わせつつ、当該パターン基板２２０を１対の治具（５０−５０）で上下方向から狭持すると、パターン基板２２０と治具５０の段差５２とによって形成される凹部５３が前方に開口し、その凹部５３内にアライメントマーカー３１が露出する。そしてパターン基板２２０の前端面２４にマスク４０を当接させると、凹部５３内に露出したアライメントマーカー３１をマスク４０のアライメント用開口部４２を介して視認することができる。また１対の治具（５０−５０）でパターン基板２２０を狭持すると、凹部５３において互いに上下方向で対面する面同士の距離ｗａがアライメント用開口部４２の上下高Ｈｍと一致するように構成されており、アライメント用開口部４２の上下両端をこの治具５０の段差５２の上縁に位置合わせすれば、遮光膜用開口部４１がパターン基板２２０の前端面２４に対して上下対称となるように位置決めされる。そしてこの状態でマスクの前方より遮光膜材料を付着させれば、パターン基板２２０の前端面２４に遮光膜が位置合わせされた状態で形成される。
【００３９】
＝＝＝第２の実施例＝＝＝
第１の実施例では、パターン基板の前端面にマスクを当接させて遮光膜を形成していた。しかしパターン基板の前後端面は極めて薄く、マスクにはその薄い端面に対してさらに小さな開口部を形成することになる。そのためマスク自体を作製するために高度な加工技術を必要とする。またアライメントマーカーを斜め方向から視認しながら位置合わせを行うため、マスクアライナーなどの装置を用いて位置合わせを行う場合には斜め方向からアライメントマーカーを視認するためのカメラや顕微鏡が必要となる。もちろん目視で位置合わせする場合でも視差が生じ、位置合わせ作業に熟練を要する可能性がある。そこで本発明の第２の実施例として、遮光膜を形成するための位置合わせ作業を極めて簡素化できるＥＯ素子の製造方法を挙げる。
【００４０】
図７は第２の実施例に係るＥＯ素子の製造方法の概略を示す図である。まず図７（Ａ）に示したようにセル電極がパターニングされていない状態のＥＯ物質（以下、ＥＯ基板２１とも言う）とセル電極を形成するためのマスク１４０とを用意する。このマスク１４０はＥＯ基板２１の上面２６の領域を包含する矩形の平面形状を有し、ＥＯ基板２１の上面２６に対応する領域１４１にはセル電極を形成するための開口部（電極用開口部１４２とも言う）が形成されている。さらにマスク１４０の前端側でＥＯ基板２１の上面２６の領域外に対応する位置に、ＥＯ基板２１の前端面２４に遮光膜を形成するための矩形状の遮光膜用開口部１４３が形成されている。なおこの例では、遮光膜用開口部１４３は、左右方向において隣接するセル電極間の間隙に対応する位置に形成されている。
【００４１】
そして図７（Ｂ）に示したように、上記のマスク１４０をＥＯ基板２１の上面２６に当接させる。このとき前後方向では、帯状の電極用開口部１４２の前縁と後縁がＥＯ基板２１の上面２６の前端と後端に一致するように位置合わせを行い、左右方向では全ての開口部（１４２、１４３）がＥＯ基板２１の左右縁端より内側に配置されるように位置合わせを行う。そしてこの状態で上方から遮光膜としても機能する電極材料（例えば、ＣｒとＡｕの合金など）を付着させる。
【００４２】
図７（Ｃ）は図７（Ｂ）を右方から見たときの側面図であり、図中白抜き矢印で示した電極材料は電極用開口部１４２を介してＥＯ基板２１の上面２６に付着してセル電極を形成するとともに、図中黒塗り矢印で示したように、遮光膜用開口部１４３を介してＥＯ基板２１の前方にて下方に向けて拡散していく。そしてその拡散に際し、電極形性材料は前後方向にも拡散し、ＥＯ基板２１の前端面２１側に回り込む。それによってＥＯ基板２１の前端面２４に遮光膜が形成される。なお電極形性材料はＥＯ基板２１の前方にて左右方向にも拡散するが、上述したように実際のＥＯ基板２１は上下方向の厚さが極めて薄いため、遮光膜が下方に向かって左右に広がる幅については実質的に無視できる。なお共通電極２３については、ＥＯ基板２１の下面２４の前縁にて遮光膜の下端と短絡しないように、ＥＯ基板２１の下面２７の全領域に亘って共通電極２３を形成せず、下面２７の前縁から僅かに後方に離間するように形成しておいてもよい。もちろんＥＯ基板２１下面２７の前縁まで共通電極２３を形成して短絡が発生したとしても、その短絡部分を研磨するなどの後工程によって対処してもよい。
