JP2000249855A - 光学素子用基体及びそれを用いた光導波路体 - Google Patents
光学素子用基体及びそれを用いた光導波路体Info
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- JP2000249855A JP2000249855A JP5311599A JP5311599A JP2000249855A JP 2000249855 A JP2000249855 A JP 2000249855A JP 5311599 A JP5311599 A JP 5311599A JP 5311599 A JP5311599 A JP 5311599A JP 2000249855 A JP2000249855 A JP 2000249855A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学素子用基体として有用なニオブ酸リチウ
ム単結晶やタンタル酸リチウム単結晶において、耐光損
傷性が良好で光透過率を向上させることを可能とし、特
に短波長用の光導波路や高出力のＳＨＧ素子に好適な光
学素子用基体及びその光導波路体を提供すること。 【解決手段】 光学素子用基体１は、タンタル酸リチウ
ム単結晶又はニオブ酸リチウム単結晶中に、Ｂｅ，Ｂ，
Ｓｉ，Ａｌ，Ｐのうち少なくとも１種の典型元素を４モ
ル％以下含有して成る。
ム単結晶やタンタル酸リチウム単結晶において、耐光損
傷性が良好で光透過率を向上させることを可能とし、特
に短波長用の光導波路や高出力のＳＨＧ素子に好適な光
学素子用基体及びその光導波路体を提供すること。 【解決手段】 光学素子用基体１は、タンタル酸リチウ
ム単結晶又はニオブ酸リチウム単結晶中に、Ｂｅ，Ｂ，
Ｓｉ，Ａｌ，Ｐのうち少なくとも１種の典型元素を４モ
ル％以下含有して成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光変調器や光波長変
換素子等に使用される耐光損傷性に優れた光学素子用基
体及びそれを用いた光導波路体に関する。
換素子等に使用される耐光損傷性に優れた光学素子用基
体及びそれを用いた光導波路体に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】従来より、ニオブ酸リチウム単
結晶は光波長変換素子（ＳＨＧ素子）や光変調器などの
光学素子に幅広く応用されている。ところが、この種の
光学素子に使用されるニオブ酸リチウム単結晶の基板に
緑色や青色のレーザー光を照射すると、光誘起屈折率効
果が生じて屈折率が変化し、これにより主としてビーム
が広がることから、レーザー光の強度が低下し事実上使
用不可能となる。
結晶は光波長変換素子（ＳＨＧ素子）や光変調器などの
光学素子に幅広く応用されている。ところが、この種の
光学素子に使用されるニオブ酸リチウム単結晶の基板に
緑色や青色のレーザー光を照射すると、光誘起屈折率効
果が生じて屈折率が変化し、これにより主としてビーム
が広がることから、レーザー光の強度が低下し事実上使
用不可能となる。
【０００３】このような現象は一般に光損傷と呼ばれて
いるが、この光損傷を抑えることは光導波路や光波長変
換素子の実用化にとって非常に重要となる。これまで、
光損傷の抑制に関し数多くの研究が行われ、幾つかの元
素が耐光損傷性を向上させるドーパントとして検討され
てきた。
いるが、この光損傷を抑えることは光導波路や光波長変
換素子の実用化にとって非常に重要となる。これまで、
光損傷の抑制に関し数多くの研究が行われ、幾つかの元
素が耐光損傷性を向上させるドーパントとして検討され
てきた。
【０００４】この研究の結果、耐光損傷性の向上に効果
があるとされているドーパントには、マグネシウム（Ｍ
ｇ），亜鉛（Ｚｎ），スカンジウム（Ｓｃ）などが報告
されており、それらの中でもＭｇを５モル％程度ドープ
することが耐光損傷性の向上に最も効果があるとされて
いる（例えば、Jin-ke Wen et al.,Appl.Phys.Lett.53
(4),260(1988)を参照)しかしながら、ニオブ酸リチウム
単結晶中に、Ｍｇを５モル％ドープしたものでも耐光損
傷性は実用上十分なレベルではなく、例えば１０ＭＷ／
cm2 程度のパワー密度の青色域レーザー光を照射した場
合には光損傷が生じる。このため、強度が２０ＭＷ／cm
