JPH01102436A - 光変調素子及びその製造方法 - Google Patents
光変調素子及びその製造方法Info
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- JPH01102436A JPH01102436A JP26042187A JP26042187A JPH01102436A JP H01102436 A JPH01102436 A JP H01102436A JP 26042187 A JP26042187 A JP 26042187A JP 26042187 A JP26042187 A JP 26042187A JP H01102436 A JPH01102436 A JP H01102436A
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- Japan
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- thin film
- crucible
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光変調素子及びその製造方法に係り、特に非
線形光学効果を有する有機化合物（以下有機非線形光学
材料と称す）を薄膜化し、これを光導波層として用いる
光変調素子及びその製造方法に関する。
線形光学効果を有する有機化合物（以下有機非線形光学
材料と称す）を薄膜化し、これを光導波層として用いる
光変調素子及びその製造方法に関する。
［従来の技術］
従来、この種の光変調素子はガラス基板面に有機非線形
光学材料をスピンナー塗布法、スパッタ蒸着法、真空蒸
着法により形成したものが知られている（特開昭６１−
２０８０３８号公報参照）。
光学材料をスピンナー塗布法、スパッタ蒸着法、真空蒸
着法により形成したものが知られている（特開昭６１−
２０８０３８号公報参照）。
このように、真空蒸着法等により、薄膜化した光導波層
を形成するのは、変換効率向上や素子の小型化のために
は薄膜導波路を形成し、光変調する方式が有利だからで
ある。
を形成するのは、変換効率向上や素子の小型化のために
は薄膜導波路を形成し、光変調する方式が有利だからで
ある。
しかしながら、このような従来の光変調素子は、充分な
光変調性能が得られないものであった。
光変調性能が得られないものであった。
すなわち、π電子共役系を持ち、！！換基として電子共
与基及び電子吸引基を持つ有機化合物は非線形光学効果
が大きく、光素子用材料として極めて有用である。非線
形光学効果の中で、波長変換や光増幅あるいは光スィッ
チなどに利用できる２次の非線形光学効果は分子の配置
が中心対称性を有する場合には発現しない、仮に、２次
の非線形光学効果を結晶状態では示す材料であっても、
アモルファス状になると非線形光学効果は失われてしま
うことにある。
与基及び電子吸引基を持つ有機化合物は非線形光学効果
が大きく、光素子用材料として極めて有用である。非線
形光学効果の中で、波長変換や光増幅あるいは光スィッ
チなどに利用できる２次の非線形光学効果は分子の配置
が中心対称性を有する場合には発現しない、仮に、２次
の非線形光学効果を結晶状態では示す材料であっても、
アモルファス状になると非線形光学効果は失われてしま
うことにある。
それ故９本発明の目的は、このような事情に基づいてな
されたものであり、充分な光変調性能が得られる光変調
素子およびその製造方法を提供するにある。
されたものであり、充分な光変調性能が得られる光変調
素子およびその製造方法を提供するにある。
上記目的は、クラスタイオンビーム装置において、その
蒸着源に対し傾斜させて基板を配置させ、前記基板面に
有機非線形光学材料層を形成させ。
蒸着源に対し傾斜させて基板を配置させ、前記基板面に
有機非線形光学材料層を形成させ。
この有機非線形光学材料層を光導波層とした光変調素子
の製造方法によって達成される。
の製造方法によって達成される。
また、基°板上に形成された有機非線形光学材料層が、
光を透過する領域において結晶方位が一定の方向に揃っ
ている光変調素子によって達成される。
光を透過する領域において結晶方位が一定の方向に揃っ
ている光変調素子によって達成される。
