JP4554187B2

JP4554187B2 - 非線型光導波路

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Publication number: JP4554187B2
Application number: JP2003390277A
Authority: JP
Inventors: 勲富田; 雅生遊部; 修忠永; 裕三吉國; 潤司湯本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: JP2005148682A

Description

本発明は、光導波路に関し、特に光通信システムにおいて用いられる波長変換機能を有する非線型光導波路、または、光記憶媒体への書込み、読取り等において利用される非線型光導波路に関する。

近年、光通信では既存の設備を変更せずに伝送容量を増大させる通信方式として波長分割多重（ＷＤＭ）伝送が提案され、研究開発が進められている。ＷＤＭ伝送により光ファイバを伝搬してきた周波数の異なる多数の光信号が、交換機で電気信号に変換されずに光信号のまま処理されれば、光ネットワークの超高速性を維持したまま大容量の光信号を運用することができる。

そのような光信号処理技術として全光波長変換が注目を集めている。これを実現する代表的な方法としては、半導体光増幅器の相互利得変調、相互位相変調を利用する方法、あるいは非線型光学結晶の２次非線型効果を用いた和周波、差周波発生を利用する方法がある。

半導体光増幅器を用いる波長変換方法は、変換される波長に等しい波長の光を外部から入力させる必要があり、任意波長の光を新たに発生させることはできない。しかし、非線型光学結晶の２次非線型効果に基づいた波長変換方法は、変換される波長に等しい波長の光を外部から入力せずに異なった波長の光を新たに発生させることができる。ここで、非線型光学結晶とは、光の電界Ｅに対して、結晶中の電気分極率ＰがＰ＝ｘ⁽¹⁾Ｅ＋ｘ⁽²⁾Ｅ²＋ｘ⁽³⁾Ｅ³＋…のように非線型応答を示す結晶のことを指す。また、非線型項ｘ⁽²⁾Ｅ²は中心対称性のない結晶構造の場合に大きくなるため、ＬｉＮｂＯ₃、ＫＴｉＯＰＯ₄などの中心対称性のない結晶が使用される。これらの結晶に角周波数ω₁、ω₂の光を入射させると角周波数ω₃＝ω₁＋ω₂の光が発生（和周波発生）する。または角周波数ω₃、ω₂の光を入射させて角周波数ω₁＝ω₃−ω₂の光を発生（差周波発生）させることもできる。これらは、波数ｋ（ω₁）、ｋ（ω₂）から波数ｋ（ω₃）の光を、あるいは波数ｋ（ω₃）、ｋ（ω₂）から波数ｋ（ω₁）の光を新たに発生させることに対応しており、光通信の波長変換に利用することができる。

しかし、図１４に示すように結晶には材料分散という波数ｋが周波数ωの線型でない関数になる関係が存在するため、Δｋ＝（ｋ（ω₁）＋ｋ（ω₂））−ｋ（ω₃）≠０となり、入力光と変換光の間で完全に波数整合（または位相整合ともいう）をとることができない（図１４の１４１はＬｉＮｂＯ₃の材料分散、１４２は参照のための直線）。特にω₁＝ω₂＝ωの場合、即ち、第２高調波発生（ＳＨＧ）の場合、位相不整合量はΔｋ＝２ｋ（ω）−ｋ（２ω）となり、結晶の長さをＬとすると変換光の強度がsin²(ＬΔｋ）／（ＬΔｋ)²に比例して低下するという問題があった。

この変換効率の低下を改善するため、図１２に示すように２次非線型光学材料１２１に周期的な分極反転領域１７を設け、プロトン交換法で形成した光導波路１２２に光を走行させることにより波数ｋに自由度を持たせ、Δｋ＝０を実現する擬似位相整合という方法が考案されている（例えば、非特許文献１参照）。また、図１３のようなドライエッチングで形成したリッジ状の光導波路１２を使用しても同様の効果が得られる（例えば、非特許文献２参照）。なお、同図中、図１２と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

上述の如き、図１２および１３のような導波路構造では、Δｋ＝０はある特定の周波数でしか満たされないため、ＷＤＭ伝送のような周波数の異なった光信号が入射する場合、それらの全ての変換効率を改善することは難しい。

M. H. Chou,I. Brener, M. M. Fejer, E. E.Chaban, and S. B.Christman,"1.5-μｍ-band wavelength conversion based on cascaded second-order nonlinearity in LiNbO3 waveguides", IEEE Photonics Technology Letters, Vol.11, No.6, pp.653-655, 1999,

S. Tomaru, T. watanabe. M. Hikita, M. Amano, Y. Shuto, I. Yokohoma, T. Kaino, and M. Asobe, "Quasi-phase-matched second harmonic generation in a polymer waveguide with a periodic poled structure ", Appl. Phys, Lett, Vol.68, No.13, pp.1760-1762. 1996.

上述のような擬似位相整合による変換効率の改善方法は、ある特定の周波数の光に対してだけ有効であるため、ＷＤＭ伝送のような周波数の異なった光信号に対して、それらの全ての変換効率を改善することは難しい。

本発明では、周波数の異なる複数の光信号に対して変換効率を改善することができる非線型光導波路を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る非線型光導波路は、
入射口と出射口とを有し、前記入射口から入射させた光を前記出射口へ導くとともに、２次非線型光学材料から成り且つ２次分極率が前記光の進行方向に沿って周期的に反転する構造を有する光導波路と、
前記光導波路の第１の屈折率と異なる第２の屈折率を有し且つ前記光導波路に平行に接する第１のガイド層と、
前記第２の屈折率と異なる第３の屈折率を有し且つ前記第１のガイド層に平行に接する第２のガイド層とを備え、
前記第１および第２のガイド層は前記光の進行方向と垂直な方向に周期的に繰り返されているとともに、前記第１および第２のガイド層の幅は、光の周波数をω、波数をｋ（ω）としたときの位相不整合量Δｋ（ω）＝２ｋ（ω）−ｋ（２ω）が所望の周波数幅に渡って一定値となる幅であることを特徴とする。

請求項２記載の非線型光導波路によれば、前記第１および第２のガイド層の繰り返し周期の個数は少なくとも１つ以上あることを特徴とする。

請求項３記載の非線型光導波路によれば、請求項１、２の何れか１項の非線型光導波路における前記第１の屈折率は前記第２の屈折率よりも大きく、前記第２の屈折率は前記第３の屈折率よりも小さい非線型光導波路であることを特徴とする。

請求項４記載の非線型光導波路によれば、請求項１から請求項３の何れか１項の非線型光導波路における前記第１の屈折率は、前記第３の屈折率と同一である非線型光導波路であることを特徴とする。

請求項５記載の非線型光導波路によれば、請求項１から請求項４の何れか１項の非線型光導波路における前記第１の屈折率を有する材料が、前記第３の屈折率を有する材料と同一である非線型光導波路であることを特徴とする。

請求項６記載の非線型光導波路によれば、前記１から請求項５の何れか１項の非線型光導波路において、ある周波数の信号光を入力すると前記周波数の２倍の周波数を有する変換光を発生し、出力する非線型光導波路であることを特徴とする。

請求項７記載の非線型光導波路によれば、請求項１から請求項６の何れか１項の非線型非導波路において、２次非線型光学材料としてＬｉＮｂＯ₃、ＫＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃、ＫＴｉＯＰＯ₄、ＬｉＮｂ_xＴａ_1-xＯ₃（０≦ｘ≦１）、或いは、それらにＭｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｃから選ばれた少なくとも一種の元素を添加した材料を使用する非線型光導波路であることを特徴とする。

［作用］
請求項１により提案する構造において、前記光導波路を走行する光の導波路分散は、前記光の周波数をω、前記光の進行方向の波数をｋとすると図１０（ａ）の１０１のようになる。導波路分散１０１がｋ＝０でω≠０であるのは、前記光導波路では前記光の進行方向と垂直な方向に光閉じ込めがあるために離散モードω⊥が生じ、分散関係がω＝（ω⊥²＋ｖ²ｋ²）^1/2となるからである。ここに、ｖは媒質中の光速度である。一般に、離散モードω⊥は複数個生じるが、導波路分散１０１ではその内の１つを示している。また、導波路分散１０１はｋ→∞で離散モードの影響が薄れ、直線１０２に漸近していく。

