JP2000221552A - 光導波路とその製造方法 - Google Patents
光導波路とその製造方法Info
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- JP2000221552A JP2000221552A JP11024287A JP2428799A JP2000221552A JP 2000221552 A JP2000221552 A JP 2000221552A JP 11024287 A JP11024287 A JP 11024287A JP 2428799 A JP2428799 A JP 2428799A JP 2000221552 A JP2000221552 A JP 2000221552A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不純物をドーピングすることなく、置換によ
る光損傷がない高性能な光導波路を提供する。 【構成】 Ｂａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡ
ｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜０．１５）で示される
非線形光学酸化物単結晶を用いることにより高調波発生
による波長変換用の光導波路とする。
る光損傷がない高性能な光導波路を提供する。 【構成】 Ｂａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡ
ｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜０．１５）で示される
非線形光学酸化物単結晶を用いることにより高調波発生
による波長変換用の光導波路とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、光導波路
とその製造方法に関するものである。さらに詳しくはこ
の出願の発明は、合分波器、波長／周波数選択フィル
タ、光スイッチ、レーザ素子、および、非線形光学素子
などの光学部品に有用な、高調波発生による波長変換用
の光導波路とその製造方法に関するものである。
とその製造方法に関するものである。さらに詳しくはこ
の出願の発明は、合分波器、波長／周波数選択フィル
タ、光スイッチ、レーザ素子、および、非線形光学素子
などの光学部品に有用な、高調波発生による波長変換用
の光導波路とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、光導波路の材料として
は、Ｔｉ拡散法により作製されたＴｉ：ＬｉＮｂＯ3 が
主として用いられており、このＴｉ：ＬｉＮｂＯ3 はＴ
ｉのドーピングによる屈折率の増大を利用したものであ
る。しかしながら、ＴｉはＬｉＮｂＯ3 にとって不純物
であり、そのため光損傷の大きな原因となっており、こ
のＴｉ：ＬｉＮｂＯ3 からなる光導波路は、決して高性
能なものとは言いがたかった。
は、Ｔｉ拡散法により作製されたＴｉ：ＬｉＮｂＯ3 が
主として用いられており、このＴｉ：ＬｉＮｂＯ3 はＴ
ｉのドーピングによる屈折率の増大を利用したものであ
る。しかしながら、ＴｉはＬｉＮｂＯ3 にとって不純物
であり、そのため光損傷の大きな原因となっており、こ
のＴｉ：ＬｉＮｂＯ3 からなる光導波路は、決して高性
能なものとは言いがたかった。
【０００３】また、最近においては、ＬｉＮｂＯ3 の代
わりに波長変換用バルク単結晶として広く用いられてい
るＢａＢ2 Ｏ4 を用いることも検討されてはいるもの
の、いまだに、適切なドーパントが報告されていないの
が実情である。そこでこの出願の発明は、以上の通りの
従来技術の欠点を鑑みてなされたものであり、不純物を
ドーピングしたものではなく、光損傷がない高性能な新
しい光導波路を提供することを課題としている。
わりに波長変換用バルク単結晶として広く用いられてい
るＢａＢ2 Ｏ4 を用いることも検討されてはいるもの
の、いまだに、適切なドーパントが報告されていないの
が実情である。そこでこの出願の発明は、以上の通りの
従来技術の欠点を鑑みてなされたものであり、不純物を
ドーピングしたものではなく、光損傷がない高性能な新
しい光導波路を提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、組成がＢａ（Ｂ
1-x Ｍ x ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、
０．０１＜Ｘ＜０．１５である）で示される非線形光学
酸化物単結晶からなる高周波発生による波長変換用光導
波路を提供する。
の課題を解決するものとして、組成がＢａ（Ｂ
1-x Ｍ x ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、
０．０１＜Ｘ＜０．１５である）で示される非線形光学
酸化物単結晶からなる高周波発生による波長変換用光導
波路を提供する。
【０００５】さらに、この出願の発明においては、前記
の光導波路の製造方法であって、ＢａＢ2 Ｏ4 に、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｇａ2 Ｏ3 、ＢａＡｌ2 Ｏ4 およびＢａＧａ2
