JPH04104233A - 光導波路装置及びその製造方法 - Google Patents
光導波路装置及びその製造方法Info
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- JPH04104233A JPH04104233A JP2224008A JP22400890A JPH04104233A JP H04104233 A JPH04104233 A JP H04104233A JP 2224008 A JP2224008 A JP 2224008A JP 22400890 A JP22400890 A JP 22400890A JP H04104233 A JPH04104233 A JP H04104233A
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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
- G02F1/355—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]
-
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- G02F1/35—Non-linear optics
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- 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]
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- 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
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/20—LiNbO3, LiTaO3
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (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、光導波路装置及びその製造方法に関し、例え
ば光第２高調波発生（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ
Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、 Ｓ ＨＧ ）装置に適用し
て好適なものである。
ば光第２高調波発生（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ
Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、 Ｓ ＨＧ ）装置に適用し
て好適なものである。
［発明の概要］
本発明は、一方向に分極し、かつ例えばその一主面に所
定の溝加工が施された誘電体結晶基板上に上記一方向と
反対方向に分極し、かつエピタキシャル成長の成長温度
よりも高いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜を液相
エピタキシー法によりエピタキシャル成長させることに
よって、高性能の光導波路装置を実現することができる
ようにしたものである。
定の溝加工が施された誘電体結晶基板上に上記一方向と
反対方向に分極し、かつエピタキシャル成長の成長温度
よりも高いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜を液相
エピタキシー法によりエピタキシャル成長させることに
よって、高性能の光導波路装置を実現することができる
ようにしたものである。
従来、ＬｉＮｂＯ３光導波路装置において、その分域（
ドメイン）を周期的に制御することにより周期的分域反
転構造を形成し、例えば擬似位相整合（Ｑｕａｓｉ Ｐ
ｈａｓｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ、 ＱＰＭ）による光Ｓ
ＨＧなどに応用することは、Ｅ、Ｊ、Ｌｉｍ らによる
論文（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 Ｌｅｔｔ、 ２５（１９８
９）７３１）やＪ、Ｗｅｂｊｏｒｎ らによる論文（Ｉ
ＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ、Ｔｅｃｈ、 Ｌｅｔｔ、土（１
９８９）３１６）に報告されている。この場合、この周
期約分域反転構造を形成する方法としては、ＬｉＮｂＯ
ｘ基板にＴｉ拡散を行う方法とＬｉＮｂ０．基板からＬ
ｉ２Ｏの外方拡散を行う方法とがあるが、これらの方法
により形成される周期的分域反転構造はいずれも第４図
に示すようなものであった。すなわち、第４図に示すよ
うに、この周期的分域反転構造は、Ｌ＋ＮｂＯ３単結晶
２板（板面が結晶のＣ軸に直交する単結晶板）から成る