2 程度の青色レーザー用ＳＨＧ素子の場合では、光損傷
による歩留まりの低下は５０％をも大きく上回るレベル
となってしまう。したがって短波長（例えば４００〜５
５０ｎｍ）用の光学用結晶としてのニオブ酸リチウム単
結晶の実用化にはさらなる耐光損傷性の向上が不可欠と
なる。
があるとされているドーパントには、マグネシウム（Ｍ
ｇ），亜鉛（Ｚｎ），スカンジウム（Ｓｃ）などが報告
されており、それらの中でもＭｇを５モル％程度ドープ
することが耐光損傷性の向上に最も効果があるとされて
いる（例えば、Jin-ke Wen et al.,Appl.Phys.Lett.53
(4),260(1988)を参照)しかしながら、ニオブ酸リチウム
単結晶中に、Ｍｇを５モル％ドープしたものでも耐光損
傷性は実用上十分なレベルではなく、例えば１０ＭＷ／
cm2 程度のパワー密度の青色域レーザー光を照射した場
合には光損傷が生じる。このため、強度が２０ＭＷ／cm
2 程度の青色レーザー用ＳＨＧ素子の場合では、光損傷
による歩留まりの低下は５０％をも大きく上回るレベル
となってしまう。したがって短波長（例えば４００〜５
５０ｎｍ）用の光学用結晶としてのニオブ酸リチウム単
結晶の実用化にはさらなる耐光損傷性の向上が不可欠と
なる。
【０００５】そこで、本発明は光学素子用基体として有
用なニオブ酸リチウム単結晶やタンタル酸リチウム単結
晶において、耐光損傷性が良好で光透過率を向上させる
ことを可能とし、特に短波長用の光導波路や高出力のＳ
ＨＧ素子に好適な光学素子用基体及びその光導波路体を
提供することを目的とする。
用なニオブ酸リチウム単結晶やタンタル酸リチウム単結
晶において、耐光損傷性が良好で光透過率を向上させる
ことを可能とし、特に短波長用の光導波路や高出力のＳ
ＨＧ素子に好適な光学素子用基体及びその光導波路体を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光学素子用基体は、タンタル酸リチウム単
結晶又はニオブ酸リチウム単結晶中に、Ｂｅ，Ｂ，Ｓ
ｉ，Ａｌ，Ｐのうち少なくとも１種の典型元素を４モル
％以下含有して成る。
に、本発明の光学素子用基体は、タンタル酸リチウム単
結晶又はニオブ酸リチウム単結晶中に、Ｂｅ，Ｂ，Ｓ
ｉ，Ａｌ，Ｐのうち少なくとも１種の典型元素を４モル
％以下含有して成る。
【０００７】また、タンタル酸リチウム単結晶又はニオ
ブ酸リチウム単結晶中に、Ｂｅ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｐの
うち少なくとも１種とＭｇから成る典型元素を４モル％
以下含有して成る。
ブ酸リチウム単結晶中に、Ｂｅ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｐの
うち少なくとも１種とＭｇから成る典型元素を４モル％
以下含有して成る。
【０００８】また、特に上記典型元素の総含有量が１〜
３モル％とすると、より好適な光学素子用基体を提供で
きる。
３モル％とすると、より好適な光学素子用基体を提供で
きる。
【０００９】また、本発明の光導波路体は上記光学素子
用基体に光が透過する導波路を形成したものとする。
用基体に光が透過する導波路を形成したものとする。
【００１０】光損傷が生じるメカニズムは、ニオブ酸
リチウム単結晶に青色のレーザー光を照射すると、ドナ
ー準位の電子が伝導帯に励起される、レーザー光の照
射により光起電力が発生し、この起電力により伝導帯に
励起された電子が光が照射されない部分に移動する、
この移動後、電子がアクセプター準位にトラップされ電
荷に分布が発生する、この電荷分布のため電位差が発
生し、一次の電気光学効果であるポッケルス効果により
屈折率が変化する、というものである。
リチウム単結晶に青色のレーザー光を照射すると、ドナ
ー準位の電子が伝導帯に励起される、レーザー光の照
射により光起電力が発生し、この起電力により伝導帯に
励起された電子が光が照射されない部分に移動する、
この移動後、電子がアクセプター準位にトラップされ電
荷に分布が発生する、この電荷分布のため電位差が発
生し、一次の電気光学効果であるポッケルス効果により
屈折率が変化する、というものである。
【００１１】一般的に、ＦｅやＭｎなどの遷移元素をニ
オブ酸リチウム単結晶中にドープすると、光損傷が非常
に起こりやすくなることから、光損傷の発生に関与する
これらのエネルギー準位は、主に遷移元素が原因となっ
