JPH032735A - Apparatus for producing second harmonic wave generating element - Google Patents

Apparatus for producing second harmonic wave generating element

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JPH032735A
JPH032735A JP1138819A JP13881989A JPH032735A JP H032735 A JPH032735 A JP H032735A JP 1138819 A JP1138819 A JP 1138819A JP 13881989 A JP13881989 A JP 13881989A JP H032735 A JPH032735 A JP H032735A
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JP
Japan
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optical
circuit element
optical circuit
harmonic
laser beam
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JP1138819A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaya Yamada
雅哉 山田
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To allow the easy execution of a phase matching with high accuracy by disposing the optical circuit element part of an optical circuit element holding base on an optical axis to be irradiated from an optical system. CONSTITUTION:The optical circuit element 1 is held on the optical circuit element holding base 2. The incident angle of a laser beam 5 cast through the optical system 4 is adjusted to the incident angle at which the refractive index of the laser beam 5 and the refractive index of the generated second harmonic wave coincide or the optical circuit element 1 is moved relative with the laser beam 5 from the optical system 4 and is brought to the position of the film thickness at which the refractive index of the laser beam 5 and the refractive index of the generated second harmonic wave coincide, by which the phases are matched. The second harmonic wave generating element which allows the easy phase matching of the optical waveguide and has the high matching accuracy thereof and the excellent second harmonic wave generating and converting efficiency is obtd. in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学結晶のもつ非線形光学効果を利用して入
射するレーザー光の波長をその部分の−の波長に変換す
る第2高調波発生素子の製造装置に関し、特に本発明は
、チャンネル型先導波路の形成に際し、位相整合を容易
、かつ極めて高精度に行うことができる第2高調波発生
素子の製造装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a second harmonic generation method that converts the wavelength of an incident laser beam into the negative wavelength of the part by utilizing the nonlinear optical effect of an optical crystal. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a second harmonic generating element, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a second harmonic generating element that can easily and accurately perform phase matching when forming a channel-type leading waveguide.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2高調波発生素子は、出力する光の波長が部分の−と
なり記録密度を4倍にすることができるため、光デイス
クメモリやCDプレーヤ等に、短波長化により感光感度
が向上することから高速化を要求されるレーザプリンタ
等に、あるいは短波長化により微細パターン加工が可能
になることからフォトリソグラフィー等に応用でき、そ
の応用分野は非常に広い。
The second harmonic generation element outputs light with a negative wavelength and can quadruple the recording density, so it is used in optical disk memories, CD players, etc. because the short wavelength improves photosensitivity. It can be applied to laser printers, etc., which require high speed, and photolithography, which enables fine pattern processing by shortening the wavelength, and has a wide range of applications.

かかる第2高調波発生素子には、従来、高出力のガスレ
ーザを光源とし、非線形光学結晶のバルり単結晶が用い
られていた。しかし、近年■光ディスク装置、レーザプ
リンタ等の装置全体を小型化する要求の強いこと、■ガ
スレーザは、光変調のため外部に変調器が必要であるの
に対し、半導体レーザは直接変調が可能であること、■
半導体レーザはガスレーザに比べて安価で、取扱いが容
易であること等のためガスレーザに代えて半導体レーザ
が主として用いられるようになってきた。
Conventionally, such a second harmonic generating element uses a high-output gas laser as a light source and uses a burr single crystal of a nonlinear optical crystal. However, in recent years there has been a strong demand for miniaturization of entire devices such as optical disk drives and laser printers, and while gas lasers require an external modulator for optical modulation, semiconductor lasers can be directly modulated. There is something ■
Semiconductor lasers have come to be mainly used instead of gas lasers because they are cheaper and easier to handle than gas lasers.

このため、出力の低い半導体レーザ光源を用いても高い
第2高調波発生出力が得られる素子が必要となってきた
For this reason, there has been a need for an element that can obtain a high second harmonic generation output even when a low output semiconductor laser light source is used.