【００４３】
このように第２の実施例に係るＥＯ素子の製造方法では、マスクに上下幅が極めて小さな開口部を形成することなくセル電極の形成と同時に遮光膜を形成することができる。そのため位置合わせも容易となり極めて低コストで遮光膜を正確に形成することができる。
【００４４】
＜変形例＞
上述した第２の実施例に係るＥＯ素子の製造方法では、セル電極と遮光膜を同じ電極材料を用いて形成していたが、もちろん異なる材料としてもよい。例えば導電体であるセル電極に対して遮光膜を絶縁体材料で形成すれば、セル電極と遮光膜との短絡を確実に防止することができる。そしてこのようにセル電極と遮光膜を異なる材料で形成する場合には、ＥＯ基板の上面にセル電極の形成時にアライメントマーカーも同時に形成しておき、遮光膜についてはアライメントマーカーを基準にして位置合わせを行うマスクを別途用意し、そのマスクを用いてセル電極とは異なる材料を上記の「回り込み」を利用してＥＯ基板の前端面に形成すればよい。
【００４５】
＝＝＝遮光膜の形成位置について＝＝＝
上述した各実施例によって作成したＥＯ素子では遮光膜が隣接するセル領域の間に形成されていた。したがってこれらのＥＯ素子を用いて調芯を行う手順については図４に示した手順と同様となる。しかし遮光膜は調芯作業を容易にするためのものであることから必ずしも隣接するセル領域間に形成する必要はない。光ファイバアレイにおける左右両端の光ファイバに対応するセル領域が確認できればよく、例えば図８に示したＥＯ素子１２０ｂのように、遮光膜３０を全てのセル領域２８を包含する領域１２２の左右に２カ所だけ形成してもよい。
【００４６】
図９は図８に示したＥＯ素子１２０ｂを用いた調芯手順を示した。まず図９（Ａ）に示したように、ＥＯ素子１２０ｂの前後に１対の光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）を未調芯の状態で対向配置させるとともに、入力側光ファイバアレイＦａにおいて、少なくとも左右両端の入力側光ファイバ（ＦａＬ、ＦａＲ）から後方に向かって光ビームＬｉを出射する。正しく調芯されていないときは出力側光ファイバアレイＡｂにおける左右両端の光ファイバ（ＦｂＬ、ＦｂＲ）に入力される２本の光ビームＬｏ１の少なくとも一方に入力される出力光の強度が低くなる。図中では左端の出力側光ファイバＦｂＬへの出力光Ｌｏ１１の強度が低くなる。その結果、左右両端の出力側光ファイバ（ＦｂＬ、ＦｂＲ）から受光素子ＰＤに導出される光Ｌｏ２において、左端の出力側光ファイバＦｂＬからの導出光Ｌｏ２１の光強度よりも、右端の出力側光ファイバＦｂＲからの導出光Ｌｏ２２の光強度の方が大きくなる。そして図９（Ｂ）に示したように正しく調芯されていれば、左右両端の出力側光ファイバ（ＦｂＬ、ＦｂＲ）からの出力光強度が共に最大となる。
【００４７】
＝＝＝第３の実施例＝＝＝
遮光膜の起源となる物質をスパッタリング装置を用いつつ第２の実施例と同様に「回り込み」を利用して形成する場合、そのスパッタ源（以下、ターゲット）とＥＯ基板との配置関係や基板の厚さなどによっては、上記物質（以下、成膜粒子とも言う）がＥＯ基板の前端面において左右方向に大きく回り込み、セル領域にも遮光膜が形成されてしまう可能性がある。とくに個々のセル領域間の全てに遮光膜を形成する場合では注意が必要となる。
【００４８】
