JP2003270598A - 電気光学結晶およびＺｎＴｅ電気光学結晶の製造方法 - Google Patents
電気光学結晶およびＺｎＴｅ電気光学結晶の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 面方位が（１００）またはその近傍のＺｎＴ
ｅ結晶と、面方位が（１１０）、（１１１）、またはそ
れらの近傍のＺｎＴｅ結晶との貼り合わせ方法を改良す
ることにより、より高感度のテラヘルツ電磁波検出器用
のＥ／Ｏ素子として有効なＺｎＴｅ結晶、およびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 電界による複屈折率が比較的大きい、例
えば面方位が（１１０）、（１１１）、またはそれらの
近傍の第１の結晶（例えば、ＺｎＴｅ結晶）と、前記結
晶に比較して電界による複屈折率の変化が小さい、例え
ば面方位が（１００）またはその近傍の第２の結晶（例
えば、ＺｎＴｅ結晶）とを、熱圧着により貼り合わせて
電気光学結晶（Ｅ／Ｏ結晶）を作製するようにした。
ｅ結晶と、面方位が（１１０）、（１１１）、またはそ
れらの近傍のＺｎＴｅ結晶との貼り合わせ方法を改良す
ることにより、より高感度のテラヘルツ電磁波検出器用
のＥ／Ｏ素子として有効なＺｎＴｅ結晶、およびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 電界による複屈折率が比較的大きい、例
えば面方位が（１１０）、（１１１）、またはそれらの
近傍の第１の結晶（例えば、ＺｎＴｅ結晶）と、前記結
晶に比較して電界による複屈折率の変化が小さい、例え
ば面方位が（１００）またはその近傍の第２の結晶（例
えば、ＺｎＴｅ結晶）とを、熱圧着により貼り合わせて
電気光学結晶（Ｅ／Ｏ結晶）を作製するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テラヘルツオーダ
ーの電磁波パルスの検出器に利用して有効な電気光学結
晶（Ｅ／Ｏ結晶）およびその製造方法に関し、特に、Ｚ
ｎＴｅ結晶からなる電気光学結晶に適用して有効な技術
に関する。
ーの電磁波パルスの検出器に利用して有効な電気光学結
晶（Ｅ／Ｏ結晶）およびその製造方法に関し、特に、Ｚ
ｎＴｅ結晶からなる電気光学結晶に適用して有効な技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、サブミリ波から遠赤外（３００
ＧＨｚ〜１２ＴＨｚ）域を含む周波数領域はテラヘルツ
電磁波領域と総称され、光波と電波の境界に位置する。
近年では、半導体の光伝導スイッチ素子をフェムト秒レ
ーザで励起することによりテラヘルツ電磁波を発生する
技術や、電気光学結晶（Electro-Optic Crystal；Ｅ／
Ｏ結晶）の複屈折率の特性を利用してテラヘルツ電磁波
を検出する技術が開発される等、テラヘルツ電磁波に関
する技術は著しく進歩している。一例として、ＺｎＴｅ
結晶をＥ／Ｏ結晶として用いたテラヘルツ電磁波検出器
について、図２を参照して説明する。
ＧＨｚ〜１２ＴＨｚ）域を含む周波数領域はテラヘルツ
電磁波領域と総称され、光波と電波の境界に位置する。
近年では、半導体の光伝導スイッチ素子をフェムト秒レ
ーザで励起することによりテラヘルツ電磁波を発生する
技術や、電気光学結晶（Electro-Optic Crystal；Ｅ／
Ｏ結晶）の複屈折率の特性を利用してテラヘルツ電磁波
を検出する技術が開発される等、テラヘルツ電磁波に関
する技術は著しく進歩している。一例として、ＺｎＴｅ
結晶をＥ／Ｏ結晶として用いたテラヘルツ電磁波検出器
について、図２を参照して説明する。
【０００３】図２に示すテラヘルツ電磁波検出器１００
は、例えばレーザ光を発振するレーザ光源１０１と、光
学遅延（時間遅延）手段１０２と、テラヘルツ電磁波を
放射するエミッタ１０３と、ＺｎＴｅ結晶からなるＥ／
Ｏ結晶１０６と、Ｅ／Ｏ結晶を通過して入射したプロー
ブ光の強度を測定する、例えばフォトダイオードからな
る光検出器１０５と、励起光またはプローブ光を反射し
て所要の光路を決定する反射鏡（リフレクタ）Ｒ１〜Ｒ
６と、光を分岐または結合するビームスプリッタＳ１，
Ｓ２と、光の振動方向を一方向に制限する偏光子１０
４，１０７と、で構成される。なお、図２のテラヘルツ
電磁波検出器は、励起光源およびプローブ光源として同
一のレーザ光源１０１を用い、レーザ光源１０１から発
振されたレーザ光をビームスプリッタＳ１によって分岐
させ、光学遅延手段１０２等によってそれぞれの光路長
を調整できるようにして、テラヘルツ電磁波およびプロ
ーブ光がＥ／Ｏ結晶１０６に入射するタイミングを調整
できる装置構成としている。
は、例えばレーザ光を発振するレーザ光源１０１と、光
学遅延（時間遅延）手段１０２と、テラヘルツ電磁波を
放射するエミッタ１０３と、ＺｎＴｅ結晶からなるＥ／
Ｏ結晶１０６と、Ｅ／Ｏ結晶を通過して入射したプロー
ブ光の強度を測定する、例えばフォトダイオードからな
る光検出器１０５と、励起光またはプローブ光を反射し
て所要の光路を決定する反射鏡（リフレクタ）Ｒ１〜Ｒ
６と、光を分岐または結合するビームスプリッタＳ１，
Ｓ２と、光の振動方向を一方向に制限する偏光子１０
４，１０７と、で構成される。なお、図２のテラヘルツ
電磁波検出器は、励起光源およびプローブ光源として同
一のレーザ光源１０１を用い、レーザ光源１０１から発
振されたレーザ光をビームスプリッタＳ１によって分岐
させ、光学遅延手段１０２等によってそれぞれの光路長
を調整できるようにして、テラヘルツ電磁波およびプロ
ーブ光がＥ／Ｏ結晶１０６に入射するタイミングを調整
できる装置構成としている。
【０００４】まず、励起光源１０１から発振されたレー
ザ光は、ビームスプリッタＳ１で励起光とプローブ光に
分岐される。そして、励起光は光学遅延手段１０２を通
過したのち光伝導素子としてのＧａＡｓ基板１０８に入
射する。このときに、例えば約５ｋＶのバイアス電圧を
印加することによりテラヘルツ電磁波が発生し、発生し
たテラヘルツ電子波はビームスプリッタＳ２に入射す
る。一方、プローブ光は、リフレクタＲ５，Ｒ６を介し
て偏光子１０７に入射して直線偏光に調えられた後、ビ
ームスプリッタＳ２に入射する。
ザ光は、ビームスプリッタＳ１で励起光とプローブ光に
分岐される。そして、励起光は光学遅延手段１０２を通
過したのち光伝導素子としてのＧａＡｓ基板１０８に入
射する。このときに、例えば約５ｋＶのバイアス電圧を
印加することによりテラヘルツ電磁波が発生し、発生し
たテラヘルツ電子波はビームスプリッタＳ２に入射す
る。一方、プローブ光は、リフレクタＲ５，Ｒ６を介し
て偏光子１０７に入射して直線偏光に調えられた後、ビ
ームスプリッタＳ２に入射する。
【０００５】次に、ビームスプリッタＳ２でテラヘルツ
電磁波とプローブ光は結合され、Ｅ／Ｏ結晶（ＺｎＴｅ
結晶）１０６に入射する。このとき、テラヘルツ電磁波
により電界が生じているため、ＺｎＴｅ結晶に複屈折が
誘起され、プローブ光は僅かに楕円偏光に変化される。
次に、ＺｎＴｅ結晶を透過したプローブ光は、偏光子１
０７の偏光方向から９０°回転させた偏光方向を有する
偏光子１０４に入射する。そして、この偏光子１０４を
通過して漏れ出してくるプローブ光の強度を光検出器１
０５で検出する。つまり、テラヘルツ電磁波による電界
の大きさが大きいほどＺｎＴｅ結晶１０６の複屈折率の
変化が大きくなるために、楕円偏光となる割合が大きく
なる。したがって、漏れ出してくるプローブ光の強度が
大きいほど、テラヘルツ電磁波による電界の大きさが大
きいということになる。
電磁波とプローブ光は結合され、Ｅ／Ｏ結晶（ＺｎＴｅ
結晶）１０６に入射する。このとき、テラヘルツ電磁波
により電界が生じているため、ＺｎＴｅ結晶に複屈折が
誘起され、プローブ光は僅かに楕円偏光に変化される。
次に、ＺｎＴｅ結晶を透過したプローブ光は、偏光子１
０７の偏光方向から９０°回転させた偏光方向を有する
偏光子１０４に入射する。そして、この偏光子１０４を
通過して漏れ出してくるプローブ光の強度を光検出器１
０５で検出する。つまり、テラヘルツ電磁波による電界
の大きさが大きいほどＺｎＴｅ結晶１０６の複屈折率の
変化が大きくなるために、楕円偏光となる割合が大きく
なる。したがって、漏れ出してくるプローブ光の強度が
大きいほど、テラヘルツ電磁波による電界の大きさが大
きいということになる。
【０００６】このように、電界によりＥ／Ｏ結晶１０６
の複屈折率が変化することを利用し、テラヘルツ電磁波
による電界の大きさをプローブ光の強度に変換して測定
することにより、テラヘルツ電磁波を検出することがで
きる。なお、図２のテラヘルツ電磁波検出器は、テラヘ
ルツ電磁波を放射するエミッタ１０３とビームスプリッ
タＳ２の間にサンプルを配置して、サンプルを透過して
きたテラヘルツ電磁波を検出することにより、サンプル
の透過特性を測定することができる。
の複屈折率が変化することを利用し、テラヘルツ電磁波
による電界の大きさをプローブ光の強度に変換して測定
することにより、テラヘルツ電磁波を検出することがで
きる。なお、図２のテラヘルツ電磁波検出器は、テラヘ
ルツ電磁波を放射するエミッタ１０３とビームスプリッ
タＳ２の間にサンプルを配置して、サンプルを透過して
きたテラヘルツ電磁波を検出することにより、サンプル
の透過特性を測定することができる。
【０００７】ところで、一般に、電界により結晶の複屈
折率が変化する割合（電気光学係数）は、ＺｎＴｅ結晶
などの閃亜鉛構造結晶では面方位が（１００）以外の面
方位で電気光学係数が有限の値を持っており、面方位が
（１００）のときに０になる（複屈折率は変化しない）
ことが知られている。一般には、面方位が（１１０）、
（１１１）、またはそれらの近傍である場合に大きな電
気光学係数を持ち、これらの面方位を有するＺｎＴｅ結
晶がＥ／Ｏ素子用結晶として用いられる。そのため、従
来は、テラヘルツ電磁波検出器１００のＥ／Ｏ結晶１０
６として、面方位が（１１０）または（１１１）のＺｎ
Ｔｅ結晶が用いられていた。
折率が変化する割合（電気光学係数）は、ＺｎＴｅ結晶
などの閃亜鉛構造結晶では面方位が（１００）以外の面
方位で電気光学係数が有限の値を持っており、面方位が
（１００）のときに０になる（複屈折率は変化しない）
ことが知られている。一般には、面方位が（１１０）、
（１１１）、またはそれらの近傍である場合に大きな電
気光学係数を持ち、これらの面方位を有するＺｎＴｅ結
晶がＥ／Ｏ素子用結晶として用いられる。そのため、従
来は、テラヘルツ電磁波検出器１００のＥ／Ｏ結晶１０
６として、面方位が（１１０）または（１１１）のＺｎ
Ｔｅ結晶が用いられていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、面方位
が（１１０）または（１１１）であるＺｎＴｅ結晶をＥ
／Ｏ結晶として用いた場合、測定可能な帯域を広げるた
め結晶を薄くする必要がある。そこで、前記ＺｎＴｅ結
晶の厚さを例えば１０μｍ程度まで薄くすることが要求
された。しかし、入射したプローブ光が多重反射などに
より散乱してしまうために感度が低下するという不具合
が生じた。また、ＺｎＴｅ結晶を薄く研磨するためにあ
る程度の強度が必要となるため、石英基板と、面方位が
（１１０）または（１１１）のＺｎＴｅ結晶とを接着剤
により貼り合わせてＥ／Ｏ結晶素子とする技術が提案さ
れていた。しかし、多重反射による散乱の影響を除外す
ることはできなかった。そこで、多重反射の影響を無く
するため反射防止膜を結晶上に形成することでプローブ
光の多重反射による感度の低下は一部改善された。
が（１１０）または（１１１）であるＺｎＴｅ結晶をＥ
／Ｏ結晶として用いた場合、測定可能な帯域を広げるた
め結晶を薄くする必要がある。そこで、前記ＺｎＴｅ結
晶の厚さを例えば１０μｍ程度まで薄くすることが要求
された。しかし、入射したプローブ光が多重反射などに
より散乱してしまうために感度が低下するという不具合
が生じた。また、ＺｎＴｅ結晶を薄く研磨するためにあ
る程度の強度が必要となるため、石英基板と、面方位が
（１１０）または（１１１）のＺｎＴｅ結晶とを接着剤
により貼り合わせてＥ／Ｏ結晶素子とする技術が提案さ
れていた。しかし、多重反射による散乱の影響を除外す
ることはできなかった。そこで、多重反射の影響を無く
するため反射防止膜を結晶上に形成することでプローブ
光の多重反射による感度の低下は一部改善された。
【０００９】一方、面方位が（１００）のＺｎＴｅ結晶
の複屈折率は電界により変化しないので、面方位が（１
１０）または（１１１）のＺｎＴｅ結晶と貼り合わせる
ための基板として、石英基板よりも望ましいことが明か
となった。
の複屈折率は電界により変化しないので、面方位が（１
１０）または（１１１）のＺｎＴｅ結晶と貼り合わせる
ための基板として、石英基板よりも望ましいことが明か
となった。
【００１０】上述したような経緯により、現在では、例
えば、面方位が（１００）で厚さが２００μｍのＺｎＴ
ｅ結晶基板と、面方位が（１１０）または（１１１）で
厚さが１０μｍ程度のＺｎＴｅ結晶とを接着剤により貼
り合わせたＺｎＴｅ電気光学結晶が、テラヘルツ電磁波
検出器用のＥ／Ｏ結晶として用いられている。
えば、面方位が（１００）で厚さが２００μｍのＺｎＴ
ｅ結晶基板と、面方位が（１１０）または（１１１）で
厚さが１０μｍ程度のＺｎＴｅ結晶とを接着剤により貼
り合わせたＺｎＴｅ電気光学結晶が、テラヘルツ電磁波
検出器用のＥ／Ｏ結晶として用いられている。
【００１１】本発明は、面方位が（１００）またはその
近傍の結晶と、面方位が（１１０）、（１１１）、また
はそれらの近傍の結晶との貼り合わせ方法を改良するこ
とにより、より高感度のテラヘルツ電磁波検出器用のＥ
／Ｏ素子として有効な電気光学結晶、およびその製造方
法を提供することを目的とする。
近傍の結晶と、面方位が（１１０）、（１１１）、また
はそれらの近傍の結晶との貼り合わせ方法を改良するこ
とにより、より高感度のテラヘルツ電磁波検出器用のＥ
／Ｏ素子として有効な電気光学結晶、およびその製造方
法を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、結晶内部に生じた電界による複屈折率の
変化が大きい第１の結晶と、前記第１の結晶に比較して
結晶内部に生じた電界による複屈折率の変化が小さい第
２の結晶とが、熱圧着により接合されてなることを特徴
とする電気光学結晶（Ｅ／Ｏ結晶）である。特に、前記
第１の結晶、または、第２の結晶がＺｎＴｅ結晶である
場合に適用して有効である。このとき、前記第１の結晶
の電気光学係数は、３．０以上であることが望ましい。
に、本発明は、結晶内部に生じた電界による複屈折率の
変化が大きい第１の結晶と、前記第１の結晶に比較して
結晶内部に生じた電界による複屈折率の変化が小さい第
２の結晶とが、熱圧着により接合されてなることを特徴
とする電気光学結晶（Ｅ／Ｏ結晶）である。特に、前記
第１の結晶、または、第２の結晶がＺｎＴｅ結晶である
場合に適用して有効である。このとき、前記第１の結晶
の電気光学係数は、３．０以上であることが望ましい。
【００１３】例えば、前記第１の結晶は、面方位が（１
１０）、（１１１）、またはそれらの近傍の結晶とし、
前記第２の結晶は、面方位が（１００）、またはその近
傍の結晶とすることができる。すなわち、本発明者は、
従来技術のように面方位が（１１０）、（１１１）、ま
たはそれらの近傍のＺｎＴｅ結晶（第１のＺｎＴｅ結
晶）と、面方位が（１００）、またはその近傍のＺｎＴ
ｅ結晶（第２のＺｎＴｅ結晶）と、を接着剤で貼り合わ
せたのでは、前記第１のＺｎＴｅ結晶において、電界に
よる複屈折率の変化に少なからず影響が出るために望ま
しくないと考え、貼り合わせ方法として熱圧着法を用い
るようにした。
１０）、（１１１）、またはそれらの近傍の結晶とし、
前記第２の結晶は、面方位が（１００）、またはその近
傍の結晶とすることができる。すなわち、本発明者は、
従来技術のように面方位が（１１０）、（１１１）、ま
たはそれらの近傍のＺｎＴｅ結晶（第１のＺｎＴｅ結
晶）と、面方位が（１００）、またはその近傍のＺｎＴ
ｅ結晶（第２のＺｎＴｅ結晶）と、を接着剤で貼り合わ
せたのでは、前記第１のＺｎＴｅ結晶において、電界に
よる複屈折率の変化に少なからず影響が出るために望ま
しくないと考え、貼り合わせ方法として熱圧着法を用い
るようにした。
【００１４】これにより、同じ材料（ＺｎＴｅ結晶）同
士を直接熱圧着により貼り合わせて接合するので、接着
剤を使用した場合に懸念される光の吸収や接着剤層の劣
化に起因する信頼性の低下等の不具合が生じるのを防止
できる。したがって、この電気光学結晶素子を用いるこ
とにより、テラヘルツ電磁波検出器の感度および精度を
さらに向上することができる。
士を直接熱圧着により貼り合わせて接合するので、接着
剤を使用した場合に懸念される光の吸収や接着剤層の劣
化に起因する信頼性の低下等の不具合が生じるのを防止
できる。したがって、この電気光学結晶素子を用いるこ
とにより、テラヘルツ電磁波検出器の感度および精度を
さらに向上することができる。
【００１５】また、前記第１の結晶の厚さは５μｍ以上
１００μｍ以下とし、前記第２の結晶の厚さは１００μ
ｍ以上とするのが望ましい。すなわち、電気光学結晶と
して必要な強度を確保するために、前記第２の結晶の厚
さを１００μｍ以上とした。なお、前記第２の結晶の厚
さの上限は特に制限されないが、厚すぎると光の透過率
が低下することが懸念されるため３０００μｍ以下とす
るのが望ましいと考える。また、前記第１の結晶の厚さ
を５μｍ以上１００μｍ以下とすることにより、多重反
射による影響を低減でき、帯域が広く自立できる結晶を
得ることができる。
１００μｍ以下とし、前記第２の結晶の厚さは１００μ
ｍ以上とするのが望ましい。すなわち、電気光学結晶と
して必要な強度を確保するために、前記第２の結晶の厚
さを１００μｍ以上とした。なお、前記第２の結晶の厚
さの上限は特に制限されないが、厚すぎると光の透過率
が低下することが懸念されるため３０００μｍ以下とす
るのが望ましいと考える。また、前記第１の結晶の厚さ
を５μｍ以上１００μｍ以下とすることにより、多重反
射による影響を低減でき、帯域が広く自立できる結晶を
得ることができる。
【００１６】また、面方位が（１１０）、（１１１）、
またはそれらの近傍のＺｎＴｅ結晶（第１のＺｎＴｅ結
晶）と、面方位が（１００）、またはその近傍のＺｎＴ
ｅ結晶（第２のＺｎＴｅ結晶）の貼り合わせ面を研磨し
た後、互いの貼り合わせ面を密着した状態で不活性雰囲
気中に配置し、所定の圧力で３００℃以上６００℃以下
の温度で３０分から１０時間に保持することにより、上
述したＺｎＴｅ電気光学結晶を製造することができる。
このとき、所定の圧力は１００ｇ重/ｃｍ２〜２０００g
重/ｃｍ２とするのが望ましく、貼り合わせ面の凹凸は
１μｍ以下とするのが望ましい。
またはそれらの近傍のＺｎＴｅ結晶（第１のＺｎＴｅ結
晶）と、面方位が（１００）、またはその近傍のＺｎＴ
ｅ結晶（第２のＺｎＴｅ結晶）の貼り合わせ面を研磨し
た後、互いの貼り合わせ面を密着した状態で不活性雰囲
気中に配置し、所定の圧力で３００℃以上６００℃以下
の温度で３０分から１０時間に保持することにより、上
述したＺｎＴｅ電気光学結晶を製造することができる。
このとき、所定の圧力は１００ｇ重/ｃｍ２〜２０００g
重/ｃｍ２とするのが望ましく、貼り合わせ面の凹凸は
１μｍ以下とするのが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本
発明に係る電気光学結晶素子としてのＺｎＴｅ結晶素子
の構成を表す説明図である。まず、高抵抗（例えば１０
０００Ω・ｃｍ）で、面方位が（１１０）のＺｎＴｅ結
晶（第１のＺｎＴｅ結晶）と、高抵抗（例えば１０００
０Ω・ｃｍ）で、面方位が（１００）のＺｎＴｅ結晶
（第２のＺｎＴｅ結晶）と、をＶＧＦ法により作製し
た。そして、厚さがそれぞれ１０μｍ、１０００μｍと
なるように切削加工してＺｎＴｅ結晶基板１０，２０を
作製した。
について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本
発明に係る電気光学結晶素子としてのＺｎＴｅ結晶素子
の構成を表す説明図である。まず、高抵抗（例えば１０
０００Ω・ｃｍ）で、面方位が（１１０）のＺｎＴｅ結
晶（第１のＺｎＴｅ結晶）と、高抵抗（例えば１０００
０Ω・ｃｍ）で、面方位が（１００）のＺｎＴｅ結晶
（第２のＺｎＴｅ結晶）と、をＶＧＦ法により作製し
た。そして、厚さがそれぞれ１０μｍ、１０００μｍと
なるように切削加工してＺｎＴｅ結晶基板１０，２０を
作製した。
【００１８】次に、ＺｎＴｅ結晶基板１０，２０の貼り
合わせ面を、表面の凹凸が１μｍ以下となるように研磨
した。このとき、研磨面（貼り合わせ面）は加工変質層
が形成されていない状態とした。次に、前記ＺｎＴｅ結
晶基板１０，２０の研磨面同士を貼り合わせ、これをＺ
ｎＴｅ結晶基板１０，２０とほぼ同じ大きさのグラファ
イト部品で挟持して固定し、さらに、これらを一体成型
された石英容器内に配置した。このとき、ＺｎＴｅ結晶
基板１０，２０には５００ｇ重/ｃｍ２〜１０００g重/
ｃｍ２の圧力がかかるようにした。そして、ＺｎＴｅ結
晶基板の配置された石英容器を高温炉内に配置し、不活
性ガス雰囲気中で、４５０℃，２時間の熱処理を行っ
