JPH02156230A - 光波長変換素子の製造方法と光波長変換素子 - Google Patents
光波長変換素子の製造方法と光波長変換素子Info
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- JPH02156230A JPH02156230A JP63311369A JP31136988A JPH02156230A JP H02156230 A JPH02156230 A JP H02156230A JP 63311369 A JP63311369 A JP 63311369A JP 31136988 A JP31136988 A JP 31136988A JP H02156230 A JPH02156230 A JP H02156230A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- 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
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
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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】
イ）産業上の利用分野
本発明は、入射された光の波長を変換して出力する光波
長変換素子およびその製造方法に関し、特にａ晴材料を
用いたものに関する。
長変換素子およびその製造方法に関し、特にａ晴材料を
用いたものに関する。
フ 従来の技術
近手、光エレクトロニクスの分野において非線形光学材
料を用いた光学素子の研究が５んに行われている。中で
ら高調波を発生する非線形光学効果を利用した光波長変
換素子、特にレーザ光の波長変換を行うものの研究がさ
れている。
料を用いた光学素子の研究が５んに行われている。中で
ら高調波を発生する非線形光学効果を利用した光波長変
換素子、特にレーザ光の波長変換を行うものの研究がさ
れている。
−峡には、このような光波長変換素子の非線形光学素子
としてＫＨ，ＰＯ，やＬ ｉ Ｎ ｂ Ｏ＋等の無情強
誘電体材料が用いられる。光波長変換素子には、位相整
合を実現するために単結晶そのものに複屈折性を必要と
するバルク結晶型や、材料の結晶そのものに複屈折性が
無くとも位相整合が実現できる光導波路型や光フアイバ
ー型のものが知られている。
としてＫＨ，ＰＯ，やＬ ｉ Ｎ ｂ Ｏ＋等の無情強
誘電体材料が用いられる。光波長変換素子には、位相整
合を実現するために単結晶そのものに複屈折性を必要と
するバルク結晶型や、材料の結晶そのものに複屈折性が
無くとも位相整合が実現できる光導波路型や光フアイバ
ー型のものが知られている。
二の様な材料の結晶に複屈折性が必要とされない光導波
路型・や光フアイバー型の光波長変換素子には、位相整
合を実現するために、材料の膜厚が嫉−く制御される。
路型・や光フアイバー型の光波長変換素子には、位相整
合を実現するために、材料の膜厚が嫉−く制御される。
しかし無機材料の結晶では、緻密々膜厚制御は難しいた
め、光の入射面（光の進行方向に対して直角な面）にお
ける材料の縦の幅を徐々に変化させたテーパ状に材料を
形成し、いろいろな膜厚の選択ができる様にしている。
め、光の入射面（光の進行方向に対して直角な面）にお
ける材料の縦の幅を徐々に変化させたテーパ状に材料を
形成し、いろいろな膜厚の選択ができる様にしている。
さて最近、有機材料が非線形光学材料として無情強講電
体材料よりも数百倍の波長変換効率を有することが見い
だされ、この有機材料を用いた光波長変換素子の作成が
試みられている（例えば「オプトロニクスＪ １９ｇ
７年Ｎｏ、ＩＯｐ７６〜ｐ８３参照）。
体材料よりも数百倍の波長変換効率を有することが見い
だされ、この有機材料を用いた光波長変換素子の作成が
試みられている（例えば「オプトロニクスＪ １９ｇ
７年Ｎｏ、ＩＯｐ７６〜ｐ８３参照）。
しかし、複屈折性を持つ有機材料の単結晶は少なく、有
機材料を用いたバルク結晶型の光波長変換ｘｆ−はごく
限られた有機材料でしか形成できなかった。
機材料を用いたバルク結晶型の光波長変換ｘｆ−はごく
限られた有機材料でしか形成できなかった。
また、有機材料と無機材料を組み合わせて導波路を形成
した光導波路型の光波長変換素子も研究さｔしている。
した光導波路型の光波長変換素子も研究さｔしている。
しかしこの有機材料と無機材料を組、み合わせて導波路
を形成した光導波路型の光波長変換素子では、高い波長
変換効率をもつ有機材料の特性が十分生かされた光波長
変換素子の作成は余り望めなかった。
を形成した光導波路型の光波長変換素子では、高い波長
変換効率をもつ有機材料の特性が十分生かされた光波長
変換素子の作成は余り望めなかった。
ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は上述の点に鑑みて成されたもので、材料そのも
のに複屈折性を有さ無くても、有機材料だけで導波路を
形成し、位相整合の実現が可能な光波長変換素子を提供
することを目的とするものである゛。
のに複屈折性を有さ無くても、有機材料だけで導波路を