Ｏ4のいずれかからなるファイバーまたは線材を接触さ
せ、８００〜９２０℃の温度範囲で反応拡散を行うこと
を特徴とする光導波路の製造方法をも提供する。
の光導波路の製造方法であって、ＢａＢ2 Ｏ4 に、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｇａ2 Ｏ3 、ＢａＡｌ2 Ｏ4 およびＢａＧａ2
Ｏ4のいずれかからなるファイバーまたは線材を接触さ
せ、８００〜９２０℃の温度範囲で反応拡散を行うこと
を特徴とする光導波路の製造方法をも提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】この出願の発明は以上のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。まず最初に説明すべきことは、この発明の
光導波路を構成する非線形光学結晶そのものは、この発
明の発明者によりはじめて提供されたものであって、Ｂ
ａＢ 2 Ｏ4 のＢの一部を元素Ｍ（ＭはＡｌまたはＧａ）
で置換することにより、置換部分の屈折率が劇的に増大
した非線形光学用酸化物単結晶を形成することに大きな
特徴があり、その結果、レーザー素子や非線形光学素子
などの光学分野において非常に有用な光損傷のない高性
能な光導波路となる。
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。まず最初に説明すべきことは、この発明の
光導波路を構成する非線形光学結晶そのものは、この発
明の発明者によりはじめて提供されたものであって、Ｂ
ａＢ 2 Ｏ4 のＢの一部を元素Ｍ（ＭはＡｌまたはＧａ）
で置換することにより、置換部分の屈折率が劇的に増大
した非線形光学用酸化物単結晶を形成することに大きな
特徴があり、その結果、レーザー素子や非線形光学素子
などの光学分野において非常に有用な光損傷のない高性
能な光導波路となる。
【０００７】前記の元素ＭはＢと同じ III族元素である
ため、置換が容易であるとともに、元素ＭとＢは化学的
性質が近く、置換による光損傷は、ほとんど無視でき
る。この発明の特徴について、より具体的に述べると、
ア）ＢａＢ2 Ｏ4 のＢの一部を、ＡｌまたはＧａで置換
することにより結晶の屈折率が増大し、ＢａＢ2 Ｏ 4 と
の間の全反射が生じ、光が伝播される。光導波路におい
ては、バルク単結晶と比較して位相整合をとることが容
易で、光強度が大きくなる。また、イ）金属のＡｌまた
はＧａを用いたのでは、これらの融点が低く、ＢａＢ2
Ｏ4 との反応拡散を起こすことがない、さらに、ウ）
Ｂ、ＡｌおよびＧａは、同じ III族元素があるために置
換が容易で、反応拡散によりこの発明のＢａ（Ｂ1-x Ｍ
x ）2 Ｏ 4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１
＜Ｘ＜０．１５）単結晶が製造できる。このとき、Ｘが
０．０１以下では屈折率の増大が小さく、光導波路とし
て充分なものではない。またＸが０．１５以上では、第
２相の生成により光が散乱してしまう。またさらに、
エ）８００〜９２０℃の温度範囲での反応拡散により、
非線形光学活性な低温相のＢａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ
4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜
０．１５）単結晶の光導波路を製造することができる。
このとき、反応拡散温度が８００℃未満では充分な反応
拡散が起こらない。また、５２０℃を超えると高周波を
発生しない高温相が生成してしまう。
ため、置換が容易であるとともに、元素ＭとＢは化学的
性質が近く、置換による光損傷は、ほとんど無視でき
る。この発明の特徴について、より具体的に述べると、
ア）ＢａＢ2 Ｏ4 のＢの一部を、ＡｌまたはＧａで置換
することにより結晶の屈折率が増大し、ＢａＢ2 Ｏ 4 と
の間の全反射が生じ、光が伝播される。光導波路におい
ては、バルク単結晶と比較して位相整合をとることが容
易で、光強度が大きくなる。また、イ）金属のＡｌまた
はＧａを用いたのでは、これらの融点が低く、ＢａＢ2
Ｏ4 との反応拡散を起こすことがない、さらに、ウ）
Ｂ、ＡｌおよびＧａは、同じ III族元素があるために置
換が容易で、反応拡散によりこの発明のＢａ（Ｂ1-x Ｍ
x ）2 Ｏ 4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１
＜Ｘ＜０．１５）単結晶が製造できる。このとき、Ｘが
０．０１以下では屈折率の増大が小さく、光導波路とし
て充分なものではない。またＸが０．１５以上では、第
２相の生成により光が散乱してしまう。またさらに、
エ）８００〜９２０℃の温度範囲での反応拡散により、
非線形光学活性な低温相のＢａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ
4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜
０．１５）単結晶の光導波路を製造することができる。
このとき、反応拡散温度が８００℃未満では充分な反応
拡散が起こらない。また、５２０℃を超えると高周波を
発生しない高温相が生成してしまう。
【０００８】この発明の高調波発生による波長変換用の
