JP2002311465A - 非線形光学素子の製造方法 - Google Patents
非線形光学素子の製造方法Info
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- JP2002311465A JP2002311465A JP2001119926A JP2001119926A JP2002311465A JP 2002311465 A JP2002311465 A JP 2002311465A JP 2001119926 A JP2001119926 A JP 2001119926A JP 2001119926 A JP2001119926 A JP 2001119926A JP 2002311465 A JP2002311465 A JP 2002311465A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ガラス導波路を分極処理することにより得られ
る非線形効果の大きい非線形光学素子の製造方法を提供
する。 【解決手段】石英ガラス基板１２上のガラス導波路コア
１３に直流高電圧を印加すると同時に紫外線レーザを照
射し上記コア領域に光学的異方性領域を形成する非線形
光学素子の製造方法において、周辺の雰囲気を窒素ガス
雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気にすることにより、高
電圧印加時の電極15、16間の絶縁破壊が抑制され、コア
領域に高い電場を印加することができる。
る非線形効果の大きい非線形光学素子の製造方法を提供
する。 【解決手段】石英ガラス基板１２上のガラス導波路コア
１３に直流高電圧を印加すると同時に紫外線レーザを照
射し上記コア領域に光学的異方性領域を形成する非線形
光学素子の製造方法において、周辺の雰囲気を窒素ガス
雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気にすることにより、高
電圧印加時の電極15、16間の絶縁破壊が抑制され、コア
領域に高い電場を印加することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信、計測、情報
処理等の分野に主に用いられる光素子の製造方法に関
し、特に非線形光学素子の製造方法に関する。
処理等の分野に主に用いられる光素子の製造方法に関
し、特に非線形光学素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光を利用した通信、計測、情報処理の分
野の技術の発展に伴い、高機能で信頼性の高いガラス材
料を用いた光学素子や、電気光学効果や第二高調波発生
等の非線形特性を有する光学素子の開発が行われてい
る。特に石英系材料を用いた導波路型の光素子は、その
低損失性に加え、複雑な光回路を平面基板上に一括して
形成できることから最も注目されている。
野の技術の発展に伴い、高機能で信頼性の高いガラス材
料を用いた光学素子や、電気光学効果や第二高調波発生
等の非線形特性を有する光学素子の開発が行われてい
る。特に石英系材料を用いた導波路型の光素子は、その
低損失性に加え、複雑な光回路を平面基板上に一括して
形成できることから最も注目されている。
【０００３】これらの石英系導波路型光素子は、石英基
板上にゲルマニウムやチタニウムを添加した相対的に屈
折率の高いコアと呼ばれる光の伝搬領域を形成し、この
部分をさらに屈折率の低いクラッド領域で覆った構造を
とるのが一般的である。
板上にゲルマニウムやチタニウムを添加した相対的に屈
折率の高いコアと呼ばれる光の伝搬領域を形成し、この
部分をさらに屈折率の低いクラッド領域で覆った構造を
とるのが一般的である。
【０００４】ところで一般に、石英ガラスのような無機
ガラスは、光学的に等方性物質であり、その反転対称性
のために、本来電気光学効果や第二高調波発生等の非線
形光学特性を持たないと考えられていた。
ガラスは、光学的に等方性物質であり、その反転対称性
のために、本来電気光学効果や第二高調波発生等の非線
形光学特性を持たないと考えられていた。
【０００５】しかし、最近このような光学的等方体であ
るガラス材料でも、ポーリング処理を行うことによっ
て、二次の光非線形性が誘起されることが明らかにされ
た。
るガラス材料でも、ポーリング処理を行うことによっ
て、二次の光非線形性が誘起されることが明らかにされ
た。
【０００６】ここで、ポーリング処理とは、高温状態に
おいて試料に直流電場を加え、電場を印加したまま一定
時間保持した後放熱させ、試料が室温まで低下した後で