前記光導波路の全分散は、図１０（ａ）の導波路分散１０１と、図１０（ｂ）の材料分散１０３との和であり、図１０（ｃ）の１０４のようなＳ字の曲線となる。この場合に位相不整合量Δｋ（ω）＝２ｋ（ω）−ｋ（２ω）の周波数依存性を調べるために、Δｋ（ω′＋Δω）をω′周りで展開すると
Δk(ω′+Δω)＝Δk(ω′)+2(dk/dω｜ω₌ω′−dk/dω｜ω₌₂ω′)Δω+Ｏ((Δω)²)
となる。ここに、dk/dω｜ω₌ω′は、図１０（ｃ）での周波数ω′における勾配１０５であり、dk/dω｜ω₌₂ω′は、周波数２ω′における勾配１０６である。これらの勾配１０５、１０６が、ある周波数範囲ω₁≦ω′≦ω₂で等しくなるようにする、即ち、
dk/dω｜ω₌ω′＝dk/dω｜ω₌₂ω′（ω₁≦ω′≦ω₂）
となるようにするために前記光導波路、前記第１および第２のガイド層の幅を制御することにより図１１の１１１に示されるような周波数幅Ｗ＝ω₂−ω₁に亘って、Δｋ（ω）がωに依存しない、ある一定値Δｋ₀をとる領域を形成することができる。Δｋ（ω）を平坦化した後、擬似位相整合の方法でΔｋ₀＝０を実現する。以上の方法によりＳＨＧ変換効率を周波数幅Ｗに亘って改善することが可能となる。

なお、前記光導波路の光の進行方向に垂直な方向に繰り返し設置される前記第１および第２のガイド層の周期構造体は、次のような役割を果たしている：前記光導波路には、前記光導波路と前記周期構造体との界面でブラッグ反射を生じるような周波数の光を入射させており、前記光は前記周期構造体中に入射できないため、前記光導波路の光閉じ込めが強くなる。これにより離散モード値ω⊥は、前記周期構造体がない場合よりも大きくなり、前記導波路分散の曲率（＝群速度分散（ＧＶＤ）値）を大きくすることができる。これにより材料分散の曲率（＝ＧＶＤ値）が大きい材料を使用する場合でも、上記のような周波数変換効率の帯域改善方法を有効に作用させることが可能となる。一方、通常よく用いられる単一のコア層およびそれを囲む一様な材質のクラッド層で構成された光導波路の場合には、前記コア層のサイズを光の半波長よりも小さくしてしまうと、前記クラッド層に光が大きく漏洩し、有効コア断面積が前記コア層よりも大きくなり、導波路分散の曲率をある値以上に大きくすることはできない。前記周期構造体を用いることにより前記曲率の上限値を超えた値を実現することが可能となる。

請求項２記載の非線型光導波路によれば、請求項１における前記第および第２のガイド層の繰り返し周期の個数は少なくとも１つ以上である非線型光導波路であることを特徴としており、これにより単一のコア層およびそれを囲む一様なクラッド層で構成された場合と比較して、周波数変換効率の帯域を改善する上記のような方法を有効に作用させることが可能となる。

請求項３記載の非線型光導波路によれば、請求項１、２の何れか１項の非線型光導波路における前記第１の屈折率は前記第２の屈折率よりも大きく、前記第２の屈折率は前記第３の屈折率よりも小さい非線型光導波路であることを特徴としており、これにより前記光導波路の光閉じ込め領域を小さくすることが可能となる。

請求項４記載の非線型光導波路によれば、請求項１から請求項３の何れか１項の非線型光導波路における前記第１の屈折率は、前記第３の屈折率と同一である非線型光導波路であることを特徴としており、これにより前記非線型光導波路の導波路分散の制御を容易にすることが可能となる。

請求項５記載の非線型光導波路によれば、請求項１から請求項４の何れか１項の非線型光導波路における前記第１の屈折率を有する材料が、前記第３の屈折率を有する材料と同一である非線型光導波路であることを特徴としており、これにより前記非線型光導波路の作製を容易にすることが可能となる。

請求項６記載の非線型光導波路によれば、請求項１から請求項５の何れか１項の非線型光導波路において、ある周波数の信号光を入力すると前記周波数の２倍の周波数を有する変換光を発生し、出力する非線型光導波路である子とを特徴としており、これにより前記非線型光導波路から出力される変換光について、前記周期構造体を持たない非線型光導波路と比べ、変換効率が改善される周波数帯域を拡大することが可能となる。

