光波导器件制造技术

提供一种光波导器件，在脊型光波导的设计比较容易的加载型光波导器件中，加载的脊部与介电体层的附着性高、并且难以出现脊部破损或粗糙。光波导器件(1)包含：由选自铌酸锂、钽酸锂、铌酸锂-钽酸锂、钇铝石榴石、钒酸钇及钒酸钆、钨酸钾钆及钨酸钾钇构成的群的光学材料所构成的介电体层(3)；以及加载在介电体层(3)上的脊部(5)。脊部(5)由五氧化二钽构成，沿垂直于光的传播方向的横截面切开时呈梯形，脊部在胶带剥离试验中不会剥离。

【技术实现步骤摘要】
光波导器件
本专利技术涉及光波导器件。
技术介绍
铌酸锂或钽酸锂单晶这样的非线性光学晶体的二阶非线性光学系数大，通过在这些晶体中形成周期极化反转结构，能够实现准相位匹配(Quasi-Phase-Matched：QPM)方式的二次谐波产生(Second-Harmonic-Generation:SHG)设备。此外，通过在该周期极化反转结构内形成波导，能够实现高效率的SHG设备，可以广泛应用于光通信、医学、光化学、各种光测量等。通常，SHG设备必须有来自外部的被称为激发光的基本波光源，例如，绿色的SHG激光的情况下，基本波光源有时使用的是将800nm区域的半导体激光与例如钒酸钇(YVO4)激光晶体组合、起振1064nm波长光的固体激光。作为激光用晶体材料，除了YVO4以外，可以例示有钇铝石榴石(YAG)、钒酸钆(GdVO4)、钨酸钾钆(KGW)、钨酸钾钇(KYW)等。为了使SHG激光高效率化，不仅是SHG设备，激光晶体的波导化也是有用的。但是，SHG用晶体和激光晶体是难加工性材料，难以加工形成光传播损失小的光波导。例如机械加工法下材料容易破损、造成传播损失。此外，激光消融法下生产性提升有限，另外，提升加工速度的话，光波导的转角会产生破损、或者在侧壁以及加工底面出现粗糙，其结果是会降低波导的传播特性。另外，波长变换器件或光调制器件中，设计上必须将光波导的行进道路弯曲、或者产生弯曲、分支。但是，机械加工和激光消融中，难以使加工台对着行进方向横向移动。此外，即使将加工台一边横向移动一边行进，与直行加工不同，由于脊沟的横截面形状会扭曲，因此传播损失变大。另一方面，根据专利文献1，公开了在铌酸钾构成的薄层上通过剥离法(lift-off)加载条纹状电介体、形成加载型的通道波导。此种加载型光波导的话，可以使光波导的行进方向弯曲或有分支。
技术介绍
文献专利文献【专利文献1】日本专利特开2003-131182
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术者在研究专利文献1记载的加载型光波导后发现，存在以下问题点。即，本专利技术者尝试在例如钽酸锂介电体层上加载五氧化二钽脊部，从而形成加载型的通道波导。但是，加载的脊部容易从介电体层剥离，成品率下降。本专利技术者研究了此种传播损失增大的原因，了解到加载的脊部与介电体层之间的附着性差。这被认为是，由于剥离形成的脊部由蒸镀膜构成，因此与介电体层表面的附着性变差。其原因被认为是，由于脊部比较厚、蒸镀需要时间，因此抗蚀剂图案蒸镀时基板表面会达到150℃左右的高温，抗蚀剂成分挥发，脊部与基板的界面或脊部内部会有杂质进入。另外，专利文献1记载的加载的脊部，从横截面来看是长方形。这是由于抗蚀剂图案无法形成梯形形状。此外，实际形成脊部的话，会出现脊部的上部转角容易突出，另外脊部的侧壁面出现粗糙的趋势。其原因被认为是，由于上述的热，抗蚀剂形状毁坏、出现了长方形的上部转角的突出和脊侧壁面粗糙。本专利技术的课题是提供一种光波导器件，在脊型光波导的设计比较容易的特定的加载型光波导器件中，光波导的形状可以比较自由地设计，并且光传播损失低。解决课题的手段本专利技术涉及的光波导器件，其特征在于，包含：由选自铌酸锂、钽酸锂、铌酸锂-钽酸锂、钇铝石榴石、钒酸钇、钒酸钆、钨酸钾钆以及钨酸钾钇构成的群的光学材料所构成的介电体层；以及加载在该介电体层上的脊部，该脊部由五氧化二钽构成，沿垂直于光的传播方向的横截面切开时呈梯形，通过湿蚀刻形成，所述脊部在胶带剥离试验中不会从所述介电体层剥离。专利技术效果根据本专利技术，脊部的形状可以通过变更图案化掩模的形状而比较自由地设计。其结果是，可以形成有弯曲或分支的加载型光波导。此外，加载在介电体层上的脊部的横截面形状为梯形，是对于基板介电体层的附着性高的形状，同时脊部的倾斜面难以变得粗糙、也难以产生破损，因此可以抑制传播损失。由于脊部不会从介电体层剥离，因此可以进一步抑制脊部的传播损失。附图说明【图1】本专利技术的实施方式涉及的光波导器件1的横截面图。