基板１０１の＋０面側にＴｉ拡散を選択的に行ったり、
この＋０面側からＬｉ ２０の外方拡散を選択的に行っ
たりすることにより、基板１の自発分極Ｐ、に対してそ
の自発分極の向きが１８０°反転した分域１０２を周期
Δ、深さｄで三角波状に形成したものである。ここで、
ｄ々Δ／４である。
ドメイン）を周期的に制御することにより周期的分域反
転構造を形成し、例えば擬似位相整合（Ｑｕａｓｉ Ｐ
ｈａｓｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ、 ＱＰＭ）による光Ｓ
ＨＧなどに応用することは、Ｅ、Ｊ、Ｌｉｍ らによる
論文（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 Ｌｅｔｔ、 ２５（１９８
９）７３１）やＪ、Ｗｅｂｊｏｒｎ らによる論文（Ｉ
ＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ、Ｔｅｃｈ、 Ｌｅｔｔ、土（１
９８９）３１６）に報告されている。この場合、この周
期約分域反転構造を形成する方法としては、ＬｉＮｂＯ
ｘ基板にＴｉ拡散を行う方法とＬｉＮｂ０．基板からＬ
ｉ２Ｏの外方拡散を行う方法とがあるが、これらの方法
により形成される周期的分域反転構造はいずれも第４図
に示すようなものであった。すなわち、第４図に示すよ
うに、この周期的分域反転構造は、Ｌ＋ＮｂＯ３単結晶
２板（板面が結晶のＣ軸に直交する単結晶板）から成る
基板１０１の＋０面側にＴｉ拡散を選択的に行ったり、
この＋０面側からＬｉ ２０の外方拡散を選択的に行っ
たりすることにより、基板１の自発分極Ｐ、に対してそ
の自発分極の向きが１８０°反転した分域１０２を周期
Δ、深さｄで三角波状に形成したものである。ここで、
ｄ々Δ／４である。
しかしながら、上述の第４図に示す従来のＬｉＮｂＯ３
光導波路装置においては、周期的分域反転構造の周期Δ
が短くなるほど分域１０２の深さｄが小さくなるため、
ＳＨＯ効率が低くなるという問題があった。また、上述
のＴｉ拡散やＬｉｚＯの外方拡散を行う際に用いられる
ＴｉマスクやＳｉＯ□マスクをこのＴｉ拡散やＬｉ２Ｏ
の外方拡散終了後にエンチングにより除去しようとして
も完全に除去することができず表面に残りやすいため、
光導波路の特性が劣化してしまうという問題もあった。
光導波路装置においては、周期的分域反転構造の周期Δ
が短くなるほど分域１０２の深さｄが小さくなるため、
ＳＨＯ効率が低くなるという問題があった。また、上述
のＴｉ拡散やＬｉｚＯの外方拡散を行う際に用いられる
ＴｉマスクやＳｉＯ□マスクをこのＴｉ拡散やＬｉ２Ｏ
の外方拡散終了後にエンチングにより除去しようとして
も完全に除去することができず表面に残りやすいため、
光導波路の特性が劣化してしまうという問題もあった。
光導波路の形成方法としては、上述のＴｉ拡散やＬｉｚ
Ｏの外方拡散以外にプロトン交換アニール法も従来より
用いられているが、このプロトン交換アニール法により
形成された光導波路の非線形性はＬｉＮｂＯ３結晶本来
のものに比べて低くなってしまうため、ＳＨＧ効率が低
いという問題のτ、−１．・二。
Ｏの外方拡散以外にプロトン交換アニール法も従来より
用いられているが、このプロトン交換アニール法により
形成された光導波路の非線形性はＬｉＮｂＯ３結晶本来
のものに比べて低くなってしまうため、ＳＨＧ効率が低
いという問題のτ、−１．・二。
従って、本発明の目的は、ＳＨＧ効率し）高い光ＳＨＧ
装置などの高性能の先導波路装置を提供することにある
。
装置などの高性能の先導波路装置を提供することにある
。
本発明の他の目的は、ＳＨＧ効率の高い光ＳＨＧ装置な
どの高性能の光導波路装置を製造することができる光導
波路装置の製造方法を提供することにある。
どの高性能の光導波路装置を製造することができる光導
波路装置の製造方法を提供することにある。
本発明の上記目的及び他の目的は、以下の説明より明ら
かとなるであろう。
かとなるであろう。
（課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、第１の発明は、光導波路装
置において、一方向に分極した誘電体結晶基板１と、誘
電体結晶基板１の一主面上に液相エピタキシー法により
エピタキシャル成長された、一方向と反対方向に分極し
、かつエピタキシャル成長の温度よりも高いキュリー温
度を有する誘電体結晶薄膜２とを具備する。
置において、一方向に分極した誘電体結晶基板１と、誘
電体結晶基板１の一主面上に液相エピタキシー法により
エピタキシャル成長された、一方向と反対方向に分極し
、かつエピタキシャル成長の温度よりも高いキュリー温
度を有する誘電体結晶薄膜２とを具備する。
第２の発明は、光導波路装置の製造方法において、一方
向に分極した誘電体結晶基板１の一主面上に、一方向と
反対方向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度より
も高いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜２を液相エ
