JP2001013535A - 非線形光学薄膜の製造方法 - Google Patents
非線形光学薄膜の製造方法Info
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- JP2001013535A JP2001013535A JP11184034A JP18403499A JP2001013535A JP 2001013535 A JP2001013535 A JP 2001013535A JP 11184034 A JP11184034 A JP 11184034A JP 18403499 A JP18403499 A JP 18403499A JP 2001013535 A JP2001013535 A JP 2001013535A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非線形光学薄膜において、屈折率を面内方向
で連続的に変化させる。 【解決手段】 ガラス基板１２上にＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄
膜１６を蒸着で形成する。蒸着の工程において、イオン
源１８からイオンを薄膜１６に照射する。シャッタ２０
を面内方向に移動させることによりイオン注入エネルギ
を変化させ、これにより薄膜１６の屈折率を連続的に変
化させる。
で連続的に変化させる。 【解決手段】 ガラス基板１２上にＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄
膜１６を蒸着で形成する。蒸着の工程において、イオン
源１８からイオンを薄膜１６に照射する。シャッタ２０
を面内方向に移動させることによりイオン注入エネルギ
を変化させ、これにより薄膜１６の屈折率を連続的に変
化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非線形光学薄膜の製
造方法、特に屈折率制御に関する。
造方法、特に屈折率制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光エレクトロニクス技術への
応用のために、光制御機能を有する非線形光学材料が種
々提案されている。このような非線形光学材料の中で、
実用化されている代表例としてはＬｉＮｂＯ3（ニオブ
酸リチウム）が挙げられる。
応用のために、光制御機能を有する非線形光学材料が種
々提案されている。このような非線形光学材料の中で、
実用化されている代表例としてはＬｉＮｂＯ3（ニオブ
酸リチウム）が挙げられる。
【０００３】しかし、ニオブ酸リチウムの場合には、光
学素子として使用される際に、接続部材として使用され
るガラスとの屈折率差や熱膨張率差などの物性差のため
に光損失が発生する。そこで、このようなニオブ酸リチ
ウムに代わるものとして、ガラスとの物性差が少ないシ
リカガラスを基本とした非線形光学材料が望まれてい
る。このようなシリカガラス系の非線形光学材料として
は、例えば特開平６−３４０４４４号公報にも開示され
ている。
学素子として使用される際に、接続部材として使用され
るガラスとの屈折率差や熱膨張率差などの物性差のため
に光損失が発生する。そこで、このようなニオブ酸リチ
ウムに代わるものとして、ガラスとの物性差が少ないシ
リカガラスを基本とした非線形光学材料が望まれてい
る。このようなシリカガラス系の非線形光学材料として
は、例えば特開平６−３４０４４４号公報にも開示され
ている。
【０００４】そして、このような非線形光学薄膜の応用
としては、例えば青色レーザを得るためチェレンコフ放
射型位相整合法を用いた波長変換素子が考えられてい
る。
としては、例えば青色レーザを得るためチェレンコフ放
射型位相整合法を用いた波長変換素子が考えられてい
る。
【０００５】図７には、チェレンコフ放射型位相整合法
を用いた波長変換の原理が示されている。基本となる赤
色レーザ（波長１０６４ｎｍ）を偏向保持ファイバ２２
を介して非線形光学薄膜素子に入射する。非線形光学素
子薄膜は、例えばガラス基板１２上にＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜１６を設けて構成される。薄膜１６の厚さを所定の
厚さとすることで、基本波の他に２次高調波（波長５３
２ｎｍ）が出現し、これら２次高調波の位相を合わせる
ことで、単一モードの短波長レーザを得ることができ
る。位相整合の条件を満たす膜厚は一定の範囲であり、
例えば薄膜１６の屈折率を１．４６５、入射レーザの波
長を１０６４ｎｍ、ＴＭモードとした場合、約１．２μ
ｍ〜約３．６μｍ程度である。
を用いた波長変換の原理が示されている。基本となる赤
色レーザ（波長１０６４ｎｍ）を偏向保持ファイバ２２
を介して非線形光学薄膜素子に入射する。非線形光学素
子薄膜は、例えばガラス基板１２上にＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜１６を設けて構成される。薄膜１６の厚さを所定の
厚さとすることで、基本波の他に２次高調波（波長５３
２ｎｍ）が出現し、これら２次高調波の位相を合わせる
ことで、単一モードの短波長レーザを得ることができ
る。位相整合の条件を満たす膜厚は一定の範囲であり、
例えば薄膜１６の屈折率を１．４６５、入射レーザの波
長を１０６４ｎｍ、ＴＭモードとした場合、約１．２μ
ｍ〜約３．６μｍ程度である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように位相整合が
得られる膜厚には一定の幅があるが、変換効率は膜厚に
対してピーク値を有するので、従来においては、膜厚を
テーパ状に形成して、いずれかのポイントにおいて位相
