JP3526206B2 - 光波長変換素子の作製方法 - Google Patents
光波長変換素子の作製方法Info
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- G02—OPTICS
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3558—Poled materials, e.g. with periodic poling; Fabrication of domain inverted structures, e.g. for quasi-phase-matching [QPM]
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基本波を第２高調
波等に変換する光導波路型の光波長変換素子、特に詳細
には、光導波路基板として強誘電体結晶基板を用い、光
導波路部分に周期分極反転構造を形成してなる光波長変
換素子を作製する方法に関するものである。
波等に変換する光導波路型の光波長変換素子、特に詳細
には、光導波路基板として強誘電体結晶基板を用い、光
導波路部分に周期分極反転構造を形成してなる光波長変
換素子を作製する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学効果を有する強誘電体の自発
分極（ドメイン）を周期的に反転させた領域を設けた光
波長変換素子を用いて、基本波を第２高調波に波長変換
する方法が既にＢleombergenらによって提案されている
（Ｐhys.Ｒev.,vol.127,Ｎo.６，1918（1962）参照）。
この方法においては、分極反転部の周期Λを、 Λｃ＝２π／｛β（２ω）−２β（ω）｝ ただしβ（２ω）は第２高調波の伝搬定数 β（ω）は基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λｃの整数倍になるように
設定することで、基本波と第２高調波との位相整合（い
わゆる疑似位相整合）を取ることができる。
分極（ドメイン）を周期的に反転させた領域を設けた光
波長変換素子を用いて、基本波を第２高調波に波長変換
する方法が既にＢleombergenらによって提案されている
（Ｐhys.Ｒev.,vol.127,Ｎo.６，1918（1962）参照）。
この方法においては、分極反転部の周期Λを、 Λｃ＝２π／｛β（２ω）−２β（ω）｝ ただしβ（２ω）は第２高調波の伝搬定数 β（ω）は基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λｃの整数倍になるように
設定することで、基本波と第２高調波との位相整合（い
わゆる疑似位相整合）を取ることができる。
【０００３】そして、例えば特開平５−２９２０７号に
示されるように、非線形光学材料からなる光導波路を有
し、そこを導波させた基本波を波長変換する光導波路型
の光波長変換素子において、上述のような周期分極反転
構造を形成して、効率良く位相整合を取る試みもなされ
ている。
示されるように、非線形光学材料からなる光導波路を有
し、そこを導波させた基本波を波長変換する光導波路型
の光波長変換素子において、上述のような周期分極反転
構造を形成して、効率良く位相整合を取る試みもなされ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように周期分極反
転構造を形成した光導波路型の光波長変換素子は、例え
ば特開平９−２１８４３１号に示される方法によって形
成することができる。この方法は、単分極化された強誘
電体結晶基板の一表面上に、形成しようとする分極反転
部のパターンに対応した所定パターンの電極と、この電
極と間隔を置いて向かい合う電極とを形成し、これらの
電極を介して基板に電圧を印加して周期的に繰り返す分
極反転部を形成し、その後これらの分極反転部が導波方
向に並ぶように光導波路を形成するものである。
転構造を形成した光導波路型の光波長変換素子は、例え
ば特開平９−２１８４３１号に示される方法によって形
成することができる。この方法は、単分極化された強誘
電体結晶基板の一表面上に、形成しようとする分極反転
部のパターンに対応した所定パターンの電極と、この電
極と間隔を置いて向かい合う電極とを形成し、これらの
電極を介して基板に電圧を印加して周期的に繰り返す分
極反転部を形成し、その後これらの分極反転部が導波方