このように、低い光源出力で高い第2高調波発生出力を
有する素子を得るには、チャンネル型先導波路によりレ
ーザ光を狭い領域に閉じ込め、高い光パワー密度とする
ことにより第2高調波発生変換効率を高めるとともに、
入射させるレーザ光と第2高調波との位相整合を行う必
要がある。
In this way, in order to obtain a device with a high second harmonic generation output with a low light source output, the channel type leading waveguide confines the laser light in a narrow area and increases the optical power density, thereby improving the second harmonic generation conversion. Increasing efficiency and
It is necessary to perform phase matching between the incident laser light and the second harmonic.

すなわち、高い第2高調波発生出力を得るためには、発
生した第2高調波と、基本波長光から非線形光学効果に
より誘起される分極波とが、干渉により弱めあって減衰
してしまうのを防ぐために両者の位相速度を一致させる
必要がある。これは結晶の基本波長光に対する屈折率と
第2高調波対する屈折率を一致させることに相当する。
In other words, in order to obtain a high second harmonic generation output, it is necessary to prevent the generated second harmonic and the polarization wave induced by the nonlinear optical effect from the fundamental wavelength light from weakening each other due to interference and attenuation. To prevent this, it is necessary to match the phase velocities of both. This corresponds to matching the refractive index of the crystal for the fundamental wavelength light and the refractive index for the second harmonic.

しかし、一般には結晶材料のもつ波長分散のため、波長
とともに屈折率も変化するため、この要求は満たされな
い。そこで、何らかの方法で2つの波長に対する屈折率
を一致させることが必要となる。
However, this requirement is generally not met because the refractive index changes with wavelength due to the wavelength dispersion of crystalline materials. Therefore, it is necessary to match the refractive indexes for the two wavelengths by some method.

かかる位相整合の方法には、角度整合法、温度整合法お
よび膜厚整合法等がある。前記第1の方法は光学異方性
を有する光学材料の複屈折を利用するもので、波長λの
光と波長λ/2の光の屈折率が等しくなるように、結晶
軸に対して角度θをなす方向に波長λの光を入射させる
方法である。
Such phase matching methods include an angle matching method, a temperature matching method, a film thickness matching method, and the like. The first method utilizes birefringence of an optical material having optical anisotropy, and the angle θ is set with respect to the crystal axis so that the refractive index of light with wavelength λ and light with wavelength λ/2 are equal. This is a method in which light of wavelength λ is incident in a direction that forms .

前記第2の方法は、光学材料の屈折率が温度によって変
化することを利用するもので、かかる温度を制御するこ
とによって波長λの光と波長λ/2の光との屈折率を一
致させる方法である。前記第3の方法は、導波光のモー
ド分散を利用して膜厚を制御することによって波長λの
光と波長λ/2の光との実効屈折率を一致させる方法で
ある。
The second method utilizes the fact that the refractive index of an optical material changes with temperature, and by controlling such temperature, the refractive index of light with wavelength λ and light with wavelength λ/2 are matched. It is. The third method is a method in which the effective refractive indexes of light of wavelength λ and light of wavelength λ/2 are matched by controlling the film thickness using mode dispersion of guided light.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記角度整合法に基づく位相整合を行う
場合、−船釣に±0.1°程度で角度を制御しうる精度
が必要とされる。このため基板表面全体に光導波路を形
成したスラブ型光導波路においては、予め前記角度θが
入射面とほぼ垂直になるように素子を切断しておき、次
いで入射光の入射角度を微調整すれば位相整合を容易に
行うことができるが、チャンネル型先導波路にあっては
、光導波路の作成時に±0.1′程度の精度で光導波路
を作成しなければならず、極めて難しい技術が要求され
るとともに高精度の製造装置が必要であった。
However, when performing phase matching based on the above-mentioned angle matching method, precision is required to control the angle within about ±0.1°. Therefore, in a slab type optical waveguide in which an optical waveguide is formed over the entire surface of the substrate, the element is cut in advance so that the angle θ is almost perpendicular to the incident plane, and then the incident angle of the incident light is finely adjusted. Phase matching can be easily achieved, but in the case of channel-type guided waveguides, the optical waveguide must be created with an accuracy of about ±0.1', which requires extremely difficult technology. At the same time, high-precision manufacturing equipment was required.