直流電場を解除し、光学的異方性領域を形成する方法で
ある。このようなポーリング処理による非線形光学効果
は、これまでに石英ガラスのほかに、テルライトガラス
やリン酸塩ガラス等種々のガラス材料で確認されてい
る。
おいて試料に直流電場を加え、電場を印加したまま一定
時間保持した後放熱させ、試料が室温まで低下した後で
直流電場を解除し、光学的異方性領域を形成する方法で
ある。このようなポーリング処理による非線形光学効果
は、これまでに石英ガラスのほかに、テルライトガラス
やリン酸塩ガラス等種々のガラス材料で確認されてい
る。
【０００７】しかしながら、ポーリング処理による非線
形光学効果の誘起のメカニズムは詳細に解明されておら
ず、この非線形光学効果の起源に関する要因は幾つか存
在するものと考えられている。
形光学効果の誘起のメカニズムは詳細に解明されておら
ず、この非線形光学効果の起源に関する要因は幾つか存
在するものと考えられている。
【０００８】まず、不純物として可動プロトンイオン
（Ｎａ+等）のドリフトにより、ポーリング処理時に陽
極近傍での陽イオン欠乏領域（空間電荷層）が形成さ
れ、この陽イオン欠乏領域が電気双極子の配向をもたら
すことがある。この場合には主に陽極側数十μｍの表面
層のみが光学的異方性領域となる。
（Ｎａ+等）のドリフトにより、ポーリング処理時に陽
極近傍での陽イオン欠乏領域（空間電荷層）が形成さ
れ、この陽イオン欠乏領域が電気双極子の配向をもたら
すことがある。この場合には主に陽極側数十μｍの表面
層のみが光学的異方性領域となる。
【０００９】これに対し、点欠陥、ＯＨ基、非架橋酸素
等の存在に関連した要因で生じる電気双極子は、これら
の要因が材料全体に存在すれば、ポーリング処理により
電場が印加された材料全体にわたって光学的異方性が観
測される。
等の存在に関連した要因で生じる電気双極子は、これら
の要因が材料全体に存在すれば、ポーリング処理により
電場が印加された材料全体にわたって光学的異方性が観
測される。
【００１０】このように光学的等方性であるガラス材料
に異方性の特徴を組み込むという新しい試みが、ますま
す学問的、実用的な興味を集めるようになった。特にＳ
ｉＯ 2を主成分とする石英系ガラスは、信頼性、低損失
性の点で現在のオプトエレクトロニクスの中枢部を担う
材料であり、既に光ファイバ化や平面光導波路化の製造
技術も確立している。また石英系ガラスは、特にバンド
ギャップが広く、近赤外領域を中心とした通信分野以外
でも紫外領域、遠紫外領域での素子としても将来おおい
に期待できる材料である。
に異方性の特徴を組み込むという新しい試みが、ますま
す学問的、実用的な興味を集めるようになった。特にＳ
ｉＯ 2を主成分とする石英系ガラスは、信頼性、低損失
性の点で現在のオプトエレクトロニクスの中枢部を担う
材料であり、既に光ファイバ化や平面光導波路化の製造
技術も確立している。また石英系ガラスは、特にバンド
ギャップが広く、近赤外領域を中心とした通信分野以外
でも紫外領域、遠紫外領域での素子としても将来おおい
に期待できる材料である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でに報告されているガラス材料における非線形光学効果
は、まだまだ微弱で、光変調器や光スイッチ、あるいは
波長変換素子等実用的な光素子を実現するまでには至っ
ていない。現状のレベルでは、例えば電気光学効果を利
用して光スイッチング動作を行うためには、非線形領域
の素子長（光導波路のコア領域の長さ）が数十ｃｍも必
要であり、また導波光を制御する駆動電圧が数百Ｖも必
要なため、現実的とはいえない。少なくとも既に非線形
光学素子として実用化されているＬｉＮｂＯ3のような
強誘電体材料に匹敵する非線形光学効果の実現と最適な
素子の開発が望まれる。
でに報告されているガラス材料における非線形光学効果
は、まだまだ微弱で、光変調器や光スイッチ、あるいは
波長変換素子等実用的な光素子を実現するまでには至っ
ていない。現状のレベルでは、例えば電気光学効果を利
用して光スイッチング動作を行うためには、非線形領域
の素子長（光導波路のコア領域の長さ）が数十ｃｍも必
要であり、また導波光を制御する駆動電圧が数百Ｖも必
要なため、現実的とはいえない。少なくとも既に非線形
光学素子として実用化されているＬｉＮｂＯ3のような
強誘電体材料に匹敵する非線形光学効果の実現と最適な
素子の開発が望まれる。
【００１２】前述のように、従来は高電圧印加により光
学的異方性領域を形成するポーリング処理としては、高
温過熱状態下で行われる方法が主に検討されてきた。
学的異方性領域を形成するポーリング処理としては、高
温過熱状態下で行われる方法が主に検討されてきた。
【００１３】これに対し、さらにより大きな非線形性を
誘発させるため、高電圧印加と同時に、紫外レーザ光あ
るいは短パルス高ピークパワー強度のレーザ光を照射す
る方法が提案されている。これらレーザ照射ポーリング
は、従来の熱ポーリングよりも大きな非線形光学効果が
期待できる。
誘発させるため、高電圧印加と同時に、紫外レーザ光あ
るいは短パルス高ピークパワー強度のレーザ光を照射す
る方法が提案されている。これらレーザ照射ポーリング
は、従来の熱ポーリングよりも大きな非線形光学効果が
期待できる。
【００１４】図２は本発明の前提となった非線形光学素
子の製造方法（特開平１０−１６１１６４号公報）の概
念図である。
子の製造方法（特開平１０−１６１１６４号公報）の概
念図である。
【００１５】図２において、光導波路11は、石英基板12
の上に形成され、各種ドーパントが添加された石英系ガ
ラスからなるコア領域13と、コア領域13より低い屈折率
を有しコア領域13を囲むクラッド領域14とで構成されて
いる。このようにして形成したクラッド領域14の表面に
コア領域13を挟むように両側に一対の電極15、16が形成
されている。この電極は直流高電圧電源17と接続され、
電場が光導波路11のコア領域13に対して石英基板12の面
方向（図では横方向）に発生する。電場の発生と同時に
コア領域13及び電場に対し直交する方向（図では上方か
ら）に紫外レーザ光あるいは短パルス高ピークパワー強
度のレーザ光を矢印Ａ方向に照射することにより、光導
波路11のコア領域13に光学的異方性領域が形成される。
の上に形成され、各種ドーパントが添加された石英系ガ
ラスからなるコア領域13と、コア領域13より低い屈折率
を有しコア領域13を囲むクラッド領域14とで構成されて
いる。このようにして形成したクラッド領域14の表面に
コア領域13を挟むように両側に一対の電極15、16が形成
されている。この電極は直流高電圧電源17と接続され、
電場が光導波路11のコア領域13に対して石英基板12の面
方向（図では横方向）に発生する。電場の発生と同時に
コア領域13及び電場に対し直交する方向（図では上方か
ら）に紫外レーザ光あるいは短パルス高ピークパワー強
度のレーザ光を矢印Ａ方向に照射することにより、光導
波路11のコア領域13に光学的異方性領域が形成される。
【００１６】光学的異方性誘発の効率は、印加する直流
電圧が高電圧ほど大きく、一般には電極15、16によって
コア領域13に印加される電場の強さは１０6〜１０7Ｖ／
ｃｍ程度が必要とされる。また、上記ポーリング処理
後、電極15、16は、そのまま光導波路を伝搬する信号光
を制御する駆動電極として用いることができる。このよ
うにポーリング処理中は、できるだけ大きな電場を印加
するために、また非線形光素子として使用する場合には
できるだけ小さな駆動電圧で動作させるために、電極1
5、16の間隔は、コアを伝搬する信号光の損失に影響を
及ぼさない限りできるだけ接近させることが望ましい。
図２に示す平面光導波路では、フォトリソグラフィ法に
より微細な光回路あるいは電極のパターニングができる
ため、電極間隔を100μｍ以下で製作することは容易で
ある。
電圧が高電圧ほど大きく、一般には電極15、16によって
コア領域13に印加される電場の強さは１０6〜１０7Ｖ／
ｃｍ程度が必要とされる。また、上記ポーリング処理
後、電極15、16は、そのまま光導波路を伝搬する信号光
を制御する駆動電極として用いることができる。このよ
うにポーリング処理中は、できるだけ大きな電場を印加
するために、また非線形光素子として使用する場合には
できるだけ小さな駆動電圧で動作させるために、電極1
5、16の間隔は、コアを伝搬する信号光の損失に影響を
及ぼさない限りできるだけ接近させることが望ましい。
図２に示す平面光導波路では、フォトリソグラフィ法に
より微細な光回路あるいは電極のパターニングができる
ため、電極間隔を100μｍ以下で製作することは容易で
ある。
【００１７】しかしながら、電極間隔を狭くして、数百
から数ｋＶの直流電圧を印加すると電極間に存在する空
気層で比較的低い電圧で絶縁破壊が発生してしまい、コ
ア領域13内部に大きな電場を印加することができない。
特に、ポーリング処理時に紫外レーザを照射する場合、
空気中の酸素はオゾンに化学変化し絶縁破壊を助長す
る。また短パルスレーザ光の場合でも、光の高いピーク
パワーのために、レーザ光照射と高電圧印加とを同時に
行う空気中での絶縁破壊が生じやすい。この結果、コア
領域13に印加できる電場の強さは、高々１０4Ｖ／ｃｍ
程度であり、十分な光学的異方性をコア領域13内に誘発
できないという問題があった。
から数ｋＶの直流電圧を印加すると電極間に存在する空
気層で比較的低い電圧で絶縁破壊が発生してしまい、コ
ア領域13内部に大きな電場を印加することができない。
特に、ポーリング処理時に紫外レーザを照射する場合、
空気中の酸素はオゾンに化学変化し絶縁破壊を助長す
る。また短パルスレーザ光の場合でも、光の高いピーク
パワーのために、レーザ光照射と高電圧印加とを同時に
行う空気中での絶縁破壊が生じやすい。この結果、コア
領域13に印加できる電場の強さは、高々１０4Ｖ／ｃｍ
程度であり、十分な光学的異方性をコア領域13内に誘発
できないという問題があった。
【００１８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、非線形効果の大きい非線形光学素子が得られる非線
形光学素子の製造方法を提供することにある。
し、非線形効果の大きい非線形光学素子が得られる非線
形光学素子の製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の非線形光学素子の製造方法は、平面基板上に
コア領域を形成し、コア領域よりも相対的に屈折率の低
いクラッド領域でコア領域を覆って光導波路を形成し、
光導波路と直交するように平面基板の面方向に外部から
直流高電圧の電場を印加すると同時に、電場及び光導波
路と直交するように平面基板の厚さ方向に紫外レーザ光
あるいは短パルスレーザ光を照射することにより、コア
領域に光学的異方性領域を形成する非線形光学素子の製
造方法において、直流高電圧印加時に光導波路周辺の雰
囲気を窒素ガス雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気にする
ものである。
に本発明の非線形光学素子の製造方法は、平面基板上に
コア領域を形成し、コア領域よりも相対的に屈折率の低
いクラッド領域でコア領域を覆って光導波路を形成し、
光導波路と直交するように平面基板の面方向に外部から
直流高電圧の電場を印加すると同時に、電場及び光導波
路と直交するように平面基板の厚さ方向に紫外レーザ光
あるいは短パルスレーザ光を照射することにより、コア
領域に光学的異方性領域を形成する非線形光学素子の製
造方法において、直流高電圧印加時に光導波路周辺の雰
囲気を窒素ガス雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気にする
ものである。
【００２０】本発明によれば直流高電圧印加時に光導波
路周辺の雰囲気を窒素ガス雰囲気あるいは不活性ガス雰
囲気にすることにより、高電圧印加時の電極間の絶縁破
壊が抑制され、コア領域内に高い電場を印加することが
できる。
路周辺の雰囲気を窒素ガス雰囲気あるいは不活性ガス雰
囲気にすることにより、高電圧印加時の電極間の絶縁破
壊が抑制され、コア領域内に高い電場を印加することが
できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図２
の非線型光学素子の製造方法を示す概念図を用いて説明
する。図２に示すコア領域13は、まずゲルマニウムなど
のドーパントを含有した石英板をターゲット材として、
高周波スパッタリング法によって石英基板12上にコア膜
を形成し、このコア膜をフォトリソグラフィ法により導
波路のパターニングを行い、さらにＣＨＦ3ガスを用い
た反応性イオンエッチング法により矩形断面形状に形成
したものである。クラッド領域14の形成には火炎堆積法
が用いられる。このクラッド14はコア領域13が形成され
た後、石英基板12の上全体に火炎加水分解反応により、
ＳｉＯ2にＰ（リン）とＢ（ホウ素）とを添加したガラ
ス微粒子を堆積させ、石英基板12ごと1300℃の高温で燒
結して微粒子をガラス化したものである。
の非線型光学素子の製造方法を示す概念図を用いて説明
する。図２に示すコア領域13は、まずゲルマニウムなど
のドーパントを含有した石英板をターゲット材として、
高周波スパッタリング法によって石英基板12上にコア膜
を形成し、このコア膜をフォトリソグラフィ法により導
波路のパターニングを行い、さらにＣＨＦ3ガスを用い
た反応性イオンエッチング法により矩形断面形状に形成
したものである。クラッド領域14の形成には火炎堆積法
が用いられる。このクラッド14はコア領域13が形成され
た後、石英基板12の上全体に火炎加水分解反応により、
ＳｉＯ2にＰ（リン）とＢ（ホウ素）とを添加したガラ
ス微粒子を堆積させ、石英基板12ごと1300℃の高温で燒
結して微粒子をガラス化したものである。
【００２２】リンを石英に添加すると、屈折率が高くな
り、ホウ素を石英に添加すると逆に屈折率が低くなる。
リンとホウ素との添加量を調整することにより、クラッ
ド領域14の屈折率は石英基板12の屈折率とほぼ等しくな
る。本実施の形態においては、コア領域13の断面寸法を
約６×６μｍとし、コア領域13とクラッド領域14（ある
いは石英基板12）との比屈折率差を０．８％とした。
り、ホウ素を石英に添加すると逆に屈折率が低くなる。
リンとホウ素との添加量を調整することにより、クラッ
ド領域14の屈折率は石英基板12の屈折率とほぼ等しくな
る。本実施の形態においては、コア領域13の断面寸法を
約６×６μｍとし、コア領域13とクラッド領域14（ある
いは石英基板12）との比屈折率差を０．８％とした。
【００２３】このようにして形成したクラッド領域14の
表面にコア領域13を挟むように両側に一対の電極15、16
を形成した。電極15、16の間隔は40μｍとした。電場の
発生と同時にコア領域13及び電場に対し直交する方向
（図では上方から）に紫外レーザ光または短パルス高ピ
ークパワー強度のレーザ光を矢印Ａ方向に照射する。
表面にコア領域13を挟むように両側に一対の電極15、16
を形成した。電極15、16の間隔は40μｍとした。電場の
発生と同時にコア領域13及び電場に対し直交する方向
（図では上方から）に紫外レーザ光または短パルス高ピ
ークパワー強度のレーザ光を矢印Ａ方向に照射する。
【００２４】以上のようにして形成した電極間に直流高
電圧を印加すると、光導波路11の置かれた雰囲気が大気
圧の空気雰囲気においては、レーザ照射を同時に行わな
いときでさえも、600Ｖ程度で電極間絶縁破壊が生じて
しまう。さらにレーザ照射時には絶縁破壊電圧はさらに
低下し、波長248ｎｍ、レーザ出力100〜200ｍＪ、10ｐ
ｐｓのＫｒＦエキシマレーザを同時照射した場合には30
0Ｖ程度であった。これはエキシマレーザ照射により、
大気中の酸素がオゾンに変換され、これが絶縁破壊電圧
の低下を助長していると推測される。一方、短パルス高
ピークパワー強度のレーザとして波長800ｎｍ、繰返し
パルス周波数200ｋＨｚ、パルス幅200ｆｓのいわゆるフ
ェムト秒レーザを使用した場合にも同様に400Ｖ程度で
絶縁破壊した。これはフェムト秒レーザの場合、平均パ
ワーはさほど大きくなくとも、パルス幅が非常に狭いた
め集光点付近ではピークパワー強度が１０5Ｗ／ｃｍ2以
上にも達するため、これによって絶縁破壊電圧が低下し
たと考えられる。
電圧を印加すると、光導波路11の置かれた雰囲気が大気
圧の空気雰囲気においては、レーザ照射を同時に行わな
いときでさえも、600Ｖ程度で電極間絶縁破壊が生じて
しまう。さらにレーザ照射時には絶縁破壊電圧はさらに
低下し、波長248ｎｍ、レーザ出力100〜200ｍＪ、10ｐ
ｐｓのＫｒＦエキシマレーザを同時照射した場合には30
0Ｖ程度であった。これはエキシマレーザ照射により、
大気中の酸素がオゾンに変換され、これが絶縁破壊電圧
の低下を助長していると推測される。一方、短パルス高
ピークパワー強度のレーザとして波長800ｎｍ、繰返し
パルス周波数200ｋＨｚ、パルス幅200ｆｓのいわゆるフ
ェムト秒レーザを使用した場合にも同様に400Ｖ程度で
絶縁破壊した。これはフェムト秒レーザの場合、平均パ
ワーはさほど大きくなくとも、パルス幅が非常に狭いた
め集光点付近ではピークパワー強度が１０5Ｗ／ｃｍ2以
上にも達するため、これによって絶縁破壊電圧が低下し
たと考えられる。
【００２５】これに対し、本発明の製造方法において
は、レーザ照射と同時に行われる直流高電圧印加時には
光導波路周辺の雰囲気を窒素あるいはアルゴン、ヘリウ
ム等の不活性ガス雰囲気とした。これによって、照射レ
ーザがエキシマレーザの場合でもフェムト秒レーザの場
合でも共に、絶縁破壊電圧は上昇し、電極15、16間に１
ｋＶ以上の直流高電圧を印加することができた。これ
は、窒素や不活性ガスは大気中の空気雰囲気よりも絶縁
破壊電圧が大きく、またレーザ照射によっても化学変化
が起こらないためと考えられる。
は、レーザ照射と同時に行われる直流高電圧印加時には
光導波路周辺の雰囲気を窒素あるいはアルゴン、ヘリウ
ム等の不活性ガス雰囲気とした。これによって、照射レ
ーザがエキシマレーザの場合でもフェムト秒レーザの場
合でも共に、絶縁破壊電圧は上昇し、電極15、16間に１
ｋＶ以上の直流高電圧を印加することができた。これ
は、窒素や不活性ガスは大気中の空気雰囲気よりも絶縁
破壊電圧が大きく、またレーザ照射によっても化学変化
が起こらないためと考えられる。
【００２６】以上のように本発明によれば、電極15、16
によってコア領域13に印加される電場の強さを１０6〜
１０7Ｖ／ｃｍとすることができた。
によってコア領域13に印加される電場の強さを１０6〜
１０7Ｖ／ｃｍとすることができた。
【００２７】図１は、本発明の非線形光学素子の製造方
法を用いた一応用例を示す概念図であり、電気光学効果
を用いたMach-Zehnder型の光変調器21を示したものであ
る。
法を用いた一応用例を示す概念図であり、電気光学効果
を用いたMach-Zehnder型の光変調器21を示したものであ
る。
【００２８】光変調器21は、石英基板22上にコア領域23
が形成され、コア領域23を囲むようにクラッド領域24が
形成されている。導波光の入力側及び出力側にそれぞれ
Ｙ分岐25、26が形成されている。矢印B方向に入射する
信号光は入力側のＹ分岐25で２等分され、同じ長さの２
本の導波路アーム27、28を伝搬する。一方の導波路アー
ム27のクラッド領域24上の両側には、この導波路アーム
27を挟んで二つの電極29、30が形成され、交流電源31と
接続されている。導波路アーム27内を伝搬する信号光
は、交流電圧の電場によって位相変化を受ける。この信
号光を出力側のＹ分岐26で他方の導波路アーム28を伝搬
してきた信号光と合波させることにより、両信号光の位
相差に対応して出力強度が変化して矢印Ｃ方向に出射す
る。
が形成され、コア領域23を囲むようにクラッド領域24が
形成されている。導波光の入力側及び出力側にそれぞれ
Ｙ分岐25、26が形成されている。矢印B方向に入射する
信号光は入力側のＹ分岐25で２等分され、同じ長さの２
本の導波路アーム27、28を伝搬する。一方の導波路アー
ム27のクラッド領域24上の両側には、この導波路アーム
27を挟んで二つの電極29、30が形成され、交流電源31と
接続されている。導波路アーム27内を伝搬する信号光
は、交流電圧の電場によって位相変化を受ける。この信
号光を出力側のＹ分岐26で他方の導波路アーム28を伝搬
してきた信号光と合波させることにより、両信号光の位
相差に対応して出力強度が変化して矢印Ｃ方向に出射す
る。
【００２９】ここで光変調器21に入射する信号光の偏向
は、交流電場の方向と平行になるようにする。なお、位
相変化を生じさせるための電極29、30は、両電極29、30
で挟まれた導波路アーム27のコア内に光学的異方性を誘
発させるポーリング処理時に使用した電極をそのまま使
用することができる。ポーリング処理時には電極29、30
間には直流高電圧電源が接続され、数百〜数ｋＶの高電
圧が印加される。これに対し信号光の伝搬を制御し変調
器として動作させるには、数Ｖの交流電源を接続すれば
十分である。
は、交流電場の方向と平行になるようにする。なお、位
相変化を生じさせるための電極29、30は、両電極29、30
で挟まれた導波路アーム27のコア内に光学的異方性を誘
発させるポーリング処理時に使用した電極をそのまま使
用することができる。ポーリング処理時には電極29、30
間には直流高電圧電源が接続され、数百〜数ｋＶの高電
圧が印加される。これに対し信号光の伝搬を制御し変調
器として動作させるには、数Ｖの交流電源を接続すれば
十分である。
【００３０】以上において、本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３１】高電圧印加と同時に紫外レーザあるいは短
パルス高ピークパワー強度のレーザ光を照射することよ
って光導波路内に異方性領域を形成する製造方法におい
て、高電圧印加用の電極間の絶縁破壊を抑制することに
よって、コア内に十分大きな電場を印加でき、その結
果、大きな非線形効果もつ領域を形成できる。またこの
電極をそのまま光導波路を伝搬する信号光の駆動電極と
して用いることによって、低電力で駆動する光素子を実
現することができる。
パルス高ピークパワー強度のレーザ光を照射することよ
って光導波路内に異方性領域を形成する製造方法におい
て、高電圧印加用の電極間の絶縁破壊を抑制することに
よって、コア内に十分大きな電場を印加でき、その結
果、大きな非線形効果もつ領域を形成できる。またこの
電極をそのまま光導波路を伝搬する信号光の駆動電極と
して用いることによって、低電力で駆動する光素子を実
現することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３３】非線形効果の大きい非線形光学素子が得ら
れる非線形光学素子の製造方法の提供を実現することが
できる。
れる非線形光学素子の製造方法の提供を実現することが
できる。
【図１】本発明の非線形光学素子の製造方法を適用した
非線形光学素子の外観斜視図である。
非線形光学素子の外観斜視図である。
【図２】本発明の前提となった非線形光学素子の製造方
法の概念図である。
法の概念図である。
11 光導波路 12、22 石英基板 13、23 コア領域 14、24 クラッド領域 15、16、29、30 電極 17 直流高電圧電源 21 光変調器 25、26 Ｙ分岐 27、28 導波路アーム 31 交流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA13 BA03 CA05 DA05 DA23 EA05 EB05 JA00 2K002 AA01 AA02 AA04 AB04 BA06 CA15 CA23 DA08 FA19 FA27 HA02 HA13
Claims (1)
- 【請求項１】 平面基板上にコア領域を形成し、該コア
領域よりも相対的に屈折率の低いクラッド領域で上記コ
ア領域を覆って光導波路を形成し、該光導波路と直交す
るように上記平面基板の面方向に外部から直流高電圧の
電場を印加すると同時に、該電場及び上記光導波路と直
交するように上記平面基板の厚さ方向に紫外レーザ光あ
るいは短パルスレーザ光を照射することにより、上記コ
ア領域に光学的異方性領域を形成する非線形光学素子の
製造方法において、上記直流高電圧印加時に上記光導波
路周辺の雰囲気を窒素ガス雰囲気あるいは不活性ガス雰
囲気にすることを特徴とする非線形光学素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119926A JP2002311465A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 非線形光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119926A JP2002311465A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 非線形光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002311465A true JP2002311465A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18970055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001119926A Pending JP2002311465A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 非線形光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002311465A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086556A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Okamoto Glass Co Ltd | 異方性ガラスの製造方法、異方性ガラス及び、これを用いた偏光素子 |
| JP2007256534A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御素子及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-04-18 JP JP2001119926A patent/JP2002311465A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086556A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Okamoto Glass Co Ltd | 異方性ガラスの製造方法、異方性ガラス及び、これを用いた偏光素子 |
| JP2007256534A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御素子及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060714 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060822 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070109 |