JP3310024B2

JP3310024B2 - 変調機能付高調波発生装置

Info

Publication number: JP3310024B2
Application number: JP25687592A
Authority: JP
Inventors: 成嘉三澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 2002-07-29
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JPH06110099A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、短波長光源、光変調
器、第２高調波発生素子（ＳＨＧ素子）等として利用さ
れ、光ディスクドライブ、光記録、光プリンタ、光計測
等の光源として応用される変調機能付高調波発生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、短波長光源、第２高調波発生素子
（ＳＨＧ素子）等として利用される導波路型の高調波発
生装置や、導波路中を伝搬する導波光を変調する光変調
器が知られている。ここで、従来の高調波発生装置とし
ては、例えば、特開平２−２４２２３６号公報等に開
示されたものが知られている。また、光変調器として
は、例えば、Appl.Phys.Lett.35(3),pp.256-258,１Au
gust 1979,等に開示されたものが知られている。

【０００３】図９（ａ），（ｂ）に上記従来技術の高
調波発生素子の斜視図及び平面図を示す。図９に示すよ
うに、この素子では、非線形効果を持つＬｉＮｂＯ₃ あ
るいはＬｉＴａＯ₃ のＺ板からなる基板１上にドーピン
グ等により周期的的分極反転層ＺＤ１〜ＺＤｎが設けら
れ、さらにプロトン交換等により３次元導波路Ｇ１が設
けられている。そしてこの素子の光導波路Ｇ１の一端に
コヒーレントな光源からの入射光を結合すると、光導波
路Ｇ１中で非線形光学効果及び周期的分極反転層ＺＤ１
〜ＺＤｎの効果により入射した基本波に対する高調波が
発生し、光導波路Ｇ１の他端から基本波及び高調波が出
射する。

【０００４】次に、図１０（ａ），（ｂ）に上記従来技
術の光変調器の平面図及び断面図を示す。図１０に示
すように、この素子では、ＬｉＮｂＯ₃ のＹ板からなる
基板上にＴｉ拡散により３次元光導波路を形成し、その
途中に導波路幅の狭い部分を設け、この狭い部分の両側
の基板表面上に光導波路に平行に１対の電極を設けてい
る。そして、この電極間に電界を印加すると、１次の電
気光学効果により、電極間に挾まれた部分の屈折率が低
下する。このため、光導波路の導波モードがカットオフ
になり、導波モード光が基板中に放射され、導波しなく
なる。このため、光導波路に導波光を励起し、導波光が
光導波路中を伝搬している状態で電極間に電圧を印加す
ると、導波光が途中で基板中に放射される。このため、
この素子は光導波路のスイッチ、変調器として作用す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】の従来技術において
は、高調波発生素子そのものには高調波の変調機能がな
く、高調波のＯＮ／ＯＦＦには基本波の光源を直接変調
する方法か、あるいは光源と高調波発生素子との間ある
いは高調波発生素子の後に光変調器を設ける必要があ
る。光源を直接変調する場合は、光源に半導体レーザを
用いる必要がある。この場合、半導体レーザは高速で直
接変調すると、モードホップ、モード競合等により発信
波長が変動したり波長幅が広がったりする。これに対し
ての高調波発生素子は、高調波の発生できる基本波の
波長の許容幅が通常数ｍｍ以下と極めて狭いため、光源
の波長変動等により高調波出力が変動してしまい、正確
な変調が不可能となり、出力も不安定となってしまう。
また、光源と高調波発生素子の間あるいは高調波発生素
子の後に光変調器を設ける方法は、新たに光変調器が必
要でコスト高となる。

