CN1035405C - 提高电磁辐射频率用的光学组件和光电子部件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁辐射频率可以在其中提高的光学组件(7)，它包括在支承材料(9)上面提供的非线性光波导(11)。通过至少在该非线性光波导(11)一侧提供具有高折射率的辅助层(15)，可以做到让基波和提高频率波的场分布重叠，以使该频率的特性提高。本发明还涉及一种提高电磁辐射频率用的光电子部件(1)，它包括上述组件(7)形式的提高频率用元件。

Description

提高电磁辐射频率用的光学组件和光电子部件

本发明涉及提高电磁辐射基波频率用的光学组件，该组件包括一块基片以及一个具有折射率高于该片的光波导，在基波和高次谐波不相同的振荡模之间出现相位匹配。

本发明还涉及提高电磁辐射频率用的包括这种光学组件的光电子部件。

提高频率，在此被理解为是指二倍频以及频率提高约等于两倍。对于用在象激光打印机和扫描装置这类设备以及读出和/或写入光学记录载体用光学设备来说，二倍频是非常有利的，因为该载体上的信息密度因而可被提高。将频率提高到约等于两倍，可以通过将来自两个辐射源的辐射组合来达到，可增加的频率等于由两辐射源发射两辐射频率的和频。

在非线性光学材料的波导中对电磁辐射进行二倍频的情况下，非线性光学材料中产生的基波和二次谐波是以不同速度传播的。

这种速度方面的差异只有在基波的一部分被转变为高次谐波之后才会发生。因此，沿该组件不同位置上产生的高次谐波各部分将具有不同的相位，以致于在此各部分之间易于发生相消干扰，其结果上使频率提高了的辐射熄灭。

因此，对于高效的二次谐波的产生，需要在基波和二次谐波的相位之间进行匹配。这就意味着，非线性光学材料的有效折射率对于基波和二次谐波必须相同。换而言之，由式 给出的对此两波的折射率之差Δn，必须等于零。其中n_off ^ω为对于基波的有效折射率，n_off ^2ω为对于二次谐波的有效折射率。然而这种相位匹配会受到相位漂移的妨碍，而相位漂移的发生是由于折射率随波长变化的材料中的波长偏移。因此二次谐波的强度，于波导整个长度范围内都在比较低的值附近波动。

由G.I.Stegeman和C.T.Seaton在应用物理杂志58(12)，1985上发表的文章“非线性集成光学”，描述了所提出的这种波导，其中的相位匹配是靠模态弥散(modal dispersion)的方法消除波长偏移来实现的。

在所援引的出版物中，相位匹配是通过适当地选择波导层的层厚来达到的，以使β(2ω)＝ 2β(ω)，其中β为传播常数，ω及2ω为基波和二次谐波的频率。除了光学非线性材料的层厚之外，材料的折射率对于基波和高次谐波也是重要的。光波是由对于给定的折射率分布图呈现相应的不同的场分布Fm并感受不同的有效折射率n_off，m的m个不同的振荡模构成的，有效折射率则随级次的增加而减小。为了进行相位匹配，对于选定的基波振荡模的有效折射率，应等于对选定的二次谐波振荡模的有效折射率。当波导层的材料和厚度适当选定之后，二次谐波将以比基波更高的级次传播 并可达到让波长的偏移恰好由模态弥散来消除。

比较低的二次谐波发生效率，乃是该相位匹配方法的缺点。该效率与基波和二次谐波场分布的重叠程度成正比，并可由所谓的重叠积分来确定。当被选定的基波和二次谐波振荡模级次互不相同时，如在即使是借助模态弥散进行相位匹配的情况下，重叠积分的值通常都很小，而且效率也很低。此外，由于二次谐波的强度大大取决于波导层的厚度，故对于这种相位匹配来说，必须在波导层厚度方面施加非常严格的要求，以致于制造此提高频率用的组件复杂而且昂贵。