請求項７記載の非線型光導波路によれば、請求項１から請求項６の何れか１項の非線型光導波路において、２次非線型光学材料としてＬｉＮｂＯ₃、ＫＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃、ＫＴｉＯＰＯ₄、ＬｉＮｂ_xＴａ_1-xＯ₃（０≦ｘ≦１）、或いは、それらにＭｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｃから選ばれた少なくとも一種の元素を添加した材料を使用する非線型光導波路であることを特徴としており、これらの材料を使用することにより、潮解性がなく周期分極反転構造および導波路構造を有する非線型光導波路を作製することが可能となる。

以上説明したように本発明は、光導波路の両側に屈折率の異なる２つの層を周期的に配置することにより形成される導波路分散で材料分散を制御し、ＳＨＧの変換効率を従来の周波数帯域よりも格段に広い範囲において改善する非線型光導波路を提供することができる。また、変換効率の周波数帯域を拡大することにより、狭い周波数範囲で最大効率が得られるように設計された周波数が設計値に完全に一致していなくてもよい、歩留まりの高い非線型光導波路を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る非線型光導波路は、光導波路、第１のガイド層及び第２のガイド層を備えている。

前記光導波路は、入射口と出射口とを有し、前記入射口から入射させた光を前記出射口へ導くとともに、２次非線型光学材料から成り且つ２次分極率が前記光の進行方向に沿って周期的に反転する構造を有する。第１のガイド層は、前記光導波路の第１の屈折率と異なる第２の屈折率を有し且つ前記光導波路に平行に接するように構成してある。第２のガイド層は、前記第２の屈折率と異なる第３の屈折率を有し且つ前記第１のガイド層に平行に接するように構成してある。ここで、第１および第２のガイド層は前記光の進行方向と垂直な方向に周期的に繰り返されている。

このような実施の形態に係る非線型光導波路は、次に説明する各実施例で具体的に実現できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る非線型光導波路の斜視図である。同図に示すように、本実施例１に係る非線型光導波路は、基板１１、光導波路１２及び周期構造体１３、１４を備える。ここで、光導波路１２は、光の入射口１５と出射口１６とを有し、周期構造体１３と１４との間に配置される。また、光導波路１２は、２次非線型光学材料から成り、周期的な分極反転領域１７を有する。周期構造体１３、１４は、光の進行方向と垂直な方向に屈折率の異なるガイド層１８とガイド層１９とを交互に繰り返した構造になっている。

本実施例１におけるガイド層１８は空気層から成り、ガイド層１９は光導波路１２と同一の材質から成る。ここで、ガイド層１８は、ガイド層１９よりも屈折率の小さい誘電体材料で埋め込んでもよい。これにより周期構造体１３、１４を補強、保護できる。基板１１は、２次非線型光学材料の１つであるＬｉＮｂＯ₃から成り、ＭｇあるいはＩｎが添加されている。光導波路１２は、ＬｉＮｂＯ₃から成る。ＭｇあるいはＩｎを添加することにより基板１１の屈折率は減少し、光導波路１２がコア層、基板１１がクラッド層として機能するようになる。

本実施例１に係る非線型光導波路の作製は、所望の位相整合条件が満たされるように周期分極反転構造が予め作製されたＬｉＮｂＯ₃ウエハを、ＭｇあるいはＩｎ添加したＬｉＮｂＯ₃基板１１に重ね合わせて熱処理により拡散接合し、光導波路１２、周期構造体１３、１４をドライエッチングで形成することで行われる。

なお、図１のガイド層１８は、基板１１に到達している必要はなく図２のように基板１１から離れていても光の波長以下の長さであれば該非線型光導波路の性能に影響はない。また、基板１１の材質としてＬｉＮｂＯ₃を使用し、光導波路１２の材質としてＺｎを添加したＬｉＮｂＯ₃を使用してもよい。Ｚｎを添加することにより光導波路１２の屈折率は上昇し、光導波路１２がコア層、基板１１がクラッド層として機能するようになる。また、基板１１の材料は、光導波路１２の材料の屈折率よりも小さい屈折率の材料であればよく、水晶あるいは多結晶ＳｉＯ₂などでもよい。