向に並ぶように光導波路を形成するものである。
【０００５】ところで、この光導波路型の光波長変換素
子を量産性良く作製するために、１つの基板上に、上記
所定パターンの電極とそれに向かい合う電極との組を複
数一括して形成し、それらを用いて該基板上に周期分極
反転構造を複数組形成することが考えられる。
子を量産性良く作製するために、１つの基板上に、上記
所定パターンの電極とそれに向かい合う電極との組を複
数一括して形成し、それらを用いて該基板上に周期分極
反転構造を複数組形成することが考えられる。
【０００６】すなわち、図４および５に示すように、単
分極化された強誘電体結晶基板１の表面に、形成しよう
とする分極反転部のパターンに対応した所定パターンの
電極（例えば櫛形電極）２と、この電極２と間隔を置い
て向かい合う電極３との組を複数一括して形成する。次
いで電源４から、電極２および３を介して基板１に電圧
を印加すると、櫛形電極２の各電極指と電極３との間に
おいて自発分極が反転して、周期分極反転構造が形成さ
れる。各電極２、３の組からなる電圧印加部においてそ
れぞれこの電圧印加を行なえば、基板１上に周期分極反
転構造が複数形成される。なおこの電圧印加は、各組同
時になされてもよいし、順次なされてもよい。
分極化された強誘電体結晶基板１の表面に、形成しよう
とする分極反転部のパターンに対応した所定パターンの
電極（例えば櫛形電極）２と、この電極２と間隔を置い
て向かい合う電極３との組を複数一括して形成する。次
いで電源４から、電極２および３を介して基板１に電圧
を印加すると、櫛形電極２の各電極指と電極３との間に
おいて自発分極が反転して、周期分極反転構造が形成さ
れる。各電極２、３の組からなる電圧印加部においてそ
れぞれこの電圧印加を行なえば、基板１上に周期分極反
転構造が複数形成される。なおこの電圧印加は、各組同
時になされてもよいし、順次なされてもよい。
【０００７】以上のようにして複数組の周期分極反転構
造を形成したならば、各周期分極反転構造毎に光導波路
を形成し、最後にそれらを個別に分けるように基板を切
断すれば、複数の導波路型光波長変換素子が一挙に得ら
れる。
造を形成したならば、各周期分極反転構造毎に光導波路
を形成し、最後にそれらを個別に分けるように基板を切
断すれば、複数の導波路型光波長変換素子が一挙に得ら
れる。
【０００８】ところが本発明者の研究によると、上述の
ようにして複数の導波路型光波長変換素子を作製する場
合は、櫛形電極２の各電極指と電極３との間において分
極反転が起こらない箇所が多く発生しやすく、均一な
（つまり、所定部分のいずれにおいても同じように分極
反転部が形成されている）周期分極反転構造を形成する
のが難しいという問題が認められる。
ようにして複数の導波路型光波長変換素子を作製する場
合は、櫛形電極２の各電極指と電極３との間において分
極反転が起こらない箇所が多く発生しやすく、均一な
（つまり、所定部分のいずれにおいても同じように分極
反転部が形成されている）周期分極反転構造を形成する
のが難しいという問題が認められる。
【０００９】より具体的に、本発明者の実験によると、
ＭｇＯがドープされた厚さ４００μｍのＬｉＮｂＯ3基
板１を用い、基板長さつまり図５のＷ寸法をそれぞれ
２、４、１０、２５ｍｍとしたときの周期反転性は、下
の表１の通りとなった。なおこの場合、櫛形電極２の各
電極指と電極３との間のギャップＧはいずれも４００μ
ｍとした。また基板１は、３°Ｙカット基板（Ｙ軸をＹ
Ｚ面内でＺ軸側に３°回転させた軸に対して垂直な面で
カットした基板）を用いた。また各場合において、電極
２、３からなる複数の電圧印加部は、互いに同程度の距
離を置くように配置した。
ＭｇＯがドープされた厚さ４００μｍのＬｉＮｂＯ3基
板１を用い、基板長さつまり図５のＷ寸法をそれぞれ
２、４、１０、２５ｍｍとしたときの周期反転性は、下
の表１の通りとなった。なおこの場合、櫛形電極２の各
電極指と電極３との間のギャップＧはいずれも４００μ
ｍとした。また基板１は、３°Ｙカット基板（Ｙ軸をＹ
Ｚ面内でＺ軸側に３°回転させた軸に対して垂直な面で
カットした基板）を用いた。また各場合において、電極
２、３からなる複数の電圧印加部は、互いに同程度の距
離を置くように配置した。
【００１０】
【表１】
【００１１】ここで、（表１）中の周期反転性が「良
好」というものは、図６に示すように基板１に分極反転
部５が所定周期で並んで形成されたものを示し、「悪
い」というものは、図７に示すように分極反転部５が一
部しか形成されなかったものを示している。また、電圧
印加部が複数ある場合は、それらを１つずつ用いて順次
電圧印加を行なった。
好」というものは、図６に示すように基板１に分極反転
部５が所定周期で並んで形成されたものを示し、「悪
い」というものは、図７に示すように分極反転部５が一
部しか形成されなかったものを示している。また、電圧
印加部が複数ある場合は、それらを１つずつ用いて順次
電圧印加を行なった。
【００１２】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、１つの基板に周期分極反転構造を複数一括して
それぞれ均一に形成することができる、光波長変換素子
の作製方法を提供することを目的とする。
であり、１つの基板に周期分極反転構造を複数一括して
それぞれ均一に形成することができる、光波長変換素子
の作製方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による光波長変換
素子の作製方法は、前述したような所定パターンの電極
と、この電極と間隔を置いて向かい合う電極とから構成
される電圧印加部を基板表面上に複数形成し、これらの
電極を介して基板に電圧を印加して、周期分極反転構造
を基板に複数一括して形成するようにした光波長変換素
子の作製方法において、電圧印加に先立って上記の基板
表面に、電圧印加部のそれぞれの間を延びて、該表面上
において各電圧印加部を互いに隔絶する溝を形成してお
くことを特徴とするものである。
素子の作製方法は、前述したような所定パターンの電極
と、この電極と間隔を置いて向かい合う電極とから構成
される電圧印加部を基板表面上に複数形成し、これらの
電極を介して基板に電圧を印加して、周期分極反転構造
を基板に複数一括して形成するようにした光波長変換素
子の作製方法において、電圧印加に先立って上記の基板
表面に、電圧印加部のそれぞれの間を延びて、該表面上
において各電圧印加部を互いに隔絶する溝を形成してお
くことを特徴とするものである。
【００１４】なおこの本発明による光波長変換素子の作
製方法において、好ましくは、上記電圧印加部における
２つの電極を、基板の自発分極の向きが基板表面に投射
された方向に互いに離して形成する。また上記所定パタ
ーンの電極としては、各電極指先端が他方の電極側を向
く櫛形電極が好適に用いられる。
製方法において、好ましくは、上記電圧印加部における
２つの電極を、基板の自発分極の向きが基板表面に投射
された方向に互いに離して形成する。また上記所定パタ
ーンの電極としては、各電極指先端が他方の電極側を向
く櫛形電極が好適に用いられる。
【００１５】また上記の基板としては、単分極化された
非線形光学効果を有する強誘電体結晶を、その自発分極
の向きに対して角度θ（０°＜θ＜90°）をなす面でカ
ットして形成した基板が用いられる。そしてこのような
基板としてより具体的には、強誘電体結晶を、そのＹ軸
をＹＺ面内でＺ軸側に３°回転させた軸に対して垂直な
面でカットして形成した基板や、Ｚ軸をＺＸ面内でＸ軸
側に87°回転させた軸に対して垂直な面でカットして形
成した基板を用いるのが望ましい。
非線形光学効果を有する強誘電体結晶を、その自発分極
の向きに対して角度θ（０°＜θ＜90°）をなす面でカ
ットして形成した基板が用いられる。そしてこのような
基板としてより具体的には、強誘電体結晶を、そのＹ軸
をＹＺ面内でＺ軸側に３°回転させた軸に対して垂直な
面でカットして形成した基板や、Ｚ軸をＺＸ面内でＸ軸
側に87°回転させた軸に対して垂直な面でカットして形
成した基板を用いるのが望ましい。
【００１６】そしてこの基板材料となる強誘電体結晶と
しては、ＬｉＮｂx Ｔａ1-x Ｏ3 （０≦ｘ≦１）または
それにＭｇＯ、ＺｎＯあるいはＳｃがドープされたもの
が好適に用いられる。
しては、ＬｉＮｂx Ｔａ1-x Ｏ3 （０≦ｘ≦１）または
それにＭｇＯ、ＺｎＯあるいはＳｃがドープされたもの
が好適に用いられる。
【００１７】他方、上述のような溝は、ダイシングソー
によって刻設する等によって形成することができる。
によって刻設する等によって形成することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明者の研究によると、１つの基板上
に複数組の周期分極反転構造を形成する際に、各周期分
極反転構造を均一に形成するのが難しいという問題は、
以下のことに起因していると推察される。
