光学器件与光调制器的制作方法

本发明涉及一种用于光通信和光学测量领域的光学器件与光调制 器。

背景技术：

1、伴随着互联网的普及，通信量飞跃性地增加，光纤通信的重要性 非常高。光纤通信是将电信号转换为光信号，并通过光纤来传输光信 号的通信方式，具有宽带宽、低损耗、抗噪性强的特征。

2、作为将电信号转换为光信号的方式，已知有利用半导体激光的直 接调制方式和使用了光调制器的外部调制方式。直接调制虽然不需要 光调制器而且成本低，但是在高速调制方面有极限，在高速且长距离 的用途中使用外部光调制方式。

3、作为光调制器，通过ti(钛)扩散在铌酸锂单晶基板的表面附近 形成有光波导的马赫-曾德尔型光调制器被实用化(参照专利文献1)。 马赫-曾德尔型光调制器是使用具有马赫-曾德尔干涉仪结构的光波导 (马赫-曾德尔光波导)的光调制器。马赫-曾德尔干涉仪是将从一个光 源发出的光分成两个光，通过不同路径，然后再次重叠以产生干涉的 装置，应用马赫-曾德尔干涉仪的马赫-曾德尔型光调制器被用于产生各 种调制光。40gb/s以上的高速的光调制器被商用化，但是主要缺点是 总长度长达约10cm。

4、针对该问题，在专利文献2中公开了使用铌酸锂膜的马赫-曾德尔 光调制器。使用了铌酸锂膜(ln膜)的光调制器与使用了铌酸锂单晶 基板的光调制器相比，实现了大幅度的小型化、低驱动电压化。在专 利文献2中，通过在基板上形成ln膜的步骤、蚀刻ln膜并在基板上 形成光波导的步骤，起到充分的光限制的效果，从而使电光器件的动 作速度高速化。

5、在使用ln膜的光波导中，重要的是限制光的进入以降低驱动电 压，因此必须注重ln膜质，注意与保护层的紧贴性，避免在ln膜上 产生微裂纹。

6、例如，由于具有低折射率的氧化硅作为保护层，与作为光波导的 ln膜相邻地形成，因此，由ln膜与构成保护层的材料的膨胀系数不 同而引起的应力的影响可能导致光的传输损耗。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特开2005-221874号公报

10、专利文献2：日本特开2006-195383号公报

技术实现思路

1、本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种光的传输 损耗小的光学器件。

2、本发明的一个实施方式提供一种光学器件，所述光学器件具备光 波导，在形成所述光波导的板状或膜状的电光材料的表面中，以0.1× 0.1μm的范围，在光波导的延伸方向选取3处，在光波导的宽度方向 选取2处，共计6处，通过原子力显微镜测定表面粗糙度rms，这些 rms的平均值为5.1nm以下。

3、根据本发明的光电器件，此外，通过使光波导粗糙化，从而降低 由光波导材料与保护层材料的膨胀系数不同而引起的应力的影响，进 一步抑制在光波导上产生微裂纹，从而减少光的传输损耗。并且，通 过多次选取0.1×0.1μm的范围进行rms测量，能够正确地测量表面 粗糙度。

4、另外，本发明的光学器件中，优选地，所述6处中的rms的最大 值和最小值相对于平均值的偏差为±1.2nm以内。

5、另外，本发明的光学器件中，优选地，所述光波导为脊状，所述 光波导的侧面的rms平均值大于所述光波导的上表面的rms平均值。

6、另外，本发明的光学器件中，优选地，所述光波导的所述侧面的 rms平均值与所述光波导的所述上表面的rms平均值之比为 1.05～1.1。

7、另外，本发明的光学器件中，优选地，所述光波导上具有金属氧 化物层。

8、另外，本发明的光学器件中，优选地，所述电光材料由linbo3构 成。

9、另外，本发明的光学器件中，优选地，所述电光材料是在linbo3中至少掺杂有ti的材料。

10、另外，本发明的光学器件中，优选地，所述电光材料是外延膜。

11、另外，本发明的光学器件中，优选地，所述外延膜在与其基板交 叉的方向上取向。

12、本发明的另一个实施方式提供一种光调制器，所述光调制器具备 光波导和电极，在形成所述光波导的板状或膜状的电光材料的表面中， 以0.1×0.1μm的范围，在光波导的延伸方向选取3处，在光波导的宽 度方向选取2处，共计6处，通过原子力显微镜测定表面粗糙度rms， 这些rms的平均值为5.1nm以下。

13、另外，本发明的光调制器中，优选地，所述光波导为脊状，所述 光波导的侧面的rms大于所述光波导的上表面的rms，所述电极设 置于脊状的所述光波导上。

14、发明的效果

15、根据本发明的光学器件和具备该光学器件的光调制器，能够有效 地减少光的传输损耗。

技术特征：

1.一种光学器件，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的光学器件，其特征在于，

4.根据权利要求2或3所述的光学器件，其特征在于，

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光学器件，其特征在于，

6.根据权利要求1～5中任一项所述的光学器件，其特征在于，

7.根据权利要求1～5中任一项所述的光学器件，其特征在于，

8.根据权利要求1～7中任一项所述的光学器件，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的光学器件，其特征在于，

10.一种光调制器，其特征在于，

11.如权利要求10所述的光调制器，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种光学器件与光调制器，所述光学器件具备光波导，在形成所述光波导的板状或膜状的电光材料的表面中，以0.1×0.1μm的范围，在光波导的延伸方向选取3处，在光波导的宽度方向选取2处，共计6处，通过原子力显微镜测定表面粗糙度RMS，这些RMS的平均值为5.1nm以下。根据本发明的光学器件，能够抑制在光波导上产生微裂纹，从而减小光的传输损耗。

技术研发人员：长瀬健司,田家裕,A·R·M·宾拉奥,王进武
受保护的技术使用者：TDK株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15