【图2】其他的实施方式涉及的光波导器件1A的横截面图。【图3】另一其他实施方式涉及的光波导器件1B的横截面图。【图4】(a)是光波导器件1的侧面图，(b)是将光波导器件1沿脊部切开时的纵截面图，(c)是将光波导器件1A、1B沿脊部切开时的纵截面图。【图5】显示光波导器件1的光波导图案例的平面图。【图6】显示光波导器件1A的光波导图案例的平面图。【图7】显示光波导器件1B的光波导图案例的平面图。【图8】显示实施例制作的光波导的照片。【图9】解说图8的光波导的侧视图。【图10】显示剥离法形成的光波导的照片。【图11】显示通过激光消融法形成在铌酸锂介电体层上的脊型光波导的照片。具体实施方式本专利技术的光波导器件所采用的波导结构，是被称为加载型的光波导结构。本专利技术的光波导，是在构成基板的特定光学材料所构成的介电体层上，加载了具有与这些光学材料相近的折射率的五氧化二钽所构成的脊部。通过该加载的脊部，提升了正下方的光的封闭性，容易进行光波导。以下适当参照附图进一步说明。图1、图4(a)、(b)、图5所示的光波导器件1中，在支承基板2的表面2a上，形成有介电体层3，介电体层3上，形成有五氧化二钽所构成的脊部5。在这里，图1是沿着垂直于光的行进方向将器件切开时的横截面图，图2、图3也相同。脊部5上，形成有平坦的上表面5a以及一对倾斜面5c。本例中，脊部5的两侧分别形成有五氧化二钽构成的被覆部8，各被覆部的外侧分别形成有落差部9。本例中，脊部5、被覆部8以及落差部9形成为一体膜。此外，脊沟6通过湿蚀刻形成，被覆部8是湿蚀刻时的蚀刻残留所形成的。另外，也可以没有被覆部8，但有被覆部8的话剥离强度高，更为优选。从该光波导器件1的上方观察的话，如图5。即，脊部5的两侧形成有脊沟6，各脊沟6的两侧形成有落差部9。脊沟以及脊部通过湿蚀刻形成，因此容易如图5所示般弯曲或有分支。图2、图4(c)、图6所示的光波导器件1A中，支承基板2的表面2a上形成有介电体层3，介电体层3上形成有五氧化二钽所构成的脊部5。脊部5上，形成有平坦的上表面5a以及一对倾斜面5c。本例中，脊部5的两侧分别形成有脊沟6，没有形成由五氧化二钽构成的被覆部。因此，脊沟6上露出介电体层3的上表面3a。各脊沟6的外侧分别形成有落差部9。本例中，脊部5与落差部9没有形成一体膜，由脊沟6分离。此外，脊沟6通过湿蚀刻形成，脊沟没有蚀刻残留，因此没有残留被覆部。从该光波导器件1A上方观察的话，如图6。即，脊部5的两侧形成有脊沟6，各脊沟6的两侧形成有落差部9。脊沟上露出介电体层3的上表面3a。图3、图4(c)、图7所示的光波导器件1B中，支承基板2的表面2a上形成有介电体层3，介电体层3上形成有五氧化二钽所构成的脊部5。脊部5上，形成有平坦的上表面5a以及倾斜面5c。本例中，脊部5的两侧没有五氧化二钽膜，五氧化二钽膜通过湿蚀刻被除去。因此，脊部5的两侧露出介电体层3的上表面3a。从该光波导器件1B上方观察的话，如图7。即，脊部5的两侧露出介电体层3的上表面3a。本专利技术中，胶带剥离试验中脊部没有从介电体层剥离。这表示通过实施例记载的胶带剥离试验没有确认到有剥离。以下进一步叙述本专利技术的各构成要素。介电体层3由选自铌酸锂、钽酸锂、铌酸锂-钽酸锂、钇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波导器件，其特征在于，包含：由选自铌酸锂、钽酸锂、铌酸锂‑钽酸锂、钇铝石榴石、钒酸钇、钒酸钆、钨酸钾钆以及钨酸钾钇构成的群的光学材料所构成的介电体层；以及加载在该介电体层上的脊部，该脊部由五氧化二钽构成，沿垂直于光的传播方向的横截面切开时呈梯形，所述脊部在基于JIS H8504试验的胶带剥离试验中不会从所述介电体层剥离。

【技术特征摘要】
2013.11.28 JP 2013-2457821.一种光波导器件，其特征在于，包含：由选自铌酸锂、钽酸锂、铌酸锂-钽酸锂、钇铝石榴石、钒酸钇、钒酸钆、钨酸钾钆以及钨酸钾钇构成的群的光学材料所构成的介电体层；以及加载在该介电体层上的脊部，该脊部由五氧化二钽构成，沿垂直于光的传播方向的横截面切开时呈梯形，所述脊部在基于JISH8504试验的胶带剥离试验中不会从所述介电体层剥离，沿垂直于光的传播方向的横截面切开时，所述脊部具备上表面和一对倾斜面，所述倾斜面的倾斜角为45°以上、80°以下，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井圭一郎，山口省一郎，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP