JP3213907B2

JP3213907B2 - ニオブ酸リチウム単結晶と光機能素子

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Publication number: JP3213907B2
Application number: JP27404798A
Authority: JP
Inventors: 健二北村; 保典古川; ゴパランベンカトラマン; イーミッシェルテレンス
Original assignee: 科学技術庁無機材質研究所長; ロスアラモスナショナルラボラトリー
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2001-10-02
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP2000103697A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、レーザー
光を利用した光情報処理、光加工技術、光化学反応技
術、光計測制御等々の分野で利用するニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ₃）単結晶の分極を周期的に反転させ、レ
ーザー光の基本波長を短波長化、あるいは長波長化する
光機能素子および波長変換素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ニオブ酸リチウム単結晶の相図は古くか
ら知られており、従来、組成の均質性の高いニオブ酸リ
チウム単結晶を製造するためには、結晶と融液が同じ組
成で平衡共存する一致溶融組成であるＬｉ₂Ｏ／（Ｎｂ
₂Ｏ₅＋Ｌｉ₂Ｏ）のモル分率が０．４８５の融液から
回転引き上げ法で育成されていた。そして、育成された
アズグロウンニオブ酸リチウム単結晶は多分域状態とな
っているため、育成後の結晶をキュリー温度である約１
１５０℃以上に加熱した状態で結晶のＺ軸方向に電圧を
印加し、単一分域化した後、結晶を冷却するポーリング
という処理を施されていた。単一分域化処理された結晶
は所定の大きさに加工された後各種用途に使用されてい
た。

【０００３】このニオブ酸リチウム単結晶は優れた電気
光学定数や非線形光学定数を有するため、光変調器、光
スイッチ、Ｑスイッチ、波長変換素子など種々の光機能
素子の基板材料として注目されている。特に近年では、
近赤外波長の半導体レーザーを非線形光学効果により半
長波の青色光に変換する導波路型の光第二高調波発生
（ＳＨＧ）素子の開発が期待されており、なかでも、光
ディスクの高密度記録・再生用光源として、ニオブ酸リ
チウム単結晶の分極構造を周期的に反転した素子を用い
たＳＨＧ素子は最も良く研究されている。このＳＨＧ素
子は疑似位相整合（Quasi Phase Matching：ＱＰＭ）方
式によるもので、基本波と高調波の伝搬定数の差を周期
構造で補償して位相整合をとる方式である。この方式で
は高い変換効率が得られること、出力光の平行ビーム化
・回折限界集光が容易であること、適用できる材料や波
長に制限がないことなど、多くの優れた特徴を持ってい
る。ＱＰＭのための周期構造としては、ＳＨＧ係数（ｄ
係数）の符号を周期的に反転した構造が高い効率を得る
上で最も有効であり、強誘電体結晶ではｄ係数の正負は
強誘電体分極の極性に対応するので、強誘電分極ドメイ
ンの周期反転構造が利用されている。ＱＰＭ−ＳＨＧ方
式では複屈折を利用した位相整合方式では使えない非線
形光学定数ｄ２２やｄ３３等も使えるために高効率の波
長変換ができることは大きなメリットと考えられる。

【０００４】ニオブ酸リチウム単結晶は他の非線形光学
単結晶と比べて大きな非線形光学定数（ｄ３３が３４．
４ｐｍ／Ｖ）を有しているので最も良く素子化の研究が
されている材料の一つである。強誘電体結晶を用いたＱ
ＰＭ−ＳＨＧ素子を実現する上で最も重要な技術は、周
期的分極反転ドメインを精度よく生成する技術である。
ニオブ酸リチウム単結晶の基本波長０．８μｍ帯での位
相整合のための周期は約３μｍ程度である。ただ、育成
後に一度、単一分域化されたＬＮ単結晶は常温近傍では
極めて安定で通常の電界印加では分極を反転するのは容
易では無いが、これまで種々の方法でキュリー温度以下
の温度で分極反転する技術が報告されている。１）Ｔｉ
内拡散法。２）ＳｉＯ₂装荷熱処理法。３）プロトン交
換熱処理法。４）電子ビーム走査照射法。５）電圧印加
法。などである。５）の電圧印加方法は多くの報告例が
あるが、ｚカットのＬＮ単結晶の片面に周期電極を、反
対面に一様電極を設けてこの電極を通じてパルス電圧を
印加することで周期電極とほぼ同パターンの周期分極反
転が得られる。このように作成したＱＰＭ−ＳＨＧ素子
に近赤外レーザーを入射し数ｍＷ程度の青色ＳＨＧレー
ザー光が得られている。また、ＬＮ単結晶を用いたＱＰ
Ｍ素子はＳＨＧ以外に近赤外域のＯＰＯ等の波長変換素
子応用にも研究されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】強誘電体単結晶を用い
たＱＰＭ−ＳＨＧ素子を実現する上で最も重要な技術
は、先にも述べたように周期的分極反転ドメインを精度
よく生成する技術である。理想的には、反転構造と導波
モードの重なりが大きく規格化整合誤差を小さくするこ
と、すなわち分極反転幅比を１：１に作成することが大
切であるが、ＱＰＭ条件の許容度が大変厳しいために、
形成された素子の反転周期の不完全さがあると小型で高
効率の素子を実現できなくなってしまう。ニオブ酸リチ
ウムにおいては、分極反転形成方法として電子ビーム走
査照射法や電圧印加法をもちいると、結晶の厚さ方向に
ほぼ一様な反転格子を作成できるメリットがあるが、分
極反転幅比を完全な１：１に形成するのは非常に困難で
あり、プロセスの再現性にも問題がある。例えば、電圧
印加法ではｚカットのニオブ酸リチウム単結晶の片面に
周期電極を反対面に一様電極を設けてこの電極を通じて
パルス電圧を印加することで周期電極直下の部分をｚ軸
方位に向けて分極反転させるが、反転分極幅と電極幅は
必ずしも一致するとは限らず、その作製誤差も大きい。
また、反対面のｚ軸方向に分極反転が形成される途中
で、反転が途切れたり分極反転幅がｚカット結晶の両面
で異るなどの問題があるため、理想的な形でのＱＰＭ−
ＳＨＧ素子の形成は困難であるとの問題があった。

【０００６】この分極反転の周期幅は目的とするＳＨＧ
素子の位相整合波長によって異なり、長波長の位相整合
では制御する反転幅は十数μｍ程度に大きくなるので、
短波長用途の３μｍ程度にくらべると作製は容易になる
ものの、理想的な素子実現には至っていない。また、Ｌ
Ｎ単結晶の場合分極反転に必要な印加電圧は２０ｋＶ／
ｍｍ以上と高電圧が必要とされるため、基板厚みが０．
５ｍｍ程度と薄い場合には基板全体に分極反転格子を形
成することが可能であるが、厚さが数ｍｍになると完全
な分極反転形成はさらに困難になるという問題があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、この出願の発明
は、上記のとおりの従来技術の課題を解決するものとし
て、Ｌｉ ₂ Ｏ／（Ｎｂ ₂ Ｏ ₅ ＋Ｌｉ ₂ Ｏ）のモル分率が
０．４９〜０．５２で、強誘電分極反転に必要とする印
加電圧が１０ｋＶ／ｍｍ以下であり、厚みが０．５ｍｍ
〜２．０ｍｍ（０．５ｍｍを除く）のニオブ酸リチウム
単結晶の基板上に周期的な分極反転構造を形成して可視
から近赤外域のレーザーの波長を変換する光機能素子で
ある。

【０００８】また、この出願の発明は、Ｌｉ ₂ Ｏ／（Ｎ
ｂ ₂ Ｏ ₅ ＋Ｌｉ ₂ Ｏ）のモル分率が０．４９〜０．５２
であるニオブ酸リチウム単結晶基板上に周期電極を形成
し、電圧印加法を用いて、周期ドメインの分極反転比を
１：１に制御して形成した可視から近赤外域のレーザー
の波長を変換する光機能素子である。

【０００９】さらに、この出願の発明は、上記に記載の
光機能素子を用いたことを特徴とする内部共振器型の波
長変換素子である。以上のとおり、この出願の発明は、
発明者らによる鋭意研究の結果、ニオブ酸リチウム短結
晶における分極反転の制御性の問題点は単結晶材料にあ
ることを突き止めたことに基づいてなされている。すな
わち、これまで分極反転形成に用いられてきたＬＮ単結
晶基板は単結晶育成技術の制約からニオブ成分過剰のも
のしか市販されていない（Ｌｉ₂Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｌ
ｉＯ₂）のモル分率が０．４８５）ことである。本来、
ＬＮ単結晶の理想組成はＬｉ：Ｎｂ比が１：１である
が、この過剰なニオブ成分によって結晶中に多量の欠陥
を形成している。この欠陥の存在により、分極反転に必
要な印加電圧と自発分極の関係を示すヒステリシスは比
対称的でしかも数十ｋＶ／ｃｍの高電圧が必要とされる
ことや、結晶内部で欠陥が不均一に分布して濃度が高い
ような箇所では分極反転がピンニングされやすいため
に、電界印加により精度よく分極反転する技術には限界
があるということが明らかにされたのである。

【００１０】つまり、図１に示したニオブ酸リチウム単
結晶の不定比欠陥のモデルでは酸素八面体配位されたＬ
ｉ，Ｎｂ陽イオンが示されている。酸素は８面体の各頂
点に位置している。一致溶融組成のＬＮ単結晶では結晶
中の過剰なＮｂ成分があるために、過剰のＮｂイオンの
１％がＬｉイオンサイトを占有し、電気的な中性を保つ
ためにＬｉサイトに空位４％の空位を生じている。そこ
で、この出願の発明者は数％という多量の欠陥に着目
し、欠陥がニオブ酸リチウム単結晶の諸特性に大きな影
響を及ぼす影響について誠意研究を行った。キュリー温
度より高温の常誘電相にあるニオブ酸リチウム単結晶で
はＬｉ、Ｎｂイオンは電気的中性位置に配置している
が、キュリー温度以下の強誘電相ではＬｉおよびＮｂイ
オンが＋ｚもしくは−ｚ方向に少しずれる。このイオン
のずれの方向によってドメインの正負の分極方向が決定
されている。周期的に分極構造を反転させる技術という
のは、高電界を加えることでこのイオンを低温で強制的
に移動させる技術である。一致溶融組成の不定比欠陥が
多い場合には空位を通じてＬｉイオンは拡散移動しやす
いもののＬｉサイトに入った過剰のＮｂを移動させるこ
とは容易ではないため、分極反転には大きな印加電圧が
必要となる。定比組成に近く組成不定比欠陥が少ない場
合は分極反転は容易になると考えられるのである。

【００１１】以上のことから、この出願の第１の発明の
不定比欠陥濃度を制御した、Ｌｉ₂Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋
Ｌｉ₂Ｏ）のモル分率が０．４９〜０．５２のストイキ
オメトリ組成ニオブ酸リチウム単結晶であり、従来の市
販されている欠陥を多量に含んだ一致溶融組成のニオブ
酸リチウム単結晶よりも分極を反転するのに必要な印加
電圧が１０ｋＶ／ｍｍ以下と小さくて済むこと、また欠
陥濃度が極めて小さいために分極反転のピンチングが発
生しないことを特徴としている。

【００１２】さらに、第２の発明は、ニオブ酸リチウム
単結晶の分極構造を周期的に反転させ、可視から近赤外
域の波長を持った入射レーザーの波長を短波長化あるい
は長波長化させる光機能素子において、ストイキオメト
リ組成に近いニオブ酸リチウム単結晶を用いたことを特
徴とする光機能素子を要旨とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
さらに詳しくに説明する。まず、この発明に係るニオブ
酸リチウム単結晶は、Ｌｉ₂Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｌｉ₂
Ｏ）のモル分率が０．４８５である通常のコングルエン
ト組成よりも化学量論比に近いモル分率が０．４９０〜
０．５２の組成を持つ単結晶である。このため、結晶の
完全性が高く欠陥密度も低い。また、光散乱が少なく光
透過特性にも優れるとともに、分極反転に必要とする印
加電圧が１０ｋＶ／ｍｍ以下ですむため、微少な領域で
の高精度な分極反転の形成が可能である。従って、この
発明のストイキオメトリ組成ニオブ酸リチウム単結晶を
用いることにより可視光域から近赤外光の長波長域まで
高効率で優れた性能を有する波長変換素子を提供するこ
とが可能となる。

【００１４】この発明のニオブ酸リチウム単結晶の製造
法については、組成を著しくＬｉ成分過剰（例えばＬｉ
₂Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｌｉ₂Ｏ) のモル分率が０．５６
〜０．６０、好ましくは０．５８）にした融液から通常
の引き上げ法によって得ることができるが、不定比欠陥
の密度や構造をより精密に制御した大口径の結晶育成に
は、原料を連続供給する二重坩堝法による単結晶育成が
望ましい。

【００１５】また、以上の方法だけでなく、定比組成も
しくは一致溶融組成の融液にＫ₂Ｏをフラックスとして
５ｗｔ％以上添加した融液からの引き上げ法やＴＳＳＧ
法であってもよい。以下に実施例を示し、さらに実施の
形態について説明する。

【００１６】

【実施例】（実施例１）市販の高純度Ｌｉ₂ＣＯ₃、Ｎ
ｂ₂Ｏ₃の原料粉末を準備し、Ｌｉ成分過剰原料として
Ｌｉ₂ＣＯ₃：Ｎｂ₂Ｏ₅の比が０．５６〜０．６０：
０．４４〜０．４０の割合で混合し、化学量論比組成原
料としてＬｉ₂ＣＯ₃：Ｎｂ₂Ｏ₃＝０．５０：０．５
０の割合で混合した。次に１ｔｏｎ／ｃｍ²の静水圧で
ラバープレス成形し、それぞれを約１０５０℃の酸素中
で焼結し原料棒を作成した。また、連続供給用粉末原料
として混合済みの化学量論比組成原料を約１０５０℃の
酸素中で焼結して化学量論比組成原料も作成した。次
に、原料連続供給型二重坩堝法を用いてストイキオメト
リ組成に近いニオブ酸リチウム単結晶の育成を行った。
二重るつぼ内のＬｉ成分過剰組成の融液（例えばＬｉ₂
Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｌｉ₂Ｏ）のモル分率が０．５６〜
０．６０、）に種結晶をつけ、引き上げ速度０．５ｍｍ
／ｈ、結晶回転数４ｒｐｍで、ストイキオメトリ組成に
近い、すなわち不定比欠陥濃度を極力抑えた単結晶を得
た。

【００１７】なお、不定比欠陥の密度や構造を精密に制
御するために、結晶化した成長量に見合った量のＬｉ₂
Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｌｉ₂Ｏ）のモル分率が０．５０の
化学量論組成比の原料を外側坩堝に自動的に供給しなが
ら結晶を育成した。約１．５週間の育成により直径４０
ｍｍ、長さ７０ｍｍで、クラックのない無色透明のニオ
ブ酸リチウム単結晶体を得た。

【００１８】得られた単結晶内部はアズグロウンの状態
ですでに均一に単一分域状態になっており、育成後の単
一分域化処理は不要であることが認められた。得られた
ＬＮ単結晶の組成は化学分析とキュリー温度の評価によ
り求めた。育成に用いた融液の組成により得られた結晶
の組成も異なるが、いづれの結晶もストイキオメトリ組
成に近くＬｉ₂Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｌｉ₂Ｏ）のモル分
率が０．４９〜０．５２にあり従来の一致溶融組成結晶
に比べて不定比欠陥濃度が極力抑えられた単結晶である
ことを確認した。さらに、一本内での結晶組成の均質性
は極めて良いことを確認した。

【００１９】次に育成した種々の単結晶から１０ｍｍ×
１０ｍｍで厚みが０．５ｍｍのｚカット試料を切り出し
た。両ｚ面に電極を形成した後、電圧を印加し、電流値
の変化から分極反転電圧を測定した。その結果、図２に
示すように、従来の一致溶融組成ニオブ酸リチウム単結
晶（ＬＮ）では分極反転に必要な印加電圧が２０ｋＶ／
ｍｍ以上であるのに対して、測定した材料（ＬＮ）では
３〜４ｋＶ／ｍｍ程度で分極が反転することを確認し
た。また、自発分極の大きさは変わらず、応用特性には
影響がない。さらに、自発分極−印加電圧のヒステリシ
スは、図３に示すように従来材料よりも非常に対称性が
よく、分極反転プロセスの制御性が優れていることも明
らかになった。（実施例２）次に実施例１で作成したニオブ酸リチウム
（ＬＮ）単結晶を基板に用いて周期的に分極反転させた
種々の光機能素子を製作した。まず、８４０ｎｍまたは
１０６４ｎｍの近赤外光の基本波に対して青色または緑
色光を発生するＱＰＭ−ＳＨＧ素子を作成した。直径２
インチ、厚み０．５〜２ｍｍ、両面研摩されたｚ−カッ
トニオブ酸リチウム（ＬＮ）単結晶を準備し、＋ｚ面に
リソグラフを用いて、厚み５００ｎｍのＡｌ膜を電極と
して櫛形のパターンを形成した。青色、および緑色光の
高調波を高効率で発生させるために１次のＱＰＭ構造と
なるように電極の周期はそれぞれ３０μｍおよび６．８
μｍとした。その後、＋ｚ面上に厚み０．５μｍ絶縁膜
をオーバーコートし３５０℃で８時間保存処理を施し
た。

【００２０】次に結晶の両ｚ面に塩化リチウム水溶電界
液を介して電極に挟み、高電圧パルスを印加した。ニオ
ブ酸リチウム（ＬＮ）結晶に流れる電流は１ｋΩ抵抗を
通してモニターした。この発明のニオブ酸リチウム（Ｌ
Ｎ）単結晶では約３ｋＶ／ｍｍ程度と従来の約７分の１
程度の小さい電圧印加でドメインを反転させることがで
きた。ドメイン反転格子を形成した後、結晶を取り外
し、側面となる結晶のｙ面を研摩、フッ酸・硝酸の混合
液でエッチングして、ドメインの反転の様子を調べた。
周期ドメイン反転幅比そのドメインの形は印加電圧のパ
ルス幅や電流を最適化することで、試料全体にわたり周
期ドメインの分極反転幅比を理想的な１：１に精度よく
作成することができていることが確認された。またこの
周期ドメイン反転構造の形成は厚み０．５ｍｍの試料の
みならず、より厚い他の試料についても同様に高精度に
形成がされており、これらの試料は例えば内部共振器型
の波長変換素子として最適であると考えられる。

【００２１】次にウエハを切り出して端面研摩した試料
に半導体レーザーおよびＮｄＹＡＧレーザーを入射し、
素子長１０ｍｍの試料で約５０％の変換効率でＳＨＧ出
力の発生を確認した。ここで得られた素子では、従来の
一致溶融組成単結晶を基板として用いたＱＰＭ−ＳＨＧ
素子で見られたようなＳＨ光出力が時間とともに低下す
る現象は見られなかった。

【００２２】これまでは、このようなＳＨ光出力の低下
は単結晶材料自身の光損傷によるものだと説明されてき
た。この発明によるストイキオメトリ組成ニオブ酸リチ
ウム単結晶を基板として用いたＱＰＭ−ＳＨＧ素子で安
定した出力が得られる理由は今のところ必ずしも明らか
ではないが以下３つの理由が考えられる。まず、この発
明の分極反転素子では分極反転幅が数μｍと小さく、か
つその比が完全な１：１に形成されているというため
に、たとえ材料の光損傷が多少存在したとしてもｚ軸方
向に異方性を持つ光損傷が隣り合うドメイン間で相殺さ
れるということである。第２の理由は、ストイキオメト
リ組成結晶では不定比欠陥濃度が従来の一致溶融組成結
晶に比べて遙かに小さいためフォトキャリアが散乱を受
けにくく移動度が大きいために、フォトコンダクティビ
ティが高いことである。ＭｇＯを添加したニオブ酸リチ
ウム単結晶の場合と同様にフォトコンダクティビティが
高ければ、光損傷の起因となるフォトキャリアの局在は
打ち消され光損傷は発生しにくくなると考えられる。第
３の理由はストイキオメトリ組成結晶では不定比欠陥濃
度が小さいことから、光散乱因子やストリエーションな
どのマクロな結晶欠陥がほとんど含まれず結晶の光吸収
が非常に小さいことである。特に、高出力のＳＨＧ素子
では基本波や高調波による光吸収の増加から熱レンズ効
果による光損傷も発生する可能性があるが、結晶完全性
が高く光吸収の小さいストイキオメトリＬＮ単結晶では
これらの問題も解決されると理解される。

【００２３】ここでは、キュリー温度以下の温度で分極
反転する実施例として電圧印加方法について詳しく述べ
たが、この発明によれば１）Ｔｉ内拡散法。２）ＳｉＯ
₂装荷熱処理法。３）プロトン交換熱処理法。４）電子
ビーム走査照射法。など他の方法を用いた場合でも、結
晶の完全性と制御性に優れたストイキオメトリ組成ＬＮ
単結晶を用いることで、高精度に周期分極反転格子を形
成した光素子を実現することが可能である。

【００２４】また、ここでは、８４０ｎｍおよび１０６
４ｎｍの近赤外光の基本波に対して青色または緑色光を
発生するＱＰＭ−ＳＨＧ素子を作成した実施例に付いて
詳しく述べたが、この発明によれば基本波がこの二つの
波長に限ることはなく、ニオブ酸リチウム単結晶が透明
でかつ位相整合が可能である波長域に関して適用するこ
とが可能である。さらに、本発明のニオブ酸リチウム単
結晶の分極構造を周期的に反転され、可視から近赤外域
の波長を持った入射レーザーの波長を短波長化あるいは
長波長化させる光機能素子は第二高調波発生素子に限ら
ず光パラメトリック発振器素子など、リモートセンシン
グ、ガス検知をはじめとする各種の応用分野での適用が
可能とされる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳しく述べたように、この出願の発
明によれば、分極を反転するために必要とする印加電圧
が１０ｋＶ／ｍｍ以下と小さいことで精度よく周期的な
分極反転を形成することが可能なニオブ酸リチウム単結
晶、およびそれを用いた光機能素子を提供することがで
きる。これを利用することにより、この発明は、レーザ
ー光を利用した光情報処理、光加工技術、光化学反応技
術、光計測制御等々の分野での光応用技術に広く活用さ
れ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ニオブ酸リチウム（ＬＮ）単結晶の不定比欠陥
モデルを示した図である。

【図２】一致溶融組成結晶と化学量論組成ニオブ酸リチ
ウム（ＬＮ）単結晶のキュリー温度と強誘電特性を比較
した図である。

【図３】ニオブ酸リチウム（ＬＮ）単結晶の自発分極−
印加電圧のヒステリシス特性を示した図である。

【図４】ニオブ酸リチウム（ＬＮ）単結晶を基板に用い
た周期分極反転ＳＨＧ光機能素子を示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古川保典茨城県つくば市並木１丁目１番地科学技術庁無機材質研究所内 (72)発明者ベンカトラマンゴパランアメリカニューメキシコロスアラモス 87545 ロスアラモスナショナルラボラトリーセンターフォーマテリアルズサイエンス内 (72)発明者テレンスイーミッシェルアメリカニューメキシコロスアラモス 87545 ロスアラモスナショナルラボラトリーセンターフォーマテリアルズサイエンス内 (56)参考文献北村健二ほか，”ＬｉＮｂＯ３の不定比欠陥制御と分極反転特性，”日本結晶成長学会誌，Ｖｏｌ．25，Ｎｏ．３, 1998年７月14日，ｐ．Ａ４北村健二ほか，”ニオブ酸リチウムにおける分域反転の不定比組成依存性，" 1998年（平成10年）春季第45回応用物理学関係連合講演会講演予稿集，第３分冊，1998年３月28日，ｐ．1109，28ａ− ＳＧ−26 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 ＣＡ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｌｉ₂Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｌｉ₂Ｏ）の
モル分率が０．４９〜０．５２で、強誘電分極反転に必
要とする印加電圧が１０ｋＶ／ｍｍ以下であり、厚みが
０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ（０．５ｍｍを除く）のニオブ
酸リチウム単結晶の基板上に周期的な分極反転構造を形
成して可視から近赤外域のレーザーの波長を変換する光
機能素子。
【請求項２】Ｌｉ₂Ｏ／（Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｌｉ₂Ｏ）の
モル分率が０．４９〜０．５２であるニオブ酸リチウム
単結晶基板上に周期電極を形成し、電圧印加法を用い
て、周期ドメインの分極反転比を１：１に制御して形成
した可視から近赤外域のレーザーの波長を変換する光機
能素子。
【請求項３】請求項１または２に記載の光機能素子を
用いたことを特徴とする内部共振器型の波長変換素子。