本发明的目的在于提供一种提高频率用的光学组件以及包括该组件的光电子部件，其中的相位匹配是靠模态弥散实现的，并且频率的提高实质上是以更高效率实现的，而且在波导层厚度方面无须让它满足严格的要求。

为达到这一目的，根据本发明的波导，其特征在于，至少在该波导的一侧提供一个折射率比该波导高的辅助层。

本发明基于承认这样一种事实，即通过基波和频率增高波的场分布的匹配，可以增加基波振荡模和二次谐波振荡模之间的重叠，由于模态弥散而在其间发生相位匹配，而且这种匹配可以通过沉积一个具有高折射率的辅助层来实现。

该光学组件的第一个实施例，其进一步特征在于，在非线性光波导的第二侧，提供第二个折射率比该波导高的辅助层。

光波导的这种对称性实施例所提供的好处是，比在仅存在一个辅助层时的频率增高可能具有更高的效率。当采用的是由特殊的非线性光学材料例如有机聚合物来制做时，在非线性光学材料层上沉积出第二个辅助层在实践上可能是成问题的，因为沉积必须在高温下进行，在这些特定的情况下，仅包括处在频率提高层底下的一个辅助层的实施例是最佳的。

在这种非对称性的实施例中，基波和高次谐波的场分布，因而还有那些重叠积分为最大的一些波的振荡模，将与对称性实施例中不同。

该光学组件可以是平面波导，其在辐射传播方向横向及在平行于各层的平面内的尺寸，基本上不小于传播方向上的尺寸。然而根据本发明的光学组件，其进一步特征最好在于，它是作为一种波导管的结构。

本来已经知道，由于波道对辐射制约，所以利用波导管替代平面波导可以显著地提高功率密度。其结果是使产生辐射的二次谐波的产额显著提高。

根据本发明的光学组件的最佳实施例。其特征在于非线性光学材料为聚合物。

在应用物理通讯vol.58(5)February 4，PP.435-7中发表的“激光二极管二倍频用极化高聚物”一文中，描述了这种聚合物层。然而其中二倍频辐射的熄灭不能通过在此考虑的相位匹配来防止，但通过所谓的准相位匹配可以达到让频率提高层呈现非线性的周期性空间调制。这种周期性可以通过对电场的周期性调制来达到，从而使该聚合物在制造该层的过程中被极化。

聚合物具有的优点在于，它是一种具有较低折射率的材料，并可沉积成很薄的薄层。比较低的折射率，能允许在广泛的范围内为辅助层选择材料。

根据本发明的光学组件，其进一步特征最好在于，该辅助层包括Si₃N₄。

使用Si₃N₄提供的好处是，完整结构的组件可以使用标准的硅工艺来制造。

本发明还提供一种用于提高电磁辐射基波频率的光电子部件，该部件包括一个其上提供有激光二极管以产生电磁辐射的支座，以及一个其中频率可以提高的光学组件，其特征在于该光学组件为上面描述的光学组件；激光二极管的活性层以及其中传播基波的光学组件层，一个处在另一个延长方向上，而且激光二极管的出射面和光学组件的入射面处在彼此相向位置。

