JP3036243B2 - 光波長変換素子 - Google Patents
光波長変換素子Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理分野や光応
用計測制御分野に使用する光導波路及び波長変換素子に
関するものである。
用計測制御分野に使用する光導波路及び波長変換素子に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８に従来の光導波路を基本とした光波
長変換素子の構成図を示す。以下0.84μｍの波長の基本
波に対する高調波発生（波長0.42μｍ）について図を用
いて詳しく述べる。（K.Mizuuchi, K.Yamamoto and T.T
aniuchi, Applied Physics Letters, Vol 58, 2732ペー
ジ, 1991年６月号、参照）．図８に示されるようにLiTa
O3基板８０１に光導波路８０２が形成され、さらに光導
波路８０２には周期的に分極の反転した層８０３（分極
反転層）が形成されている。基本波Ｐ１と発生する高調
波Ｐ２の伝搬定数の不整合を分極反転層８０３および非
分極反転層８０４の周期構造で補償することにより高効
率に高調波Ｐ２を出すことができる。光導波路８０２の
入射面８０５に基本波Ｐ１を入射すると、光導波路８０
２から高調波Ｐ２が効率良く発生され、光波長変換素子
として動作する。
長変換素子の構成図を示す。以下0.84μｍの波長の基本
波に対する高調波発生（波長0.42μｍ）について図を用
いて詳しく述べる。（K.Mizuuchi, K.Yamamoto and T.T
aniuchi, Applied Physics Letters, Vol 58, 2732ペー
ジ, 1991年６月号、参照）．図８に示されるようにLiTa
O3基板８０１に光導波路８０２が形成され、さらに光導
波路８０２には周期的に分極の反転した層８０３（分極
反転層）が形成されている。基本波Ｐ１と発生する高調
波Ｐ２の伝搬定数の不整合を分極反転層８０３および非
分極反転層８０４の周期構造で補償することにより高効
率に高調波Ｐ２を出すことができる。光導波路８０２の
入射面８０５に基本波Ｐ１を入射すると、光導波路８０
２から高調波Ｐ２が効率良く発生され、光波長変換素子
として動作する。
【０００３】このような従来の光波長変換素子はプロト
ン交換法により作製された光導波路８０２を基本構成要
素としていた。この素子の製造方法について説明する。
まずLiTaO3基板８０１に通常のフォトプロセスとドライ
エッチングを用いてＴａを周期状にパターニングする。
次にＴａパターンが形成されたLiTaO3基板８０１に２６
０℃、３０分間プロトン交換を行いＴａで覆われていな
いスリット直下に厚み０．８μｍのプロトン交換層を形
成する。次に５９０℃の温度で１０分間熱処理する。熱
処理の上昇レートは１０℃／分、冷却レートは５０℃／
分である。これにより分極反転層８０３が形成される。
プロトン交換層直下はＬｉが減少しておりキュリー温度
が低下するため部分的に分極反転を行うことができる。
次にＨＦ：ＨＮＦ3の１：１混合液にて２分間エッチン
グしＴａを除去する。さらに上記分極反転層８０３中に
プロトン交換を用いて光導波路８０２を形成する。光導
波路用マスクとしてＴａをストライプ状にパターニング
を行うことでＴａマスクに幅４μｍ、長さ１２ｍｍのス
リットを形成する。このＴａマスクで覆われた基板８０
１に２６０℃、１６分間プロトン交換を行い０．５μｍ
の高屈折率層を形成する。Ｔａマスクを除去した後３８
０℃で１０分間熱処理を行う。プロトン交換された保護
マスクのスリット直下の領域は屈折率が０．０２程度上
昇した光導波路８０２となる。この従来の方法により作
製される光波長変換素子は波長0.84μｍの基本波Ｐ１に
対して、光導波路８０２の長さを９ｍｍ、基本波Ｐ１の
パワーを２７ｍＷにしたとき波長0.42μｍの高調波Ｐ２
のパワー０．１３ｍＷ、変換効率０．５％が得られてい
た。この場合、分極反転周期が３次であるが現状では１
次の分極反転周期が得られており、４０ｍＷの基本波に