クラスタイオンビーム装置は、そのクラスタイオンが蒸
着源方向から基板に衝突した際１個々の分子に破壊し前
記基板の衝突面を滑動して薄膜を形成するようになって
いる。この場合において。
着源方向から基板に衝突した際１個々の分子に破壊し前
記基板の衝突面を滑動して薄膜を形成するようになって
いる。この場合において。
前記基板を蒸着源方向に対し傾斜して配置させておくこ
とにより、基板の衝突面を滑動する各分子はその滑動方
向に異方性が現われるようになる。
とにより、基板の衝突面を滑動する各分子はその滑動方
向に異方性が現われるようになる。
このため、基板面に形成される有機非線形光学材料層は
優先配向、すなわち結晶が一定方向に揃うこととなり、
これにより変換効率の高い光変調素子を得ることができ
るようになる。
優先配向、すなわち結晶が一定方向に揃うこととなり、
これにより変換効率の高い光変調素子を得ることができ
るようになる。
〔実施例］
第２図はクラスタイオンビーム装置を用いて本発明によ
る光変調素子の製造方法の一実施例を示す構成図である
。同図において、１１はルツボ、１９は加熱ヒータ、１
２はイオン化フィラメント。
る光変調素子の製造方法の一実施例を示す構成図である
。同図において、１１はルツボ、１９は加熱ヒータ、１
２はイオン化フィラメント。
１３は電子引き出し電極、１４は基板、１５は基板電極
、１７は冷却装置、２０は膜厚計、１６は真空槽、１８
は排気装置である。
、１７は冷却装置、２０は膜厚計、１６は真空槽、１８
は排気装置である。
ここで、特に、前記基板電極１５．およびこの基板電極
１５上に配置される基板１４は、前記ルツボ１１方向に
対して、４５０ （図中φ）の傾きをもたらしめで配置
させている。
１５上に配置される基板１４は、前記ルツボ１１方向に
対して、４５０ （図中φ）の傾きをもたらしめで配置
させている。
前記ルツボ１１に収納させる非線形光学材料としてはた
とえば２−メチル−４−ニトロアニリン（以下ＭＮＡと
略称する）を選定している。しかし他の有機非線形光学
材料であってもよいことはもちろんである。
とえば２−メチル−４−ニトロアニリン（以下ＭＮＡと
略称する）を選定している。しかし他の有機非線形光学
材料であってもよいことはもちろんである。
上記装置において、昇華法により精製したＭＮＡｏ、２
ｇをルツボ１１に入れ、排気装置ｉ１８によってＩ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒ程度の真空度にした。イオン化フィ
ラメント１２に２８Ａの電流を流し。
ｇをルツボ１１に入れ、排気装置ｉ１８によってＩ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒ程度の真空度にした。イオン化フィ
ラメント１２に２８Ａの電流を流し。
電子引き出し電極１３に３００Ｖの電圧を加えた。
この際、電子引き出し電極に流れる電流は８ｍＡであっ
た。基板電極１５には５００Ｖの電圧を印加した。ガラ
ス基板１４を上述したようにφ；４５°となるように傾
け、基板冷却装置１７によって一８０℃に冷却した。加
熱ヒータ１９に通電しルツボを１２０℃に昇温させ、Ｍ
ＮＡを昇華させ。
た。基板電極１５には５００Ｖの電圧を印加した。ガラ
ス基板１４を上述したようにφ；４５°となるように傾
け、基板冷却装置１７によって一８０℃に冷却した。加
熱ヒータ１９に通電しルツボを１２０℃に昇温させ、Ｍ
ＮＡを昇華させ。
ガラス基板上に薄膜を形成した。水晶発振式膜厚計２０
でモニタしながら薄膜形成を行い、約１０分間で膜厚で
１．０μｍの薄膜を得た。
でモニタしながら薄膜形成を行い、約１０分間で膜厚で
１．０μｍの薄膜を得た。
上述のようにクラスターイオンビーム法は真空槽内にお
いて蒸着物質を勢いよく噴出させ断熱膨張による急冷効
果を利用して多数の分子が緩く結合したクラスタを生成
させ、そのクラスタに電子シャワーを浴びせてイオン化
し、電圧印加により加速させ基板に衝突させ薄膜を形成
する方法である。この方法では通常の真空蒸着法に比較
して結晶性の高い薄膜が形成できる。この場合、基板１
４を前記ルツボ１１方向に対して、４５°の傾きをもた
らしめて配置させることにより、前記基板１４上に形成