随后本发明将参照附图进行详细描述，其中，

图1概略表示根据本发明的包括光学组件在内的光电子部件；

图2a，2b，2c及2d表示不带辅助层的对称性平面光学组件中，不同振荡模的场分布；

图3a及3b分别表示对于不带辅助层的光学组件、基波的零级振荡模和二次谐波的一级振荡模的场分布；

图4为根据本发明的光学组件实施例的截面图，包括与折射率分布图联系在起的单个辅助层；

图5a及5b分别表示对包括一个辅助层的光学组件，基波的零级振荡模和二次谐波的二级振荡模的场分布；

图6为根据本发明的光学组件实施例的截面图，包括与折射率分布图联系在一起的两个辅助层；

图7a及7b分别表示对图6中表示的光学组件，基波的零级震荡模和二次谐波的二级振荡模的场分布；

图8为根据本发明的光学组件实施例的截面图，包括两个辅助层及两个复盖层；

图9及10为根据本发明的光学组件两个实施例的截面图，包括一个辅助层，该光学组件被作为波导管的结构；

图11为根据本发明的光学组件实施例的截面图，包括两个辅助层，该光学组件被作为波导管的结构；

图12为根据本发明的光学组件实施例的截面图，通过利用硅的局部氧化(LOCOS)获得被作为波导管的结构；

图13及14为根据本发明的光学组件两个实施例的截面图，根据图10及11构成的波导管，并在靠近波导管的横方向上配备有高折射率窄条；

图15为按照图4中表示的结构对在850nm波长上进行相位匹配，表示相关性Δn/λ现行重叠积分值S_H以及聚合物层厚度d_NLO作为辅助的函数，以及

图16为对于具有类似图4表示的组件参数的光学组件，以任意单位表示二次谐波的功率p^2ω作为基波波长λ的函数。

图1概略表示提高电磁辐射频率用的光电子部件1。这种部件1可以应用在例如激光打印机和扫描装置各种光学设备中，以及在光学记录载体上进行读出和/或写入用的设备中。通过将由辐射源发出的原始辐射的频率提高，例如二倍频，可将这种设备中的扫描光斑尺寸减小，例如减半，从而使该设备的分辨率提高例如两倍，其结果就使借助该设备可以读出和/或写入的信息密度提高。特别是对于象激光打印机或者为光学记录载体用写入设备之类的“写入”设备来说，重要的是使频率提高了的辐射具有足够的功率，以使该频率变换应以具有足够高的效率来完成。此处效率被被理解为是指频率提高了的辐射的功率对原始辐射功率之比。举例来说，只有双倍频的终端频率此后将被应用。

光电子部件1，包括其上提供有辐射源5(例如激光二极管)以产生电磁辐射的支座3。经过电极6和8将激光二极管5接在电源10上。当通过电极6及8将电流加到激光二极管上时，在活性层12中产生出具有基本波长为λ的电磁辐射，该支座3上还接纳有光学组件7，其中可对辐射源5产生的辐射进行二倍频，该光学组件7包括称之为基片的支承材料9，例如由硅制做并具有折射率n₁，并在上述基片上提供具有折射率n₂的非线性光学材料做的波导11；而且n₂必须大于n₁，以便通过完全内反射作用将该辐射约束在波导11中。在该波导上面可以提供具有折射率n₃＜n₂的复盖层13，当基片是由硅制做时，实际上在其上还将提供有一个氧化硅(SiO₂)层，以将原有的吸收基片材料同其它各层光学隔离。然而当SiO₂层具有足够厚度时，此基片也可仅仅包括这一层。

在支座3上面激光二极管5和组件7是相互对准的，以使激光二极管5的活性层和基波在其中传播的组件7的层一个处在另一个的延长方向上。因此，当元件5和7彼此靠近即处在微米数量级距离时，来自激光二极管5的辐射被有效地耦合到组件7中，随后在其中发生二倍频。

众所周知，为达到有效倍频必须满足的要求之一在于，电磁辐射的基波和二倍频波，在二倍频层中应按同相位传播。相位不同会导致比较低的二倍频辐射产出，这是由于沿该波导不同位置产生的二次谐波之间会产生相消干扰，由于波导11材料的有效折射率取决于波长λ，而波长λ则与波的频率f成反比，放在波导11中会出现波长偏移。这就意味着波长为λ的基波和波为λ/2的二次谐波将以不同的速度传播，从而使此两波周期性地反相位。

为了达到所需要的相位匹配，已经提出利用波导11中发生的所谓模态弥散。与波导的几何结构有关，光波导可以不同方式在其中进行传导，就是说根据不同的模式进行传导。在图2a中，波导层及其周围介质用折射率分布图来表示。因而该层的厚度等于2a。图2b、2c及2d分别表示例如该基波的零级、一级和二级振荡模的场分布。这些振荡模中的每一个都显现不同的场分布F_m，而且感受不同的有效的射率n_off·m。随波的传播模式级次更高时，对于该波的有效折射率变得更小。为进行相位匹配应当满足的条件在于，对于基波和二次谐波的有效折射率应当相等，或者写作