図３は、光導波路１２とガイド層１９としてＬｉＮｂＯ₃を用い、それらの屈折率を２．２に固定し、ガイド層１８の屈折率を１とし、光導波路１２、ガイド層１８、１９の幅をそれぞれ０．３２μｍ、０．３８μｍ、０．３６μｍに設定した場合の導波路分散を示している。光導波路１２の長さは１ｃｍとした。光導波路１２の高さは、光の波長よりも充分大きくとってあるので、光導波路１２、ガイド層１８、１９はスラブ導波路で近似でき、等価屈折率法で導波路分散が計算できる。図３より光導波路１２を伝搬する光の導波路分散は、下に凸の曲線３１、３２、３３、３４のようになる。全分散は導波路分散と材料分散との和であるので、曲線３１〜３４を用いて、材料分散の上に凸の曲線を制御することができる。

図４は、光導波路１２の屈折率ｎの周波数依存性を示しており、ω／２πが１００ＴＨｚ〜８００ＴＨｚの範囲で増加するとｎは２．１７〜２．５の範囲で単調増加する。そのため、関係式ｋ＝（ｎ／ｃ）ωより波数ｋは、周波数ωの大きい領域でωに対して線型でない増加をする。即ち、図５に示されるように、材料分数５１のωは、ｋが大きい領域でｋに対して線形でない減少をし、上に凸の曲線となる。直線５２は、材料分散５１の曲がり具合を参照するための直線である。全分散は導波路分散と材料分散との和であるので、導波路分散曲線３１〜３４の中から、例えば、曲線３１を使用すると、全分散は曲線５３のようにｋの小さい領域では下に凸、ｋの大きい領域では上に凸の曲線となる。これにより以下に示すような位相不整合量Δｋ（ω）は周波数に依存せず、ほぼ一定になる領域が形成される。

上記位相不整合量Δｋ（ω）は、入射する２つの光の周波数が共にωの場合、即ち第２高調波発生（ＳＨＧ）の場合、Δｋ（ω）＝２ｋ（ω）−ｋ（２ω）と表すことができる。

図６の６１に周波数領域１００〜３００ＴＨｚでΔｋ（ω）に対する材料分散５１だけの効果、６２に全分散５３の効果を示す。６１の方は単調減少するだけであるが、６２の方は上に凸の曲線であり、２００ＴＨｚ近傍でほぼ平坦になる。そのため、６１の場合は、図７の７１に示すように周波数１９６．２５ＴＨｚで擬似位相整合するように分極反転構造を設計してもその周波数近傍の極めて狭い範囲でしか周波数変換効率が改善されないのに対し、６２の場合は、図７の７２に示すようにそれよりも遙かに広範囲で変換効率の改善がなされる。

以上のような構成により、従来のような導波路分散の効果がほとんどなく材料分散の効果で制限されていた狭い周波数帯域を大幅に拡大することができる。

図８に本実施例２に係る非線型光導波路の斜視図を示す。前記実施例１における非線型光導波路におけるガイド層１９を光導波路１２と異なる材料で作製したガイド層８３を有する周期構造体８４、８５を備えることにより本実施例２に係る非線型光導波路を構成することができる。ガイド層８３の材料として二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化タンタル等を用いることにより第１の実施の形態における周期構造体１３、１４の構造よりもさらに微細な周期構造が作製することができる。

本実施例２に係る非線型光導波路の作製工程は、図９に示す通りである。先ず、図９（ａ）に示すように、所望の位相整合条件が満たされるように周期分極反転構造が予め作製されたＬｉＮｂＯ₃ウエハを、ＭｇあるいはＩｎ添加したＬｉＮｂＯ₃基板１１に重ね合わせて熱処理で拡散接合する。次に、図９（ｂ）に示すように、ドライエッチングで光導波路１２を形成する。基板１１の屈折率は、ＭｇあるいはＩｎを添加することにより減少するため、光導波路１２がコア層、基板１１がクラッド層として機能するようになる。さらに、図９（ｃ）に示すように、上部からスパッタでＳｉＯ₂膜を所定の膜厚だけ堆積する。その後、図９（ｄ）に示すように、ドライエッチングで周期構造体８４、８５を形成する。なお、図９中、１７は分極反転領域、１２１は２次非線形光学材料である。