ピタキシー法によりエピタキシャル成長させるようにし
ている。
向に分極した誘電体結晶基板１の一主面上に、一方向と
反対方向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度より
も高いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜２を液相エ
ピタキシー法によりエピタキシャル成長させるようにし
ている。
第３の発明は、光導波路装置において、一方向に分極し
、かつその一主面に所定の溝加工が施された誘電体結晶
基板ｌと、誘電体結晶基板ｌの一主面上に液相エピタキ
シー法によりエピタキシャル成長された、一方向と反対
方向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度よりも高
いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜２とを具備する
。
、かつその一主面に所定の溝加工が施された誘電体結晶
基板ｌと、誘電体結晶基板ｌの一主面上に液相エピタキ
シー法によりエピタキシャル成長された、一方向と反対
方向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度よりも高
いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜２とを具備する
。
第４の発明は、先導波路装置の製造方法において、一方
向に分極し、かつその一主面に所定の溝加工が施された
誘電体結晶基板１の一主面上に、一方向と反対方向に分
極し、かつエピタキシャル成長の温度よりも高いキュリ
ー温度を有する誘電体結晶薄膜２を液相エピタキシー法
によりエピタキシャル成長させるようにしている。
向に分極し、かつその一主面に所定の溝加工が施された
誘電体結晶基板１の一主面上に、一方向と反対方向に分
極し、かつエピタキシャル成長の温度よりも高いキュリ
ー温度を有する誘電体結晶薄膜２を液相エピタキシー法
によりエピタキシャル成長させるようにしている。
第５の発明は、光導波路装置において、一方向に分極し
た誘電体結晶基板１と、誘電体結晶基板１の一主面上に
液相エピタキシー法によりエピタキシャル成長され、か
つその主面に所定の溝加工が施された、一方向と同一方
向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度よりも高い
キュリー温度を有する第１の誘電体結晶薄膜２と、第１
の誘電体結晶薄膜２の主面上に液相エピタキシー法によ
りエピタキシャル成長された、一方向と反対方向に分極
し、かつエピタキシャル成長の温度よりも高いキュリー
温度を有する第２の誘電体結晶薄膜３とを具備する。
た誘電体結晶基板１と、誘電体結晶基板１の一主面上に
液相エピタキシー法によりエピタキシャル成長され、か
つその主面に所定の溝加工が施された、一方向と同一方
向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度よりも高い
キュリー温度を有する第１の誘電体結晶薄膜２と、第１
の誘電体結晶薄膜２の主面上に液相エピタキシー法によ
りエピタキシャル成長された、一方向と反対方向に分極
し、かつエピタキシャル成長の温度よりも高いキュリー
温度を有する第２の誘電体結晶薄膜３とを具備する。
第６の発明は、光導波路装置の製造方法において、一方
向に分極した誘電体結晶基板ｌの一主面上に、一方向と
反対方向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度より
も高いキュリー温度を有する第１の誘電体結晶薄膜２を
液相エピタキシー法によりエピタキシャル成長させ、第
１の誘電体結晶薄膜２の分極を反転させ、第１の誘電体
結晶薄膜２の主面に所定の溝加工を施し、第１の誘電体
結晶薄膜２の主面上に一方向き反対方向に分極した第２
の誘電体結晶薄膜３を液相エピクキノー法によりエピタ
キシャル成長させるようにしている。
向に分極した誘電体結晶基板ｌの一主面上に、一方向と
反対方向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度より
も高いキュリー温度を有する第１の誘電体結晶薄膜２を
液相エピタキシー法によりエピタキシャル成長させ、第
１の誘電体結晶薄膜２の分極を反転させ、第１の誘電体
結晶薄膜２の主面に所定の溝加工を施し、第１の誘電体
結晶薄膜２の主面上に一方向き反対方向に分極した第２
の誘電体結晶薄膜３を液相エピクキノー法によりエピタ
キシャル成長させるようにしている。
第７の発明は、圧電装置において、一方向に分極した誘
電体結晶基板１と、誘電体結晶基板１の一主面上に液相
エピタキシー法によりエピタキシャル成長された、一方
向と反対方向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度
よりも高いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜２とを