其结果是二次谐波将以比基波更高的级次传播。通过适当地选择材料以及平面波导结构的层厚，可以保证对相位匹配的基本要求能被满足。

然而如果不采取进一步的措施，那么这种波导结构中倍频的效率将比较低，而且实际上是不相适应的。这是因为该效率与基波和二次谐波振荡模场分布的重叠程度成正比。如在“有机物分子和晶体的非线性光学性能”一书(D.S.Chemla及J.Zyss所著AcademicPress，1987，PP.426-427)中描述的那样，此重叠程度S_H可由所谓重叠积分给出： $S_{\mathrm{ij}}=\frac{{\∫}_{-e}^e{\left(F_i^{\mathrm{\ω}}\right)}^2{F}_j^{2\mathrm{\ω}}\mathrm{dx}}{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\left(F_i^{\mathrm{\ω}}\right)}^2\mathrm{dx}\sqrt{{\∫}_{-\∞}^{\∞}}{\left(F_j^{2\mathrm{\ω}}\right)}^2\mathrm{dx}}$ 其中的积分区间从-a到+a表示波导11的厚度；F₁ ^ω为基波振荡模的场分布；F₁ ^2ω为二次谐波振荡模的场分布。然而对于具有不同振荡模的波的场分布重叠来说，如对于借助模态弥散进行相位匹配所要求的那样，此重叠积分的值比较低。

图3a表示基波零级振荡模的场分布，在3b则表示二次谐波一级振荡模的场分布。在这些以及随后一些类似的图中，波导11中距离基片9的距离，沿着水平轴绘出，而且在此轴上沿该距离轴给出折射率分布，而在垂直方向上则以任意单位绘出场分布的平方。如从这些图中显露的那样，这种情况下的重叠积分甚至为零。

根据本发明，至少在光学组件7的基片9和波导11之间提供一个很薄的具有高折射率的所谓辅助层15，该辅助层与波导11直接接触。图4为这种光学组件的截面图，随同一起还有相关联的折射率分布图。辅助层15的存在，将对基波和二次谐波振荡模的场分布产生影响，使得为提高频率所需要的振荡模的场分布重叠增加，从而使所提高频率的效率增强，与此同时取得相位匹配。图5a及5b分别表示存在辅助层时，基波的零级振荡模和二次谐波的一级振荡模的场分布。

分别将图5a及5b与图3a及3b进行比较，可以揭示出，场分布F₀ ^ω的最大值已经向辅助层移动；场分布F₁ ^2ω两波瓣之一已被衰减，而且另一波瓣的最大值也已向辅助层移动。相位匹配已被确认，从而使重叠积分的值提高，因而还使倍频效率增加。

图6表示在非线性光波导11和复盖层13之间还配备另一个辅助层17的光学组件实施例。由于第二个辅助层17的存在，振荡模而尤其是二次谐波振荡模的场分布，已从不带辅助的光学组件中以及图4所示光学组件中的场分布位置上偏离。在图6所示光学组件中基波的零级振荡模二次谐波的二级振荡模的场分布F₀ ^ω及F₂ ^2ω，分别在图7a及7b中给出。由于第二个辅助层的存在，与图4中的情况对比，场分布F₀ ^ω是相对波导11的中心对称的，与图2d相比，场分布F₂ ^2ω的两个负的部分基本上已被衰减，而且场分布F₂ ^2ω的最大值处在波导11的中心。其结果是，场分布F₂ ^2ω大体上完全处在F₀ ^ω内部，以致于二倍频效率比较高，而且原则上要比图4中表示的光学组件中高，仍可保持相位匹配。

