CN111989615A - 波长转换光学器件和用于制造波长转换光学器件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明设置有：具有包括虚拟轴线的虚拟平面以及隔着虚拟平面彼此面对的第一区域和第二区域的基板，该基板包括以交替的方式布置在虚拟轴线上的多个第一晶体区域和多个第二晶体区域；多个第一晶体区域中的每一个包括在将位于第一区域中且与虚拟平面平行的第一平面置于其间的状态下在与第一平面交叉的方向上排布的一对部分，第一晶体区域的该一对部分中的每一个的自发极化的取向远离第一平面，并且多个第二晶体区域中的每一个包括在将位于第二区域中且与虚拟平面平行的第二平面置于其间的状态下在与第二平面交叉的方向上排布的一对部分，第二晶体区域的该一对部分中的每一个的自发极化的取向远离第二平面。

Description

波长转换光学器件和用于制造波长转换光学器件的方法
技术领域
本发明的公开的一个方面涉及波长转换光学器件和用于制造这种波长转换光学器件的方法。
相关申请的交叉引用
本申请要求基于2018年4月26日提交的日本专利申请No.2018-085055的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
用于利用二阶非线性光学现象的光学器件的材料主要包括铁电光学晶体，诸如LiNbO3(LN)晶体、KTiOPO4(KTP)晶体、LiB3O5(LBO)晶体或β-BaB2O4(BBO)晶体。利用这些晶体的光学器件已经在广泛的应用领域中得到了发展，其中波长转换是主要的应用。在激光加工领域中，例如，利用这些晶体的光学器件通过光纤激光器的二次谐波发生(SHG)而缩短了波长。使用这些晶体的光学器件能够进行精细加工，因为它可以利用材料的吸收波长依赖性来执行选择性加工，并且可以减小束斑直径。在光通信领域，利用这些晶体的光学器件被用作光学波长转换器件，该光学波长转换器件执行从C波段WDM信号到L波段信号的同时波长转换，以便在波分复用(WDM)光通信中有效利用波长资源。在测量领域中，将关注力放到允许观察由氢键合等引起的分子间振动的太赫兹光谱上，并且利用这些晶体的光学器件被用作生成太赫兹光的光源。
近来，诸如GaAs、GaP、GaN、CdTe、ZnSe或ZnO之类的化合物半导体晶体也已经被用作利用二阶非线性光学现象的光学器件的材料。由于在周期性空间极化(periodicallyspatially-poled)结构的制作技术上的显著进步，这些材料作为用于二阶非线性器件的材料引起了人们的关注，除了具有大的二阶非线性光学常数之外，该周期性空间极化结构对于二阶非线性光学器件也是必不可少的。
波长转换方式可以通过周期性极化分为角度相位匹配和准相位匹配(QPM)。其中，通过适当地设计极化间距，准相位匹配能够生成各种相位匹配波长并且能够在材料的所有透明区域中进行波长转换。另外，在准相位匹配中，由于角度相位匹配，所以没有离散角(walk-off angle)。因此，光束质量良好并且可以延长相互作用长度。准相位匹配适合提高效率和抑制耦合损耗，是处理和测量的有效方式。
引用列表
专利文献
专利文献1：PCT国际申请公开No.2017/110792
发明内容
根据一个实施例的波长转换光学器件包括：基板，所述基板具有包括虚拟轴线的虚拟平面以及在将所述虚拟平面置于其间的状态下彼此面对的第一区域和第二区域，并且所述基板包括交替地布置在所述虚拟轴线上的多个第一晶体区域和多个第二晶体区域，其中，所述多个第一晶体区域中的每个第一晶体区域包括在将第一平面置于其间的状态下在与所述第一平面交叉的方向上排布的一对部分，所述第一平面位于所述第一区域中且与所述虚拟平面平行，并且所述第一晶体区域的所述一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离所述第一平面的方向，并且所述多个第二晶体区域中的每个第二晶体区域包括在将第二平面置于其间的状态下在与所述第二平面交叉的方向上排布的一对部分，所述第二平面位于所述第二区域中且与所述虚拟平面平行，并且所述第二晶体区域的所述一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离所述第二平面的方向。
另外，根据一个实施例的一种用于制造波长转换光学器件的方法包括：通过用激光照射基板而形成多个第一晶体区域的第一步骤，所述基板具有包括虚拟轴线的虚拟平面以及在将所述虚拟平面置于其间的状态下彼此面对的第一区域和第二区域，所述激光的波长被包括在所述基板的吸收波长带中，并且所述激光的光强度分布随着与包括所述激光的中心轴线在内的平面的距离的增加而逐渐减小，所述多个第一晶体区域各自包括在将第一平面置于其间的状态下在与所述第一平面交叉的方向上排布的一对部分，所述第一平面位于所述第一区域中且与所述虚拟平面平行，并且所述第一晶体区域的所述一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离所述第一平面的方向；以及通过用所述激光照射所述基板而形成多个第二晶体区域的第二步骤，所述多个第二晶体区域各自包括在将第二平面置于其间的状态下在与所述第二平面交叉的方向上排布的一对部分，所述第二平面位于所述第二区域中且与所述虚拟平面平行，并且所述第二晶体区域的所述一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离所述第二平面的方向，其中，所述多个第一晶体区域和所述多个第二晶体区域交替地形成在所述虚拟轴线上。
附图说明
图1是示出根据本发明的公开的一个实施例的波长转换光学器件1A的结构的截面图。
图2是晶体区域10A的放大图。
图3是晶体区域10B的放大图。
图4是示出用于制造波长转换光学器件1A的方法的流程图。