ていると考えられる。
オブ酸リチウム単結晶中にドープすると、光損傷が非常
に起こりやすくなることから、光損傷の発生に関与する
これらのエネルギー準位は、主に遷移元素が原因となっ
ていると考えられる。
【００１２】それに対して、上述のようにＭｇをドープ
すると耐光損傷性が向上することからＭｇを含む典型元
素は光損傷を抑える効果があると思われる。これは、典
型元素はドナー準位やアクセプター準位を形成しにく
く、また典型元素をドープすることにより遷移元素の結
晶への固溶を抑制する効果があるためであると考えられ
る。
すると耐光損傷性が向上することからＭｇを含む典型元
素は光損傷を抑える効果があると思われる。これは、典
型元素はドナー準位やアクセプター準位を形成しにく
く、また典型元素をドープすることにより遷移元素の結
晶への固溶を抑制する効果があるためであると考えられ
る。
【００１３】また、一般に軽元素になるほど可視光域の
エネルギー準位を形成しない傾向にある。
エネルギー準位を形成しない傾向にある。
【００１４】これらの考察と実際にニオブ酸リチウム単
結晶やタンタル酸リチウム単結晶中に種々の元素をドー
プして、その屈折率変化等を調べた結果、耐光損傷性に
効果があると考えられる元素はＭｇ以外にＢｅ，Ｂ，Ａ
ｌ，Ｓｉ，Ｐとすることがよいことが判明した。
結晶やタンタル酸リチウム単結晶中に種々の元素をドー
プして、その屈折率変化等を調べた結果、耐光損傷性に
効果があると考えられる元素はＭｇ以外にＢｅ，Ｂ，Ａ
ｌ，Ｓｉ，Ｐとすることがよいことが判明した。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１６】図１にニオブ酸リチウム単結晶中に不純物
をドープしないノンドープの場合、Ｍｇを５モル％ドー
プした場合、及びＢを３モル％ドープしたニオブ酸リチ
ウム単結晶の透過率スペクトルを示す。なお、この透過
率はＡＲコート（反射防止膜）を施していないサンプル
について測定した結果であり、したがって反射の影響を
含んだものである。
をドープしないノンドープの場合、Ｍｇを５モル％ドー
プした場合、及びＢを３モル％ドープしたニオブ酸リチ
ウム単結晶の透過率スペクトルを示す。なお、この透過
率はＡＲコート（反射防止膜）を施していないサンプル
について測定した結果であり、したがって反射の影響を
含んだものである。
【００１７】図１の結果によれば、ノンドープの場合は
他の二つの場合に比べ顕著な吸収が４００〜５５０ｎｍ
及び６００〜７００ｎｍの波長帯域に見られることがわ
かる。また、Ｍｇをドープした場合はノンドープの場合
に比べはるかに透過率が高くなるものの、Ｂをドープし
た場合の方がさらに透過率は高くなることが判明した。
他の二つの場合に比べ顕著な吸収が４００〜５５０ｎｍ
及び６００〜７００ｎｍの波長帯域に見られることがわ
かる。また、Ｍｇをドープした場合はノンドープの場合
に比べはるかに透過率が高くなるものの、Ｂをドープし
た場合の方がさらに透過率は高くなることが判明した。
【００１８】これは、エネルギー準位は光の吸収として
現れるため、透過率の高い軽元素であるＢをドープした
場合の方がよりエネルギー準位の影響が無いと考えられ
る。また、Ｂのドープ量について１〜５モル％の範囲に
ついて調べたところ、ドープ量を大きくしていくと透過
率も高くなる傾向にあるが大差はないことが判明した。
また、特に、Ｂのドープ量を４モル％以下とすればＭｇ
をドープした場合より優れた透過率を示すことも判明し
た。
現れるため、透過率の高い軽元素であるＢをドープした
場合の方がよりエネルギー準位の影響が無いと考えられ
る。また、Ｂのドープ量について１〜５モル％の範囲に
ついて調べたところ、ドープ量を大きくしていくと透過
率も高くなる傾向にあるが大差はないことが判明した。
また、特に、Ｂのドープ量を４モル％以下とすればＭｇ
をドープした場合より優れた透過率を示すことも判明し
た。
【００１９】次に、耐光損傷性について測定した結果を
表１に示す。この耐光損傷性はＨｅ−Ｃｄレーザーをサ
ンプルに照射し、照射部分の屈折率変化をセナルモン法
で測定するという方法で行った。
表１に示す。この耐光損傷性はＨｅ−Ｃｄレーザーをサ
ンプルに照射し、照射部分の屈折率変化をセナルモン法
で測定するという方法で行った。
【００２０】
【表１】
【００２１】この結果により、Ｂを１〜５モル％ドープ
