JP2007241078A - 波長変換素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】周期分極反転構造を利用した波長変換素子において、素子材質の光損傷を防止し、かつ変換効率を向上させることによって、安定した高出力の高調波発生を可能とすることである。
【解決手段】波長変換素子1は、電気光学材料からなる基板5を供えており、基本光の波長を変換して変換光を出射する。基板5に設けられており、断面積が0.0001mm2以上、0.01mm2以下である波長変換部7、および波長変換部7の両側にそれぞれ設けられており、波長変換部より薄い一対の肉薄部12A、12Bを備えている。
【選択図】 図1
【解決手段】波長変換素子1は、電気光学材料からなる基板5を供えており、基本光の波長を変換して変換光を出射する。基板5に設けられており、断面積が0.0001mm2以上、0.01mm2以下である波長変換部7、および波長変換部7の両側にそれぞれ設けられており、波長変換部より薄い一対の肉薄部12A、12Bを備えている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、SHG素子等の波長変換素子に関するものである。
ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウム単結晶のような非線形光学結晶は二次の非線形光学定数が高く、これら結晶に周期的な分極反転構造を形成することで、疑似位相整合(Quasi-Phase-Matched :QPM)方式の第二高調波発生(Second-Harmonic-Generation:SHG)デバイスを実現できる。また、この周期分極反転構造内に導波路を形成することで、高効率なSHGデバイスが実現でき、光通信用、医学用、光化学用、各種光計測用等の幅広い応用が可能である。
本出願人は、特許文献1において、酸化物単結晶をエキシマレーザーによってアブレーション加工することで、第二高調波発生デバイス用のリッジ型光導波路を形成することを開示した。こうした酸化物単結晶として、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体を開示した。
特開平9−269430号公報
しかし、従来のSHG素子では、いずれも周期分極反転構造を形成するべき材質の耐光損傷性に限界があり、例えば1W以上の高出力の変換光を安定して発生させることが困難であることが判明してきた。例えば、特許文献1に記載のように、リッジ型光導波路内に周期分極反転構造を形成した場合には、変換効率は高くできる。しかし、例えば200mW以上のSHG出力では、光損傷を起こす可能性がある。このため、SHG光出力を一定以上大きくすることが難しいという根本的な問題があった。
一方、例えばMgOドープニオブ酸リチウム単結晶のバルク基板にそのまま基本光を入射させ、第二高調波を出射させる方法もある。この方法では、単位断面積当たりのパワー密度を著しく高くしなくとも、断面積を大きくできることから、単結晶の光損傷は生じにくい。しかし、導波路型高調波発生素子とは異なり、変換効率の向上に限界があり、このために非常に高出力の基本波光源が必要であり、実用的ではない。
本発明の課題は、周期分極反転構造を利用した波長変換素子において、素子材質の光損傷を防止し、かつ変換効率を向上させることによって、安定した高出力の高調波発生を可能とすることである。
本発明は、電気光学材料からなる基板を供えており、基本光の波長を変換して変換光を出射するための波長変換素子であって、
基板に設けられており、断面積が0.0001mm2以上、0.01mm2以下である波長変換部、および
波長変換部の両側にそれぞれ設けられおり、波長変換部より薄い一対の肉薄部を備えていることを特徴とする。
基板に設けられており、断面積が0.0001mm2以上、0.01mm2以下である波長変換部、および
波長変換部の両側にそれぞれ設けられおり、波長変換部より薄い一対の肉薄部を備えていることを特徴とする。
本発明者は、バルク状の電気光学材料からなる基板に一対の肉薄部を形成し、その間に断面積0.0001mm2以上、0.01mm2以下の一定の大きさを有する波長変換部を形成することを想到した。0.0001mm2の断面積は、100μm2(縦10μm、横10μm)に相当する。この大きさで区画された変換部は、チャンネル光導波路としての導波機能は一般的になく、シングルモード伝搬もできない。しかし、変換部に周期分極反転構造を形成した場合には、断面積が大きいことから、全体として導波路型高調波発生素子に比べて、高い出力が得られた。