图5是示出多个中心平面P1和多个中心平面P2的图。
图6A是示出在步骤S5中使用的激光的光强度分布的图。
图6B是示出在步骤S5中使用的激光的光强度分布的图。
图6C是示出在步骤S5中使用的激光的光强度分布的图。
图6D是示出在步骤S5中使用的激光的光强度分布的图。
图7是示出关于基板2的温度变化的曲线图以及由这些曲线图形成的环形晶体区域100的图。
图8是示出根据上述实施例的第一变型例的波长转换光学器件1B的构造的截面图，以及示出可以在波长转换区域B1和B2中有效地执行波长转换的电场分布的曲线图。
图9A是示出根据第二变型例的波长转换光学器件1C的构造的平面图。
图9B是沿着图9A的线XIIIb-XIIIb截取的横截面图。
图9C是沿着图9A的线XIIIc-XIIIc截取的横截面图。
图10是示出根据第三变型例的用于制造波长转换光学器件的方法的一个步骤的截面图。
具体实施方式
[本发明的公开要解决的问题]
作为执行准相位匹配的波长转换光学器件，已经提出了通过玻璃原位成型和波长转换的组合而获得的波长转换光学器件(例如，参见专利文献1)。这样的波长转换光学器件的优点在于，因为基板材料是玻璃，所以可以将玻璃加工成各种形状，诸如纤维形式和薄膜形式，并且可以为这种形状赋予波长转换功能。专利文献1公开了一种通过在施加电场的状态下照射激光来形成在极化方向上限定的极化排序结构(polarization-orderedstructure)的方法。
然而，用于实现准相位匹配的极化排序结构是精细的，并且相邻极化排序结构之间的间隔非常短。因此，被构造为施加电场的正极和负极之间的间隔变窄，因此，为了避免在施加高电压时电介质击穿，制造步骤可能是复杂的。
本发明的公开的目的是提供一种能够通过简单的方法形成用于实现准相位匹配的极化排序结构的波长转换光学器件和用于制造这种波长转换光学器件的方法。
[本发明的公开的效果]
根据本发明的公开的波长转换光学器件和用于制造这种波长转换光学器件的方法，可以通过简单的方法形成用于实现准相位匹配的极化排序结构。
[实施例的描述]
首先，将列出和描述本发明的公开的实施例的内容。根据一个实施例的波长转换光学器件包括：基板，该基板具有包括虚拟轴线的虚拟平面以及在将虚拟平面置于其间的状态下彼此面对的第一区域和第二区域，并且基板包括交替地布置在虚拟轴线上的多个第一晶体区域和多个第二晶体区域，其中，多个第一晶体区域中的每个第一晶体区域包括在将第一平面置于其间的状态下在与第一平面交叉的方向上排布的一对部分，第一平面位于第一区域中且与虚拟平面平行，并且第一晶体区域的一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离第一平面的方向，并且多个第二晶体区域中的每个第二晶体区域包括在将第二平面置于其间的状态下在与第二平面交叉的方向上排布的一对部分，第二平面位于第二区域中且与虚拟平面平行，并且第二晶体区域的一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离第二平面的方向。
在该波长转换光学器件中，多个第一晶体区域的一个部分和多个第二晶体区域的一个部分交替地布置在虚拟轴线上。第一晶体区域的该一个部分中的自发极化的方向是远离位于第一区域和第二区域(下文中统称为“一对区域”)中的一个区域中的第一平面的方向。另外，第二晶体区域的该一个部分中的自发极化的方向是远离位于所述一对区域中的另一区域中的第二平面的方向。此外，第一平面和第二平面沿着虚拟平面延伸。因此，在虚拟轴线上交替地出现与虚拟轴线交叉且彼此相反的极化取向。因此，可以对在虚拟轴线上传播的光执行通过周期性极化进行的准相位匹配。另外，通过用具有在基板的吸收波长中所包括的波长的激光来照射基板，可以容易地形成波长转换光学器件的每个晶体区域。即，根据该波长转换光学器件，可以通过简单的方法来形成用于实现准相位匹配的极化排序结构。
另外，根据一个实施例的用于制造波长转换光学器件的方法包括：通过用激光照射基板而形成多个第一晶体区域的第一步骤，基板具有包括虚拟轴线的虚拟平面以及在将虚拟平面置于其间的状态下彼此面对的第一区域和第二区域，激光的波长被包括在基板的吸收波长带中，并且激光的光强度分布随着与包括激光的中心轴线在内的平面的距离的增加而逐渐减小，多个第一晶体区域各自包括在将第一平面置于其间的状态下在与第一平面交叉的方向上排布的一对部分，第一平面位于第一区域中且与虚拟平面平行，并且第一晶体区域的一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离第一平面的方向；以及通过用激光照射基板而形成多个第二晶体区域的第二步骤，多个第二晶体区域各自包括在将第二平面置于其间的状态下在与第二平面交叉的方向上排布的一对部分，第二平面位于第二区域中且与虚拟平面平行，并且第二晶体区域的一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离第二平面的方向，其中，多个第一晶体区域和多个第二晶体区域交替地形成在虚拟轴线上。
在该用于制造波长转换光学器件的方法中，多个第一晶体区域的一个部分和多个第二晶体区域的一个部分交替地布置在虚拟轴线上。第一晶体区域的该一个部分中的自发极化的方向是远离位于所述一对区域中的一个区域中的第一平面的方向。另外，第二晶体区域的该一个部分中的自发极化的方向是远离位于所述一对区域中的另一区域中的第二平面的方向。此外，第一平面和第二平面沿着虚拟平面延伸。因此，在虚拟轴线上交替地出现与虚拟轴线交叉且彼此相反的极化取向。因此，可以对在虚拟轴线上传播的光执行通过周期性极化进行的准相位匹配。另外，在该用于制造波长转换光学器件的方法中，通过用具有在基板的吸收波长中所包括的波长的激光来照射基板，可以容易地形成每个晶体区域。此时，用光强度分布随着与沿着激光的中心轴线的平面的距离的增加而逐渐减小的激光来照射基板。根据该用于制造波长转换光学器件的方法，可以容易地将每个晶体区域的自主极化的方向设定成分别远离第一平面和第二平面的方向。即，根据该用于制造波长转换光学器件的方法，可以通过简单的方法来形成用于实现准相位匹配的极化排序结构。