されるＭＮＡ有機化合物が、その結晶方位が一定の方向
に揃った。いわゆる優先配置したものが得られるように
なる。
いて蒸着物質を勢いよく噴出させ断熱膨張による急冷効
果を利用して多数の分子が緩く結合したクラスタを生成
させ、そのクラスタに電子シャワーを浴びせてイオン化
し、電圧印加により加速させ基板に衝突させ薄膜を形成
する方法である。この方法では通常の真空蒸着法に比較
して結晶性の高い薄膜が形成できる。この場合、基板１
４を前記ルツボ１１方向に対して、４５°の傾きをもた
らしめて配置させることにより、前記基板１４上に形成
されるＭＮＡ有機化合物が、その結晶方位が一定の方向
に揃った。いわゆる優先配置したものが得られるように
なる。
第３図は、上記実施例により形成されたＭＮＡ有機化合
物薄膜のＸ線回折パターンを示すグラフである。一般に
、有機化合物薄膜が優先配合しているか否かは、反射光
の回折光を調べた際、その強度が一つのピークをもつ回
折パターンを得ることで立証されるもので、第３図はこ
のことを示している。同図の場合、基板に垂直方向の配
向秩序が得られるようにＸ線回折装置にセットし、線源
にはＣｕ −Ｋ ａ線を用いた。同図から明らかなよう
に、（３１１）の回折線（２０＝２６．２” ）のみが
出現し、非晶質特有のブロードな回折は見られない。こ
のことから、形成したＭＮＡ薄膜はほぼ完全に結晶化し
ており、かつ（３１１）面が基板に平行になるよう分子
が配向していることが判る。
物薄膜のＸ線回折パターンを示すグラフである。一般に
、有機化合物薄膜が優先配合しているか否かは、反射光
の回折光を調べた際、その強度が一つのピークをもつ回
折パターンを得ることで立証されるもので、第３図はこ
のことを示している。同図の場合、基板に垂直方向の配
向秩序が得られるようにＸ線回折装置にセットし、線源
にはＣｕ −Ｋ ａ線を用いた。同図から明らかなよう
に、（３１１）の回折線（２０＝２６．２” ）のみが
出現し、非晶質特有のブロードな回折は見られない。こ
のことから、形成したＭＮＡ薄膜はほぼ完全に結晶化し
ており、かつ（３１１）面が基板に平行になるよう分子
が配向していることが判る。
第４図は、上記実施例により形成されたＭＮＡ有機化合
物薄膜を直交ニコル下で観測したときの透過光強度を示
したグラフである。同図の場合。
物薄膜を直交ニコル下で観測したときの透過光強度を示
したグラフである。同図の場合。
透過強度が資料の回転角に応じて変化し、該薄膜が被屈
折していることを示している。このことは該薄膜が優先
配向しているこ≧の立証になる。しかも消光時の透過光
強度はほとんどＯで、基板平面内の配向も良好であるこ
とを示している。
折していることを示している。このことは該薄膜が優先
配向しているこ≧の立証になる。しかも消光時の透過光
強度はほとんどＯで、基板平面内の配向も良好であるこ
とを示している。
第１図は、上述の方法で形成されたＭＮＡ有機化合物薄
膜を備える光変調素子の一施例を示す構成図である。同
図において、５はガラス基板、４は第２図に示す方法で
形成されたＭＮＡ有機化合物薄膜、２，３はプリズム、
１はＹＡＧレーザ。
膜を備える光変調素子の一施例を示す構成図である。同
図において、５はガラス基板、４は第２図に示す方法で
形成されたＭＮＡ有機化合物薄膜、２，３はプリズム、
１はＹＡＧレーザ。
６は前記ＹＡＧとレーザ１から出力される基本波。
７は前記ＭＮＡ有機化合物薄膜４の通過後の第２高調波
である。
である。
このような光変調素子において、一方のプリズム２より
ＹＡＧレーザ１から出射した赤外光をＭＮＡ有機化合物
薄膜４に導入した。ＹＡＧレーザにはスペクトラフィジ
ックス社製モードロックレーザを使用したレーザ出射時
でピーク出力は７５０Ｗ、くり返し周波数は８０ＭＨｚ
、平均出力は８Ｗであった。ＭＮＡ有機化合物薄膜から
出射される第２高調波（波長５３２ｍ）の緑の光が最大
になるように基板を回転させた後、第２のプリズム３を
ＭＮＡ有機化合物薄膜上に設置し、第２高周波を取り出
した。第１のプリズムと第２のプリズムとの間隔は約２
０■であった。この時、第２のプリズムから出射した第
２の高調波の強度は平均出力で６０ｍＷであり、変換効
率は０．１％程度であった。
ＹＡＧレーザ１から出射した赤外光をＭＮＡ有機化合物
薄膜４に導入した。ＹＡＧレーザにはスペクトラフィジ
ックス社製モードロックレーザを使用したレーザ出射時
でピーク出力は７５０Ｗ、くり返し周波数は８０ＭＨｚ
、平均出力は８Ｗであった。ＭＮＡ有機化合物薄膜から
出射される第２高調波（波長５３２ｍ）の緑の光が最大
になるように基板を回転させた後、第２のプリズム３を
ＭＮＡ有機化合物薄膜上に設置し、第２高周波を取り出
した。第１のプリズムと第２のプリズムとの間隔は約２
０■であった。この時、第２のプリズムから出射した第
２の高調波の強度は平均出力で６０ｍＷであり、変換効
率は０．１％程度であった。
第６図は本発明による光変調素子の他の実施例を示す構
成図である。同図において、５はガラス基板、４は第２
図に示した方法で形成したＭＮＡ有機化合物薄膜、２２
．２３は対物レンズ、１はＹＡＧレーザである。同図は
前記ＭＮＡ有機化合物薄膜の側面から基本光を入射させ
、また同時に側面から第２高調波を取り出す構成として
いる。
成図である。同図において、５はガラス基板、４は第２
図に示した方法で形成したＭＮＡ有機化合物薄膜、２２
．２３は対物レンズ、１はＹＡＧレーザである。同図は
前記ＭＮＡ有機化合物薄膜の側面から基本光を入射させ
、また同時に側面から第２高調波を取り出す構成として
いる。
すなわち、ＹＡＧレーザ１から赤外光を対物レンズ（２
０倍）２２で集光し、ＭＮＡ有機化合物薄膜４に導入し
た。出射した第２高調波をもう１つの対物レンズ（２０
倍）２３で取り出し、平行ビームとした。この時の第２
高調波の平均出力は２００ｍＷであった。
０倍）２２で集光し、ＭＮＡ有機化合物薄膜４に導入し
た。出射した第２高調波をもう１つの対物レンズ（２０
倍）２３で取り出し、平行ビームとした。この時の第２
高調波の平均出力は２００ｍＷであった。
また、第２図に示す実施例にあっては、基板電極１５上
に配置される基板１４は、ルツボ１１方向に対して４５
”の傾きをもたしたものである。
に配置される基板１４は、ルツボ１１方向に対して４５
”の傾きをもたしたものである。
しかし、第２図に示す角度φを変化させてａ Ｍ ＮＡ
有機化合物薄膜を形成した。この場合形成した薄膜を垂
直ニコルの下で観察し、基板を回転させ透過光強度の変
化を測定した。透過光強度の最大値と最小値の比γと角
度φとの関係を第５図に示す、γ値が大きいほど基板平
面内の配向秩序が高いことを意味する。第５図から判る
ようにφが３０６以上ではγ値は飽和する傾向を示し、
かつその値は十分な配向秩序が得られていることが判る
。
有機化合物薄膜を形成した。この場合形成した薄膜を垂
直ニコルの下で観察し、基板を回転させ透過光強度の変
化を測定した。透過光強度の最大値と最小値の比γと角
度φとの関係を第５図に示す、γ値が大きいほど基板平
面内の配向秩序が高いことを意味する。第５図から判る
ようにφが３０６以上ではγ値は飽和する傾向を示し、
かつその値は十分な配向秩序が得られていることが判る
。
なお、φが９０°に近づくと薄膜形成速度が遅くなるば
かりでなく１表面の凹凸も大きくなってくるのでφは３
０６〜８５°の間が望ましい、したがって、前記範囲内
でのＭＮＡ有機化合物薄膜を形成するようにしてもよい
ことはもちろんである。
かりでなく１表面の凹凸も大きくなってくるのでφは３
０６〜８５°の間が望ましい、したがって、前記範囲内
でのＭＮＡ有機化合物薄膜を形成するようにしてもよい
ことはもちろんである。
以上説明したことから明らかなように、本発明による光
変調素子及びその製造方法によれば、充分な光変調性能
が得られるようになる。
変調素子及びその製造方法によれば、充分な光変調性能
が得られるようになる。
第１図は本発明による光変調素子の一実施例を示す構成
図、第２図は本発明による光変調素子の製造方法の一実
施例を示す構成図、第３図および第４図はそれぞれ本発
明による効果を示すためのグラフ、第５図および第６図
はそれぞれ本発明の他の実施例を示す説明図である。 １・・・レーザ、２，３・・・プリズム。 ４・・・光変調用薄膜、５．１４・・・基板、６・・・
基本波、７・・・第２高調波、１１・・・ルツボ、１２
・・・イオン化フィラメント、１３・・・電子引き出し
電極、１５・・・基板電極、１６・・・真空槽、１７・
・・冷却装置、１８・・・排気装置、１９・・・加熱ヒ