整合させるとともに最大効率を得ていた。
得られる膜厚には一定の幅があるが、変換効率は膜厚に
対してピーク値を有するので、従来においては、膜厚を
テーパ状に形成して、いずれかのポイントにおいて位相
整合させるとともに最大効率を得ていた。
【０００７】図８には、従来の非線形光学薄膜素子の断
面図が示されている。ガラス基板１２に対しＳｉＯ2−
ＧｅＯ2系などの薄膜１６はテーパ状に形成され、膜厚
が連続的に変化している。図中、レーザ光は紙面に対し
て垂直方向から入射する。膜厚は連続的に変化している
ため、図中いずれかの膜厚で最大効率が得られることに
なる。
面図が示されている。ガラス基板１２に対しＳｉＯ2−
ＧｅＯ2系などの薄膜１６はテーパ状に形成され、膜厚
が連続的に変化している。図中、レーザ光は紙面に対し
て垂直方向から入射する。膜厚は連続的に変化している
ため、図中いずれかの膜厚で最大効率が得られることに
なる。
【０００８】しかしながら、このようにテーパ状に膜厚
を制御することは一般に困難である。もちろん、位相制
御及び効率にとって本質はｎｄ（ｎ：屈折率、ｄ：膜
厚）という光学的距離であり、膜厚ｄではなく屈折率ｎ
を連続的に変化させることも考えられるが、薄膜を作成
した後に材料（例えばＴｉ）を拡散させる等の方法で薄
膜の屈折率を変化させるのでは製造工程が多くなってし
まう問題が新たに生じる。
を制御することは一般に困難である。もちろん、位相制
御及び効率にとって本質はｎｄ（ｎ：屈折率、ｄ：膜
厚）という光学的距離であり、膜厚ｄではなく屈折率ｎ
を連続的に変化させることも考えられるが、薄膜を作成
した後に材料（例えばＴｉ）を拡散させる等の方法で薄
膜の屈折率を変化させるのでは製造工程が多くなってし
まう問題が新たに生じる。
【０００９】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、工程を徒に増大さ
せることなく光学的距離を変化させることができる製造
方法を提供することにある。
みなされたものであり、その目的は、工程を徒に増大さ
せることなく光学的距離を変化させることができる製造
方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、非線形光学薄膜の製造方法であって、前
記非線形光学薄膜を蒸着で作成する際に、前記薄膜の面
内方向におけるエネルギ量を異ならせて前記薄膜にビー
ムを照射することを特徴とする。
に、本発明は、非線形光学薄膜の製造方法であって、前
記非線形光学薄膜を蒸着で作成する際に、前記薄膜の面
内方向におけるエネルギ量を異ならせて前記薄膜にビー
ムを照射することを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、前記エネルギ量は前記薄
膜の面内方向において単調変化することを特徴とする。
膜の面内方向において単調変化することを特徴とする。
【００１２】また、本発明は、前記薄膜はＳｉＯ2−Ｇ
ｅＯ2系であることを特徴とする。
ｅＯ2系であることを特徴とする。
【００１３】光学素子としての非線形光学薄膜の制御
は、屈折率ｎと膜厚ｄのいずれかを制御することで特性
を決定できる。本発明は、従来のように膜厚ｄを制御す
るのではなく、屈折率ｎを制御することで位相条件や最
大効率などの光学特性を満足する。屈折率の制御は、非
線形光学薄膜を基板に蒸着する際に、エネルギビームを
照射することで実行される。エネルギビームの照射によ
り、蒸着過程にある非線形光学薄膜はエネルギを受けて
構造的に変化する。構造変化の主なものは圧縮による緻
密化である。エネルギ量を異ならせることで、薄膜面内
における構造変化に分布が生じる。構造変化は非線形光
学薄膜の屈折率に影響を与えるから、結局、薄膜面内方
向において屈折率が変化することとなり、たとえ膜厚ｄ
を一定にしたとしても光学的距離ｎｄを所望の分布に容
易に設定できる。エネルギビームの照射は、非線形光学
薄膜の蒸着中に行われるため、製造工程が増えることも
ない。薄膜への注入エネルギを薄膜の面内方向において
単調変化させることで、薄膜の屈折率も単調変化させる
ことができる。これにより、膜厚ｄが一定でも光学的距
離ｎｄを単調変化させることができる。非線形光学薄膜
は、例えばＳｉＯ2−ＧｅＯ2系で形成することができ
る。ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜は、電気双極子であるＧｅ
Ｅ’センタを有して非線形光学特性を示すとともに、ガ
ラス系であるため接続部材として使用されるガラスとの
屈折率差や熱膨張率差などの物性差が少なく、伝搬損失
や透過波長領域、あるいは耐久性にも優れる利点があ
る。
は、屈折率ｎと膜厚ｄのいずれかを制御することで特性
を決定できる。本発明は、従来のように膜厚ｄを制御す
るのではなく、屈折率ｎを制御することで位相条件や最
大効率などの光学特性を満足する。屈折率の制御は、非
線形光学薄膜を基板に蒸着する際に、エネルギビームを
照射することで実行される。エネルギビームの照射によ
り、蒸着過程にある非線形光学薄膜はエネルギを受けて
構造的に変化する。構造変化の主なものは圧縮による緻
密化である。エネルギ量を異ならせることで、薄膜面内
における構造変化に分布が生じる。構造変化は非線形光
学薄膜の屈折率に影響を与えるから、結局、薄膜面内方
向において屈折率が変化することとなり、たとえ膜厚ｄ
を一定にしたとしても光学的距離ｎｄを所望の分布に容
易に設定できる。エネルギビームの照射は、非線形光学
薄膜の蒸着中に行われるため、製造工程が増えることも
ない。薄膜への注入エネルギを薄膜の面内方向において
単調変化させることで、薄膜の屈折率も単調変化させる
ことができる。これにより、膜厚ｄが一定でも光学的距
離ｎｄを単調変化させることができる。非線形光学薄膜
は、例えばＳｉＯ2−ＧｅＯ2系で形成することができ
る。ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜は、電気双極子であるＧｅ
Ｅ’センタを有して非線形光学特性を示すとともに、ガ
ラス系であるため接続部材として使用されるガラスとの
屈折率差や熱膨張率差などの物性差が少なく、伝搬損失
や透過波長領域、あるいは耐久性にも優れる利点があ
る。
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【００１４】図１には、本実施形態の製造方法を実施す
るための装置構成が示されている。真空成膜室（真空チ
ェンバ）１０の中にガラス基板１２を配置し、また、Ｓ
ｉＯ2−ＧｅＯ2ガラスを載せたハースライナ（るつぼ）
１４を配置する。ＳｉＯ2−ＧｅＯ2ガラスに電子ビーム
を照射し、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2を蒸発せしめてガラス基板
１２上にＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６を蒸着する。ガラス
基板１２の表面に形成されたＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜は、
Ｇｅに非線形光学特性の起源となる電気双極子（Ｇｅ
Ｅ’センタ）が生成しやすく、薄膜形成後に熱を印加し
ながら外部電界を印加する、いわゆる熱ポーリングを実
施することでバラバラな方向を向いている電気双極子を
配向させて非線形光学特性を発現できる。
るための装置構成が示されている。真空成膜室（真空チ
ェンバ）１０の中にガラス基板１２を配置し、また、Ｓ
ｉＯ2−ＧｅＯ2ガラスを載せたハースライナ（るつぼ）
１４を配置する。ＳｉＯ2−ＧｅＯ2ガラスに電子ビーム
を照射し、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2を蒸発せしめてガラス基板
１２上にＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６を蒸着する。ガラス
基板１２の表面に形成されたＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜は、
Ｇｅに非線形光学特性の起源となる電気双極子（Ｇｅ
Ｅ’センタ）が生成しやすく、薄膜形成後に熱を印加し
ながら外部電界を印加する、いわゆる熱ポーリングを実
施することでバラバラな方向を向いている電気双極子を
配向させて非線形光学特性を発現できる。
【００１５】また、真空成膜室１０には、ガラス基板１
２に対向する位置にイオン源１８を配置し、イオン源１
８からガラス基板１２上に形成されたＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜１６にアルゴンイオンＡｒ＋を照射する。アルゴン
イオンの照射は、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６が形成され
ている過程で行う。すなわち、電子ビームによるＳｉＯ
2−ＧｅＯ2蒸着の間にアルゴンイオン照射を行う。Ｓｉ
Ｏ2−ＧｅＯ2薄膜の蒸着とアルゴンイオン照射を同時に
行っても良く、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2蒸着の間にアルゴンイ
オン照射を間欠的に行っても良い。なお、照射するイオ
ンとしては、アルゴンイオンの他ヘリウムイオンやネオ
ンイオンなども使用することができる。また、ＳｉＯ2
−ＧｅＯ2薄膜１６とイオン源１８との間には、イオン
注入エネルギをＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜の面内で変化させ
るためのシャッタ２０が配置されている。このシャッタ
２０はＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜の膜面に平行に移動自在に
配置されており、アルゴンイオン照射の間に面内方向に
移動させることでＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜に注入されるア
ルゴンイオンのエネルギ量を調整することができる。
２に対向する位置にイオン源１８を配置し、イオン源１
８からガラス基板１２上に形成されたＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜１６にアルゴンイオンＡｒ＋を照射する。アルゴン
イオンの照射は、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６が形成され
ている過程で行う。すなわち、電子ビームによるＳｉＯ
2−ＧｅＯ2蒸着の間にアルゴンイオン照射を行う。Ｓｉ
Ｏ2−ＧｅＯ2薄膜の蒸着とアルゴンイオン照射を同時に
行っても良く、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2蒸着の間にアルゴンイ
オン照射を間欠的に行っても良い。なお、照射するイオ
ンとしては、アルゴンイオンの他ヘリウムイオンやネオ
ンイオンなども使用することができる。また、ＳｉＯ2
−ＧｅＯ2薄膜１６とイオン源１８との間には、イオン
注入エネルギをＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜の面内で変化させ
るためのシャッタ２０が配置されている。このシャッタ
２０はＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜の膜面に平行に移動自在に
配置されており、アルゴンイオン照射の間に面内方向に
移動させることでＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜に注入されるア
ルゴンイオンのエネルギ量を調整することができる。
【００１６】図２には、照射されるアルゴンイオンとシ
ャッタ２０との関係が示されている。ＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜の面内において、シャッタ２０が存在しない部分で
はイオン源１８からのアルゴンイオンが常に照射される
ため、注入エネルギ量は大きくなる。一方、シャッタ２
０が存在する部分ではこのシャッタ２０がマスクとなっ
てアルゴンイオンを遮断するため、注入エネルギ量が少
なくなる。従って、イオン照射の間、シャッタ２０を図
中矢印方向に一定の速度で移動させることで、ＳｉＯ2
−ＧｅＯ2薄膜１６の面内においてイオン注入エネルギ
を連続的に変化させることができる。
ャッタ２０との関係が示されている。ＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜の面内において、シャッタ２０が存在しない部分で
はイオン源１８からのアルゴンイオンが常に照射される
ため、注入エネルギ量は大きくなる。一方、シャッタ２
０が存在する部分ではこのシャッタ２０がマスクとなっ
てアルゴンイオンを遮断するため、注入エネルギ量が少
なくなる。従って、イオン照射の間、シャッタ２０を図
中矢印方向に一定の速度で移動させることで、ＳｉＯ2
−ＧｅＯ2薄膜１６の面内においてイオン注入エネルギ
を連続的に変化させることができる。
【００１７】図３には、本実施形態におけるイオン注入
エネルギの面内方向変化の一例が示されている。図にお
いて、横軸はＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６の端部からの距
離である。距離が増大する程、イオン注入エネルギ量が
単調に、すなわちリニアに増大している。ここで、蒸着
されたＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜をアルゴンイオンで照射す
ると、アルゴンイオンの衝突により蒸着されたＳｉＯ2
−ＧｅＯ2原子が基板方向に圧縮され、その密度が増大
すると考えられる。従って、イオン注入エネルギ量が増
大する程、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６は密になる。
エネルギの面内方向変化の一例が示されている。図にお
いて、横軸はＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６の端部からの距
離である。距離が増大する程、イオン注入エネルギ量が
単調に、すなわちリニアに増大している。ここで、蒸着
されたＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜をアルゴンイオンで照射す
ると、アルゴンイオンの衝突により蒸着されたＳｉＯ2
−ＧｅＯ2原子が基板方向に圧縮され、その密度が増大
すると考えられる。従って、イオン注入エネルギ量が増
大する程、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６は密になる。
【００１８】図４には、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６の面
内方向の粗密変化が示されている。距離は図３と同様で
ある。図３と比較すると分かるように、イオン注入エネ
ルギが増大する程、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６の密度が
増大し緻密となる。なお、注入するアルゴンイオンエネ
ルギが大きすぎると、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2原子を圧縮する
のではなく、叩き出す、いわゆるスパッタリング効果が
発現してしまうので、照射イオンエネルギは適度の値に
設定することが好ましい。本実施形態では、１ＫＶでイ
オンを加速した場合にスパッタリング効果が発現したた
め、１ＫＶを超えない電圧でイオンを注入している。
内方向の粗密変化が示されている。距離は図３と同様で
ある。図３と比較すると分かるように、イオン注入エネ
ルギが増大する程、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６の密度が
増大し緻密となる。なお、注入するアルゴンイオンエネ
ルギが大きすぎると、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2原子を圧縮する
のではなく、叩き出す、いわゆるスパッタリング効果が
発現してしまうので、照射イオンエネルギは適度の値に
設定することが好ましい。本実施形態では、１ＫＶでイ
オンを加速した場合にスパッタリング効果が発現したた
め、１ＫＶを超えない電圧でイオンを注入している。
【００１９】ここで、既述したように、ＳｉＯ2−Ｇｅ
Ｏ2薄膜１６には、非線形光学特性の起源となる電気双
極子（ＧｅＥ’センタ）が存在する。従って、イオン注
入によりＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜を圧縮すると、単位体積
当たりの電気双極子、すなわち分極が増大することにな
る。
Ｏ2薄膜１６には、非線形光学特性の起源となる電気双
極子（ＧｅＥ’センタ）が存在する。従って、イオン注
入によりＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜を圧縮すると、単位体積
当たりの電気双極子、すなわち分極が増大することにな
る。
【００２０】図５には、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６の面
内方向の分極変化が示されている。横軸の距離は図３、
４と同様である。イオン注入エネルギが増大する程、Ｓ
ｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜は密となり、単位体積当たりの電気
双極子である分極も増大する。
内方向の分極変化が示されている。横軸の距離は図３、
４と同様である。イオン注入エネルギが増大する程、Ｓ
ｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜は密となり、単位体積当たりの電気
双極子である分極も増大する。
【００２１】図６には、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６の面
内方向の屈折率分布が示されている。横軸の距離は、図
３〜図５と同様である。図４や図５に示されるように、
イオン注入エネルギの増大に伴って薄膜の密度が増加
し、分極も増大するから、屈折率も面内で単調増加（あ
るいは単調減少）する。したがって、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜１６の膜厚ｄを一定にし、屈折率ｎのみを連続的に
変化させることができる。これにより、光学的距離ｎｄ
がチェレンコフ放射型位相整合条件を満たすように設定
できるとともに、いずれかのポイント（図中○印で示
す）で最大変換効率も得ることができる。したがって、
ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６への光の入射位置を調整する
ことで、常に位相整合と最大変換効率を得ることができ
る。
内方向の屈折率分布が示されている。横軸の距離は、図
３〜図５と同様である。図４や図５に示されるように、
イオン注入エネルギの増大に伴って薄膜の密度が増加
し、分極も増大するから、屈折率も面内で単調増加（あ
るいは単調減少）する。したがって、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜１６の膜厚ｄを一定にし、屈折率ｎのみを連続的に
変化させることができる。これにより、光学的距離ｎｄ
がチェレンコフ放射型位相整合条件を満たすように設定
できるとともに、いずれかのポイント（図中○印で示
す）で最大変換効率も得ることができる。したがって、
ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６への光の入射位置を調整する
ことで、常に位相整合と最大変換効率を得ることができ
る。
【００２２】このように、本実施形態では、シャッタ２
０を移動させてアルゴンイオンの注入エネルギをＳｉＯ
2−ＧｅＯ2薄膜の面内方向で異ならせることで屈折率を
連続的に変化させ、従来のように膜厚を制御することな
く位相整合と最大変換効率を得ることができる。
０を移動させてアルゴンイオンの注入エネルギをＳｉＯ
2−ＧｅＯ2薄膜の面内方向で異ならせることで屈折率を
連続的に変化させ、従来のように膜厚を制御することな
く位相整合と最大変換効率を得ることができる。
【００２３】なお、本実施形態では、イオン注入エネル
ギを調整する手段としてシャッタを用い、これを面内方
向に移動させて調整しているが、イオンビーム自体を電
磁気的手段により偏向させ、面内方向にスキャンするこ
とで注入エネルギを調整することも可能である。
ギを調整する手段としてシャッタを用い、これを面内方
向に移動させて調整しているが、イオンビーム自体を電
磁気的手段により偏向させ、面内方向にスキャンするこ
とで注入エネルギを調整することも可能である。
【００２４】また、本実施形態では、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2
薄膜１６の膜厚を一定にして屈折率のみを連続的に変化
させたが、アルゴンイオンの注入エネルギをさらに増大
させ、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６をスパッタリングして
面内方向に膜厚分布を形成することも可能である。屈折
率及び膜厚をともに変化させることで、光学的距離ｎｄ
を多様に変化させることができる。
薄膜１６の膜厚を一定にして屈折率のみを連続的に変化
させたが、アルゴンイオンの注入エネルギをさらに増大
させ、ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６をスパッタリングして
面内方向に膜厚分布を形成することも可能である。屈折
率及び膜厚をともに変化させることで、光学的距離ｎｄ
を多様に変化させることができる。
【００２５】また、本実施形態では、イオン注入エネル
ギを単調増加（あるいは単調減少）させているが、シャ
ッタ２０の移動速度や移動方向を調整することでイオン
注入エネルギ分布を鋸波状にして屈折率分布をブレーズ
グレーティング構造とすることもできる。
ギを単調増加（あるいは単調減少）させているが、シャ
ッタ２０の移動速度や移動方向を調整することでイオン
注入エネルギ分布を鋸波状にして屈折率分布をブレーズ
グレーティング構造とすることもできる。
【００２６】また、本実施形態では、イオンを注入する
ことで面内方向に屈折率分布を形成しているが、これに
限定されることなく如何なるエネルギビームを用いても
良い。電子ビームを用いることも可能である。