図１０はその注意すべき事項の概略を示す図であり、ここではターゲット２００とＥＯ基板２１との配置関係に伴う成膜粒子の回り込み状態を示した。当該図ではＥＯ基板２１を前方から見たときの拡大図を示している。この図１０に示したように、ここではマスク１４０における遮光膜用開口部１４３に対してターゲット２００が右上方に角度（以下、ターゲット方位角度θとも言う）の方位となる位置に配置されている状態を示している。そしてターゲット２００から拡散される成膜粒子はＥＯ基板２１の上面２６側と下面２７側で広がり具合が異なる。図中において遮光膜用開口部１４３の左端直下からＥＯ基板２１の下面２７側における成膜粒子の付着位置の左端までの幅を回り込み幅ｗｄとすると、この回り込み幅（以下、下面回り込み幅ｗｄとも言う）は、ＥＯ基板２１の厚さｔが厚いほど大きくなる。またＥＯ基板２１に直接マスク１４０を接触させないように、冶具にマスク１４０を装着する場合では、下面回り込み幅ｗｄはマスク１４０とＥＯ基板２１との間隙ｇにも影響される。またＥＯ基板２１の上面２６においても上記間隙ｇに起因して回り込み幅（以下、上面回り込み幅ｗｕとも言う）が生じる。なおＥＯ基板２１に共通電極２３を形成する際の加工（研磨など）によってもＥＯ基板２１の厚さｔが変化し、その厚さｔの変化に伴って上記間隙ｇも変化する。したがって遮光膜をスパッタリングなどを用いて形成する場合では、ＥＯ基板２１の外形サイズによっては上述した成膜粒子の回り込みが問題となる可能性がある。
【００４９】
なおこのような回り込みを防止するためには、例えば、ＥＯ基板２１とターゲット２００間の距離を長くしたり、特開２００２−２５６４１２号公報に記載されているように基板とターゲット間に成膜粒子の飛来方向を斜め方向から上下方向へ偏向させるためのマスクを別途設置したり、基板にバイアス電位を印加したりすることが考えられる。しかしこれらの方法は専用の成膜装置や既存の成膜装置に対する改造が必要となりコストアップの要因となる。そこで第３の実施例として、より簡素な方法で確実に回り込みを防止できるＥＯ素子の製造方法を挙げる。
【００５０】
＜ターゲット方位角度θの最適化＞
図１１は第３の実施例に係るＥＯ素子の製造方法の概念を説明するための図であり、ここでは上記ターゲット方位角度θに対する上面と下面の回り込み幅（ｗｕ、ｗｄ）の関係を示している。図１１（Ａ）はターゲット方位角度θと上面回り込み幅ｗｕとの関係を示しており、図１１（Ｂ）はターゲット方位角度θと上面回り込み幅ｗｄとの関係を示している。ここではＥＯ基板の厚さｔ＝８８μｍ、マスクとＥＯ基板との間隙ｇ＝５０μｍとしている。図１１に示したように、ターゲット方位角度θを調整することで回り込み幅（ｗｕ、ｗｄ）を小さくできることが分かった。図１２にターゲット方位角度θをパラメーターとして基板の下面からマスク下面までの距離Ｄ（＝ｔ＋ｇ：以下、基板深さＤとも言う）と下面回り込み幅ｗｄとの関係を示した。図１２に示したように、ターゲット方位角度θ＝９０゜とすることで回り込みを完全に防止することができる。
【００５１】
＜成膜粒子の拡散制御＞
上述したようにターゲット方位角度θをより直角に近づけることで、成膜粒子の回り込みを防止することができる。しかしスパッタリング装置などの成膜装置の構造によってはターゲットとＥＯ基板との相対位置関係を大きく調整できない場合もある。そこで本発明者はそのような場合への対応方法についても考察した。そして前方から見て斜め上方から飛来する成膜粒子がＥＯ基板の前端面に付着しないようにすることで回り込みによる問題を解決しようと考えた。そして斜め方向を含んで広角的に拡散する成膜粒子のうち、上下方向に拡散する成分のみを付着させる方法に想到した。すなわち拡散方向をバイアス電位などを印可して強制的に偏向することなく斜め方向に拡散する成膜粒子のみを選択的にＥＯ基板に付着させないような方法に想到した。
【００５２】