た。その後、１〜１０℃／分の降温速度で冷却し、取り
出したＺｎＴｅ電気光学結晶の表面Ｓを研磨した。この
とき、面方位が（１１０）のＺｎＴｅ結晶の厚さが１０
μｍとなるように研磨加工した。
合わせ面を、表面の凹凸が１μｍ以下となるように研磨
した。このとき、研磨面（貼り合わせ面）は加工変質層
が形成されていない状態とした。次に、前記ＺｎＴｅ結
晶基板１０，２０の研磨面同士を貼り合わせ、これをＺ
ｎＴｅ結晶基板１０，２０とほぼ同じ大きさのグラファ
イト部品で挟持して固定し、さらに、これらを一体成型
された石英容器内に配置した。このとき、ＺｎＴｅ結晶
基板１０，２０には５００ｇ重/ｃｍ２〜１０００g重/
ｃｍ２の圧力がかかるようにした。そして、ＺｎＴｅ結
晶基板の配置された石英容器を高温炉内に配置し、不活
性ガス雰囲気中で、４５０℃，２時間の熱処理を行っ
た。その後、１〜１０℃／分の降温速度で冷却し、取り
出したＺｎＴｅ電気光学結晶の表面Ｓを研磨した。この
とき、面方位が（１１０）のＺｎＴｅ結晶の厚さが１０
μｍとなるように研磨加工した。
【００１９】本実施形態のＺｎＴｅ電気光学結晶は、熱
圧着法により面方位が（１１０）のＺｎＴｅ結晶と（１
００）のＺｎＴｅ結晶とを貼り合わせているので、接着
剤を使用した場合に懸念される光の吸収や接着剤層の劣
化に起因する信頼性の低下等の不具合が生じるのを防止
できる。したがって、この電気光学結晶素子を用いるこ
とにより、テラヘルツ電磁波検出器の感度および精度を
さらに向上することができる。
圧着法により面方位が（１１０）のＺｎＴｅ結晶と（１
００）のＺｎＴｅ結晶とを貼り合わせているので、接着
剤を使用した場合に懸念される光の吸収や接着剤層の劣
化に起因する信頼性の低下等の不具合が生じるのを防止
できる。したがって、この電気光学結晶素子を用いるこ
とにより、テラヘルツ電磁波検出器の感度および精度を
さらに向上することができる。
【００２０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施
の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形
態では、（１１０）面のＺｎＴｅ結晶と、（１００）面
のＺｎＴｅ結晶と貼り合わせる場合について説明した
が、（１１０）面の代わりに（１１１）面のＺｎＴｅ結
晶を用いても同様の効果を得ることができる。さらに
は、（１１０）、（１１１）の近傍で、電気光学係数が
３．０以上である面方位を有するＺｎＴｅ結晶を用いた
場合にも適用できると考える。また、上記実施形態で説
明した熱圧着による電気光学結晶の製造方法は、面方位
の異なるＺｎＴｅ結晶を貼り合わせる場合に限らず、同
系材料を貼り合わせる場合に応用できる可能性がある。
施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施
の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形
態では、（１１０）面のＺｎＴｅ結晶と、（１００）面
のＺｎＴｅ結晶と貼り合わせる場合について説明した
が、（１１０）面の代わりに（１１１）面のＺｎＴｅ結
晶を用いても同様の効果を得ることができる。さらに
は、（１１０）、（１１１）の近傍で、電気光学係数が
３．０以上である面方位を有するＺｎＴｅ結晶を用いた
場合にも適用できると考える。また、上記実施形態で説
明した熱圧着による電気光学結晶の製造方法は、面方位
の異なるＺｎＴｅ結晶を貼り合わせる場合に限らず、同
系材料を貼り合わせる場合に応用できる可能性がある。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、電界による複屈折率が
比較的大きい、例えば面方位が（１１０）または（１１
１）の結晶（例えば、ＺｎＴｅ結晶）と、前記結晶に比
較して電界による複屈折率の変化が小さい、例えば面方
位が（１００）の結晶（例えば、ＺｎＴｅ結晶）とを、
熱圧着により貼り合わせて電気光学結晶（Ｅ／Ｏ結晶）
を作製するようにしたので、接着剤を使用して貼り合わ
せた場合に懸念される光の吸収や接着剤層の劣化に起因
する信頼性の低下等の不具合が生じるのを防止できる。
したがって、この電気光学結晶子を用いたテラヘルツ電