に複数組の周期分極反転構造を形成する際に、各周期分
極反転構造を均一に形成するのが難しいという問題は、
以下のことに起因していると推察される。
【００１９】すなわち、基板長さつまり図５のＷ寸法が
より大きいほど、電圧印加部に多くのイオンが集まるの
で、電圧印加直後はイオンの電荷に補償されて、電極間
にかかる実効電圧が低下する。電極間では、電圧印加直
後に反転核が発生して分極反転部が成長するが、上述の
理由で電圧が低下していると、反転核の発生が起こらな
い。その一方で、印加電圧を上げると、絶縁破壊が起き
て結晶の弱い部分が破壊されるという事情があるので、
均一に分極反転させ得る適当な電圧値を設定することが
できず、その結果、均一な周期分極反転構造を形成する
のが困難になるのである。
より大きいほど、電圧印加部に多くのイオンが集まるの
で、電圧印加直後はイオンの電荷に補償されて、電極間
にかかる実効電圧が低下する。電極間では、電圧印加直
後に反転核が発生して分極反転部が成長するが、上述の
理由で電圧が低下していると、反転核の発生が起こらな
い。その一方で、印加電圧を上げると、絶縁破壊が起き
て結晶の弱い部分が破壊されるという事情があるので、
均一に分極反転させ得る適当な電圧値を設定することが
できず、その結果、均一な周期分極反転構造を形成する
のが困難になるのである。
【００２０】本発明による光波長変換素子の作製方法で
は、基板表面に各電圧印加部を互いに隔絶する溝を形成
しておくことにより、基板表面近傍で考えれば、比較的
長さの短い基板が複数集まった形となる。したがって、
電圧印加部に多くのイオンが集まらなくなり、電極間に
かかる実効電圧を比較的高く保てるようになる。そこ
で、反転核の発生が促されて、均一な周期分極反転構造
を形成可能となる。
は、基板表面に各電圧印加部を互いに隔絶する溝を形成
しておくことにより、基板表面近傍で考えれば、比較的
長さの短い基板が複数集まった形となる。したがって、
電圧印加部に多くのイオンが集まらなくなり、電極間に
かかる実効電圧を比較的高く保てるようになる。そこ
で、反転核の発生が促されて、均一な周期分極反転構造
を形成可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を説明する。図１および２は、本発明の一実施
の形態により光波長変換素子を作製する工程を示すもの
である。
施の形態を説明する。図１および２は、本発明の一実施
の形態により光波長変換素子を作製する工程を示すもの
である。
【００２２】本例では、非線形光学効果を有する強誘電
体である、ＭｇＯが５mol ％ドープされたＬｉＮｂＯ3
（ＭｇＯ：ＬＮ）の３°Ｙカット基板10（Ｙ軸をＹＺ面
内でＺ軸側に３°回転させた軸に対して垂直な面でカッ
トした基板：寸法は２５ｍｍ×２５ｍｍ）を用いた。ま
ずこの基板10の表面10ａにフォトリソグラフィーにより
電極パターンを形成し、Ｃｒを真空蒸着後リフトオフを
行なって、櫛型電極11および平板電極12の組を複数形成
した。なお図３に、櫛型電極11および平板電極12の形状
を示す。また、両電極11、12間のギャップＧ＝４００μ
ｍである。
体である、ＭｇＯが５mol ％ドープされたＬｉＮｂＯ3
（ＭｇＯ：ＬＮ）の３°Ｙカット基板10（Ｙ軸をＹＺ面
内でＺ軸側に３°回転させた軸に対して垂直な面でカッ
トした基板：寸法は２５ｍｍ×２５ｍｍ）を用いた。ま
ずこの基板10の表面10ａにフォトリソグラフィーにより
電極パターンを形成し、Ｃｒを真空蒸着後リフトオフを
行なって、櫛型電極11および平板電極12の組を複数形成
した。なお図３に、櫛型電極11および平板電極12の形状
を示す。また、両電極11、12間のギャップＧ＝４００μ
ｍである。
【００２３】次にダイシングソー14により、１対の電極
11、12からなる電圧印加部13のそれぞれの間に、溝15を
形成した。ここでダイシングソー14の刃の厚みは５０μ
ｍ、溝15の深さは５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍの
３通りとし、溝15と溝15との間の距離は４ｍｍとした。
11、12からなる電圧印加部13のそれぞれの間に、溝15を
形成した。ここでダイシングソー14の刃の厚みは５０μ
ｍ、溝15の深さは５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍの
３通りとし、溝15と溝15との間の距離は４ｍｍとした。