また、温度整合法を用いて位相整合をする場合、高い第
2高調波発生出力の素子とするためには温度を±0.1
℃程度で制御しなければならず、素子の使用に際し特殊
な装置を必要とすることから実用的ではなかった。
In addition, when phase matching is performed using the temperature matching method, the temperature must be adjusted by ±0.1 in order to obtain a device with high second harmonic generation output.
It was impractical because it had to be controlled at about 0.degree. C. and special equipment was required to use the device.

さらに、膜厚整合法を用いて位相整合を行う場合、膜厚
を±0.01μm程度の精度で制御しなければならず、
これを、通常の機械的研摩法あるいはドライエツチング
プロセスなどの方法で達成しようとすると、極めて難し
い技術が必要であった。
Furthermore, when performing phase matching using the film thickness matching method, the film thickness must be controlled with an accuracy of about ±0.01 μm.
Attempting to achieve this using conventional mechanical polishing methods or dry etching processes would require extremely difficult techniques.

〔問題点を解決するための手段] 本発明者は、前述の如き問題点を解決する方法について
種々研究した結果、位相整合により発生した第2高調波
の光導波経路をスラブ型光導波路の表面に可視化し、こ
のスラブ型先導波路の表面に第2高調波の光導波経路に
沿ってエツチングマスクを形成し、前記エツチングマス
ク以外の部分をエツチング処理することによりチャンネ
ル型先導波路とする方法を知見するに到り、さらに、こ
の方法を実施する装置を発明するに到った。すなわち、
本発明は、 基本波レーザ光源、レーザ光をほぼ平行光線にするため
の光学系および移動可能な光回路素子保持台からなる第
2高調波発生素子の製造装置であって、前記光回路素子
保持台の光回路素子部分が前記光学系から照射される光
軸上に配設されてなることを特徴とする第2高調波発生
素子の製造装置、 である。
[Means for Solving the Problems] As a result of various studies on methods for solving the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have determined that the optical waveguide path of the second harmonic generated by phase matching is connected to the surface of a slab type optical waveguide. We have discovered a method of forming a channel-type guide waveguide by visualizing it, forming an etching mask on the surface of this slab-type guide waveguide along the optical waveguide path of the second harmonic, and etching the parts other than the etching mask. Furthermore, they have come to invent an apparatus for carrying out this method. That is,
The present invention provides an apparatus for manufacturing a second harmonic generating element, which comprises a fundamental wave laser light source, an optical system for converting laser light into a substantially parallel beam, and a movable optical circuit element holding table, the apparatus comprising: An apparatus for manufacturing a second harmonic generation element, characterized in that an optical circuit element portion of the stand is disposed on an optical axis irradiated from the optical system.

なお、上記光回路素子保持台の光回路素子部分の後方に
受光装置が配設されてなる装置が好適であり、前記光回
路素子保持台は、回転可能なステージ、少なくとも2軸
方向に移動可能なステージあるいはそれらの構造を兼ね
備えたステージであることが好ましい。
It is preferable to use a device in which a light receiving device is disposed behind the optical circuit element portion of the optical circuit element holder, and the optical circuit element holder includes a rotatable stage, movable in at least two axes. It is preferable to use a stage that has a similar structure or a stage that has both of these structures.

〔作用] 本発明にかかる第2高調波発生素子の製造装置は、位相
整合により第2高調波を発生させて第2高調波の光導波
経路をスラブ型光導波路の表面に可視化する装置につい
ての提案である。
[Function] The second harmonic generation device manufacturing device according to the present invention is a device that generates a second harmonic through phase matching and visualizes the optical waveguide path of the second harmonic on the surface of a slab type optical waveguide. It's a suggestion.