光導波路は、例えば図１に示したものをひとつの態様と
してしめすことができる。すなわち、支持体単結晶
（１）の一部に、この発明の単結晶光導波路（２）が形
成されたものとすることができる。この場合、支持体単
結晶（１）としては、ＢａＢ2 Ｏ4 などを例としてあげ
ることができる。
光導波路は、例えば図１に示したものをひとつの態様と
してしめすことができる。すなわち、支持体単結晶
（１）の一部に、この発明の単結晶光導波路（２）が形
成されたものとすることができる。この場合、支持体単
結晶（１）としては、ＢａＢ2 Ｏ4 などを例としてあげ
ることができる。
【０００９】光導波路（２）は、前記のとおり、組成
が、Ｂａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまた
はＧａで、０．０１＜Ｘ＜０．１５）で示される非線形
光学単結晶であって、この光導波路（２）の入射面
（３）に波長ωの光を照射すると、出射面（４）から
は、２ωの第２高調波が出射する。もちろん、この発明
の光導波路は、その具体的態様は、図１に限られること
はない。
が、Ｂａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまた
はＧａで、０．０１＜Ｘ＜０．１５）で示される非線形
光学単結晶であって、この光導波路（２）の入射面
（３）に波長ωの光を照射すると、出射面（４）から
は、２ωの第２高調波が出射する。もちろん、この発明
の光導波路は、その具体的態様は、図１に限られること
はない。
【００１０】この発明の光導波路については、ＢａＢ2
Ｏ4 単結晶にファイバーあるいは線材を接触させ、８０
０〜９２０℃の温度範囲での反応拡散を行い、非線形光
学用酸化物単結晶として製造することができる。ファイ
バーや線材としては、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｇａ2 Ｏ3 、ＢａＡ
ｌ2 Ｏ4 およびＢａＧａ2 Ｏ4 のいずれかを用いること
ができる。
Ｏ4 単結晶にファイバーあるいは線材を接触させ、８０
０〜９２０℃の温度範囲での反応拡散を行い、非線形光
学用酸化物単結晶として製造することができる。ファイ
バーや線材としては、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｇａ2 Ｏ3 、ＢａＡ
ｌ2 Ｏ4 およびＢａＧａ2 Ｏ4 のいずれかを用いること
ができる。
【００１１】さらに、このＢａＢ2 Ｏ4 単結晶にＢａＡ
ｌ2 Ｏ4 やＢａＧａ2 Ｏ4 等を接触させる代わりに、Ｂ
ａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａ
で、０．０１＜Ｘ＜０．１５）を接触させて反応拡散さ
せた場合も、同様の結果が得られる。このＢａ（Ｂ1-x
Ｍx ）2 Ｏ4 の場合、元素Ｍの量により、光導波路の組
成を制御することが可能である。
ｌ2 Ｏ4 やＢａＧａ2 Ｏ4 等を接触させる代わりに、Ｂ
ａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａ
で、０．０１＜Ｘ＜０．１５）を接触させて反応拡散さ
せた場合も、同様の結果が得られる。このＢａ（Ｂ1-x
Ｍx ）2 Ｏ4 の場合、元素Ｍの量により、光導波路の組
成を制御することが可能である。
【００１２】また、この発明では、位相整合が容易な光
導波路ができることにより、デバイス要素の製造コスト
が低下し、さらに、反応拡散により製造できるので、光
導波路形成コストも低いといった大きな利点が存在す
る。以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明につい
て説明する。
導波路ができることにより、デバイス要素の製造コスト
が低下し、さらに、反応拡散により製造できるので、光
導波路形成コストも低いといった大きな利点が存在す
る。以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明につい
て説明する。
【００１３】
【実施例】実施例１ 高周波加熱引上げ装置を用いて、直径、高さともに４０
ｍｍのＰｔるつぼ内で、５０ｇの化学量論組成ＢａＢ2
Ｏ4 を大気中で融解（融点：１１００℃）し、直径１５
ｍｍ、長さ３０ｍｍのＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造した。
製造した単結晶から、マルチワイヤーソーを用いて、長
手方向がＣ軸となる１０×５×２０ｍｍの角柱を切り出
した。
ｍｍのＰｔるつぼ内で、５０ｇの化学量論組成ＢａＢ2
Ｏ4 を大気中で融解（融点：１１００℃）し、直径１５
ｍｍ、長さ３０ｍｍのＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造した。
製造した単結晶から、マルチワイヤーソーを用いて、長
手方向がＣ軸となる１０×５×２０ｍｍの角柱を切り出
した。
【００１４】その単結晶角柱の表面をアセトンにて脱脂
洗浄後、その表面に直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのＡ
ｌ2 Ｏ3 ファイバーを乗せ、マッフルタイプ電気炉に
て、反応拡散のため、大気中、８５０℃で５時間加熱し