前記ドライエッチングの際に光導波路１２の上にＳｉＯ₂膜が残っていてもよい。これにより該非線型光導波路の機能が影響を受けることはない。また、図９（ａ）の基板１１の材質としてＬｉＮｂＯ₃を使用し、光導波路１２の材質としてＺｎを添加したＬｉＮｂＯ₃を使用してもよい。Ｚｎを添加することにより光導波路１２の屈折量は上昇し、光導波路１２がコア層、基板１１がクラッド層として機能するようになる。また、基板１１の材料は、光導波路１２の材料の屈折率よりも小さい屈折率の材料であればよく、水晶あるいは多結晶ＳｉＯ₂などでもよい。

本実施例２においては、上記実施例１における周期構造体１３、１４の構造よりもさらに微細な周期構造を有する非線型光導波路を作製できるようになり、実施例１における導波路分散をさらに大きく制御することができる。

本発明の実施例１に係る非線型光導波路の斜視図である。本発明の実施例１に係る非線型光導波路の変形例を示す斜視図である。本発明の実施例１での非線型光導波路の導波路分散の説明図である。本発明の実施例１での非線型光導波路の屈折率と周波数の関係図である。本発明の実施例１での非線型光導波路の分散値の説明図である。本発明の実施例１での非線型光導波路の位相不整合量と周波数の関係図である。本発明の実施例１での非線型光導波路の周波数変換効率と周波数の関係図である。本発明の実施例２での非線型光導波路の斜視図である。本発明の実施例２での非線型光導波路の作製工程図である。本発明の原理を概念的に示す説明図である。本発明の作用を説明するための説明図である。従来の非線型光導波路を示す斜視図である。従来の他の非線型光導波路を示す斜視図である。従来の非線型光導波路の分散値の説明図である。

符号の説明

１１基板
１２光導波路
１３周期構造体
１４周期構造体
１５入射口
１６出射口
１７分極反転領域
１８ガイド層
１９ガイド層
８３ガイド層
８４周期構造体
８５周期構造体
１２１２次非線型光学材料

Claims

入射口と出射口とを有し、前記入射口から入射させた光を前記出射口へ導くとともに、２次非線型光学材料から成り且つ２次分極率が前記光の進行方向に沿って周期的に反転する構造を有する光導波路と、
前記光導波路の第１の屈折率と異なる第２の屈折率を有し且つ前記光導波路に平行に接する第１のガイド層と、
前記第２の屈折率と異なる第３の屈折率を有し且つ前記第１のガイド層に平行に接する第２のガイド層とを備え、
前記第１および第２のガイド層は前記光の進行方向と垂直な方向に周期的に繰り返されているとともに、前記第１および第２のガイド層の幅は、光の周波数をω、波数をｋ（ω）としたときの位相不整合量Δｋ（ω）＝２ｋ（ω）−ｋ（２ω）が所望の周波数幅に渡って一定値となる幅であることを特徴とする非線型光導波路。
請求項１において、前記第１および第２のガイド層の繰り返し周期の個数は少なくとも１つ以上あることを特徴とする非線型光導波路。
請求項１、２の何れか１項の非線型光導波路において、前記第１の屈折率は前記第２の屈折率よりも大きく、前記第２の屈折率は前記第３の屈折率よりも小さいことを特徴とする非線型光導波路。
請求項１から請求項３の何れか１項の非線型光導波路において、前記第１の屈折率は、前記第３の屈折率と同一であることを特徴とする非線型光導波路。
請求項１から請求項４の何れか１項の非線型光導波路において、前記第１の屈折率を有する材料が、前記第３の屈折率を有する材料と同一であることを特徴とする非線型光導波路。
請求項１から請求項５の何れか１項の非線型光導波路において、ある周波数の信号光を入力すると前記周波数の２倍の周波数を有する変換光を発生し、出力することを特徴とする非線型光導波路。
請求項１から請求項６の何れか１項の非線型光導波路において、２次非線型光学材料としてＬｉＮｂＯ₃、ＫＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃、ＫＴｉＯＰＯ₄、ＬｉＮｂ_xＴａ_1-xＯ₃（０≦ｘ≦１）、或いは、それらにＭｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｃから選ばれた少なくとも一種の元素を添加した材料を使用することを特徴とする非線型光導波路。