【０００６】また、の従来技術は通常の光導波路の光
変調器の一つである。この光変調器をの高調波発生素
子に適用した場合、周期的分極反転層があるため、分極
が反転している所とそうでない部分に同一方向の電界が
印加されるため、一方の屈折率は減少しても一方の屈折
率は逆に増加してしまうため、基板中に放射される基本
波の放射効率が悪くなってしまう問題点がある。本発明
は上記事情に鑑みてなされたものであって、従来技術で
ある周期的分極反転層を持つ疑似位相整合タイプの導波
路型高調波発生素子において高調波を高速に変調させる
ことを可能にする構造を提案し、高調波発生と変調機能
とを備えた変調機能付高調波発生装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の変調機能付高調波発生装置は、強誘電体
で非線形光学材料の−Ｚ板または＋Ｚ板からなる基板上
に周期的分極反転層及び三次元光導波路を形成し、さら
に三次元光導波路の上部に電極を設けると共に、その両
側に櫛形状の電極を設け、その櫛形状電極の周期が分極
反転層の周期と同じで、かつ両側の櫛形状電極のうちの
一方の電極の櫛形部分が周期的分極反転層の上部に、他
方の電極の櫛形部分がそれ以外の基板上に形成されてい
ることを特徴とした高調波の変調器付の導波路型高調波
発生素子、及び基本波を発生する光源からなることを特
徴とするものである。

【０００８】請求項２の変調機能付高調波発生装置で
は、上記変調機能付高調波発生装置において、導波路型
高調波発生素子の三次元光導波路の上部に設けた電極と
その両側に設けた櫛形状電極の組が複数組設けられてい
ることを特徴としている。また、請求項３の変調機能付
高調波発生装置では、強誘電体で非線形光学材料の−Ｚ
板または＋Ｚ板からなる基板上に周期的分極反転層及び
三次元光導波路を形成し、さらに三次元光導波路の上部
に電極を設けると共に、その両側に櫛形状の電極を設
け、その櫛形状電極のピッチが、周期的分極反転層の周
期の２倍もしくはそれ以上の整数倍であり、かつ両側の
櫛形状電極のうちの一方の電極の櫛形部分が周期的分極
反転層の上部に、他方の電極の櫛形部分がそれ以外の基
板上に形成されていることを特徴とした高調波の変調器
付の導波路型高調波発生素子、及び基本波を発生する光
源からなることを特徴としている。また、請求項４の変
調機能付高調波発生装置では、請求項１もしくは請求項
２あるいは請求項３記載の変調機能付高調波発生装置に
おいて、導波路型高調波発生素子の三次元光導波路の両
側に低誘電率領域を設けたことを特徴としている。さら
に、請求項５の変調機能付高調波発生装置では、請求項
１，２，３，４のうちの何れか一つに記載の変調機能付
高調波発生装置において、導波路型高調波発生素子の基
板の底面あるいは出射端面の光導波路端面以外の部分あ
るいはその一部分を遮光することを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明の変調機能付高調波発生装置において
は、導波路型高調波発生素子は、強誘電体で非線形光学
材料の−Ｚ板または＋Ｚ板からなる基板上に周期的分極
反転層及び三次元光導波路を形成し、さらに三次元光導
波路の上部に電極を設けると共に、その両側に櫛形状の
電極を設け、その櫛形状電極の周期が分極反転層の周期
と同じで（または、櫛形状電極のピッチが、周期的分極
反転層の周期の２倍もしくはそれ以上の整数倍で）、か
つ両側の櫛形状電極のうちの一方の電極の櫛形部分が周
期的分極反転層の上部に、他方の電極の櫛形部分がそれ
以外の基板上に形成されていることを特徴とし、両側の
櫛形状電極がそれぞれ周期的分極反転層とそれ以外の基
板の部分で逆の電界を印加させるような構造になってい
るため、周期的分極反転層の形成された基板に形成され
た光導波路において比較的均一に屈折率の減少あるいは
増加をさせることができるため、屈折率を減少させた場
合に導波モードをカットオフさせることができるので、
光導波路中で発生する高調波のＯＮ／ＯＦＦをさせるこ
とができ、高調波のスイッチ、変調器付発生装置として
動作することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す図であっ
て、変調機能付高調波発生装置を構成する導波路型高調
波発生素子の斜視図である。図中符号１は基板であり、
本実施例では、ＬｉＴａＯ₃ の−Ｚ板を用いている。そ
して、この基板１中に周期的にプロトン交換を行なった
後、基板のキュリー点近傍まで加熱して冷却することに
より周期的分極反転層２が形成されている。さらに、プ
ロトン交換法により三次元光導波路３が基板表面付近に
形成されている。さらに、三次元光導波路３の上に直線
状の電極４ａが形成されている。さらに、三次元光導波
路３上の電極４ａの両側にはそれぞれ櫛形の電極４ｂ及
び４ｃが形成されている。ここで、両側の電極４ｂ及び
４ｃの櫛形のピッチは、周期的分極反転層２と等しくな
っており、かつ電極４ｂと電極４ｃは半周期ずつピッチ
がずれるようにして電極４ａを挾んで対向して配置され
ている。また、周期的分極反転層２との関係では、図１
に示すように、電極４ｃの櫛形の部分が周期的分極反転
層２の上部に位置し、電極４ｂの櫛形の部分が周期的分
極反転層２の形成されていない部分に位置するようにな
っている。