た。加熱炉、炉外に取りだしたところ、幅１ｍｍ、長さ
２０ｍｍのＢａ（Ｂ0.9 Ｍ 0.1 ）2 Ｏ4 単結晶光導波路
が形成された。
洗浄後、その表面に直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのＡ
ｌ2 Ｏ3 ファイバーを乗せ、マッフルタイプ電気炉に
て、反応拡散のため、大気中、８５０℃で５時間加熱し
た。加熱炉、炉外に取りだしたところ、幅１ｍｍ、長さ
２０ｍｍのＢａ（Ｂ0.9 Ｍ 0.1 ）2 Ｏ4 単結晶光導波路
が形成された。
【００１５】この光導波路に波長１０６４ｎｍのＹＡＧ
レーザー光を照射したところ、図２に示すような、波長
５３２ｎｍの第２高調波が出射されることを確認した。
また、ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶にＡｌ2 Ｏ3 ファイバーを乗
せる代わりに、Ｇａ2Ｏ3 ファイバーを乗せて反応拡散
させ、同様の光導波路を得た。この光導波路に波長１０
６４ｎｍのＹＡＧレーザー光を照射したところ、前記の
場合同様に、波長５３２ｎｍの第２高調波が出射される
ことを確認した。実施例２ 高周波加熱引き上げ装置を用いて、直径、高さともに４
０ｍｍのＰｔるつぼ内で、５０ｇの化学量論組成ＢａＢ
2 Ｏ4 を大気中で融解（融点：１１００℃）し、直径１
５ｍｍ、長さ３０ｍｍのＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造し
た。
レーザー光を照射したところ、図２に示すような、波長
５３２ｎｍの第２高調波が出射されることを確認した。
また、ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶にＡｌ2 Ｏ3 ファイバーを乗
せる代わりに、Ｇａ2Ｏ3 ファイバーを乗せて反応拡散
させ、同様の光導波路を得た。この光導波路に波長１０
６４ｎｍのＹＡＧレーザー光を照射したところ、前記の
場合同様に、波長５３２ｎｍの第２高調波が出射される
ことを確認した。実施例２ 高周波加熱引き上げ装置を用いて、直径、高さともに４
０ｍｍのＰｔるつぼ内で、５０ｇの化学量論組成ＢａＢ
2 Ｏ4 を大気中で融解（融点：１１００℃）し、直径１
５ｍｍ、長さ３０ｍｍのＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造し
た。
【００１６】製造した単結晶から、マルチワイヤーソー
を用いて、長手方向がＣ軸となる１０×５×２０ｍｍの
角柱を切り出した。単結晶角柱の表面をアセトンにて脱
脂洗浄後、１ｍｍ角、長さ２０ｍｍの角棒状ＢａＡｌ2
Ｏ4 結晶を乗せ、マッフルタイプ電気炉にて、反応拡散
のため、大気中、８５０℃で５時間加熱した。
を用いて、長手方向がＣ軸となる１０×５×２０ｍｍの
角柱を切り出した。単結晶角柱の表面をアセトンにて脱
脂洗浄後、１ｍｍ角、長さ２０ｍｍの角棒状ＢａＡｌ2
Ｏ4 結晶を乗せ、マッフルタイプ電気炉にて、反応拡散
のため、大気中、８５０℃で５時間加熱した。
【００１７】加熱後、炉外に取りだしたところ、幅１ｍ
ｍ、長さ２０ｍｍの光導波路が形成された。この光導波
路に波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光を照射したと
ころ、波長５３２ｎｍの第２高調波が出射されることを
確認した。実施例１の場合と比較して、光導波路は狹い
領域で形成され、光導波路内の組成も均一で、強度の強
い光が得られた。
ｍ、長さ２０ｍｍの光導波路が形成された。この光導波
路に波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光を照射したと
ころ、波長５３２ｎｍの第２高調波が出射されることを
確認した。実施例１の場合と比較して、光導波路は狹い
領域で形成され、光導波路内の組成も均一で、強度の強
い光が得られた。
【００１８】また同様に、ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶に角棒状
ＢａＡｌ2 Ｏ4 結晶を乗せる代わりに、角棒状ＢａＧａ
2 Ｏ4 を乗せて反応拡散させ、同様の光導波路を得た。
この光導波路に波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光を
照射したところ、前記の場合同様に、波長５３２ｎｍの
第２高調波が出射されることを確認した。さらに、この
ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶に角棒状ＢａＡｌ2 Ｏ4 結晶および
角棒状ＢａＧａ2 Ｏ4 を乗せる代わりに、Ｂａ（Ｂ1-x
Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０
１＜Ｘ＜０．１５）乗せて反応拡散させた場合も、同様
の結果が得られた。
ＢａＡｌ2 Ｏ4 結晶を乗せる代わりに、角棒状ＢａＧａ
2 Ｏ4 を乗せて反応拡散させ、同様の光導波路を得た。
この光導波路に波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光を
照射したところ、前記の場合同様に、波長５３２ｎｍの
第２高調波が出射されることを確認した。さらに、この
ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶に角棒状ＢａＡｌ2 Ｏ4 結晶および
角棒状ＢａＧａ2 Ｏ4 を乗せる代わりに、Ｂａ（Ｂ1-x
Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０
１＜Ｘ＜０．１５）乗せて反応拡散させた場合も、同様
の結果が得られた。
【００１９】このＢａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 の場合、元
素Ｍの量により、光導波路の組成を制御することが可能
であった。比較例１ 高周波加熱引き上げ装置を用いて、直径、高さともに４
０ｍｍのＰｔるつぼ内で、５０ｇの化学量論組成ＢａＢ
2 Ｏ4 を大気中で融解（融点：１１００℃）し、直径１
５ｍｍ、長さ３０ｍｍのＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造し
た。
素Ｍの量により、光導波路の組成を制御することが可能
であった。比較例１ 高周波加熱引き上げ装置を用いて、直径、高さともに４
０ｍｍのＰｔるつぼ内で、５０ｇの化学量論組成ＢａＢ
2 Ｏ4 を大気中で融解（融点：１１００℃）し、直径１
５ｍｍ、長さ３０ｍｍのＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造し
た。
【００２０】製造した単結晶から、マルチワイヤーソー
を用いて、長手方向がＣ軸となる１０×５×２０ｍｍの
角柱を切り出した。その単結晶角柱の表面をアセトンに
て脱脂洗浄後、直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのＡｌ2
Ｏ3 ファイバーを乗せ、マッフルタイプ電気炉にて、反
応拡散のため、大気中、９３０℃で５時間加熱した。こ
の９３０℃という温度は、この発明の製造方法における
温度範囲外のものである。
を用いて、長手方向がＣ軸となる１０×５×２０ｍｍの
角柱を切り出した。その単結晶角柱の表面をアセトンに
て脱脂洗浄後、直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのＡｌ2
Ｏ3 ファイバーを乗せ、マッフルタイプ電気炉にて、反
応拡散のため、大気中、９３０℃で５時間加熱した。こ
の９３０℃という温度は、この発明の製造方法における
温度範囲外のものである。
【００２１】加熱後、炉外に取りだし、波長１０６２ｎ
ｍのＹＡＧレーザー光を照射した。しかしながら、第２
高調波は観察されなかった。比較例２ 高周波加熱引き上げ装置を用いて、直径、高さともに４
０ｍｍのＰｔるつぼ内で、５０ｇの化学量論組成ＢａＢ
2 Ｏ4 を大気中で融解（融点：１１００℃）し、直径１
５ｍｍ、長さ３０ｍｍのＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造し
た。
ｍのＹＡＧレーザー光を照射した。しかしながら、第２
高調波は観察されなかった。比較例２ 高周波加熱引き上げ装置を用いて、直径、高さともに４
０ｍｍのＰｔるつぼ内で、５０ｇの化学量論組成ＢａＢ
2 Ｏ4 を大気中で融解（融点：１１００℃）し、直径１
５ｍｍ、長さ３０ｍｍのＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造し
た。
【００２２】製造した単結晶から、マルチワイヤーソー
を用いて、長手方向がＣ軸となる１０×５×２０ｍｍの
角柱を切り出した。その単結晶角柱の表面をアセトンに
て脱脂洗浄後、直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのＡｌ2
Ｏ3 ファイバーを乗せ、マッフルタイプ電気炉にて、反
応拡散のため、大気中、７９０℃で５時間加熱した。
を用いて、長手方向がＣ軸となる１０×５×２０ｍｍの
角柱を切り出した。その単結晶角柱の表面をアセトンに
て脱脂洗浄後、直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのＡｌ2
Ｏ3 ファイバーを乗せ、マッフルタイプ電気炉にて、反
応拡散のため、大気中、７９０℃で５時間加熱した。
【００２３】この７９０℃という温度は、本発明の請求
項で規定した温度範囲外である。加熱後、炉外に取りだ
したところ、わずかに反応拡散が生じていたが、断続的
で、光導波路は形成されなかった。
項で規定した温度範囲外である。加熱後、炉外に取りだ
したところ、わずかに反応拡散が生じていたが、断続的
で、光導波路は形成されなかった。
【００２４】
【発明の効果】以上詳しく述べた通り、この発明によっ
て、不純物をドーピングすることなく、置換による光損
傷がない高性能な高調波発生による波長変換用の光導波
路を提供することが可能となる。
て、不純物をドーピングすることなく、置換による光損
傷がない高性能な高調波発生による波長変換用の光導波
路を提供することが可能となる。
【図１】この発明を例示した概略図である。
【図２】光導波路において発生した高調波スペクトルの
強さを示した関係図である。なお、比較のために、１×
１×２０ｍｍの角柱状Ｂａ（Ｂ0.5 Ａｌ0.5 ）2 Ｏ 4 バ
ルク単結晶にＹＡＧレーザー光を照射した場合に出射し
た第２高周波スペクトルもＢｕｌｋの表示のもとに示し
た。
強さを示した関係図である。なお、比較のために、１×
