JP2003307757A - Method for manufacturing domain inversion part - Google Patents
Method for manufacturing domain inversion partInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、単分域化している
強誘電体単結晶基板の一表面上に設けられた、複数の電
極片を有する櫛型電極を用いて電圧印加法により分極反
転部を製造する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to polarization reversal by a voltage application method using a comb-shaped electrode having a plurality of electrode pieces provided on one surface of a ferroelectric single crystal substrate having a single domain. It relates to a method of manufacturing a part.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ピックアップなどに使用することので
きる青色レーザ用光源として、ニオブ酸リチウム単結晶
やタンタル酸リチウム単結晶などの強誘電体単結晶に、
周期的な分極反転構造を形成した光導波路を利用した擬
似位相整合（Ｑｕａｓｉ−Ｐｈａｓｅ−ｍａｔｃｈｉｎ
ｇ）方式の第２高調波発生（Ｓｅｃｏｎｄ−Ｈａｒｍｏ
ｎｉｃ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）デバイスが期待されて
いる。このデバイスは、光ディスクメモリ用、医学用、
光化学用、及び各種光計測用などの幅広い応用が可能で
ある。2. Description of the Related Art As a light source for a blue laser that can be used for an optical pickup, a ferroelectric single crystal such as lithium niobate single crystal or lithium tantalate single crystal,
Quasi-Phase-Matchin using an optical waveguide having a periodically poled structure
g) Second harmonic generation (Second-Harmo)
nic-Generation) devices are expected. This device is for optical disc memory, medical,
A wide range of applications such as photochemistry and various optical measurements are possible.
【０００３】第２高調波発生デバイスにおいて高い変換
効率を得るためには、強誘電体単結晶内に深い分極反転
構造を形成する必要がある。周期分極反転構造を基板表
面から深く形成する方法が、特開平９−２１８４３１号
公報において提案されている。この方法はいわゆる電圧
印加法を改良したものであるが、基板表面を強誘電体結
晶の分極軸に対して例えば３°傾斜させることによっ
て、基板表面から深い位置に向かって分極反転部を成長
させることを試みている。In order to obtain high conversion efficiency in the second harmonic generation device, it is necessary to form a deep polarization inversion structure in the ferroelectric single crystal. A method of forming the periodically poled structure deep from the surface of the substrate is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-218431. This method is an improvement of the so-called voltage application method. However, by tilting the substrate surface with respect to the polarization axis of the ferroelectric crystal by, for example, 3 °, the domain-inverted portion is grown from the substrate surface toward a deep position. Trying to do that.
【０００４】また、特開平１１−７２８０９号公報に記
載された方法では、基板表面を強誘電体結晶の分極軸に
対して３°傾斜させ、かつ基板の表面に櫛形電極と棒状
電極とを形成し、櫛形電極の各電極片の先端と棒状電極
との間に幾つかの低電気抵抗部分を形成している。そし
て、櫛形電極と棒状電極との間に直流電圧を印加する
と、櫛形電極の電極片に対応して分極反転部が形成され
るのと共に、各低電気抵抗部分にもそれぞれ対応して分
極反転部が形成されるとしている。In the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-72809, the surface of the substrate is inclined by 3 ° with respect to the polarization axis of the ferroelectric crystal, and the comb-shaped electrode and the rod-shaped electrode are formed on the surface of the substrate. However, some low electric resistance portions are formed between the tip of each electrode piece of the comb-shaped electrode and the rod-shaped electrode. When a DC voltage is applied between the comb-shaped electrode and the rod-shaped electrode, the polarization inversion part is formed corresponding to the electrode piece of the comb-shaped electrode, and the polarization inversion part is also formed corresponding to each low electric resistance part. Is being formed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特開平１１−７２８０
９号公報に記載された方法では、確かに櫛形電極の電極
片に対応して分極反転部が形成され、これと共に各低電
気抵抗部分に対応してそれぞれ分極反転部を形成するこ
とは不可能ではない。しかし、櫛形電極の電極片の先端
と各低電気抵抗部分との間には所定の隙間があり、また
隣接する低電気抵抗部分の間にも隙間があることから、
それぞれに対応する各分極反転部の間にも隙間が発生す
る。つまり、各分極反転部は互いに離れた位置に形成さ
れる。このため、こうした構造を持つ周期分極反転構造
を疑似位相整合方式の第二高調波発生素子に適用する
と、基本波と重なる分極反転部は、導波路位置に対応す
る任意の一カ所のみとなる（つまり、ある分極反転部を
導波路中心に設定しようとすると、隣り合う分極反転部
は導波路外に位置してしまう）場合が多い。このため、
第二高調波発生効率は特に向上しないものと考えられ
る。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
According to the method described in Japanese Patent Publication No. 9, the polarization inversion portion is certainly formed corresponding to the electrode piece of the comb-shaped electrode, and it is impossible to form the polarization inversion portion corresponding to each low electric resistance portion. is not. However, since there is a predetermined gap between the tip of the electrode piece of the comb-shaped electrode and each low electric resistance portion, and since there is also a gap between adjacent low electric resistance portions,
A gap also occurs between the polarization inversion parts corresponding to each. That is, the respective polarization inversion parts are formed at positions separated from each other. Therefore, when the periodic polarization reversal structure having such a structure is applied to the second harmonic generation element of the quasi phase matching method, the polarization reversal portion overlapping with the fundamental wave is only at one arbitrary position corresponding to the waveguide position ( That is, in many cases, when an attempt is made to set a certain polarization inversion part at the center of the waveguide, adjacent polarization inversion parts are located outside the waveguide). For this reason,
It is considered that the second harmonic generation efficiency does not particularly improve.