一方、電気光学材料の基板に光を伝搬させ、高調波を発生させる素子では、基本波の高調波への変換効率に限界があった。これに対して、本発明では、波長変換部の大きさはバルク状物に近いが、その変換効率はバルク状の波長変換素子に比べて著しく向上することを見いだし、本発明に到達した。
図1は、本発明の一実施形態に係る波長変換素子1を模式的に示す横断面図である。電気光学材料からなる基板5の主面5a、5bを被覆するように、それぞれバッファ層5a、5bが形成されている。基板5には、例えば一対の溝6A、6Bが形成されており、溝6Aと6Bとの間に、波長変換部7が形成されている。各溝6A、6B内にそれぞれ空間9A、9Bが設けられている。波長変換部7の両側には肉薄部12A、12Bが形成されている。各肉薄部の外側には延在部15が設けられている。空間9A、9B内は、空洞でエアーが満たされているか、真空であるか、あるいは後述するような低誘電率材料が設けられている。基板5の主面5a側には、支持基体2が、接着層3を介して接着されている。20は波長変換領域である。
図2は、本発明の他の実施形態に係る波長変換素子11を模式的に示す横断面図である。電気光学材料からなる基板5の主面5a、5bを被覆するように、それぞれバッファ層4A、4Bが形成されている。基板5には、例えば一対の溝6A、6Bが形成されており、溝6Aと6Bとの間に、波長変換部7が形成されている。各溝6A、6B内にそれぞれ空間9A、9Bが設けられている。空間9A、9B内は、空洞でエアーが満たされているか、真空であるか、あるいは後述するような低誘電率材料が設けられている。基板5の主面5a側には、死児基盤2が、接着層3を介して接着されている。基板5の主面5b側には、クラッド基体10の主面10aが接着されている。10bは上側の主面である。
また、本発明においては、一つの基板に複数箇所の波長変換部を設けることができる。図3、図4は、この実施形態に係るものである。
図3は、本発明の一実施形態に係る波長変換素子21を模式的に示す横断面図である。電気光学材料からなる基板5の主面5a、5bを被覆するように、それぞれバッファ層4A、4Bが形成されている。基板5には、3個以上の溝16A、16B、16C、16Dが形成されている。隣接する溝16Aと16Bとの間には波長変換部7Aが形成されており、溝16Bと6Cとの間には波長変換部7Bが形成されており、溝16Cと16Dとの間には波長変換部7Cが形成されている。また、溝16A上には肉薄部12Aが設けられており、溝16B上には肉薄部12Bが設けられており、溝16C上には肉薄部12Cが設けられており、溝16D上には肉薄部12Dが設けられている。各溝16A、16B、16C、16D内にそれぞれ空間が設けられている。空間内は、空洞でエアーが満たされているか、真空であるか、あるいは後述するような低誘電率材料が充填されている。基板5の主面5a側には、支持基体2が、接着層3を介して接着されている。
20A、20B、20Cは、それぞれ、独立した波長変換領域である。このように、本実施形態においては、一つの素子中に複数の波長変換領域を設け、アレイとすることができる。
図4は、本発明の一実施形態に係る波長変換素子31を模式的に示す横断面図である。電気光学材料からなる基板5の主面5a、5bを被覆するように、それぞれバッファ層4A、4Bが形成されている。基板5には、3個以上の溝16A、16B、16C、16Dが形成されている。隣接する溝16Aと16Bとの間には波長変換部7Aが形成されており、溝16Bと6Cとの間には波長変換部7Bが形成されており、溝16Cと16Dとの間には波長変換部7Cが形成されている。基板5の主面5a側には、支持基体2が、接着層3を介して接着されている。基板5の主面5b側にはクラッド基体10が接着されている。
ここで、本発明においては、バルク状の電気光学材料からなる基板5に一対の肉薄部を形成し、その間に断面積S0.0001mm2以上、0.01mm2以下の一定の大きさを有する波長変換部7、7A、7B、7Cを形成する。この断面積を0.0001mm2以上とすることによって、電気光学材料の光損傷を防止しつつ、高い出力の変換光を得ることができる。この観点からは、波長変換部の断面積は、0.0003mm2以上とすることが更に好ましく、0.001mm2以上とすることがもっとも好ましい。
また、本発明では、波長変換部の断面積が0.01mm2以下となるように形成することによって、バルク状基板にそのまま基本光を入射させた場合に比べて、変換効率を著しく向上させることができる。この観点からは、波長変換部の断面積を、0.005mm2以下とすることが更に好ましく、0.003mm2以下とすることがもっとも好ましい。
