光導波路素子
【課題】ワイヤボンディングによる光導波路の損傷が回避される光導波路素子を提供する。
【解決手段】有機非線形光学材料を含む光導波路と、光導波路の一方の面側に配される第1電極と、光導波路の他方の面側に配される第２電極と、第２電極上に積層された保護部材であって、該第２電極に近い側の第1面に設けられ且つ該第２電極に接続された第３電極、該第２電極に遠い側の第２面に設けられた第４電極、及び該第1面と該第２面とを貫通すると共に前記第３電極と前記第４電極とを電気的に導通する導通部を有する保護部材と、を備えたことを特徴とする光導波路素子。
【解決手段】有機非線形光学材料を含む光導波路と、光導波路の一方の面側に配される第1電極と、光導波路の他方の面側に配される第２電極と、第２電極上に積層された保護部材であって、該第２電極に近い側の第1面に設けられ且つ該第２電極に接続された第３電極、該第２電極に遠い側の第２面に設けられた第４電極、及び該第1面と該第２面とを貫通すると共に前記第３電極と前記第４電極とを電気的に導通する導通部を有する保護部材と、を備えたことを特徴とする光導波路素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の進展は著しく、特に最近では動画をはじめとする大容量の情報が企業間だけでなく個人の間でも頻繁にやり取りされるようになり、更なる大容量の高速通信手段が求められている。
大容量高速通信を支える技術の一つに、光通信技術がある。光通信に用いられる素子としては、光ファイバーをはじめとして、光スイッチ素子、光変調器やルーターなどの様々な光導波路素子がある。
【０００３】
近年、電気光学（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ、以下「ＥＯ」と略す）効果で導波光を制御する導波路型光素子の開発が盛んに行われるようになってきた。光導波路素子では、様々なタイプの導波路構造が検討されており、それと同様に様々な導波路形成の方法が報告されている。
【０００４】
従来、上記光導波路素子の光導波路の材料としては、大きなＥＯ効果を示すニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ランタン添加のチタン酸ジルコン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、「ＰＬＺＴ」と略す）などの無機系材料が広く用いられている。しかしながら、これらの材料は、高誘電率のため応答速度が遅く、そのため適用できる周波数帯域が限定されていた。また、作製方法が複雑であり、かつ高温の処理が必要であるなど、素子のコストが高く、適用できる範囲が限られていた。
【０００５】
一方、ポリマーは無機系材料に比べ誘電率が低く、マイクロ波との速度不整合の問題を大幅に改善できることに加えて、スピンコート法などにより容易に薄膜形成が可能であり、サイズの制限も受けない。また、微細加工、成型加工等の加工性にも優れることから、極めて安価に素子化ができるという大きな利点を有するため、光導波路材料として注目を集めている。
【０００６】
このような高分子光導波路素子は、下部クラッド層、導波路層、上部クラッド層となる高分子材料あるいは高分子前駆体化合物を、シリコン等からなる基板上に溶融または溶解させた状態で順次塗布、硬化させた後に、切断や研磨によって導波路端面を鏡面化することで作製される。また、導波路の形成は、フォトリソグラフィやエッチング等、周知の技術を組み合わせて行われる。特に、電気光学効果を始めとする非線形光学効果を利用するデバイスを作製する場合には、基板上や上部クラッド層の上に電極を配する。クラッド材料としては光あるいは熱硬化性の接着剤が、導波路層材料としては高分子化合物を有機溶剤に溶かした溶液が一般に用いられている。
【０００７】
ＥＯ効果を用いて光を制御する上記光導波路素子においては、光源からの入力光を、電気信号によって、変調あるいはスイッチを行い、これを外部に取り出して用いることが必要になる。このため、ウェハ状の基板に作製された、素子状に切断された後、光入出力用のファイバーが導波路の入出力端に固定され光学的に接続されるとともに、素子をモジュール筐体に固定し、電気信号の印加用に制御電極に配線されたボンディングパッドに、ワイヤボンディングやフリップチップ実装などの方法により、電気的に接続される必要がある。
【０００８】
従来、光導波路素子に形成される制御電極は、加工性の容易さから、素子の上部に形成された電極層に対してフォトマスクを用いてパターンニングを行った後、リフトオフあるいはエッチングにより形成されてきた。このため、電気接続用のボンディングパッドも導波路薄膜の上部に形成されることから、ワイヤボンディングを行う際の熱及び高周波により、有機材料により形成された導波路薄膜がダメージを受け、基板まで突き抜けてしまうという問題があった。
【０００９】
ワイヤボンディングを用いて、光導波路素子を電気的に接続する手段としては、基板の加熱による損傷を少なくすることを目的として、パッドに高周波電流を流してパッドをその表層から加熱して、この熱と圧着力によりワイヤをパッドに固着する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
また、ワイヤボンディングによる以外の電気接続の方法として、フリップチップ方式による方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
また、上記以外では、接続用のコネクタを用いて電気的に接続する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−９０３５５号公報
【特許文献２】特開平６−１２０２２５号公報
【特許文献３】特開平１０−２６０３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のような従来方法を用いることによっても、有機材料による光導波路素子の電気接続による問題の解決には至っていない。すなわち、ワイヤボンディングによる基板への損傷を低減するワイヤボンディング装置においても、ＬｉＮｂＯ３をはじめとする無機光学結晶などの比較的硬くて脆い材料においては、素子の破壊を防ぐ手段として有効であっても、ポリマー材料のように柔らかく、熱に弱い材料においては、その効果はほとんど見られないのが実情である。また、フリップチップによる方法においては、半田バンプを高温で溶融する必要があることから、有機材料では耐熱性の問題があり用いることができない。さらに、接続コネクタを用いる方法では、高密度の配線は不可能であるばかりでなく、コネクタを実装するために素子の形状の加工が必要であり、コストアップにつながるという問題がある。また、コネクタによる接続は接触による接続インピーダンスの増加につながることから、高速の光制御を行う素子に対しては、適用が難しいと言う問題もある。
【００１２】
以上のように、光導波路素子においては、さまざまな利点を有することにより、将来的な応用の可能性を期待されているにもかかわらず、その実装上の問題が解決されないことにより、実用に供されることが難しかった。
【００１３】
本発明は、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、
本発明の目的は、ワイヤボンディングによる光導波路の損傷が回避される光導波路素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る発明は、有機非線形光学材料を含む光導波路と、前記光導波路の一方の面側に配された第1電極と、前記光導波路の他方の面側に配された第２電極と、前記第２電極上に積層された保護部材であって、該第２電極に近い側の第1面に設けられ且つ該第２電極に接続された第３電極、該第２電極に遠い側の第２面に設けられた第４電極、及び該第1面と該第２面とを貫通すると共に前記第３電極と前記第４電極とを電気的に導通する導通部を有する保護部材と、を備えたことを特徴とする光導波路素子である。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記光導波路は、マッハツェンダー型であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子であるであるである。
【００１６】
請求項３に係る発明は、前記光導波路は、多モード干渉型であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子である。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記光導波路は、前記第１電極側又は前記第２電極側に向かって凸状に突出した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子である。
【００１８】
請求項５に係る発明は、前記光導波路は、前記第1電極側及び前記第２電極側の双方側に向かって凸状に突出した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、本発明の構成を有しない場合に比べて、光導波路の損傷が回避される、という効果を奏する。
【００２０】
請求項２に係る発明によれば、マッハツェンダー型の光導波路においても、より光導波路の損傷が回避されるという効果を奏する。
【００２１】
請求項３に係る発明によれば、多モード干渉型の光導波路においても、より光導波路の損傷が回避される、という効果を奏する。
【００２２】
請求項４に係る発明によれば、光導波路における電極による光吸収損失が抑制される、という効果を奏する。
【００２３】
請求項５に係る発明によれば、より効果的に、光導波路における電極による光吸収損失が抑制される、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、本実施の形態にかかる光導波路素子１００は、基板１０上に、下部電極１２（第１電極）、下部クラッド層１４（第１クラッド層）、光導波路層１６（光導波路１７）、上部クラッド層１８（第２クラッド層）、上部電極２０（第２電極）、及び保護部材２２が順に積層されて構成されている。なお、本実施の形態では、光導波路素子１００の後述する光導波路が、マッハツェンダー干渉型である場合を説明するが、このような形態に限られない。
【００２６】
基板１０について説明する。基板１０としては、各種金属基板（アルミニウム、金、鉄、ニッケル、クロム、ステンレスなど）、各種半導体基板（シリコン、酸化シリコン、酸化チタン、酸化亜鉛、ガリウム−ヒ素など）、ガラス基板、プラスチック基板（ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリスチレン、ポリアミドなど）、等が用いられる。基板１０は厚く剛直でもよいし、薄く柔軟であってもよい。
【００２７】
次に、下部電極１２について説明する。下部電極１２は、例えば、基板１０の表面全面に形成されている。下部電極１２を構成する材料としては、例えば、Ａｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏなどの各種金属、各種酸化物（ＮＥＳＡ（酸化スズ）、酸化インジウム、ＩＴＯ（酸化スズ−酸化インジウム複合酸化物）や、各種有機導電体（ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリアセチレン）などが用いられる。
【００２８】
下部電極１２は、公知の方法、例えば、ＤＣマグネトロン・スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、電解メッキ法、フラッシュ蒸着法、イオン・プレーティング法、ＲＦマグネトロン・スパッタリング法、イオン・ビーム・スパッタリング法、レーザー・アブレーション法、ＭＢＥ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ法などより選ばれる気相成長法、又はゾルゲル法、ＭＯＤ法などのウエット・プロセスによって、薄膜成長により形成される。
【００２９】
なお、上記基板１０を、金属基板として構成した場合には下部電極１２が金属基板に相当することになる。このような導電性の基板、及び下部電極１２は、後述する有機非線形光学材料からなる光導波路層１６（光導波路１７）に、上部電極２０との間で電界を形成する場合の電極として使用される。また、上部クラッド層１８上に形成される上部電極２０も、この下部電極１２と同様の材料により構成されることがよい。
【００３０】
次に、下部クラッド層１４について説明する。下部クラッド層１４は、例えば、下部電極１２の表面全面に形成される。下部クラッド層１４としては、下部クラッド層１４上に積層される光導波路層１６よりも屈折率の低い材料が用いられる。
【００３１】
下部クラッド層１４に用いられる材料としては、光導波路層１６の形成時にインターミキシングを起こさない材料が好ましく、一般的に知られている熱硬化型の架橋樹脂、紫外線硬化型の架橋樹脂、無機材料、導電性高分子、フッ素化ポリマーなどが用いられる。