【０００６】本発明の課題は、単分域化している強誘電
体単結晶基板の一表面上に設けられた、複数の電極片を
有する櫛型電極と、この櫛型電極に対向する位置に設け
られた対向電極との間に電圧を印加することによって分
極反転部を製造するのに際して、基板の表面から深い位
置にまで伸びるような分極反転部を形成する新規な方法
を提供することである。An object of the present invention is to provide a comb-shaped electrode having a plurality of electrode pieces provided on one surface of a ferroelectric single crystal substrate having a single domain, and a position facing the comb-shaped electrode. It is an object of the present invention to provide a novel method for forming a domain-inverted portion that extends from a surface of a substrate to a deep position when the domain-inverted portion is manufactured by applying a voltage between the counter electrode and the counter electrode. .
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、単分域化して
いる強誘電体単結晶基板の一表面上に設けられた複数の
電極片を有する櫛型電極を用いて、電圧印加法により分
極反転部を製造する方法であって、電極片が、第一電極
部と、第一電極部よりも幅の広い第二電極部とを有し、
少なくとも一つの第一電極部が、少なくとも一つの第二
電極部よりも電極片における先端側に設けられているこ
とを特徴とする。According to the present invention, a comb-shaped electrode having a plurality of electrode pieces provided on one surface of a ferroelectric single crystal substrate having a single domain is used. A method of manufacturing a domain-inverted part, wherein the electrode piece has a first electrode part and a second electrode part wider than the first electrode part,
It is characterized in that at least one first electrode portion is provided closer to the tip side of the electrode piece than at least one second electrode portion.
【０００８】発明者は、櫛型電極に、第一電極部と、こ
の第一電極部よりも幅の広い第二電極部とを設け、かつ
第一電極部を第二電極部の、電極片における先端側に配
置することを想到した。このような形状の櫛型電極を用
いた場合、第一電極部に対応する第一分極反転部が形成
され、第二電極部に対応する第二分極反転部が形成され
る。また、第二分極反転部は、第一分極反転部に比べて
深い位置に形成される。このように、基板表面から深い
位置にまで伸びるような分極反転部を形成することがで
きる。また、第二電極部および第一電極部の位置を制御
することにより、基本波と重なる位置に、各分極反転部
を容易に形成することができる。The inventor has provided a comb-shaped electrode with a first electrode portion and a second electrode portion having a width wider than the first electrode portion, and the first electrode portion is the second electrode portion. It was conceived to be placed on the tip side of. When the comb-shaped electrode having such a shape is used, the first polarization inversion portion corresponding to the first electrode portion is formed and the second polarization inversion portion corresponding to the second electrode portion is formed. Further, the second polarization inversion part is formed at a deeper position than the first polarization inversion part. In this way, it is possible to form a domain-inverted part that extends from the substrate surface to a deep position. Further, by controlling the positions of the second electrode part and the first electrode part, each polarization inversion part can be easily formed at a position overlapping the fundamental wave.
【０００９】第二電極部は、第一電極部よりも幅の広い
部分である。ここで、第二電極部の幅は、第一電極部の
幅よりも大きければよく、幅の絶対値は限定されない。
また第一電極部は、第二電極部よりも幅の狭い部分であ
る。第一電極部の幅は、第二電極部の幅よりも小さけれ
ばよく、幅の絶対値は規定されない。The second electrode portion is a portion wider than the first electrode portion. Here, the width of the second electrode portion may be larger than the width of the first electrode portion, and the absolute value of the width is not limited.
Further, the first electrode portion is a portion having a narrower width than the second electrode portion. The width of the first electrode portion may be smaller than the width of the second electrode portion, and the absolute value of the width is not specified.
【００１０】電極片の幅は、目的とする波長に対応して
設定される。従って、各電極部の幅も、目的とする波長
に適合した大きさでなければならない。その上で、本発
明の効果を達成するという観点から、第二電極部の幅／
第一電極部の幅の比が2以上であることが好ましい。ま
た、第二電極部の幅と第一電極部の幅の差が0.3μｍ以
上であることが好ましい。ただし、第二電極部の幅が大
きくなりすぎると、分極反転の周期に影響する可能性が
あるので、第二電極部の幅／第一電極部の幅の比が5以
下であることが好ましい。また、第二電極部の幅と第一
電極部の幅の差が1.2μｍ以下であることが好ましく、
1.0μｍ以下であることが更に好ましい。The width of the electrode piece is set according to the target wavelength. Therefore, the width of each electrode portion must also have a size suitable for the target wavelength. Further, from the viewpoint of achieving the effect of the present invention, the width of the second electrode portion /
The width ratio of the first electrode portion is preferably 2 or more. Further, the difference between the width of the second electrode portion and the width of the first electrode portion is preferably 0.3 μm or more. However, if the width of the second electrode portion becomes too large, the period of polarization reversal may be affected, so the ratio of the width of the second electrode portion / the width of the first electrode portion is preferably 5 or less. . The difference between the width of the second electrode portion and the width of the first electrode portion is preferably 1.2 μm or less,
It is more preferably 1.0 μm or less.
【００１１】本発明の他の形態としては、単分域化して
いる強誘電体単結晶基板の一表面上に設けられた複数の
電極片を有する櫛型電極を用いて、電圧印加法により分
極反転部を製造する方法であって、電極片が、肉薄電極
部と、肉薄電極部よりも厚みの大きい肉厚電極部とを有
し、少なくとも一つの肉薄電極部が、少なくとも一つの
肉厚電極部よりも電極片における先端側に設けられてい
ることを特徴とする。According to another aspect of the present invention, a comb-shaped electrode having a plurality of electrode pieces provided on one surface of a ferroelectric single crystal substrate having a single domain is used and polarized by a voltage application method. A method of manufacturing an inversion part, wherein an electrode piece has a thin electrode part and a thick electrode part having a thickness larger than that of the thin electrode part, and at least one thin electrode part is at least one thick electrode. It is characterized in that it is provided closer to the tip side of the electrode piece than the portion.