在上述波长转换光学器件中，基板可以具有以虚拟轴线作为光轴的沟道光波导结构。类似地，用于制造波长转换光学器件的方法可以进一步包括：在第一步骤和第二步骤之前或之后，在基板上形成以虚拟轴线作为光轴的沟道光波导结构的步骤。结果，可以提高虚拟轴线上的光传播效率。在这种情况下，可以通过划片锯或者通过干式蚀刻法来形成沟道光波导结构。结果，可以容易地在由晶体材料或非晶材料(amorphous material)制成的基板上形成沟道光波导结构。
基板可以包括硅钛钡石型晶体(fresnoite-type crystal)(具体实例：Sr2TiSi2O8和Ba2TiGe2O8)、BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃中的至少一种。例如，通过在这些基板中照射激光，可以容易地形成上述极化排序结构。在这种情况下，基板可以包括BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃中的至少一种，并且可以包含镧系元素、锕系元素以及4族至12族元素中的任何一组中所包括的金属作为添加剂。结果，可以提高基板中的激光的吸收，并且可以更高效地形成上述极化排序结构。
在上述用于制造波长转换光学器件的方法中，可以使用CO2激光器、掺Yb光纤激光器或Ti:S激光器作为激光的光源。作为替代方案，可以使用将从CO2激光器、掺Yb光纤激光器或Ti:S激光器输出的光的波长进行转换而获得的光作为激光。通过这些中的任一种，可以使用在许多基板的吸收波长中所包括的红外区域中的激光以相对高的光强度来照射基板。
在上述用于制造波长转换光学器件的方法中，可以将光吸收材料布置在基板的表面上，并且可以用激光照射基板。结果，可以提高基板中的激光的吸收，并且可以更高效地形成上述极化排序结构。在这种情况下，光吸收材料可以是碳糊。结果，可以容易地将高效吸收激光的光吸收材料布置在基板上。
在上述用于制造波长转换光学器件的方法中，可以用激光经由光学部件照射基板，所述光学部件将激光的光强度分布转换成随着与包括激光的中心轴线在内的平面的距离的增加而逐渐减小的光强度分布。结果，可以以简单的构造实现上述光强度分布。光学部件例如是衍射光学元件或非球面透镜。
[实施例的细节]
以下将参考附图来描述根据本发明的公开的实施例的波长转换光学器件和用于制造波长转换光学器件的方法的具体实例。顺便提及，本发明不限于这些实例，而是由权利要求示出，并且意图将权利要求的范围内的等同形式和所有修改包括在其中。在以下描述中，在附图描述中相同的元件将由相同的附图标记表示，并且将省略重复的描述。
图1是示出根据本发明的公开的一个实施例的波长转换光学器件1A的结构的截面图，并且示出了沿着光波导方向D1的波长转换光学器件1A的截面。如图1所示，根据本实施例的波长转换光学器件1A包括由晶体材料或非晶材料制成的基板2。基板2是具有平坦板面的基板，并且具有在光波导方向D1上彼此相反的一对端面2a和2b。在图1中，基板2的板面平行于纸面。端面2a和2b与光波导方向D1正交并且彼此平行。基板2具有至少透射预定波长的光的性质。预定波长是例如在400nm至2100nm或9μm至11μm的范围内的波长。基板2的构成材料的实例包括硅钛钡石型晶体、BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃中的至少一种。
基板2包括具有基本矩形平面形状的多个晶体区域10A(第一晶体区域)和具有基本矩形平面形状的多个晶体区域10B(第二晶体区域)。图2是晶体区域10A的放大图。图3是晶体区域10B的放大图。晶体区域10A和10B是具有预定极化排序结构的区域。极化排序结构是指自发极化以特定模式取向的结构。
如图2所示，每个晶体区域10A包括在将某个中心平面P1(第一平面)置于其间的状态下在与该中心平面P1交叉的方向上排布的一对部分F1和F2。在本实施例中，中心平面P1沿着光波导方向D1和基板2的深度方向延伸，并且部分F1和F2沿着方向D2排布。方向D2是沿着基板2的板面且与光波导方向D1交叉的方向。方向D2可以与光波导方向D1正交。在一个实例中，每个晶体区域10A被中心平面P1划分为一对部分F1和F2。部分F1和F2的在方向D2上的一个端部与中心平面P1接触，并且部分F1和F2的在方向D2上的另一端部分别形成晶体区域10A的在相同方向上的一个端部和另一端部。在部分F1和F2内部，自发极化A1从中心平面P1作为起点沿与中心平面P1交叉的方向延伸。自发极化A1的方向是远离中心平面P1的方向。即，在部分F1中包括的自发极化A1的方向和在部分F2中包括的自发极化A1的方向是相反的方向。在部分F1中包括的自发极化A1从部分F1的与中心平面P1相邻的一个端部指向部分F1的另一端部。在部分F2中包括的自发极化A1从部分F2的与中心平面P1相邻的一个端部指向部分F2的另一端部。
如图3所示，每个晶体区域10B包括在将某个中心平面P2(第二平面)置于其间的状态下在与该中心平面P2交叉的方向上排布的一对部分F3和F4。在本实施例中，中心平面P2沿着光波导方向D1和基板2的深度方向延伸，并且部分F3和F4沿着方向D2排布。在一个实例中，每个晶体区域10B被中心平面P2划分为一对部分F3和F4。部分F3和F4的在方向D2上的一个端部与中心平面P2接触，并且部分F3和F4的在方向D2上的另一端部分别形成晶体区域10B的在相同方向上的一个端部和另一端部。在部分F3和F4内部，自发极化A2从中心平面P2作为起点沿与中心平面P2交叉的方向延伸。自发极化A2的方向是远离中心平面P2的方向。即，在部分F3中包括的自发极化A2的方向和在部分F4中包括的自发极化A2的方向是相反的方向。在部分F3中包括的自发极化A2从部分F3的与中心平面P2相邻的一个端部指向部分F3的另一端部。在部分F4中包括的自发极化A2从部分F4的与中心平面P2相邻的一个端部指向部分F4的另一端部。