すなわち、前記本発明にかかる第2高調波発生素子の製
造装置は、基本波レーザ光源、レーザ光をほぼ平行光線
にするための光学系および移動可能な光回路素子保持台
を、前記光回路素子保持台の光回路素子部分が前記光学
系から照射されるレーザ光の光軸上に位置するよう配設
されてなる装置である。
That is, the second harmonic generation element manufacturing apparatus according to the present invention includes a fundamental wave laser light source, an optical system for making the laser beam into a substantially parallel beam, and a movable optical circuit element holding stand, which are connected to the optical circuit element. This is a device in which the optical circuit element portion of the holder is positioned on the optical axis of the laser beam irradiated from the optical system.

以下、本発明の装置を第1図を参照して説明する。Hereinafter, the apparatus of the present invention will be explained with reference to FIG.

本発明の装置によれば、光回路素子(1)は光回路素子
保持台(2)に保持され、基本波レーザ光源(3)にお
いて発生し、光学系(4)を通して照射されるレーザビ
ーム(5)の入射角度を調節し、レーザビーム(5)の
屈折率と発生すべき第2高調波の屈折率とが一致する入
射角度とするか、あるいは光回路素子(1)を光学系(
4)からのレーザビーム(5)と相対移動させて、レー
ザビーム(5)の屈折率と発生すべき第2高調波の屈折
率とが一致する膜厚の位置とすることにより位相を整合
させることができる。このような位相整合により、入射
したレーザビームの半波長の第2高調波が出力される。
According to the apparatus of the present invention, an optical circuit element (1) is held on an optical circuit element holder (2), and a laser beam ( 5) so that the refractive index of the laser beam (5) matches the refractive index of the second harmonic to be generated, or alternatively, the optical circuit element (1) is connected to the optical system (
The phase is matched by moving it relative to the laser beam (5) from 4) to a position where the film thickness matches the refractive index of the laser beam (5) and the refractive index of the second harmonic to be generated. be able to. Due to such phase matching, a second harmonic having a half wavelength of the incident laser beam is output.

そして、この第2高調波は、スラブ型光導波路内を直線
的に進行するが、その経路に沿って生ずる散乱光が素子
上部から洩れる。これを利用して感光性材料の光導波経
路に沿う感光を行うのである。したがって、位相整合に
よって発生する第2高調波の光導波経路をスラブ型先導
波路上に具現することができる。
The second harmonic propagates linearly within the slab type optical waveguide, but scattered light generated along the path leaks from the top of the element. This is used to expose the photosensitive material along the optical waveguide path. Therefore, an optical waveguide path for the second harmonic generated by phase matching can be realized on the slab-type leading waveguide.

上記した工程で用いる基本波レーザ光源(3)としては
、その波長は所望する第2高調波の波長によって適宜選
択すればよい。
The wavelength of the fundamental laser light source (3) used in the above process may be appropriately selected depending on the desired wavelength of the second harmonic.

本発明の装置によれば、上記光回路素子保持台(2)の
光回路素子(1)部分の後方に受光装置(6)が配設さ
れてなる装置が好適である。その理由は、上記光回路素
子保持台(2)の光回路素子(1)部分の後方に受光装
置(6)を配設することにより、光回路素子(1)の出
射端面からの第2高調波を測定することにより、位相整
合を確認することができるからである。
According to the device of the present invention, a device in which a light receiving device (6) is disposed behind the optical circuit device (1) portion of the optical circuit device holder (2) is suitable. The reason for this is that by arranging the light receiving device (6) behind the optical circuit element (1) portion of the optical circuit element holder (2), the second harmonic from the output end face of the optical circuit element (1) can be detected. This is because phase matching can be confirmed by measuring the waves.

次に、本発明の装置を使用する第2高調波発生素子の製
造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing a second harmonic generating element using the apparatus of the present invention will be described.