した場合が、従来良いと報告されているＭｇを５モル％
ドープしたものより特性が良いことがわかった。特に、
Ｂを３モル％ドープした場合が最も良いことが判明した
が、それ以外のドープ量の場合でも耐光損傷性は大幅に
向上する。また、Ｂ以外にもＢｅ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐの典
型元素についてもＢの場合とほぼ同様な効果があること
が判明した。
した場合が、従来良いと報告されているＭｇを５モル％
ドープしたものより特性が良いことがわかった。特に、
Ｂを３モル％ドープした場合が最も良いことが判明した
が、それ以外のドープ量の場合でも耐光損傷性は大幅に
向上する。また、Ｂ以外にもＢｅ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐの典
型元素についてもＢの場合とほぼ同様な効果があること
が判明した。
【００２２】したがってこれら典型元素を１種類以上ド
ープすることで耐光損傷性の向上が図られ、短波長用光
学材料としてのニオブ酸リチウム単結晶を好適に使用す
ることができる。またこれらの典型元素をドープしたニ
オブ酸リチウム単結晶は光の透過率が高いことから、光
吸収による温度上昇を抑えられるため温度変化による屈
折率変化が少ない点や、分極がされ易いなどの点でも優
れている。
ープすることで耐光損傷性の向上が図られ、短波長用光
学材料としてのニオブ酸リチウム単結晶を好適に使用す
ることができる。またこれらの典型元素をドープしたニ
オブ酸リチウム単結晶は光の透過率が高いことから、光
吸収による温度上昇を抑えられるため温度変化による屈
折率変化が少ない点や、分極がされ易いなどの点でも優
れている。
【００２３】以下、ドーパントをＭ、ドープ量をＸモル
％として説明する。ここでＭは典型元素であるＢｅ，
Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐであり、ドープ量Ｘは必要とする特
性のレベルにより変りうるが、４モル％以下が良好であ
り、より好適には１〜３モル％とするとよいことが判明
した。なお、これらドーパントは１種のみでなく上記５
種類の典型元素を少なくとも１種類を含むものであれ
ば、複数種の典型元素を含有させるものとしてもよい。
したがって、従来最も光損傷に効果のあると考えられて
いたＭｇを共にドープすることも可能である。ここで、
複数種の場合、Ｘはドーパントの総量となる。
％として説明する。ここでＭは典型元素であるＢｅ，
Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐであり、ドープ量Ｘは必要とする特
性のレベルにより変りうるが、４モル％以下が良好であ
り、より好適には１〜３モル％とするとよいことが判明
した。なお、これらドーパントは１種のみでなく上記５
種類の典型元素を少なくとも１種類を含むものであれ
ば、複数種の典型元素を含有させるものとしてもよい。
したがって、従来最も光損傷に効果のあると考えられて
いたＭｇを共にドープすることも可能である。ここで、
複数種の場合、Ｘはドーパントの総量となる。
【００２４】まず、Ｌｉ：Ｎｂ：Ｍが（１００−Ｘ）・
４８．４：（１００−Ｘ）・５１．６：Ｘとなるように
炭酸リチウム及びＮｂとＭの酸化物原料を秤量・混合
し、これを１０００℃で焼成したものを結晶育成の原料
物質とする。
４８．４：（１００−Ｘ）・５１．６：Ｘとなるように
炭酸リチウム及びＮｂとＭの酸化物原料を秤量・混合
し、これを１０００℃で焼成したものを結晶育成の原料
物質とする。
【００２５】この原料をＰｔからなる坩堝に充填し、こ
の坩堝を高周波あるいは抵抗加熱式のチョクラルスキー
法による単結晶育成炉内に配設し、原料物質の融点以上
に加熱して坩堝内原料を溶融させる。シーディングの
後、必要とする結晶径（２，３，４インチなど）まで広
げ、しかる後に０．５〜２ｍｍ／時間程度の引上げ速度
で引上げる。所定の長さになったら引き切りＭドープの
ニオブ酸リチウム単結晶インゴットを得る。さらに、こ
のインゴットを必要とする方位、サイズにウェハ加工
し、光学用ニオブ酸リチウム単結晶基板を得る。かくし
て得られた光学素子用基体は、従来のものより耐光損傷
性に格段に優れる。
の坩堝を高周波あるいは抵抗加熱式のチョクラルスキー
法による単結晶育成炉内に配設し、原料物質の融点以上