以下では第３の実施例の変形例として、斜め方向から飛来する成膜粒子を選択的にＥＯ基板に付着させずにＥＯ素子を製造する方法について説明する。図１３に当該変形例に係るＥＯ素子の製造方法の概略を示した。図１３（Ａ）に示したように、マスク１４０の厚さ（以下、マスク厚ｔｍとも言う）ｔｍが薄い場合、浅いターゲット方位角度θで飛来する成膜粒子が遮光膜用開口部１４３を通過してＥＯ基板２１の前端面２４に付着してしまう。一方図１３（Ｂ）に示したように、同一形状の遮光膜用開口部１４３を備えたマスク１４０を積層するなどしてマスク厚ｔｍを厚くすると、ターゲット方位角度θが同じでも実質的には深いターゲット方位角度（以下、拡散角度φも言う）で成膜粒子が飛来すると同じ状態が再現される。すなわち斜め方向に拡散してくる成膜粒子が遮光膜用開口部１４３の内面に付着し、上下方向に近い角度で拡散する成膜粒子のみがＥＯ基板２１の前端面２４に付着するである。もちろんマスク１４０を構成する板材（金属板など）自体を厚くしてもよいが、板厚を厚くすると遮光膜用開口部１４３や電極用開口部（図７、符号１４２参照）を精度良く形成するのが難しくなる。いずれにしてもマスク厚ｔｍを厚くすることで、実質的な成膜粒子が飛来する方位角度を制限し、結果として下面回り込み幅ｗｄを小さくすることができる。ここで基板深さＤ＝１５０μｍとしたときのマスク厚ｔｍと下面回り込み幅ｗｄおよび成膜粒子の広がり角度との関係について、計算値と実際に試作したサンプルの双方で調べてみた。なお遮光膜開口部の左右幅（以下、開口幅ｗｍとも言う）は２００μｍとした。
【００５３】
また試作したサンプルは図８に示した構造を有している。以下に図８および図１３を参照しつつ当該サンプルの製造手順について説明する。まず厚さ７０μmのＫＴＮ単結晶をＥＯ基板２１として、ＥＯ基板２１の上面２６にアレイ状のセル電極２２とアライメントマーカを形成した。つぎに光の入出射端面の鏡面研磨を行い、その研磨した端面にＳｉＯ２薄膜とＴａ２Ｏ５薄膜とを積層した反射防止膜を蒸着により形成する。反射防止膜の形成後、開口幅ｗｍ＝２００μｍのマスクをアライメントマーカの位置に合わせて設置し、第２の実施例と同様に成膜粒子をスパッタリングによってＥＯ基板の前面に回り込ませることでＣｒ／Ａｕからなる遮光膜を形成した。また同時にセル電極も形成した。なおマスク１４０は板厚ｔｍが２００μｍ、４００μｍ、６００μｍ、８００μｍの４種類を用意した。
【００５４】
図１４はマスク厚ｔｍと下面回り込み幅ｗｄおよび成膜粒子の拡散角度φとの関係を示した。図１４に示したように、計算値では板厚ｔｍが厚くなるのに従って漸近的に拡散角度φ＝９０゜となるように推移し、下面回り込み幅ｗｄが０μｍに近似していく。しかし実際の試作したサンプルでは、マスク厚ｔｍが約４００μｍ以上になると急激に拡散角度φが８０゜以上に制限され、下面回り込み幅ｗｄが抑制された一定値（約１０μｍ）に近づいていく。なお開口幅ｗｍが広いほど下面回り込み幅ｗｄも大きくなるのでその分マスク厚ｔｍも厚くする必要がある。図１４に示した例ではｔｍ／ｗｍ＝４００／２２０≒２であるので、ｔｍ／ｗｍ≧２であれば下面回り込み幅ｗｄを抑制する効果が得られる。
【００５５】
ところでマスク１４０自体のマスク厚ｔｍを厚くする場合ではアライメントマーカーを見込む開口も深くなり、少しでも斜め方向からアライメントマーカーを見ようとするとその開口の縁によってアライメントマーカーが隠れてしまい、位置合わせ精度が低下する可能性がある。このように位置合わせに問題が生じるようであれば、アライメントマーカを見込む開口の周囲のマスク厚ｔｍを薄くすればよい。あるいはマスク１４０においてＥＯ基板２１の前端面２４より前方に突出する領域のみマスク厚ｔｍを厚くして左右方向の成膜粒子の拡散を制御すればよい。なお現実的には、位置合わせ精度を確保できるマスク厚ｔｍの上限は３００μｍ程度である。したがってマスク厚ｔｍは３００μｍ以下とすることが望ましい。なお上述したサンプルについて調芯作業を行ったところ、当然のことながら、電圧を印加しなくても透過光強度の確認のみで調芯を行うことができた
＝＝＝第４の実施例＝＝＝