前記熱硬化型の架橋樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリウレタン、ポリベンゾシクロロブテン、ポリアミドなどが挙げられ、前記紫外線硬化型の架橋樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。
【００３２】
下部クラッド層１４を形成する方法としては、下部クラッド層１４を形成する材料として高分子材料を用いる場合には、スピンコート法、ディップ法などの一般的な溶液塗布方法が用いられる。また、下部クラッド層１４を形成する材料として無機材料を用いる場合には、電子ビーム蒸着法、フラッシュ蒸着法、イオン・プレーティング法、ＲＦ（高周波）−マグネトロン・スパッタリング法、ＤＣ（直流）−マグネトロン・スパッタリング法、イオン・ビーム・スパッタリング法、レーザー・アブレーション法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル法）、ＣＶＤ（気相成長法）、プラズマＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ（有機気相成長法）などより選ばれる気相成長法、又はゾルゲル法、ＭＯＤ法などのウエット・プロセスによって作製が可能であるが、これらに限られるわけではない。
【００３３】
なお、下部クラッド層１４の膜厚は、光導波路素子１００として構成したときに光導波路１７へ入射させる光の波長等、光導波路設計指針に依存するが、１μｍ以上２０μｍ以下程度の範囲が好ましく、１．５μｍ以上１０．０μｍ以下の程度の範囲とすることがより好しい。
【００３４】
下部クラッド層１４の膜厚が、上記２０μｍを超える厚みである場合には、光導波路１７にかかる実効電圧が低くなるため、充分な電気光学（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ、以下「ＥＯ」と略す）効果が得られず、また、１μｍ未満と薄い場合には、下部電極１２による光吸収が増加するため、光損失が大きくなるという問題が生じる場合がある。
【００３５】
次に、光導波路層１６について説明する。光導波路層１６は、下部クラッド層１４の表面上に形成される。光導波路層１６としては、光導波路が形成可能であり下部クラッド層１４及び上部クラッド層１８よりも屈折率の高い材料が用いられ、本実施の形態では、光導波路層１６を構成する材料としては、非線形効果を付与したポリマー（有機非線形材料）が用いられる。この有機非線形材料は有機電気光学材料として機能し、これを用いることで光導波路層１６に用いることで電気光学効果が付与される。
【００３６】
有機非線形材料とは、高分子マトリックス中に非線形光学特性を有する有機化合物を添加した有機非線形光学ポリマーや、高分子の主鎖あるいは側鎖に、非線形光学特性を有する構造（以下、「クロモフォア構造」という場合がある）を導入した主鎖型有機非線形光学ポリマーあるいは側鎖型有機非線形光学ポリマーなどをいう。
【００３７】
光導波路層１６を構成する材料としては、光導波路１７が形成可能なものであり、下部クラッド層１４よりも屈折率の高い材料である上記有機非線形材料を用いることが好ましく、前記のように、高分子の側鎖又は主鎖に、ポリマーに非線形性を付与する目的でクロモフォア構造を導入したものが用いられる。
【００３８】
上記高分子材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリシラン、ポリベンゾシクロブテンなどが用いられる。
【００３９】
前記クロモフォア構造は、公知のものであれば特に限定されないが、下記の構造式（１）で表されるものが好ましい。
Ｄ−Ｐ−Ａ ・・・ 構造式（１）
構造式（１）中、Ｄは、電子供与性を有する原子団、Ｐは結合部、Ａは電子吸引性を有する原子団、を表す。構造式（１）において、「Ｄ」で表される電子供与性を有する原子団としては、電子供与性を有するものであれば公知のものが用いられるが、電子供与性置換基を有する、脂肪族不飽和結合、芳香環、ヘテロ芳香環、及びそれらの組み合わせからなるものであることが好ましい。前記電子供与性置換基としては、電子供与性を有するものであれば特に限定されないが、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、などが望ましい。なお、前記アルキル基の一部がアルコキシ基やフェニル基で置換されてもよく、前記アルコキシ基の一部がアルコキシ基やフェニル基で置換されてもよく、また、前記アミノ基の一部がアルキル基やアルコキシ基、あるいはフェニル基で置換されてもよい。
【００４０】
一方、「Ａ」で表される電子吸引性を有する原子団としては、電子吸引性を有するものであれば公知のものいずれでも良いが、電子吸引性置換基を導入した、脂肪族不飽和結合、芳香環、ヘテロ芳香環、及びそれらの組み合わせ、などの構造が望ましい。
【００４１】
電子吸引性置換基としては、ハロゲン原子、ハロゲン置換されたアルキル基、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、などが望ましい。
【００４２】
また、「Ｐ」で表される結合部は、「Ｄ」と「Ａ」とを共有結合で結ぶものであれば如何なるものであっても良いが、電子を非局在化しうる共役結合を持つものが望ましく、例えばπ共役系で「Ｄ」と「Ａ」とを結びつけるような構造を有するものが望ましい。具体的には、脂肪族不飽和結合、芳香環、ヘテロ芳香環、及びそれらが互いに結合したものなどが望ましい。
【００４３】
光導波路層１６の形成は、上記クロモフォア構造を有する高分子材料、あるいはクロモフォア構造を有する有機化合物と高分子材料とを混合したものを、これらを溶解する溶剤に溶解しコーティング液を作製し、このコーティング液を上記下部クラッド層１４等の表面にコートすることにより行う。
【００４４】
コーティングにより光導波路層１６を設ける方法としては、スピンコート、スプレーコート、ブレードコート、ディップコート、など公知の方法が用いられる。溶剤の除去は、送風乾燥機などで加熱乾燥しても良いし、減圧（真空）乾燥機などで乾燥してもよい。
【００４５】
光導波路層１６の膜厚としては、下部電極１２と上部電極２０との間に位置する光導波路（以下、作用部と称する場合がある）へ、下部電極１２と上部電極２０との間に形成された電界が効果的に作用するように、光導波路層１６の膜厚は薄いほうが好ましく、５．０μｍ以下が好ましく、３．５μｍ以下がより好ましい。
【００４６】
光導波路層１６の膜厚が５．０μｍより厚いと、光導波路１７の作用部へ、該作用部を伝播する光に所望の位相変化を生じさせるために印加する電圧の電圧値として、より高い電圧値の電圧印加が必要となり、低駆動電圧を達成することが困難となる場合がある。なお、光導波路層１６の膜厚の下限は、１．０μｍ程度である。
【００４７】
光導波路層１６に形成する光導波路１７は、例えば、図１及び図２に示すように光導波路１７をリッジ型（光導波路１７が上部クラッド層１８側に凸状に突出した形状）として構成する場合には、ドライエッチング法でリッジを形成することで、リッジ型の光導波路１７を形成すればよい。
【００４８】
なお、本実施の形態では、光導波路層１６に形成する光導波路１７は、図１及び図２に示すように、マッハツェンダー型である場合を説明する。
マッハツェンダー型の光導波路１７は、光の入射される入射光導波路部１７Ｃ及び入射された光を出射する出射光導波路部１７Ｄは一本の光路として形成され、途中で２本の入射光導波路部１７Ａ（以下、アーム部１７Ａと称する場合がある）及び入射光導波路部１７Ｂ（以下、アーム部１７Ｂと称する場合がある）に分岐されている。このため、入射光導波路部１７Ａに入射された光は、２本の光路（アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂ）各々へと分かれた後に、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂ各々を伝播し、出射光導波路部１７Ｄで合流して光導波路１７の外部へと出射される。
【００４９】
この光導波路１７を構成するリッジ幅とリッジ高さ（光導波路１７の幅及び高さ）は、光導波路１７の屈折率と光導波路層１６の厚み膜厚との組み合わせにより異なるが、リッジ高さ（段差）は一般的には５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の範囲が好ましく、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲がより好ましい。リッジ高さが５０ｎｍに満たないと、光導波路１７と上部クラッド層１８、及び下部クラッド層１４各々との間で、十分な屈折率差が得られず、光導波路１７内における光の閉じ込めができなくなる場合がある。
一方、リッジ高さが３０００ｎｍを越えると、マルチモードとなって目的とする素子の機能を十分に発揮できなくなる場合がある。また、リッジ幅としては、１μｍ以上１５μｍ以下の範囲が好ましく、３μｍ以上１０μｍ以下の範囲がより好ましい。
【００５０】
光導波路１７は、上述のようなリッジ型の構造をとることにより、上部クラッド層１８と下部クラッド層１４との屈折率差を大きく取ることが可能となる。従って、電極による吸収損失を抑制し、かつ素子の実効電界を強めることが可能となることから、駆動電圧の低減をはかることが可能となる。
【００５１】
次に、上部クラッド層１８について説明する。上部クラッド層１８は、例えば、光導波路層１６の表面全面に形成されている。上部クラッド層１８は、光導波路層１６に上記リッジを形成することで光導波路１７を形成した後に、光導波路層１６よりも屈折率の低い材料で光導波路層１６を覆うことで形成される。
【００５２】
上部クラッド層１８に用いられる材料としては、上部クラッド層１８の形成時に、光導波路層１６とインターミキシングを起こさない材料が好ましく、上記説明した下部クラッド層１４に用いた材料等が用いられる。また、上部クラッド層１８を形成する手段としても、上記説明した下部クラッド層１４の形成に用いた方法が同様に使用される。なお、上部クラッド層１８の膜厚としては、１μｍ以上２０μｍ以下の範囲が好ましく、１．５μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲がより好ましい。
【００５３】
光導波路素子１００においては、通常、光導波路層１６の屈折率に比べて、上部クラッド層１８及び下部クラッド層１４の屈折率を小さくする必要がある。本実施の形態において、光導波路層１６と上部クラッド層１８及び下部クラッド層１４との屈折率の差は、光導波路素子１００の用途によるが、例えば、シングルモードの光導波路として用いる場合には、光導波路層１６と上部クラッド層１８及び下部クラッド層１４との屈折率の差は、０．０１％以上１０％以下の範囲であることが好ましい。
【００５４】
次に、上部電極２０について説明する。上部電極２０は、上部クラッド層１８の表面に形成される。上部電極２０は、例えば、下部電極１２との間に電界が形成されたときに、その形成された電界内に位置する光導波路１７の領域を伝播する光の位相を変化させるとともに、光導波路１７に入射した光の強度が変調されて出射されるような位置に設けられる。本実施形態では、上部電極２０は、２つの電極対で構成している。
【００５５】
具体的には、図１及び図２に示すように、光導波路１７がマッハツェンダー型である場合には、上部電極２０の各対を成す上部電極は、光導波路１７のアーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂの何れか一方又は双方に対応する領域に１対の上部電極２０Ａ及び上部電極２０Ｂが設けられている。
【００５６】
すなわち、この上部電極２０を構成する対電極は、上部電極２０の対電極と、下部電極１２と、の間に電圧を印加することで、結果的に光導波路１７に入射された光を変調して出射することの可能な領域に設けられている。
【００５７】
図１及び図２に示す例では、対を成す上部電極２０Ａ及び上部電極２０Ｂの内の、上部電極２０Ａは、下部電極１２との間に電圧が印加されることで、光導波路１７のアーム部１７Ａに電界を形成可能な位置に設けられており、上部電極２０Ｂは、下部電極１２との間に電圧が印加されることで、光導波路１７のアーム部１７Ｂに電界を形成可能な位置に設けられている。
【００５８】
なお、本実施の形態では、上述のように、上部電極２０を構成する対を成す上部電極２０Ａ及び上部電極２０Ｂは、各々、光導波路１７のアーム部１７Ａに対応する位置、及び光導波路１７のアーム部１７Ｂに対応する位置に設けられている場合を説明するが、対を成す上部電極２０と下部電極１２との間に電圧が印加されることで、光導波路１７に入射される光の強度を変調した光が光導波路１７から出射されるような位置に設けられていればよく、このような形態に限られない。
【００５９】
例えば、上部電極２０Ａ及び上部電極２０Ｂの双方が、光導波路１７のアーム部１７Ａ又はアーム部１７Ｂの何れか一方に対応する位置に設けられた構成であってもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、説明を簡略化するために、上部電極２０は、一対の電極で構成された場合を説明するが、複数対の上部電極が設けられた構成であってもよいことはいうまでもない。
【００６１】
上部電極２０は、公知の方法、例えば、ＤＣマグネトロン・スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、電解メッキ法、フラッシュ蒸着法、イオン・プレーティング法、ＲＦマグネトロン・スパッタリング法、イオン・ビーム・スパッタリング法、レーザー・アブレーション法、ＭＢＥ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ法などより選ばれる気相成長法、又はゾルゲル法、ＭＯＤ法などのウエット・プロセスによって、薄膜成長により形成される。
【００６２】
次に、保護部材２２について説明する。
保護部材２２は、上部電極２０を介して上部クラッド層１８上に積層されている。すなわち、保護部材２２は、上部電極２０を覆うように上部クラッド層１８の表面全面に形成されている。なお、保護部材２２は、上部電極２０を覆うように形成されていれば、上部クラッド層１８の表面全面に形成する必要はない。
【００６３】
この保護部材２２には、配線電極２３Ｃ（第３電極に相当）と、配線電極２３Ａ（第４電極に相当）と、導通部２３Ｂと、が設けられている。導通部２３Ｂは、保護部材２２を厚み方向に貫通するように設けられていると共に厚み方向に導通する。配線電極２３Ｃは、保護部材２２の下面側に設けられており、配線電極２３Ａは、保護部材２２の上面側に設けられている。すなわち、導通部２３Ｂは、これらの配線電極２３Ｃと配線電極２３Ａとを保護部材２２の厚み方向に電気的に導通している。
【００６４】
なお、本実施の形態において、該保護部材２２の下面側とは、保護部材２２が上部クラッド層１８上に上部電極２０を介して積層されたときにおける、保護部材２２の上部電極２０側に近い側の面を示している。また、本実施の形態において、保護部材２２の上面側とは、保護部材２２が上部クラッド層１８上に上部電極２０を介して積層されたときにおける、保護部材２２の上部電極２０から遠い側の面を示している。
【００６５】
配線電極２３Ｃは、保護部材２２が上部電極２０上に積層されて光導波路素子１００が形成されたときに、上部電極２０に電気的に接続されるような位置に予め設けられている。このため、配線電極２３Ｃは、図２に示すように上部電極２０の配線電極２３Ｃと向かい合う側の面の全領域に接するように設けられていてもよいし、図４の光導波路素子１０１に示すように、上部電極２０の配線電極２３Ｃと向かい合う側の面の一部領域に接するように設けられていても良い。また、配線電極２３Ａ及び導通部２３Ｂは、光導波路素子１００として構成されたときに配線電極２３Ｃを介して上部電極２０に電気的に導通されていればよく、図４に示すように、上部電極２０と配線電極２３Ｃ、及び配線電極２３Ｃと配線電極２３Ａが、保護部材２２の面方向に向かってずれた位置に設けられていてもよい。
【００６６】
なお、図４に示す光導波路素子１０１は、図１〜図３に示す光導波路素子１００の保護部材２２と配線電極２３Ｃ、導通部２３Ｂ、及び配線電極２３Ａの設けられている位置が異なる以外は、該光導波路素子１００と同一構成であるため詳細な説明を省略する。
【００６７】
上記配線電極２３Ａは、ポーリング処理時や素子駆動の際の電圧を印加するための電圧印加手段の端子接続用に用いられる。
なお、放電・静電破壊抑制の点から、保護部材２２の厚みは、例えば２０μｍ以上１０００μｍ以下とすることがよい。
【００６８】
保護部材２２を構成する材料としては、絶縁性材料であればよく、一般的に知られているプラスティックフィルム、無機材料などが用いられる。前記プラスティックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミドなどが挙げられる。前記無機材料としては、例えば、ガラス、セラミックなどが挙げられる。
【００６９】
本実施の形態において、光導波路素子１００は、基板１０上に、下部電極１２、下部クラッド層１４、光導波路層１６、上部クラッド層１８、及び上部電極２０を上記の方法により積層させることによって構成した光導波路部２５上に、接着層２１を介して上記保護部材２２を積層させることによって、作製される。
【００７０】
具体的には、図３（Ａ）に示すように、基板１０上に、下部電極１２、及び下部クラッド層１４を形成した後に、該下部クラッド層１４上に導波路層材料の溶液を塗布して光導波路層１６を成膜する。次いで、光導波路層１６を、ドライエッチングなどにより加工し、リッジ部を有するリッジ型の光導波路１７を形成する。さらに、光導波路層１６上に、上部クラッド層１８を形成した後に、上部クラッド層１８上の光導波路層１６の光導波路１７（すなわちリッジ部）が位置する上方に、上部電極２０を形成することによって、光導波路部２５を作製する。
【００７１】
次に、図３（Ｂ）に示すように、該光導波路部２５の上部電極２０上に導電性ペースト等の導電性接着剤による導電性接着層２１Ａを設けると共に、光導波路部２５の上部クラッド層１８上に絶縁性ペースト等の絶縁性接着剤による絶縁性接着層２１Ｂを設けることによって接着層２１を設ける。
【００７２】
そして更に、図３（Ｃ）に示すように、接着層２１を介して保護部材２２を積層させることによって、光導波路素子１００を作製する。
【００７３】
なお、この保護部材２２を積層させるときには、保護部材２２の配線電極２３Ｃが、光導波路部２５の上部電極２０に電気的に接続されるように、保護部材２２の配線電極２３Ｃの位置を予め調整した構成とすればよい。
【００７４】
上記の工程により作製された光導波路素子は、切断によりチップ状（素子状）に加工され、素子を完成する。切断にはダイサーなどが用いられる。なお、素子状とは、一般的には矩形状のことを指すが、光入出力端面での戻り光を低減することを目的として、菱形状、あるいは台形状に加工する場合も含まれる。
【００７５】
次いで、以上の工程により作製した光導波路素子１００を、モジュール筐体（図示省略）に固定する場合には、上記保護部材２２が設けられた構成で無い場合には、光導波路素子１００の上部電極２０と、モジュール筐体のパッド（図示省略）と、をワイヤボンディングにより直接結線する必要がある。しかし、該パッドと上部電極２０とをワイヤボンディングにより直接結線すると、ワイヤボンディングにおいて加えられる熱や高周波電流によって光導波路１７に損傷が加えられる場合がある。
【００７６】
一方、本実施の形態においては、光導波路素子１００は、上部電極２０上に、配線電極２３Ｃと、配線電極２３Ａと、これらの配線電極２３Ｃと配線電極２３Ａとを保護部材２２の厚み方向に電気的に導通する導通部２３Ｂと、を備えた保護部材２２が設けられた構成とされている。このため、ワイヤボンディングによる結線は、上部電極２０に直接行うのではなく、上部電極２０に電気的に接続された配線電極２３Ｃ及び導通部２３Ｂを介して、該導通部２３Ｂに電気的に接続された配線電極２３Ａに対して行えばよい。すなわち、本実施の形態では、配線電極２３Ａと、モジュール筐体のパッド（図示省略）とをワイヤボンディングにより結線することで、光導波路素子１００はモジュール筐体に固定される。
【００７７】
このため、本実施の形態の光導波路素子１００によれば、上部電極とモジュール筐体のパッド（図示省略）とを直接ワイヤボンディングにより結線する場合とは異なり、保護部材２２に設けられた配線電極２３Ａとモジュール筐体のパッド（図示省略）とをワイヤボンディングにより結線することで、光導波路素子１００はモジュール筐体に固定されるので、ワイヤボンディングによる光導波路１７の損傷が抑制される。
【００７８】
なお、ワイヤボンディングには、半導体ＩＣの電気実装に用いられる汎用の装置を用いればよい。
【００７９】
ここで、上記光導波路素子１００の光導波路１７に、非線形光学効果（電気光学効果）を発現させるためには、ポーリング処理により分子の配向を揃える必要がある。
このポーリング処理とは、成膜した後に、ガラス転移温度（Ｔｇ）以上に加熱した状態で電界を印加して配向処理することにより、光導波路１７及び光導波路層１６を構成する上記有機非線形材料の分極方向、あるいは、前記クロモフォアを有する有機非線形材料のクロモフォア部分の分極方向、に配向させ、これを維持した状態で、Ｔｇ以下に温度を下げた後に電界を取り除く処理をいう。
【００８０】
このようなポーリング処理としては、電界の印加方法として、有機非線形材料が含まれる光導波路１７を２つ以上の電極で直接挟み込んで電界を印加する方法（電極ポーリング）を行う。具体的には、下部電極１２を接地すると共に、電圧印加手段の端子を保護部材２２の配線電極２３Ａに対して電気的に接続し、電圧印加手段により当該配線電極２３Ａに所定の電圧を印加することで、配線電極２３Ａを介して上部電極２０と下部電極１２との間に電界が印加され、有機非線形材料が含まれる光導波路１７に対しポーリング処理を行う。
【００８１】
ポーリング温度は、ガラス転移温度以上が好ましく、具体的には１００℃以上２００℃以下の範囲内に０．２時間以上１０時間以下程度保持することが望ましい。ポーリング温度を室温から最終的な温度まで段階的に上昇させる場合、各ステップの上昇温度は５℃以上５０℃以下程度の範囲、各ステップの時間は１０分間以上１２０分間以下程度が望ましく、それらは終始同じでも異なってもよい。連続的に上昇させる場合の昇温速度は、０．１℃／分以上２０℃／分以下程度とすることが望ましく、前記の段階的に温度を上昇させるステップと組み合わせてもよい。
【００８２】
ポーリング処理の際に印加する電圧は、一定でもよいし、連続的あるいは段階的に変化させてもよく、温度上昇や下降のタイミングに合わせても合わせなくてもよい。例えば、上部電極２０に印加する電圧としては、０．１ｋＶ以上２ｋＶ以下程度の範囲とするのが好ましい。電極の極性は正負どちらでもよい。
【００８３】
ポーリング処理は、試料（有機非線形材料）の軟化状態もしくは流動状態において、試料に対し電極よって直流電界を印加することがよい。試料の固化は、冷却による場合や高分子の熱硬化による場合があるが、いずれも、電界印加状態で行うことが望ましい。この工程は、光導波路形成後であればいつ実行してもよいが、後の工程で加熱の必要がある場合には、非線形光学効果の低下が起こってしまうため、分極配向処理を、加熱処理を含む工程後に行うことが好ましい。
【００８４】
このように構成された光導波路素子１００は、光の変調を行う光変調素子や、スイッチングを行う光変調スイッチとして用いられる。
【００８５】
次に、このように構成された光導波路素子１００の作用を説明する。
【００８６】
光導波路１７の入射光導波路部１７Ｃから入射された光は、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂに分岐されて伝播した後に、出射光導波路部１７Ｄを伝播し、光導波路１７から出射される。
【００８７】
光導波路素子１００においては、電圧印加部（不図示）から上部電極２０と下部電極１２との間に電圧を印加しない状態においては、入射光導波路部１７Ｃに入射されて、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂを伝播した光は、これらのアーム部の接合部（出射光導波路部１７Ｄとの接合部）において互いに干渉しつつ単一モード光に収束される。このとき、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂには電界が形成されていないことから、これらのアーム部を伝播する光に位相差が生じていないので、出射光導波路部１７Ｄからは、入射光導波路部１７Ｃに入射された光と同一強度の光が出射する。
【００８８】
上記説明したように、光導波路１７は、電気光学効果を有する材質で形成されていることから、配線電極２３Ａ、導通部２３Ｂ、及び配線電極２３Ｃを介して、上部電極２０と下部電極１２との間に電圧が印加されて、光導波路１７に電界が形成されると、光導波路１７内の該電界の形成された領域を伝播する光の屈折率が変化して位相が変化する。このため、電圧印加部（不図示）から、配線電極２３Ａ、導通部２３Ｂ、及び配線電極２３Ｃを介して、下部電極１２と上部電極２０とに電圧が印加されて、下部電極１２と上部電極２０との間に電界が形成されると、印加された電圧の電圧値に応じて、光導波路１７内の、形成された電界内に相当する領域を伝播する光の屈折率が変化し、光導波路１７に入射された光の強度とは異なる強度の光が光導波路１７から出射される。
【００８９】
詳細には、電圧印加部（不図示）から上部電極２０と下部電極１２との間に電圧が印加されると、入射光導波路部１７Ｃに入射されて、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂを伝播した光は、これらのアーム部の接合部（出射光導波路部１７Ｄとの接合部）において互いに干渉しつつ収束される。このとき、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂに電界が形成されているので、これらのアーム部を伝播する光に電界に応じた位相差が生じ、出射光導波路部１７Ｄからは、入射光導波路部１７Ｃに入射された光とは異なる強度の光が出射する。すなわち、電圧印加部（不図示）から上部電極２０と下部電極１２との間に電圧が印加されると、印加された電圧に応じて光の強度が連続的に変調される。