如稍后所述，通过使用在红外区域中的激光照射基板2来形成晶体区域10A和10B中的上述极化排序结构。当基板2包括BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃中的至少一种时，基板2可以包含镧系元素、锕系元素以及4族至12族元素中的任何一组中所包括的金属作为添加剂，以便提高具有在红外区域中的特定波长的激光的吸收。镧系或锕系金属的实例包括Yb、Tm和Er。另外，属于4族至12族元素的金属的实例包括Ti、Cr和Zn。
将再次参考图1来提供描述。虚拟轴线AX是沿着光波导方向D1延伸的轴线。假设虚拟平面PA包括虚拟轴线AX并在基板2的深度方向上延伸，基板2具有将虚拟平面PA置于其间的一对区域2c和2d。多个晶体区域10A的中心平面P1位于一个区域2c中，并且沿着虚拟平面PA以等间隔排列成一行。另外，多个晶体区域10B的中心平面P2位于另一个区域2d中，并且沿着虚拟平面PA以等间隔排列成一行。换句话说，每个中心平面P1被包括在存在于区域2c中且沿虚拟平面PA延伸的一个平面中，并且每个中心平面P2被包括在存在于区域2d中且沿虚拟平面PA延伸的另一平面中。在一个实例中，这些平面平行于虚拟平面PA。多个中心平面P1与虚拟平面PA之间的距离相等，并且多个中心平面P2与虚拟平面PA之间的距离相等。另外，中心平面P1与虚拟平面PA之间的距离以及中心平面P2与虚拟平面PA之间的距离彼此相等。
另外，多个晶体区域10A的中心平面P1和多个晶体区域10B的中心平面P2在虚拟轴线AX的延伸方向(即，光波导方向D1)上交替地布置。换句话说，当从方向D2观察时，中心平面P1和中心平面P2交替地布置。然而，当沿方向D2观察时彼此相邻的中心平面P1和P2的相应端部部分可以彼此重叠或者可以彼此分离。在图1所示的实例中，当从方向D2观察时彼此相邻的中心平面P1和P2的端部的位置基本上彼此一致。
此外，每个晶体区域10A的部分F2(参见图2)跨越虚拟平面PA突出到区域2d侧。即，每个晶体区域10A的部分F2与虚拟平面PA重叠。另外，每个晶体区域10B的部分F3(参见图3)跨越虚拟平面PA突出到区域2c侧。即，每个晶体区域10B的部分F3与虚拟平面PA重叠。因此，多个晶体区域10A的部分F2和多个晶体区域10B的部分F3在虚拟轴线AX上交替地布置。
在具有上述结构的波长转换光学器件1A中，在基板2的内部形成有波长转换区域B1。波长转换区域B1是以虚拟轴线AX作为光轴沿着光波导方向D1延伸的光波导。波长转换区域B1的一个端部B1a到达基板2的端面2a，并且波长转换区域B1的另一端部B1b到达基板2的端面2b。从一个端部B1a入射的预定波长的光在波长转换区域B1内传播并且从另一端部B1b出射。
将描述用于制造具有上述结构的本实施例的波长转换光学器件1A的方法。图4是示出用于制造波长转换光学器件1A的方法的实例的流程图。首先，测量基板2的原材料(在SrO-TiO2-SiO2系玻璃的情况下为Sr2CO3、TiO2和SiO2)，然后将它们混合(步骤S1)。根据需要，可以将用于提高激光吸收的上述金属添加到基板2的混合原材料中。接下来，将混合原材料加热并熔化，并使熔化的原材料流入平板状模具中并进行冷却以执行成型，最后获得基板2(步骤S2)。熔化温度例如为1500℃，熔化时间例如为1小时。随后，对基板2执行热处理以去除基板2的变形(步骤S3)。此时，热处理温度例如为760℃，热处理时间例如为1小时。之后，对基板2的两个板面(正面和背面)执行镜面研磨(步骤S4)。
随后，通过用具有在基板2的吸收波长中所包括的波长的激光照射基板2的板面，在基板2中形成多个晶体区域10A和多个晶体区域10B。具体来讲，如图5所示，首先，在基板2中设定多个中心平面P1和多个中心平面P2。然后，用激光顺次地照射中心平面P1和P2(步骤S5)。在该步骤中，调整激光的功率密度和照射时间，使得每个晶体区域10A跨越虚拟平面PA突出到区域2d侧，并且每个晶体区域10B跨越虚拟平面PA突出到区域2c侧。激光的波长是形成基板2的材料的吸收波长带(例如，远红外区域)中所包括的任意波长。在该步骤中，根据需要，通过利用聚光透镜使激光聚光来增加功率密度，使得利用所吸收的能量进行局部加热的区域的温度为800℃以上。作为激光的光源，例如，使用能够输出高强度远红外光的CO2激光器。当基板2由SrO-TiO2-SiO2系玻璃制成时，远红外光(例如，在10.6μm波带中的CO2激光)的透射率约为百分之几。因此，通过使基板2吸收大量的激光，能够适当地形成晶体区域10A和10B。作为替代方案，例如，当基板2在1μm波带中具有吸收性时，使用掺Yb光纤激光器。
另外，例如，当期望缩短晶体区域10A和10B的周期(图1中的Λ)时，缩短激光的波长并且缩短聚光透镜的焦距。在这种情况下，可以使用掺钛蓝宝石激光器(titaniumsapphire laser)(Ti:S激光器)。聚光透镜的焦距例如为100mm以下。作为替代方案，可以使用将从CO2激光器、掺Yb光纤激光器或Ti:S激光器输出的光的波长进行转换而获得的光(二次谐波或更高阶的波长转换光)。在那种情况下，可以将激光的光斑直径减小到大约10μm以下。结果，由于可以将周期Λ减小到大约10μm以下，所以可以缩短二次谐波的波长，并且可以通过形成各种周期性结构来增扩波长转换的波带。