磁波検出器は、感度および精度がさらに向上するので、
テラヘルツ電磁波を利用した物質の特性（例えば透過特
性等）を精度良く測定できるという効果を奏する。
比較的大きい、例えば面方位が（１１０）または（１１
１）の結晶（例えば、ＺｎＴｅ結晶）と、前記結晶に比
較して電界による複屈折率の変化が小さい、例えば面方
位が（１００）の結晶（例えば、ＺｎＴｅ結晶）とを、
熱圧着により貼り合わせて電気光学結晶（Ｅ／Ｏ結晶）
を作製するようにしたので、接着剤を使用して貼り合わ
せた場合に懸念される光の吸収や接着剤層の劣化に起因
する信頼性の低下等の不具合が生じるのを防止できる。
したがって、この電気光学結晶子を用いたテラヘルツ電
磁波検出器は、感度および精度がさらに向上するので、
テラヘルツ電磁波を利用した物質の特性（例えば透過特
性等）を精度良く測定できるという効果を奏する。
【図１】本発明に係るＺｎＴｅ電気光学結晶の構成を表
す説明図である。
す説明図である。
【図２】ＺｎＴｅ電気光学結晶を用いたテラヘルツ電磁
波検出器の概略構成図である。
波検出器の概略構成図である。
１０ （１１０）面のＺｎＴｅ結晶（第１のＺｎＴｅ結
晶） ２０ （１００）面のＺｎＴｅ結晶（第２のＺｎＴｅ結
晶）
晶） ２０ （１００）面のＺｎＴｅ結晶（第２のＺｎＴｅ結
晶）
Claims (7)
- 【請求項１】 結晶内部に生じた電界による複屈折率の
変化が大きい第１の結晶と、前記第１の結晶に比較して
結晶内部に生じた電界による複屈折率の変化が小さい第
２の結晶とが、接合されてなることを特徴とする電気光
学結晶。 - 【請求項２】 前記第１の結晶、または、第２の結晶が
ＺｎＴｅ結晶であることを特徴とする請求項１に記載の
電気光学結晶。 - 【請求項３】 前記第１の結晶は、面方位が（１００）
以外の結晶で、前記第２の結晶は、面方位が（１０
０）、またはその近傍の結晶であることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の電気光学結晶。 - 【請求項４】 前記第１の結晶は、面方位が（１１
０）、（１１１）、またはそれらの近傍の結晶であるこ
とを特徴とする請求項３に記載の電気光学結晶。 - 【請求項５】 前記第１の結晶の厚さは５μｍ以上１０
０μｍ以下であり、前記第２の結晶の厚さは１００μｍ
以上であることを特徴とする請求項１から請求項４に記
載の電気光学結晶。 - 【請求項６】 面方位が（１００）以外の第１のＺｎＴ
ｅ結晶と、面方位が（１００）の第２のＺｎＴｅ結晶
と、を貼り合わせてなるＺｎＴｅ電気光学結晶の製造方
法であって、 前記第１のＺｎＴｅ結晶と、第２のＺｎＴｅ結晶の貼り
合わせ面を研磨した後、 互いの貼り合わせ面を密着した状態で不活性雰囲気中に
配置し、所定の圧力で３００℃以上６００℃以下の温度
で３０分から１０時間の間保持することを特徴とするＺ
ｎＴｅ電気光学結晶の製造方法。 - 【請求項７】 前記第１のＺｎＴｅ結晶は、面方位が
（１１０）、（１１１）、またはそれらの近傍のＺｎＴ
ｅ結晶であることを特徴とする請求項６に記載のＺｎＴ
ｅ電気光学結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002072415A JP2003270598A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 電気光学結晶およびＺｎＴｅ電気光学結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002072415A JP2003270598A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 電気光学結晶およびＺｎＴｅ電気光学結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003270598A true JP2003270598A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29202416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002072415A Pending