在图4和6表示的光学组件中。类似于复盖层13且具有同样功能的复盖层16，可以在作为包括两个辅助层的实施例如图8所示配置在基片9和辅助层15之间。在后一情况下，整个组件具有对称性结构。在图8所示的实施例中，复盖层13也可以去掉，于是其功能可由毗邻的介质如空气来取代。如果将辅助层17的厚度相对于图8中该层17的厚度略有增加，例如用100nm来取代75nm，也可以获得场分布F₀ ^ω和F₂ ^2ω之间的适当重叠。

在所有的实施例中，均可在基片9和随后的不是复盖层就是辅助层之间提供一个SiO₂层，以获得固有的吸收基片与其它层的光学隔离。

已知的适于被用作波导11的各种非线性光学材料，若能将它们以比较薄的层进行沉积并使其具有足够低的折射率，从而使辅助层具有非常高的折射率成为可能。非常适于波导11的材料是成分为25/75的MSMA/MMA的极化聚合物，如在应用物理通讯，vol.58(5)，1991.2.4，PP.435-7上“激光二极管二倍频用极性聚合物”一文中所描述的那样。这种聚合物具有较低的折射率，对于800nm的波长为1.52，对于400nm波长为1.56，并可以比较薄的层进行沉积，例如具有750nm的厚度。当使用这种或者类似的聚合物时，最好采用图4表示的实施例，因其聚合物层之上无须提供辅助层。沉积辅助层一般应在高温之下进行，以致于当把该层配备在聚合物层上时，聚合物层可能受到损害。

Si₃N₄，AIN，Nb₂O₅及TiO₂，都是适于作辅助层材料的实例。与通常的非线性光学材料相比，这些材料具有1.8数量级的足够高的折射率，并且容易蚀刻(etch)及按较简单方式以薄层形式进行沉积。在这些材料之中氮化硅(Si₃N₄)应是首选的，因其能够借助于制造硅半导体结构如集成电路的标准工艺制造该光学组件。

迄今设想的光学组件都是所谓平面波导。本发明还可用在所谓的波导管中，其中的辐射被约束在非常窄的区域内，不但在图4、6及8中为垂直方向的第一方向上，而且在垂直于第一方向及传播方向延伸的所谓横向的第二方向上。一般说来，与平面波导相比，波导管提供的好处是能量密度高。

在包括由上述材料之一制做的辅助层的波导管的情况下，事实上这些材料容易蚀刻可能是熟知的充分优点。于是通过蚀刻此辅助层便可得到波道。

通过蚀刻到给定深度，于是可将Si₃N₄层表面的大部分去掉，从而使该层的上表面呈现出如图9所示的台肩20。该图为横过辐射传播方向所取波导管的截面图。换一种方式通过蚀刻可以只除去基片9的小窄条，从而使该基片的表面包括狭窄的凹槽21，如图10所示。

一般说来，通过在辅助层上提供台肩及/或在具有折射率低于辅助层折射率的各层之一中提供凹槽，可以实现波导管。图11表示可行实施例之一。

如图10中显现的那样，首先通过把凹槽21蚀刻在基片9上，然后在其上再提供具有高折射率的层15和非线性光学层11，便可得到波导管。

类似于尚未早期公开的欧洲专利申请No91202606.9中描述的方法，波导管还可通过利用所谓硅的局部氧化(LOCOS)工艺来获得。在可能早已形成有氧化硅薄层的硅片上，提供一无氧的基本为透明材料的窄条。通过硅的局部氧化，其中在该窄条区内的氧化变慢，处在此窄条底下的氧化硅中便形成一凹槽。如图12所示，在包括凹槽24的基片中，可再提供具有高折射率的辅助层15和非线性光学层11。