图6A至图6C是示出在步骤S5中使用的激光的光强度分布的图。图6A通过颜色明暗示出了在与激光的光轴垂直的横截面中的光强度分布，其中颜色越深，光强度越高，而颜色越浅，光强度越低。图6A中的O是激光的中心轴线(光轴)。另外，图6B是示出在与中心轴线O交叉且沿着光波导方向D1的直线H1上的光强度分布的曲线图，并且图6C是示出在与中心轴线O交叉且沿着方向D2的直线H2上的光强度分布的曲线图。在图6B和图6C中，纵轴表示光强度。图6B的横轴表示在光波导方向D1上的位置，并且图6C的横轴表示在方向D2上的位置。
如图6A至图6C所示，在步骤S5中，用光强度分布随着与沿激光的中心轴线O的基准平面PB(例如，包括中心轴线O和直线H1的平面)的距离的增加而逐渐减小的激光来照射基板2。随着与基准平面PB的距离的增加而逐渐减小的分布是如下一种光强度分布：其中，例如，如图6C所示，在与基准平面PB垂直的截线中，在偏置光(biaslight)(图6C中的E1部分)中添加以基准平面PB作为峰值的单峰型分布(图6C中的E2部分)。该单峰型分布的倾斜度比图6D所示的具有相同峰值强度的高斯分布的倾斜度平缓。另外，如图6B所示，基准平面PB上的光强度在预定范围内是恒定的，并且直线H1上的光强度分布具有高顶礼帽(top hat)的形状。当在基板2上形成晶体区域10A时，基准平面PB与中心平面P1一致，并且当在基板2上形成晶体区域10B时，基准平面PB与中心平面P2一致。顺便提及，如图6A所示，在与中心轴线O垂直的横截面中的激光的形状为大致矩形或大致正方形。
在该步骤S5中，可以使用光学部件来将从上述光源输出的激光的光强度分布转换成随着与基准平面PB的距离的增加而逐渐减小的光强度分布。通过用激光经由这样的光学部件照射基板2，可以容易地实现图6A至图6C中所示的光强度分布。顺便提及，这种光学部件的实例包括衍射光学元件(DOE)或非球面透镜。
通过用具有如上所述的光强度分布的激光来照射基板2，可以容易地形成晶体区域10A(参见图2)以及晶体区域10B(参见图3)，在晶体区域10A中一对部分F1和F2中的每个部分的自发极化A1的方向是远离中心平面P1的方向，在晶体区域10B中一对部分F3和F4中的每个部分的自发极化A2的方向是远离中心平面P2的方向。将在下面详细描述原因。
为了说明的目的，图7是如下的图：示出了在用具有光强度随着在径向上与光轴(该光轴上的光强度最大)的距离的增加而逐渐减小的分布(例如，关于光轴对称的高斯分布)的激光来照射基板2的情况下的关于基板2的温度变化的曲线图以及由这些曲线图形成的环形晶体区域100。顺便提及，图7中所示的曲线图的横轴表示在径向上的位置，并且以光轴作为原点。另外，图7中所示的曲线图的纵轴表示温度。T1是晶体成核阈值，T2是晶体生长阈值，并且T3是损伤(熔化)阈值。通常，建立T1＜T2＜T3的关系。
当用这种激光照射基板2时，如图7的曲线G1到G3所示，照射区域中的温度分布是温度在光轴上最高且随着在径向上与光轴的距离的增加而逐渐减小的分布。然而，在曲线G1的阶段中，仅照射区域的中心的温度达到晶体成核阈值T1，而除了照射区域的中心以外的部分的温度没有达到晶体成核阈值T1，因此，仅在照射区域的中心产生晶核。此时，自发极化的取向是随机的。此后，当连续或间歇地重复激光的照射时，温度分布整体地增大，并且照射区域的中心温度达到晶体生长阈值T2，如曲线G2所示。结果，晶体开始以晶核为起点生长。此时，晶体基于自发极化的随机取向而生长。然而，朝向照射区域的中心生长的晶核彼此碰撞并且不再生长。结果，朝向外周(这是可能生长的区域)的取向变得占优势。因此，自发极化A的最终取向主要是沿着径向远离照射区域的中心(即，光轴)的方向。顺便提及，此后，当连续或间歇地重复激光的照射使得如曲线G3所示在照射区域中心附近的温度超过损伤阈值T3时，中心附近的基板2熔化。因此，在晶体区域的中心形成穿孔(加工标记)101。结果，形成了自发极化A沿径向取向的环形晶体区域100。
当检查上述晶体区域的形成过程时，可以说在晶体区域中产生的自发极化的取向遵循激光的光强度分布的倾斜方向。如图6C所示，在步骤S5中照射基板2的激光的光强度分布随着与基准平面PB的距离的增加而逐渐减小。在这种情况下，自发极化的取向主要是远离基准平面PB的方向。即，当用该激光照射基板2时，首先在基准平面PB及其附近产生晶核。此后，当连续或间歇地重复激光束的照射时，晶体开始以基准平面PB及其附近的晶核为起点生长。此时，由于晶核已经存在于基准平面PB及其附近中，因此晶核的生长方向是远离基准平面PB的方向。因此，可以容易地实现图2和图3中所示的自发极化A1和A2的取向。
从以上内容可知，在上述图6A至图6C中，晶体区域10A和10B在直线H2上的宽度W1同光强度等于或高于与晶体生长阈值T2相对应的光强度的激光在方向D2上的宽度L1(参见图6C)基本上一致。在一个实例中，单峰型分布(图6C中的E2部分)存在于与晶体生长阈值T2相对应的光强度和与损伤阈值T3相对应的光强度之间。在这种情况下，上述宽度L1显著地大于高斯分布中的等于或高于与晶体生长阈值T2相对应的光强度的宽度L2(参见图6D)。
另外，在步骤S5中照射基板2的激光的峰值强度被设定为高于晶体生长阈值T2且低于损伤阈值T3。在这种情况下，抑制了在晶体区域10A和10B的中心处的穿孔的形成，因此可以抑制由于穿孔引起的龟裂等所导致的器件性能的劣化。
最后，对基板2执行热处理以再次去除基板2的变形(步骤S6)。此时，热处理温度例如为760℃，并且热处理时间例如为1小时。通过以上步骤来制造本实施例的波长转换光学器件1A。
