JP2002525648A - 光導波路の製造 - Google Patents
光導波路の製造Info
- Publication number
- JP2002525648A JP2002525648A JP2000570620A JP2000570620A JP2002525648A JP 2002525648 A JP2002525648 A JP 2002525648A JP 2000570620 A JP2000570620 A JP 2000570620A JP 2000570620 A JP2000570620 A JP 2000570620A JP 2002525648 A JP2002525648 A JP 2002525648A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- optical
- layer
- guide layer
- guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 26
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 5
- 229910012463 LiTaO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 77
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 10
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 10
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 4
- 230000009021 linear effect Effects 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 2
- WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N [Sr].[Ba] Chemical compound [Sr].[Ba] WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- PSKMQMATIKSZEV-UHFFFAOYSA-H calcium titanium(4+) diphosphate Chemical compound [Ca+2].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O PSKMQMATIKSZEV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 2
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
- G02F1/395—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves in optical waveguides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1342—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using diffusion
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3558—Poled materials, e.g. with periodic poling; Fabrication of domain inverted structures, e.g. for quasi-phase-matching [QPM]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
- G02F1/3775—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure with a periodic structure, e.g. domain inversion, for quasi-phase-matching [QPM]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/15—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 periodic
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/07—Materials and properties poled
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/20—LiNbO3, LiTaO3
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
直接界面結合によって光学的性質の規則格子構造層２０に結合された光学材料の少なくともガイド層１０を含む光導波路であって、このガイド層の領域は、ガイド層に沿って光ガイドパスを規定するように変更された光学的性質を有する。特定の例では、周期的に分極されたＬｉＮｂＯ３平面導波路は、直接界面結合技術および高精度研磨技術によってＬｉＴａＯ３に埋め込まれ、光周波数倍加システムで使用される。
Description
【０００１】 本発明は、光導波路の製造に関する。
【０００２】 光導波路を製造する１つの公知の技術は、いわゆる直接結合（直接界面結合）
である。
である。
【０００３】 直接結合（ＤＢ）は、２つの原子的に平坦な本体が本体間の結合を形成するた
めに互いに接近する場合に示されるファンデルワールス力を使用する製造技術で
ある。この本体が適切な屈折率を有する光学材料の層である場合、材料層は導波
境界を形成するために結合できる。
めに互いに接近する場合に示されるファンデルワールス力を使用する製造技術で
ある。この本体が適切な屈折率を有する光学材料の層である場合、材料層は導波
境界を形成するために結合できる。
【０００４】 このような結合を形成するための１つの確立された方法では、２片の光学材料
は、非常に平坦に（すなわち、原子ディメンジョンでほぼ平坦である）なるよう
に研磨される。２つの研磨面の結晶構造は、好ましくは、互いに整列され、この
研磨面は一緒に押される。加熱処理は、２つの表面間のパイロ電気効果および電
子の交換を促進するのに役立ち得る。これは、２つの表面間からいかなる残りの
空気あるいは液体をも放出するのに役立つ、２つの表面間に静電引力を生じる。
は、非常に平坦に（すなわち、原子ディメンジョンでほぼ平坦である）なるよう
に研磨される。２つの研磨面の結晶構造は、好ましくは、互いに整列され、この
研磨面は一緒に押される。加熱処理は、２つの表面間のパイロ電気効果および電
子の交換を促進するのに役立ち得る。これは、２つの表面間からいかなる残りの
空気あるいは液体をも放出するのに役立つ、２つの表面間に静電引力を生じる。
【０００５】 ＤＢ結合は、当該本体の格子定数および配向にかかわりなく形成でき、結晶微
構造あるいはいずれかの材料の劣化を全く生じない。このような非破壊的な方法
で表面に接触させることによって、ＤＢは、各結合材料のバルク特性を保持する
と同時に増加された伝搬損失および光学損失のような格子欠陥によって引き起こ
されるかもしれない問題を避ける。
構造あるいはいずれかの材料の劣化を全く生じない。このような非破壊的な方法
で表面に接触させることによって、ＤＢは、各結合材料のバルク特性を保持する
と同時に増加された伝搬損失および光学損失のような格子欠陥によって引き起こ
されるかもしれない問題を避ける。
【０００６】 本発明は、ガイド層の領域がガイド層に沿って光ガイドパスを規定するように
変更された光学的性質を有する光学材料の規則格子構造の層に対する直接界面結
合によって結合された光学材料の少なくとも１つのガイド層を含む光導波路を提
供する。
変更された光学的性質を有する光学材料の規則格子構造の層に対する直接界面結
合によって結合された光学材料の少なくとも１つのガイド層を含む光導波路を提
供する。
【０００７】 本発明は、光導波路でのＤＢ構造の使用に関する前述の提案の欠点を認識し、
検討する。このような前述の提案では、高屈折率を有する材料の平坦な層（導波
路「コア」を形成する）は、低屈折率を有する材料の２つの層（導波路「規則格
子構造」を形成する）間で結合される。これはバルクガイド構造を提供するが、
平坦な「コア」層の大きな横の寸法は、この装置が多数の導波用途に対してある
いは単一モード導波路として役立たないことを意味する。
検討する。このような前述の提案では、高屈折率を有する材料の平坦な層（導波
路「コア」を形成する）は、低屈折率を有する材料の２つの層（導波路「規則格
子構造」を形成する）間で結合される。これはバルクガイド構造を提供するが、
平坦な「コア」層の大きな横の寸法は、この装置が多数の導波用途に対してある
いは単一モード導波路として役立たないことを意味する。
【０００８】 それに反して、本発明では、コア層の領域は、コア層に沿って光ガイドパスを
規定するように変更された光学的性質を有する。これによって使用の融通性が非
常に高まり、ガイドパスを、前述の装置よりもさらに厳密に規定できるようにな
る。
規定するように変更された光学的性質を有する。これによって使用の融通性が非
常に高まり、ガイドパスを、前述の装置よりもさらに厳密に規定できるようにな
る。
【０００９】 この方法はガラスのような多数の種類の材料と併用するのに適しているが、コ
ア層は変更領域が電気分極によって生成されることを可能にする強誘電体である
ことが好ましい。
ア層は変更領域が電気分極によって生成されることを可能にする強誘電体である
ことが好ましい。
【００１０】 十分に研究された光学的性質および電気特性を有する特に有用な強誘電体材料
は、周期的に分極されたニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）である。ＰＰＬＮは、大
きい非線形係数、幅広く制御可能な位相整合波長、および理想的な材料が非線形
周波数変換のための準位相整合（ＱＰＭ）を得るようにするゼロウォークオフ特
性を結合する。ＰＰＬＮ基板内の二次高調波生成の効率に関して最新の改良を行
い、本発明を使用して形成される適切な形状の導波路にこのような材料を使用す
れば、高調波生成あるいはパラメータの生成に基づいて様々なコンパクトな非線
形装置の実現が可能になることが本発明で認識される。
は、周期的に分極されたニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）である。ＰＰＬＮは、大
きい非線形係数、幅広く制御可能な位相整合波長、および理想的な材料が非線形
周波数変換のための準位相整合（ＱＰＭ）を得るようにするゼロウォークオフ特
性を結合する。ＰＰＬＮ基板内の二次高調波生成の効率に関して最新の改良を行
い、本発明を使用して形成される適切な形状の導波路にこのような材料を使用す
れば、高調波生成あるいはパラメータの生成に基づいて様々なコンパクトな非線
形装置の実現が可能になることが本発明で認識される。
【００１１】 本発明の方法は、ＰＰＬＮと併用されるのに特に適切であり、その両方が単Ｐ
ＰＬＮ結晶に作用し、光学的閉じこめに対してより大きい屈折率の領域を形成す
るために表面近くの結晶を変更する、いわゆる「アニ−ルプロトン交換」技術お
よび「チタン内拡散」のようなＰＰＬＮを使用する導波路を製造する他の技術に
比べるといくつかの長所を有する。
ＰＬＮ結晶に作用し、光学的閉じこめに対してより大きい屈折率の領域を形成す
るために表面近くの結晶を変更する、いわゆる「アニ−ルプロトン交換」技術お
よび「チタン内拡散」のようなＰＰＬＮを使用する導波路を製造する他の技術に
比べるといくつかの長所を有する。
【００１２】 ＰＰＬＮの結合特性を研究する前述の実験は、大きな物理的開口に対する材料
の厚い多積層スタックを製造する方へ、つまり高電力用途を指向して行われてき
た。それに反して、ＰＰＬＮの十分薄い層を形成することは、ドメイン反転構造
に光学的閉じこめを介して加えられた平均ポンプ強度を増加させ、したがって低
ポンプパワーであっても有効なＳＨＧを可能にする。このような装置の製造は、
高精度研磨をして導波路の寸法にする前に、適当な基板上にＰＰＬＮを結合し、
電気光学用途のためのＬｉＮｂＯ３平面導波路の製造で既に実証された方法を用
いて可能になる。この技術のもたらす主要な魅力の１つは、結合後のＰＰＬＮ構
造の非線形性およびドメイン特性が、バルク材料と変わらないことであろう。ア
ニ−ルプロトン交換方法およびＴｉ内拡散方法は達成に近づいているが、完全な
理論的効率ではまだ達成されない組み合わせである。異なった材料特性を持つ多
数の層の組み合わせがここで可能であるので、本発明の更なる利点は、装置を設
計する際に非常に柔軟に利用できることである。
の厚い多積層スタックを製造する方へ、つまり高電力用途を指向して行われてき
た。それに反して、ＰＰＬＮの十分薄い層を形成することは、ドメイン反転構造
に光学的閉じこめを介して加えられた平均ポンプ強度を増加させ、したがって低
ポンプパワーであっても有効なＳＨＧを可能にする。このような装置の製造は、
高精度研磨をして導波路の寸法にする前に、適当な基板上にＰＰＬＮを結合し、
電気光学用途のためのＬｉＮｂＯ３平面導波路の製造で既に実証された方法を用
いて可能になる。この技術のもたらす主要な魅力の１つは、結合後のＰＰＬＮ構
造の非線形性およびドメイン特性が、バルク材料と変わらないことであろう。ア
ニ−ルプロトン交換方法およびＴｉ内拡散方法は達成に近づいているが、完全な
理論的効率ではまだ達成されない組み合わせである。異なった材料特性を持つ多
数の層の組み合わせがここで可能であるので、本発明の更なる利点は、装置を設
計する際に非常に柔軟に利用できることである。
【００１３】 第２の態様から見れば、本発明は、光導波路を製造する方法を提供し、この方
法は、 （ａ）直接界面結合によって光学材料のガイド層を光学材料の規則格子構造層
に結合するステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）の前に、あるいはステップ（ａ）中に、あるいはステッ
プ（ａ）後に、ガイド層に沿って光ガイドパスを規定するようにガイド層の領域
の光学的性質を変更するステップとを含む。
法は、 （ａ）直接界面結合によって光学材料のガイド層を光学材料の規則格子構造層
に結合するステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）の前に、あるいはステップ（ａ）中に、あるいはステッ
プ（ａ）後に、ガイド層に沿って光ガイドパスを規定するようにガイド層の領域
の光学的性質を変更するステップとを含む。
【００１４】 次に、本発明の実施形態を添付図面を参照して例を挙げて説明する。