【００１１】次に、図２、図３、図４を用いて本発明に
よる変調機能付高調波発生装置の動作について説明す
る。図２は変調機能付高調波発生装置の一構成例を示し
ており、基本波を発生する光源５としては半導体レーザ
を用いる。光源５からの出射光は集光レンズ６により収
束され、基板１中の光導波路３の端面に集光する。これ
により光導波路３中にＴＭモードに近いモードを励起す
る。この光が基本波となり光導波路３中を導波するうち
に、ＬｉＴａＯ₃ 基板の非線形性と周期的分極反転層２
により疑似位相整合された高調波の導波モードが光導波
路３中に励起されて他端から基本波と共に出射する。そ
して、これらの光は集光レンズ７によりコリメートされ
る。ここで光導波路３は、基本波の導波モードとしてＴ
Ｍモードに近いモードの最低次モードのみが導波できる
ような構造にしておかなければならない。

【００１２】次に、電極４ａ，４ｂ，４ｃの各端子を
Ａ，Ｂ，Ｃとすると、Ｂ−Ａ間には図４（ｂ）のような
Ａに対してＢの方に−Ｖの電位差がかかるような信号を
印加し、また、Ｃ−Ａ間には図４（ａ）のようなＡに対
してＣの方に＋Ｖの電位差がかかるような信号を印加す
る。尚、Ｃ−Ａ間及びＢ−Ａ間にかかる電圧の位相は同
期させる必要がある。ここで、Ｂ−Ａ間に−Ｖ，Ｃ−Ａ
間に＋Ｖの電位差の信号が印加された場合、電極４ｂ−
４ａ間では基板１の分極反転をされていない部分に電界
が印加されるため、電気力線は図３（ａ）のようにな
り、光導波路３に対してほぼ分極方向に平行に電界が印
加されることになる。一方、電極４ｃ−４ａ間では、基
板１中の周期的分極反転層２の部分に電界が印加される
ため、電気力線は図３（ｂ）のようになり、光導波路３
に対してほぼ分極方向に平行に電界が印加されることに
なる。また、図３（ａ），（ｂ）ともに光導波路３中の
分極方向と電気力線の方向がほぼ一致していることか
ら、この場合、光導波路３の屈折率が周期的分極反転層
２の形成されている部分及び形成されていない部分の両
方とも低下することになる。このため、光導波路３中を
伝搬する基本波の導波モードは、光導波路３の屈折率の
低下によりカットオフとなり、光導波路３中を伝搬する
ことができず、基板１中に放射されることになる。この
ため、基本波の導波モードと疑似的に位相整合して発生
している高調波のモードも発生しなくなる。このよう
に、電極４ｂ−４ａ間及び電極４ｃ−４ａ間に電界を印
加した場合は、高調波及び基本波が光導波路３より出射
しなくなり、印加電圧のＯＮ／ＯＦＦにより高調波の出
力を変化させられるため、光スイッチ、光変調器として
動作させることができる（ここでは、光導波路３及びそ
の周囲の基板１の部分も含めて屈折率が低下する）。