ータ。 ２０・・・膜厚系、２２，２３・・・対物レンズ。
図、第２図は本発明による光変調素子の製造方法の一実
施例を示す構成図、第３図および第４図はそれぞれ本発
明による効果を示すためのグラフ、第５図および第６図
はそれぞれ本発明の他の実施例を示す説明図である。 １・・・レーザ、２，３・・・プリズム。 ４・・・光変調用薄膜、５．１４・・・基板、６・・・
基本波、７・・・第２高調波、１１・・・ルツボ、１２
・・・イオン化フィラメント、１３・・・電子引き出し
電極、１５・・・基板電極、１６・・・真空槽、１７・
・・冷却装置、１８・・・排気装置、１９・・・加熱ヒ
ータ。 ２０・・・膜厚系、２２，２３・・・対物レンズ。
Claims (2)
- （１）クラスタイオンビーム装置において、その蒸着源
に対し傾斜させて基板を配置させ、前記基板面に有機非
線形光学材料層を形成させ、この有機非線形光学材料層
を光導波層としたことを特徴とする光変調素子の製造方
法。 - （２）基板上に形成された有機非線形光学材料層が、光
を透過する領域において結晶方位が一定の方向に揃って
いることを特徴とする光変調素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26042187A JPH01102436A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 光変調素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26042187A JPH01102436A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 光変調素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102436A true JPH01102436A (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=17347702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26042187A Pending JPH01102436A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 光変調素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01102436A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5084302A (en) * | 1989-03-30 | 1992-01-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Process for preparing an organic compound thin film for an optical device |
| JP2013057129A (ja) * | 2004-03-22 | 2013-03-28 | Global Oled Technology Llc | 流動化した有機材料の気化 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP26042187A patent/JPH01102436A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5084302A (en) * | 1989-03-30 | 1992-01-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Process for preparing an organic compound thin film for an optical device |
| JP2013057129A (ja) * | 2004-03-22 | 2013-03-28 | Global Oled Technology Llc | 流動化した有機材料の気化 |
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