位相整合をレーザビームの入射角度を変化させることに
より行う場合(角度整合法)には、均一な膜厚の光学結
晶からなるスラブ型導波路を有する光回路素子を使用し
、位相整合を膜厚を適合させることにより行う場合(膜
厚整合法)には、膜厚が連続的に変化している光学結晶
からなるスラブ型導波路を有する光回路素子を使用する
When phase matching is performed by changing the incident angle of the laser beam (angle matching method), an optical circuit element having a slab waveguide made of optical crystal with a uniform film thickness is used, and the phase matching is performed by changing the film thickness. When performing this by adapting (thickness matching method), an optical circuit element having a slab-type waveguide made of an optical crystal whose film thickness changes continuously is used.

前記光回路素子のスラブ型光導波路上に感光性材料を塗
布した後、角度整合法による場合は、回転可能なステー
ジに、膜厚整合法による場合は、少なくとも2軸方向に
移動可能なステージからなる光回路素子保持台に保持し
、前記光回路素子のスラブ型先導波路が前記光学系から
照射されるレーザ光の光軸上に位置するよう配設する。
After coating the photosensitive material on the slab-type optical waveguide of the optical circuit element, it is applied to a rotatable stage when using the angle matching method, or from a stage movable in at least two axes when using the film thickness matching method. The optical circuit element is held on an optical circuit element holding stand, and arranged so that the slab-type leading waveguide of the optical circuit element is located on the optical axis of the laser beam irradiated from the optical system.

次いで、前記光回路素子の研摩されたスラブ型光導波路
の光入射側端面から前記光導波路内ヘレーザビームを入
射し、次いで前記光回路素子を移動させて位相整合する
とともに、発生する第2高調波により前記感光性材料を
光導波経路に沿って感光させた後、前記感光性材料を現
像する。なお、この感光性材料が、エツチング処理する
際のレジストとしての機能を有しないものである場合に
は、前記感光性材料の表面にさらにエツチングマスクを
被覆することもできる。
Next, a laser beam is introduced into the optical waveguide from the light incident side end face of the polished slab type optical waveguide of the optical circuit element, and then the optical circuit element is moved to perform phase matching, and the second harmonic generated After exposing the photosensitive material along the optical waveguide, the photosensitive material is developed. Note that if this photosensitive material does not have the function of a resist during etching processing, the surface of the photosensitive material may be further coated with an etching mask.

さらに、前記先導波路面をエツチング処理することによ
り、第2高調波発生素子を製造することができる。
Furthermore, a second harmonic generation element can be manufactured by etching the waveguide road surface.

前記感光性材料およびエツチングマスクは、必要により
除去される。
The photosensitive material and etching mask are removed if necessary.

スラブ型光導波路上に感光性材料を塗布する工程におい
て用いる感光性材料としては、発生する第2高調波に対
して優れた感度を有する感光材料としての機能の他に、
エツチング処理する際のレジストとしての機能を有する
ものであることが有利である。なお、かかる感光材料の
塗布膜は、0゜11−1O0II、より好ましくは1〜
20μm、特に好ましくは2μmである。
The photosensitive material used in the process of coating the photosensitive material on the slab type optical waveguide has the following functions in addition to its function as a photosensitive material that has excellent sensitivity to the generated second harmonic:
It is advantageous that the material has the function of a resist during etching processing. Incidentally, the coating film of such a photosensitive material has a 0°11-1O0II, more preferably 1 to
20 μm, particularly preferably 2 μm.

さらに、光導波路用の光学結晶としては、例えば、TI
を熱拡散させたLiNb0.、プロトン交換したLiN
b0.、MgO固溶LiNbO5゜LiTaO5KTI
OPO,、KNbO,。
Furthermore, as optical crystals for optical waveguides, for example, TI
LiNb0. , proton-exchanged LiN
b0. , MgO solid solution LiNbO5゜LiTaO5KTI
OPO,,KNbO,.