形成し、位相整合の実現が可能な光波長変換素子を提供
することを目的とするものである゛。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、光導波路に入射された光の波長を変換して出
力する光波長変換素子の製造方法であって、基板ヒに１
分子の方向の揃った有機非線形光学材料の薄膜を、階段
状に積層して光導波路を形成するものである。
力する光波長変換素子の製造方法であって、基板ヒに１
分子の方向の揃った有機非線形光学材料の薄膜を、階段
状に積層して光導波路を形成するものである。
（ホ）作用
分子の方向の揃った有機非線形光学材料の薄膜を、階段
状に積層して光導波路を形成するので、有機材料だけに
よる、高い波長変換効率をもつ有機材料の特性を十分生
かした光波長変換素子が得られる。更に光導波路の非線
形光学材料の膜厚の選択が可能になるので、位相整合が
容易にとれる。
状に積層して光導波路を形成するので、有機材料だけに
よる、高い波長変換効率をもつ有機材料の特性を十分生
かした光波長変換素子が得られる。更に光導波路の非線
形光学材料の膜厚の選択が可能になるので、位相整合が
容易にとれる。
（へ）実施例
第１図に本発明一実施例にかかる概略説明図で、（１）
は石英製の光波長変換素子の基板である。
は石英製の光波長変換素子の基板である。
２）は光導波路を形成する有機非線形光学材ｔ）を展開
するための水槽で、この水槽（２）内に：を留水あるい
は展開のための溶液等が入れられ、その水面ヒに有機非
線形光学材料が展開される。
するための水槽で、この水槽（２）内に：を留水あるい
は展開のための溶液等が入れられ、その水面ヒに有機非
線形光学材料が展開される。
展開された有機非線形光学材料が固体膜の状態に保たれ
るように、図示しないバリアより有機非線形た学材料に
一定の圧力が加えられる。この時、６機非線形光学材料
（３）は、水面上で、親水基がド、疎水基が上を向いて
、分子の方向が揃った状態となる。
るように、図示しないバリアより有機非線形た学材料に
一定の圧力が加えられる。この時、６機非線形光学材料
（３）は、水面上で、親水基がド、疎水基が上を向いて
、分子の方向が揃った状態となる。
そ−て、水１１！（２）の水面上に展開された有機非線
形光学材料（３）を垂直に横切るように基板！）を上下
させ、基板（１）上に有機非線形光学材料を移しとる。
形光学材料（３）を垂直に横切るように基板！）を上下
させ、基板（１）上に有機非線形光学材料を移しとる。
基［（１）を上下させるごと二有機非線形光学材料（３
）が基板（１）上に移−取られ、有機非線形光学材料（
３）が累積積層される（所謂ＬＢ法による成膜を行う）
。
）が基板（１）上に移−取られ、有機非線形光学材料（
３）が累積積層される（所謂ＬＢ法による成膜を行う）
。
二の時、有機非線形光学材料の積層は、まず所７ｉの厚
さまで下層の膜に対して全面を重ねて積層−１そ７）後
、下層に対して徐々に少しずらして（ド層の膜が少しづ
つ出るように）行う。
さまで下層の膜に対して全面を重ねて積層−１そ７）後
、下層に対して徐々に少しずらして（ド層の膜が少しづ
つ出るように）行う。
今、有機非線形光学材料（３）をジアセチレンカルボン
酸（例えば、１０．１２−Ｎｏｎａｃｏｓａｄｉｙｎｏ
ｉｃ Ａｃ１ｄ： Ｈ，、Ｃ，−Ｃ＝Ｃ−Ｃ運ｃ −Ｃ
、Ｈ、、ＣＯＯＨｊのＣｄ塩としたときには、まず基板
（１）上に二のジアセチレンカルボン酸のＣｄ塩をどこ
の部分においても２００層累積（膜厚的０．８μｍＨし
、次いで、２層ごとに基板（１）を水槽（２）に浸漬す
る深さを０．５ｍｍづつ減らして、ジアセチレンカルボ
ン酸のＣｄ塩を階段状に積層する。ジアセチレンカルボ
ン酸のＣｄ塩を階段状に積層し終わったら、紫外線を照
射して１合させ、ポリジアセチレン嘆（３°）にスル。
酸（例えば、１０．１２−Ｎｏｎａｃｏｓａｄｉｙｎｏ
ｉｃ Ａｃ１ｄ： Ｈ，、Ｃ，−Ｃ＝Ｃ−Ｃ運ｃ −Ｃ
、Ｈ、、ＣＯＯＨｊのＣｄ塩としたときには、まず基板
（１）上に二のジアセチレンカルボン酸のＣｄ塩をどこ
の部分においても２００層累積（膜厚的０．８μｍＨし
、次いで、２層ごとに基板（１）を水槽（２）に浸漬す
る深さを０．５ｍｍづつ減らして、ジアセチレンカルボ
ン酸のＣｄ塩を階段状に積層する。ジアセチレンカルボ
ン酸のＣｄ塩を階段状に積層し終わったら、紫外線を照
射して１合させ、ポリジアセチレン嘆（３°）にスル。
このようにして形成されたポリジアセチレン嘆ｔ：ｌ’
）は、第２図に示すように、光の入射方向から見ると横
方向でポリジアセチレンＩｌｌ！（３’）の膜厚が変化
しており、光の進行（入射）方向にそっての膜厚は変化
していない。
）は、第２図に示すように、光の入射方向から見ると横
方向でポリジアセチレンＩｌｌ！（３’）の膜厚が変化
しており、光の進行（入射）方向にそっての膜厚は変化
していない。
このポリジアセチレンＩｌｌ！（３’）上にプリズム（
ｌ 、１、（５）を設けて光導波路型の光波長変換素ｆ
−ヒする。
ｌ 、１、（５）を設けて光導波路型の光波長変換素ｆ
−ヒする。
以上のように作成された光波長変換素子に、ＹＸＧレー
ザ（波長１．６μｍ）を平行（光の入射方向に対して横
方向）にスキャンさせて位相整合を取り、結果、第３高
調波（ＴＨＧ）の発生が検出された。