【００１５】 下記の説明では、二次高調波発生器としての導波路の例の準備および使用を、
図１〜図３を参照して最初に説明する。次に、本発明の実施形態を形成する他の
導波路も記載されている。
図１〜図３を参照して最初に説明する。次に、本発明の実施形態を形成する他の
導波路も記載されている。
【００１６】 図１は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）の２つの層２０間のＰＰＬＮの
層１０の直接結合サンドウィッチとして形成された導波路の概略を示している。
層１０の直接結合サンドウィッチとして形成された導波路の概略を示している。
【００１７】 ＰＰＬＮ層１０は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）材料が周期的な「スト
リップ」配置で分極されるという点でＰＰＬＮ格子の形である。実際には、周期
的な分極構造は人間の目によってほぼ検出不可能であることが理解されるが、ニ
オブ酸リチウム材料の交互に分極された領域のこれらのストリップは、交互に並
ぶ白黒のストリップとして図１に概略が示されている。
リップ」配置で分極されるという点でＰＰＬＮ格子の形である。実際には、周期
的な分極構造は人間の目によってほぼ検出不可能であることが理解されるが、ニ
オブ酸リチウム材料の交互に分極された領域のこれらのストリップは、交互に並
ぶ白黒のストリップとして図１に概略が示されている。
【００１８】 ＰＰＬＮ格子の製造は、約１５ｍｍ×１５ｍｍの表面積の０．５ｍｍの厚さの
単一ドメインのｚカットのＬｉＮｂＯ３のサンプルで開始する。フォトレジスト
パターンは、フォトリソグラフィによって結晶のｚ面上に形成された。これは、
電気絶縁体によって被覆される結晶面上の領域およびそのように被覆されない領
域を形成した。したがって、液体電極は部分的に絶縁された面に塗布され、ｚ軸
のドメイン反転は、液体電極を通して〜１１ｋＶの単一の高電圧パルスを加える
ことによって室温で実行される。これは、１ｍｍの間隔でＬｉＮｂＯ３のサンプ
ルの中心に置かれた３つの５．５ｍｍの長いＰＰＬＮ格子を生じる。６．５８、
６．５０、および６．３８μｍの格子周期が形成され、この最初の２つは、１０
６４ｎｍで作動するＮｄ：ＹＡＧレーザの周波数倍加に適している。
単一ドメインのｚカットのＬｉＮｂＯ３のサンプルで開始する。フォトレジスト
パターンは、フォトリソグラフィによって結晶のｚ面上に形成された。これは、
電気絶縁体によって被覆される結晶面上の領域およびそのように被覆されない領
域を形成した。したがって、液体電極は部分的に絶縁された面に塗布され、ｚ軸
のドメイン反転は、液体電極を通して〜１１ｋＶの単一の高電圧パルスを加える
ことによって室温で実行される。これは、１ｍｍの間隔でＬｉＮｂＯ３のサンプ
ルの中心に置かれた３つの５．５ｍｍの長いＰＰＬＮ格子を生じる。６．５８、
６．５０、および６．３８μｍの格子周期が形成され、この最初の２つは、１０
６４ｎｍで作動するＮｄ：ＹＡＧレーザの周波数倍加に適している。
【００１９】 ＬｉＴａＯ３は、ＬｉＮｂＯ３と良く調和する熱特性と組み合わせる基板およ
び規則格子構造層の両方に適している材料として選択され、アニ−ルする場合、
重要な前もっての必要条件は、ＬｉＮｂＯ３の屈折率よりも小さい屈折率と共に
高温で結合することである。
び規則格子構造層の両方に適している材料として選択され、アニ−ルする場合、
重要な前もっての必要条件は、ＬｉＮｂＯ３の屈折率よりも小さい屈折率と共に
高温で結合することである。
【００２０】 各ＬｉＴａＯ３基板は、０．５ｍｍの厚さであり、２つの光学的に平坦な表面
間に約１２ｍｍ×１０ｍｍの結合面積を与えるようにＰＰＬＮサンプルに対して
成形された。ＬｉＴａＯ３基板とＰＰＬＮ格子との間の結合を形成するために、
２つの材料は、最初に洗浄され、次にＨ２Ｏ２‐ＮＨ４ＯＨ‐Ｈ２Ｏ（１：１：
６）の混合物が、両方の材料に塗布され、その後この材料を親水性にするために
脱イオン水で数分すすがれた。
間に約１２ｍｍ×１０ｍｍの結合面積を与えるようにＰＰＬＮサンプルに対して
成形された。ＬｉＴａＯ３基板とＰＰＬＮ格子との間の結合を形成するために、
２つの材料は、最初に洗浄され、次にＨ２Ｏ２‐ＮＨ４ＯＨ‐Ｈ２Ｏ（１：１：
６）の混合物が、両方の材料に塗布され、その後この材料を親水性にするために
脱イオン水で数分すすがれた。
【００２１】 ＰＰＬＮおよびＬｉＴａＯ３層の接触は、同じ結晶配向に沿って整列された両
方サンプルとともに室温で実行された。１２０℃の熱処理は、ＤＢ界面でパイロ
電気物質を誘起するために直ちに結晶接触を続行した。結果として生じた静電引
力は、２つの表面間からいかなる過剰の空気あるいは液体をも無理やり引き出す
のと同時に水素結合の形成を促進するために両方の材料を十分に接近させた。こ
の効果は、結晶界面で大部分の接触周辺を除去することによって明らかになった
。６時間の３２０℃での結合されたサンプルのアニ−ルは、他の機械加工に十分
な結合強度を与え、ＰＰＬＮ領域は、１２μｍの厚さの導波層を得るために下方
へ折り重ねられる。
方サンプルとともに室温で実行された。１２０℃の熱処理は、ＤＢ界面でパイロ
電気物質を誘起するために直ちに結晶接触を続行した。結果として生じた静電引
力は、２つの表面間からいかなる過剰の空気あるいは液体をも無理やり引き出す
のと同時に水素結合の形成を促進するために両方の材料を十分に接近させた。こ
の効果は、結晶界面で大部分の接触周辺を除去することによって明らかになった
。６時間の３２０℃での結合されたサンプルのアニ−ルは、他の機械加工に十分
な結合強度を与え、ＰＰＬＮ領域は、１２μｍの厚さの導波層を得るために下方
へ折り重ねられる。
【００２２】 ＬｉＴａＯ３の第２の規則格子構造層が次に上記のように加えられた。サンプ
ルのエッジの未結合領域の形跡は光の縞の存在によって検出されたが、最終ＤＢ
構造は、ＰＰＬＮコアの上下の約１２ｍｍ×１０ｍｍの結合界面を含んだ。格子
を囲む不必要な材料は、後でダイシング装置を使用して取り除かれ、次に導波路
端面は平行な光学的仕上げに研磨される。結果して生じる埋め込まれたＰＰＬＮ
平面構造の寸法は図１に概略が示されている。
ルのエッジの未結合領域の形跡は光の縞の存在によって検出されたが、最終ＤＢ
構造は、ＰＰＬＮコアの上下の約１２ｍｍ×１０ｍｍの結合界面を含んだ。格子
を囲む不必要な材料は、後でダイシング装置を使用して取り除かれ、次に導波路
端面は平行な光学的仕上げに研磨される。結果して生じる埋め込まれたＰＰＬＮ
平面構造の寸法は図１に概略が示されている。
【００２３】 導波路構造の伝搬損失の値に対する上限は、導波路の中に端部放出される１０
６４ｎｍのレーザビームの透過を測定することによって検出された。これはＳＧ
Ｈに帰因しないが、ＰＰＬＮ部と分極されていないＬｉＮｂＯ３部との間でこの
透過が変化したことを示した。顕微鏡対物レンズからのランチは、各領域に対し
て実験的に最適化され、最大透過の８１％が、分極された領域のエッジで検出さ
れ（最適のＳＨＧが発生した場合）、かつ分極されていないＬｉＮｂＯ３部の至
る所で検出されるのに対して、６５％の透過はＰＰＬＮ領域の中心で得られた。
したがって、格子の５．５ｍｍの長さを考慮すると、各部の伝搬損失の上限は、
ＰＰＬＮエッジおよびＬｉＮｂＯ３領域に対して１．７ｄＢｃｍ−１および中央
ＰＰＬＮ領域に対して３．４ｄＢｃｍ−１として配置できる。実際には、この透
過数字は不完全ランチングにより所定の損失も含むので、伝搬損失は、非常に低
い可能性がある。確かに、レーザ用途のためのガーネットおよびガラスのＤＢ導
波路は、〜０．５ｄＢｃｍ−１およびそれよりも小さい損失を示した。
６４ｎｍのレーザビームの透過を測定することによって検出された。これはＳＧ
Ｈに帰因しないが、ＰＰＬＮ部と分極されていないＬｉＮｂＯ３部との間でこの
透過が変化したことを示した。顕微鏡対物レンズからのランチは、各領域に対し
て実験的に最適化され、最大透過の８１％が、分極された領域のエッジで検出さ
れ（最適のＳＨＧが発生した場合）、かつ分極されていないＬｉＮｂＯ３部の至
る所で検出されるのに対して、６５％の透過はＰＰＬＮ領域の中心で得られた。
したがって、格子の５．５ｍｍの長さを考慮すると、各部の伝搬損失の上限は、
ＰＰＬＮエッジおよびＬｉＮｂＯ３領域に対して１．７ｄＢｃｍ−１および中央
ＰＰＬＮ領域に対して３．４ｄＢｃｍ−１として配置できる。実際には、この透
過数字は不完全ランチングにより所定の損失も含むので、伝搬損失は、非常に低
い可能性がある。確かに、レーザ用途のためのガーネットおよびガラスのＤＢ導
波路は、〜０．５ｄＢｃｍ−１およびそれよりも小さい損失を示した。
【００２４】 埋め込まれたＰＰＬＮ構造の非線形特性を試験するために、６．５０μｍの格
子のＳＨＧ特性が調査された。ＰＰＬＮ導波路の中間部を占有したこの格子は、
１７４．１℃の位相整合温度で光屈折効果を効果的に抑圧したので、他の分析の
ために選択された。１０６４ｎｍポンプ源は、多軸モードで作動する連続波ダイ
オードポンプＮｄ：ＹＡＧレーザ３０であった。線形分極状態は、材料の最大非
線形係数（ｄ３３）に近づくためにＰＰＬＮのｚ軸と平行であるような半波プレ
ート（図示せず）とともに回転された。導波路の中に放つポンプ放射線の集束は
、図２に示されるように、顕微鏡対物レンズおよび円柱レンズの組み合わせを使
用して実行された。特に、最初の円形ポンプビームは、ｘ１０顕微鏡対物レンズ
６０によって図１のＰＰＬＮ導波路装置７０の分極された領域上に集束される前
に非ガイド方向に広がりを生じるように球面コリメーターレンズ４０を通り、ｘ
２．４の円柱レンズ望遠鏡５０の中に送られる。このようなレンズの組み合わせ
は、水平未ガイド平面で発散を減らすのに役立っている間、良好なランチ効率を
生じるように選択された。この結果、ガイド方向に４±１μｍおよび非ガイド方
向に１１±１μｍの測定スポットサイズおよびライン焦点を有するポンプ源にな
る。
子のＳＨＧ特性が調査された。ＰＰＬＮ導波路の中間部を占有したこの格子は、
１７４．１℃の位相整合温度で光屈折効果を効果的に抑圧したので、他の分析の
ために選択された。１０６４ｎｍポンプ源は、多軸モードで作動する連続波ダイ
オードポンプＮｄ：ＹＡＧレーザ３０であった。線形分極状態は、材料の最大非
線形係数（ｄ３３）に近づくためにＰＰＬＮのｚ軸と平行であるような半波プレ
ート（図示せず）とともに回転された。導波路の中に放つポンプ放射線の集束は
、図２に示されるように、顕微鏡対物レンズおよび円柱レンズの組み合わせを使
用して実行された。特に、最初の円形ポンプビームは、ｘ１０顕微鏡対物レンズ
６０によって図１のＰＰＬＮ導波路装置７０の分極された領域上に集束される前
に非ガイド方向に広がりを生じるように球面コリメーターレンズ４０を通り、ｘ
２．４の円柱レンズ望遠鏡５０の中に送られる。このようなレンズの組み合わせ
は、水平未ガイド平面で発散を減らすのに役立っている間、良好なランチ効率を
生じるように選択された。この結果、ガイド方向に４±１μｍおよび非ガイド方
向に１１±１μｍの測定スポットサイズおよびライン焦点を有するポンプ源にな
る。
【００２５】 入力面の非ガイド平面の中心部のくびれに集束することは、必ずしも最大ＳＨ
Ｇ効率に対する最適条件ではないことに注目すべきである。しかしながら、この
最適条件は、より複雑にされた円柱レンズランチ装置の代わりに、集束素子とし
て１×１０対物レンズを有するこの実証で簡単にするために使用された。さらに
、この最初の実証に対して、導波路の入出力端面の両方は研磨されるが、未被覆
のままであり、各面で１４％の反射損失をもたらす。
Ｇ効率に対する最適条件ではないことに注目すべきである。しかしながら、この
最適条件は、より複雑にされた円柱レンズランチ装置の代わりに、集束素子とし
て１×１０対物レンズを有するこの実証で簡単にするために使用された。さらに
、この最初の実証に対して、導波路の入出力端面の両方は研磨されるが、未被覆
のままであり、各面で１４％の反射損失をもたらす。
【００２６】 導波路装置７０は、導波路の温度を１７４．１℃の位相整合温度に保持するた
めにオーブン８０に置かれた。
めにオーブン８０に置かれた。
【００２７】 第２のｘ１０顕微鏡対物レンズ９０は、導波路から通された光を集光するため
に使用される。この後に、ポンプビームからいかなるスループットも阻止するた
めの赤外線フィルタ１００が続き、ＰＰＬＮの発生された緑出力が光出力メータ
によって測定できるようになる。２０４ｍＷの放出されたポンプ電力（λ＝１０
６４ｎｍ）の場合、１．８ｍＷの二次高調波（ＳＨ）電力（λ＝５３２ｎｍ）は
結晶の内部で発生された。図３は、測定された値間の二次依存関係を示す、ＳＨ
出力の平方根対放出ポンプ出力のプロットを示している。
に使用される。この後に、ポンプビームからいかなるスループットも阻止するた
めの赤外線フィルタ１００が続き、ＰＰＬＮの発生された緑出力が光出力メータ
によって測定できるようになる。２０４ｍＷの放出されたポンプ電力（λ＝１０
６４ｎｍ）の場合、１．８ｍＷの二次高調波（ＳＨ）電力（λ＝５３２ｎｍ）は
結晶の内部で発生された。図３は、測定された値間の二次依存関係を示す、ＳＨ
出力の平方根対放出ポンプ出力のプロットを示している。
【００２８】 図２のシステムが光学パラメトリック装置の特定の例であることにもちろん注
目すべきである。この導波路は多数の他の装置で使用するのに適している。
目すべきである。この導波路は多数の他の装置で使用するのに適している。
【００２９】 ＰＰＬＮ導波路を試験している間に使用されるポンピング形状の寸法が例外的
であるために、この装置からのＳＨＧ効率のいかなる計算も複雑になる。その代
わりに行う最も興味ある比較は、格子の中心の最適集束によって同じ長さのバル
クＰＰＬＮから予想されるＳＨ電力の計算の場合である。１６ｐｍＶ−１の非線
形係数（同様に生成されたＰＰＬＮ格子を使用するバルク実験の結果と一致する
値）を仮定すると、バルク材料に１．３ｍＷのＳＨ電力、すなわち直列結合導波
路から得られた１．８ｍＷよりも小さい結果を発生できる。したがって、非最適
集束および唯一のガイド寸法であっても、埋め込まれたＰＰＬＮ装置は、バルク
材料よりも優れた改善されたＳＨＧ効率を示すことは明らかである。
であるために、この装置からのＳＨＧ効率のいかなる計算も複雑になる。その代
わりに行う最も興味ある比較は、格子の中心の最適集束によって同じ長さのバル
クＰＰＬＮから予想されるＳＨ電力の計算の場合である。１６ｐｍＶ−１の非線
形係数（同様に生成されたＰＰＬＮ格子を使用するバルク実験の結果と一致する
値）を仮定すると、バルク材料に１．３ｍＷのＳＨ電力、すなわち直列結合導波
路から得られた１．８ｍＷよりも小さい結果を発生できる。したがって、非最適
集束および唯一のガイド寸法であっても、埋め込まれたＰＰＬＮ装置は、バルク
材料よりも優れた改善されたＳＨＧ効率を示すことは明らかである。
【００３０】 ＰＰＬＮ導波路の出力モードの特徴は、ビデオカメラおよびＰＣ方式評価ソフ
トウェアの使用によって実行される。驚くべきことには、ＰＰＬＮ導波路からの
１０６４ｎｍのスループットおよびＳＨ生成の５３２ｎｍ放射の両方は、基本的
な空間モードではこのような大きな屈折率差（△ｎｃ≒１％）を有する１２μｍ
の厚さのガイドに関しては予想外の値であったことが観察された。確かに、よく
考えた上の劣ったランチを使用するだけで、１０６４ｎｍの基本モード以外のい
ずれも励起できる。同じ埋め込まれた構造内の分極されていないＬｉＮｂＯ３領
域からの１０６４ｎｍのスループットが実際多空間モードであったという結果は
、さらにいっそう珍しい。前述の明らかに異なる透過と結合されたモード特性の
この明らかな差は、ＰＰＬＮ部の屈折率プロフィールが分極されていないＬｉＮ
ｂＯ３部の屈折率プロフィールとは異なっていることを示している。
トウェアの使用によって実行される。驚くべきことには、ＰＰＬＮ導波路からの
１０６４ｎｍのスループットおよびＳＨ生成の５３２ｎｍ放射の両方は、基本的
な空間モードではこのような大きな屈折率差（△ｎｃ≒１％）を有する１２μｍ
の厚さのガイドに関しては予想外の値であったことが観察された。確かに、よく
考えた上の劣ったランチを使用するだけで、１０６４ｎｍの基本モード以外のい
ずれも励起できる。同じ埋め込まれた構造内の分極されていないＬｉＮｂＯ３領
域からの１０６４ｎｍのスループットが実際多空間モードであったという結果は
、さらにいっそう珍しい。前述の明らかに異なる透過と結合されたモード特性の
この明らかな差は、ＰＰＬＮ部の屈折率プロフィールが分極されていないＬｉＮ
ｂＯ３部の屈折率プロフィールとは異なっていることを示している。
【００３１】 要するに、本発明の第１の実施形態に対して、これらの実験は、ＤＢによって
ＬｉＮｂＯ３に埋め込まれた１２μｍの厚さの５．５ｎｍの長さの対称のＰＰＬ
Ｎ導波路の効果的なプロトタイプ製造を実証する。１７４℃の高温の６．５０μ
ｍ期間のＰＰＬＮ格子を使用すると、連続波ダイオードポンプＮｄ：ＹＡＧレー
ザの１０６４ｎｍの有効準位相整合周波数倍加が実証された。２０４ｍＷの基本
ポンプ電力の場合、ほぼ２ｍＷの緑電力が５３２ｎｍの出力波長で発生された。
この結果は、非最適集束条件で得られたが、同じ長さのバルク材料に対する理論
的な予想より高いままである。導波特性は、サンプルのＰＰＬＮ領域および分極
されていないＬｉＮｂＯ３領域で異なっていることが示され、ＰＰＬＮ部は、驚
くべき単一空間モード性質を有している。これらの結果は、溝構造を潜在的に組
み込む、より長い埋め込み導波路の製造により高効率非線形装置がもたらされる
ことを示している。伝搬損失および屈折率プロフィールに及ぼす歪みの影響の特
徴に関しては、ＤＢ技術は、非線形導波構造の選択における特別の自由、つまり
新しい装置の可能性を認めるべきであろう。
ＬｉＮｂＯ３に埋め込まれた１２μｍの厚さの５．５ｎｍの長さの対称のＰＰＬ
Ｎ導波路の効果的なプロトタイプ製造を実証する。１７４℃の高温の６．５０μ
ｍ期間のＰＰＬＮ格子を使用すると、連続波ダイオードポンプＮｄ：ＹＡＧレー
ザの１０６４ｎｍの有効準位相整合周波数倍加が実証された。２０４ｍＷの基本
ポンプ電力の場合、ほぼ２ｍＷの緑電力が５３２ｎｍの出力波長で発生された。
この結果は、非最適集束条件で得られたが、同じ長さのバルク材料に対する理論
的な予想より高いままである。導波特性は、サンプルのＰＰＬＮ領域および分極
されていないＬｉＮｂＯ３領域で異なっていることが示され、ＰＰＬＮ部は、驚
くべき単一空間モード性質を有している。これらの結果は、溝構造を潜在的に組
み込む、より長い埋め込み導波路の製造により高効率非線形装置がもたらされる
ことを示している。伝搬損失および屈折率プロフィールに及ぼす歪みの影響の特
徴に関しては、ＤＢ技術は、非線形導波構造の選択における特別の自由、つまり
新しい装置の可能性を認めるべきであろう。
【００３２】 前述の技術は、ＰＰＬＮに限定されず、ＬｉＴａＯ３、ドープされたＬｉＮｂ
Ｏ３（例えば、Ｍｇ、Ｔｉあるいは希土類元素がドープされた）、ニオブ酸スト
ロンチウムバリウム、チタン酸バリウム、リン酸カルシウムチタンおよびその同
形体、ガリウム砒素等のような極半導体のような光学的に役に立つ分極された強
誘電体材料にも応用できる。
Ｏ３（例えば、Ｍｇ、Ｔｉあるいは希土類元素がドープされた）、ニオブ酸スト
ロンチウムバリウム、チタン酸バリウム、リン酸カルシウムチタンおよびその同
形体、ガリウム砒素等のような極半導体のような光学的に役に立つ分極された強
誘電体材料にも応用できる。
【００３３】 ＰＰＬＮの分極は、結合工程前、結合工程中、結合工程間および／または結合
後に実行できる。分極が結合工程前以外で実行され、強誘電体材料が他の層のた
めに使用される場合、これらの他の層は終わりには分極されることもある。この
ことは導波路のガイド特性を変えるかもしれないが、導波路としての動作を妨げ
ることはない。確かに、結合特性は、この対策によって（あるいは他の層を別々
に分極させることによって）改善さえもできる。
後に実行できる。分極が結合工程前以外で実行され、強誘電体材料が他の層のた
めに使用される場合、これらの他の層は終わりには分極されることもある。この
ことは導波路のガイド特性を変えるかもしれないが、導波路としての動作を妨げ
ることはない。確かに、結合特性は、この対策によって（あるいは他の層を別々
に分極させることによって）改善さえもできる。
【００３４】 上記の例では、分極エリアは、層１０に沿って導波パスを規定するために使用
されるが、他の基板の場合、分極されない層はより適切なパスをもたらすことが
わかる。
されるが、他の基板の場合、分極されない層はより適切なパスをもたらすことが
わかる。
【００３５】 ２つの他の層２０によって層１０を囲む必要はない。その代わりに、１つの層
２０は、丁度２つの層の「オープンサンドウィッチ」構造を形成するために使用
できる。この場合、この構造の対称性は変更され、ガイドモードはたぶん異なる
が、導波路としての動作はなお可能である。
２０は、丁度２つの層の「オープンサンドウィッチ」構造を形成するために使用
できる。この場合、この構造の対称性は変更され、ガイドモードはたぶん異なる
が、導波路としての動作はなお可能である。
【００３６】 層１０の厚さは変えることができ、また導波路のガイドモードの特性が変えら
れる。このようにして、単一モード構造を製造できる。
れる。このようにして、単一モード構造を製造できる。
【００３７】 次に、図４および図５を参照すると、導波路パスを規定する内拡散を使用する
第２の実施形態が記載されている。
第２の実施形態が記載されている。
【００３８】 この第２の実施形態では、１つのＰＰＬＮ１００は従来の電気分極方法によっ
て作られる。この部品１００は、例えば、５００μｍの厚さであってもよく、他
の２つの寸法においては数ｍｍであってもよい。この部品１００の１つの面１１
０は、（フォトリソグラフィおよび真空蒸着あるいはスパッタリングの工程を使
用することによって）酸化マグネシウムでパターン化される。酸化マグネシウム
層は、約４００ｎｍ以下の薄さであり、（層によって被覆されない部分によって
）部品１００に沿って導波路パスを規定する。次に、この部品１００は、約６０
０℃と約１２００℃との間の温度まで加熱される。これによって、この酸化マグ
ネシウム材料は内拡散し、内拡散された領域１３０において屈折率を局部的に低
下させる。
て作られる。この部品１００は、例えば、５００μｍの厚さであってもよく、他
の２つの寸法においては数ｍｍであってもよい。この部品１００の１つの面１１
０は、（フォトリソグラフィおよび真空蒸着あるいはスパッタリングの工程を使
用することによって）酸化マグネシウムでパターン化される。酸化マグネシウム
層は、約４００ｎｍ以下の薄さであり、（層によって被覆されない部分によって
）部品１００に沿って導波路パスを規定する。次に、この部品１００は、約６０
０℃と約１２００℃との間の温度まで加熱される。これによって、この酸化マグ
ネシウム材料は内拡散し、内拡散された領域１３０において屈折率を局部的に低
下させる。
【００３９】 この部品１００は、次に、例えば４μｍと約４０μｍとの間のほぼ均一の厚さ
まで薄く研磨する前に面１１０になされた直接結合工程によってＬｉＴａＯ３基
板（図５の１４０）に結合されている。
まで薄く研磨する前に面１１０になされた直接結合工程によってＬｉＴａＯ３基
板（図５の１４０）に結合されている。
【００４０】 他の酸化マグネシウムパターンは、部品１００の露出（新しく研磨された）面
に付着され、加熱処理が繰り返される。これによって、酸化マグネシウムは、他
の面から内拡散し、面１１０からの内拡散に一致する。減少された屈折率の領域
１５０は、このように形成され、導波コア１６０を規定する。
に付着され、加熱処理が繰り返される。これによって、酸化マグネシウムは、他
の面から内拡散し、面１１０からの内拡散に一致する。減少された屈折率の領域
１５０は、このように形成され、導波コア１６０を規定する。
【００４１】 この技術あるいは相補外拡散技術は、他の強誘電体材料（例えば上記を参照）
に応用可能であるばかりでなく、その屈折率が様々なガラス、ポリマーおよび他
の結晶のような内拡散技術によって変えることができる、いかなる基板にも応用
可能である。この技術の全用途間で共有される共通の長所は、ガイド領域１６０
が純材料で形成できるということである。
に応用可能であるばかりでなく、その屈折率が様々なガラス、ポリマーおよび他
の結晶のような内拡散技術によって変えることができる、いかなる基板にも応用
可能である。この技術の全用途間で共有される共通の長所は、ガイド領域１６０
が純材料で形成できるということである。
【００４２】 同様に、実施形態の全てにおいて、「規則格子構造」層は、分極されていない
ＬｉＮｂＯ３のような様々な材料あるいは上記のリストからの他の適当な材料で
あってもよい。
ＬｉＮｂＯ３のような様々な材料あるいは上記のリストからの他の適当な材料で
あってもよい。
【００４３】 上記の技術を使用して湾曲した導波路パスを製造できる。第１の実施形態の場
合、一連の分極領域が信号分割器として分岐するトラック１７０を形成する、図
６に概略が示されている分極パターンと同様な分極パターンを使用できる。Ｌｉ
ＮｂＯ３の場合、結晶構造から生じる好ましい分極方向があるが、図６の配置は
、この制限を避け、多数の変位された分極ストライプを使用して湾曲パスあるい
は変わる方向のパスを形成する。
合、一連の分極領域が信号分割器として分岐するトラック１７０を形成する、図
６に概略が示されている分極パターンと同様な分極パターンを使用できる。Ｌｉ
ＮｂＯ３の場合、結晶構造から生じる好ましい分極方向があるが、図６の配置は
、この制限を避け、多数の変位された分極ストライプを使用して湾曲パスあるい
は変わる方向のパスを形成する。
【００４４】 参考文献 ［１］Ｊ Ａ Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ， Ｎ Ｂｌｏｅｍｂｅｒｇｅｎ， Ｊ Ｄ
ｕｃｕｉｎｇ， 及びＰ Ｓ Ｐｅｒｓｈａｎ， Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． １２
５． １９１８ （１９６２） ［２］Ｇ Ｗ Ｒｏｓｓ， Ｍ Ｐｏｌｌｎａｕ， Ｐ Ｇ Ｒ Ｓｍｉｔｈ，
Ｗ Ａ Ｃｌａｒｒｋｓｏｎ， Ｐ Ｂｒｉｔｔｏｎ， 及びＤ Ｃ Ｈａｎ
ｎａ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２３． １７１ （１９９８） ［３］Ｋ Ｋｉｎｔａｋａ， Ｎ Ｆｕｊｉｍｕｒａ， Ｔ Ｓｕｈａｒａ，及
びＨ Ｎｉｓｈｉｈａｒａ， Ｊ． Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ． １４．
４６２ （１９９６） ［４］Ｍ Ａ Ａｒｂｏｒｅ及びＭ Ｍ Ｆｅｊｅｒ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ．
２２． １５１ （１９９７） ［５］Ｐ Ｂａｌｄｉ， Ｍ Ｐ Ｄｅ Ｍｉｃｈｅｌｉ， Ｋ Ｅ Ｈａｄｉ
， Ｓ Ｎｏｕｈ， Ａ Ｃ Ｃｉｎｏ， Ｐ Ａｓｃｈｉｅｒｉ，及びＤ Ｂ
Ｏｓｔｒｏｗｓｋｙ， Ｏｐｔ． Ｅｎｇ． ３７． １９９３ （１９９８
） ［６］Ｊ Ａｍｉｎ， Ｖ Ｐｒｕｎｅｒｉ， Ｊ Ｗｅｂｊｏｒｍ， Ｐ Ｓ
ｔ Ｊ Ｒｕｓｓｅｌｌ， Ｄ Ｃ Ｈａｎｎａ，及びＪ Ｓ Ｗｉｌｋｉｎｓ
ｏｎ， Ｏｐｔ． Ｃｏｍｍ． １３５． ４１ （１９９７） ［７］Ｊ Ｈａｉｓｍａ， Ｂ Ａ Ｃ Ｍ Ｓｐｉｅｒｉｎｇｓ， Ｕ Ｋ
Ｐ Ｂｉｅｍａｎｎ，及びＡ Ａ ｖａｎ Ｇｏｒｋｕｒｎ， Ａｐｐｌ． Ｏ
ｐｔ． ３３． １１５４ （１９９４） ［８］Ｋ Ｅｄａ， Ｍ Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，及びＹ Ｔｏｍｉｔａ， Ａｐｐ
ｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６６． ８２７ （１９９４） ［９］Ｍ Ｊ Ｍｉｓｓｅｙ， Ｖ Ｄｏｍｉｎｉｃ， Ｌ Ｅ Ｍｙｅｒｓ，
及びＲ Ｃ Ｅｃｋａｒｄｔ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２３． ６６４ （１
９９８） ［１０］Ｙ Ｔｏｍｉｔａ， Ｍ Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，及びＫ Ｅｄａ， Ａｐ
ｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６６． １４８４ （１９９５） ［１１］Ｊ Ｈａｉｓｍａ， Ｔ Ｍ Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ，及びＦ Ｊ Ｈ
Ｍ ｖａｎ ｄｅｒ Ｋｒｕｉｓ， Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｊ． Ｒｅｓ． ４
９． ６５ （１９９５） ［１２］Ｃ Ｔ Ａ Ｂｒｏｗｎ， Ｃ Ｌ Ｂｏｎｎｅｒ， Ｔ Ｊ Ｗａｒ
ｂｕｒｔｏｎ， Ｄ Ｐ Ｓｈｅｐｈｅｒｄ， Ａ Ｃ Ｔｒｏｐｐｅｒ， Ｄ
Ｃ Ｈａｎｎａ及びＨ Ｅ Ｍｅｉｓｓｎｅｒ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ． ７１． １１３９ （１９９７） ［１３］Ｇ Ａ Ｃ Ｍ Ｓｐｉｅｒｉｎｇｓ， Ｊ Ｈａｉｓｍａ，及びＴ
Ｍ Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｊ． Ｒｅｓ． ４９． ４７
（１９９５） ［１４］Ｇ Ｄ Ｂｏｙｄ及びＤ Ｇ Ｋｌｅｉｎｍａｎｎ， Ｊ． Ａｐｐｌ
． Ｐｈｙｓ． ３９． ３５９７ （１９６８）
ｕｃｕｉｎｇ， 及びＰ Ｓ Ｐｅｒｓｈａｎ， Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． １２
５． １９１８ （１９６２） ［２］Ｇ Ｗ Ｒｏｓｓ， Ｍ Ｐｏｌｌｎａｕ， Ｐ Ｇ Ｒ Ｓｍｉｔｈ，
Ｗ Ａ Ｃｌａｒｒｋｓｏｎ， Ｐ Ｂｒｉｔｔｏｎ， 及びＤ Ｃ Ｈａｎ
ｎａ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２３． １７１ （１９９８） ［３］Ｋ Ｋｉｎｔａｋａ， Ｎ Ｆｕｊｉｍｕｒａ， Ｔ Ｓｕｈａｒａ，及
びＨ Ｎｉｓｈｉｈａｒａ， Ｊ． Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ． １４．
４６２ （１９９６） ［４］Ｍ Ａ Ａｒｂｏｒｅ及びＭ Ｍ Ｆｅｊｅｒ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ．
２２． １５１ （１９９７） ［５］Ｐ Ｂａｌｄｉ， Ｍ Ｐ Ｄｅ Ｍｉｃｈｅｌｉ， Ｋ Ｅ Ｈａｄｉ
， Ｓ Ｎｏｕｈ， Ａ Ｃ Ｃｉｎｏ， Ｐ Ａｓｃｈｉｅｒｉ，及びＤ Ｂ
Ｏｓｔｒｏｗｓｋｙ， Ｏｐｔ． Ｅｎｇ． ３７． １９９３ （１９９８
） ［６］Ｊ Ａｍｉｎ， Ｖ Ｐｒｕｎｅｒｉ， Ｊ Ｗｅｂｊｏｒｍ， Ｐ Ｓ
ｔ Ｊ Ｒｕｓｓｅｌｌ， Ｄ Ｃ Ｈａｎｎａ，及びＪ Ｓ Ｗｉｌｋｉｎｓ
ｏｎ， Ｏｐｔ． Ｃｏｍｍ． １３５． ４１ （１９９７） ［７］Ｊ Ｈａｉｓｍａ， Ｂ Ａ Ｃ Ｍ Ｓｐｉｅｒｉｎｇｓ， Ｕ Ｋ
Ｐ Ｂｉｅｍａｎｎ，及びＡ Ａ ｖａｎ Ｇｏｒｋｕｒｎ， Ａｐｐｌ． Ｏ
ｐｔ． ３３． １１５４ （１９９４） ［８］Ｋ Ｅｄａ， Ｍ Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，及びＹ Ｔｏｍｉｔａ， Ａｐｐ
ｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６６． ８２７ （１９９４） ［９］Ｍ Ｊ Ｍｉｓｓｅｙ， Ｖ Ｄｏｍｉｎｉｃ， Ｌ Ｅ Ｍｙｅｒｓ，
及びＲ Ｃ Ｅｃｋａｒｄｔ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２３． ６６４ （１
９９８） ［１０］Ｙ Ｔｏｍｉｔａ， Ｍ Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，及びＫ Ｅｄａ， Ａｐ
ｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６６． １４８４ （１９９５） ［１１］Ｊ Ｈａｉｓｍａ， Ｔ Ｍ Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ，及びＦ Ｊ Ｈ
Ｍ ｖａｎ ｄｅｒ Ｋｒｕｉｓ， Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｊ． Ｒｅｓ． ４
９． ６５ （１９９５） ［１２］Ｃ Ｔ Ａ Ｂｒｏｗｎ， Ｃ Ｌ Ｂｏｎｎｅｒ， Ｔ Ｊ Ｗａｒ
ｂｕｒｔｏｎ， Ｄ Ｐ Ｓｈｅｐｈｅｒｄ， Ａ Ｃ Ｔｒｏｐｐｅｒ， Ｄ
Ｃ Ｈａｎｎａ及びＨ Ｅ Ｍｅｉｓｓｎｅｒ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ． ７１． １１３９ （１９９７） ［１３］Ｇ Ａ Ｃ Ｍ Ｓｐｉｅｒｉｎｇｓ， Ｊ Ｈａｉｓｍａ，及びＴ
Ｍ Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｊ． Ｒｅｓ． ４９． ４７
（１９９５） ［１４］Ｇ Ｄ Ｂｏｙｄ及びＤ Ｇ Ｋｌｅｉｎｍａｎｎ， Ｊ． Ａｐｐｌ
． Ｐｈｙｓ． ３９． ３５９７ （１９６８）
【図１】 タンタル酸リチウムの２つの層間に結合されたＰＰＬＮを使用して形成された
導波路の概略図である。
導波路の概略図である。
【図２】 図１の導波路を使用する二次高調波発生器の概略を示す。
【図３】 図２の装置に対する電力を放つ二次高調波電力の平方根に関するグラフである
。
。
【図４】 内拡散技術を使用する本発明の実施形態による導波路の製造を示す概略図であ
る。
る。
【図５】 内拡散技術を使用する本発明の実施形態による導波路の製造を示す概略図で
ある。
ある。
【図６】 本発明の他の実施形態による導波路の概略を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年９月１１日（２０００．９．１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 光導波路の製造
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、光導波路の製造に関する。
【０００２】 光導波路を製造する１つの公知の技術は、いわゆる直接結合（直接界面結合）
である。
である。
【０００３】 直接結合（ＤＢ）は、２つの原子的に平坦な本体が本体間の結合を形成するた
めに互いに接近する場合に示されるファンデルワールス力を使用する製造技術で
ある。この本体が適切な屈折率を有する光学材料の層である場合、材料層は導波
境界を形成するために結合できる。
めに互いに接近する場合に示されるファンデルワールス力を使用する製造技術で
ある。この本体が適切な屈折率を有する光学材料の層である場合、材料層は導波
境界を形成するために結合できる。
【０００４】 このような結合を形成するための１つの確立された方法では、２片の光学材料
は、非常に平坦に（すなわち、原子ディメンジョンでほぼ平坦である）なるよう
に研磨される。２つの研磨面の結晶構造は、好ましくは、互いに整列され、この
研磨面は一緒に押される。加熱処理は、２つの表面間のパイロ電気効果および電
子の交換を促進するのに役立ち得る。これは、２つの表面間からいかなる残りの
空気あるいは液体をも放出するのに役立つ、２つの表面間に静電引力を生じる。
は、非常に平坦に（すなわち、原子ディメンジョンでほぼ平坦である）なるよう
に研磨される。２つの研磨面の結晶構造は、好ましくは、互いに整列され、この
研磨面は一緒に押される。加熱処理は、２つの表面間のパイロ電気効果および電
子の交換を促進するのに役立ち得る。これは、２つの表面間からいかなる残りの
空気あるいは液体をも放出するのに役立つ、２つの表面間に静電引力を生じる。
【０００５】 ＤＢ結合は、当該本体の格子定数および配向にかかわりなく形成でき、結晶微
構造あるいはいずれかの材料の劣化を全く生じない。このような非破壊的な方法
で表面に接触させることによって、ＤＢは、各結合材料のバルク特性を保持する
と同時に増加された伝搬損失および光学損失のような格子欠陥によって引き起こ
されるかもしれない問題を避ける。
構造あるいはいずれかの材料の劣化を全く生じない。このような非破壊的な方法
で表面に接触させることによって、ＤＢは、各結合材料のバルク特性を保持する
と同時に増加された伝搬損失および光学損失のような格子欠陥によって引き起こ
されるかもしれない問題を避ける。
【０００６】 ヨーロッパ特許第０５９８３９５号は、支持基板および低屈折率層をガラス基
板上に直接結合し、次にガラス基板をエッチングすることによって光導波路装置
を形成することを記載している。
板上に直接結合し、次にガラス基板をエッチングすることによって光導波路装置
を形成することを記載している。
【０００７】 本発明は、直接界面結合によって光学材料の規則格子構造層に結合された光学
材料のガイド層を含み、このガイド層の領域がガイド層に沿って光ガイドパスを
規定するように変更された光学的性質を有する光導波路を提供し、この導波路は
、直接界面結合によってガイド層に結合された第２の規則格子構造層をさらに含
むことを特徴とする。
材料のガイド層を含み、このガイド層の領域がガイド層に沿って光ガイドパスを
規定するように変更された光学的性質を有する光導波路を提供し、この導波路は
、直接界面結合によってガイド層に結合された第２の規則格子構造層をさらに含
むことを特徴とする。
【０００８】 本発明は、光導波路でのＤＢ構造の使用に関する前述の提案の欠点を認識し、
検討する。このような前述の提案では、高屈折率を有する材料の平坦な層（導波
路「コア」を形成する）は、低屈折率を有する材料の２つの層（導波路「規則格
子構造」を形成する）間で結合される。これはバルクガイド構造を提供するが、
平坦な「コア」層の大きな横の寸法は、この装置が多数の導波用途に対してある
いは単一モード導波路として役立たないことを意味する。
検討する。このような前述の提案では、高屈折率を有する材料の平坦な層（導波
路「コア」を形成する）は、低屈折率を有する材料の２つの層（導波路「規則格
子構造」を形成する）間で結合される。これはバルクガイド構造を提供するが、
平坦な「コア」層の大きな横の寸法は、この装置が多数の導波用途に対してある
いは単一モード導波路として役立たないことを意味する。
【０００９】 それに反して、本発明では、コア層の領域は、コア層に沿って光ガイドパスを
規定するように変更された光学的性質を有する。これによって使用の融通性が非
常に高まり、ガイドパスを、前述の装置よりもさらに厳密に規定できるようにな
る。
規定するように変更された光学的性質を有する。これによって使用の融通性が非
常に高まり、ガイドパスを、前述の装置よりもさらに厳密に規定できるようにな
る。
【００１０】 この方法はガラスのような多数の種類の材料と併用するのに適しているが、コ
ア層は変更領域が電気分極によって生成されることを可能にする強誘電体である
ことが好ましい。
ア層は変更領域が電気分極によって生成されることを可能にする強誘電体である
ことが好ましい。
【００１１】 十分に研究された光学的性質および電気特性を有する特に有用な強誘電体材料
は、周期的に分極されたニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）である。ＰＰＬＮは、大
きい非線形係数、幅広く制御可能な位相整合波長、および理想的な材料が非線形
周波数変換のための準位相整合（ＱＰＭ）を得るようにするゼロウォークオフ特
性を結合する。ＰＰＬＮ基板内の二次高調波生成の効率に関して最新の改良を行
い、本発明を使用して形成される適切な形状の導波路にこのような材料を使用す
れば、高調波生成あるいはパラメータの生成に基づいて様々なコンパクトな非線
形装置の実現が可能になることが本発明で認識される。
は、周期的に分極されたニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）である。ＰＰＬＮは、大
きい非線形係数、幅広く制御可能な位相整合波長、および理想的な材料が非線形
周波数変換のための準位相整合（ＱＰＭ）を得るようにするゼロウォークオフ特
性を結合する。ＰＰＬＮ基板内の二次高調波生成の効率に関して最新の改良を行
い、本発明を使用して形成される適切な形状の導波路にこのような材料を使用す
れば、高調波生成あるいはパラメータの生成に基づいて様々なコンパクトな非線
形装置の実現が可能になることが本発明で認識される。
【００１２】 本発明の方法は、ＰＰＬＮと併用されるのに特に適切であり、その両方が単Ｐ
ＰＬＮ結晶に作用し、光学的閉じこめに対してより大きい屈折率の領域を形成す
るために表面近くの結晶を変更する、いわゆる「アニ−ルプロトン交換」技術お
よび「チタン内拡散」のようなＰＰＬＮを使用する導波路を製造する他の技術に
比べるといくつかの長所を有する。
ＰＬＮ結晶に作用し、光学的閉じこめに対してより大きい屈折率の領域を形成す
るために表面近くの結晶を変更する、いわゆる「アニ−ルプロトン交換」技術お
よび「チタン内拡散」のようなＰＰＬＮを使用する導波路を製造する他の技術に
比べるといくつかの長所を有する。
【００１３】 ＰＰＬＮの結合特性を研究する前述の実験は、大きな物理的開口に対する材料
の厚い多積層スタックを製造する方へ、つまり高電力用途を指向して行われてき
た。それに反して、ＰＰＬＮの十分薄い層を形成することは、ドメイン反転構造
に光学的閉じこめを介して加えられた平均ポンプ強度を増加させ、したがって低
ポンプパワーであっても有効なＳＨＧを可能にする。このような装置の製造は、
高精度研磨をして導波路の寸法にする前に、適当な基板上にＰＰＬＮを結合し、
電気光学用途のためのＬｉＮｂＯ３平面導波路の製造で既に実証された方法を用
いて可能になる。
の厚い多積層スタックを製造する方へ、つまり高電力用途を指向して行われてき
た。それに反して、ＰＰＬＮの十分薄い層を形成することは、ドメイン反転構造
に光学的閉じこめを介して加えられた平均ポンプ強度を増加させ、したがって低
ポンプパワーであっても有効なＳＨＧを可能にする。このような装置の製造は、
高精度研磨をして導波路の寸法にする前に、適当な基板上にＰＰＬＮを結合し、
電気光学用途のためのＬｉＮｂＯ３平面導波路の製造で既に実証された方法を用
いて可能になる。
【００１４】 この技術のもたらす主要な魅力の１つは、結合後のＰＰＬＮ構造の非線形性お
よびドメイン特性が、バルク材料と変わらないことであろう。アニ−ルプロトン
交換方法およびＴｉ内拡散方法は達成に近づいているが、完全な理論的効率では
まだ達成されない組み合わせである。異なった材料特性を持つ多数の層の組み合
わせがここで可能であるので、本発明の更なる利点は、装置を設計する際に非常
に柔軟に利用できることである。
よびドメイン特性が、バルク材料と変わらないことであろう。アニ−ルプロトン
交換方法およびＴｉ内拡散方法は達成に近づいているが、完全な理論的効率では
まだ達成されない組み合わせである。異なった材料特性を持つ多数の層の組み合
わせがここで可能であるので、本発明の更なる利点は、装置を設計する際に非常
に柔軟に利用できることである。
【００１５】 第２の態様から見れば、本発明は、光導波路を製造する方法を提供し、この方
法は、 （ａ）直接界面結合によって光学材料のガイド層を光学材料の規則格子構造層
に結合するステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）前に、あるいはステップ（ａ）中に、あるいはステップ
（ａ）後、ガイド層に沿って光ガイドパスを規定するようにガイド層の領域の光
学的性質を変更するステップ、この方法は、さらに （ｃ）ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）後、材料をガイド層から取り除き
、ガイド層（１０）の厚さを減らすステップと、 （ｄ）ステップ（ｃ）後、直列界面結合によって、他の規則格子構造層（２０
）をガイド層に結合するステップとを含むことを特徴とする。
法は、 （ａ）直接界面結合によって光学材料のガイド層を光学材料の規則格子構造層
に結合するステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）前に、あるいはステップ（ａ）中に、あるいはステップ
（ａ）後、ガイド層に沿って光ガイドパスを規定するようにガイド層の領域の光
学的性質を変更するステップ、この方法は、さらに （ｃ）ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）後、材料をガイド層から取り除き
、ガイド層（１０）の厚さを減らすステップと、 （ｄ）ステップ（ｃ）後、直列界面結合によって、他の規則格子構造層（２０
）をガイド層に結合するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】 次に、本発明の実施形態を添付図面を参照して例を挙げて説明する。
【００１７】 下記の説明では、二次高調波発生器としての導波路の例の準備および使用を、
図１〜図３を参照して最初に説明する。次に、本発明の実施形態を形成する他の
導波路も記載されている。
図１〜図３を参照して最初に説明する。次に、本発明の実施形態を形成する他の
導波路も記載されている。
【００１８】 図１は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）の２つの層２０間のＰＰＬＮの
層１０の直接結合サンドウィッチとして形成された導波路の概略を示している。
層１０の直接結合サンドウィッチとして形成された導波路の概略を示している。
【００１９】 ＰＰＬＮ層１０は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）材料が周期的な「スト
リップ」配置で分極されるという点でＰＰＬＮ格子の形である。実際には、周期
的な分極構造は人間の目によってほぼ検出不可能であることが理解されるが、ニ
オブ酸リチウム材料の交互に分極された領域のこれらのストリップは、交互に並
ぶ白黒のストリップとして図１に概略が示されている。
リップ」配置で分極されるという点でＰＰＬＮ格子の形である。実際には、周期
的な分極構造は人間の目によってほぼ検出不可能であることが理解されるが、ニ
オブ酸リチウム材料の交互に分極された領域のこれらのストリップは、交互に並
ぶ白黒のストリップとして図１に概略が示されている。
【００２０】 ＰＰＬＮ格子の製造は、約１５ｍｍ×１５ｍｍの表面積の０．５ｍｍの厚さの
単一ドメインのｚカットのＬｉＮｂＯ３のサンプルで開始する。フォトレジスト
パターンは、フォトリソグラフィによって結晶のｚ面上に形成された。これは、
電気絶縁体によって被覆される結晶面上の領域およびそのように被覆されない領
域を形成した。したがって、液体電極は部分的に絶縁された面に塗布され、ｚ軸
のドメイン反転は、液体電極を通して〜１１ｋＶの単一の高電圧パルスを加える
ことによって室温で実行される。これは、１ｍｍの間隔でＬｉＮｂＯ３のサンプ
ルの中心に置かれた３つの５．５ｍｍの長いＰＰＬＮ格子を生じる。６．５８、
６．５０、および６．３８μｍの格子周期が形成され、この最初の２つは、１０
６４ｎｍで作動するＮｄ：ＹＡＧレーザの周波数倍加に適している。
単一ドメインのｚカットのＬｉＮｂＯ３のサンプルで開始する。フォトレジスト
パターンは、フォトリソグラフィによって結晶のｚ面上に形成された。これは、
電気絶縁体によって被覆される結晶面上の領域およびそのように被覆されない領
域を形成した。したがって、液体電極は部分的に絶縁された面に塗布され、ｚ軸
のドメイン反転は、液体電極を通して〜１１ｋＶの単一の高電圧パルスを加える
ことによって室温で実行される。これは、１ｍｍの間隔でＬｉＮｂＯ３のサンプ
ルの中心に置かれた３つの５．５ｍｍの長いＰＰＬＮ格子を生じる。６．５８、
６．５０、および６．３８μｍの格子周期が形成され、この最初の２つは、１０
６４ｎｍで作動するＮｄ：ＹＡＧレーザの周波数倍加に適している。
【００２１】 ＬｉＴａＯ３は、ＬｉＮｂＯ３と良く調和する熱特性と組み合わせる基板およ
び規則格子構造層の両方に適している材料として選択され、アニ−ルする場合、
重要な前もっての必要条件は、ＬｉＮｂＯ３の屈折率よりも小さい屈折率と共に
高温で結合することである。
び規則格子構造層の両方に適している材料として選択され、アニ−ルする場合、
重要な前もっての必要条件は、ＬｉＮｂＯ３の屈折率よりも小さい屈折率と共に
高温で結合することである。
【００２２】 各ＬｉＴａＯ３基板は、０．５ｍｍの厚さであり、２つの光学的に平坦な表面
間に約１２ｍｍ×１０ｍｍの結合面積を与えるようにＰＰＬＮサンプルに対して
成形された。ＬｉＴａＯ３基板とＰＰＬＮ格子との間の結合を形成するために、
２つの材料は、最初に洗浄され、次にＨ２Ｏ２‐ＮＨ４ＯＨ‐Ｈ２Ｏ（１：１：
６）の混合物が、両方の材料に塗布され、その後この材料を親水性にするために
脱イオン水で数分すすがれた。
間に約１２ｍｍ×１０ｍｍの結合面積を与えるようにＰＰＬＮサンプルに対して
成形された。ＬｉＴａＯ３基板とＰＰＬＮ格子との間の結合を形成するために、
２つの材料は、最初に洗浄され、次にＨ２Ｏ２‐ＮＨ４ＯＨ‐Ｈ２Ｏ（１：１：
６）の混合物が、両方の材料に塗布され、その後この材料を親水性にするために
脱イオン水で数分すすがれた。
【００２３】 ＰＰＬＮおよびＬｉＴａＯ３層の接触は、同じ結晶配向に沿って整列された両
方サンプルとともに室温で実行された。１２０℃の熱処理は、ＤＢ界面でパイロ
電気物質を誘起するために直ちに結晶接触を続行した。結果として生じた静電引
力は、２つの表面間からいかなる過剰の空気あるいは液体をも無理やり引き出す
のと同時に水素結合の形成を促進するために両方の材料を十分に接近させた。こ
の効果は、結晶界面で大部分の接触周辺を除去することによって明らかになった
。６時間の３２０℃での結合されたサンプルのアニ−ルは、他の機械加工に十分
な結合強度を与え、ＰＰＬＮ領域は、１２μｍの厚さの導波層を得るために下方
へ折り重ねられる。
方サンプルとともに室温で実行された。１２０℃の熱処理は、ＤＢ界面でパイロ
電気物質を誘起するために直ちに結晶接触を続行した。結果として生じた静電引
力は、２つの表面間からいかなる過剰の空気あるいは液体をも無理やり引き出す
のと同時に水素結合の形成を促進するために両方の材料を十分に接近させた。こ
の効果は、結晶界面で大部分の接触周辺を除去することによって明らかになった
。６時間の３２０℃での結合されたサンプルのアニ−ルは、他の機械加工に十分
な結合強度を与え、ＰＰＬＮ領域は、１２μｍの厚さの導波層を得るために下方
へ折り重ねられる。
【００２４】 ＬｉＴａＯ３の第２の規則格子構造層が次に上記のように加えられた。サンプ
ルのエッジの未結合領域の形跡は光の縞の存在によって検出されたが、最終ＤＢ
構造は、ＰＰＬＮコアの上下の約１２ｍｍ×１０ｍｍの結合界面を含んだ。格子
を囲む不必要な材料は、後でダイシング装置を使用して取り除かれ、次に導波路
端面は平行な光学的仕上げに研磨される。結果して生じる埋め込まれたＰＰＬＮ
平面構造の寸法は図１に概略が示されている。
ルのエッジの未結合領域の形跡は光の縞の存在によって検出されたが、最終ＤＢ
構造は、ＰＰＬＮコアの上下の約１２ｍｍ×１０ｍｍの結合界面を含んだ。格子
を囲む不必要な材料は、後でダイシング装置を使用して取り除かれ、次に導波路
端面は平行な光学的仕上げに研磨される。結果して生じる埋め込まれたＰＰＬＮ
平面構造の寸法は図１に概略が示されている。
【００２５】 導波路構造の伝搬損失の値に対する上限は、導波路の中に端部放出される１０
６４ｎｍのレーザビームの透過を測定することによって検出された。これはＳＧ
Ｈに帰因しないが、ＰＰＬＮ部と分極されていないＬｉＮｂＯ３部との間でこの
透過が変化したことを示した。顕微鏡対物レンズからのランチは、各領域に対し
て実験的に最適化され、最大透過の８１％が、分極された領域のエッジで検出さ
れ（最適のＳＨＧが発生した場合）、かつ分極されていないＬｉＮｂＯ３部の至
る所で検出されるのに対して、６５％の透過はＰＰＬＮ領域の中心で得られた。
したがって、格子の５．５ｍｍの長さを考慮すると、各部の伝搬損失の上限は、
ＰＰＬＮエッジおよびＬｉＮｂＯ３領域に対して１．７ｄＢｃｍ−１および中央
ＰＰＬＮ領域に対して３．４ｄＢｃｍ−１として配置できる。実際には、この透
過数字は不完全ランチングにより所定の損失も含むので、伝搬損失は、非常に低
い可能性がある。確かに、レーザ用途のためのガーネットおよびガラスのＤＢ導
波路は、〜０．５ｄＢｃｍ−１およびそれよりも小さい損失を示した。
６４ｎｍのレーザビームの透過を測定することによって検出された。これはＳＧ
Ｈに帰因しないが、ＰＰＬＮ部と分極されていないＬｉＮｂＯ３部との間でこの
透過が変化したことを示した。顕微鏡対物レンズからのランチは、各領域に対し
て実験的に最適化され、最大透過の８１％が、分極された領域のエッジで検出さ
れ（最適のＳＨＧが発生した場合）、かつ分極されていないＬｉＮｂＯ３部の至
る所で検出されるのに対して、６５％の透過はＰＰＬＮ領域の中心で得られた。
したがって、格子の５．５ｍｍの長さを考慮すると、各部の伝搬損失の上限は、
ＰＰＬＮエッジおよびＬｉＮｂＯ３領域に対して１．７ｄＢｃｍ−１および中央
ＰＰＬＮ領域に対して３．４ｄＢｃｍ−１として配置できる。実際には、この透
過数字は不完全ランチングにより所定の損失も含むので、伝搬損失は、非常に低
い可能性がある。確かに、レーザ用途のためのガーネットおよびガラスのＤＢ導
波路は、〜０．５ｄＢｃｍ−１およびそれよりも小さい損失を示した。
【００２６】 埋め込まれたＰＰＬＮ構造の非線形特性を試験するために、６．５０μｍの格
子のＳＨＧ特性が調査された。ＰＰＬＮ導波路の中間部を占有したこの格子は、
１７４．１℃の位相整合温度で光屈折効果を効果的に抑圧したので、他の分析の
ために選択された。１０６４ｎｍポンプ源は、多軸モードで作動する連続波ダイ
オードポンプＮｄ：ＹＡＧレーザ３０であった。線形分極状態は、材料の最大非
線形係数（ｄ３３）に近づくためにＰＰＬＮのｚ軸と平行であるような半波プレ
ート（図示せず）とともに回転された。導波路の中に放つポンプ放射線の集束は
、図２に示されるように、顕微鏡対物レンズおよび円柱レンズの組み合わせを使
用して実行された。特に、最初の円形ポンプビームは、ｘ１０顕微鏡対物レンズ
６０によって図１のＰＰＬＮ導波路装置７０の分極された領域上に集束される前
に非ガイド方向に広がりを生じるように球面コリメーターレンズ４０を通り、ｘ
２．４の円柱レンズ望遠鏡５０の中に送られる。このようなレンズの組み合わせ
は、水平未ガイド平面で発散を減らすのに役立っている間、良好なランチ効率を
生じるように選択された。この結果、ガイド方向に４±１μｍおよび非ガイド方
向に１１±１μｍの測定スポットサイズおよびライン焦点を有するポンプ源にな
る。
子のＳＨＧ特性が調査された。ＰＰＬＮ導波路の中間部を占有したこの格子は、
１７４．１℃の位相整合温度で光屈折効果を効果的に抑圧したので、他の分析の
ために選択された。１０６４ｎｍポンプ源は、多軸モードで作動する連続波ダイ
オードポンプＮｄ：ＹＡＧレーザ３０であった。線形分極状態は、材料の最大非
線形係数（ｄ３３）に近づくためにＰＰＬＮのｚ軸と平行であるような半波プレ
ート（図示せず）とともに回転された。導波路の中に放つポンプ放射線の集束は
、図２に示されるように、顕微鏡対物レンズおよび円柱レンズの組み合わせを使
用して実行された。特に、最初の円形ポンプビームは、ｘ１０顕微鏡対物レンズ
６０によって図１のＰＰＬＮ導波路装置７０の分極された領域上に集束される前
に非ガイド方向に広がりを生じるように球面コリメーターレンズ４０を通り、ｘ
２．４の円柱レンズ望遠鏡５０の中に送られる。このようなレンズの組み合わせ
は、水平未ガイド平面で発散を減らすのに役立っている間、良好なランチ効率を
生じるように選択された。この結果、ガイド方向に４±１μｍおよび非ガイド方
向に１１±１μｍの測定スポットサイズおよびライン焦点を有するポンプ源にな
る。
【００２７】 入力面の非ガイド平面の中心部のくびれに集束することは、必ずしも最大ＳＨ
Ｇ効率に対する最適条件ではないことに注目すべきである。しかしながら、この
最適条件は、より複雑にされた円柱レンズランチ装置の代わりに、集束素子とし
て１×１０対物レンズを有するこの実証で簡単にするために使用された。さらに
、この最初の実証に対して、導波路の入出力端面の両方は研磨されるが、未被覆
のままであり、各面で１４％の反射損失をもたらす。
Ｇ効率に対する最適条件ではないことに注目すべきである。しかしながら、この
最適条件は、より複雑にされた円柱レンズランチ装置の代わりに、集束素子とし
て１×１０対物レンズを有するこの実証で簡単にするために使用された。さらに
、この最初の実証に対して、導波路の入出力端面の両方は研磨されるが、未被覆
のままであり、各面で１４％の反射損失をもたらす。
【００２８】 導波路装置７０は、導波路の温度を１７４．１℃の位相整合温度に保持するた
めにオーブン８０に置かれた。
めにオーブン８０に置かれた。
【００２９】 第２のｘ１０顕微鏡対物レンズ９０は、導波路から通された光を集光するため
に使用される。この後に、ポンプビームからいかなるスループットも阻止するた
めの赤外線フィルタ１００が続き、ＰＰＬＮの発生された緑出力が光出力メータ
によって測定できるようになる。２０４ｍＷの放出されたポンプ電力（λ＝１０
６４ｎｍ）の場合、１．８ｍＷの二次高調波（ＳＨ）電力（λ＝５３２ｎｍ）は
結晶の内部で発生された。図３は、測定された値間の二次依存関係を示す、ＳＨ
出力の平方根対放出ポンプ出力のプロットを示している。
に使用される。この後に、ポンプビームからいかなるスループットも阻止するた
めの赤外線フィルタ１００が続き、ＰＰＬＮの発生された緑出力が光出力メータ
によって測定できるようになる。２０４ｍＷの放出されたポンプ電力（λ＝１０
６４ｎｍ）の場合、１．８ｍＷの二次高調波（ＳＨ）電力（λ＝５３２ｎｍ）は
結晶の内部で発生された。図３は、測定された値間の二次依存関係を示す、ＳＨ
出力の平方根対放出ポンプ出力のプロットを示している。
【００３０】 図２のシステムが光学パラメトリック装置の特定の例であることにもちろん注
目すべきである。この導波路は多数の他の装置で使用するのに適している。
目すべきである。この導波路は多数の他の装置で使用するのに適している。
【００３１】 ＰＰＬＮ導波路を試験している間に使用されるポンピング形状の寸法が例外的
であるために、この装置からのＳＨＧ効率のいかなる計算も複雑になる。その代
わりに行う最も興味ある比較は、格子の中心の最適集束によって同じ長さのバル
クＰＰＬＮから予想されるＳＨ電力の計算の場合である。１６ｐｍＶ−１の非線
形係数（同様に生成されたＰＰＬＮ格子を使用するバルク実験の結果と一致する
値）を仮定すると、バルク材料に１．３ｍＷのＳＨ電力、すなわち直列結合導波
路から得られた１．８ｍＷよりも小さい結果を発生できる。したがって、非最適
集束および唯一のガイド寸法であっても、埋め込まれたＰＰＬＮ装置は、バルク
材料よりも優れた改善されたＳＨＧ効率を示すことは明らかである。
であるために、この装置からのＳＨＧ効率のいかなる計算も複雑になる。その代
わりに行う最も興味ある比較は、格子の中心の最適集束によって同じ長さのバル
クＰＰＬＮから予想されるＳＨ電力の計算の場合である。１６ｐｍＶ−１の非線
形係数（同様に生成されたＰＰＬＮ格子を使用するバルク実験の結果と一致する
値）を仮定すると、バルク材料に１．３ｍＷのＳＨ電力、すなわち直列結合導波
路から得られた１．８ｍＷよりも小さい結果を発生できる。したがって、非最適
集束および唯一のガイド寸法であっても、埋め込まれたＰＰＬＮ装置は、バルク
材料よりも優れた改善されたＳＨＧ効率を示すことは明らかである。
【００３２】 ＰＰＬＮ導波路の出力モードの特徴は、ビデオカメラおよびＰＣ方式評価ソフ
トウェアの使用によって実行される。驚くべきことには、ＰＰＬＮ導波路からの
１０６４ｎｍのスループットおよびＳＨ生成の５３２ｎｍ放射の両方は、基本的
な空間モードではこのような大きな屈折率差（△ｎｃ≒１％）を有する１２μｍ
の厚さのガイドに関しては予想外の値であったことが観察された。確かに、よく
考えた上の劣ったランチを使用するだけで、１０６４ｎｍの基本モード以外のい
ずれも励起できる。同じ埋め込まれた構造内の分極されていないＬｉＮｂＯ３領
域からの１０６４ｎｍのスループットが実際多空間モードであったという結果は
、さらにいっそう珍しい。前述の明らかに異なる透過と結合されたモード特性の
この明らかな差は、ＰＰＬＮ部の屈折率プロフィールが分極されていないＬｉＮ
ｂＯ３部の屈折率プロフィールとは異なっていることを示している。
トウェアの使用によって実行される。驚くべきことには、ＰＰＬＮ導波路からの
１０６４ｎｍのスループットおよびＳＨ生成の５３２ｎｍ放射の両方は、基本的
な空間モードではこのような大きな屈折率差（△ｎｃ≒１％）を有する１２μｍ
の厚さのガイドに関しては予想外の値であったことが観察された。確かに、よく
考えた上の劣ったランチを使用するだけで、１０６４ｎｍの基本モード以外のい
ずれも励起できる。同じ埋め込まれた構造内の分極されていないＬｉＮｂＯ３領
域からの１０６４ｎｍのスループットが実際多空間モードであったという結果は
、さらにいっそう珍しい。前述の明らかに異なる透過と結合されたモード特性の
この明らかな差は、ＰＰＬＮ部の屈折率プロフィールが分極されていないＬｉＮ
ｂＯ３部の屈折率プロフィールとは異なっていることを示している。
【００３３】 要するに、本発明の第１の実施形態に対して、これらの実験は、ＤＢによって
ＬｉＮｂＯ３に埋め込まれた１２μｍの厚さの５．５ｎｍの長さの対称のＰＰＬ
Ｎ導波路の効果的なプロトタイプ製造を実証する。１７４℃の高温の６．５０μ
ｍ期間のＰＰＬＮ格子を使用すると、連続波ダイオードポンプＮｄ：ＹＡＧレー
ザの１０６４ｎｍの有効準位相整合周波数倍加が実証された。２０４ｍＷの基本
ポンプ電力の場合、ほぼ２ｍＷの緑電力が５３２ｎｍの出力波長で発生された。
この結果は、非最適集束条件で得られたが、同じ長さのバルク材料に対する理論
的な予想より高いままである。導波特性は、サンプルのＰＰＬＮ領域および分極
されていないＬｉＮｂＯ３領域で異なっていることが示され、ＰＰＬＮ部は、驚
くべき単一空間モード性質を有している。これらの結果は、溝構造を潜在的に組
み込む、より長い埋め込み導波路の製造により高効率非線形装置がもたらされる
ことを示している。伝搬損失および屈折率プロフィールに及ぼす歪みの影響の特
徴に関しては、ＤＢ技術は、非線形導波構造の選択における特別の自由、つまり
新しい装置の可能性を認めるべきであろう。
ＬｉＮｂＯ３に埋め込まれた１２μｍの厚さの５．５ｎｍの長さの対称のＰＰＬ
Ｎ導波路の効果的なプロトタイプ製造を実証する。１７４℃の高温の６．５０μ
ｍ期間のＰＰＬＮ格子を使用すると、連続波ダイオードポンプＮｄ：ＹＡＧレー
ザの１０６４ｎｍの有効準位相整合周波数倍加が実証された。２０４ｍＷの基本
ポンプ電力の場合、ほぼ２ｍＷの緑電力が５３２ｎｍの出力波長で発生された。
この結果は、非最適集束条件で得られたが、同じ長さのバルク材料に対する理論
的な予想より高いままである。導波特性は、サンプルのＰＰＬＮ領域および分極
されていないＬｉＮｂＯ３領域で異なっていることが示され、ＰＰＬＮ部は、驚
くべき単一空間モード性質を有している。これらの結果は、溝構造を潜在的に組
み込む、より長い埋め込み導波路の製造により高効率非線形装置がもたらされる
ことを示している。伝搬損失および屈折率プロフィールに及ぼす歪みの影響の特
徴に関しては、ＤＢ技術は、非線形導波構造の選択における特別の自由、つまり
新しい装置の可能性を認めるべきであろう。
【００３４】 前述の技術は、ＰＰＬＮに限定されず、ＬｉＴａＯ３、ドープされたＬｉＮｂ
Ｏ３（例えば、Ｍｇ、Ｔｉあるいは希土類元素がドープされた）、ニオブ酸スト
ロンチウムバリウム、チタン酸バリウム、リン酸カルシウムチタンおよびその同
形体、ガリウム砒素等のような極半導体のような光学的に役に立つ分極された強
誘電体材料にも応用できる。
Ｏ３（例えば、Ｍｇ、Ｔｉあるいは希土類元素がドープされた）、ニオブ酸スト
ロンチウムバリウム、チタン酸バリウム、リン酸カルシウムチタンおよびその同
形体、ガリウム砒素等のような極半導体のような光学的に役に立つ分極された強
誘電体材料にも応用できる。
【００３５】 ＰＰＬＮの分極は、結合工程前、結合工程中、結合工程間および／または結合
後に実行できる。分極が結合工程前以外で実行され、強誘電体材料が他の層のた
めに使用される場合、これらの他の層は終わりには分極されることもある。この
ことは導波路のガイド特性を変えるかもしれないが、導波路としての動作を妨げ
ることはない。確かに、結合特性は、この対策によって（あるいは他の層を別々
に分極させることによって）改善さえもできる。
後に実行できる。分極が結合工程前以外で実行され、強誘電体材料が他の層のた
めに使用される場合、これらの他の層は終わりには分極されることもある。この
ことは導波路のガイド特性を変えるかもしれないが、導波路としての動作を妨げ
ることはない。確かに、結合特性は、この対策によって（あるいは他の層を別々
に分極させることによって）改善さえもできる。
【００３６】 上記の例では、分極エリアは、層１０に沿って導波パスを規定するために使用
されるが、他の基板の場合、分極されない層はより適切なパスをもたらすことが
わかる。
されるが、他の基板の場合、分極されない層はより適切なパスをもたらすことが
わかる。
【００３７】 ２つの他の層２０によって層１０を囲む必要はない。その代わりに、１つの層
２０は、丁度２つの層の「オープンサンドウィッチ」構造を形成するために使用
できる。この場合、この構造の対称性は変更され、ガイドモードはたぶん異なる
が、導波路としての動作はなお可能である。
２０は、丁度２つの層の「オープンサンドウィッチ」構造を形成するために使用
できる。この場合、この構造の対称性は変更され、ガイドモードはたぶん異なる
が、導波路としての動作はなお可能である。
【００３８】 層１０の厚さは変えることができ、また導波路のガイドモードの特性が変えら
れる。このようにして、単一モード構造を製造できる。
れる。このようにして、単一モード構造を製造できる。
【００３９】 次に、図４および図５を参照すると、導波路パスを規定する内拡散を使用する
第２の実施形態が記載されている。
第２の実施形態が記載されている。
【００４０】 この第２の実施形態では、１つのＰＰＬＮ１００は従来の電気分極方法によっ
て作られる。この部品１００は、例えば、５００μｍの厚さであってもよく、他
の２つの寸法においては数ｍｍであってもよい。この部品１００の１つの面１１
０は、（フォトリソグラフィおよび真空蒸着あるいはスパッタリングの工程を使
用することによって）酸化マグネシウムでパターン化される。酸化マグネシウム
層は、約４００ｎｍ以下の薄さであり、（層によって被覆されない部分によって
）部品１００に沿って導波路パスを規定する。次に、この部品１００は、約６０
０℃と約１２００℃との間の温度まで加熱される。これによって、この酸化マグ
ネシウム材料は内拡散し、内拡散された領域１３０において屈折率を局部的に低
下させる。
て作られる。この部品１００は、例えば、５００μｍの厚さであってもよく、他
の２つの寸法においては数ｍｍであってもよい。この部品１００の１つの面１１
０は、（フォトリソグラフィおよび真空蒸着あるいはスパッタリングの工程を使
用することによって）酸化マグネシウムでパターン化される。酸化マグネシウム
層は、約４００ｎｍ以下の薄さであり、（層によって被覆されない部分によって
）部品１００に沿って導波路パスを規定する。次に、この部品１００は、約６０
０℃と約１２００℃との間の温度まで加熱される。これによって、この酸化マグ
ネシウム材料は内拡散し、内拡散された領域１３０において屈折率を局部的に低
下させる。
【００４１】 この部品１００は、次に、例えば４μｍと約４０μｍとの間のほぼ均一の厚さ
まで薄く研磨する前に面１１０になされた直接結合工程によってＬｉＴａＯ３基
板（図５の１４０）に結合されている。
まで薄く研磨する前に面１１０になされた直接結合工程によってＬｉＴａＯ３基
板（図５の１４０）に結合されている。
【００４２】 他の酸化マグネシウムパターンは、部品１００の露出（新しく研磨された）面
に付着され、加熱処理が繰り返される。これによって、酸化マグネシウムは、他
の面から内拡散し、面１１０からの内拡散に一致する。減少された屈折率の領域
１５０は、このように形成され、導波コア１６０を規定する。
に付着され、加熱処理が繰り返される。これによって、酸化マグネシウムは、他
の面から内拡散し、面１１０からの内拡散に一致する。減少された屈折率の領域
１５０は、このように形成され、導波コア１６０を規定する。
【００４３】 この技術あるいは相補外拡散技術は、他の強誘電体材料（例えば上記を参照）
に応用可能であるばかりでなく、その屈折率が様々なガラス、ポリマーおよび他
の結晶のような内拡散技術によって変えることができる、いかなる基板にも応用
可能である。この技術の全用途間で共有される共通の長所は、ガイド領域１６０
が純材料で形成できるということである。
に応用可能であるばかりでなく、その屈折率が様々なガラス、ポリマーおよび他
の結晶のような内拡散技術によって変えることができる、いかなる基板にも応用
可能である。この技術の全用途間で共有される共通の長所は、ガイド領域１６０
が純材料で形成できるということである。
【００４４】 同様に、実施形態の全てにおいて、「規則格子構造」層は、分極されていない
ＬｉＮｂＯ３のような様々な材料あるいは上記のリストからの他の適当な材料で
あってもよい。
ＬｉＮｂＯ３のような様々な材料あるいは上記のリストからの他の適当な材料で
あってもよい。
【００４５】 上記の技術を使用して湾曲した導波路パスを製造できる。第１の実施形態の場
合、一連の分極領域が信号分割器として分岐するトラック１７０を形成する、図
６に概略が示されている分極パターンと同様な分極パターンを使用できる。Ｌｉ
ＮｂＯ３の場合、結晶構造から生じる好ましい分極方向があるが、図６の配置は
、この制限を避け、多数の変位された分極ストライプを使用して湾曲パスあるい
は変わる方向のパスを形成する。
合、一連の分極領域が信号分割器として分岐するトラック１７０を形成する、図
６に概略が示されている分極パターンと同様な分極パターンを使用できる。Ｌｉ
ＮｂＯ３の場合、結晶構造から生じる好ましい分極方向があるが、図６の配置は
、この制限を避け、多数の変位された分極ストライプを使用して湾曲パスあるい
は変わる方向のパスを形成する。
【００４６】 参考文献 ［１］Ｊ Ａ Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ， Ｎ Ｂｌｏｅｍｂｅｒｇｅｎ， Ｊ Ｄ
ｕｃｕｉｎｇ， 及びＰ Ｓ Ｐｅｒｓｈａｎ， Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． １２
５． １９１８ （１９６２） ［２］Ｇ Ｗ Ｒｏｓｓ， Ｍ Ｐｏｌｌｎａｕ， Ｐ Ｇ Ｒ Ｓｍｉｔｈ，
Ｗ Ａ Ｃｌａｒｒｋｓｏｎ， Ｐ Ｂｒｉｔｔｏｎ， 及びＤ Ｃ Ｈａｎ
ｎａ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２３． １７１ （１９９８） ［３］Ｋ Ｋｉｎｔａｋａ， Ｎ Ｆｕｊｉｍｕｒａ， Ｔ Ｓｕｈａｒａ，及
びＨ Ｎｉｓｈｉｈａｒａ， Ｊ． Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ． １４．
４６２ （１９９６） ［４］Ｍ Ａ Ａｒｂｏｒｅ及びＭ Ｍ Ｆｅｊｅｒ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ．
２２． １５１ （１９９７） ［５］Ｐ Ｂａｌｄｉ， Ｍ Ｐ Ｄｅ Ｍｉｃｈｅｌｉ， Ｋ Ｅ Ｈａｄｉ
， Ｓ Ｎｏｕｈ， Ａ Ｃ Ｃｉｎｏ， Ｐ Ａｓｃｈｉｅｒｉ，及びＤ Ｂ
Ｏｓｔｒｏｗｓｋｙ， Ｏｐｔ． Ｅｎｇ． ３７． １９９３ （１９９８
） ［６］Ｊ Ａｍｉｎ， Ｖ Ｐｒｕｎｅｒｉ， Ｊ Ｗｅｂｊｏｒｍ， Ｐ Ｓ
ｔ Ｊ Ｒｕｓｓｅｌｌ， Ｄ Ｃ Ｈａｎｎａ，及びＪ Ｓ Ｗｉｌｋｉｎｓ
ｏｎ， Ｏｐｔ． Ｃｏｍｍ． １３５． ４１ （１９９７） ［７］Ｊ Ｈａｉｓｍａ， Ｂ Ａ Ｃ Ｍ Ｓｐｉｅｒｉｎｇｓ， Ｕ Ｋ
Ｐ Ｂｉｅｍａｎｎ，及びＡ Ａ ｖａｎ Ｇｏｒｋｕｒｎ， Ａｐｐｌ． Ｏ
ｐｔ． ３３． １１５４ （１９９４） ［８］Ｋ Ｅｄａ， Ｍ Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，及びＹ Ｔｏｍｉｔａ， Ａｐｐ
ｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６６． ８２７ （１９９４） ［９］Ｍ Ｊ Ｍｉｓｓｅｙ， Ｖ Ｄｏｍｉｎｉｃ， Ｌ Ｅ Ｍｙｅｒｓ，
及びＲ Ｃ Ｅｃｋａｒｄｔ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２３． ６６４ （１
９９８） ［１０］Ｙ Ｔｏｍｉｔａ， Ｍ Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，及びＫ Ｅｄａ， Ａｐ
ｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６６． １４８４ （１９９５） ［１１］Ｊ Ｈａｉｓｍａ， Ｔ Ｍ Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ，及びＦ Ｊ Ｈ
Ｍ ｖａｎ ｄｅｒ Ｋｒｕｉｓ， Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｊ． Ｒｅｓ． ４
９． ６５ （１９９５） ［１２］Ｃ Ｔ Ａ Ｂｒｏｗｎ， Ｃ Ｌ Ｂｏｎｎｅｒ， Ｔ Ｊ Ｗａｒ
ｂｕｒｔｏｎ， Ｄ Ｐ Ｓｈｅｐｈｅｒｄ， Ａ Ｃ Ｔｒｏｐｐｅｒ， Ｄ
Ｃ Ｈａｎｎａ及びＨ Ｅ Ｍｅｉｓｓｎｅｒ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ． ７１． １１３９ （１９９７） ［１３］Ｇ Ａ Ｃ Ｍ Ｓｐｉｅｒｉｎｇｓ， Ｊ Ｈａｉｓｍａ，及びＴ
Ｍ Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｊ． Ｒｅｓ． ４９． ４７
（１９９５） ［１４］Ｇ Ｄ Ｂｏｙｄ及びＤ Ｇ Ｋｌｅｉｎｍａｎｎ， Ｊ． Ａｐｐｌ
． Ｐｈｙｓ． ３９． ３５９７ （１９６８）
ｕｃｕｉｎｇ， 及びＰ Ｓ Ｐｅｒｓｈａｎ， Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． １２
５． １９１８ （１９６２） ［２］Ｇ Ｗ Ｒｏｓｓ， Ｍ Ｐｏｌｌｎａｕ， Ｐ Ｇ Ｒ Ｓｍｉｔｈ，
Ｗ Ａ Ｃｌａｒｒｋｓｏｎ， Ｐ Ｂｒｉｔｔｏｎ， 及びＤ Ｃ Ｈａｎ
ｎａ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２３． １７１ （１９９８） ［３］Ｋ Ｋｉｎｔａｋａ， Ｎ Ｆｕｊｉｍｕｒａ， Ｔ Ｓｕｈａｒａ，及
びＨ Ｎｉｓｈｉｈａｒａ， Ｊ． Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ． １４．
４６２ （１９９６） ［４］Ｍ Ａ Ａｒｂｏｒｅ及びＭ Ｍ Ｆｅｊｅｒ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ．
２２． １５１ （１９９７） ［５］Ｐ Ｂａｌｄｉ， Ｍ Ｐ Ｄｅ Ｍｉｃｈｅｌｉ， Ｋ Ｅ Ｈａｄｉ
， Ｓ Ｎｏｕｈ， Ａ Ｃ Ｃｉｎｏ， Ｐ Ａｓｃｈｉｅｒｉ，及びＤ Ｂ
Ｏｓｔｒｏｗｓｋｙ， Ｏｐｔ． Ｅｎｇ． ３７． １９９３ （１９９８
） ［６］Ｊ Ａｍｉｎ， Ｖ Ｐｒｕｎｅｒｉ， Ｊ Ｗｅｂｊｏｒｍ， Ｐ Ｓ
ｔ Ｊ Ｒｕｓｓｅｌｌ， Ｄ Ｃ Ｈａｎｎａ，及びＪ Ｓ Ｗｉｌｋｉｎｓ
ｏｎ， Ｏｐｔ． Ｃｏｍｍ． １３５． ４１ （１９９７） ［７］Ｊ Ｈａｉｓｍａ， Ｂ Ａ Ｃ Ｍ Ｓｐｉｅｒｉｎｇｓ， Ｕ Ｋ
Ｐ Ｂｉｅｍａｎｎ，及びＡ Ａ ｖａｎ Ｇｏｒｋｕｒｎ， Ａｐｐｌ． Ｏ
ｐｔ． ３３． １１５４ （１９９４） ［８］Ｋ Ｅｄａ， Ｍ Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，及びＹ Ｔｏｍｉｔａ， Ａｐｐ
ｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６６． ８２７ （１９９４） ［９］Ｍ Ｊ Ｍｉｓｓｅｙ， Ｖ Ｄｏｍｉｎｉｃ， Ｌ Ｅ Ｍｙｅｒｓ，
及びＲ Ｃ Ｅｃｋａｒｄｔ， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２３． ６６４ （１
９９８） ［１０］Ｙ Ｔｏｍｉｔａ， Ｍ Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，及びＫ Ｅｄａ， Ａｐ
ｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６６． １４８４ （１９９５） ［１１］Ｊ Ｈａｉｓｍａ， Ｔ Ｍ Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ，及びＦ Ｊ Ｈ
Ｍ ｖａｎ ｄｅｒ Ｋｒｕｉｓ， Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｊ． Ｒｅｓ． ４
９． ６５ （１９９５） ［１２］Ｃ Ｔ Ａ Ｂｒｏｗｎ， Ｃ Ｌ Ｂｏｎｎｅｒ， Ｔ Ｊ Ｗａｒ
ｂｕｒｔｏｎ， Ｄ Ｐ Ｓｈｅｐｈｅｒｄ， Ａ Ｃ Ｔｒｏｐｐｅｒ， Ｄ
Ｃ Ｈａｎｎａ及びＨ Ｅ Ｍｅｉｓｓｎｅｒ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ． ７１． １１３９ （１９９７） ［１３］Ｇ Ａ Ｃ Ｍ Ｓｐｉｅｒｉｎｇｓ， Ｊ Ｈａｉｓｍａ，及びＴ
Ｍ Ｍｉｃｈｉｅｌｓｅｎ、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｊ． Ｒｅｓ． ４９． ４７
（１９９５） ［１４］Ｇ Ｄ Ｂｏｙｄ及びＤ Ｇ Ｋｌｅｉｎｍａｎｎ， Ｊ． Ａｐｐｌ
． Ｐｈｙｓ． ３９． ３５９７ （１９６８）
【図面の簡単な説明】
【図１】 タンタル酸リチウムの２つの層間に結合されたＰＰＬＮを使用して形成された
導波路の概略図である。
導波路の概略図である。
【図２】 図１の導波路を使用する二次高調波発生器の概略を示す。
【図３】 図２の装置に対する電力を放つ二次高調波電力の平方根に関するグラフである
。
。
【図４】 内拡散技術を使用する本発明の実施形態による導波路の製造を示す概略図であ
る。
る。
【図５】 内拡散技術を使用する本発明の実施形態による導波路の製造を示す概略図で
ある。
ある。
【図６】 本発明の他の実施形態による導波路の概略を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スミス，ピーター・ジヨージ・ロビン イギリス国、ハンプシヤー・エス・オー・ 51・５・ビー・キユウ、ロムジイ、エイ ト・エイカーズ・38 (72)発明者 ロス，グレーム・ウイリアム イギリス国、アバデイーン・エイ・ビー・ 10・６・ユー・エツクス、クイーンズ・ク ロス、グレードストーン・プレース・35 (72)発明者 ハンナ，デイビツド・コリン イギリス国、ハンプシヤー・エス・オー・ 15・７・ピー・エイチ、サウザンプトン、 シヤーリイ、ヒル・レイン・346 (72)発明者 シエプフエルド，デイビツト・ピー イギリス国、ハンプシヤー・エス・オー・ 17・１・エヌ・ピー、サウザンプトン、ハ イフイールド、ハイフイールド・レイン・ 116、フラツト・２ (72)発明者 ガウイズ，コリン・バーリイ・エドモンド イギリス国、エセツクス・アール・エム・ ３・０・テイ・テイ、ロムフオード、ハロ ルド・ウツド、アツプランド・コート・ロ ード・24 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 NA04 NA08 PA00 QA03 RA08 TA01 2K002 AB12 BA03 CA03 DA06 EA04 EA07 HA20 HA21
Claims (14)
- 【請求項１】 直接界面結合によって光学材料の規則格子構造層に結合され
た少なくとも光学材料のガイド層を含む光導波路であって、ガイド層の領域がガ
イド層に沿って光ガイドパスを規定するように変更された光学的性質を有するこ
とを特徴とする光導波路。 - 【請求項２】 直接界面結合によってガイド層に結合された他の規則格子構
造層を含むことを特徴とする請求項１に記載の導波路。 - 【請求項３】 ガイド層が強誘電体材料で形成されることを特徴とする請求
項１あるいは請求項２に記載の導波路。 - 【請求項４】 ガイド層がニオブ酸リチウムで形成されることを特徴とする
請求項３に記載の導波路。 - 【請求項５】 変更領域がガイド層の電気分極領域であることを特徴とする
請求項３あるいは４に記載の導波路。 - 【請求項６】 変更領域が、ガイド層の空間的な周期的電気分極領域である
ことを特徴とする請求項５に記載の導波路。 - 【請求項７】 変更領域が、１つあるいはそれ以上のドーパント材料をガイ
ド層に内拡散することによって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいず
れか一項に記載の導波路。 - 【請求項８】 変更領域の少なくとも一部が光ガイドパスを形成することを
特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の導波路。 - 【請求項９】 光ガイドパスがガイド層の未変更領域で形成され、変更領域
が光ガイドパスの境界を規定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項
に記載の導波路。 - 【請求項１０】 光パラメットリック装置であって、 請求項１〜９のいずれか一項に記載の導波路と、 入力光信号を導波路の中に放つ手段とを備えていることを特徴とする光パラメ
トリック装置。 - 【請求項１１】 入力光信号の波長の構成要素を減少させるように導波路か
ら出る光をフィルタリングする出力フィルタを含むことを特徴とする請求項１０
に記載の装置。 - 【請求項１２】 光導波路を製造する方法であって、 （ａ）直接界面結合によって、光学材料のガイド層を光学材料の規則格子構造
層に結合するステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）前、またはステップ（ａ）中、またはステップ（ａ）後
に、ガイド層に沿って光ガイドパスを規定するようにガイド層の領域の光学的性
質を変更するステップとを含むことを特徴とする光導波路を製造する方法。 - 【請求項１３】 （ｃ）ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）の後に、ガイ
ド層から材料を取り除き、ガイド層の厚さを減らすステップと、 （ｄ）ステップ（ｃ）後に直接界面結合によって、他の規則格子構造層をガイ
ド層に結合するステップとを含むことを特徴する請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 （ｅ）ステップ（ａ）前に、ガイド層の領域を変更するた
めに材料をガイド層の一方の面へ／一方の面から内拡散および／または外拡散し
、この面が、ステップ（ａ）で規則格子構造層に結合され、 （ｆ）ステップ（ｄ）前に、ガイド層の領域を変更するために材料をガイド層
の露出面へ／露出面から内拡散および／または外拡散し 、この面が、ステップ（ｄ）で他の規則格子構造層に結合されることを含むこと
を特徴とする請求項１３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9820024.9 | 1998-09-14 | ||
| GB9820024A GB2341454B (en) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | Optical waveguide and method of fabricating the same |
| PCT/GB1999/003055 WO2000016140A1 (en) | 1998-09-14 | 1999-09-14 | Fabrication of optical waveguides |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002525648A true JP2002525648A (ja) | 2002-08-13 |
| JP4579417B2 JP4579417B2 (ja) | 2010-11-10 |
Family
ID=10838853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000570620A Expired - Fee Related JP4579417B2 (ja) | 1998-09-14 | 1999-09-14 | 光導波路の製造 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6834151B1 (ja) |
| EP (1) | EP1114343B1 (ja) |
| JP (1) | JP4579417B2 (ja) |
| AT (1) | ATE227431T1 (ja) |
| AU (1) | AU5875499A (ja) |
| DE (1) | DE69903844T2 (ja) |
| DK (1) | DK1114343T3 (ja) |
| GB (1) | GB2341454B (ja) |
| WO (1) | WO2000016140A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6801691B2 (en) | 1999-12-23 | 2004-10-05 | Spectalis Corp. | Optical waveguide structures |
| US7043134B2 (en) | 1999-12-23 | 2006-05-09 | Spectalis Corp. | Thermo-optic plasmon-polariton devices |
| JP4698018B2 (ja) * | 2000-12-12 | 2011-06-08 | 日本碍子株式会社 | 接着体の製造方法、および接着剤 |
| WO2002071143A1 (fr) * | 2001-03-02 | 2002-09-12 | Nikon Corporation | Dispositif de source lumineuse, dispositifs d'illumination et d'exposition, et procede de production de dispositif |
| US6914999B2 (en) | 2002-05-31 | 2005-07-05 | Spectalis Corp. | Electro-optic modulators |
| JP2004295088A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-10-21 | Ngk Insulators Ltd | 波長変換素子 |
| CN102394467B (zh) * | 2007-07-31 | 2013-11-06 | 南京长青激光科技有限责任公司 | 宽波带光源装置 |
| US8009279B2 (en) * | 2009-01-12 | 2011-08-30 | Corning Incorporated | Characterization of non-linear optical materials using bragg coupling |
| CN110273180A (zh) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 近匹配角Al掺杂CsLiB6O10晶体的生长方法及光学应用 |
| CN112444503B (zh) * | 2020-11-19 | 2021-09-24 | 哈尔滨理工大学 | 一种监测铜离子/细菌双参量光纤传感装置及实现方法 |
| CN112444502B (zh) * | 2020-11-19 | 2021-09-24 | 哈尔滨理工大学 | 一种监测铅离子/细菌双参量光纤传感装置及实现方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04368921A (ja) * | 1991-06-18 | 1992-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 波長変換素子およびその製造方法 |
| JPH0572585A (ja) * | 1991-02-12 | 1993-03-26 | Tdk Corp | 導波路結合型ｓｈｇ素子 |
| JPH06222229A (ja) * | 1992-11-16 | 1994-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導波路素子とその製造方法 |
| JPH08220576A (ja) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Sony Corp | 短波長光発生装置 |
| JP2000028839A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導波路部品およびその製造方法 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8608276D0 (en) * | 1986-04-04 | 1986-05-08 | British Telecomm | Optical devices |
| US5292620A (en) * | 1988-01-15 | 1994-03-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Optical waveguide devices, elements for making the devices and methods of making the devices and elements |
| DE3814299A1 (de) * | 1988-04-28 | 1989-11-09 | Hoechst Ag | Lichtwellenleiter |
| US5122852A (en) * | 1990-04-23 | 1992-06-16 | Bell Communications Research, Inc. | Grafted-crystal-film integrated optics and optoelectronic devices |
| US5155791A (en) * | 1990-12-07 | 1992-10-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Hybrid optical waveguides for phase-matched nonlinear wavelength conversion |
| US6002829A (en) * | 1992-03-23 | 1999-12-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Luminaire device |
| EP0816879A1 (en) * | 1992-07-08 | 1998-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide device and manufacturing method of the same |
| KR0137125B1 (ko) * | 1992-11-16 | 1998-06-15 | 모리시타 요이찌 | 광도파로소자와 그 제조방법 |
| US6169839B1 (en) * | 1993-04-30 | 2001-01-02 | Walter A. Johanson | Light distribution systems and illumination devices |
| FR2722304B1 (fr) * | 1994-07-06 | 1996-08-14 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation de guides d'onde circulares et enterres, et dispositifs associes. |
| US5630004A (en) * | 1994-09-09 | 1997-05-13 | Deacon Research | Controllable beam director using poled structure |
| US5804461A (en) * | 1994-12-22 | 1998-09-08 | Polaroid Corporation | Laser diode with an ion-implant region |
| GB2301678B (en) * | 1995-04-28 | 1999-02-24 | Univ Southampton | Optical waveguide device |
| US5756263A (en) * | 1995-05-30 | 1998-05-26 | Eastman Kodak Company | Method of inverting ferroelectric domains by application of controlled electric field |
| US5734772A (en) * | 1995-10-13 | 1998-03-31 | Eastman Kodak Company | Inverted domain structure in ferroelectric crystals with polarization in the crystal plane |
| US5875053A (en) * | 1996-01-26 | 1999-02-23 | Sdl, Inc. | Periodic electric field poled crystal waveguides |
| DE69703200T2 (de) * | 1996-01-30 | 2001-04-26 | British Telecomm | Optischer wellenleiter |
| US5886799A (en) * | 1997-03-27 | 1999-03-23 | Polaroid Corporation | Polarizing holographic reflector module and method for the manufacture thereof |
| DE59812989D1 (de) * | 1997-10-31 | 2005-09-15 | Infineon Technologies Ag | Anordnung aus optischen Wellenleitern |
| US6154310A (en) * | 1997-11-21 | 2000-11-28 | Imra America, Inc. | Ultrashort-pulse source with controllable multiple-wavelength output |
| US6270604B1 (en) * | 1998-07-23 | 2001-08-07 | Molecular Optoelectronics Corporation | Method for fabricating an optical waveguide |
-
1998
- 1998-09-14 GB GB9820024A patent/GB2341454B/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-09-14 US US09/762,805 patent/US6834151B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-14 AU AU58754/99A patent/AU5875499A/en not_active Abandoned
- 1999-09-14 AT AT99946340T patent/ATE227431T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-09-14 JP JP2000570620A patent/JP4579417B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-14 EP EP99946340A patent/EP1114343B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-14 DK DK99946340T patent/DK1114343T3/da active
- 1999-09-14 DE DE69903844T patent/DE69903844T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-14 WO PCT/GB1999/003055 patent/WO2000016140A1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0572585A (ja) * | 1991-02-12 | 1993-03-26 | Tdk Corp | 導波路結合型ｓｈｇ素子 |
| JPH04368921A (ja) * | 1991-06-18 | 1992-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 波長変換素子およびその製造方法 |
| JPH06222229A (ja) * | 1992-11-16 | 1994-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導波路素子とその製造方法 |
| JPH08220576A (ja) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Sony Corp | 短波長光発生装置 |
| JP2000028839A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導波路部品およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2000016140A1 (en) | 2000-03-23 |
| GB2341454A (en) | 2000-03-15 |
| EP1114343B1 (en) | 2002-11-06 |
| AU5875499A (en) | 2000-04-03 |
| ATE227431T1 (de) | 2002-11-15 |
| GB9820024D0 (en) | 1998-11-04 |
| DE69903844D1 (de) | 2002-12-12 |
| EP1114343A1 (en) | 2001-07-11 |
| DE69903844T2 (de) | 2003-09-18 |
| DK1114343T3 (da) | 2003-03-10 |
| JP4579417B2 (ja) | 2010-11-10 |
| US6834151B1 (en) | 2004-12-21 |
| GB2341454B (en) | 2003-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5408566A (en) | Optical guided-wave device and manufacturing method | |
| JPH10503602A (ja) | パターン付分極化誘電構造体と装置の製造 | |
| JP2002525648A (ja) | 光導波路の製造 | |
| JP3059080B2 (ja) | 分極反転領域の製造方法ならびにそれを利用した光波長変換素子及び短波長光源 | |
| JPH06289341A (ja) | 光導波路素子とその製造方法 | |
| JP3052501B2 (ja) | 波長変換素子の製造方法 | |
| Hu et al. | Towards nonlinear photonic wires in lithium niobate | |
| JP7062937B2 (ja) | 光学素子およびその製造方法 | |
| JP2000066050A (ja) | 光導波路部品の製造方法及び光導波路部品 | |
| JP3332363B2 (ja) | 分極反転領域の製造方法ならびにそれを利用した光波長変換素子及びその製造方法 | |
| JP2002040502A (ja) | 光導波路素子 | |
| JPH06289346A (ja) | 誘電体光導波路素子およびその製造方法 | |
| JP2581486B2 (ja) | 光導波路素子およびその製造方法 | |
| JP2765112B2 (ja) | 光導波路デバイス、光波長変換素子および短波長レーザ光源 | |
| US12007666B2 (en) | Wavelength conversion element and method for producing same | |
| JP2005504360A (ja) | 非線形光学スタック | |
| WO2020080195A1 (ja) | 波長変換素子およびその作製方法 | |
| JP3999732B2 (ja) | 波長変換素子の製造方法 | |
| JP2001264554A (ja) | 光学素子 | |
| US20050195473A1 (en) | Selective amplification and/or filtering of frequency bands via nonlinear optical frequency conversion in aperiodic engineered materials | |
| JP3842427B2 (ja) | 光導波路部品及びその製造方法 | |
| Gawith | Novel active waveguide devices in direct-bonded structures | |
| JPH0497232A (ja) | 波長変換素子および入射テーパ光導波路作製方法 | |
| JP2004020749A (ja) | 波長変換素子用薄膜基板の製造方法及び波長変換素子の製造方法 | |
| Gawith et al. | Second-Harmonic Generation in a Direct-Bonded Periodically-Poled-LiNbO |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090630 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090924 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20091001 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100810 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100826 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |