[发明专利]带介电薄膜的基板及使用其的光调制元件

说明书

本发明提供一种带介电薄膜的基板，即使在将铌酸锂膜的膜厚增厚至例如1μm以上的情况下，也难以产生裂纹。本发明的带介电薄膜的基板具备：单晶基板(2)；介电薄膜(3)，其由外延形成于单晶基板(2)的主面(2a)的c轴取向的铌酸锂构成。介电薄膜(3)具有包含第一结晶和以c轴为中心使第一结晶进行了180°旋转得到的第二结晶的双晶结构，X射线衍射法进行的极点测定中，对应于第一结晶的第一衍射强度与对应于第二结晶的第二衍射强度之比为0.5以上且2.0以下。由此，容易缓和蓄积于铌酸锂膜内部的应变，因此可抑制伴随膜厚增加的裂纹的产生。

技术领域

本发明涉及一种可用于光调制元件及光波导的带介电薄膜的基板。本发明还涉及使用了这种带介电薄膜的基板的光调制元件。

背景技术

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，具有宽带域、低损耗、抗噪性强的特征。

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。

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光调制器已经被实用化了。40Gb/s以上的高速的光调制器被商用化了，但存在总长长达10cm左右的较大缺点。

与之相对，专利文献1～4中公开有一种马赫-曾德尔(Mach–Zehnder)型光调制器，其使用了在蓝宝石单晶基板上通过外延生长形成c轴取向的铌酸锂膜，且将铌酸锂膜加工成脊型而成的脊型光波导。与使用了铌酸锂单晶基板的光调制器相比，使用了铌酸锂膜的光调制器实现大幅的小型化、低驱动电压化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-6348号公报

专利文献2：日本特开2015-14716号公报

专利文献3：日本特开2015-118371号公报

专利文献4：日本特开2015-230466号公报

非专利文献

非专利文献1：J.Appl.Phys.,Vol.90,No.10,15November 2001,LiNbO3thickfilms grown on sapphire by using a multistep sputtering process.

非专利文献2：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.41(2002)pp.L 275-L 277,Preparation ofTwin-and Crack-Free LiNbO3Films by Pulsed Laser Ablation Using NucleationProcess at High Temperature.

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，如非专利文献1及2所报告，不容易在蓝宝石单晶基板上形成具有充分的膜厚的铌酸锂膜，当根据条件成膜为数百nm程度的厚度时，有时会在铌酸锂膜上产生裂纹。

因此，本发明的目的在于，提供一种在单晶基板上形成铌酸锂膜而成的带介电薄膜的基板，其中，即使在将铌酸锂膜的膜厚增厚至例如1μm以上的情况下，也难以产生裂纹。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种使用了这种带介电薄膜的基板的光调制元件。

用于解决技术问题的手段