采用硅的局部氧化工艺的好处在于这样的事实，氧化硅层23中的凹槽24带有光滑的壁，从而使辐射损失比在蚀刻凹槽的情况下要小。

当此窄条是由具有高折射率的材料例如Si₃N₄制成时，在凹槽形成之后就不需要通过蚀刻再去掉该窄条；随后该窄条便可用作具有高折射率的辅助性窄条。

如在所列举的欧洲专利申请中描述的提高频率用光学组件的实施例，可以根据本发明配备以具有高折射率的材料层。

由于在上述第二方向上也显现有波导管结构，故在此波导中能比平面波导产生出额外的效果。对于台肩或者凹槽20、21的宽度W约为非线性光波导11厚度大小的数量级来说，例如对于W≌5μm来说，便可产生附加的模态弥散。这可通过辅助层或者层15，17的折射率匹配进行补偿。对于非常窄的台肩或凹槽来说，例如W≤5μm，这种校正可能不足。在这种情况下，可在该波导管中邻近波导通道处提供具有高折射率的材料制做的横向伸展的一些窄条。图13及14表示图10及11表示的那种波导管并配备有这种窄条25及26。

然而为倍频所需要的相位匹配只可能维持在有限的波长范围内，这一方面是由于波长与材料的折射率有关，另一方面是由于模态弥散。被倍频辐射的波长应处在此非线性光学组件认可的带宽之内。此认可的带宽被理解为是指围绕额定波长的辐射波长带，在此波长带内可由非线性光学介质有效地提高其频率。一般说来，此认可的带宽是比较窄的，通常为0.25nm的数量级，以致于在激光二极管方面应施加严格的要求。

在这方面的基本要求是：

1)由激光二极管发出的辐射的波长范围，应在此非线性光学组件认可的带宽之内。

这种要求会强烈地降低可用激光二极管的产量。

此处，认可的带宽很小会妨碍脉冲激光二极管的采用，因为这种激光二极管所具有典型发射带宽为5nm。由于其高效率和稳定性，脉冲激光二极管对于连续驱动的激光二极管是首选的。

2)激光二极管的发射波长应当非常稳定，以使该波长始终保持在此非线性光学组件认可的带宽之内。这就意味着激光二极管的出射频谱不可改变。

实际上后一要求也是难以满足的，因为激光二极管和非线性光学介质其时要求非常精确的温度稳定性(例如高达0.5℃)，这是由于激光二极管以及上述介质的特性可能强烈地取决于温度。

万一激光二极管的出射频谱仍然变化，且其辐射获得不同的波长，基本上也不会有二倍或提高频率的辐射从非线性光学介质中出射，从而使该光学组件失效。

认可的带宽也可以增加，通过保证当对于发生相位匹配的额定波长来说折射率之差 等于零时，加在该组件上的波长变化时此值仍保持不变，以致于 $\frac{\∂\mathrm{\Δn}}{\∂\mathrm{\λ}}=0$ $\frac{\∂}{\∂\mathrm{\λ}}{n}_{\mathrm{off}}^{\mathrm{\ω}}-\frac{\∂}{\∂\mathrm{\λ}}{n}_{\mathrm{off}}^{2\mathrm{\ω}}=0$ 其中n_off ^ω和n_off ^2ω分别为折射率对于基波和二次谐波的函数，并为非线性光波导和辅助层及其余层厚度的函数。

如前面实例表明的那样，沉积出一或者两个辅助层，一方面可使基波的场分布最大值另一方面可使二次谐波的场分布最大值移动到不同层中，从而获得额外的自由度能使上述条件得到满足。这是由于如从图5a显现的那样，在有辅助层的情况下，基波将集中在该辅助层15周围。

在基波额定波长附近的波长范围内，辅助层材料所具有的比较高的折射率几乎与波长无关。由于辅助层的厚度比较小，所以基波将不能完全与该层一致，而且大部分是在该层外部传播。因此对于基波的有效折射率，只通过辅助层周围层中发生的波长偏移与波长相关，而不通过辅助层中发生的波长偏移。

当辅助层加厚时，在辅助层外部传播的那部分基波将减少，而且基波波长与辅助层周围层的相关性也降低。这就意味着对于基波的有效折射率n_off ^ω，主要是由辅助层的厚度决定的。