ことで面内方向に屈折率分布を形成しているが、これに
限定されることなく如何なるエネルギビームを用いても
良い。電子ビームを用いることも可能である。
【００２７】さらに、本実施形態では、電子ビーム蒸着
によりＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６をガラス基板１２上に
形成しているが、スパッタリング蒸着により形成しても
良い。
によりＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜１６をガラス基板１２上に
形成しているが、スパッタリング蒸着により形成しても
良い。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工程を徒に増大させることなく屈折率を変化させて光学
的距離を所望の値に設定できる。
工程を徒に増大させることなく屈折率を変化させて光学
的距離を所望の値に設定できる。
【図１】 実施形態の装置構成図である。
【図２】 図１におけるシャッタの移動説明図である。
【図３】 イオン注入エネルギの面内分布を示すグラフ
図である。
図である。
【図４】 薄膜の粗密の面内分布を示すグラフ図であ
る。
る。
【図５】 薄膜の分極の面内分布を示すグラフ図であ
る。
る。
【図６】 薄膜の屈折率の面内分布を示すグラフ図であ
る。
る。
【図７】 チェレンコフ放射位相整合の説明図である。
【図８】 従来の膜厚分布を示す断面図である。
１０ 真空成膜室、１２ ガラス基板、１４ るつぼ、
１６ ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜、１８ イオン源、２０
シャッタ。
１６ ＳｉＯ2−ＧｅＯ2薄膜、１８ イオン源、２０
シャッタ。
Claims (3)
- 【請求項１】 非線形光学薄膜の製造方法であって、 前記非線形光学薄膜を蒸着で作成する際に、前記薄膜の
面内方向におけるエネルギ量を異ならせて前記薄膜にビ
ームを照射することを特徴とする非線形光学薄膜の製造
方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記エネルギ量は前記薄膜の面内方向において単調変化
することを特徴とする非線形光学薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１、２のいずれかに記載の方法に
おいて、 前記薄膜はＳｉＯ2−ＧｅＯ2系であることを特徴とする
非線形光学薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11184034A JP2001013535A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 非線形光学薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11184034A JP2001013535A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 非線形光学薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001013535A true JP2001013535A (ja) | 2001-01-19 |
Family
ID=16146213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11184034A Pending JP2001013535A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 非線形光学薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001013535A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6602558B1 (en) * | 1998-08-07 | 2003-08-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Non-linear optical silica thin film manufacturing method and non-linear optical silica element |
| JP2013147752A (ja) * | 2013-03-13 | 2013-08-01 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 光学素子 |
-
1999
- 1999-06-29 JP JP11184034A patent/JP2001013535A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6602558B1 (en) * | 1998-08-07 | 2003-08-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Non-linear optical silica thin film manufacturing method and non-linear optical silica element |
| JP2013147752A (ja) * | 2013-03-13 | 2013-08-01 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 光学素子 |
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