本発明においては、波長変換部の断面形状は特に限定されず、略正方形、略長方形、略並行四辺形、略台形などを例示できる。また、波長変換部の厚さをTとし、幅をWとしたとき、W/Tは、変換効率向上の観点からは、1.0以上とすることが好ましく、2.0以上とすることが更に好ましい。また、W/Tは、10.0以下とすることが好ましく、8.0以下とすることが更に好ましい。
波長変換部の厚さをTとし、肉薄部の厚さをtとしたとき、変換効率の向上という観点からは、T/tは1.25以上であることが好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。
基本光のパワーをPωとし、例えば第二高調波のパワーをP2ωとしたとき、以下の関係が成り立つ。
(P2ω) ∝ (Pω)2・L2/A
(Lは素子の相互作用長であり(素子長ではない)、Aは基本波ビームの断面積である)
(P2ω) ∝ (Pω)2・L2/A
(Lは素子の相互作用長であり(素子長ではない)、Aは基本波ビームの断面積である)
導波路型素子では、Pω/A(基本手のパワー密度)には材質に特有の限界があり、それを超えると光損傷が起こるため、Pω/Aをある程度以上大きくすることはできず、限界がある。これに対して、本発明では、更に基本波の出力Pωを著しく大きくすることが可能であり、かつ変換効率も高いので、P2ωを向上させることができ、従来の素子では実現できなかった水準の高調波出力を得ることができる。
基板に溝を形成するための加工方法は限定されず、機械加工、イオンミリング、ドライエッチング、レーザーアブレーションなどの方法を用いることができる。
研削加工装置としては、各種装置が可能であるが、現在、その機械精度の高さから、精密マイクログラインダーと呼ばれている研削装置を使用することが特に好ましい。また、精密研削加工法としては、ELID研削(電解作用によりドレッシングしながら研削を行う方法)を適用できる。ELID研削とは、砥石を電解作用によりドレッシングしながら研削作業に供し、加工性能を改善、安定させる加工法である。
研削加工装置としては、各種装置が可能であるが、現在、その機械精度の高さから、精密マイクログラインダーと呼ばれている研削装置を使用することが特に好ましい。また、精密研削加工法としては、ELID研削(電解作用によりドレッシングしながら研削を行う方法)を適用できる。ELID研削とは、砥石を電解作用によりドレッシングしながら研削作業に供し、加工性能を改善、安定させる加工法である。
仕上げの平面研磨加工の方法として、ケミカルメカニカルポリシングを用いることができる。
あるいは、機械加工は、ダイシングなどの方法を用いて行うことができる。好適な実施形態においては、ダイシング加工機に幅0.1〜0.2mm、メッシュ数#200〜3000の砥石を設置し、回転数10000〜50000rpm、送り速度50〜300mm/minの運転条件で溝を形成する。
あるいは、機械加工は、ダイシングなどの方法を用いて行うことができる。好適な実施形態においては、ダイシング加工機に幅0.1〜0.2mm、メッシュ数#200〜3000の砥石を設置し、回転数10000〜50000rpm、送り速度50〜300mm/minの運転条件で溝を形成する。
レーザーアブレーションとは、加工対象である材料を構成する各分子間の結合エネルギーと同等のエネルギーの波長の光を、材料へと向かって照射することによって、各分子を解離、蒸発させて除去加工する方法である。これは、熱的加工ではないので、レーザー照射部分のみを選択的に加工することができ、加工部分の周辺への影響がないので、リッジ構造体の高精度の加工が可能である。ここで言うレーザーアブレーションは、多光子吸収過程によるものを含み、若干の熱的影響がある場合(擬似熱的加工)も含む。加工用のレーザービームの種類としてはエキシマレーザー、Nd−YAGレーザーの第4次高調波等を好ましく使用できる。
好適な実施形態においては、エキシマレーザーを用いて溝を形成する。この際、単位面積当たり5〜10J/cm2の高い強度のレーザーを直接照射して、基材の残り厚み100μm程度まで粗加工し、1〜4J/cm2の比較的低い強度のレーザーを10〜30回スキャンさせて溝を形成する。あるいは、他の実現方法として、研削、研磨加工により基材の残り厚み5μm程度まで薄板状に加工を行い、0.5〜2J/cm2の比較的低い強度のレーザーを2〜3回スキャンさせて溝を形成する。
あるいは、ウエットエッチングによって溝を形成することができる。
接着層を構成する接着剤は限定されず、無機接着剤でも有機接着剤でもよい。有機接着剤の具体例は特に限定されないが、エポキシ系接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化性接着剤、ニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を有する材料と比較的近い熱膨張係数を有するアロンセラミックスC(商品名、東亜合成社製)(熱膨張係数13×10−6/K)を例示できる。
