[发明专利]光波导器件

说明书

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。

技术领域

本发明涉及光波导器件。

背景技术

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。

背景技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特开2003-131182

发明内容

发明要解决的课题

本发明者在研究专利文献1记载的加载型光波导后发现，存在以下问题点。即，本发明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。

本发明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。

本发明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。