【００９０】
以上説明した本実施の形態の光導波路素子１００では、上部電極２０が保護部材２２に覆われている。そして、この保護部材２２に設けられた配線電極２３Ａに対し、電圧印加装置の端子を電気的に接続し、配線電極２３Ａを介して上部電極２０に対して電圧を印加することで、ポーリング処理が行われる。このポーリング処理の際、上部電極２０は保護部材２２により被覆されていることから、保護部材２２により被覆されていない場合に比べ、電圧の印加による電極の放電や静電破壊が抑制されつつ、高い電圧の印加によるポーリング処理が実現される。その結果、有機非線形光学材料の配向度が向上し、より高い有機非線形光学材料の電気光学効果が引き出される。
【００９１】
なお、本実施の形態では、光導波路１７は、リッジ型である場合を説明したが、図５（Ａ）に示すように、光導波路１７が、下部クラッド層１４（下部電極１２）側へ突出した形状の逆リッジ型に構成してもよい。
この逆リッジ型の光導波路１７の形成方法としては、予め、下部クラッド層１４へ、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、湿式エッチング、フォトリソグラフィ、電子線リソグラフィー等の半導体プロセス技術を用いた公知の方法によりパターニングを行い、該下部クラッド層１４を加工してトレンチを形成し、その上に光導波路層１６を形成することによって、逆リッジ型光導波路が形成される。
【００９２】
光導波路１７は、逆リッジ型の構造をとることにより、上部クラッド層１８と下部クラッド層１４との屈折率差を大きく取ることが可能となる。従って、電極による吸収損失を抑制し、かつ素子の実効電界を強めることが可能となることから、駆動電圧の低減をはかることが可能となる。
【００９３】
また、本実施の形態では、光導波路１７は、リッジ型である場合を説明したが、図５（Ｂ）に示すように、光導波路１７は、上部クラッド層１８（上部電極２０）側及び下部クラッド層１４（下部電極１２）側の双方へ凸状に突出した形状の正逆リッジ型に構成してもよい。
【００９４】
この正逆リッジ型の光導波路１７の形成方法としては、上記リッジ型、上記逆リッジ型の形成方法を組み合わせることで形成される。
光導波路１７を正逆リッジ型とすると、リッジ型、逆リッジ側に比べ、上部クラッド層１８と下部クラッド層１４との屈折率差を大きく取ることが可能となる。従って、電極による吸収損失を抑制し、かつ素子の実効電界を強めることが可能となることから、駆動電圧の低減をはかることが可能となる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、光導波路層１６に形成する光導波路１７は、マッハツェンダー型である場合を説明したが、光導波路１７の形状はこのような形状に限られず、光導波路１７がＸ字に交差した形状のＸ交差型、や光導波路１７が横方向に広げてマルチモードの伝搬を可能とした形状の多モード干渉型（図６参照）、あるいはそれらの組み合わせの光導波路パターン等が挙げられ、マッハツェンダー型に限られない。
【００９６】
例えば、光導波路１７を多モード干渉型に構成した場合には、図６に示すように、光導波路素子１０３は、光導波路層１６に形成する光導波路３１を、入射光導波路部３１Ａと、多モード干渉光導波路３１Ｂと、出射光導波路部３１Ｃ及び出射光導波路部３１Ｄと、から構成すればよい。
そして、上部電極２０の対をなす電極は、下部電極１２との間に電界が形成されたときに、その形成された電界内に位置する光導波路３１の領域を伝播する光の位相を変化させるとともに、光導波路３１に入射した光の強度が変調されて出射されるような位置に設けられていればよい。
【００９７】
例えば、図６に示すように、多モード干渉光導波路３１Ｂに対応する位置で、且つ入射光導波路部３１Ａから出射光導波路部３１Ｃ及び出射光導波路部３１Ｄに向かって光が伝播する方向に交差する方向の中心線を挟んで両側に、対を成す上部電極の一方（上部電極２０）及び他方（上部電極２０）が設けられた構成であればよい。
【実施例】
【００９８】
以下、発明の詳細を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。言うまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９９】
（実施例１）
はじめに、非線形光学材料の溶液として、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ポリスルホン、及びＤＲ１（Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １）を、前記すべての材料の総質量を１００質量部としてそれぞれ、７７質量部、９質量部、１０質量部、及び４質量部からなる溶液（以下、ＰＳ溶液）を調製した。該材料の薄膜における屈折率をプリズムカップリング法により測定したところ、１．６３であることを確認した。
【０１００】
シリコン基板（直径：５０．８ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ）表面に、スパッタ法により下部電極としてＡｕを厚さ５００ｎｍ設けた
【０１０１】
次に、下部電極表面に、下部クラッド層として屈折率１．５４のアクリル系紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して３．５μｍ厚の樹脂硬化膜を作製した。
続いて、光導波路層として上記調整した非線形光学材料の溶液（ＰＳ溶液）を塗布し、１２０℃の環境に６０分間放置することで硬化させ、フォトリソグラフィに続くリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によりマッハツェンダー型の光導波路を形成した。光導波路層の膜厚は３．３μｍであり、光導波路のリッジ高さは０．７μｍ、幅は５μｍであった。
【０１０２】
次に、この形成した光導波路層上に上部クラッド層となる屈折率１．５４の上記アクリル系紫外線硬化樹脂を塗布し、上記下部クラッド層と同様にして紫外線を照射して硬化させて、３．５μ厚の樹脂硬化膜からなる上部クラッド層を作製した。
【０１０３】
この上部クラッド層上に、レジストを塗布して、フォトリソグラフィにより上部電極のパターンを形成し、金をスパッタ、リフトオフすることで上部電極を形成した。
このとき、マッハツェンダー型に形成した光導波路の２つのアーム部に対応する領域各々に、厚みが０.５μｍの直方体状の上部電極を１つずつ形成し、これらを対となる上部電極２０用の電極パッドとして定めた。
【０１０４】
これらの工程により光導波路部２５を作製した。
【０１０５】
次に、保護部材２２として、まず、感光性ガラス（商品名：ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３、厚み５００μｍ）を用意し、マスクを密着させ、該マスクを通してスルーホール部分にＵＶ光を照射し、露光部分に対応する潜像を形成した。その後、４００℃で熱処理を行ない、露光部分のみを結晶化させた後、薄いフッ化水素酸（１０％溶液）を感光性ガラスの表裏にスプレーし、結晶化したスルーホール部分のガラスを溶解除去し開口径５０μｍの開口を形成した。そして、この開口の一方を塞ぐように、スパッタ法および電界メッキ法によりクロム及び銅からなる導電性膜を形成することにより、導通部２３Ｂと配線電極２３Ｃとなる導電膜を一括形成した。さらに、配線パターンをフォトリソグラフィ法により形成し、エッチング処理を行うことにより、所望の位置に電極パッド（２０μｍ×２０μｍ、厚み５μｍ）を設けた配線パターンを形成した。
また、上記開口孔に、導通部２３Ｂの金属膜の保護層とした。さらに、この保護部材２２の該導通部の形成された領域に、レジストを塗布して、フォトリソグラフィにより配線電極のパターンを形成し、金をスパッタ、リフトオフすることで配線電極２３Ａ用の電極パッド（１００μｍ×１００μｍ、厚み１μｍ）を形成した。これによって、配線電極２３Ａとしての電極パッドと、導通部２３Ｂと、配線電極２３Ｃとしての電極パッドと、が設けられた保護部材２２を作製した。
【０１０６】
そして、上記作製した光導波路部と、上記保護部材２２と、を配線電極２３Ｃとしての電極パッドと、上部電極２０用の電極パッドと、が対向するようにして導電性ペーストを用いて接着することによって、光導波路素子１００を作製した。
【０１０７】
次いで、この光導波路素子１００を、あらかじめ用意したモジュール筐体上に熱硬化性の接着剤を用いて、１５０℃で３０分間加熱することにより固定した。次いで、このモジュール筐体をワイヤボンダーにセットし、２００℃に加熱した上で、モジュール筐体と、保護部材２２の上面に設けられた配線電極２３Ｃとしての電極パッドと、モジュール筐体と、をワイヤボンディングにより結線した。このようにして得られたモジュールの光導波路素子１００の配線電極２３Ｃに電圧印加装置（ポーリング装置）の端子を接続すると共に、下部電極１２を接地し、該光導波路素子１００を１４０℃に保持した状態で、該配線電極２３Ｃを介して上部電極２０と下部電極１２との間に１０００Ｖの電圧を印加し３０分保持した。その後、電圧を印加した状態で温度を室温（２５℃）まで下げた。このようにしてポーリング処理を施すことで、光導波路素子１００を得た。
【０１０８】
得られた光導波路素子について、光導波路の光入射側から光入出力用の光ファイバーを介して波長１．５５μｍのレーザ光を１ｍＷの強度で入射させると共に、２５℃の環境下で、この光導波路素子の２つの上部電極の一方の電極と下部電極との間に、周波数が１０Ｈｚであり、最大値が＋１０Ｖ、及び最小値が−１０Ｖの三角波を印加して、素子の変調特性を評価したところ、半波長電圧（Ｖπ）は４Ｖの結果が得られ、光変調素子モジュールとして機能することが確認された。
【０１０９】
なお、変調特性（半波長電圧）は、次のようにして評価した。出射光を、光ファイバーを介して、光パワーメーター（アンリツ社製、ＭＴ９８１２Ｂ＋ＭＵ９３１２４１Ａ）により計測し、印加電圧対出射光強度の関係から、変調特性曲線を求め、最大光出力電圧と最小光出力電圧の差から半波長電圧：Ｖπを求めた。
【０１１０】
（比較例１）
保護部材を設けなかった以外は、実施例１と同様にして光導波路素子（実施例１の光導波路部２５に相当）を作製した後に、該光導波路素子を、実施例１と同様にしてモジュール筐体上に熱硬化性の接着剤を用いて、１５０℃で３０分間加熱することにより固定した。次いで、このモジュール筐体をワイヤボンダーにセットし、２００℃に加熱した上で、モジュール筐体と、光導波路素子の上部電極２０と、をワイヤボンディングにより結線しようとしたところ、ワイヤボンディングによる熱及び圧力により光導波路層１６に穴があき、電気的な接続を行うことができず、また光導波路に損傷が生じた。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本実施形態に係る光導波路素子の構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る光導波路素子の図１に示す斜視図のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）本実施の形態に係る光導波路素子の製造方法を示す模式図である。
【図４】本実施形態に係る光導波路素子の図１に示す斜視図のＡ−Ａ’断面図であり、図２とは異なる形態を示した断面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係る光導波路素子における図１に示す斜視図のＢ−Ｂ’断面図に相当する模式図である。
【図６】本実施形態における光導波路素子における図１に示す形態とは異なる態様を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０ 基板
１２ 下部電極
１４ 下部クラッド層
１６ 光導波路層
１７ 光導波路
１８ 上部クラッド層
２０ 上部電極
２０Ａ 上部電極
２０Ｂ 上部電極
２２ 保護部材
２３Ｂ 導通部
２３Ａ 配線電極
２３Ｃ 配線電極
１００、１０１、１０３ 光導波路素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の進展は著しく、特に最近では動画をはじめとする大容量の情報が企業間だけでなく個人の間でも頻繁にやり取りされるようになり、更なる大容量の高速通信手段が求められている。
大容量高速通信を支える技術の一つに、光通信技術がある。光通信に用いられる素子としては、光ファイバーをはじめとして、光スイッチ素子、光変調器やルーターなどの様々な光導波路素子がある。
【０００３】
近年、電気光学（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ、以下「ＥＯ」と略す）効果で導波光を制御する導波路型光素子の開発が盛んに行われるようになってきた。光導波路素子では、様々なタイプの導波路構造が検討されており、それと同様に様々な導波路形成の方法が報告されている。
【０００４】
従来、上記光導波路素子の光導波路の材料としては、大きなＥＯ効果を示すニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ランタン添加のチタン酸ジルコン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、「ＰＬＺＴ」と略す）などの無機系材料が広く用いられている。しかしながら、これらの材料は、高誘電率のため応答速度が遅く、そのため適用できる周波数帯域が限定されていた。また、作製方法が複雑であり、かつ高温の処理が必要であるなど、素子のコストが高く、適用できる範囲が限られていた。
【０００５】
一方、ポリマーは無機系材料に比べ誘電率が低く、マイクロ波との速度不整合の問題を大幅に改善できることに加えて、スピンコート法などにより容易に薄膜形成が可能であり、サイズの制限も受けない。また、微細加工、成型加工等の加工性にも優れることから、極めて安価に素子化ができるという大きな利点を有するため、光導波路材料として注目を集めている。
【０００６】
このような高分子光導波路素子は、下部クラッド層、導波路層、上部クラッド層となる高分子材料あるいは高分子前駆体化合物を、シリコン等からなる基板上に溶融または溶解させた状態で順次塗布、硬化させた後に、切断や研磨によって導波路端面を鏡面化することで作製される。また、導波路の形成は、フォトリソグラフィやエッチング等、周知の技術を組み合わせて行われる。特に、電気光学効果を始めとする非線形光学効果を利用するデバイスを作製する場合には、基板上や上部クラッド層の上に電極を配する。クラッド材料としては光あるいは熱硬化性の接着剤が、導波路層材料としては高分子化合物を有機溶剤に溶かした溶液が一般に用いられている。
【０００７】
ＥＯ効果を用いて光を制御する上記光導波路素子においては、光源からの入力光を、電気信号によって、変調あるいはスイッチを行い、これを外部に取り出して用いることが必要になる。このため、ウェハ状の基板に作製された、素子状に切断された後、光入出力用のファイバーが導波路の入出力端に固定され光学的に接続されるとともに、素子をモジュール筐体に固定し、電気信号の印加用に制御電極に配線されたボンディングパッドに、ワイヤボンディングやフリップチップ実装などの方法により、電気的に接続される必要がある。
【０００８】
従来、光導波路素子に形成される制御電極は、加工性の容易さから、素子の上部に形成された電極層に対してフォトマスクを用いてパターンニングを行った後、リフトオフあるいはエッチングにより形成されてきた。このため、電気接続用のボンディングパッドも導波路薄膜の上部に形成されることから、ワイヤボンディングを行う際の熱及び高周波により、有機材料により形成された導波路薄膜がダメージを受け、基板まで突き抜けてしまうという問題があった。
【０００９】
ワイヤボンディングを用いて、光導波路素子を電気的に接続する手段としては、基板の加熱による損傷を少なくすることを目的として、パッドに高周波電流を流してパッドをその表層から加熱して、この熱と圧着力によりワイヤをパッドに固着する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
また、ワイヤボンディングによる以外の電気接続の方法として、フリップチップ方式による方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
また、上記以外では、接続用のコネクタを用いて電気的に接続する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−９０３５５号公報
【特許文献２】特開平６−１２０２２５号公報
【特許文献３】特開平１０−２６０３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のような従来方法を用いることによっても、有機材料による光導波路素子の電気接続による問題の解決には至っていない。すなわち、ワイヤボンディングによる基板への損傷を低減するワイヤボンディング装置においても、ＬｉＮｂＯ３をはじめとする無機光学結晶などの比較的硬くて脆い材料においては、素子の破壊を防ぐ手段として有効であっても、ポリマー材料のように柔らかく、熱に弱い材料においては、その効果はほとんど見られないのが実情である。また、フリップチップによる方法においては、半田バンプを高温で溶融する必要があることから、有機材料では耐熱性の問題があり用いることができない。さらに、接続コネクタを用いる方法では、高密度の配線は不可能であるばかりでなく、コネクタを実装するために素子の形状の加工が必要であり、コストアップにつながるという問題がある。また、コネクタによる接続は接触による接続インピーダンスの増加につながることから、高速の光制御を行う素子に対しては、適用が難しいと言う問題もある。
【００１２】
以上のように、光導波路素子においては、さまざまな利点を有することにより、将来的な応用の可能性を期待されているにもかかわらず、その実装上の問題が解決されないことにより、実用に供されることが難しかった。
【００１３】
本発明は、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、
本発明の目的は、ワイヤボンディングによる光導波路の損傷が回避される光導波路素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る発明は、有機非線形光学材料を含む光導波路と、前記光導波路の一方の面側に配された第1電極と、前記光導波路の他方の面側に配された第２電極と、前記第２電極上に積層された保護部材であって、該第２電極に近い側の第1面に設けられ且つ該第２電極に接続された第３電極、該第２電極に遠い側の第２面に設けられた第４電極、及び該第1面と該第２面とを貫通すると共に前記第３電極と前記第４電極とを電気的に導通する導通部を有する保護部材と、を備えたことを特徴とする光導波路素子である。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記光導波路は、マッハツェンダー型であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子であるであるである。
【００１６】
請求項３に係る発明は、前記光導波路は、多モード干渉型であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子である。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記光導波路は、前記第１電極側又は前記第２電極側に向かって凸状に突出した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子である。
【００１８】
請求項５に係る発明は、前記光導波路は、前記第1電極側及び前記第２電極側の双方側に向かって凸状に突出した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、本発明の構成を有しない場合に比べて、光導波路の損傷が回避される、という効果を奏する。
【００２０】
請求項２に係る発明によれば、マッハツェンダー型の光導波路においても、より光導波路の損傷が回避されるという効果を奏する。
【００２１】
請求項３に係る発明によれば、多モード干渉型の光導波路においても、より光導波路の損傷が回避される、という効果を奏する。
【００２２】
請求項４に係る発明によれば、光導波路における電極による光吸収損失が抑制される、という効果を奏する。
【００２３】
請求項５に係る発明によれば、より効果的に、光導波路における電極による光吸収損失が抑制される、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、本実施の形態にかかる光導波路素子１００は、基板１０上に、下部電極１２（第１電極）、下部クラッド層１４（第１クラッド層）、光導波路層１６（光導波路１７）、上部クラッド層１８（第２クラッド層）、上部電極２０（第２電極）、及び保護部材２２が順に積層されて構成されている。なお、本実施の形態では、光導波路素子１００の後述する光導波路が、マッハツェンダー干渉型である場合を説明するが、このような形態に限られない。
【００２６】
基板１０について説明する。基板１０としては、各種金属基板（アルミニウム、金、鉄、ニッケル、クロム、ステンレスなど）、各種半導体基板（シリコン、酸化シリコン、酸化チタン、酸化亜鉛、ガリウム−ヒ素など）、ガラス基板、プラスチック基板（ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリスチレン、ポリアミドなど）、等が用いられる。基板１０は厚く剛直でもよいし、薄く柔軟であってもよい。
【００２７】
次に、下部電極１２について説明する。下部電極１２は、例えば、基板１０の表面全面に形成されている。下部電極１２を構成する材料としては、例えば、Ａｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏなどの各種金属、各種酸化物（ＮＥＳＡ（酸化スズ）、酸化インジウム、ＩＴＯ（酸化スズ−酸化インジウム複合酸化物）や、各種有機導電体（ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリアセチレン）などが用いられる。
【００２８】
下部電極１２は、公知の方法、例えば、ＤＣマグネトロン・スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、電解メッキ法、フラッシュ蒸着法、イオン・プレーティング法、ＲＦマグネトロン・スパッタリング法、イオン・ビーム・スパッタリング法、レーザー・アブレーション法、ＭＢＥ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ法などより選ばれる気相成長法、又はゾルゲル法、ＭＯＤ法などのウエット・プロセスによって、薄膜成長により形成される。
【００２９】
なお、上記基板１０を、金属基板として構成した場合には下部電極１２が金属基板に相当することになる。このような導電性の基板、及び下部電極１２は、後述する有機非線形光学材料からなる光導波路層１６（光導波路１７）に、上部電極２０との間で電界を形成する場合の電極として使用される。また、上部クラッド層１８上に形成される上部電極２０も、この下部電極１２と同様の材料により構成されることがよい。
【００３０】
次に、下部クラッド層１４について説明する。下部クラッド層１４は、例えば、下部電極１２の表面全面に形成される。下部クラッド層１４としては、下部クラッド層１４上に積層される光導波路層１６よりも屈折率の低い材料が用いられる。
【００３１】
下部クラッド層１４に用いられる材料としては、光導波路層１６の形成時にインターミキシングを起こさない材料が好ましく、一般的に知られている熱硬化型の架橋樹脂、紫外線硬化型の架橋樹脂、無機材料、導電性高分子、フッ素化ポリマーなどが用いられる。
前記熱硬化型の架橋樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリウレタン、ポリベンゾシクロロブテン、ポリアミドなどが挙げられ、前記紫外線硬化型の架橋樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。
【００３２】
下部クラッド層１４を形成する方法としては、下部クラッド層１４を形成する材料として高分子材料を用いる場合には、スピンコート法、ディップ法などの一般的な溶液塗布方法が用いられる。また、下部クラッド層１４を形成する材料として無機材料を用いる場合には、電子ビーム蒸着法、フラッシュ蒸着法、イオン・プレーティング法、ＲＦ（高周波）−マグネトロン・スパッタリング法、ＤＣ（直流）−マグネトロン・スパッタリング法、イオン・ビーム・スパッタリング法、レーザー・アブレーション法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル法）、ＣＶＤ（気相成長法）、プラズマＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ（有機気相成長法）などより選ばれる気相成長法、又はゾルゲル法、ＭＯＤ法などのウエット・プロセスによって作製が可能であるが、これらに限られるわけではない。
【００３３】
なお、下部クラッド層１４の膜厚は、光導波路素子１００として構成したときに光導波路１７へ入射させる光の波長等、光導波路設計指針に依存するが、１μｍ以上２０μｍ以下程度の範囲が好ましく、１．５μｍ以上１０．０μｍ以下の程度の範囲とすることがより好しい。
【００３４】
下部クラッド層１４の膜厚が、上記２０μｍを超える厚みである場合には、光導波路１７にかかる実効電圧が低くなるため、充分な電気光学（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ、以下「ＥＯ」と略す）効果が得られず、また、１μｍ未満と薄い場合には、下部電極１２による光吸収が増加するため、光損失が大きくなるという問題が生じる場合がある。
【００３５】
次に、光導波路層１６について説明する。光導波路層１６は、下部クラッド層１４の表面上に形成される。光導波路層１６としては、光導波路が形成可能であり下部クラッド層１４及び上部クラッド層１８よりも屈折率の高い材料が用いられ、本実施の形態では、光導波路層１６を構成する材料としては、非線形効果を付与したポリマー（有機非線形材料）が用いられる。この有機非線形材料は有機電気光学材料として機能し、これを用いることで光導波路層１６に用いることで電気光学効果が付与される。
【００３６】
有機非線形材料とは、高分子マトリックス中に非線形光学特性を有する有機化合物を添加した有機非線形光学ポリマーや、高分子の主鎖あるいは側鎖に、非線形光学特性を有する構造（以下、「クロモフォア構造」という場合がある）を導入した主鎖型有機非線形光学ポリマーあるいは側鎖型有機非線形光学ポリマーなどをいう。
【００３７】
光導波路層１６を構成する材料としては、光導波路１７が形成可能なものであり、下部クラッド層１４よりも屈折率の高い材料である上記有機非線形材料を用いることが好ましく、前記のように、高分子の側鎖又は主鎖に、ポリマーに非線形性を付与する目的でクロモフォア構造を導入したものが用いられる。
【００３８】
上記高分子材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリシラン、ポリベンゾシクロブテンなどが用いられる。
【００３９】
前記クロモフォア構造は、公知のものであれば特に限定されないが、下記の構造式（１）で表されるものが好ましい。
Ｄ−Ｐ−Ａ ・・・ 構造式（１）
構造式（１）中、Ｄは、電子供与性を有する原子団、Ｐは結合部、Ａは電子吸引性を有する原子団、を表す。構造式（１）において、「Ｄ」で表される電子供与性を有する原子団としては、電子供与性を有するものであれば公知のものが用いられるが、電子供与性置換基を有する、脂肪族不飽和結合、芳香環、ヘテロ芳香環、及びそれらの組み合わせからなるものであることが好ましい。前記電子供与性置換基としては、電子供与性を有するものであれば特に限定されないが、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、などが望ましい。なお、前記アルキル基の一部がアルコキシ基やフェニル基で置換されてもよく、前記アルコキシ基の一部がアルコキシ基やフェニル基で置換されてもよく、また、前記アミノ基の一部がアルキル基やアルコキシ基、あるいはフェニル基で置換されてもよい。
【００４０】
一方、「Ａ」で表される電子吸引性を有する原子団としては、電子吸引性を有するものであれば公知のものいずれでも良いが、電子吸引性置換基を導入した、脂肪族不飽和結合、芳香環、ヘテロ芳香環、及びそれらの組み合わせ、などの構造が望ましい。
【００４１】
電子吸引性置換基としては、ハロゲン原子、ハロゲン置換されたアルキル基、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、などが望ましい。
【００４２】
また、「Ｐ」で表される結合部は、「Ｄ」と「Ａ」とを共有結合で結ぶものであれば如何なるものであっても良いが、電子を非局在化しうる共役結合を持つものが望ましく、例えばπ共役系で「Ｄ」と「Ａ」とを結びつけるような構造を有するものが望ましい。具体的には、脂肪族不飽和結合、芳香環、ヘテロ芳香環、及びそれらが互いに結合したものなどが望ましい。
【００４３】
光導波路層１６の形成は、上記クロモフォア構造を有する高分子材料、あるいはクロモフォア構造を有する有機化合物と高分子材料とを混合したものを、これらを溶解する溶剤に溶解しコーティング液を作製し、このコーティング液を上記下部クラッド層１４等の表面にコートすることにより行う。
【００４４】
コーティングにより光導波路層１６を設ける方法としては、スピンコート、スプレーコート、ブレードコート、ディップコート、など公知の方法が用いられる。溶剤の除去は、送風乾燥機などで加熱乾燥しても良いし、減圧（真空）乾燥機などで乾燥してもよい。
【００４５】
光導波路層１６の膜厚としては、下部電極１２と上部電極２０との間に位置する光導波路（以下、作用部と称する場合がある）へ、下部電極１２と上部電極２０との間に形成された電界が効果的に作用するように、光導波路層１６の膜厚は薄いほうが好ましく、５．０μｍ以下が好ましく、３．５μｍ以下がより好ましい。
【００４６】
光導波路層１６の膜厚が５．０μｍより厚いと、光導波路１７の作用部へ、該作用部を伝播する光に所望の位相変化を生じさせるために印加する電圧の電圧値として、より高い電圧値の電圧印加が必要となり、低駆動電圧を達成することが困難となる場合がある。なお、光導波路層１６の膜厚の下限は、１．０μｍ程度である。
【００４７】
光導波路層１６に形成する光導波路１７は、例えば、図１及び図２に示すように光導波路１７をリッジ型（光導波路１７が上部クラッド層１８側に凸状に突出した形状）として構成する場合には、ドライエッチング法でリッジを形成することで、リッジ型の光導波路１７を形成すればよい。
【００４８】
なお、本実施の形態では、光導波路層１６に形成する光導波路１７は、図１及び図２に示すように、マッハツェンダー型である場合を説明する。
マッハツェンダー型の光導波路１７は、光の入射される入射光導波路部１７Ｃ及び入射された光を出射する出射光導波路部１７Ｄは一本の光路として形成され、途中で２本の入射光導波路部１７Ａ（以下、アーム部１７Ａと称する場合がある）及び入射光導波路部１７Ｂ（以下、アーム部１７Ｂと称する場合がある）に分岐されている。このため、入射光導波路部１７Ａに入射された光は、２本の光路（アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂ）各々へと分かれた後に、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂ各々を伝播し、出射光導波路部１７Ｄで合流して光導波路１７の外部へと出射される。
【００４９】
この光導波路１７を構成するリッジ幅とリッジ高さ（光導波路１７の幅及び高さ）は、光導波路１７の屈折率と光導波路層１６の厚み膜厚との組み合わせにより異なるが、リッジ高さ（段差）は一般的には５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の範囲が好ましく、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲がより好ましい。リッジ高さが５０ｎｍに満たないと、光導波路１７と上部クラッド層１８、及び下部クラッド層１４各々との間で、十分な屈折率差が得られず、光導波路１７内における光の閉じ込めができなくなる場合がある。
一方、リッジ高さが３０００ｎｍを越えると、マルチモードとなって目的とする素子の機能を十分に発揮できなくなる場合がある。また、リッジ幅としては、１μｍ以上１５μｍ以下の範囲が好ましく、３μｍ以上１０μｍ以下の範囲がより好ましい。
【００５０】
光導波路１７は、上述のようなリッジ型の構造をとることにより、上部クラッド層１８と下部クラッド層１４との屈折率差を大きく取ることが可能となる。従って、電極による吸収損失を抑制し、かつ素子の実効電界を強めることが可能となることから、駆動電圧の低減をはかることが可能となる。
【００５１】
次に、上部クラッド層１８について説明する。上部クラッド層１８は、例えば、光導波路層１６の表面全面に形成されている。上部クラッド層１８は、光導波路層１６に上記リッジを形成することで光導波路１７を形成した後に、光導波路層１６よりも屈折率の低い材料で光導波路層１６を覆うことで形成される。
【００５２】
上部クラッド層１８に用いられる材料としては、上部クラッド層１８の形成時に、光導波路層１６とインターミキシングを起こさない材料が好ましく、上記説明した下部クラッド層１４に用いた材料等が用いられる。また、上部クラッド層１８を形成する手段としても、上記説明した下部クラッド層１４の形成に用いた方法が同様に使用される。なお、上部クラッド層１８の膜厚としては、１μｍ以上２０μｍ以下の範囲が好ましく、１．５μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲がより好ましい。
【００５３】
光導波路素子１００においては、通常、光導波路層１６の屈折率に比べて、上部クラッド層１８及び下部クラッド層１４の屈折率を小さくする必要がある。本実施の形態において、光導波路層１６と上部クラッド層１８及び下部クラッド層１４との屈折率の差は、光導波路素子１００の用途によるが、例えば、シングルモードの光導波路として用いる場合には、光導波路層１６と上部クラッド層１８及び下部クラッド層１４との屈折率の差は、０．０１％以上１０％以下の範囲であることが好ましい。
【００５４】
次に、上部電極２０について説明する。上部電極２０は、上部クラッド層１８の表面に形成される。上部電極２０は、例えば、下部電極１２との間に電界が形成されたときに、その形成された電界内に位置する光導波路１７の領域を伝播する光の位相を変化させるとともに、光導波路１７に入射した光の強度が変調されて出射されるような位置に設けられる。本実施形態では、上部電極２０は、２つの電極対で構成している。
【００５５】
具体的には、図１及び図２に示すように、光導波路１７がマッハツェンダー型である場合には、上部電極２０の各対を成す上部電極は、光導波路１７のアーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂの何れか一方又は双方に対応する領域に１対の上部電極２０Ａ及び上部電極２０Ｂが設けられている。
【００５６】
すなわち、この上部電極２０を構成する対電極は、上部電極２０の対電極と、下部電極１２と、の間に電圧を印加することで、結果的に光導波路１７に入射された光を変調して出射することの可能な領域に設けられている。
【００５７】
図１及び図２に示す例では、対を成す上部電極２０Ａ及び上部電極２０Ｂの内の、上部電極２０Ａは、下部電極１２との間に電圧が印加されることで、光導波路１７のアーム部１７Ａに電界を形成可能な位置に設けられており、上部電極２０Ｂは、下部電極１２との間に電圧が印加されることで、光導波路１７のアーム部１７Ｂに電界を形成可能な位置に設けられている。
【００５８】
なお、本実施の形態では、上述のように、上部電極２０を構成する対を成す上部電極２０Ａ及び上部電極２０Ｂは、各々、光導波路１７のアーム部１７Ａに対応する位置、及び光導波路１７のアーム部１７Ｂに対応する位置に設けられている場合を説明するが、対を成す上部電極２０と下部電極１２との間に電圧が印加されることで、光導波路１７に入射される光の強度を変調した光が光導波路１７から出射されるような位置に設けられていればよく、このような形態に限られない。
【００５９】
例えば、上部電極２０Ａ及び上部電極２０Ｂの双方が、光導波路１７のアーム部１７Ａ又はアーム部１７Ｂの何れか一方に対応する位置に設けられた構成であってもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、説明を簡略化するために、上部電極２０は、一対の電極で構成された場合を説明するが、複数対の上部電極が設けられた構成であってもよいことはいうまでもない。
【００６１】
上部電極２０は、公知の方法、例えば、ＤＣマグネトロン・スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、電解メッキ法、フラッシュ蒸着法、イオン・プレーティング法、ＲＦマグネトロン・スパッタリング法、イオン・ビーム・スパッタリング法、レーザー・アブレーション法、ＭＢＥ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ法などより選ばれる気相成長法、又はゾルゲル法、ＭＯＤ法などのウエット・プロセスによって、薄膜成長により形成される。
【００６２】
次に、保護部材２２について説明する。
保護部材２２は、上部電極２０を介して上部クラッド層１８上に積層されている。すなわち、保護部材２２は、上部電極２０を覆うように上部クラッド層１８の表面全面に形成されている。なお、保護部材２２は、上部電極２０を覆うように形成されていれば、上部クラッド層１８の表面全面に形成する必要はない。
【００６３】
この保護部材２２には、配線電極２３Ｃ（第３電極に相当）と、配線電極２３Ａ（第４電極に相当）と、導通部２３Ｂと、が設けられている。導通部２３Ｂは、保護部材２２を厚み方向に貫通するように設けられていると共に厚み方向に導通する。配線電極２３Ｃは、保護部材２２の下面側に設けられており、配線電極２３Ａは、保護部材２２の上面側に設けられている。すなわち、導通部２３Ｂは、これらの配線電極２３Ｃと配線電極２３Ａとを保護部材２２の厚み方向に電気的に導通している。
【００６４】
なお、本実施の形態において、該保護部材２２の下面側とは、保護部材２２が上部クラッド層１８上に上部電極２０を介して積層されたときにおける、保護部材２２の上部電極２０側に近い側の面を示している。また、本実施の形態において、保護部材２２の上面側とは、保護部材２２が上部クラッド層１８上に上部電極２０を介して積層されたときにおける、保護部材２２の上部電極２０から遠い側の面を示している。
【００６５】