如由图5b显示的那样，二次谐波主要集中在非线性光波导11内。该波导11具有较大的厚度，例如比辅助层15厚10倍，从而使二次谐波几乎不在该波导外部传播。因此波导的厚度变化几乎对二次谐波的有效折射率无影响。然而对于二次谐波额定波长附近的波长范围而言，波导材料的折射率却与波长极其相关。因此，对于二次谐波的有效折射率，将主要由非线性光学材料的折射率来定。

由于基波和二次谐波的有效折射率对于层的厚度以及波在其中传播的层中折射率的依赖关系不同，故适当地选择辅助层的厚度，就能按照与二次谐波的有效折射率作为波长函数/λn_off ^2ω同样的方式，改变基波的有效折射率作为波长的函数/λn_off ^ω。因而波长变化对Δn的影响，在基波额定波长附近较宽的波长范围内基本上可以消除。

作为本发明组成部分的这种思想已被实验所证实。举例来说，图15表示的这种实验结果，是针对图4表示的为850nm基波波长设计的包括一个辅助层的波导结构，而且其中的相位匹配(Δn＝0)已经达到。非线性光波导11则包括成分为25/75MSMSA/MMA的聚合物以及由Si₃N₄构成的辅助层。该图表示a、b和c三条曲线，其与垂直比例尺标度a′、b′和c′相关联，分别作为所要求的非线性光波导11的厚度d_NLO(以μm为单位)、 (以nm^-1为单位)以及重叠积分值S_H(以μm^-1/2为单位)对于辅助层15厚度d_nat(以nm为单位)的函数。该图表示存在有约为107nm的厚度d_nat，对此厚度来说， 而且重叠积分的值相当大，S_H约为0.2μm^-1/2。那么该厚度对非线性光波导的厚度的要求约为1.44μm。

图16以任意单位表示二次谐波的功率P2ω，被作为对波长在900nm附近优化的具有类似参数及10mm横向长度的光学组件的基波波长λ的函数。它显示出，该波导在900nm附近具有约130nm的认可的带宽。认可的带宽就是水平轴上的P^2ω值等于P^2ω最大值一半的两点之间的距离，所谓的半波宽度(FMHM)。实际认可的带宽10nm就满足了，从而使辅助层厚度方面存在足够的限差。

相位匹配并不是由波长决定的，当对于非线性光波导和辅助层采用不同的材料以及对于这些层的不同厚度时，也能够实现相位匹配。

上述思想还可用于包括两个辅助层的二倍频光学组件，以便赋于该组件以比较宽的认可的带宽。

参照二倍频光学组件描述的本发明，事实上并不意味着本发明局限于此。本发明还可应用在提高频率不同于产生两倍的光学组件中。在这方面必须存在上述可以接收两种不同波长辐射的波导，而且其中产生的辐射具有的频率等于两频率之和。

Claims (5)

1.一种用于提高电磁辐射基波频率用的光学组件，该组件包括一块基片以及一个具有折射率高于该基片的非线性光波导，在基波和高次谐波互不相同的振荡模之间发生相位匹配，其特征在于，至少在该波导的一侧提供一个折射率比该波导高的辅助层，而该辅助层包括Si₃N₄。

2.根据权利要求1的光学组件，其特征在于，在该非线性光波导的第二侧，提供第二个折射率比该波导高的辅助层。

3.根据权利要求1或2的光学组件，其特征在于，该组件是作为一种波导管的结构。

4.根据权利要求1或2的光学组件，其特征在于，非线性光学材料为聚合物。

5.一种用于提高电磁辐射基波频率的光电子部件，该部件包括一个其上提供有激光二极管以产生电磁辐射的支座，以及一个其中频率可以提高的光学组件，其特征在于该光学组件为上述权利要求中任一权利要求保护的组件；激光二极管的活性层以及基波在其中传播的光学组件层，一个处在另一个延长方向上，而且激光二极管的出射面和光学组件的入射面处在彼此相向的位置。

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