ザ（波長１．６μｍ）を平行（光の入射方向に対して横
方向）にスキャンさせて位相整合を取り、結果、第３高
調波（ＴＨＧ）の発生が検出された。
また有機非線形光学材料として用いたジアセチレンカル
ボン酸のＣｄ塩のジアセチレンカルボン酸としてはＥ述
のもの以外に、例えば、１０．１２Ｈｅｐ＋ａｃｏｓａ
ｄｉｙｎｏｉｃ ４ｃｉｄ （Ｈ＊ｓＣ＋＋−ＣＩＣ−
ＣａＣ−Ｃ１ａＨ＋ｓＣ００Ｈ） 、１０．１２−Ｐｅ
ｎｔａｃｏｓａｄｉｙｎｏｉｃ八ｃｉｄ（Ｈ＋＋Ｃ＋＊
−ＣＩＣへＣ３”Ｃ−Ｃａ１（＋ｇＣＯＯＨｉ 、 Ｉ
＋）、 １２−Ｔｒｉｃｏｓａｄｉｙｎｏｉｃ Ａｃ１
ｄ （Ｈ＊ｌＣ１゜−ＣＩＣ−ＣミＣ−ＣａＨ、、ＣＯ
ＯＨ）等でも同様の効果がみられた。
ボン酸のＣｄ塩のジアセチレンカルボン酸としてはＥ述
のもの以外に、例えば、１０．１２Ｈｅｐ＋ａｃｏｓａ
ｄｉｙｎｏｉｃ ４ｃｉｄ （Ｈ＊ｓＣ＋＋−ＣＩＣ−
ＣａＣ−Ｃ１ａＨ＋ｓＣ００Ｈ） 、１０．１２−Ｐｅ
ｎｔａｃｏｓａｄｉｙｎｏｉｃ八ｃｉｄ（Ｈ＋＋Ｃ＋＊
−ＣＩＣへＣ３”Ｃ−Ｃａ１（＋ｇＣＯＯＨｉ 、 Ｉ
＋）、 １２−Ｔｒｉｃｏｓａｄｉｙｎｏｉｃ Ａｃ１
ｄ （Ｈ＊ｌＣ１゜−ＣＩＣ−ＣミＣ−ＣａＨ、、ＣＯ
ＯＨ）等でも同様の効果がみられた。
尚、有機非線形光学材料としては本実施例に示されたポ
リジアセチレンに限られることなく、水面りに襞間され
て単分子膜となる有機非線形光学材料であれば、同様に
光導波路型の光波長変換素子の製造が可能である。
リジアセチレンに限られることなく、水面りに襞間され
て単分子膜となる有機非線形光学材料であれば、同様に
光導波路型の光波長変換素子の製造が可能である。
ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかな如く１分子の方向の揃
った有機非線形光学材料の薄膜を、階段状に積層して光
導波路を形成するので、材料そのものにｎ屈折性が無く
ても、有機材料だけによる、高い波長変換効率をもつ有
機材料の特性を十分生かした光波長変換素子が得られる
。更に光導波路の非線形光学材料の膜厚の選択が可能に
なるので、位相整合が容易にとれる。
った有機非線形光学材料の薄膜を、階段状に積層して光
導波路を形成するので、材料そのものにｎ屈折性が無く
ても、有機材料だけによる、高い波長変換効率をもつ有
機材料の特性を十分生かした光波長変換素子が得られる
。更に光導波路の非線形光学材料の膜厚の選択が可能に
なるので、位相整合が容易にとれる。
そして、波長変換効率の高い光波長変換素子が潜られる
ので、光出力の小さいレーザを用いても短波長のレーザ
光が用意に取り出される。
ので、光出力の小さいレーザを用いても短波長のレーザ
光が用意に取り出される。
第１図は本発明一実施例の概略説明図、第２図は光波長
変換素子の概略斜視図である。 （＋）・・・基板、（２）・・・水槽、（３）・・・有
機非線形光学材料、（３°）・・・ポリジアセチレン嘆
、 （４）、 （５）・・・プリズム。 第１図 第２図
変換素子の概略斜視図である。 （＋）・・・基板、（２）・・・水槽、（３）・・・有
機非線形光学材料、（３°）・・・ポリジアセチレン嘆
、 （４）、 （５）・・・プリズム。 第１図 第２図
Claims (2)
- （１）光導波路に入射された光の波長を変換して出力す
る光波長変換素子の製造方法において、基板上に、分子
の方向の揃った有機非線形光学材料の薄膜を、階段状に
積層して光導波路を形成する事を特徴とする光波長変換
素子の製造方法。 - （２）分子の方向の揃った有機非線形光学材料の薄膜が
階段状に積層形成された光導波路を備えてなる事を特徴
とする光波長変換素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311369A JPH02156230A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 光波長変換素子の製造方法と光波長変換素子 |
| US07/438,162 US4997244A (en) | 1988-12-08 | 1989-11-16 | Optical wavelength converting device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311369A JPH02156230A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 光波長変換素子の製造方法と光波長変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156230A true JPH02156230A (ja) | 1990-06-15 |
Family
ID=18016345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311369A Pending JPH02156230A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 光波長変換素子の製造方法と光波長変換素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4997244A (ja) |