【００１２】上記形状の櫛型電極を用いた場合、肉薄電
極部に対応する第一分極反転部が形成され、肉厚電極部
に対応する第二分極反転部が形成される。また、肉厚電
極部および肉薄電極部の位置を制御することにより、基
本波と重なる位置に、各分極反転部を容易に形成するこ
とができる。When the comb-shaped electrode having the above-mentioned shape is used, the first polarization inversion portion corresponding to the thin electrode portion is formed and the second polarization inversion portion corresponding to the thick electrode portion is formed. Further, by controlling the positions of the thick electrode portion and the thin electrode portion, it is possible to easily form each polarization inversion portion at a position overlapping the fundamental wave.
【００１３】好適な実施形態としては、分極反転部の幅
を一定にしてもよい。分極反転部の幅は、電極片の幅に
よって決定される。従って、電極片の幅を変更せずに、
電極片の厚みのみを変化させることによって、均一な幅
を有する分極反転部を形成することができる。In a preferred embodiment, the width of the polarization inversion portion may be constant. The width of the polarization inversion part is determined by the width of the electrode piece. Therefore, without changing the width of the electrode piece,
By changing only the thickness of the electrode piece, the domain-inverted part having a uniform width can be formed.
【００１４】肉厚電極部とは、肉薄電極部よりも厚みの
大きい部分をいう。ここで厚みとは、肉厚電極部の相対
的な厚みの大きさを規定しており、絶対的な厚みの大き
さを規定するものではない。すなわち、肉厚電極部の厚
みは肉薄電極部の厚みよりも大きければよく、厚みの絶
対値は規定されない。また、肉薄電極部とは、肉厚電極
部よりも厚みの小さい部分をいう。肉薄電極部の厚み
は、肉厚電極部の厚みよりも小さければよく、厚みの絶
対値は規定されない。The thick electrode portion means a portion having a thickness larger than that of the thin electrode portion. Here, the thickness defines the relative thickness of the thick electrode portion, and does not define the absolute thickness. That is, the thickness of the thick electrode portion may be larger than the thickness of the thin electrode portion, and the absolute value of the thickness is not specified. The thin electrode portion means a portion having a smaller thickness than the thick electrode portion. The thickness of the thin electrode portion may be smaller than the thickness of the thick electrode portion, and the absolute value of the thickness is not specified.
【００１５】電極片の厚さは、全体として0.05μｍ〜0.
3μｍであることが好ましい。その上で、本発明の効果
を達成するという観点から、肉厚電極部の厚さ／肉薄電
極部の厚さの比が、2以上であることが好ましい。ま
た、肉厚電極部の厚さと肉薄電極部の厚さの差が、0.05
μｍ以上であることが好ましい。The total thickness of the electrode pieces is 0.05 μm to 0.1 μm.
It is preferably 3 μm. Further, from the viewpoint of achieving the effect of the present invention, the ratio of the thickness of the thick electrode portion / the thickness of the thin electrode portion is preferably 2 or more. Also, the difference between the thickness of the thick electrode part and the thickness of the thin electrode part is 0.05
It is preferably at least μm.
【００１６】また、電極部作製上の観点からは、肉厚電
極部の厚さ／肉薄電極部の厚さの比が、6以下であるこ
とが好ましい。また、肉厚電極部の厚さと肉薄電極部の
厚さの差が、0.2μｍ以下であることが好ましい。From the viewpoint of producing the electrode portion, the ratio of the thickness of the thick electrode portion / the thickness of the thin electrode portion is preferably 6 or less. The difference between the thickness of the thick electrode portion and the thickness of the thin electrode portion is preferably 0.2 μm or less.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】好適な実施形態としては、電極片
が、複数の第一電極部を有し、少なくとも一つの第二電
極部が第一電極部に挟まれていてもよい。これにより、
電極片の先端に対応する分極反転部が生成し、第二電極
部に対応する分極反転部が生成する。このように、複数
の分極反転部を生成させることができる。As a preferred embodiment, the electrode piece may have a plurality of first electrode portions, and at least one second electrode portion may be sandwiched between the first electrode portions. This allows
A polarization inversion part corresponding to the tip of the electrode piece is generated, and a polarization inversion part corresponding to the second electrode part is generated. In this way, a plurality of polarization inversion parts can be generated.
【００１８】図１から図３を参照しつつ、分極反転部２
２の製造工程について説明する。図１は、基板と、基板
上に設けられた電極とを示す斜視図である。図２は、図
１で示した櫛型電極３０を示す平面図である。また、図
３（Ａ）は、図１で示した櫛型電極３０を拡大して示す
斜視図であって、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す櫛型
電極３０および櫛型電極３０を搭載した基板１を示す断
面図である。With reference to FIGS. 1 to 3, the polarization inversion unit 2
The manufacturing process of No. 2 will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a substrate and electrodes provided on the substrate. FIG. 2 is a plan view showing the comb-shaped electrode 30 shown in FIG. 3A is an enlarged perspective view showing the comb-shaped electrode 30 shown in FIG. 1, and FIG. 3B is a comb-shaped electrode 30 and a comb-shaped electrode shown in FIG. 3A. It is a sectional view showing substrate 1 carrying electrode 30.