また無機接着剤としては、低誘電率で接着温度(作業温度)が約600℃以下のものが好ましい。また、加工の際に十分な接着強度が得られるものが好ましい。具体的には、酸化珪素、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素等の組成を単体もしくは複数組み合わせたガラスが好ましい。
また、他の無機接着剤としては、例えば五酸化タンタル、酸化チタン、五酸化ニオブ、酸化亜鉛がある。
また、他の無機接着剤としては、例えば五酸化タンタル、酸化チタン、五酸化ニオブ、酸化亜鉛がある。
無機接着層の形成方法は特に限定されず、スパッタ法、蒸着法、スピンコート法、ゾルゲル法などがある。
また、基板と支持基体との間、基板とクラッド基体との間に、それぞれ接着剤のシートを介在させ、接合することができる。好ましくは、熱硬化性、光硬化性あるいは光増粘性の樹脂接着剤からなるシートを、基板の表面と支持基体またはクラッド基体の間に介在させ、シートを硬化させる。このようなシートとしては、300μm以下のフィルム樹脂が適当である。
また、基板と支持基体との間、基板とクラッド基体との間に、それぞれ接着剤のシートを介在させ、接合することができる。好ましくは、熱硬化性、光硬化性あるいは光増粘性の樹脂接着剤からなるシートを、基板の表面と支持基体またはクラッド基体の間に介在させ、シートを硬化させる。このようなシートとしては、300μm以下のフィルム樹脂が適当である。
変換部の設けられた基板の材質は特に限定されないが、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム単結晶を例示できる。また、特に単結晶のZ板を使用することが好ましい。
変換部の設けられた基板の材質には、以下の成分を添加することが好ましい。
すなわち、材質の耐光損傷性を更に向上させるために、マグネシウム(Mg)、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。また、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。
すなわち、材質の耐光損傷性を更に向上させるために、マグネシウム(Mg)、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。また、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。
各変換部に入射させるべき基本波の出力は限定されないが、本発明の観点からは、300mW以上とすることができ、更には1000mW以上とすることができる。
支持基体の材質は特に限定されない。好適な実施形態においては、支持基体における熱膨張係数の最小値が、変換部の設けられた基板における熱膨張係数の最小値の1/5倍以上であり、かつ支持基体における熱膨張係数の最大値が、変換部の設けられた基板における熱膨張係数の最大値の5倍以下である。
ここで、変換部の設けられた基板、支持基体をそれぞれ構成する各電気光学材料に熱膨張係数の異方性がない場合には、変換部の設けられた基板、支持基体において最小の熱膨張係数と最大の熱膨張係数とは一致する。変換部の設けられた基板と、支持基体を構成する各電気光学材料に熱膨張係数の異方性がある場合には、各軸ごとに熱膨張係数が変化する場合がある。例えば、変換部の設けられた基板、支持基体を構成する各電気光学材料がニオブ酸リチウムである場合には、X軸方向、Y軸方向の熱膨張係数が16×10−6/℃であり、これが最大値となる。Z軸方向の熱膨張係数が5×10−6/℃であり、これが最小値となる。従って、支持基体の熱膨張係数の最小値は1×10−6/℃以上とし、支持基体の熱膨張係数の最大値は80×10−6/℃以下とする。なお、例えば石英ガラスの熱膨張係数は0.5×10−6/℃であり、1×10−6/℃未満である。
この観点からは、支持基体の熱膨張係数の最小値を、変換部の形成された基板における熱膨張係数の最小値の1/2倍以上とすることが更に好ましい。また、支持基体の熱膨張係数の最大値を、変換部の形成された基板における熱膨張係数の最大値の2倍以下とすることが更に好ましい。
支持基体の具体的材質は特に限定されず,ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム単結晶、石英ガラスなどのガラスや水晶、Siなどを例示することができる。
好適な実施形態においては、クラッド基体における熱膨張係数の最小値が変換部の設けられた基板における熱膨張係数の最小値の1/5倍以上であり、かつクラッド基体における熱膨張係数の最大値が変換部の設けられた基体における熱膨張係数の最大値の5倍以下である。
ここで、クラッド基体、変換部の設けられた基板をそれぞれ構成する各電気光学材料に熱膨張係数の異方性がない場合には、クラッド基体、変換部の設けられた基板において最小の熱膨張係数と最大の熱膨張係数とは一致する。クラッド基体、変換部の設けられた基板を構成する各電気光学材料に熱膨張係数の異方性がある場合には、各軸ごとに熱膨張係数が変化する場合がある。
この観点からは、クラッド基体の熱膨張係数の最小値を、変換部の設けられた基板における熱膨張係数の最小値の1/2倍以上とすることが更に好ましい。また、クラッド基体の熱膨張係数の最大値を、変換部の設けられた基板の熱膨張係数の最大値の2倍以下とすることが更に好ましい。
クラッド基体の具体的材質は特に限定されず,ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、石英ガラス等のガラスや水晶、Siなどを例示することができる。
また、クラッド基体を、熱伝導性の高い材質、たとえばSiによって形成することで、基板の長さ方向の温度分布が均一になり、高出力時のSHGの安定性が改善される。
クラッド基体の厚さも特に限定されないが、上記の観点からは100μm以上が好ましい。また、クラッド基体の厚さの上限も特にないが、実用的には2mm以下が好ましい。
変換部における周期分極反転構造の種類や周期は特に限定されず、変換すべき基本波の波長に合わせて適宜選択する。特に好ましくは、周期分極反転構造を、いわゆる電圧印加法によって形成する。
(比較例)
周期6.60μmの周期状分極反転構造を形成した厚さ500μmのMgOドープニオブ酸リチウムZ−cut基板をダイサーで長さ11mm、幅2mmとなるように切断して素子を得た。この素子の両端を端面研磨し、素子長10mmの素子を得た。この素子は、バルク状のMgOドープニオブ酸リチウム単結晶からなるものである。
周期6.60μmの周期状分極反転構造を形成した厚さ500μmのMgOドープニオブ酸リチウムZ−cut基板をダイサーで長さ11mm、幅2mmとなるように切断して素子を得た。この素子の両端を端面研磨し、素子長10mmの素子を得た。この素子は、バルク状のMgOドープニオブ酸リチウム単結晶からなるものである。
この波長変換素子の光学特性を測定した。基本波光源にNd:YAGレーザーを用いた。レンズを用いて素子の長さ方向の中心位置にて、集光したビームの直径が80μmになるように光学系を調整した。基本光を6W入力した時に、SHG出力が0.9Wであった。変換効率は15%である。基本光の波長は1.064μmであり、SHG光の波長は0.532μmであった。
(実施例1)
図1を参照しつつ説明したような素子1を作製した。
具体的には、周期6.54μmの周期状分極反転構造を形成した厚さ500μmのMgOドープニオブ酸リチウムのZ−cut基板にスパッタ法によって厚み0.5μmのSiO2膜を成膜した。また、スパッタ法により、厚さ0.5μmのMoを成膜した後、パターニングを行い、エッチング用マスクを形成した後、60℃に加熱したフッ酸溶液でウエットエッチングを行い、溝6A、6Bを形成した。溝の深さDは20μmであり、溝の間の幅が50μmである。
図1を参照しつつ説明したような素子1を作製した。
具体的には、周期6.54μmの周期状分極反転構造を形成した厚さ500μmのMgOドープニオブ酸リチウムのZ−cut基板にスパッタ法によって厚み0.5μmのSiO2膜を成膜した。また、スパッタ法により、厚さ0.5μmのMoを成膜した後、パターニングを行い、エッチング用マスクを形成した後、60℃に加熱したフッ酸溶液でウエットエッチングを行い、溝6A、6Bを形成した。溝の深さDは20μmであり、溝の間の幅が50μmである。
厚さ1mmのノンドープニオブ酸リチウム基板2に接着剤を塗布した後、前記MgOドープニオブ酸リチウム基板5と貼り合せ、MgOドープニオブ酸リチウム基板5の表面(5b側)を厚さ50μmとなるまで研削、研磨で削り落とした。次いで、スパッタ法により厚さ0.5μmのSiO2膜4Bを成膜した。ダイサーで長さ10mm、幅1.4mmで素子を切断した後、両端を端面研磨し、素子長9mmの波長変換素子を得た。
この素子の光学特性を測定した。基本波光源にNd:YAGレーザーを用いた。レンズを用いて素子の端面で集光したビームの直径が40μmになるように、光学系を調整した。基本光を4W入力した時に、SHG出力が1.5Wであった。したがって変換効率は37.5%である。なお、基本光の波長は1.064μmであり、SHG光の波長は0.532μmであった。
(実施例2)
図1に示す素子を作製した。
周期6.54μmの周期状分極反転構造を形成した厚さ500μmのMgOドープニオブ酸リチウムのZ−cut基板にスパッタ法によって厚み0.5μmのSiO2膜を成膜した。スパッタ法により、厚さ0.5μmのMoを成膜した後ラターニングを行い、エッチング用マスクを形成した後、60℃に加熱したフッ酸溶液でウエットエッチングを行い、溝6A、6Bを形成した。溝の深さDは5μmであり、溝の間の幅が100μmである。
図1に示す素子を作製した。
周期6.54μmの周期状分極反転構造を形成した厚さ500μmのMgOドープニオブ酸リチウムのZ−cut基板にスパッタ法によって厚み0.5μmのSiO2膜を成膜した。スパッタ法により、厚さ0.5μmのMoを成膜した後ラターニングを行い、エッチング用マスクを形成した後、60℃に加熱したフッ酸溶液でウエットエッチングを行い、溝6A、6Bを形成した。溝の深さDは5μmであり、溝の間の幅が100μmである。
厚さ1mmのノンドープニオブ酸リチウム基板2に接着剤を塗布した後、前記MgOドープニオブ酸リチウム基板5と貼り合せ、MgOドープニオブ酸リチウム基板5の表面(5b側)を厚さ10μmとなるまで研削、研磨で削り落とした。次いで、スパッタ法により厚さ0.5μmのTa2O5膜4Bを導波路表面に成膜した。ダイサーで長さ7mm、幅1.4mmで素子を切断した後、両端を端面研磨し、素子長6mmの波長変換素子を得た。
この素子の光学特性を測定した。基本波光源にNd:YAGレーザーを用いた。レンズを用いて素子の端面で集光したビームの径が幅90μm、高さ9μmになるように光学系を調整した。基本光を4W入力した時に、SHG出力が1.2Wであった。変換効率は30%である。なお、基本光の波長は1.064μmであり、SHG光の波長は0.532μmであった。
1、11、21、31 波長変換素子 2 支持基体 3 接着層 4A、4B バッファ層 5 電気光学基板 6A、6B、6C、6D 溝 7、7A、7B、7C 波長変換部 8 光ビーム 9A、9B、9C、9D 空間 10 クラッド基体 12A、12B、1C、12D 肉薄部 20、20A、20B、20C 波長変換領域 D 溝の深さ T 波長変換部の厚さ W 波長変換部の幅
Claims (9)
- 電気光学材料からなる基板を備えており、基本光の波長を変換して変換光を出射するための波長変換素子であって、
前記基板に設けられており、断面積が0.0001mm2以上、0.01mm2以下である波長変換部、および
前記波長変換部の両側にそれぞれ設けられており、前記波長変換部より薄い一対の肉薄部を備えていることを特徴とする、波長変換素子。 - 前記肉薄部から延在し、前記肉薄部よりも厚い延在部を備えていることを特徴とする、請求項1記載の波長変換素子。
- 前記基板が接合されている支持基体を備えていることを特徴とする、請求項1または2記載の波長変換素子。
- 前記基板の前記支持基体と反対側に接合されているクラッド基体を備えていることを特徴とする、請求項3記載の波長変換素子。
- 前記波長変換部の断面において、前記波長変換部の幅Wの厚さTに対する比率W/Tが1.0以上、10.0以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の波長変換素子。
- 前記波長変換部に周期分極反転構造が形成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つの請求項に記載の波長変換素子。
- 前記波長変換部におけるパワー密度が2MW/cm2以下であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つの請求項に記載の波長変換素子。
- 前記電気光学材料が、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶およびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶からなる群より選ばれていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つの請求項に記載の波長変換素子。
- 前記支持基体が、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶およびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶からなる群より選ばれていることを特徴とする、請求項3〜8のいずれか一つの請求項に記載の波長変換素子。
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