【００１３】ここで、基板１としてはＬｉＴａＯ_３の
−Ｚ板（光学軸が−Ｚ方向に向いているもの）の他に＋
Ｚ板（光学軸が＋Ｚ方向に向いているもの）でもよい。
また、ＬｉＮｂＯ_３の−Ｚ板または＋Ｚ板、及びＫＴ
ｉＯＰＯ_４の−Ｚ板または＋Ｚ板でも全く同様に用い
ることができる。次に、周期的分極反転層２の作製法
は、ＬｉＴａＯ_３基板の場合、プロトン交換＋熱処理
の他に電子ビーム照射法が考えられる。基板がＬｉＮｂ
Ｏ_３の場合は、Ｔｉ拡散＋熱処理、ＳｉＯ_２装荷＋熱
処理、電子ビーム照射、イオン注入等の方法が考えられ
る。また基板がＫＴｉＯＰＯ_４の場合は、Ｒｂ(+)イオ
ン＋Ｂａ(2+)イオンによるイオン交換による方法があ
る。次に、光導波路の作製法としては、基板がＬｉＴａ
Ｏ_３，ＬｉＮｂＯ_３の場合は、プロトン交換法、及び
Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｔｌ，Ｒｂ等の金属イオンのイオン
交換による方法等が考えられる。また、基板がＫＴｉＯ
ＰＯ_４の場合は、Ｒｂ，Ｃｓ，Ｔｌ等のイオン交換に
より形成可能である。また、ＴｉＯ_２等の高屈折率材
料を基板１上に装荷する方法でも作製可能である。ま
た、光導波路３は、周期的分極反転層２に対して必ずし
も直交する必要はなく斜めでもよい。また、必ずしも直
線状でなく曲線でもよい。次に、電極４ａ，４ｂ，４ｃ
については、Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｒ等の金属や
その他の導電性の材料を、真空蒸着、電子ビーム蒸着、
スパッタリング、ＣＶＤ、メッキ、塗布、その他の方法
で薄膜状に形成した後、フォトリソグラフィーの手法で
パターン状にエッチングしたり、リフトオフ、イオンミ
ーリングその他の方法で作製できる。また、図１では、
電極４ｂ及び４ｃについては櫛形の形状をしているが、
この櫛の部分の形状は、先端が半円状あるいは突起形状
等、必ずしも方形状でなくてもよい。

【００１４】次に、光源５については空間的コヒーレン
スの良いものであればよく、半導体レーザの他に各種固
体，色素，気体レーザや、それらの第２高調波、和周波
等の出力が利用できる。集光レンズ６については、１枚
のレンズのみでなく組合せレンズでもよく、また、集光
ミラーや分布屈折率レンズ等も考えられる。しかし、光
源が半導体レーザの場合、光導波路３との直接結合も可
能で、この場合は集光レンズ６は必要ない。また、集光
レンズ７については高調波光のコリメーションが必要な
ければ特に必要ではない。次に、電極４ａと光導波路３
の間にＳｉＯ₂ ガラス等の透明な絶縁体からなるバッフ
ァ層を挾んでもよい。この場合、屈折率は基板１より小
さい必要がある。またこの場合には、電極４ａによる光
導波路３中を伝搬する基本波や高調波の導波モードの吸
収損失をバッファ層が無い場合に比べて低減することが
できる。さらに、電極４ｂ−４ｃ、及び電極４ｃ−４ａ
間に印加する電圧±Ｖは、同位相で印加しておけば図４
（ａ），（ｂ）に示した方形波的な信号でなく、正弦波
状、三角波状、その他の形でもよい。

【００１５】次に、電界の強さＥz と電界Ｅz の印加に
より生じる屈折率の変化Δｎ_e は、近似的に次式のよう
に表わせる。 Δｎ_e≒（ｒ₃₃ｎ_e ³Ｅz）／２ここで、ｒ₃₃は電気光学定数、ｎ_e は異常光屈折率であ
る。ＬｉＮｂＯ₃，ＬｉＴａＯ₃，ＫＴｉＯＰＯ₄ 等では
Δｎ_e は最大で１×１０~³程度が得られる（尚、分極反
転層２中では、電気光学定数ｒ₃₃が分極反転されていな
い部分と少し異なることもある）。また、図４（ａ），
（ｂ）の各電圧を、それぞれ電極４ｂ−４ａ間及び電極
４ｃ−４ａ間に印加することもできる。この場合、光導
波路３の屈折率は反対に増加する。このため、最初の光
導波路３を基本波の波長において最低次のＴＭ的モード
のカットオフより少し屈折率差を小さく設定しておく
と、電極４ｂ−４ａ間及び電極４ｃ−４ａ間に±Ｖの電
圧を印加した場合、光導波路３に基本波の導波モードが
伝搬するようになり、光導波路３中でそれに疑似位相整
合した高調波が発生して光導波路３から基本波と共に出
射する。逆に電圧を印加しない場合あるいは逆の極性の
電圧を印加した場合には、基本波の導波モードは光導波
路３に対してカットオフされ、基板１中に放射されて光
導波路３中を伝搬できなくなる。このため高調波も発生
しなくなり、高調波のＯＮ／ＯＦＦが電極４ｂ−４ａ間
及び電極４ｃ−４ａ間の電圧の印加の仕方で可能にな
る。ここで、疑似位相整合の原理について説明する。光
導波路３の基本波の導波モードの透過屈折率をＮ_effF、
高調波の導波モードの透過屈折率をＮ_effSH とすると
き、周期的分極反転層２の周期ｄは、ｄ＝(ｍ／２)｛λ_F／(Ｎ_effSH−Ｎ_effF)｝（ｍ＝
１，２，３・・・）で与えられる。ここで、λ_F は基本波の真空中での波長
である。ただし、ｍが偶数の場合には、周期的分極反転
層２と基板部分との幅の比を１：１以外にする必要があ
る。

【００１６】次に、本発明の第２の実施例を図５を用い
て説明する。図５は変調機能付高調波発生装置を構成す
る導波路型高調波発生素子の平面図であり、図１に示し
た実施例における電極４ａ，４ｂ，４ｃを２分割し、一
方側を１０ａ，１０ｂ，１０ｃの電極としたものであ
る。このような構成において、４ｂ−４ａ間と１０ｂ−
１０ａ間に同じ極性の電圧を印加するようにし、４ｃ−
４ａ間及び１０ｃ−１０ａ間に反対の極性の電圧をそれ
ぞれ別電源から印加するようにする。また、４（ａ，
ｂ，ｃ）の電極あるいは１０（ａ，ｂ，ｃ）の電極の組
のどちらか一方だけに電圧を印加させて動作させてもよ
い。その他の構成、動作は図１の実施例の場合と同様で
ある。

【００１７】次に、本発明のさらに別の実施例を図６を
用いて説明する。図６は変調機能付高調波発生装置を構
成する導波路型高調波発生素子の平面図であり、図１に
示した実施例における電極４ｂ及び４ｃの周期を、周期
的分極反転層の周期の２倍以上の整数倍としたものであ
る。この場合、部分的には電界が印加できない所が生じ
るため、スイッチング効率は悪くなるが、電極４ａ，４
ｂ，４ｃの長さを長くすることにより、前記各実施例と
ほぼ同様の構成、動作が可能である。

【００１８】次に、本発明のさらに別の実施例を図７を
用いて説明する。図７は変調機能付高調波発生装置の概
略構成図であり、この実施例では、前述した各実施例の
導波路型高調波発生素子の基板１の底面あるいは出射側
の端面の三次元光導波路３の光出射端面を除く部分ある
いは端面の一部を遮光材料９により遮光したものであ
る。より具体的には、蒸着や塗布その他の方法で遮光材
料９を基板１の底面あるいは端面に形成したものであ
る。基板中に放射された基本波が基板の底面等で反射さ
れ基板の端面から出射した場合、光導波路端からの出射
光と混じりノイズ成分となることがあるが、上記のよう
に、基板１の底面あるいは出射側の端面の三次元光導波
路３の光出射端面を除く部分あるいは端面の一部に遮光
材料層９を設けたことにより、上記基板中に放出された
光は、遮光材料９の吸収作用と遮光作用により外部に洩
れだすことがなくなるため、装置のＳ／Ｎ比をより大き
くとることができる。

【００１９】次に、本発明のさらに別の実施例を図８を
用いて説明する。本実施例は、前述した各実施例におい
て、電極４ａ，（１０ａ）及び光導波路３の両側でかつ
両側の櫛形電極４ｂ，４ｃ，（１０ｂ，１０ｃ）より内
側の部分に溝９ａ及び９ｂを形成した例である。この溝
の形成法としては、エッチング、レーザアベレーショ
ン、切削、イオンミーリング等の方法が考えられる。さ
らに溝を有機物等の低誘電率材料で充填し、低誘電率領
域を形成させることもできる。尚、その他の構成、動作
については他の各実施例と同様である。また、この実施
例では、電極４ａ，４ｂ，４ｃと基板１との間にバッフ
ァ層８ａ，８ｂ，８ｃが設けてあるが、前述したよう
に、光導波路３の導波損失を気にしなければバッファ層
はなくても構わない。尚、各実施例において、基本波と
高調波はダイクロイックミラーやプリズム等により分離
可能であり、これらを用いて高調波のみを取り出すこと
ができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の変調機
能付高調波発生装置においては、導波路型高調波発生素
子は、強誘電体で非線形光学材料の−Ｚ板または＋Ｚ板
からなる基板上に周期的分極反転層及び三次元光導波路
を形成し、さらに三次元光導波路の上部に電極を設ける
と共に、その両側に櫛形状の電極を設け、その櫛形状電
極の周期が分極反転層の周期と同じで、かつ両側の櫛形
状電極のうちの一方の電極の櫛形部分が周期的分極反転
層の上部に、他方の電極の櫛形部分がそれ以外の基板上
に形成されていることを特徴とし、両側の櫛形状電極が
それぞれ周期的分極反転層とそれ以外の基板の部分で逆
の電界を印加させるような構造になっているため、周期
的分極反転層の形成された基板に形成された光導波路に
おいて比較的均一に屈折率の減少あるいは増加をさせる
ことができるため、屈折率を減少させた場合に導波モー
ドをカットオフさせることができるので、光導波路中で
発生する高調波のＯＮ／ＯＦＦをさせることができ、高
調波のスイッチ、変調器付発生装置として動作させるこ
とができる。

【００２１】請求項２の変調機能付高調波発生装置にお
いては、請求項１の装置において、導波路型高調波発生
素子の三次元光導波路の上部に設けた電極とその両側に
設けた櫛形状電極の組が複数組設けられているので、各
々の電極の組を別電源で動作させることができ、各電極
の組のインピーダンスが小さくなり、請求項１の装置に
比べてより高速に高調波の変調を行なうことができる。

【００２２】請求項３の変調機能付高調波発生装置にお
いては、導波路型高調波発生素子は、強誘電体で非線形
光学材料の−Ｚ板または＋Ｚ板からなる基板上に周期的
分極反転層及び三次元光導波路を形成し、さらに三次元
光導波路の上部に電極を設けると共に、その両側に櫛形
状の電極を設け、その櫛形状電極のピッチが、周期的分
極反転層の周期の２倍もしくはそれ以上の整数倍であ
り、かつ両側の櫛形状電極のうちの一方の電極の櫛形部
分が周期的分極反転層の上部に、他方の電極の櫛形部分
がそれ以外の基板上に形成されていることを特徴とし、
両側の櫛形状電極がそれぞれ周期的分極反転層とそれ以
外の基板の部分で逆の電界を印加させるような構造にな
っているため、請求項１と同様の効果が得られる。ま
た、三次元光導波路の両側に設けられた櫛形状電極のピ
ッチが、周期的分極反転層のピッチの２倍以上の整数倍
となっているため、周期的分極反転層のピッチが数μｍ
程度の場合でもこれより広いピッチで櫛形状電極を形成
するため、電極作製時の微細加工がやや楽になる。

【００２３】請求項４の変調機能付高調波発生装置にお
いては、請求項１，２，３の装置において、三次元光導
波路の両側に低誘電率領域を形成しているため、両極に
より形成される電界のＺ方向の成分が、低誘電率領域が
無い場合に対してより多くなるため、請求項１，２，３
の装置に比べて高調波の変調に必要な電圧を小さくする
ことができる。