１×２０ｍｍの角柱状Ｂａ（Ｂ0.5 Ａｌ0.5 ）2 Ｏ 4 バ
ルク単結晶にＹＡＧレーザー光を照射した場合に出射し
た第２高周波スペクトルもＢｕｌｋの表示のもとに示し
た。
１ 支持体単結晶 ２ 単結晶光導波路 ３ 入射面 ４ 出射面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月７日（２０００．２．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、組成がＢａ（Ｂ
1-x Ｍ x ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、
０．０１＜Ｘ＜０．１５である）で示される非線形光学
酸化物単結晶からなる高調波発生による波長変換用光導
波路を提供する。
の課題を解決するものとして、組成がＢａ（Ｂ
1-x Ｍ x ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、
０．０１＜Ｘ＜０．１５である）で示される非線形光学
酸化物単結晶からなる高調波発生による波長変換用光導
波路を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】前記の元素ＭはＢと同じ III族元素である
ため、置換が容易であるとともに、元素ＭとＢは化学的
性質が近く、置換による光損傷は、ほとんど無視でき
る。この発明の特徴について、より具体的に述べると、
ア）ＢａＢ2 Ｏ4 のＢの一部を、ＡｌまたはＧａで置換
することにより結晶の屈折率が増大し、ＢａＢ2 Ｏ 4 と
の間の全反射が生じ、光が伝播される。光導波路におい
ては、バルク単結晶と比較して位相整合をとることが容
易で、光強度が大きくなる。また、イ）金属のＡｌまた
はＧａを用いたのでは、これらの融点が低く、ＢａＢ2
Ｏ4 との反応拡散を起こすことがない、さらに、ウ）
Ｂ、ＡｌおよびＧａは、同じ III族元素があるために置
換が容易で、反応拡散によりこの発明のＢａ（Ｂ1-x Ｍ
x ）2 Ｏ 4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１
＜Ｘ＜０．１５）単結晶が製造できる。このとき、Ｘが
０．０１以下では屈折率の増大が小さく、光導波路とし
て充分なものではない。またＸが０．１５以上では、第
２相の生成により光が散乱してしまう。またさらに、
エ）８００〜９２０℃の温度範囲での反応拡散により、
非線形光学活性な低温相のＢａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ
4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜
０．１５）単結晶の光導波路を製造することができる。
このとき、反応拡散温度が８００℃未満では充分な反応
拡散が起こらない。また、５２０℃を超えると高調波を
発生しない高温相が生成してしまう。
ため、置換が容易であるとともに、元素ＭとＢは化学的
性質が近く、置換による光損傷は、ほとんど無視でき
る。この発明の特徴について、より具体的に述べると、
ア）ＢａＢ2 Ｏ4 のＢの一部を、ＡｌまたはＧａで置換
することにより結晶の屈折率が増大し、ＢａＢ2 Ｏ 4 と
の間の全反射が生じ、光が伝播される。光導波路におい
ては、バルク単結晶と比較して位相整合をとることが容
易で、光強度が大きくなる。また、イ）金属のＡｌまた
はＧａを用いたのでは、これらの融点が低く、ＢａＢ2
Ｏ4 との反応拡散を起こすことがない、さらに、ウ）
Ｂ、ＡｌおよびＧａは、同じ III族元素があるために置
換が容易で、反応拡散によりこの発明のＢａ（Ｂ1-x Ｍ
x ）2 Ｏ 4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１
＜Ｘ＜０．１５）単結晶が製造できる。このとき、Ｘが
０．０１以下では屈折率の増大が小さく、光導波路とし
て充分なものではない。またＸが０．１５以上では、第
２相の生成により光が散乱してしまう。またさらに、
エ）８００〜９２０℃の温度範囲での反応拡散により、
非線形光学活性な低温相のＢａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ
4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜
０．１５）単結晶の光導波路を製造することができる。
このとき、反応拡散温度が８００℃未満では充分な反応
拡散が起こらない。また、５２０℃を超えると高調波を
発生しない高温相が生成してしまう。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を例示した概略図である。
【図２】光導波路において発生した高調波スペクトルの
強さを示した関係図である。なお、比較のために、１×
１×２０ｍｍの角柱状Ｂａ（Ｂ0.5 Ａｌ0.5 ）2 Ｏ 4 バ
ルク単結晶にＹＡＧレーザー光を照射した場合に出射し
た第２高調波スペクトルもＢｕｌｋの表示のもとに示し
た。
強さを示した関係図である。なお、比較のために、１×
１×２０ｍｍの角柱状Ｂａ（Ｂ0.5 Ａｌ0.5 ）2 Ｏ 4 バ
ルク単結晶にＹＡＧレーザー光を照射した場合に出射し
た第２高調波スペクトルもＢｕｌｋの表示のもとに示し
た。