【００１９】分極反転部２２の製造において、強誘電体
単結晶からなるオフカット基板を基板１として使用す
る。強誘電体単結晶の方向Ｂは、表面１ａおよび裏面１
ｂに対して所定角度、例えば５°傾斜しているので、こ
の基板１はオフカット基板と呼ばれている。In manufacturing the polarization inversion section 22, an off-cut substrate made of a ferroelectric single crystal is used as the substrate 1. The direction B of the ferroelectric single crystal is the front surface 1a and the back surface 1
This substrate 1 is called an off-cut substrate because it is inclined at a predetermined angle with respect to b, for example, 5 °.
【００２０】基板１の表面１ａに櫛型電極３０および対
向電極６を形成し、裏面１ｂに一様電極５を形成する。
櫛型電極３０は、周期的に配列された複数の細長い電極
片３Ａと、複数の電極片３Ａを接続する細長い給電電極
３２とからなる。対向電極６は細長い対向電極片６ａか
らなっており、対向電極片６ａは、電極片３Ａの先端３
７に対向するように設けられている。The comb-shaped electrode 30 and the counter electrode 6 are formed on the front surface 1a of the substrate 1, and the uniform electrode 5 is formed on the back surface 1b.
The comb-shaped electrode 30 includes a plurality of elongated electrode pieces 3A arranged periodically and an elongated feeding electrode 32 connecting the plurality of electrode pieces 3A. The counter electrode 6 is composed of an elongated counter electrode piece 6a, and the counter electrode piece 6a is the tip 3 of the electrode piece 3A.
It is provided so as to face 7.
【００２１】最初に基板１の全体を方向Ｂ、すなわち非
分極反転方向４Ｂに分極させておく。そして、例えば櫛
型電極３０と対向電極６との間にＶ１の電圧を印加し、
櫛型電極３０と一様電極５との間にＶ２の電圧を印加す
ると、分極反転部２２が各電極片３Ａの先端から方向Ｂ
と平行に徐々に進展する。分極反転部２２の分極の方向
である分極反転方向４Ａは、非分極反転方向４Ｂとは正
反対になる。なお、電極片３Ａに対応しない位置、すな
わち隣接する分極反転部２２の間には、分極反転してい
ない非分極反転部２４が形成されている。このようにし
て、分極反転部２２と非分極反転部２４とが交互に配列
された周期分極反転構造２０が形成される。周期分極反
転構造２０が形成された位置に光導波路１５ａを形成す
る。First, the entire substrate 1 is polarized in the direction B, that is, the non-polarization inversion direction 4B. Then, for example, a voltage V1 is applied between the comb-shaped electrode 30 and the counter electrode 6,
When a voltage of V2 is applied between the comb-shaped electrode 30 and the uniform electrode 5, the domain-inverted portion 22 moves in the direction B from the tip of each electrode piece 3A.
Progresses gradually in parallel with. The polarization reversal direction 4A, which is the polarization direction of the polarization reversal portion 22, is exactly opposite to the non-polarization reversal direction 4B. In addition, a non-polarization inversion part 24 which is not polarization-inverted is formed at a position not corresponding to the electrode piece 3A, that is, between the adjacent polarization inversion parts 22. In this way, the periodic domain-inverted structure 20 in which the domain-inverted portions 22 and the non-domain-inverted portions 24 are alternately arranged is formed. The optical waveguide 15a is formed at the position where the periodically poled structure 20 is formed.
【００２２】本実施の形態における電極片３Ａは、相対
的に幅の狭い第一電極部４０、４４、および相対的に幅
の広い第二電極部４２を有している。第一電極部４０、
第二電極部４２、および第一電極部４４が、給電電極３
２側から先端３７側に向けてこの順に配列されている。The electrode piece 3A in the present embodiment has relatively narrow first electrode portions 40 and 44 and relatively wide second electrode portion 42. The first electrode portion 40,
The second electrode portion 42 and the first electrode portion 44 are the power feeding electrodes 3
They are arranged in this order from the 2 side toward the tip 37 side.
【００２３】第一電極部４４は、先端３７側に端面４４
ａを有している。また、第二電極部４２は、先端３７側
に端面４２ａ、４２ｂを有している。端面４４ａおよび
端面４２ａ、４２ｂは、表面１ａに対して垂直に設けら
れている。各電極５、６、３０に電圧を印加すると、端
面４４ａに対応する基板１上の位置１０ａ付近から第一
分極反転部２２ａが生成され、さらに端面４２ａ、４２
ｂに対応する位置１０ｂ付近から第二分極反転部２２ｂ
が生成される。The first electrode portion 44 has an end face 44 on the tip end 37 side.
a. The second electrode portion 42 has end faces 42a and 42b on the tip 37 side. The end surface 44a and the end surfaces 42a and 42b are provided perpendicularly to the surface 1a. When a voltage is applied to each of the electrodes 5, 6, 30, the first polarization inversion portion 22a is generated near the position 10a on the substrate 1 corresponding to the end face 44a, and further the end faces 42a, 42.
From the vicinity of the position 10b corresponding to b, the second polarization inversion part 22b
Is generated.
【００２４】分極反転方向４Ａは、表面１ａに対して傾
斜しているので、第一分極反転部２２ａおよび第二分極
反転部２２ｂは、裏面１ｂ側に向けて生成される。従っ
て、光導波路１５ａが形成されるべき位置において、深
さ方向に異なる位置に、第一分極反転部２２ａおよび第
二分極反転部２２ｂが形成される。第一分極反転部２２
ａおよび第二分極反転部２２ｂは、分極反転部２２を形
成している。Since the polarization reversal direction 4A is inclined with respect to the front surface 1a, the first polarization reversal portion 22a and the second polarization reversal portion 22b are generated toward the back surface 1b side. Therefore, the first polarization inversion portion 22a and the second polarization inversion portion 22b are formed at different positions in the depth direction at the position where the optical waveguide 15a is to be formed. First polarization inversion unit 22
The a and the second polarization inversion portion 22b form the polarization inversion portion 22.