ここまでに説明した本発明の実施形態に係るＥＯ素子では入力側光ファイバからの光ビームが遮断される程度の面積を有する遮光膜を形成し、そのＥＯ素子を用いて調芯する際には入力側と出力側で対応する光ファイバ間で透過光強度が最大となるようにしていた。しかしこの調芯方法では、上下方向の調芯精度をＥＯ素子と光ファイバアレイとの機械的な位置合わせ精度に依存している。すなわち入力側と出力側で対応する光ファイバ間に形成される光路をセル領域内に納めることはできるが、その光路がセル領域の上下いずれかの方向に偏っている可能性も否定できない。そこで以下では、本発明の第４の実施例として、左右上下の両方向で極めて精密に調芯することができる調芯方法を挙げる。図１５は第４の実施例に係る調芯方法に用いるＥＯ素子１２０ｃの概略を示す図である。この図１５に示したように、ＥＯ素子１２０ｃの前端面２４において、セル領域２８の左右両側でセル電極２２のピッチＰｃと一致する位置にビームスポット径よりも小さな円形の遮光膜３０を形成しておく。
【００５６】
図１６は図１０に示したＥＯ素子１２０ｃを用いた調芯方法の概略を示す図であり、まず図１６（Ａ）に示したようにＥＯ素子１２０ｃの前後に少なくともセル電極２２の数よりも２本多い光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）を備えた光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）を配置する。ここでは光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）における光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）の数はセル電極２２よりも二つ多く、光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）における左右両端の光ファイバ（ＦａＬ、ＦａＲ、ＦｂＬ、ＦｂＲ）を調芯用途に供する。そして光信号の伝送路として用いる光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）はその左右両端の光ファイバ（以下、調芯用光ファイバＦａＬ、ＦａＲ、ＦｂＬ、ＦｂＲとも言う）の内側にてセル電極２２の数と同じ本数分だけ連続している光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）である。
【００５７】
そして図１６の（Ａ）に示したように、前後方向から見てＥＯ素子１２０ｃの前面２４領域に、前後の光ファイバアレイ（Ａａ、Ａｂ）における全光ファイバ（Ｆａ、Ｆｂ）の開口領域が包含されるように機械的な制度に基づいて位置合わせを行う。そして入出力側の光ファイアアレイ（Ａａ、Ａｂ）を相対移動させ、入力側の調芯用光ファイバ（ＦａＬ、ＦａＲ）からの入力光Ｌｉを出力側の調芯用光ファイバ（ＦｂＬ、ＦｂＲ）を介して受光素子ＰＤに受光させる。図１６（Ｂ）に示したように、入力側と出力側の調芯用光ファイバ（ＦａＬ―ＦｂＬ、ＦａＲ−ＦｂＲ）が正しく調芯されていれば、出力側の２本の調芯用光ファイバ（ＦｂＬ、ＦｂＲ）のそれぞれに入力される光（Ｌｏ１１、Ｌｏ１２）からの導出光（Ｌｏ１２、Ｌｏ２２）が受光素子ＰＤにて検出されつつその受光強度が最も小さくなる。すなわち受光強度が極小値となる。そして上下方向にずれても左右方向にずれても受光強度は極小値にならない。したがって上下方向の位置についても極めて精密に調芯させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１  光アッテネータ、１０ａ  偏光子、１０ｂ  検光子、
２０，１２０ａ〜１２０ｃ  電気光学素子（ＥＯ素子）、
２１  電気光学物質（ＥＯ物質、ＥＯ基板）、２２  セル電極  ２３  共通電極、
２４  ＥＯ物質の前端面、２６  ＥＯ物質の上面、２８  セル領域、３０  遮光膜、
４０，１４０  マスク、４１，１４３  遮光膜用開口部、
４２  アライメント用開口部、Ａａ，Ａｂ  光ファイバアレイ、
Ｆａ，Ｆｂ  光ファイバ
【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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