| JP (1) | JPH02156230A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5295208A (en) * | 1992-02-26 | 1994-03-15 | The University Of Alabama In Huntsville | Multimode waveguide holograms capable of using non-coherent light |
| US5640480A (en) * | 1995-08-07 | 1997-06-17 | Northrop Grumman Corporation | Zig-zag quasi-phase-matched wavelength converter apparatus |
| NL1013797C2 (nl) * | 1999-12-08 | 2001-06-11 | Koppens Bv | Inrichting voor het bekleden van producten met een poedervormig materiaal. |
| CN1172411C (zh) * | 2001-04-18 | 2004-10-20 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种非线性光学晶体激光变频耦合器 |
| JP5721812B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-05-20 | 三菱電機株式会社 | 波長変換結晶および波長変換レーザ装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3856379A (en) * | 1973-08-20 | 1974-12-24 | Us Navy | Optical mixing device employing noncritical phase matching in waveguides |
| US4431263A (en) * | 1979-06-25 | 1984-02-14 | University Patents, Inc. | Novel nonlinear optical materials and processes employing diacetylenes |
| US4536450A (en) * | 1980-03-12 | 1985-08-20 | University Patents, Inc. | Nonlinear optical materials and processes employing diacetylenes |
| US4515429A (en) * | 1980-05-27 | 1985-05-07 | At&T Bell Laboratories | Nonlinear and bistable optical waveguide devices |
| JPS6275425A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-07 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光波長変換素子 |
| US4783136A (en) * | 1986-04-16 | 1988-11-08 | Gte Laboratories Incorporated | Optical waveguides and methods for making same |
| US4787714A (en) * | 1986-06-17 | 1988-11-29 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical system including device for optically processing electromagnetic radiation at a repetition rate greater than about 1.25×104 Hz |
| US4886339A (en) * | 1987-09-28 | 1989-12-12 | Eastman Kodak Company | Optical article containing a transmission medium exhibiting a high level of second order polarization susceptibility |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP63311369A patent/JPH02156230A/ja active Pending
-
1989
- 1989-11-16 US US07/438,162 patent/US4997244A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4997244A (en) | 1991-03-05 |
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