【００２４】請求項５の変調機能付高調波発生装置にお
いては、請求項１，２，３，４の装置において、基板の
底面あるいは出射側端面の光導波路の出射側端面以外の
部分あるいは端面の一部に遮光層を設けているため、基
板中に放射された基本波が基板の底面等で反射され基板
の端面から出射し光導波路端からの出射光と混じりノイ
ズ成分となることを遮光層による吸収作用により防ぐこ
とができ、装置のＳ／Ｎ比をより大きくとることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図であって、変調機能
付高調波発生装置を構成する導波路型高調波発生素子の
斜視図である。

【図２】本発明による変調機能付高調波発生装置の一例
を示す概略構成図である。

【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明による変調機
能付高調波発生装置の動作説明図である。

【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明による変調機
能付高調波発生装置の各電極間に印加される信号の一例
を示す図である。

【図５】本発明の別の実施例を示す図であって、変調機
能付高調波発生装置を構成する導波路型高調波発生素子
の平面図である。

【図６】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
変調機能付高調波発生装置を構成する導波路型高調波発
生素子の平面図である。

【図７】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
変調機能付高調波発生装置の概略構成図である。

【図８】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
変調機能付高調波発生装置を構成する導波路型高調波発
生素子の断面図である。

【図９】従来技術の一例を示す図であって、（ａ）は高
調波発生素子の斜視図、（ｂ）は高調波発生素子の平面
図である。

【図１０】従来技術の別の例を示す図であって、（ａ）
は光変調器の平面図、（ｂ）は光変調器の断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・基板２・・・周期的分極反転層３・・・三次元光導波路４ａ，１０ａ・・・三次元導波路上の電極４ｂ，４ｃ，１０ｂ，１０ｃ・・・櫛形状の電極５・・・光源６，７・・・集光レンズ８ａ，８ｂ，８ｃ・・・バッファ層９・・・遮光層（遮光材料）９ａ，９ｂ・・・溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/37 G02B 6/12 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】強誘電体で非線形光学材料の−Ｚ板または
＋Ｚ板からなる基板上に周期的分極反転層及び三次元光
導波路を形成し、さらに三次元光導波路の上部に電極を
設けると共に、その両側に櫛形状の電極を設け、その櫛
形状電極の周期が分極反転層の周期と同じで、かつ両側
の櫛形状電極のうちの一方の電極の櫛形部分が周期的分
極反転層の上部に、他方の電極の櫛形部分がそれ以外の
基板上に形成されていることを特徴とした高調波の変調
器付の導波路型高調波発生素子、及び基本波を発生する
光源からなることを特徴とする変調機能付高調波発生装
置。
【請求項２】請求項１記載の変調機能付高調波発生装置
において、導波路型高調波発生素子の三次元光導波路の
上部に設けた電極とその両側に設けた櫛形状電極の組が
複数組設けられていることを特徴とする変調機能付高調
波発生装置。
【請求項３】強誘電体で非線形光学材料の−Ｚ板または
＋Ｚ板からなる基板上に周期的分極反転層及び三次元光
導波路を形成し、さらに三次元光導波路の上部に電極を
設けると共に、その両側に櫛形状の電極を設け、その櫛
形状電極のピッチが、周期的分極反転層の周期の２倍も
しくはそれ以上の整数倍であり、かつ両側の櫛形状電極
のうちの一方の電極の櫛形部分が周期的分極反転層の上
部に、他方の電極の櫛形部分がそれ以外の基板上に形成
されていることを特徴とした高調波の変調器付の導波路
型高調波発生素子、及び基本波を発生する光源からなる
ことを特徴とする変調機能付高調波発生装置。
【請求項４】請求項１もしくは請求項２あるいは請求項
３記載の変調機能付高調波発生装置において、導波路型
高調波発生素子の三次元光導波路の両側に低誘電率領域
を設けたことを特徴とする変調機能付高調波発生装置。
【請求項５】請求項１，２，３，４のうちの何れか一つ
に記載の変調機能付高調波発生装置において、導波路型
高調波発生素子の基板の底面あるいは出射端面の光導波
路端面以外の部分あるいはその一部分を遮光することを
特徴とする変調機能付高調波発生装置。