【００２４】次いで図示しない電源から上記櫛型電極11
および平板電極12を介して、それらの間の基板部分にパ
ルス電圧を印加した。電圧は１〜３ｋＶ（２．５〜７．
５ｋＶ／ｃｍ）で、印加時間は０．１〜１０秒とした。
なお本例では上述の通り電極11、12間のギャップＧ＝４
００μｍであるが、このギャップＧを変化させても、印
加電界強度が一定となるように電圧を変化させれば、本
質的に同じ結果が得られる。
および平板電極12を介して、それらの間の基板部分にパ
ルス電圧を印加した。電圧は１〜３ｋＶ（２．５〜７．
５ｋＶ／ｃｍ）で、印加時間は０．１〜１０秒とした。
なお本例では上述の通り電極11、12間のギャップＧ＝４
００μｍであるが、このギャップＧを変化させても、印
加電界強度が一定となるように電圧を変化させれば、本
質的に同じ結果が得られる。
【００２５】この電圧印加後に電極11、12をエッチング
により除去し、基板表面10ａをフッ酸と硝酸の混合液で
エッチングしてから、そこを光学顕微鏡で観察した。な
お周知の通り、フッ酸と硝酸の混合液によるエッチング
では、ＭｇＯ：ＬＮの＋Ｙ方位と−Ｙ方位のエッチング
レートが異なるため、このエッチング後に基板表面１０
ａの分極反転構造を観察可能となる。
により除去し、基板表面10ａをフッ酸と硝酸の混合液で
エッチングしてから、そこを光学顕微鏡で観察した。な
お周知の通り、フッ酸と硝酸の混合液によるエッチング
では、ＭｇＯ：ＬＮの＋Ｙ方位と−Ｙ方位のエッチング
レートが異なるため、このエッチング後に基板表面１０
ａの分極反転構造を観察可能となる。
【００２６】この観察により、溝１５の深さが５０μ
ｍ、１００μｍ、１５０μｍのいずれの場合も、溝を形
成しなかった場合と比べて、周期分極反転構造がより均
一に形成されていることが確認された。
ｍ、１００μｍ、１５０μｍのいずれの場合も、溝を形
成しなかった場合と比べて、周期分極反転構造がより均
一に形成されていることが確認された。
【００２７】次に上記ＭｇＯ：ＬＮ基板10に、以下のよ
うにしてチャンネル光導波路を形成した。まず、通常の
フォトリソグラフィーにより、レジストパターンを形成
し、Ｔａをスパッタ製膜してリフトオフし、光導波路作
製のためのイオン交換用マスクを形成した。このマスク
の幅は５〜１０μｍとした。また光導波路の作製位置
は、櫛型電極11の先端から１０μｍ以内の位置とした。
うにしてチャンネル光導波路を形成した。まず、通常の
フォトリソグラフィーにより、レジストパターンを形成
し、Ｔａをスパッタ製膜してリフトオフし、光導波路作
製のためのイオン交換用マスクを形成した。このマスク
の幅は５〜１０μｍとした。また光導波路の作製位置
は、櫛型電極11の先端から１０μｍ以内の位置とした。
【００２８】上記マスクを形成したＭｇＯ：ＬＮ基板10
をピロリン酸中に浸漬し、１６０℃×６４分の条件でイ
オン交換を行ない、その後大気中で１時間アニール処理
をしてチャンネル光導波路を形成した。次にこのチャン
ネル光導波路の端面を含む基板10の−Ｘ面および＋Ｘ面
を光学研磨し、それらの端面のうち、基本波入射端面と
する一端面には基本波波長＝９５０ｎｍに対する単層の
ＳｉＯｘからなる無反射コートを施し、第２高調波出射
端面とする他端面には第２高調波波長＝４７５ｎｍに対
する単層のＳｉＯｘからなる無反射コートを施した。な
おこのような無反射コートについては、本出願人による
特願平９−２０７８８２号明細書に詳しい開示がなされ
ている。
をピロリン酸中に浸漬し、１６０℃×６４分の条件でイ
オン交換を行ない、その後大気中で１時間アニール処理
をしてチャンネル光導波路を形成した。次にこのチャン
ネル光導波路の端面を含む基板10の−Ｘ面および＋Ｘ面
を光学研磨し、それらの端面のうち、基本波入射端面と
する一端面には基本波波長＝９５０ｎｍに対する単層の
ＳｉＯｘからなる無反射コートを施し、第２高調波出射
端面とする他端面には第２高調波波長＝４７５ｎｍに対
する単層のＳｉＯｘからなる無反射コートを施した。な
おこのような無反射コートについては、本出願人による
特願平９−２０７８８２号明細書に詳しい開示がなされ
ている。
【００２９】以上の処理により、図８に示すように、櫛
型電極11の各電極指に対応して周期的に並ぶ分極反転部
21と、これらの分極反転部21の並び方向に沿って該分極
反転部21の中を延びるチャンネル光導波路22とを備えて
なる光波長変換素子20が完成する。
型電極11の各電極指に対応して周期的に並ぶ分極反転部
21と、これらの分極反転部21の並び方向に沿って該分極
反転部21の中を延びるチャンネル光導波路22とを備えて
なる光波長変換素子20が完成する。
【００３０】この光波長変換素子20のチャンネル光導波
路22に、上記一端面側から波長９５０ｎｍの基本波とし
てのレーザビーム25を入射させると、上記他端面側か
ら、波長が１／２すなわち４７５ｎｍの第２高調波26が
出射する。このとき、周期的に並ぶ分極反転部21の作用
により、いわゆる疑似位相整合が取られる。
路22に、上記一端面側から波長９５０ｎｍの基本波とし
てのレーザビーム25を入射させると、上記他端面側か
ら、波長が１／２すなわち４７５ｎｍの第２高調波26が
出射する。このとき、周期的に並ぶ分極反転部21の作用
により、いわゆる疑似位相整合が取られる。
【００３１】以上説明した光波長変換素子20の性能を調
べたところ、換算効率が３００％／Ｗｃｍ2以上であ
り、前述した特開平９−２１８４３１号に示される方法
により１つの基板に１つずつ周期分極反転構造を形成す
る場合と比べて、同等以上の性能が得られていることが
確認された。
べたところ、換算効率が３００％／Ｗｃｍ2以上であ
り、前述した特開平９−２１８４３１号に示される方法
により１つの基板に１つずつ周期分極反転構造を形成す
る場合と比べて、同等以上の性能が得られていることが
確認された。
【００３２】なお以上説明した実施形態においては、２
５ｍｍ×２５ｍｍの基板10に縦１列に複数の周期分極反
転構造を形成しているが、図９に概略図示するように、
例えば３インチの円形基板50に縦横に溝15を刻設し、こ
れらの溝15により画成された領域に１つずつ周期分極反
転構造を形成する等により、基板上に縦横とも複数ずつ
周期分極反転構造を形成すれば、量産性をさらに高める
ことができる。
５ｍｍ×２５ｍｍの基板10に縦１列に複数の周期分極反
転構造を形成しているが、図９に概略図示するように、
例えば３インチの円形基板50に縦横に溝15を刻設し、こ
れらの溝15により画成された領域に１つずつ周期分極反
転構造を形成する等により、基板上に縦横とも複数ずつ
周期分極反転構造を形成すれば、量産性をさらに高める
ことができる。
【００３３】また以上説明した実施形態では３°Ｙカッ
ト基板10を用いているが、その他に例えば87°カット基
板（Ｚ軸をＺＸ面内でＸ軸側に87°回転させた軸に垂直
となる面で結晶をカットした基板）や、さらには従来か
ら良く知られているＸカット基板、Ｙカット基板を用い
る場合でも、本発明によれば前述と同様の効果が得られ
る。
ト基板10を用いているが、その他に例えば87°カット基
板（Ｚ軸をＺＸ面内でＸ軸側に87°回転させた軸に垂直
となる面で結晶をカットした基板）や、さらには従来か
ら良く知られているＸカット基板、Ｙカット基板を用い
る場合でも、本発明によれば前述と同様の効果が得られ
る。
【００３４】また基板材料としては、ＭｇＯ：ＬＮに限
らず、その他ノンドープのＬＮ、ＺｎＯあるいはＳｃが
ドープされたＬＮ、さらにはＭｇＯ：ＬＴ（ＭｇＯがド
ープされたＬｉＴａＯ3 ）、ノンドープのＬＴ、ＺｎＯ
あるいはＳｃがドープされたＬＴ等を用いることもでき
る。
らず、その他ノンドープのＬＮ、ＺｎＯあるいはＳｃが
ドープされたＬＮ、さらにはＭｇＯ：ＬＴ（ＭｇＯがド
ープされたＬｉＴａＯ3 ）、ノンドープのＬＴ、ＺｎＯ
あるいはＳｃがドープされたＬＴ等を用いることもでき
る。
【００３５】一方、１つの基板に形成された複数の電圧
印加部においてそれぞれ電圧を印加するには、先に述べ
たように順次印加するのみならず、各電圧印加部で同時
に印加するようにしてもよい。しかし、絶縁破壊の可能
性が低くなるという点を考慮すると、順次印加するのが
望ましい。
印加部においてそれぞれ電圧を印加するには、先に述べ
たように順次印加するのみならず、各電圧印加部で同時
に印加するようにしてもよい。しかし、絶縁破壊の可能
性が低くなるという点を考慮すると、順次印加するのが
望ましい。
【００３６】また、基板に形成する溝は、前述のように
ダイシングソーによって刻設する他、イオンミリングや
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等によって形成する
ことも可能である。
ダイシングソーによって刻設する他、イオンミリングや
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等によって形成する
ことも可能である。