将描述根据上述本实施例的波长转换光学器件1A和用于制造波长转换光学器件1A的方法所获得的效果。如上所述，在本实施例中，多个晶体区域10A的部分F2和多个晶体区域10B的部分F3在虚拟轴线AX上交替地布置。晶体区域10A的部分F2中的自发极化A1的方向是远离位于区域2c中的中心平面P1的方向。晶体区域10B的部分F3中的自发极化A2的方向是远离位于区域2d中的中心平面P2的方向。另外，中心平面P1和P2沿着包括虚拟轴线AX的虚拟平面PA延伸。因此，在虚拟轴线AX上交替地出现了与虚拟轴线AX交叉且彼此相反的极化取向。因此，可以对在虚拟轴线AX上传播的光执行通过周期性极化进行的准相位匹配。顺便提及，转换波长由晶体区域10A和10B的周期Λ(参见图1)控制。
另外，通过用具有在基板2的吸收波长中所包括的波长的激光照射基板2，可以容易地形成上述每个晶体区域10A和10B。即，根据波长转换光学器件1A，可以通过简单的方法来形成用于实现准相位匹配的极化排序结构。另外，在上述用于制造波长转换光学器件1A的方法中，通过用具有在基板2的吸收波长中所包括的波长的激光照射基板2来形成每个晶体区域10A和10B(步骤S5)。此时，用光强度分布随着与沿着激光的中心轴线O的基准平面PB的距离的增加而逐渐减小的激光来照射基板2。在这种情况下，如参考图5所述，自发极化A1和A2的方向可以容易地设定为分别远离中心平面P1和P2的方向。即，根据上述用于制造波长转换光学器件1A的方法，可以通过简单的方法形成用于实现准相位匹配的极化排序结构。
另外，上述每个晶体区域10A的部分F2中的自发极化A1的方向与远离中心平面P1的方向对齐，并且类似地，每个晶体区域10B的部分F3中的自发极化A2的方向与远离中心平面P2的方向对齐。因此，容易在与光波导方向(虚拟轴线AX)正交的方向上使自发极化A1和A2的方向彼此对齐。例如，与布置了如图7所示具有径向自发极化A的晶体区域100的情况相比，可以高效地执行通过周期性极化进行的准相位匹配。
另外，如本实施例中那样，基板2可以包括钛钡石型晶体、BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃中的至少一种。例如，通过在这些基板2中照射激光，可以容易地形成上述极化排序结构。此外，当基板2包括BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃中的至少一种时，基板2可以包含镧系元素、锕系元素以及4族至12族元素中的任何一组中所包括的金属作为添加剂。结果，基板2中的激光的吸收可以得到提高，并且可以更高效地形成上述极化排序结构。
另外，如本实施例中一样，可以使用CO2激光器、掺Yb光纤激光器或Ti:S激光器作为激光的光源。作为替代方案，可以使用将从CO2激光器、掺Yb光纤激光器或Ti:S激光器输出的光的波长进行转换而获得的光作为激光。通过这些中的任何一种，可以使用在用作基板材料的许多材料的吸收波长中所包括的红外区域中的激光，以相对高的光强度来照射基板。
(第一变型例)
图8是示出根据上述实施例的第一变型例的波长转换光学器件1B的截面图。本变型例与上述实施例的不同之处在于，在与光波导方向D1交叉的方向D2上排布有多个晶体区域10A和10B。在这样的构造中，位于某个虚拟平面PA两侧的晶体区域10A和10B可以形成与上述实施例中相同的波长转换区域B1。另外，位于一个虚拟平面PA1两侧的晶体区域10A和10B以及位于与虚拟平面PA1相邻的虚拟平面PA2两侧的晶体区域10B和10A(晶体区域10B对虚拟平面PA1侧而言是共同的)，可以形成波长转换区域B2。即，波长转换区域B2是包括两个虚拟轴线AX1和AX2并且沿着光波导方向D1延伸的区域。波长转换区域B2在方向D2上的宽度可以与中心平面P1和P2在方向D2上的周期相同，或者可以小于中心平面P1和P2在D2方向上的周期。
图8示出了可以分别在波长转换区域B1和B2中有效地执行波长转换的电场分布的曲线图。图8的每个曲线图的横轴表示电场强度，并且图8的每个曲线图的纵轴表示在方向D2上的位置。如图8的左侧曲线图所示，在波长转换区域B1中，电场强度分布为LP01模(基模)。另一方面，如图8的右侧曲线图所示，在波长转换区域B2中，电场强度分布为LP11模。即使在这种电场模式下，也可以适当地执行波长转换。顺便提及，在波长转换区域B2中，电场强度分布在波长转换之前和之后处于LP11模。
(第二变型例)
图9A是示出根据上述实施例的第二变型例的波长转换光学器件1C的构造的平面图。图9B是沿着图9A的线XIIIb-XIIIb截取的横截面图，并且示出了与虚拟轴线AX交叉的晶体区域10A的横截面。图9C是沿着图9A的线XIIIc-XIIIc截取的横截面图，并且示出了与虚拟轴线AX交叉的晶体区域10B的横截面。在根据本变型例的波长转换光学器件1C中，基板2具有以虚拟轴线AX作为光轴的沟道光波导结构21。沟道光波导结构21具有沿虚拟轴线AX延伸的一对侧面21a和21b。在一个实例中，当从垂直于基板2的方向观察时，一个侧面21a位于虚拟平面PA与中心平面P1之间，而另一侧面21b位于虚拟平面PA与中心平面P2之间。在例如图4所示的步骤S5之前或之后，通过干式蚀刻法去除基板2的位于沟道光波导结构21外部的部分，可以容易地形成侧面21a和21b。顺便提及，晶体区域的折射率n1与非晶区域的折射率n2之间的关系为n1＞n2。光也被限制在图9B和图9C的基板的深度方向上。
如本变型例中那样，在波长转换光学器件中，基板2可以具有以虚拟轴线AX作为光轴的沟道光波导结构21。另外，用于制造波长转换光学器件的方法可以进一步包括在基板2中形成沟道光波导结构21的步骤。结果，可以提高在虚拟轴线AX(波长转换区域B1)上的光传播效率。
顺便提及，作为用于在基板2中形成沟道光波导结构的方法，可以想到除上述方法以外的各种方法。其实例包括：在留下将要用作沟道光波导结构的部分的同时用划片锯切割基板2的方法，通过将诸如Ge和Ti之类的添加剂扩散到基板2中来部分地改变折射率的方法，等等。
(第三变型例)