JP2003270598A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 電気光学結晶およびＺｎＴｅ電気光学結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003270598A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006154336A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Nikko Kinzoku Kk | 電気光学結晶素子 |
| WO2009001796A1 (ja) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | テラヘルツ帯デバイス用素子及びテラヘルツ帯デバイス用素子の製造方法 |
| JP2013050561A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | テラヘルツ帯デバイス用ＺｎＴｅ薄膜及びその製造方法 |
| WO2014046170A1 (ja) | 2012-09-24 | 2014-03-27 | 日本碍子株式会社 | テラヘルツ波検出素子とその作製方法、接合体、および観察装置 |
| WO2014046171A1 (ja) | 2012-09-24 | 2014-03-27 | 日本碍子株式会社 | テラヘルツ波検出素子とその作製方法、接合体、および観察装置 |
| WO2014046169A1 (ja) | 2012-09-24 | 2014-03-27 | 日本碍子株式会社 | テラヘルツ波検出素子とその作製方法、接合体、および観察装置 |
-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002072415A patent/JP2003270598A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006154336A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Nikko Kinzoku Kk | 電気光学結晶素子 |
| WO2009001796A1 (ja) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | テラヘルツ帯デバイス用素子及びテラヘルツ帯デバイス用素子の製造方法 |
| JP5090449B2 (ja) * | 2007-06-25 | 2012-12-05 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | テラヘルツ帯デバイス用素子及びテラヘルツ帯デバイス用素子の製造方法 |
| JP2013050561A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | テラヘルツ帯デバイス用ＺｎＴｅ薄膜及びその製造方法 |
| WO2014046170A1 (ja) | 2012-09-24 | 2014-03-27 | 日本碍子株式会社 | テラヘルツ波検出素子とその作製方法、接合体、および観察装置 |
| WO2014046171A1 (ja) | 2012-09-24 | 2014-03-27 | 日本碍子株式会社 | テラヘルツ波検出素子とその作製方法、接合体、および観察装置 |
| WO2014046169A1 (ja) | 2012-09-24 | 2014-03-27 | 日本碍子株式会社 | テラヘルツ波検出素子とその作製方法、接合体、および観察装置 |
| US9574933B2 (en) | 2012-09-24 | 2017-02-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Terahertz-wave detection element, manufacturing method therefor, and observation apparatus |
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