【図１】本発明の一つの実施形態により光波長変換素子
を作製する様子を示す概略図
を作製する様子を示す概略図
【図２】上記光波長変換素子を作製する工程途中にある
基板の平面図
基板の平面図
【図３】上記光波長変換素子を作製するために用いられ
る電圧印加用電極の平面図
る電圧印加用電極の平面図
【図４】従来方法により光波長変換素子を作製する様子
を示す概略図
を示す概略図
【図５】従来方法で光波長変換素子を作製するために用
いられる基板の平面図
いられる基板の平面図
【図６】従来方法により形成された周期分極反転構造の
例を示す概略図
例を示す概略図
【図７】従来方法により形成された周期分極反転構造の
別の例を示す概略図
別の例を示す概略図
【図８】本発明の方法により作製された光波長変換素子
の概略斜視図
の概略斜視図
【図９】本発明の別の実施形態により光波長変換素子を
作製する様子を示す斜視図
作製する様子を示す斜視図
10 ＭｇＯ：ＬＮ基板
10ａ 基板の表面
11 櫛形電極
12 平板電極
13 電圧印加部
14 ダイシングソー
15 溝
20 光波長変換素子
21 分極反転部
22 チャンネル光導波路
50 円形基板
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−218431（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−145717（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−199136（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−280234（ＪＰ，Ａ)
1997年春季第44回応用物理学関係連合
講演会講演予稿集，1997年，Ｎｏ．３,
ｐ．1063，30ｐ−ＮＥ−４
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/37
Claims (8)
- 【請求項１】 非線形光学効果を有する強誘電体結晶基
板に、その一表面に沿って延びる光導波路が形成される
とともに、この光導波路に基板の自発分極の向きを反転
させた分極反転部が周期的に形成されてなり、 該光導波路において分極反転部の並び方向に導波する基
本波を波長変換する光波長変換素子を作製する方法にお
いて、 単分極化された強誘電体結晶基板の一表面上に、形成し
ようとする分極反転部のパターンに対応した所定パター
ンの電極と、この電極と間隔を置いて向かい合う別の電
極とから構成される電圧印加部を複数形成するととも
に、 前記表面上に、これらの電圧印加部のそれぞれの間を延
びて、該表面上において各電圧印加部を互いに隔絶する
溝を形成し、 各電圧印加部において前記電極を介して基板に電圧を印
加して、周期的に繰り返す分極反転部を形成することを
特徴とする光波長変換素子の作製方法。 - 【請求項２】 前記電圧印加部における２つの電極を、
基板の自発分極の向きが前記基板表面に投射された方向
に互いに離して形成することを特徴とする請求項１記載
の光波長変換素子の作製方法。 - 【請求項３】 前記所定パターンの電極が、各電極指先
端が他方の電極側を向く櫛形電極であることを特徴とす
る請求項１または２記載の光波長変換素子の作製方法。 - 【請求項４】 前記基板として、単分極化された非線形
光学効果を有する強誘電体結晶を、その自発分極の向き
に対して角度θ（０°＜θ＜90°）をなす面でカットし
て形成した基板を用いることを特徴とする請求項１から
３いずれか１項記載の光波長変換素子の作製方法。 - 【請求項５】 前記強誘電体結晶を、そのＹ軸をＹＺ面
内でＺ軸側に３°回転させた軸に対して垂直な面でカッ
トして形成した基板を用いることを特徴とする請求項４
記載の光波長変換素子の作製方法。 - 【請求項６】 前記強誘電体結晶を、そのＺ軸をＺＸ面
内でＸ軸側に87°回転させた軸に対して垂直な面でカッ
トして形成した基板を用いることを特徴とする請求項４
記載の光波長変換素子の作製方法。 - 【請求項７】 前記強誘電体結晶基板として、ＬｉＮｂ
x Ｔａ1-x Ｏ3（０≦ｘ≦１）またはそれにＭｇＯ、Ｚ
ｎＯあるいはＳｃがドープされたものからなる基板を用
いることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載
の光波長変換素子の作製方法。 - 【請求項８】 前記溝をダイシングソーによって刻設す
ることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の
光波長変換素子の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08344998A JP3526206B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 光波長変換素子の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08344998A JP3526206B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 光波長変換素子の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11282036A JPH11282036A (ja) | 1999-10-15 |
| JP3526206B2 true JP3526206B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=13802759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08344998A Expired - Fee Related JP3526206B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 光波長変換素子の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526206B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190142033A (ko) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 삼성전자주식회사 | 광변조 소자 및 이를 포함하는 장치 |
| KR20220023680A (ko) * | 2020-08-21 | 2022-03-02 | 한국과학기술원 | 시공간적으로 유전율이 변조되는 광학적 물질을 포함하는 파라메트릭 소자 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7440161B2 (en) * | 2004-03-24 | 2008-10-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical element and method for forming domain inversion regions |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP08344998A patent/JP3526206B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９９７年春季第４４回応用物理学関係連合講演会講演予稿集，１９９７年，Ｎｏ．３，ｐ．１０６３，３０ｐ−ＮＥ−４ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190142033A (ko) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 삼성전자주식회사 | 광변조 소자 및 이를 포함하는 장치 |
| KR102568796B1 (ko) * | 2018-06-15 | 2023-08-21 | 삼성전자주식회사 | 광변조 소자 및 이를 포함하는 장치 |
| KR20220023680A (ko) * | 2020-08-21 | 2022-03-02 | 한국과학기술원 | 시공간적으로 유전율이 변조되는 광학적 물질을 포함하는 파라메트릭 소자 |
| KR102574503B1 (ko) * | 2020-08-21 | 2023-09-06 | 한국과학기술원 | 시공간적으로 유전율이 변조되는 광학적 물질을 포함하는 파라메트릭 소자 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11282036A (ja) | 1999-10-15 |
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