【００２５】好適な実施形態としては、電極片が、複数
の第二電極部を有し、少なくとも一つの前記第一電極部
が第二電極部に挟まれていてもよい。これにより、電極
片の先端に対応する分極反転部が生成し、電極片の根元
側に配置された第二電極部に対応する分極反転部が生成
する。In a preferred embodiment, the electrode piece may have a plurality of second electrode portions, and at least one of the first electrode portions may be sandwiched between the second electrode portions. As a result, a polarization inversion portion corresponding to the tip of the electrode piece is generated, and a polarization inversion portion corresponding to the second electrode portion arranged on the base side of the electrode piece is generated.
【００２６】図４および図５を参照しつつ、第二の実施
形態にかかる櫛型電極３０について説明する。図４は、
櫛型電極３０を示す平面図である。図５（Ａ）は、櫛型
電極３０の斜視図であって、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）
に示す櫛型電極３０および櫛型電極３０を搭載した基板
１を示す断面図である。A comb-shaped electrode 30 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Figure 4
FIG. 6 is a plan view showing a comb-shaped electrode 30. 5A is a perspective view of the comb-shaped electrode 30, and FIG. 5B is a perspective view of FIG.
3 is a cross-sectional view showing a comb-shaped electrode 30 shown in FIG.
【００２７】本実施の形態における電極片３Ｂは、第二
電極部４５、４９および第一電極部４７を有している。
本実施の形態における電極片３Ｂは、第二電極部と第一
電極部の配列が、第一の実施形態における電極片３Ａと
異なっている。すなわち、第二電極部４５、第一電極部
４７、および第二電極部４９は、給電電極３２側から先
端３７側に向けてこの順に配列されている。The electrode piece 3B in the present embodiment has second electrode portions 45, 49 and a first electrode portion 47.
The electrode piece 3B in the present embodiment differs from the electrode piece 3A in the first embodiment in the arrangement of the second electrode portion and the first electrode portion. That is, the second electrode portion 45, the first electrode portion 47, and the second electrode portion 49 are arranged in this order from the power supply electrode 32 side toward the tip 37 side.
【００２８】第二電極部４９は、先端３７側に端面４９
ａを有している。また、第二電極部４５は、先端３７側
に端面４５ａ、４５ｂを有している。電圧を印加する
と、１０ａ付近の位置から第一分極反転部２２ａが生成
され、１０ｂ付近の位置から第二分極反転部２２ｂが生
成される。第一分極反転部２２ａおよび第二分極反転部
２２ｂは、光導波路１５ａが形成されるべき位置におい
て、深さ方向に異なる位置に形成される。The second electrode portion 49 has an end face 49 on the tip end 37 side.
a. Further, the second electrode portion 45 has end surfaces 45a and 45b on the side of the tip end 37. When a voltage is applied, the first polarization reversal part 22a is generated from the position near 10a, and the second polarization reversal part 22b is generated from the position near 10b. The first polarization inversion part 22a and the second polarization inversion part 22b are formed at different positions in the depth direction at the position where the optical waveguide 15a is to be formed.
【００２９】好適な実施形態としては、電極片が、複数
の第二電極部および複数の第一電極部を有し、第二電極
部および第一電極部が、交互に配列されていてもよい。
これにより、電極片の先端および各第二電極部のそれぞ
れに対応する複数の分極反転部が生成する。このよう
に、複数の分極反転部を厚さ方向に異なる位置に生成さ
せることができる。In a preferred embodiment, the electrode piece may have a plurality of second electrode portions and a plurality of first electrode portions, and the second electrode portions and the first electrode portions may be arranged alternately. .
As a result, a plurality of polarization inversion parts corresponding to the tip of the electrode piece and each of the second electrode parts are generated. In this way, a plurality of polarization inversion parts can be generated at different positions in the thickness direction.
【００３０】図６を参照しつつ、第三の実施形態にかか
る櫛型電極３０について説明する。図６（Ａ）は、櫛型
電極３０を示す平面図である。図６（Ｂ）は、図６
（Ａ）に示す櫛型電極３０およびこの櫛型電極３０を搭
載した基板１を示す断面図である。The comb-shaped electrode 30 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a plan view showing the comb-shaped electrode 30. FIG. 6B is the same as FIG.
It is sectional drawing which shows the comb-shaped electrode 30 shown to (A), and the board | substrate 1 which mounts this comb-shaped electrode 30.
【００３１】本実施の形態における電極片３Ｃは、複数
の第二電極部５０、５４、５８、および複数の第一電極
部５２、５６、６０を有している。電極片３Ｃにおい
て、第二電極部と第一電極部とが交互に配置されてい
る。電極片３Ｃは、各第二電極部の端面５０ａ、５０
ｂ、５４ａ、５４ｂ、５８ａ、５８ｂ、および電極片３
Ｃの先端に設けられている端面６０ａを有している。The electrode piece 3C in the present embodiment has a plurality of second electrode portions 50, 54, 58 and a plurality of first electrode portions 52, 56, 60. In the electrode piece 3C, the second electrode portions and the first electrode portions are alternately arranged. The electrode piece 3C includes the end faces 50a, 50 of the second electrode portions.
b, 54a, 54b, 58a, 58b, and the electrode piece 3
It has an end face 60a provided at the tip of C.
【００３２】電圧を印加すると、基板１における各端面
に対応する位置１０ａ、１０ｂ、１０ｄ、１０ｅからそ
れぞれ第一分極反転部２２ａ、第二分極反転部２２ｂ、
第三分極反転部２２ｄ、および第四分極反転部２２ｅが
生成される。第一分極反転部２２ａ、第二分極反転部２
２ｂ、第三分極反転部２２ｄ、および第四分極反転部２
２ｅは、分極反転部２２を形成している。When a voltage is applied, the first polarization reversal part 22a, the second polarization reversal part 22b, from the positions 10a, 10b, 10d, 10e corresponding to the respective end faces of the substrate 1, respectively.
The third polarization inversion unit 22d and the fourth polarization inversion unit 22e are generated. First polarization reversal portion 22a, second polarization reversal portion 2
2b, the third polarization inversion portion 22d, and the fourth polarization inversion portion 2
2e forms the polarization inversion portion 22.
【００３３】図７を参照しつつ、第四の実施形態にかか
る櫛型電極３０について説明する。図７（Ａ）は、櫛型
電極３０を示す平面図である。図７（Ｂ）は、図７
（Ａ）に示す櫛型電極３０およびこの櫛型電極３０を搭
載した基板１を示す断面図である。A comb-shaped electrode 30 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a plan view showing the comb-shaped electrode 30. FIG. 7B is the same as FIG.
It is sectional drawing which shows the comb-shaped electrode 30 shown to (A), and the board | substrate 1 which mounts this comb-shaped electrode 30.
【００３４】本実施の形態における電極片３Ｄは、複数
の第二電極部７２、７６、８０、および複数の第一電極
部７０、７４、７８を有している。これらの配列は、第
三の実施形態にかかる電極片３Ｃにおける第二電極部お
よび第一電極部の配列と逆である。The electrode piece 3D in the present embodiment has a plurality of second electrode portions 72, 76, 80 and a plurality of first electrode portions 70, 74, 78. These arrangements are the reverse of the arrangements of the second electrode portion and the first electrode portion in the electrode piece 3C according to the third embodiment.
【００３５】電圧を印加すると、基板１における各端面
に対応する位置１０ａ、１０ｂ、１０ｄ、１０ｅからそ
れぞれ第一分極反転部２２ａ、第二分極反転部２２ｂ、
第三分極反転部２２ｄ、および第四分極反転部２２ｅが
生成される。第一分極反転部２２ａ、第二分極反転部２
２ｂ、第三分極反転部２２ｄ、および第四分極反転部２
２ｅは、分極反転部２２を形成している。When a voltage is applied, the first polarization reversal portion 22a, the second polarization reversal portion 22b, from the positions 10a, 10b, 10d, 10e corresponding to the respective end faces of the substrate 1, respectively.
The third polarization inversion unit 22d and the fourth polarization inversion unit 22e are generated. First polarization reversal portion 22a, second polarization reversal portion 2
2b, the third polarization inversion portion 22d, and the fourth polarization inversion portion 2
2e forms the polarization inversion portion 22.
【００３６】好適な実施形態としては、電極片が、複数
の肉薄電極部を有し、少なくとも一つの肉厚電極部が肉
薄電極部に挟まれていてもよい。これにより、電極片の
先端に対応する分極反転部が生成し、肉厚電極部に対応
する分極反転部が生成する。このように、複数の分極反
転部を生成させることができる。In a preferred embodiment, the electrode piece may have a plurality of thin electrode portions, and at least one thick electrode portion may be sandwiched between the thin electrode portions. As a result, a polarization inversion portion corresponding to the tip of the electrode piece is generated, and a polarization inversion portion corresponding to the thick electrode portion is generated. In this way, a plurality of polarization inversion parts can be generated.
【００３７】また、好適な実施形態としては、電極片
が、複数の肉厚電極部を有し、少なくとも一つの肉薄電
極部が肉厚電極部に挟まれていてもよい。これにより、
電極片の先端に対応する分極反転部が生成し、肉厚電極
片に対応する分極反転部が生成する。Further, as a preferred embodiment, the electrode piece may have a plurality of thick electrode portions, and at least one thin electrode portion may be sandwiched between the thick electrode portions. This allows
A polarization inversion portion corresponding to the tip of the electrode piece is generated, and a polarization inversion portion corresponding to the thick electrode piece is generated.
【００３８】また、好適な実施形態としては、前記電極
片が、複数の肉厚電極部および複数の肉薄電極部を有
し、前記肉厚電極部および肉薄電極部が、交互に配列さ
れていてもよい。これにより、電極片の先端および各肉
厚電極分極反転部のそれぞれに対応する複数の分極反転
部が生成する。このように、複数の分極反転部を厚さ方
向に互いに異なる位置に生成させることができる。In a preferred embodiment, the electrode piece has a plurality of thick electrode portions and a plurality of thin electrode portions, and the thick electrode portions and the thin electrode portions are arranged alternately. Good. As a result, a plurality of polarization inversion parts corresponding to the tip of the electrode piece and each of the thick electrode polarization inversion parts are generated. In this way, a plurality of domain-inverted portions can be created at different positions in the thickness direction.
【００３９】図８を参照しつつ、第五の実施形態にかか
る櫛型電極３０について説明する。図８（Ａ）は、櫛型
電極３０の要部を拡大して示す斜視図であって、図８
（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す櫛型電極３０およびこの櫛
型電極３０を搭載した基板１を示す断面図である。The comb-shaped electrode 30 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 8A is an enlarged perspective view showing a main part of the comb-shaped electrode 30.
8B is a cross-sectional view showing the comb-shaped electrode 30 shown in FIG. 8A and the substrate 1 on which the comb-shaped electrode 30 is mounted.
【００４０】本実施の形態における電極片３Ｅは、相対
的に厚みの小さい肉薄電極部９０、９４、および相対的
に厚みの大きい肉厚電極部９２を有している。第一肉薄
電極部９０、肉厚電極部９２、および第二肉薄電極部９
４が、給電電極３２側から先端３７側に向けてこの順に
配列されている。The electrode piece 3E in the present embodiment has thin electrode portions 90, 94 having a relatively small thickness and a thick electrode portion 92 having a relatively large thickness. First thin electrode portion 90, thick electrode portion 92, and second thin electrode portion 9
4 are arranged in this order from the power feeding electrode 32 side toward the tip 37 side.
【００４１】肉厚電極部９２は、先端３７側に端面９２
ａを有している。また、第二肉薄電極部９４は、先端３
７側に端面９４ａを有している。電圧を印加すると、端
面９４ａに対応する基板1上の位置１０ａから第一分極
反転部２２ａが生成され、端面９２ａに対応する位置１
０ｂから第二分極反転部２２ｂが生成される。The thick electrode portion 92 has an end surface 92 on the tip end 37 side.
a. The second thin electrode portion 94 has the tip 3
It has an end face 94a on the 7 side. When a voltage is applied, the first polarization inversion portion 22a is generated from the position 10a on the substrate 1 corresponding to the end face 94a, and the position 1 corresponding to the end face 92a is generated.
The second polarization inversion unit 22b is generated from 0b.
【００４２】なお、強誘電体単結晶の種類は限定されな
い。しかし、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タン
タル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム−
タンタル酸リチウム固溶体、Ｋ３Ｌｉ２Ｎｂ５Ｏ１５の
各単結晶が特に好ましい。The type of the ferroelectric single crystal is not limited. However, lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate-
Lithium tantalate solid solution and K 3 Li 2 Nb 5 O 15 single crystals are particularly preferable.
【００４３】強誘電体単結晶中には、三次元光導波路の
耐光損傷性を更に向上させるために、マグネシウム（Ｍ
ｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、スカンジウム（Ｓｃ）及びインジ
ウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれる１種以上の金属元
素を含有させることができ、マグネシウムが特に好まし
い。In order to further improve the light damage resistance of the three-dimensional optical waveguide, magnesium (M
g), one or more metal elements selected from the group consisting of zinc (Zn), scandium (Sc) and indium (In) can be contained, and magnesium is particularly preferable.
【００４４】分極反転特性（条件）が明確であるとの観
点からは、ニオブ酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム
ータンタル酸リチウム固溶体単結晶、又はこれらにマグ
ネシウムを添加したものが特に好ましい。From the viewpoint that the polarization inversion characteristics (conditions) are clear, a lithium niobate single crystal, a lithium niobate-lithium tantalate solid solution single crystal, or a material obtained by adding magnesium to these is particularly preferable.
【００４５】強誘電体単結晶中には、ドープ成分とし
て、希土類元素を含有させることができる。この希土類
元素は、レーザー発振用の添加元素として作用する。こ
の希土類元素としては、特にＮｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｈｏ、
Ｄｙ、Ｐｒが好ましい。A rare earth element can be contained as a doping component in the ferroelectric single crystal. This rare earth element acts as an additive element for laser oscillation. The rare earth elements include Nd, Er, Tm, Ho,
Dy and Pr are preferred.
【００４６】上記の各例においては、強誘電体単結晶基
板を、例えば５°オフカット基板としたが、このオフカ
ット角度は特に限定されない。特に好ましくは、オフカ
ット角度は１°以上であり、あるいは、２０°以下であ
る。また、基板１として、いわゆるＸカット基板、Ｙカ
ット基板、Ｚカット基板を使用可能である。Ｘカット基
板やＹカット基板を使用する場合には、一様電極を裏面
１ｂに設けず、一表面１ａ上に設け、櫛型電極と一様電
極との間に電圧を印加することができる。この場合に
は、対向電極はなくともよいが、浮動電極として残して
おいても良い。また、Ｚカット基板を使用する場合に
は、一様電極を裏面１ｂ上に設け、櫛型の電極と一様電
極との間に電圧を印加することができる。この場合に
は、対向電極は必ずしも必要ないが、浮動電極として残
しておいても良い。In each of the above examples, the ferroelectric single crystal substrate is, for example, a 5 ° offcut substrate, but the offcut angle is not particularly limited. Particularly preferably, the off-cut angle is 1 ° or more, or 20 ° or less. As the substrate 1, so-called X-cut substrate, Y-cut substrate, and Z-cut substrate can be used. When an X-cut substrate or a Y-cut substrate is used, the uniform electrode is not provided on the back surface 1b but is provided on the one surface 1a, and a voltage can be applied between the comb-shaped electrode and the uniform electrode. In this case, the counter electrode may not be provided, but may be left as the floating electrode. When a Z-cut substrate is used, a uniform electrode can be provided on the back surface 1b and a voltage can be applied between the comb-shaped electrode and the uniform electrode. In this case, the counter electrode is not always necessary, but it may be left as a floating electrode.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、単
分域化している強誘電体単結晶基板の一表面上に設けら
れた、複数の電極片を有する櫛型電極を用い、電圧印加
法によって分極反転部を製造するのに際して、基板の表
面から深い位置にまで伸びるような分極反転部を形成す
ることができる。As described above, according to the present invention, a comb-shaped electrode having a plurality of electrode pieces, which is provided on one surface of a ferroelectric single crystal substrate having a single domain, is used. When manufacturing the domain-inverted portion by the voltage application method, the domain-inverted portion that extends from the surface of the substrate to a deep position can be formed.
【図１】本発明の一実施形態に係る分極反転部２２の製
造工程を説明するための図である。櫛型電極３０を説明
するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a manufacturing process of a domain-inverted part 22 according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram for explaining a comb electrode 30.
【図２】櫛型電極３０の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a comb electrode 30.
【図３】櫛型電極３０の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a comb electrode 30.
【図４】第二の実施形態に係る櫛型電極３０の平面図で
ある。FIG. 4 is a plan view of a comb electrode 30 according to a second embodiment.
【図５】第二の実施形態に係る櫛型電極３０の拡大図で
ある。FIG. 5 is an enlarged view of a comb electrode 30 according to a second embodiment.
【図６】第三の実施形態に係る櫛型電極３０を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing a comb electrode 30 according to a third embodiment.
【図７】第四の実施形態に係る櫛型電極３０を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a comb electrode 30 according to a fourth embodiment.
【図８】第五の実施形態に係る櫛型電極３０を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing a comb electrode 30 according to a fifth embodiment.
１ 基板 １ａ 表面 １ｂ 裏面
４Ａ分極反転方向 ４Ｂ 非分極反転方向
５ 裏面電極 ６対向電極 １５ａ
光導波路 ２０ 周期分極反転構造 ２２
分極反転部 ２４ 非分極反転部 ３０
櫛型電極 ３２ 給電電極 ３Ａ、３
Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ 電極片 ４０、４４ 第
一電極部 ４２ 第二電極部1 substrate 1a front surface 1b back surface
4A Polarization reversal direction 4B Non-polarization reversal direction
5 Back surface electrode 6 Counter electrode 15a
Optical waveguide 20 Periodic polarization inversion structure 22
Polarization inversion part 24 Non-polarization inversion part 30
Comb-shaped electrode 32 Feed electrode 3A, 3
B, 3C, 3D, 3E Electrode pieces 40, 44 First electrode portion 42 Second electrode portion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 省一郎 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AB12 BA03 CA02 CA03 FA27 GA04 HA20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Shoichiro Yamaguchi 2-56, Sudacho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Inside Hon insulator Co., Ltd. F-term (reference) 2K002 AB12 BA03 CA02 CA03 FA27 GA04 HA20
Claims (9)
表面上に設けられた複数の電極片を有する櫛型電極を用
いて、電圧印加法により分極反転部を製造する方法であ
って、 前記電極片が、第一電極部と、この第一電極部よりも幅
の広い第二電極部とを有し、 少なくとも一つの前記第一電極部が、少なくとも一つの
前記第二電極部よりも前記電極片における先端側に設け
られていることを特徴とする、分極反転部の製造方法。1. A method of manufacturing a domain-inverted portion by a voltage application method using a comb-shaped electrode having a plurality of electrode pieces provided on one surface of a ferroelectric single crystal substrate having a single domain. Wherein the electrode piece has a first electrode portion and a second electrode portion wider than the first electrode portion, and at least one first electrode portion is at least one second electrode. A method for manufacturing a domain-inverted part, characterized in that it is provided closer to the tip side of the electrode piece than the part.
し、 少なくとも一つの前記第二電極部が前記第一電極部に挟
まれていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。2. The electrode piece has a plurality of the first electrode portions, and at least one of the second electrode portions is sandwiched between the first electrode portions. The method described.
し、 少なくとも一つの前記第一電極部が前記第二電極部に挟
まれていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。3. The electrode piece according to claim 1, wherein the electrode piece has a plurality of the second electrode portions, and at least one of the first electrode portions is sandwiched between the second electrode portions. The method described.
び複数の前記第一電極部を有し、 前記第二電極部および前記第一電極部が、交互に配列さ
れていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。4. The electrode piece has a plurality of the second electrode portions and a plurality of the first electrode portions, and the second electrode portions and the first electrode portions are arranged alternately. The method of claim 1 characterized.
表面上に設けられた複数の電極片を有する櫛型電極を用
いて、電圧印加法により分極反転部を製造する方法であ
って、 前記電極片が、肉薄電極部と、この肉薄電極部よりも厚
みの大きい肉厚電極部とを有し、 少なくとも一つの前記肉薄電極部が、少なくとも一つの
前記肉厚電極部よりも前記電極片における先端側に設け
られていることを特徴とする、分極反転部の製造方法。5. A method for producing a domain-inverted portion by a voltage application method using a comb-shaped electrode having a plurality of electrode pieces provided on one surface of a ferroelectric single crystal substrate having a single domain. There, the electrode piece has a thin electrode portion and a thick electrode portion having a larger thickness than the thin electrode portion, and at least one thin electrode portion is at least one thicker electrode portion than the thick electrode portion. A method for manufacturing a domain-inverted portion, wherein the method is provided on the tip side of the electrode piece.
し、 少なくとも一つの前記肉厚電極部が前記肉薄電極部に挟
まれていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。6. The electrode piece according to claim 5, wherein the electrode piece has a plurality of the thin electrode portions, and at least one of the thick electrode portions is sandwiched between the thin electrode portions. Method.
し、 少なくとも一つの前記肉薄電極部が前記肉厚電極部に挟
まれていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。7. The electrode piece has a plurality of the thick electrode portions, and at least one of the thin electrode portions is sandwiched between the thick electrode portions. the method of.
び複数の前記肉薄電極部を有し、 前記肉厚電極部および前記肉薄電極部が、交互に配列さ
れていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。8. The electrode piece has a plurality of the thick electrode portions and a plurality of the thin electrode portions, and the thick electrode portions and the thin electrode portions are arranged alternately. The method of claim 5, wherein
とする、請求項５〜８のいずれか一つの請求項に記載の
方法。9. A method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the width of the electrode pieces is substantially constant.
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