JPH03237437A - 分極ドメイン反転分布型光導波路素子 - Google Patents
分極ドメイン反転分布型光導波路素子Info
- Publication number
- JPH03237437A JPH03237437A JP2032499A JP3249990A JPH03237437A JP H03237437 A JPH03237437 A JP H03237437A JP 2032499 A JP2032499 A JP 2032499A JP 3249990 A JP3249990 A JP 3249990A JP H03237437 A JPH03237437 A JP H03237437A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- substrate
- domain inversion
- implanted
- substrate surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 29
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 6
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001459 lithography Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000003508 chemical denaturation Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02F1/355—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]
-
- 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
- G02F1/3775—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure with a periodic structure, e.g. domain inversion, for quasi-phase-matching [QPM]
-
- 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
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3544—Particular phase matching techniques
- G02F1/3548—Quasi phase matching [QPM], e.g. using a periodic domain inverted structure
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】
〔産業上の利用分野コ
本発明は分極ドメイン反転分布型の高調波発主用光導波
路素子に係り、特に分極ドメイン反転層をイオン注入法
により形成して非線形光学定数を向上させた分極ドメイ
ン反転分布型光導波路素子番こ関するものである。
路素子に係り、特に分極ドメイン反転層をイオン注入法
により形成して非線形光学定数を向上させた分極ドメイ
ン反転分布型光導波路素子番こ関するものである。
Ｅ従来の技術］
従来の分極ドメイン分布反転型の高調波発生用光導波路
素子の模式的斜視図を第１図に示す。
素子の模式的斜視図を第１図に示す。
ＬｉＮｂＯ３等の非線形光学垣結晶基板１上に、分極が
コヒーレント長の２倍の周期、あるいはコヒーレント長
の２倍のさらにその奇数倍の周期ｄとなるようドメイン
反転部３をＴｉをリフトオフリソグラフィ等により拡散
させ形成する。プロトン交換法等により基板１表面に形
成された光導波路部２に、波長８３０ｎｍで ｌｏＯｍ
Ｗの光を入力した場合、従来波長４１５ｎｍの第２高調
波が０、９ｍＷ程度出力されるのが限度であった。
コヒーレント長の２倍の周期、あるいはコヒーレント長
の２倍のさらにその奇数倍の周期ｄとなるようドメイン
反転部３をＴｉをリフトオフリソグラフィ等により拡散
させ形成する。プロトン交換法等により基板１表面に形
成された光導波路部２に、波長８３０ｎｍで ｌｏＯｍ
Ｗの光を入力した場合、従来波長４１５ｎｍの第２高調
波が０、９ｍＷ程度出力されるのが限度であった。
［発明の解決しようとする課題］
従来、非線形光学結晶基板表面に光４波路をプロトン交
換法で形成していたが、このような基板中のＬｉ゛イオ
ン等をプロトンと化学的に交換するというプロトン交換
法によって形成された光導波路の非線形光学定数は、Ｌ
ｉＮｂＯｘの本来有する非線形光学定数よりも５０〜７
０％低下していた。このため、第２高周波の出力も低下
するという問題７点を有していた。
換法で形成していたが、このような基板中のＬｉ゛イオ
ン等をプロトンと化学的に交換するというプロトン交換
法によって形成された光導波路の非線形光学定数は、Ｌ
ｉＮｂＯｘの本来有する非線形光学定数よりも５０〜７
０％低下していた。このため、第２高周波の出力も低下
するという問題７点を有していた。
［課題を解決するための手段］
本発明は、非線形光学効果を有する基板表面より所定の
深さに形成した分極ドメイン反転層を有し、さらに該基
板表面に光導波路を形成した分極ドメイン反転分布型光
導波路素子において、該、＋：導波路は基板表面より所
定の深さに注入したイオン注入層と基ｆｆｌＰ面間で形
成された光導波路である８ｆ極ドメイン反転分布型光導
波路素子を提供するものである。
深さに形成した分極ドメイン反転層を有し、さらに該基
板表面に光導波路を形成した分極ドメイン反転分布型光
導波路素子において、該、＋：導波路は基板表面より所
定の深さに注入したイオン注入層と基ｆｆｌＰ面間で形
成された光導波路である８ｆ極ドメイン反転分布型光導
波路素子を提供するものである。
実施例を示す第１図に従い説明する。
ＬｉＮｂ０−結晶１等の非線形光学結晶基板表面に、５
極をそのドメイン反転周期（マイナス領域から次のマイ
ナス領域までの距離ｄ）がコヒーレント長の２倍と同じ
か、コヒーレント長の２倍のその奇数倍の長さとなるよ
うドメイン反転部３を、Ｔｉをリフトオフリソグラフィ
等で拡散させ形成する。次に、光導波路２０部分に基板
表面より所定の深さ（１〜数μｍ）にイオンが注入され
るようＨｅ”等のイオンを注入する。イオンが注入され
た部分は他の基板物質より低屈折率となり、イオン圧入
層と基板表面間に光を閉じ込めることが可能となり、光
導波路を形成する。ここで、光導波路２の横方向の光の
拡散を防ぐために、光導波路２以外の基板表面を反応性
イオンエツチング等によりイオン注入層の深さまで除去
し、チャンネル型光導波路としてちよく、あるいは光導
波路２以外の基板表面を表面から光導波路２底部と同じ
深さまで連続したイオン注入層とし低屈折率部を形成し
てもよい。また、基板材料としてはＬｘＮｂ該の他にＢ
ａ２ＮａＮｂｓＯ＋ｓ、ＫＮｂＯｘ、ＬｉＴＯｘ、Ｌｉ
Ｔａ０ｚ、ＬａｚＴｉＪｔ。
極をそのドメイン反転周期（マイナス領域から次のマイ
ナス領域までの距離ｄ）がコヒーレント長の２倍と同じ
か、コヒーレント長の２倍のその奇数倍の長さとなるよ
うドメイン反転部３を、Ｔｉをリフトオフリソグラフィ
等で拡散させ形成する。次に、光導波路２０部分に基板
表面より所定の深さ（１〜数μｍ）にイオンが注入され
るようＨｅ”等のイオンを注入する。イオンが注入され
た部分は他の基板物質より低屈折率となり、イオン圧入
層と基板表面間に光を閉じ込めることが可能となり、光
導波路を形成する。ここで、光導波路２の横方向の光の
拡散を防ぐために、光導波路２以外の基板表面を反応性
イオンエツチング等によりイオン注入層の深さまで除去
し、チャンネル型光導波路としてちよく、あるいは光導
波路２以外の基板表面を表面から光導波路２底部と同じ
深さまで連続したイオン注入層とし低屈折率部を形成し
てもよい。また、基板材料としてはＬｘＮｂ該の他にＢ
ａ２ＮａＮｂｓＯ＋ｓ、ＫＮｂＯｘ、ＬｉＴＯｘ、Ｌｉ
Ｔａ０ｚ、ＬａｚＴｉＪｔ。
ＮｄｚＴｉ２０ｔ、Ｃａ、ＮｂｚＯｔ、５ｒｉＴａｚＯ
□、５ｒ２Ｎｂ２０ｔ ＢａＢｚＯ４結晶等が用いられ
る。ここで、ドメイン反転部３は光導波路２よりも深く
なっている。
□、５ｒ２Ｎｂ２０ｔ ＢａＢｚＯ４結晶等が用いられ
る。ここで、ドメイン反転部３は光導波路２よりも深く
なっている。
［作用〕
本発明による光導波路は、基板表面より所定の深さまで
注入された低屈折率のイオン注入層と基板表面間に光を
閉じ込めることが可能となる。この光導波路部は、プロ
トン交換法等による場合のように化学的変成を受けでお
らず基板物質そのちのであり、非線形光学定数の低下は
危い。従って、プロトン交換の場合の２〜３倍。つ非壕
馬５光学宇数を有するものである。
注入された低屈折率のイオン注入層と基板表面間に光を
閉じ込めることが可能となる。この光導波路部は、プロ
トン交換法等による場合のように化学的変成を受けでお
らず基板物質そのちのであり、非線形光学定数の低下は
危い。従って、プロトン交換の場合の２〜３倍。つ非壕
馬５光学宇数を有するものである。
［実、う壬（イ石１１］
＋ Ｚ −ｃｕｔて、長さ５ｍｍ、巾４ｍｍ、厚みｌ
ｍｍのＬｚＮｂＯｔ基板上に分極ドメイン反転周期６．
５ＬＬｍのトメイ〉反転１曹を、ｖｉ２ａｍ、厚さ５ｒ
＋ｍのＴＩをリフトオフリソグラフィで装荷し１１００
℃で熱処理することＺこよって、形成した。
ｍｍのＬｚＮｂＯｔ基板上に分極ドメイン反転周期６．
５ＬＬｍのトメイ〉反転１曹を、ｖｉ２ａｍ、厚さ５ｒ
＋ｍのＴＩをリフトオフリソグラフィで装荷し１１００
℃で熱処理することＺこよって、形成した。
その後０．５ＭｅＶでＨｅ”イオンを打ち込み、反応・
竺イオンエツチングでチャンネル型光導波路を；う成し
た。ドーズ量は １．５ｘ １０１６ｉｏｎｓ／ ｃｍ
２である。
竺イオンエツチングでチャンネル型光導波路を；う成し
た。ドーズ量は １．５ｘ １０１６ｉｏｎｓ／ ｃｍ
２である。
このサンプルに、１００ｍＷのＣＷ−ｄｙｅレーザ光（
え＝ ８６０ｎｍｌを入力したところ１ｍＷの出力が得
られた。
え＝ ８６０ｎｍｌを入力したところ１ｍＷの出力が得
られた。
［発明の効果コ
本発明は、光導波路部が化学的変成を受けておらず基板
物質そのものの非線形光学定数を有しているので、高い
波長変換効率が得られるという効果を有する。
物質そのものの非線形光学定数を有しているので、高い
波長変換効率が得られるという効果を有する。
第１図は本発明の実施例および従来例をち説明する光導
波路素子の糾視図である。 ２・・・光導波路
波路素子の糾視図である。 ２・・・光導波路
Claims (1)
- 非線形光学効果を有する基板表面より所定の深さに形成
した分極ドメイン反転層を有し、さらに該基板表面に光
導波路を形成した分極ドメイン反転分布型光導波路素子
において、該光導波路は基板表面より所定の深さに注入
したイオン注入層と基板表面間で形成された光導波路で
ある分極ドメイン反転分布型光導波路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2032499A JPH03237437A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 分極ドメイン反転分布型光導波路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2032499A JPH03237437A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 分極ドメイン反転分布型光導波路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237437A true JPH03237437A (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=12360687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2032499A Pending JPH03237437A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 分極ドメイン反転分布型光導波路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03237437A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2813402A1 (fr) * | 2000-08-31 | 2002-03-01 | Philippe Bindner | Procede de fabrication d'un guide d'onde par implantation ionique dans un cristal periodiquement polarise pour la generation de lumiere par effet non-lineaire et guide ainsi obtenu |
| WO2004027512A1 (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-01 | National Institute For Materials Science | 波長変換素子 |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP2032499A patent/JPH03237437A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2813402A1 (fr) * | 2000-08-31 | 2002-03-01 | Philippe Bindner | Procede de fabrication d'un guide d'onde par implantation ionique dans un cristal periodiquement polarise pour la generation de lumiere par effet non-lineaire et guide ainsi obtenu |
| WO2004027512A1 (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-01 | National Institute For Materials Science | 波長変換素子 |
| US7177070B2 (en) | 2002-09-20 | 2007-02-13 | National Institute For Materials Science | Wavelength conversion element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0485159B1 (en) | Method of producing a waveguide type second-harmonic generation element | |
| JP3529144B2 (ja) | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 | |
| JPH06242478A (ja) | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 | |
| JP3052501B2 (ja) | 波長変換素子の製造方法 | |
| JPH06242479A (ja) | 光波長変換素子およびその作成方法 | |
| JPH03237437A (ja) | 分極ドメイン反転分布型光導波路素子 | |
| JPS61189524A (ja) | 光波長変換装置 | |
| CN104570209B (zh) | 一种制备周期极化KTiOPO4平面波导的方法 | |
| JP3329000B2 (ja) | 回折格子およびその製造方法ならびに波長変換素子 | |
| JPH05297430A (ja) | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 | |
| Weiss et al. | Planar optical waveguides fabricated in LiNbO3 by multiple He+ implantations | |
| JPS6170541A (ja) | 薄膜型光学素子およびその作製方法 | |
| JP3683517B2 (ja) | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 | |
| JPH06138506A (ja) | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 | |
| JPH05107421A (ja) | 部分的分極反転層の形成方法および第二高調波発生素子 の製造方法 | |
| JPH04335330A (ja) | 第２高調波発生素子の製造方法 | |
| JP2921207B2 (ja) | 光波長変換素子およびその製造方法 | |
| JPH05323407A (ja) | 部分的分極反転領域の形成方法および光第二高調波発生素子 | |
| JPH04368921A (ja) | 波長変換素子およびその製造方法 | |
| JPH0827471B2 (ja) | 薄膜型光学素子の作製方法 | |
| JP2666540B2 (ja) | 導波路型波長変換素子 | |
| JPH02101439A (ja) | 光波長変換素子 | |
| JPH03219214A (ja) | 光導波路素子 | |
| JPH04264534A (ja) | 波長変換素子の製造方法 | |
| JPH0486815A (ja) | 波長変換光学素子 |