に加熱して坩堝内原料を溶融させる。シーディングの
後、必要とする結晶径（２，３，４インチなど）まで広
げ、しかる後に０．５〜２ｍｍ／時間程度の引上げ速度
で引上げる。所定の長さになったら引き切りＭドープの
ニオブ酸リチウム単結晶インゴットを得る。さらに、こ
のインゴットを必要とする方位、サイズにウェハ加工
し、光学用ニオブ酸リチウム単結晶基板を得る。かくし
て得られた光学素子用基体は、従来のものより耐光損傷
性に格段に優れる。
【００２６】さらに、タンタル酸リチウム単結晶の場合
においても、上記と同様な結晶育成を行い、各種元素の
ドープとその透過率スペクトル及び耐光損傷性について
調べたところニオブ酸リチウム単結晶の場合とほぼ同様
な結果を得ることができた。
においても、上記と同様な結晶育成を行い、各種元素の
ドープとその透過率スペクトル及び耐光損傷性について
調べたところニオブ酸リチウム単結晶の場合とほぼ同様
な結果を得ることができた。
【００２７】また、このような光学素子用基体を用いて
図２（ａ）〜（ｄ）に示す光導波路体Ｈ１〜Ｈ４を構成
し、特に短波長においても透過率のすぐれた光変調器や
ＳＨＧ素子を構成することが可能である。
図２（ａ）〜（ｄ）に示す光導波路体Ｈ１〜Ｈ４を構成
し、特に短波長においても透過率のすぐれた光変調器や
ＳＨＧ素子を構成することが可能である。
【００２８】例えば、図２（ａ）に示すように、基体１
の上層に金属（例えばＴｉ）を熱拡散法で、もしくはプ
ロトン交換法等を用いて、厚さ数μｍ程度の平面状薄膜
から成る導波路２を形成した平面光導波路Ｈ１としても
よい。また、図２（ｂ）に示すように、基体１の表層部
に上記と同様にして帯状に屈折率の高い領域から成る導
波路２を形成した埋め込み型光導波路Ｈ２としてもよ
い。また、図２（ｃ）に示すように、上記と同様にして
基体１の表層部に凸状の導波路２を形成してストリップ
型光導波路Ｈ３としてもよい、さらに、図３（ｄ）に示
すように、上記と同様にして基体１の表層部にリブ状の
導波路２を形成してリブ型光導波路Ｈ４としてもよい。
なおまた、上記各導波路２は基体１の表層部ではなく、
基体１の内部に設けるようにしてもよい。
の上層に金属（例えばＴｉ）を熱拡散法で、もしくはプ
ロトン交換法等を用いて、厚さ数μｍ程度の平面状薄膜
から成る導波路２を形成した平面光導波路Ｈ１としても
よい。また、図２（ｂ）に示すように、基体１の表層部
に上記と同様にして帯状に屈折率の高い領域から成る導
波路２を形成した埋め込み型光導波路Ｈ２としてもよ
い。また、図２（ｃ）に示すように、上記と同様にして
基体１の表層部に凸状の導波路２を形成してストリップ
型光導波路Ｈ３としてもよい、さらに、図３（ｄ）に示
すように、上記と同様にして基体１の表層部にリブ状の
導波路２を形成してリブ型光導波路Ｈ４としてもよい。
なおまた、上記各導波路２は基体１の表層部ではなく、
基体１の内部に設けるようにしてもよい。
【００２９】そして、このような各種形状の光導波路体
を適宜利用して、光変調器やＳＨＧ素子を構成すること
は容易に行うことができる。
を適宜利用して、光変調器やＳＨＧ素子を構成すること
は容易に行うことができる。
【００３０】
【実施例】〔例１〕まず、Ｌｉ：Ｎｂ：Ｂのモル比が４
６．９：５０．１：３．０となるように、Ｌｉ2 Ｃ
Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｂ2 Ｏ3 の各原料を秤量し、混合後
約１０００℃で焼成したものを単結晶育成の原料物質と
した。
６．９：５０．１：３．０となるように、Ｌｉ2 Ｃ
Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｂ2 Ｏ3 の各原料を秤量し、混合後
約１０００℃で焼成したものを単結晶育成の原料物質と
した。
【００３１】この原料をＰｔ製坩堝に充填し、この坩堝
を高周波加熱式の単結晶育成炉内に配設し、原料物質の
融点以上に加熱して坩堝内原料を溶融させ、しかる後に
引き上げ速度約１ｍｍ／時間でチョクラルスキー法によ
りニオブ酸リチウム単結晶を育成した。
を高周波加熱式の単結晶育成炉内に配設し、原料物質の
融点以上に加熱して坩堝内原料を溶融させ、しかる後に
引き上げ速度約１ｍｍ／時間でチョクラルスキー法によ
りニオブ酸リチウム単結晶を育成した。
【００３２】引上げられた結晶はクラック，粒界などは
なく、また分析により結晶上部から下部にいたるまで原
料調合時にドープした元素をほぼ調合比に等しい量含ん
でいることが確認された。
なく、また分析により結晶上部から下部にいたるまで原
料調合時にドープした元素をほぼ調合比に等しい量含ん
でいることが確認された。
【００３３】この結晶は図１に示すように非常に良好な
透過率特性を示し、耐光損傷性は表にあるような結果で
あり、従来のノンドープのものより優れたものであっ
た。この結晶を所定の方位，サイズのウエハに加工し、
光導波路あるいはＳＨＧ素子用の基板とした。
透過率特性を示し、耐光損傷性は表にあるような結果で
あり、従来のノンドープのものより優れたものであっ
た。この結晶を所定の方位，サイズのウエハに加工し、
光導波路あるいはＳＨＧ素子用の基板とした。
【００３４】この基板はＨｅ−Ｃｄレーザーを照射の場
合、２０ＭＷ／cm2 のパワー密度までは光損傷は生じ
ず、また結晶の場所による耐光損傷性のバラツキもなく
十分実用に耐える基板であることが分かった。
合、２０ＭＷ／cm2 のパワー密度までは光損傷は生じ
ず、また結晶の場所による耐光損傷性のバラツキもなく
十分実用に耐える基板であることが分かった。
【００３５】その他の元素（Ｂｅ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｐ）に
ついても同様な作製及び測定を行い、Ｂの場合と同様な
レベルの耐光損傷性であることが確認された。
ついても同様な作製及び測定を行い、Ｂの場合と同様な
レベルの耐光損傷性であることが確認された。
【００３６】〔例２〕次に、Ｌｉ：Ｔａ：Ｂのモル比が
４７．３：４９．７：３．０となるように、Ｌｉ2 ＣＯ
3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｂ2 Ｏ3 の各原料を秤量し、混合後約
１３５０℃で焼成したものを単結晶育成の原料物質とし
た。
４７．３：４９．７：３．０となるように、Ｌｉ2 ＣＯ
3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｂ2 Ｏ3 の各原料を秤量し、混合後約
１３５０℃で焼成したものを単結晶育成の原料物質とし
た。
【００３７】この原料をＩｒ製坩堝に充填し、この坩堝
を高周波加熱式の単結晶育成炉内に配設し、原料物質の
融点以上に加熱して坩堝内原料を溶融させ、しかる後に
引き上げ速度約１ｍｍ／時間でチョクラルスキー法によ
りタンタル酸リチウム単結晶を育成した。
を高周波加熱式の単結晶育成炉内に配設し、原料物質の
融点以上に加熱して坩堝内原料を溶融させ、しかる後に
引き上げ速度約１ｍｍ／時間でチョクラルスキー法によ
りタンタル酸リチウム単結晶を育成した。
【００３８】引上げられた結晶はクラック，粒界などは
なく、また分析により結晶上部から下部にいたるまで原
料調合時にドープした元素をほぼ調合比に等しい量含ん
でいることが確認された。
なく、また分析により結晶上部から下部にいたるまで原
料調合時にドープした元素をほぼ調合比に等しい量含ん
でいることが確認された。
【００３９】この結晶は上記例１と同様に良好な透過率
特性を示し、耐光損傷性も上記例１と同様な結果であ
り、従来のノンドープのものより優れたものであった。
この結晶を所定の方位，サイズのウエハに加工し、光導
波路あるいはＳＨＧ素子用の基板とした。
特性を示し、耐光損傷性も上記例１と同様な結果であ
り、従来のノンドープのものより優れたものであった。
この結晶を所定の方位，サイズのウエハに加工し、光導
波路あるいはＳＨＧ素子用の基板とした。
【００４０】この基板はＨｅ−Ｃｄレーザーを照射した
場合、２０ＭＷ／cm2 のパワー密度までは光損傷は生じ
ず、また結晶の場所による耐光損傷性のバラツキもなく
十分実用に耐える基板であることが分かった。
場合、２０ＭＷ／cm2 のパワー密度までは光損傷は生じ
ず、また結晶の場所による耐光損傷性のバラツキもなく
十分実用に耐える基板であることが分かった。
【００４１】その他の元素（Ｂｅ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｐ）に
ついても同様な作製及び測定を行い、Ｂの場合と同様な
レベルの耐光損傷性であることが確認された。
ついても同様な作製及び測定を行い、Ｂの場合と同様な
レベルの耐光損傷性であることが確認された。
【００４２】
【発明の効果】本発明の光学素子用基体及び光導波路体
によれば、例えば２０ＭＷ／cm2 程度のパワー密度を有
するレーザー光を照射しても、従来のＭｇ添加の場合と
同等以上の耐光損傷性を有し、しかも透過率の非常に優
れた光学素子用基体及び光導波路体とすることができ
る。
によれば、例えば２０ＭＷ／cm2 程度のパワー密度を有
するレーザー光を照射しても、従来のＭｇ添加の場合と
同等以上の耐光損傷性を有し、しかも透過率の非常に優
れた光学素子用基体及び光導波路体とすることができ
る。
【００４３】また特に、緑色〜青色光を利用する短波長
用の光導波路や高出力のＳＨＧ素子を好適に実現するこ
とが可能となる。
用の光導波路や高出力のＳＨＧ素子を好適に実現するこ
とが可能となる。
【図１】光学素子用基体の透過率の波長依存性を示す線
図である。
図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ光導波路体を模式的
に示す斜視図である。
に示す斜視図である。
１：光学素子用基体 ２：導波路 Ｈ１〜Ｈ４：光導波路体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/37 Ｇ０２Ｆ 1/37 Ｚ Ｈ０１Ｓ 3/109 Ｈ０１Ｓ 3/109 Ｆターム(参考） 2H047 QA03 RA00 RA08 TA00 2H079 DA03 DA22 EA01 2K002 AB09 AB12 CA03 CA22 DA03 GA10 4G077 AA02 BC32 BC37 CF10 EB01 EB05 EC10 GA06 HA01 5F072 FF09 JJ03 QQ01
Claims (4)
- 【請求項１】 タンタル酸リチウム単結晶又はニオブ酸
リチウム単結晶中に、Ｂｅ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｐのうち
少なくとも１種の典型元素を４モル％以下含有して成る
光学素子用基体。 - 【請求項２】 タンタル酸リチウム単結晶又はニオブ酸
リチウム単結晶中に、Ｂｅ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｐのうち
少なくとも１種とＭｇから成る典型元素を４モル％以下
含有して成る光学素子用基体。 - 【請求項３】 前記典型元素の含有量が１〜３モル％で
あることを特徴とする請求項１乃至２に記載の光学素子
用基体。 - 【請求項４】 請求項１乃至２に記載の光学素子用基体
に光が透過する導波路を形成したことを特徴とする光導
波路体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5311599A JP2000249855A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 光学素子用基体及びそれを用いた光導波路体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5311599A JP2000249855A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 光学素子用基体及びそれを用いた光導波路体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249855A true JP2000249855A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12933813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5311599A Pending JP2000249855A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 光学素子用基体及びそれを用いた光導波路体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000249855A (ja) |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP5311599A patent/JP2000249855A/ja active Pending
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