图10是示出根据上述实施例的第三变型例的用于制造波长转换光学器件的方法的一个步骤的横截面图，并且示出了基板2的与光波导方向D1交叉的横截面。在本变型例中，在图4所示的步骤S5中，在基板2的表面上布置有光吸收材料31的状态下，用激光La照射基板。光吸收材料31包括在包含激光La的波长的波带中具有吸收带的材料。将光吸收材料31布置在基板2的表面上的方法包括涂覆、溅射、蒸气沉积等。例如，光吸收材料31由包含碳的材料制成，并且在一个实例中是碳糊(通过将碳颗粒作为填料添加到树脂中而获得的导电糊)。
根据本变型例的方法，可以提高基板2中的激光La的吸收，并且可以更高效地形成上述极化排序结构。另外，在这种情况下，碳糊可以用作光吸收材料31。结果，可以容易地将高效吸收激光的光吸收材料31布置在基板2上。另外，碳糊具有宽的吸收带，因此，可以吸收由CO2激光器以外的光纤激光器、固态激光器或半导体激光器振荡的波长带中的光。此外，在激光照射之后，可以通过洗涤等容易地去除碳糊。
顺便提及，可以想到除上述方法以外的各种方法作为提高激光的吸收效率的方法。例如，存在一种通过在激光照射之前利用还原反应预先提高基板2的光吸收率并在激光照射之后利用氧化反应来恢复光吸收率的方法。
根据本发明的公开的波长转换光学器件不限于上述实施例，并且可以进行各种其它修改。例如，根据需要的目的和效果，上述实施例和各个变型例可以相互组合。另外，在上述实施例中，例示了硅钛钡石型晶体、BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃作为基板材料。然而，本发明的公开中使用的基板可以由晶体或非晶的且对于期望波长是透明的各种材料制成。另外，在上述实施例中示出的晶体区域10A和10B不具有通过熔化基板2形成的穿孔。然而，本发明的公开的第一和第二晶体区域也可以具有穿孔。另外，在上述实施例中，已经分别将晶体区域10A和10B的中心平面P1和P2描述为第一平面和第二平面的实例，但是本发明的公开的每个第一和第二平面的位置可以在方向D2上偏离每个第一和第二晶体区域的中心。
附图标记列表
1A，1B，1C 波长转换光学器件
2 基板
2a，2b 端面
2c，2d 区域
10A，10B 晶体区域
21 沟道光波导结构
21a，21b 侧面
31 光吸收材料
A，A1，A2 自发极化
AX，AX1，AX2 虚拟轴线
B1，B2 波长转换区域
B1a 一个端部
B1b 另一端部
D1 光波导方向
D2 方向
F1至F4 部分
La 激光
O 中心轴线
P1，P2 中心平面
PA，PA1，PA2 虚拟平面
PB 基准平面
T1 晶体成核阈值
T2 晶体生长阈值
T3 损伤阈值
Λ 周期

Claims (13)

1.一种波长转换光学器件，包括：
基板，所述基板具有包括虚拟轴线的虚拟平面以及在将所述虚拟平面置于其间的状态下彼此面对的第一区域和第二区域，并且所述基板包括交替地布置在所述虚拟轴线上的多个第一晶体区域和多个第二晶体区域，
其中，所述多个第一晶体区域中的每个第一晶体区域包括在将第一平面置于其间的状态下在与所述第一平面交叉的方向上排布的一对部分，所述第一平面位于所述第一区域中且与所述虚拟平面平行，并且所述第一晶体区域的所述一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离所述第一平面的方向，并且
所述多个第二晶体区域中的每个第二晶体区域包括在将第二平面置于其间的状态下在与所述第二平面交叉的方向上排布的一对部分，所述第二平面位于所述第二区域中且与所述虚拟平面平行，并且所述第二晶体区域的所述一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离所述第二平面的方向。
2.根据权利要求1所述的波长转换光学器件，其中，
所述基板具有以所述虚拟轴线作为光轴的沟道光波导结构。
3.根据权利要求1或2所述的波长转换光学器件，其中，
所述基板包括硅钛钡石型晶体、BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的波长转换光学器件，其中，
所述基板包括BaO-TiO2-GeO2-SiO2系玻璃和SrO-TiO2-SiO2系玻璃中的至少一种，并且包含镧系元素、锕系元素以及4族至12族元素中的任何一组中所包括的金属作为添加剂。
5.一种用于制造波长转换光学器件的方法，包括：
通过用激光照射基板而形成多个第一晶体区域的第一步骤，所述基板具有包括虚拟轴线的虚拟平面以及在将所述虚拟平面置于其间的状态下彼此面对的第一区域和第二区域，所述激光的波长被包括在所述基板的吸收波长带中，并且所述激光的光强度分布随着与包括所述激光的中心轴线在内的平面的距离的增加而逐渐减小，所述多个第一晶体区域各自包括在将第一平面置于其间的状态下在与所述第一平面交叉的方向上排布的一对部分，所述第一平面位于所述第一区域中且与所述虚拟平面平行，并且所述第一晶体区域的所述一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离所述第一平面的方向；以及
通过用所述激光照射所述基板而形成多个第二晶体区域的第二步骤，所述多个第二晶体区域各自包括在将第二平面置于其间的状态下在与所述第二平面交叉的方向上排布的一对部分，所述第二平面位于所述第二区域中且与所述虚拟平面平行，并且所述第二晶体区域的所述一对部分中的每个部分的自发极化的方向是远离所述第二平面的方向，
其中，所述多个第一晶体区域和所述多个第二晶体区域交替地形成在所述虚拟轴线上。
6.根据权利要求5所述的用于制造波长转换光学器件的方法，进一步包括：
在所述第一步骤和所述第二步骤之前或之后，在所述基板上形成以所述虚拟轴线作为光轴的沟道光波导结构的步骤。
7.根据权利要求6所述的用于制造波长转换光学器件的方法，其中，
