JP2010061106A - 波長変換素子および波長変換素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】波長変換素子10aは、光導波路13を有し、光導波路13の一方端13a側から入射した入射光101の波長を変換して光導波路13の他方端13b側から出射光102を出射させる。AlxGa(1-x)N(0.5≦x≦1)よりなる第1の結晶11と、第1の結晶11と同じ組成の第2の結晶12とを備えている。第1および第2の結晶11、12は、光導波路13に沿って分極方向が周期的に反転する分極反転構造を形成し、分極反転構造は入射光101に対して擬似位相整合条件を満たしている。第1および第2の結晶11、12の少なくとも一方は、1×103cm-2以上1×107cm-2未満の転位密度を有している。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施の形態における波長変換素子を概略的に示す斜視図である。始めに、図1を参照して、本実施の形態における波長変換素子10aを説明する。
本実施の形態における波長変換素子は、図1または図2に示す実施の形態1の波長変換素子10a、10bとほぼ同様である。また、第1の結晶11のみ極性を有しており、第2の結晶12は極性を有していなくてもよい。
図8は、本実施の形態における波長変換素子を概略的に示す斜視図である。図8を参照して、本実施の形態における波長変換素子10cを説明する。本実施の形態における波長変換素子10cは、基本的には実施の形態1の波長変換素子10a、10bと同様の構成を備えているが、第1および第2の結晶11、12の形状が異なっている。
図11は、本実施の形態における波長変換素子を概略的に示す斜視図である。図11に示すように、本実施の形態における波長変換素子10dは、基本的には図1に示す実施の形態1の波長変換素子10aと同様の構成を備えているが、第2の結晶がアモルファス結晶16である点において異なる。
本発明例1および2の波長変換素子は、基本的には実施の形態1にしたがって製造した。具体的には、まず、本発明例1および2の下地基板21として、主表面22aが(001)面であるAlN単結晶基板およびAl0.5Ga0.5N単結晶基板をそれぞれ準備した。
本発明例3および4の波長変換素子は、基本的には本発明例1および2と同様に製造したが、成長時における下地基板21の主表面21aの温度が、本発明例1および2においては2200℃であったのに対し、本発明例3および4においては2000℃と低い点においてのみ異なっていた。
比較例1および2の波長変換素子は、基本的には本発明例1および2と同様に製造したが、下地基板21として、主表面が(001)面のSiC(炭化珪素)基板を用いた点においてのみ異なっていた。
比較例3および4の波長変換素子は、基本的には本発明例1および2と同様に製造したが、下地基板21として、主表面が(001)面のAl2O3(サファイア)基板を用いた点においてのみ異なっていた。
本発明例1〜4および比較例1〜4の波長変換素子について、透過光の減衰率と、温度上昇とを測定した。
本発明例1〜4および比較例1〜4の波長変換素子に1064nmの波長の入射光を入射させた結果、532nmの波長の出射光102が出射された。
Claims (6)
- 光導波路を有し、前記光導波路の一方端側から入射した入射光の波長を変換して前記光導波路の他方端側から出射光を出射させる波長変換素子であって、
AlxGa(1-x)N(0.5≦x≦1)よりなる第1の結晶と、
前記第1の結晶と同じ組成の第2の結晶とを備え、
前記第1および第2の結晶は、前記光導波路に沿って分極方向が周期的に反転する分極反転構造を形成し、前記分極反転構造は前記入射光に対して擬似位相整合条件を満たし、
前記第1および第2の結晶の少なくとも一方は、1×103cm-2以上1×107cm-2未満の転位密度を有する、波長変換素子。 - 前記第1および第2の結晶の少なくとも一方は、1×103cm-2以上1×105cm-2未満の転位密度を有する、請求項1に記載の波長変換素子。
- 光導波路を有し、前記光導波路の一方端側から入射した入射光の波長を変換して前記光導波路の他方端側から出射光を出射させる波長変換素子の製造方法であって、
AlxGa(1-x)N(0.5≦x≦1)よりなる下地基板を準備する工程と、
前記下地基板上に、前記下地基板と同じ組成の結晶を成長させる工程と、
前記結晶を分極が互いに反転するように2以上に分割して第1の結晶と第2の結晶とを形成する工程と、
前記光導波路に沿って前記第1および第2の結晶の分極方向が周期的に反転する分極反転構造を形成し、前記分極反転構造は前記入射光に対して擬似位相整合条件を満たすように、前記第1および第2の結晶を貼り合わせる工程とを備えた、波長変換素子の製造方法。 - 光導波路を有し、前記光導波路の一方端側から入射した入射光の波長を変換して前記光導波路の他方端側から出射光を出射させる波長変換素子の製造方法であって、
AlxGa(1-x)N(0.5≦x≦1)よりなる下地基板を準備する工程と、
前記下地基板上に、前記下地基板と同じ組成の第1の結晶を成長させる工程と、
前記第1の結晶と同じ組成の第2の結晶を準備する工程と、
前記光導波路に沿って前記第1および第2の結晶の分極方向が周期的に反転する分極反転構造を形成し、前記分極反転構造は前記入射光に対して擬似位相整合条件を満たすように、前記第1および第2の結晶を貼り合わせる工程とを備えた、波長変換素子の製造方法。 - 光導波路を有し、前記光導波路の一方端側から入射した入射光の波長を変換して前記光導波路の他方端側から出射光を出射させる波長変換素子の製造方法であって、
AlxGa(1-x)N(0.5≦x≦1)よりなる下地基板を準備する工程と、
前記下地基板上に、前記下地基板と同じ組成の第1の結晶を成長させる工程と、
前記第1の結晶の表面に規則的に配列した2以上の凸部を形成する工程と、
前記第1の結晶の前記表面上に、前記第1の結晶と同じ組成のアモルファス結晶である第2の結晶を成長させる工程とを備え、
前記第2の結晶を成長させる工程では、前記光導波路に沿って前記第1および第2の結晶の分極方向が周期的に反転する分極反転構造を形成し、前記分極反転構造は前記入射光に対して擬似位相整合条件を満たすように、前記第1および第2の結晶を形成する、波長変換素子の製造方法。 - 光導波路を有し、前記光導波路の一方端側から入射した入射光の波長を変換して前記光導波路の他方端側から出射光を出射させる波長変換素子の製造方法であって、
AlxGa(1-x)N(0.5≦x≦1)よりなる下地基板を準備する工程と、
前記下地基板上に、開口部を有するマスク層を形成する工程と、
前記下地基板または前記マスク層上に、前記下地基板と同じ組成の結晶を成長させることにより、前記下地基板上に接して成長した第1の結晶と、前記マスク層上に接して成長した第2の結晶とを形成する工程とを備え、
前記形成する工程では、前記光導波路に沿って前記第1および第2の結晶の分極方向が周期的に反転する分極反転構造を形成し、前記分極反転構造は前記入射光に対して擬似位相整合条件を満たすように、前記第1および第2の結晶を形成する、波長変換素子の製造方法。
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