【符号の説明】 １ 支持体単結晶 ２ 単結晶光導波路 ３ 入射面 ４ 出射面 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月２日（２０００．５．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、クラッド層がβ−ＢａＢ
2 Ｏ4 単結晶であり、導波層が、その組成としてＢａ
（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａ
で、０．０１＜Ｘ＜０．１５である）で示される非線形
光学酸化物単結晶からなる高調波発生による波長変換用
光導波路を提供する。
の課題を解決するものとして、クラッド層がβ−ＢａＢ
2 Ｏ4 単結晶であり、導波層が、その組成としてＢａ
（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａ
で、０．０１＜Ｘ＜０．１５である）で示される非線形
光学酸化物単結晶からなる高調波発生による波長変換用
光導波路を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】前記の元素ＭはＢと同じ III族元素である
ため、置換が容易であるとともに、元素ＭとＢは化学的
性質が近く、置換による光損傷は、ほとんど無視でき
る。この発明の特徴について、より具体的に述べると、
ア）ＢａＢ2 Ｏ4 のＢの一部を、ＡｌまたはＧａで置換
することにより結晶の屈折率が増大し、ＢａＢ2 Ｏ 4 と
の間の全反射が生じ、光が伝播される、光導波路におい
ては、バルク単結晶と比較して位相整合をとることが容
易で、光強度が大きくなる。また、イ）金属のＡｌまた
はＧａを用いたのでは、これらの融点が低く、ＢａＢ2
Ｏ4 との反応拡散を起こすことがない、さらに、ウ）
Ｂ、ＡｌおよびＧａは、同じ III族元素があるために置
換が容易で、反応拡散によりこの発明のＢａ（Ｂ1-x Ｍ
x ）2 Ｏ 4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１
＜Ｘ＜０．１５）単結晶が製造できる。このとき、Ｘが
０．０１以下では屈折率の増大が小さく、光導波路とし
て充分なものではない。またＸが０．１５以上では、第
２相の生成により光が散乱してしまう。またさらに、
エ）８００〜９００℃未満の温度範囲での反応拡散によ
り、非線形光学活性な低温相のＢａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ
4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜
０．１５）単結晶の光導波路を製造することができる。
このとき、反応拡散温度が８００℃未満では充分な反応
拡散が起こらない。また、９００℃以上では高調波を発
生しない高温相が生成してしまう。
ため、置換が容易であるとともに、元素ＭとＢは化学的
性質が近く、置換による光損傷は、ほとんど無視でき
る。この発明の特徴について、より具体的に述べると、
ア）ＢａＢ2 Ｏ4 のＢの一部を、ＡｌまたはＧａで置換
することにより結晶の屈折率が増大し、ＢａＢ2 Ｏ 4 と
の間の全反射が生じ、光が伝播される、光導波路におい
ては、バルク単結晶と比較して位相整合をとることが容
易で、光強度が大きくなる。また、イ）金属のＡｌまた
はＧａを用いたのでは、これらの融点が低く、ＢａＢ2
Ｏ4 との反応拡散を起こすことがない、さらに、ウ）
Ｂ、ＡｌおよびＧａは、同じ III族元素があるために置
換が容易で、反応拡散によりこの発明のＢａ（Ｂ1-x Ｍ
x ）2 Ｏ 4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１
＜Ｘ＜０．１５）単結晶が製造できる。このとき、Ｘが
０．０１以下では屈折率の増大が小さく、光導波路とし
て充分なものではない。またＸが０．１５以上では、第
２相の生成により光が散乱してしまう。またさらに、
エ）８００〜９００℃未満の温度範囲での反応拡散によ
り、非線形光学活性な低温相のＢａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ
4 （ただし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜
０．１５）単結晶の光導波路を製造することができる。
このとき、反応拡散温度が８００℃未満では充分な反応
拡散が起こらない。また、９００℃以上では高調波を発
生しない高温相が生成してしまう。
Claims (2)
- 【請求項１】 組成が、Ｂａ（Ｂ1-x Ｍx ）2 Ｏ4 （た
だし、ＭはＡｌまたはＧａで、０．０１＜Ｘ＜０．１５
である）で示される非線形光学酸化物単結晶からなるこ
とを特徴とする高調波発生による波長変換用の光導波
路。 - 【請求項２】 請求項１の光導波路の製造方法であっ
て、ＢａＢ2 Ｏ4 に、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｇａ2 Ｏ3 、ＢａＡ
ｌ2 Ｏ4 およびＢａＧａ2 Ｏ4 のいずれかからなるファ
イバーまたは線材を接触させ、８００〜９２０℃の温度
範囲で反応拡散を行うことを特徴とする高周波発生によ
る波長変換用の光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02428799A JP3554813B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 光導波路とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02428799A JP3554813B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 光導波路とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000221552A true JP2000221552A (ja) | 2000-08-11 |
| JP3554813B2 JP3554813B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=12133975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02428799A Expired - Lifetime JP3554813B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 光導波路とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3554813B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010009581A1 (zh) * | 2008-07-25 | 2010-01-28 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 掺杂的低温相偏硼酸钡单晶体、其制备方法及其变频器件 |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP02428799A patent/JP3554813B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010009581A1 (zh) * | 2008-07-25 | 2010-01-28 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 掺杂的低温相偏硼酸钡单晶体、其制备方法及其变频器件 |
| US20110170174A1 (en) * | 2008-07-25 | 2011-07-14 | Fujian Institute Of Research On The Structure Of Matter, Chinese Academy Of Sciences | Doped low-temperature phase barium metaborate single crystal, the manufacturing method thereof and wave changing elements therefrom |
| US8514483B2 (en) * | 2008-07-25 | 2013-08-20 | Fujian Institute Of Research On The Structure Of Matter, Chinese Academy Of Sciences | Doped low-temperature phase barium metaborate single crystal, the manufacturing method thereof and wave changing elements therefrom |
| EP2322697A4 (en) * | 2008-07-25 | 2015-07-08 | Fujian Matter Structure | DOTED TIE TEMPERATURE PHASE BAB2O4-EINKRISTALL, MANUFACTURING METHOD AND WELL CHANGE ELEMENTS THEREOF |
| US9260798B2 (en) | 2008-07-25 | 2016-02-16 | Fujian Institute Of Research On The Structure Of Matter, Chinese Academy Of Sciences | Doped low-temperature phase barium metaborate single crystal, the manufacturing method thereof and wave changing elements therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3554813B2 (ja) | 2004-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040303 |
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| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
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