通过划片锯或者通过干式蚀刻法来形成所述沟道光波导结构。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的用于制造波长转换光学器件的方法，其中，
使用CO2激光器、掺Yb光纤激光器或Ti:S激光器作为所述激光的光源。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的用于制造波长转换光学器件的方法，其中，
使用将从CO2激光器、掺Yb光纤激光器或Ti:S激光器输出的光的波长进行转换而获得的光作为所述激光。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的用于制造波长转换光学器件的方法，其中，
将光吸收材料布置在所述基板的表面上，并且用所述激光照射所述基板。
11.根据权利要求10所述的用于制造波长转换光学器件的方法，其中，
所述光吸收材料是碳糊。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的用于制造波长转换光学器件的方法，其中，
用所述激光经由光学部件照射所述基板，所述光学部件将所述激光的光强度分布转换成随着与包括所述激光的所述中心轴线在内的所述平面的所述距离的增加而逐渐减小的所述光强度分布。
13.根据权利要求12所述的用于制造波长转换光学器件的方法，其中，
所述光学部件是衍射光学元件或非球面透镜。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020112626A (ja) * 2019-01-09 2020-07-27 住友電気工業株式会社 波長変換光デバイスおよびその製造方法
US11561454B2 (en) 2020-10-06 2023-01-24 The Boeing Company Optical waveguide structure with partially overlapping loops in direction dependent material

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101592844A (zh) * 2009-07-02 2009-12-02 上海交通大学 非周期宽带可调全光波长转换器的制作方法
CN101689006A (zh) * 2007-04-18 2010-03-31 株式会社尼康 波长转换元件、波长转换方法、相位匹配方法及光源装置
CN102016707A (zh) * 2008-05-06 2011-04-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 波长转换器件、激光器和稳定波长转换效率的方法
CN102263374A (zh) * 2009-02-27 2011-11-30 索尼公司 激光设备、激光显示装置、激光照射装置和非线性光学元件
WO2017110792A1 (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 住友電気工業株式会社 光デバイスおよび光デバイス製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3533950B2 (ja) * 1998-08-07 2004-06-07 トヨタ自動車株式会社 非線形光学シリカ薄膜の製造方法及び非線形光学シリカ素子
JP5218815B2 (ja) * 2006-02-09 2013-06-26 国立大学法人長岡技術科学大学 光部品及びその製造方法
US20100103088A1 (en) * 2007-01-29 2010-04-29 Toshifumi Yokoyama Solid-state laser apparatus, display apparatus and wavelength converting element
JP2009265452A (ja) * 2008-04-28 2009-11-12 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 波長変換素子の製造方法、製造装置及び波長変換素子。
WO2013021227A1 (en) * 2011-08-05 2013-02-14 Universite Paris Sud 11 Preparation of femtosecond laser induced oriented crystals in glasses

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101689006A (zh) * 2007-04-18 2010-03-31 株式会社尼康 波长转换元件、波长转换方法、相位匹配方法及光源装置
CN102016707A (zh) * 2008-05-06 2011-04-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 波长转换器件、激光器和稳定波长转换效率的方法
CN102263374A (zh) * 2009-02-27 2011-11-30 索尼公司 激光设备、激光显示装置、激光照射装置和非线性光学元件
CN101592844A (zh) * 2009-07-02 2009-12-02 上海交通大学 非周期宽带可调全光波长转换器的制作方法
WO2017110792A1 (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 住友電気工業株式会社 光デバイスおよび光デバイス製造方法

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