配線電極２３Ｃは、保護部材２２が上部電極２０上に積層されて光導波路素子１００が形成されたときに、上部電極２０に電気的に接続されるような位置に予め設けられている。このため、配線電極２３Ｃは、図２に示すように上部電極２０の配線電極２３Ｃと向かい合う側の面の全領域に接するように設けられていてもよいし、図４の光導波路素子１０１に示すように、上部電極２０の配線電極２３Ｃと向かい合う側の面の一部領域に接するように設けられていても良い。また、配線電極２３Ａ及び導通部２３Ｂは、光導波路素子１００として構成されたときに配線電極２３Ｃを介して上部電極２０に電気的に導通されていればよく、図４に示すように、上部電極２０と配線電極２３Ｃ、及び配線電極２３Ｃと配線電極２３Ａが、保護部材２２の面方向に向かってずれた位置に設けられていてもよい。
【００６６】
なお、図４に示す光導波路素子１０１は、図１〜図３に示す光導波路素子１００の保護部材２２と配線電極２３Ｃ、導通部２３Ｂ、及び配線電極２３Ａの設けられている位置が異なる以外は、該光導波路素子１００と同一構成であるため詳細な説明を省略する。
【００６７】
上記配線電極２３Ａは、ポーリング処理時や素子駆動の際の電圧を印加するための電圧印加手段の端子接続用に用いられる。
なお、放電・静電破壊抑制の点から、保護部材２２の厚みは、例えば２０μｍ以上１０００μｍ以下とすることがよい。
【００６８】
保護部材２２を構成する材料としては、絶縁性材料であればよく、一般的に知られているプラスティックフィルム、無機材料などが用いられる。前記プラスティックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミドなどが挙げられる。前記無機材料としては、例えば、ガラス、セラミックなどが挙げられる。
【００６９】
本実施の形態において、光導波路素子１００は、基板１０上に、下部電極１２、下部クラッド層１４、光導波路層１６、上部クラッド層１８、及び上部電極２０を上記の方法により積層させることによって構成した光導波路部２５上に、接着層２１を介して上記保護部材２２を積層させることによって、作製される。
【００７０】
具体的には、図３（Ａ）に示すように、基板１０上に、下部電極１２、及び下部クラッド層１４を形成した後に、該下部クラッド層１４上に導波路層材料の溶液を塗布して光導波路層１６を成膜する。次いで、光導波路層１６を、ドライエッチングなどにより加工し、リッジ部を有するリッジ型の光導波路１７を形成する。さらに、光導波路層１６上に、上部クラッド層１８を形成した後に、上部クラッド層１８上の光導波路層１６の光導波路１７（すなわちリッジ部）が位置する上方に、上部電極２０を形成することによって、光導波路部２５を作製する。
【００７１】
次に、図３（Ｂ）に示すように、該光導波路部２５の上部電極２０上に導電性ペースト等の導電性接着剤による導電性接着層２１Ａを設けると共に、光導波路部２５の上部クラッド層１８上に絶縁性ペースト等の絶縁性接着剤による絶縁性接着層２１Ｂを設けることによって接着層２１を設ける。
【００７２】
そして更に、図３（Ｃ）に示すように、接着層２１を介して保護部材２２を積層させることによって、光導波路素子１００を作製する。
【００７３】
なお、この保護部材２２を積層させるときには、保護部材２２の配線電極２３Ｃが、光導波路部２５の上部電極２０に電気的に接続されるように、保護部材２２の配線電極２３Ｃの位置を予め調整した構成とすればよい。
【００７４】
上記の工程により作製された光導波路素子は、切断によりチップ状（素子状）に加工され、素子を完成する。切断にはダイサーなどが用いられる。なお、素子状とは、一般的には矩形状のことを指すが、光入出力端面での戻り光を低減することを目的として、菱形状、あるいは台形状に加工する場合も含まれる。
【００７５】
次いで、以上の工程により作製した光導波路素子１００を、モジュール筐体（図示省略）に固定する場合には、上記保護部材２２が設けられた構成で無い場合には、光導波路素子１００の上部電極２０と、モジュール筐体のパッド（図示省略）と、をワイヤボンディングにより直接結線する必要がある。しかし、該パッドと上部電極２０とをワイヤボンディングにより直接結線すると、ワイヤボンディングにおいて加えられる熱や高周波電流によって光導波路１７に損傷が加えられる場合がある。
【００７６】
一方、本実施の形態においては、光導波路素子１００は、上部電極２０上に、配線電極２３Ｃと、配線電極２３Ａと、これらの配線電極２３Ｃと配線電極２３Ａとを保護部材２２の厚み方向に電気的に導通する導通部２３Ｂと、を備えた保護部材２２が設けられた構成とされている。このため、ワイヤボンディングによる結線は、上部電極２０に直接行うのではなく、上部電極２０に電気的に接続された配線電極２３Ｃ及び導通部２３Ｂを介して、該導通部２３Ｂに電気的に接続された配線電極２３Ａに対して行えばよい。すなわち、本実施の形態では、配線電極２３Ａと、モジュール筐体のパッド（図示省略）とをワイヤボンディングにより結線することで、光導波路素子１００はモジュール筐体に固定される。
【００７７】
このため、本実施の形態の光導波路素子１００によれば、上部電極とモジュール筐体のパッド（図示省略）とを直接ワイヤボンディングにより結線する場合とは異なり、保護部材２２に設けられた配線電極２３Ａとモジュール筐体のパッド（図示省略）とをワイヤボンディングにより結線することで、光導波路素子１００はモジュール筐体に固定されるので、ワイヤボンディングによる光導波路１７の損傷が抑制される。
【００７８】
なお、ワイヤボンディングには、半導体ＩＣの電気実装に用いられる汎用の装置を用いればよい。
【００７９】
ここで、上記光導波路素子１００の光導波路１７に、非線形光学効果（電気光学効果）を発現させるためには、ポーリング処理により分子の配向を揃える必要がある。
このポーリング処理とは、成膜した後に、ガラス転移温度（Ｔｇ）以上に加熱した状態で電界を印加して配向処理することにより、光導波路１７及び光導波路層１６を構成する上記有機非線形材料の分極方向、あるいは、前記クロモフォアを有する有機非線形材料のクロモフォア部分の分極方向、に配向させ、これを維持した状態で、Ｔｇ以下に温度を下げた後に電界を取り除く処理をいう。
【００８０】
このようなポーリング処理としては、電界の印加方法として、有機非線形材料が含まれる光導波路１７を２つ以上の電極で直接挟み込んで電界を印加する方法（電極ポーリング）を行う。具体的には、下部電極１２を接地すると共に、電圧印加手段の端子を保護部材２２の配線電極２３Ａに対して電気的に接続し、電圧印加手段により当該配線電極２３Ａに所定の電圧を印加することで、配線電極２３Ａを介して上部電極２０と下部電極１２との間に電界が印加され、有機非線形材料が含まれる光導波路１７に対しポーリング処理を行う。
【００８１】
ポーリング温度は、ガラス転移温度以上が好ましく、具体的には１００℃以上２００℃以下の範囲内に０．２時間以上１０時間以下程度保持することが望ましい。ポーリング温度を室温から最終的な温度まで段階的に上昇させる場合、各ステップの上昇温度は５℃以上５０℃以下程度の範囲、各ステップの時間は１０分間以上１２０分間以下程度が望ましく、それらは終始同じでも異なってもよい。連続的に上昇させる場合の昇温速度は、０．１℃／分以上２０℃／分以下程度とすることが望ましく、前記の段階的に温度を上昇させるステップと組み合わせてもよい。
【００８２】
ポーリング処理の際に印加する電圧は、一定でもよいし、連続的あるいは段階的に変化させてもよく、温度上昇や下降のタイミングに合わせても合わせなくてもよい。例えば、上部電極２０に印加する電圧としては、０．１ｋＶ以上２ｋＶ以下程度の範囲とするのが好ましい。電極の極性は正負どちらでもよい。
【００８３】
ポーリング処理は、試料（有機非線形材料）の軟化状態もしくは流動状態において、試料に対し電極よって直流電界を印加することがよい。試料の固化は、冷却による場合や高分子の熱硬化による場合があるが、いずれも、電界印加状態で行うことが望ましい。この工程は、光導波路形成後であればいつ実行してもよいが、後の工程で加熱の必要がある場合には、非線形光学効果の低下が起こってしまうため、分極配向処理を、加熱処理を含む工程後に行うことが好ましい。
【００８４】
このように構成された光導波路素子１００は、光の変調を行う光変調素子や、スイッチングを行う光変調スイッチとして用いられる。
【００８５】
次に、このように構成された光導波路素子１００の作用を説明する。
【００８６】
光導波路１７の入射光導波路部１７Ｃから入射された光は、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂに分岐されて伝播した後に、出射光導波路部１７Ｄを伝播し、光導波路１７から出射される。
【００８７】
光導波路素子１００においては、電圧印加部（不図示）から上部電極２０と下部電極１２との間に電圧を印加しない状態においては、入射光導波路部１７Ｃに入射されて、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂを伝播した光は、これらのアーム部の接合部（出射光導波路部１７Ｄとの接合部）において互いに干渉しつつ単一モード光に収束される。このとき、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂには電界が形成されていないことから、これらのアーム部を伝播する光に位相差が生じていないので、出射光導波路部１７Ｄからは、入射光導波路部１７Ｃに入射された光と同一強度の光が出射する。
【００８８】
上記説明したように、光導波路１７は、電気光学効果を有する材質で形成されていることから、配線電極２３Ａ、導通部２３Ｂ、及び配線電極２３Ｃを介して、上部電極２０と下部電極１２との間に電圧が印加されて、光導波路１７に電界が形成されると、光導波路１７内の該電界の形成された領域を伝播する光の屈折率が変化して位相が変化する。このため、電圧印加部（不図示）から、配線電極２３Ａ、導通部２３Ｂ、及び配線電極２３Ｃを介して、下部電極１２と上部電極２０とに電圧が印加されて、下部電極１２と上部電極２０との間に電界が形成されると、印加された電圧の電圧値に応じて、光導波路１７内の、形成された電界内に相当する領域を伝播する光の屈折率が変化し、光導波路１７に入射された光の強度とは異なる強度の光が光導波路１７から出射される。
【００８９】
詳細には、電圧印加部（不図示）から上部電極２０と下部電極１２との間に電圧が印加されると、入射光導波路部１７Ｃに入射されて、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂを伝播した光は、これらのアーム部の接合部（出射光導波路部１７Ｄとの接合部）において互いに干渉しつつ収束される。このとき、アーム部１７Ａ及びアーム部１７Ｂに電界が形成されているので、これらのアーム部を伝播する光に電界に応じた位相差が生じ、出射光導波路部１７Ｄからは、入射光導波路部１７Ｃに入射された光とは異なる強度の光が出射する。すなわち、電圧印加部（不図示）から上部電極２０と下部電極１２との間に電圧が印加されると、印加された電圧に応じて光の強度が連続的に変調される。
【００９０】
以上説明した本実施の形態の光導波路素子１００では、上部電極２０が保護部材２２に覆われている。そして、この保護部材２２に設けられた配線電極２３Ａに対し、電圧印加装置の端子を電気的に接続し、配線電極２３Ａを介して上部電極２０に対して電圧を印加することで、ポーリング処理が行われる。このポーリング処理の際、上部電極２０は保護部材２２により被覆されていることから、保護部材２２により被覆されていない場合に比べ、電圧の印加による電極の放電や静電破壊が抑制されつつ、高い電圧の印加によるポーリング処理が実現される。その結果、有機非線形光学材料の配向度が向上し、より高い有機非線形光学材料の電気光学効果が引き出される。
【００９１】
なお、本実施の形態では、光導波路１７は、リッジ型である場合を説明したが、図５（Ａ）に示すように、光導波路１７が、下部クラッド層１４（下部電極１２）側へ突出した形状の逆リッジ型に構成してもよい。
この逆リッジ型の光導波路１７の形成方法としては、予め、下部クラッド層１４へ、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、湿式エッチング、フォトリソグラフィ、電子線リソグラフィー等の半導体プロセス技術を用いた公知の方法によりパターニングを行い、該下部クラッド層１４を加工してトレンチを形成し、その上に光導波路層１６を形成することによって、逆リッジ型光導波路が形成される。
【００９２】
光導波路１７は、逆リッジ型の構造をとることにより、上部クラッド層１８と下部クラッド層１４との屈折率差を大きく取ることが可能となる。従って、電極による吸収損失を抑制し、かつ素子の実効電界を強めることが可能となることから、駆動電圧の低減をはかることが可能となる。
【００９３】
また、本実施の形態では、光導波路１７は、リッジ型である場合を説明したが、図５（Ｂ）に示すように、光導波路１７は、上部クラッド層１８（上部電極２０）側及び下部クラッド層１４（下部電極１２）側の双方へ凸状に突出した形状の正逆リッジ型に構成してもよい。
【００９４】
この正逆リッジ型の光導波路１７の形成方法としては、上記リッジ型、上記逆リッジ型の形成方法を組み合わせることで形成される。
光導波路１７を正逆リッジ型とすると、リッジ型、逆リッジ側に比べ、上部クラッド層１８と下部クラッド層１４との屈折率差を大きく取ることが可能となる。従って、電極による吸収損失を抑制し、かつ素子の実効電界を強めることが可能となることから、駆動電圧の低減をはかることが可能となる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、光導波路層１６に形成する光導波路１７は、マッハツェンダー型である場合を説明したが、光導波路１７の形状はこのような形状に限られず、光導波路１７がＸ字に交差した形状のＸ交差型、や光導波路１７が横方向に広げてマルチモードの伝搬を可能とした形状の多モード干渉型（図６参照）、あるいはそれらの組み合わせの光導波路パターン等が挙げられ、マッハツェンダー型に限られない。
【００９６】
例えば、光導波路１７を多モード干渉型に構成した場合には、図６に示すように、光導波路素子１０３は、光導波路層１６に形成する光導波路３１を、入射光導波路部３１Ａと、多モード干渉光導波路３１Ｂと、出射光導波路部３１Ｃ及び出射光導波路部３１Ｄと、から構成すればよい。
そして、上部電極２０の対をなす電極は、下部電極１２との間に電界が形成されたときに、その形成された電界内に位置する光導波路３１の領域を伝播する光の位相を変化させるとともに、光導波路３１に入射した光の強度が変調されて出射されるような位置に設けられていればよい。
【００９７】
例えば、図６に示すように、多モード干渉光導波路３１Ｂに対応する位置で、且つ入射光導波路部３１Ａから出射光導波路部３１Ｃ及び出射光導波路部３１Ｄに向かって光が伝播する方向に交差する方向の中心線を挟んで両側に、対を成す上部電極の一方（上部電極２０）及び他方（上部電極２０）が設けられた構成であればよい。
【実施例】
【００９８】
以下、発明の詳細を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。言うまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９９】
（実施例１）
はじめに、非線形光学材料の溶液として、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ポリスルホン、及びＤＲ１（Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １）を、前記すべての材料の総質量を１００質量部としてそれぞれ、７７質量部、９質量部、１０質量部、及び４質量部からなる溶液（以下、ＰＳ溶液）を調製した。該材料の薄膜における屈折率をプリズムカップリング法により測定したところ、１．６３であることを確認した。
【０１００】
シリコン基板（直径：５０．８ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ）表面に、スパッタ法により下部電極としてＡｕを厚さ５００ｎｍ設けた
【０１０１】
次に、下部電極表面に、下部クラッド層として屈折率１．５４のアクリル系紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して３．５μｍ厚の樹脂硬化膜を作製した。
続いて、光導波路層として上記調整した非線形光学材料の溶液（ＰＳ溶液）を塗布し、１２０℃の環境に６０分間放置することで硬化させ、フォトリソグラフィに続くリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によりマッハツェンダー型の光導波路を形成した。光導波路層の膜厚は３．３μｍであり、光導波路のリッジ高さは０．７μｍ、幅は５μｍであった。
【０１０２】
次に、この形成した光導波路層上に上部クラッド層となる屈折率１．５４の上記アクリル系紫外線硬化樹脂を塗布し、上記下部クラッド層と同様にして紫外線を照射して硬化させて、３．５μ厚の樹脂硬化膜からなる上部クラッド層を作製した。
【０１０３】
この上部クラッド層上に、レジストを塗布して、フォトリソグラフィにより上部電極のパターンを形成し、金をスパッタ、リフトオフすることで上部電極を形成した。
このとき、マッハツェンダー型に形成した光導波路の２つのアーム部に対応する領域各々に、厚みが０.５μｍの直方体状の上部電極を１つずつ形成し、これらを対となる上部電極２０用の電極パッドとして定めた。
【０１０４】
これらの工程により光導波路部２５を作製した。
【０１０５】
次に、保護部材２２として、まず、感光性ガラス（商品名：ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３、厚み５００μｍ）を用意し、マスクを密着させ、該マスクを通してスルーホール部分にＵＶ光を照射し、露光部分に対応する潜像を形成した。その後、４００℃で熱処理を行ない、露光部分のみを結晶化させた後、薄いフッ化水素酸（１０％溶液）を感光性ガラスの表裏にスプレーし、結晶化したスルーホール部分のガラスを溶解除去し開口径５０μｍの開口を形成した。そして、この開口の一方を塞ぐように、スパッタ法および電界メッキ法によりクロム及び銅からなる導電性膜を形成することにより、導通部２３Ｂと配線電極２３Ｃとなる導電膜を一括形成した。さらに、配線パターンをフォトリソグラフィ法により形成し、エッチング処理を行うことにより、所望の位置に電極パッド（２０μｍ×２０μｍ、厚み５μｍ）を設けた配線パターンを形成した。
また、上記開口孔に、導通部２３Ｂの金属膜の保護層とした。さらに、この保護部材２２の該導通部の形成された領域に、レジストを塗布して、フォトリソグラフィにより配線電極のパターンを形成し、金をスパッタ、リフトオフすることで配線電極２３Ａ用の電極パッド（１００μｍ×１００μｍ、厚み１μｍ）を形成した。これによって、配線電極２３Ａとしての電極パッドと、導通部２３Ｂと、配線電極２３Ｃとしての電極パッドと、が設けられた保護部材２２を作製した。
【０１０６】
そして、上記作製した光導波路部と、上記保護部材２２と、を配線電極２３Ｃとしての電極パッドと、上部電極２０用の電極パッドと、が対向するようにして導電性ペーストを用いて接着することによって、光導波路素子１００を作製した。
【０１０７】
次いで、この光導波路素子１００を、あらかじめ用意したモジュール筐体上に熱硬化性の接着剤を用いて、１５０℃で３０分間加熱することにより固定した。次いで、このモジュール筐体をワイヤボンダーにセットし、２００℃に加熱した上で、モジュール筐体と、保護部材２２の上面に設けられた配線電極２３Ｃとしての電極パッドと、モジュール筐体と、をワイヤボンディングにより結線した。このようにして得られたモジュールの光導波路素子１００の配線電極２３Ｃに電圧印加装置（ポーリング装置）の端子を接続すると共に、下部電極１２を接地し、該光導波路素子１００を１４０℃に保持した状態で、該配線電極２３Ｃを介して上部電極２０と下部電極１２との間に１０００Ｖの電圧を印加し３０分保持した。その後、電圧を印加した状態で温度を室温（２５℃）まで下げた。このようにしてポーリング処理を施すことで、光導波路素子１００を得た。
【０１０８】
得られた光導波路素子について、光導波路の光入射側から光入出力用の光ファイバーを介して波長１．５５μｍのレーザ光を１ｍＷの強度で入射させると共に、２５℃の環境下で、この光導波路素子の２つの上部電極の一方の電極と下部電極との間に、周波数が１０Ｈｚであり、最大値が＋１０Ｖ、及び最小値が−１０Ｖの三角波を印加して、素子の変調特性を評価したところ、半波長電圧（Ｖπ）は４Ｖの結果が得られ、光変調素子モジュールとして機能することが確認された。
【０１０９】
なお、変調特性（半波長電圧）は、次のようにして評価した。出射光を、光ファイバーを介して、光パワーメーター（アンリツ社製、ＭＴ９８１２Ｂ＋ＭＵ９３１２４１Ａ）により計測し、印加電圧対出射光強度の関係から、変調特性曲線を求め、最大光出力電圧と最小光出力電圧の差から半波長電圧：Ｖπを求めた。
【０１１０】
（比較例１）
保護部材を設けなかった以外は、実施例１と同様にして光導波路素子（実施例１の光導波路部２５に相当）を作製した後に、該光導波路素子を、実施例１と同様にしてモジュール筐体上に熱硬化性の接着剤を用いて、１５０℃で３０分間加熱することにより固定した。次いで、このモジュール筐体をワイヤボンダーにセットし、２００℃に加熱した上で、モジュール筐体と、光導波路素子の上部電極２０と、をワイヤボンディングにより結線しようとしたところ、ワイヤボンディングによる熱及び圧力により光導波路層１６に穴があき、電気的な接続を行うことができず、また光導波路に損傷が生じた。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本実施形態に係る光導波路素子の構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る光導波路素子の図１に示す斜視図のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）本実施の形態に係る光導波路素子の製造方法を示す模式図である。
【図４】本実施形態に係る光導波路素子の図１に示す斜視図のＡ−Ａ’断面図であり、図２とは異なる形態を示した断面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係る光導波路素子における図１に示す斜視図のＢ−Ｂ’断面図に相当する模式図である。
【図６】本実施形態における光導波路素子における図１に示す形態とは異なる態様を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０ 基板
１２ 下部電極
１４ 下部クラッド層
１６ 光導波路層
１７ 光導波路
１８ 上部クラッド層
２０ 上部電極
２０Ａ 上部電極
２０Ｂ 上部電極
２２ 保護部材
２３Ｂ 導通部
２３Ａ 配線電極
２３Ｃ 配線電極
１００、１０１、１０３ 光導波路素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機非線形光学材料を含む光導波路と、
前記光導波路の一方の面側に配された第1電極と、
前記光導波路の他方の面側に配された第２電極と、
前記第２電極上に積層された保護部材であって、該第２電極に近い側の第1面に設けられ且つ該第２電極に接続された第３電極、該第２電極に遠い側の第２面に設けられた第４電極、及び該第1面と該第２面とを貫通すると共に前記第３電極と前記第４電極とを電気的に導通する導通部を有する保護部材と、
を備えたことを特徴とする光導波路素子。
【請求項２】
前記光導波路は、マッハツェンダー型であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項３】
前記光導波路は、多モード干渉型であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項４】
前記光導波路は、前記第１電極側又は前記第２電極側に向かって凸状に突出した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項５】
前記光導波路は、前記第1電極側及び前記第２電極側の双方側に向かって凸状に突出した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項１】
有機非線形光学材料を含む光導波路と、
前記光導波路の一方の面側に配された第1電極と、
前記光導波路の他方の面側に配された第２電極と、
前記第２電極上に積層された保護部材であって、該第２電極に近い側の第1面に設けられ且つ該第２電極に接続された第３電極、該第２電極に遠い側の第２面に設けられた第４電極、及び該第1面と該第２面とを貫通すると共に前記第３電極と前記第４電極とを電気的に導通する導通部を有する保護部材と、
を備えたことを特徴とする光導波路素子。
【請求項２】
前記光導波路は、マッハツェンダー型であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項３】
前記光導波路は、多モード干渉型であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項４】
前記光導波路は、前記第１電極側又は前記第２電極側に向かって凸状に突出した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項５】
前記光導波路は、前記第1電極側及び前記第２電極側の双方側に向かって凸状に突出した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１３９８４３（Ｐ２００９−１３９８４３Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１８４８４（Ｐ２００７−３１８４８４）
【出願日】平成１９年１２月１０日（２００７．１２．１０）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１０日（２００７．１２．１０）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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