Bat NaNb5 O+s、Bat L 1Nbos
 0+5゜Ks L l t N bs O+s、  
β−BaBxOnα−石英、KH,PO,、KD! P
O4、C5Dt  ASO4、C5H!  ASO4。
Bat NaNb5 O+s, Bat L 1Nbos
0+5゜Ks L l t N bs O+s,
β-BaBxOnα-quartz, KH, PO,, KD! P
O4, C5Dt ASO4, C5H! ASO4.

CsD、As1a  、RbHz  Po4RbHx 
 ASO4、Be5On   4Hx  O。
CsD, As1a, RbHz Po4RbHx
ASO4, Be5On 4HxO.

LiCl!、043H−0,Lr 10s等の無機非線
形光学結晶あるいは2−メチル−4−ニトロアニリン、
尿素、メチル=(2,4−ジニトロフェニル)−アミノ
プロパネート等の有機非線形光学材料などがある。
LiCl! , 043H-0, Lr 10s or other inorganic nonlinear optical crystals or 2-methyl-4-nitroaniline,
Examples include organic nonlinear optical materials such as urea and methyl (2,4-dinitrophenyl)-aminopropanate.

上記した工程で用いるレーザビームとしては、その波長
は所望する第2高調波の波長によって適宜選択すればよ
い。
The wavelength of the laser beam used in the above process may be appropriately selected depending on the desired wavelength of the second harmonic.

また、光導波路の入・出射側端面ば、端面での乱反射を
防止して入射するレーザビームや出射される第2高調波
のパワー密度を高めるために研摩しておくことが有利で
ある。かかる端面研摩の方法としては、アルミナ砥粒を
用いたパフ研摩、ラップ板を用いる方法、ラッピングフ
ィルムを用いる方法等がある。
Further, it is advantageous to polish the input and output side end faces of the optical waveguide in order to prevent diffuse reflection at the end faces and increase the power density of the incident laser beam and the output second harmonic. Examples of such end face polishing methods include puff polishing using alumina abrasive grains, a method using a lapping plate, and a method using a lapping film.

第2高調波の光導波経路をパターニングする工程におい
て用いるエツチング方法としては、かかるエツチング処
理がチャンネル型先導波路寸法に直接影響し、チャンネ
ル型先導波路内のレーザ光の散乱による光tJl失を防
止して高いパワー密度を出す上で重要であることから、
エンチング処理には高い精度が要求される。かかる要求
に合致する方法として、例えば、イオンビームエツチン
グ、反応性イオンエツチング、プラズマエツチング、レ
ーデエツチング等の方法がある。
The etching method used in the process of patterning the second harmonic optical waveguide is such that the etching process directly affects the dimensions of the channel-shaped guide waveguide and prevents the loss of light tJl due to scattering of the laser light in the channel-type guide waveguide. Because it is important for producing high power density,
Enching processing requires high precision. Examples of methods that meet this requirement include ion beam etching, reactive ion etching, plasma etching, and radiation etching.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の装置を使用して第2高調波発生素子を製
造した実施例を説明する。
Hereinafter, an example in which a second harmonic generating element was manufactured using the apparatus of the present invention will be described.

実施例1 厚さ0.5mmのStO,単結晶基板の上に2−メチル
−4−ニトロアニリンの単結晶薄膜を形成して、スラブ
型先導波路を有する光回路素子を作成した0次いで、前
記光回路素子の光導波路の上に、感光性材料を1μmの
厚さに塗布した。
Example 1 A single crystal thin film of 2-methyl-4-nitroaniline was formed on a StO single crystal substrate with a thickness of 0.5 mm to create an optical circuit element having a slab-type guided waveguide. A photosensitive material was applied to a thickness of 1 μm on the optical waveguide of the optical circuit element.

この光回路素子の先入・出射側端面を振動パフ研摩によ
り鏡面研摩した後、鉛直軸のまわりに水平回転可能とし
た光回路素子保持台上に保持し、波長0.633μmの
He−Neレーザビームを光導波路内へ入射させた。そ
して、前記光回路素子台を微小角度回転させることによ
り位相整合を行った。かかる位相整合によって波長0.
316μmの第2高調波が発生し、この第2高調波が光
導波路内を進行する際に生ずる散乱光によりスラブ型先
導波路の表面に塗布した感光性材料が第2高調波の経路
と同じパターンに感光した。
After mirror-polishing the input and output side end faces of this optical circuit element by vibrating puff polishing, it was held on an optical circuit element holder that was horizontally rotatable around a vertical axis, and a He-Ne laser beam with a wavelength of 0.633 μm was applied. was introduced into the optical waveguide. Then, phase matching was performed by rotating the optical circuit element stand by a minute angle. By such phase matching, wavelength 0.
A second harmonic of 316 μm is generated, and the scattered light generated when this second harmonic propagates through the optical waveguide causes the photosensitive material applied to the surface of the slab-type leading waveguide to form a pattern that is the same as the path of the second harmonic. was exposed to light.

ついで、この感光性材料を現像し、第2高調波の経路に
対応するエツチングマスクとした。
This photosensitive material was then developed to form an etching mask corresponding to the path of the second harmonic.

次に、前記スラブ型先導波路にイオンビームエツチング
によるエツチング処理を施し、エツチングマスク以外の
部分をエツチングした。そして、この光回路素子からエ
ツチングマスクを除去し、第2高調波発生素子を製造し
た。
Next, the slab type guide waveguide was etched by ion beam etching to etch the portions other than the etching mask. Then, the etching mask was removed from this optical circuit element, and a second harmonic generation element was manufactured.

この第2高調波発生素子の第2高調波発生変換効率を測
定したところ、波長0.633μm、1mWのHe−N
eレーザを光源とした場合、1×10−4であり、従来
の素子が2X10−’であったのに対し高い効率が得ら
れた。
When the second harmonic generation conversion efficiency of this second harmonic generation element was measured, it was found that He-N with a wavelength of 0.633 μm and 1 mW
When an e-laser was used as a light source, the efficiency was 1 x 10-4, which was 2 x 10-' for the conventional element, while a high efficiency was obtained.

実施例2 厚さ0.5mmのXカットLiTaO5単結晶基板の上
にLPE法によりL i N b Oz薄膜を形成して
、このLiNbO5薄膜をスラブ型光導波路とする光回
路素子を作成した。
Example 2 A L i N b Oz thin film was formed on an X-cut LiTaO5 single crystal substrate with a thickness of 0.5 mm by the LPE method, and an optical circuit element using this LiNbO5 thin film as a slab type optical waveguide was created.

前記光回路素子のスラブ型光導波路の表面を定盤研摩し
て、膜厚を連続的に変化させたスラブ型光導波路となし
、さらにこの膜厚変化の方向に沿って切断し、光の人・
出射側端面とした。
The surface of the slab-type optical waveguide of the optical circuit element is polished on a surface plate to form a slab-type optical waveguide with a continuously changing film thickness, and then cut along the direction of this film thickness change to form a light beam.・
The output side end face was used as the end face.

このスラブ型光導波路の先入・出射側端面を振動パフ研
摩により鏡面研摩した。
The input and output side end faces of this slab-type optical waveguide were mirror-polished by vibrating puff polishing.

このスラブ型光導波路表面上に、フォトレジストをスピ
ンコーターを用いて1μmの厚さに塗布した。
On the surface of this slab type optical waveguide, a photoresist was applied to a thickness of 1 μm using a spin coater.

この光回路素子を、水平面で平行移動可能とした光回路
素子保持台上に保持し、波長0.84μm半導体レーザ
ビームを先導波路内へ入射させた。
This optical circuit element was held on an optical circuit element holder that was movable in parallel on a horizontal plane, and a semiconductor laser beam with a wavelength of 0.84 μm was made incident into the leading waveguide.

そして、前記光回路素子台を平行移動させることにより
位相整合のとれる膜厚を求め、位相整合を行った。かか
る位相整合によって波長0.42μmの第2高調波が発
生し、この第2高調波が光導波路内を進行する際に生ず
る散乱光によりスラブ型先導波路の表面に塗布した感光
性材料が第2高調波の経路と同じパターンに感光した。
Then, by moving the optical circuit element stand in parallel, a film thickness at which phase matching could be achieved was determined, and phase matching was performed. This phase matching generates a second harmonic wave with a wavelength of 0.42 μm, and the scattered light generated when this second harmonic wave propagates within the optical waveguide causes the photosensitive material applied to the surface of the slab-type leading waveguide to become a second harmonic wave. It was exposed to the same pattern as the harmonic path.

ついで、このフォトレジストを現像し、第2高調波の経
路に対応するエツチングマスクとした。
This photoresist was then developed to form an etching mask corresponding to the path of the second harmonic.

次に、前記スラブ型光導波路にイオンビームエツチング
によるエツチング処理を施し、エツチングマスク以外の
部分をエツチングした。そして、この光回路素子からエ
ツチングマスクを除去し、第2高調波発生素子を製造し
た。
Next, the slab type optical waveguide was subjected to etching treatment by ion beam etching to etch the portions other than the etching mask. Then, the etching mask was removed from this optical circuit element, and a second harmonic generation element was manufactured.

この第2高調波発生素子の第2高調波発生変換効率を測
定したところ、波長0,84μm、30mWの半導体レ
ーザを光源とした場合、1.0%であり、従来の素子が
0.1%であったのに比較して高い効率が得られた。
When we measured the second harmonic generation conversion efficiency of this second harmonic generation element, it was 1.0% when a semiconductor laser with a wavelength of 0.84 μm and 30 mW was used as the light source, and 0.1% for the conventional element. However, higher efficiency was obtained compared to the previous method.

〔効果] 以上説明したように、本発明の装置によれば、実際に第
2高調波を発生させて目的とする先導波路の位相整合が
極めて容易であるとともに、その整合精度が高く、第2
高調波発生変換効率に優れた、第2高調波発生素子を製
造することができる。
[Effects] As explained above, according to the device of the present invention, it is extremely easy to actually generate the second harmonic and phase match the target leading wavepath, and the matching accuracy is high.
A second harmonic generation element with excellent harmonic generation conversion efficiency can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の第2高調波発生素子の製造装置の全
体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a manufacturing apparatus for a second harmonic generating element according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、基本波レーザ光源、レーザ光をほぼ平行光線にする
ための光学系および移動可能な光回路素子保持台からな
る第2高調波発生素子の製造装置であって、前記光回路
素子保持台の光回路素子部分が前記光学系から照射され
る光軸上に配設されてなることを特徴とする第2高調波
発生素子の製造装置。 2、前記光回路素子保持台の光回路素子部分の後方に受
光装置が配設されてなる請求項1記載の第2高調波発生
素子の製造装置。 3、前記光回路素子保持台は、回転可能なステージであ
る請求項1記載の第2高調波発生素子の製造装置。 4、前記光回路素子保持台は、少なくとも2軸方向に移
動可能なステージである請求項1記載の第2高調波発生
素子の製造装置。
[Scope of Claims] 1. A second harmonic generation device manufacturing apparatus comprising a fundamental wave laser light source, an optical system for converting laser light into substantially parallel light beams, and a movable optical circuit device holder, which comprises: An apparatus for manufacturing a second harmonic generating element, characterized in that an optical circuit element portion of an optical circuit element holding stand is disposed on an optical axis irradiated from the optical system. 2. The apparatus for manufacturing a second harmonic generating element according to claim 1, wherein a light receiving device is disposed behind the optical circuit element portion of the optical circuit element holder. 3. The second harmonic generation element manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the optical circuit element holding table is a rotatable stage. 4. The second harmonic generation element manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the optical circuit element holder is a stage movable in at least two axes.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100715568B1 (en) * 1999-03-12 2007-05-09 지멘스 파우데오 오토모티브 Method for determining a functioning parameter of an engine

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