対して高調波２．６ｍＷで、９倍の効率（１６２％／
Ｗ）が達成できている。
ン交換法により作製された光導波路８０２を基本構成要
素としていた。この素子の製造方法について説明する。
まずLiTaO3基板８０１に通常のフォトプロセスとドライ
エッチングを用いてＴａを周期状にパターニングする。
次にＴａパターンが形成されたLiTaO3基板８０１に２６
０℃、３０分間プロトン交換を行いＴａで覆われていな
いスリット直下に厚み０．８μｍのプロトン交換層を形
成する。次に５９０℃の温度で１０分間熱処理する。熱
処理の上昇レートは１０℃／分、冷却レートは５０℃／
分である。これにより分極反転層８０３が形成される。
プロトン交換層直下はＬｉが減少しておりキュリー温度
が低下するため部分的に分極反転を行うことができる。
次にＨＦ：ＨＮＦ3の１：１混合液にて２分間エッチン
グしＴａを除去する。さらに上記分極反転層８０３中に
プロトン交換を用いて光導波路８０２を形成する。光導
波路用マスクとしてＴａをストライプ状にパターニング
を行うことでＴａマスクに幅４μｍ、長さ１２ｍｍのス
リットを形成する。このＴａマスクで覆われた基板８０
１に２６０℃、１６分間プロトン交換を行い０．５μｍ
の高屈折率層を形成する。Ｔａマスクを除去した後３８
０℃で１０分間熱処理を行う。プロトン交換された保護
マスクのスリット直下の領域は屈折率が０．０２程度上
昇した光導波路８０２となる。この従来の方法により作
製される光波長変換素子は波長0.84μｍの基本波Ｐ１に
対して、光導波路８０２の長さを９ｍｍ、基本波Ｐ１の
パワーを２７ｍＷにしたとき波長0.42μｍの高調波Ｐ２
のパワー０．１３ｍＷ、変換効率０．５％が得られてい
た。この場合、分極反転周期が３次であるが現状では１
次の分極反転周期が得られており、４０ｍＷの基本波に
対して高調波２．６ｍＷで、９倍の効率（１６２％／
Ｗ）が達成できている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような導波路で
は、高調波の横モードが０次モードの時の方が、１次モ
ードよりも効率が高い。しかし、非線形光学結晶がＬｉ
ＮｂｘTａ１ーｘＯ３(０≦ｘ≦１）基板である場合、高
出力の高調波に対して光誘起屈折率変化（光損傷）を生
じる。光損傷を受けた導波路では得られる高調波の出力
が不安定である。その影響は一般に１次モードよりも０
次モードの方が大きい。図９を用いて０次モードと１次
モードの光損傷にもたらす影響について述べる。図９は
基本波のＴＭ００モードと高調波のＴＭ００モード及び
ＴＭ１０モードの電界分布及び光損傷を生じた場合の屈
折率変化を示す。光損傷は短波長領域で生じ易く、光の
強度が高いほど大きな屈折率低下が生じる現象である。
高調波のＴＭ００モードが発生した場合は光損傷により
高調波のＴＭ００の電界ピークを中心に屈折率が低下し
周辺で屈折率が上昇するため基本波のＴＭ００モードは
基板側に移動する。これに対してＴＭ10モードが発生し
た場合は屈折率低下部分及び上昇部分が細かく繰り返す
ため、基本波が感じる屈折率分布が補償され、基板方向
への移動量は少なくなる。そのため光損傷の少ない導波
路を得るためには、１次モードの変換効率が高い導波路
構造を設計することが必要となる。一般に横モードがＴ
Ｍ10モードの高調波光を高効率に得ることは困難であ
る。図２は従来の光導波路の屈折率分布、図４は図２の
屈折率分布に対して伝搬する基本波の電磁界分布と高調
波の電磁界の２乗分布を示している。基本波と高調波の
重なりを計算したところ、モード結合係数３％で、この
とき得られる変換効率は３６％／Ｗであることがわかっ
た。横モードがＴＭ10モードの高調波光を高効率に得る
ためには、基本波と高調波のモード結合係数が大きな光
導波路構造を設計する必要がある。
は、高調波の横モードが０次モードの時の方が、１次モ
ードよりも効率が高い。しかし、非線形光学結晶がＬｉ
ＮｂｘTａ１ーｘＯ３(０≦ｘ≦１）基板である場合、高
出力の高調波に対して光誘起屈折率変化（光損傷）を生
じる。光損傷を受けた導波路では得られる高調波の出力
が不安定である。その影響は一般に１次モードよりも０
次モードの方が大きい。図９を用いて０次モードと１次
モードの光損傷にもたらす影響について述べる。図９は
基本波のＴＭ００モードと高調波のＴＭ００モード及び
ＴＭ１０モードの電界分布及び光損傷を生じた場合の屈
折率変化を示す。光損傷は短波長領域で生じ易く、光の
強度が高いほど大きな屈折率低下が生じる現象である。
高調波のＴＭ００モードが発生した場合は光損傷により
高調波のＴＭ００の電界ピークを中心に屈折率が低下し
周辺で屈折率が上昇するため基本波のＴＭ００モードは
基板側に移動する。これに対してＴＭ10モードが発生し
た場合は屈折率低下部分及び上昇部分が細かく繰り返す
ため、基本波が感じる屈折率分布が補償され、基板方向
への移動量は少なくなる。そのため光損傷の少ない導波
路を得るためには、１次モードの変換効率が高い導波路
構造を設計することが必要となる。一般に横モードがＴ
Ｍ10モードの高調波光を高効率に得ることは困難であ
る。図２は従来の光導波路の屈折率分布、図４は図２の
屈折率分布に対して伝搬する基本波の電磁界分布と高調
波の電磁界の２乗分布を示している。基本波と高調波の
重なりを計算したところ、モード結合係数３％で、この
とき得られる変換効率は３６％／Ｗであることがわかっ
た。横モードがＴＭ10モードの高調波光を高効率に得る
ためには、基本波と高調波のモード結合係数が大きな光
導波路構造を設計する必要がある。
【０００５】また、グレーティングによるフィードバッ
ク系を光波長変換素子に形成する場合、導波路の表面に
形成するグレーティングは屈折率が大きいほど回折効率
が大きく得られる効果も大きい。しかし、屈折率が高く
ロスの小さな材料はTa2O3(n=2.1)程度しかなく、それ以
上の高屈折率の材料は少ない。
ク系を光波長変換素子に形成する場合、導波路の表面に
形成するグレーティングは屈折率が大きいほど回折効率
が大きく得られる効果も大きい。しかし、屈折率が高く
ロスの小さな材料はTa2O3(n=2.1)程度しかなく、それ以
上の高屈折率の材料は少ない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するため光波長変換素子に新たな工夫を加えること
により高効率変換可能な光波長変換素子を提供するもの
である。つまり、本発明は非線形光学結晶中に周期的な
分極反転層と光導波路を有し、前記光導波路中に非線形
層と前記非線形層より屈折率の高い非線形劣化層を有
し、前記屈折率の高い非線形劣化層が前記非線形層上部
に構成されている光波長変換素子を提供するものであ
る。
解決するため光波長変換素子に新たな工夫を加えること
により高効率変換可能な光波長変換素子を提供するもの
である。つまり、本発明は非線形光学結晶中に周期的な
分極反転層と光導波路を有し、前記光導波路中に非線形
層と前記非線形層より屈折率の高い非線形劣化層を有
し、前記屈折率の高い非線形劣化層が前記非線形層上部
に構成されている光波長変換素子を提供するものであ
る。
【０００７】
【作用】本発明の光波長変換素子は、光導波路の表面に
高屈折率で非線形性の劣化した層を形成することによ
り、１次モードの変換効率を大幅に向上させ、光損傷に
対して強いものである。
高屈折率で非線形性の劣化した層を形成することによ
り、１次モードの変換効率を大幅に向上させ、光損傷に
対して強いものである。
【０００８】また、本発明の波長変換素子は表面の高屈
折率層にエッチング等の方法によりグレーティングを形
成することで高効率のフィードバック系を可能にするも
のである。
折率層にエッチング等の方法によりグレーティングを形
成することで高効率のフィードバック系を可能にするも
のである。
【０００９】また、本発明の光波長変換素子の表面の高
屈折率層を入射テーパーとして利用した場合、入射光の
導波路への結合効率を向上させる。
屈折率層を入射テーパーとして利用した場合、入射光の
導波路への結合効率を向上させる。
【００１０】
【実施例】本発明の光波長変換素子の光導波路表面の高
屈折率非線形劣化層の形成した場合の構造を図１に示
す。１０２は分極反転層である。分極反転層の形成はま
ずLiTaO3基板１０１に通常のフォトプロセスとドライエ
ッチングを用いてＴａを周期状にパターニングする。Ｔ
ａによるパターンが形成されたLiTaO3基板１０１に２６
０℃、２０分間プロトン交換を行いスリット直下に厚み
０．８μｍのプロトン交換層を形成した後、５４０℃の
温度で３０秒間熱処理する。熱処理の上昇レートは８０
℃／秒、冷却レートは５０℃／分である。これにより分
極反転層１０２が形成される。冷却レートが遅いと不均
一反転が生じるので３０℃／分以上が望ましい。プロト
ン交換層はＬｉが減少しておりキュリー温度が低下する
ため部分的に分極反転ができる。ＴａはＨＦ：ＨＮＦ3
の２：１混合液にて２分間エッチングで除去される。
屈折率非線形劣化層の形成した場合の構造を図１に示
す。１０２は分極反転層である。分極反転層の形成はま
ずLiTaO3基板１０１に通常のフォトプロセスとドライエ
ッチングを用いてＴａを周期状にパターニングする。Ｔ
ａによるパターンが形成されたLiTaO3基板１０１に２６
０℃、２０分間プロトン交換を行いスリット直下に厚み
０．８μｍのプロトン交換層を形成した後、５４０℃の
温度で３０秒間熱処理する。熱処理の上昇レートは８０
℃／秒、冷却レートは５０℃／分である。これにより分
極反転層１０２が形成される。冷却レートが遅いと不均
一反転が生じるので３０℃／分以上が望ましい。プロト
ン交換層はＬｉが減少しておりキュリー温度が低下する
ため部分的に分極反転ができる。ＴａはＨＦ：ＨＮＦ3
の２：１混合液にて２分間エッチングで除去される。
【００１１】１０３は分極反転層１０２上に形成された
光導波路を示していて、表面層は高屈折率の非線形劣化
層１０４であり、下部は非線形層１０５である。光導波
路１０３は分極反転層１０２に対してプロトン交換を用
いて形成した。光導波路用マスクとしてＴａをストライ
プ状にパターニングを行った後、Ｔａマスクに幅４μ
ｍ、長さ１２ｍｍのスリットが形成されたものに２６０
℃、１６分間ピロ燐酸中でプロトン交換を行った。これ
により厚み０．４５μｍのプロトン交換層が形成され
る。Ｔａマスクを除去した後、赤外線加熱装置を用いて
４２０℃で１分間熱処理を行った。熱処理により均一化
されロスが減少し、導波路深さは１．９μｍまで増加
し、導波路表面には高屈折率の非線形劣化層１０４が
０．７μｍ形成され、また下部には非線形性をもつ導波
路層１０５が１．２μｍが形成された。
光導波路を示していて、表面層は高屈折率の非線形劣化
層１０４であり、下部は非線形層１０５である。光導波
路１０３は分極反転層１０２に対してプロトン交換を用
いて形成した。光導波路用マスクとしてＴａをストライ
プ状にパターニングを行った後、Ｔａマスクに幅４μ
ｍ、長さ１２ｍｍのスリットが形成されたものに２６０
℃、１６分間ピロ燐酸中でプロトン交換を行った。これ
により厚み０．４５μｍのプロトン交換層が形成され
る。Ｔａマスクを除去した後、赤外線加熱装置を用いて
４２０℃で１分間熱処理を行った。熱処理により均一化
されロスが減少し、導波路深さは１．９μｍまで増加
し、導波路表面には高屈折率の非線形劣化層１０４が
０．７μｍ形成され、また下部には非線形性をもつ導波
路層１０５が１．２μｍが形成された。
【００１２】分極反転層１０２の周期は４μｍであり波
長０．８４μｍに対して動作する。また、この光導波路
１０３の非分極反転層１０６と分極反転層１０２の屈折
率変化はなく、光が導波する場合の伝搬損失は小さい。
光導波路１０３に垂直な面を光学研磨し入射部および出
射部を形成した。この素子の長さは９ｍｍである。基本
波Ｐ１として半導体レーザ光（波長０．８４μｍ）を入
射部より導波させたところシングルモード伝搬し、波長
０．４２μｍの高調波Ｐ２が１次モードで出射部より基
板外部に取り出された。基本波４０ｍＷの入力で３ｍＷ
の高調波（波長０．４２μｍ）を得た。この場合の変換
効率は７．５％（１８８％／Ｗ）であり、従来までは低
かった１次モードの変換効率が大幅に向上し、光損傷に
対しても強く安定な高調波光が得られた。
長０．８４μｍに対して動作する。また、この光導波路
１０３の非分極反転層１０６と分極反転層１０２の屈折
率変化はなく、光が導波する場合の伝搬損失は小さい。
光導波路１０３に垂直な面を光学研磨し入射部および出
射部を形成した。この素子の長さは９ｍｍである。基本
波Ｐ１として半導体レーザ光（波長０．８４μｍ）を入
射部より導波させたところシングルモード伝搬し、波長
０．４２μｍの高調波Ｐ２が１次モードで出射部より基
板外部に取り出された。基本波４０ｍＷの入力で３ｍＷ
の高調波（波長０．４２μｍ）を得た。この場合の変換
効率は７．５％（１８８％／Ｗ）であり、従来までは低
かった１次モードの変換効率が大幅に向上し、光損傷に
対しても強く安定な高調波光が得られた。
【００１３】光導波路の表面に高屈折率の非線形劣化層
を形成したときに１次モードの変換効率が向上すること
を解析的に説明する。一般に、分極反転型の導波路によ
って得られる高調波光の変換効率を表す式は次式で与え
られる。
を形成したときに１次モードの変換効率が向上すること
を解析的に説明する。一般に、分極反転型の導波路によ
って得られる高調波光の変換効率を表す式は次式で与え
られる。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここで、ｎωおよびｎ２ωは基本波と高調
波の実効屈折率、ωは基本波の角周波数、μ０およびε
０は真空中での透磁率と誘電率、ｄは非線形定数、Ｌは
結晶長、Ｐωは基本波のパワーを表している。また、ψ
１、ψ２は導波路内での基本波と高調波の電界強度分
布、εｘは導波路のｘ方向の誘電率を表していて、ηｍ
は導波路内での基本波と高調波のモード結合効率を表し
ている。Ｐωが１Ｗの時、規格化変換効率（%／W）が得
られる。
波の実効屈折率、ωは基本波の角周波数、μ０およびε
０は真空中での透磁率と誘電率、ｄは非線形定数、Ｌは
結晶長、Ｐωは基本波のパワーを表している。また、ψ
１、ψ２は導波路内での基本波と高調波の電界強度分
布、εｘは導波路のｘ方向の誘電率を表していて、ηｍ
は導波路内での基本波と高調波のモード結合効率を表し
ている。Ｐωが１Ｗの時、規格化変換効率（%／W）が得
られる。
【００１６】従来の光導波路の屈折率分布を図２に、光
導波路の表面に高屈折率の非線形劣化層を持つ時の屈折
率分布を図３に示す。実際の屈折率分布はグレーティッ
ドであるが解析を簡略化するため矩形分布に近似してい
る。屈折率分布には波長分散を持つため基本波に対する
屈折率分布と高調波に対する屈折率分布では違う。高調
波に対する屈折率を（）の中に示す。図２、図３の屈折
率分布に対して伝搬する基本波の電磁界分布と高調波の
電磁界の２乗分布を図４及び図５に示す。従来の光導波
路では、モード結合係数が３％で変換効率が３６％／Ｗ
であったが、本発明のように光導波路の表面に高屈折率
の非線形劣化層を形成することで、モード結合係数が２
４％、変換効率が２８４％／Ｗまで向上することが解析
的に分かった。これは、光導波路の表面に高屈折率の非
線形劣化層を形成することで、横モードがTM10モードの
高調波光において、図５に示すように基板表面側のモー
ドを小さくすることができ、結果としてモード結合係数
（重なり積分）を大きくすることができるため、大きな
変換効率が得られた。
導波路の表面に高屈折率の非線形劣化層を持つ時の屈折
率分布を図３に示す。実際の屈折率分布はグレーティッ
ドであるが解析を簡略化するため矩形分布に近似してい
る。屈折率分布には波長分散を持つため基本波に対する
屈折率分布と高調波に対する屈折率分布では違う。高調
波に対する屈折率を（）の中に示す。図２、図３の屈折
率分布に対して伝搬する基本波の電磁界分布と高調波の
電磁界の２乗分布を図４及び図５に示す。従来の光導波
路では、モード結合係数が３％で変換効率が３６％／Ｗ
であったが、本発明のように光導波路の表面に高屈折率
の非線形劣化層を形成することで、モード結合係数が２
４％、変換効率が２８４％／Ｗまで向上することが解析
的に分かった。これは、光導波路の表面に高屈折率の非
線形劣化層を形成することで、横モードがTM10モードの
高調波光において、図５に示すように基板表面側のモー
ドを小さくすることができ、結果としてモード結合係数
（重なり積分）を大きくすることができるため、大きな
変換効率が得られた。
【００１７】次に、光導波路の表面の高屈折率層にグレ
ーティングを形成した場合の構造を図６に示す。６０１
はLiTaO3基板、６０２は分極反転層、６０３は光導波
路、６０４は高屈折率層から成るグレーティング、６０
５は非線形層、６０６は非分極反転層を示している。グ
レーティング６０４は構成図１の高屈折率の非線形劣化
層をフォトプロセスとドライエッチングすることで得ら
れた。グレーティングの周期は２μｍでこれは基本波
（０．８４μｍ）に対し１０次のグレーティング周期で
ある。従来までのようにＳｉＯ2で形成したときには効
率が１５％程度であったが、高屈折率層でグレーティン
グを形成したときには効率が３０％まで向上した。
ーティングを形成した場合の構造を図６に示す。６０１
はLiTaO3基板、６０２は分極反転層、６０３は光導波
路、６０４は高屈折率層から成るグレーティング、６０
５は非線形層、６０６は非分極反転層を示している。グ
レーティング６０４は構成図１の高屈折率の非線形劣化
層をフォトプロセスとドライエッチングすることで得ら
れた。グレーティングの周期は２μｍでこれは基本波
（０．８４μｍ）に対し１０次のグレーティング周期で
ある。従来までのようにＳｉＯ2で形成したときには効
率が１５％程度であったが、高屈折率層でグレーティン
グを形成したときには効率が３０％まで向上した。
【００１８】また、高屈折率層をテーパー入射部として
用いた概略構成図を図７に示す。グレーティング同様、
フォトプロセスとドライエッチングにより得られた。従
来では結合効率が２０％程度であったが、高屈折率層か
らなる入射テーパーを形成することで３０％まで向上し
た。
用いた概略構成図を図７に示す。グレーティング同様、
フォトプロセスとドライエッチングにより得られた。従
来では結合効率が２０％程度であったが、高屈折率層か
らなる入射テーパーを形成することで３０％まで向上し
た。
【００１９】
【発明の効果】分極反転層を有する非線形光学結晶中に
光導波路を形成し、その光導波路が表面層の高屈折率の
非線形劣化層と下部の非線形層を有する構造では高調波
の横モードが０次モードの時よりも１次モードの時の方
が変換効率が高くなる。そのため光損傷に強い高効率で
安定な波長変換が実現される。
光導波路を形成し、その光導波路が表面層の高屈折率の
非線形劣化層と下部の非線形層を有する構造では高調波
の横モードが０次モードの時よりも１次モードの時の方
が変換効率が高くなる。そのため光損傷に強い高効率で
安定な波長変換が実現される。
【００２０】また、光導波路の高屈折率層をグレーティ
ングや入射テーパーとして用いることで高効率のフィー
ドバック系や高効率の結合効率をもつ導波路が実現でき
る
ングや入射テーパーとして用いることで高効率のフィー
ドバック系や高効率の結合効率をもつ導波路が実現でき
る
【図１】（ａ）は本発明の導波路の表面に高屈折率の非
線形劣化層をもつ分極反転型波長変換素子の概略構成斜
視図 （ｂ）は本発明の導波路の表面に高屈折率の非線形劣化
層をもつ分極反転型波長変換素子の概略構成側面図
線形劣化層をもつ分極反転型波長変換素子の概略構成斜
視図 （ｂ）は本発明の導波路の表面に高屈折率の非線形劣化
層をもつ分極反転型波長変換素子の概略構成側面図
【図２】矩形分布に近似した従来までの光導波路の屈折
率分布図
率分布図
【図３】矩形分布に近似した本発明の表面層に高屈折率
層を持つ光導波路の屈折率分布図
層を持つ光導波路の屈折率分布図
【図４】従来までの光導波路中の基本波と高調波の電界
振幅図
振幅図
【図５】本発明の表面層に高屈折率層を持つ光導波路中
の基本波と高調波の電界振幅図
の基本波と高調波の電界振幅図
【図６】本発明の導波路表面の高屈折率層にグレーティ
ングをもつ光波長変換素子の概略構成断面図
ングをもつ光波長変換素子の概略構成断面図
【図７】本発明の導波路表面の高屈折率層を入射テーパ
ーとして利用したときの光波長変換素子の構成断面図
ーとして利用したときの光波長変換素子の構成断面図
【図８】従来までの分極反転型波長変換素子の概略構成
斜視図
斜視図
【図９】基本波のＴＭ00モードと高調波のＴＭ00及びＴ
Ｍ10モードの電界分布と光損傷による屈折率変化の分布
図
Ｍ10モードの電界分布と光損傷による屈折率変化の分布
図
１０１ ＬｉＴａＯ3基板 １０２ 分極反転層 １０３ 光導波路 １０４ 非線形劣化層 １０５ 非線形層 １０６ 非分極反転層 ６０１ ＬｉＴａＯ3基板 ６０２ 分極反転層 ６０３ 光導波路 ６０４ 非線形劣化層 ６０５ 非線形層 ６０６ グレーティング ７０１ ＬｉＴａＯ3基板 ７０２ 分極反転層 ７０３ 光導波路 ７０４ 非線形劣化層 ７０５ 非線形層 ８０１ ＬＩＴａＯ3基板 ８０２ 光導波路 ８０３ 分極反転層 ８０４ 非分極反転層 ８０５ 入射面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−273624（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/377 G02B 6/12 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】非線形光学結晶中に周期的な分極反転層と
光導波路を有し、前記光導波路中に非線形層と前記非線
形層より屈折率の高い非線形劣化層を有し、前記屈折率
の高い非線形劣化層が前記非線形層上部に構成されてい
ることを特徴とする光波長変換素子。 - 【請求項２】 非線形光学結晶中に周期的な分極反転層
と光導波路を有し、前記光導波路中に非線形層と前記非
線形層より屈折率の高い非線形劣化層を有し、前記屈折
率の高い非線形劣化層が前記非線形層上部に構成され、
前記光導波路にエッチングすることにより形成したグレ
ーティングを有することを特徴とする光波長変換素子。 - 【請求項３】 非線形光学結晶がＬｉＮｂｘTａ１ーｘO
３(０≦ｘ≦１）基板であることを特徴とする請求項１
または２項記載の光波長変換素子。 - 【請求項４】 前記屈折率の高い非線形劣化層の上部に
１層以上の膜が構成されていることを特徴とする請求項
１、２、３項のいずれか１項記載の光波長変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18913692A JP3036243B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 光波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18913692A JP3036243B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 光波長変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0635017A JPH0635017A (ja) | 1994-02-10 |
| JP3036243B2 true JP3036243B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=16236014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18913692A Expired - Fee Related JP3036243B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 光波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036243B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP18913692A patent/JP3036243B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0635017A (ja) | 1994-02-10 |
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