具備する。
電体結晶基板１と、誘電体結晶基板１の一主面上に液相
エピタキシー法によりエピタキシャル成長された、一方
向と反対方向に分極し、かつエピタキシャル成長の温度
よりも高いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜２とを
具備する。
〔作用］
第１の発明の光導波路装置によれば、一方向に分極した
誘電体結晶基板１の一主面上に上記一方向と反対方向に
分極した誘電体結晶薄膜２が形成された構造により、Ｓ
ＨＧ効率の高い光ＳＨＯ装置などの高性能の光導波路装
置を実現することができる。
誘電体結晶基板１の一主面上に上記一方向と反対方向に
分極した誘電体結晶薄膜２が形成された構造により、Ｓ
ＨＧ効率の高い光ＳＨＯ装置などの高性能の光導波路装
置を実現することができる。
第２の発明の光導波路装置の製造方法によれば、一方向
に分極した誘電体結晶基板１の一主面上に上記一方向と
反対方向に分極した誘電体結晶薄膜２が形成された構造
を形成することができ、この構造によりＳＨＧ効率の高
い光ＳＨＣ，装置などの高性能の光導波路装置を実現す
ることができる。
に分極した誘電体結晶基板１の一主面上に上記一方向と
反対方向に分極した誘電体結晶薄膜２が形成された構造
を形成することができ、この構造によりＳＨＧ効率の高
い光ＳＨＣ，装置などの高性能の光導波路装置を実現す
ることができる。
第３の発明の先導波路装置によれば、一方向に分極し、
かつその一主面に所定の溝加工が施された誘電体結晶基
板１の上記一主面上に上記一方向と反対方向に分極した
誘電体結晶薄膜２が形成された構造により、その深さを
周期と無関係に決めることができる周期的分域反転構造
を有する光導波路を形成することができ、しかもこの光
導波路の非線形性は誘電体結晶本来のものである。これ
によって、ＳＨＧ効率の高い光ＳＨＧ装置などの高性能
の光導波路装置を実現することができる。
かつその一主面に所定の溝加工が施された誘電体結晶基
板１の上記一主面上に上記一方向と反対方向に分極した
誘電体結晶薄膜２が形成された構造により、その深さを
周期と無関係に決めることができる周期的分域反転構造
を有する光導波路を形成することができ、しかもこの光
導波路の非線形性は誘電体結晶本来のものである。これ
によって、ＳＨＧ効率の高い光ＳＨＧ装置などの高性能
の光導波路装置を実現することができる。
第４の発明の先導波路装置の製造方法によれば、一方向
に分極し、かつその一主面に所定の溝加工が施された誘
電体結晶基板１の上記一主面上に上記一方向と反対方向
に分極した誘電体結晶薄膜２が形成された構造を容易に
形成することができ、これによってＳＨＧ効率の高い光
ＳＨＧ装置などの高性能の先導波路装置を実現すること
ができる。
に分極し、かつその一主面に所定の溝加工が施された誘
電体結晶基板１の上記一主面上に上記一方向と反対方向
に分極した誘電体結晶薄膜２が形成された構造を容易に
形成することができ、これによってＳＨＧ効率の高い光
ＳＨＧ装置などの高性能の先導波路装置を実現すること
ができる。
第５の発明の光導波路装置によれば、溝加工が施され、
かつ一方向に分極した第１の誘電体結晶薄膜２の主面上
に上記一方向と反対方向に分極した第２の誘電体結晶薄
膜３が形成された構造により、その深さを周期と無関係
に決めることができる周期約分域反転構造を有する光導
波路を形成することができ、しかもこの光導波路の非線
形性は誘電体結晶本来のものである。これによって、Ｓ
ＨＧ効率の高い光ＳＨＧ装置などの高性能の光導波路装
置を実現することができる。
かつ一方向に分極した第１の誘電体結晶薄膜２の主面上
に上記一方向と反対方向に分極した第２の誘電体結晶薄
膜３が形成された構造により、その深さを周期と無関係
に決めることができる周期約分域反転構造を有する光導
波路を形成することができ、しかもこの光導波路の非線
形性は誘電体結晶本来のものである。これによって、Ｓ
ＨＧ効率の高い光ＳＨＧ装置などの高性能の光導波路装
置を実現することができる。
第６の発明の光導波路装置の製造方法によれば、溝加工
が施され、かつ一方向に分極した第１の誘電体結晶薄膜
２上に上記一方向と反対方向に分極した第２の誘電体結
晶薄膜３が形成された構造を形成することができるので
、この構造により、その深さを周期と無関係に決めるこ
とができる周期的分域反転構造を有する光導波路を形成
することができ、しかもこの光導波路の非線形性は誘電
体結晶本来のものである。これによって、ＳＨＯ効率の
高い光５ＨＧｉ置などの高性能の光導波路装置を実現す
ることができる。
が施され、かつ一方向に分極した第１の誘電体結晶薄膜
２上に上記一方向と反対方向に分極した第２の誘電体結
晶薄膜３が形成された構造を形成することができるので
、この構造により、その深さを周期と無関係に決めるこ
とができる周期的分域反転構造を有する光導波路を形成
することができ、しかもこの光導波路の非線形性は誘電
体結晶本来のものである。これによって、ＳＨＯ効率の
高い光５ＨＧｉ置などの高性能の光導波路装置を実現す
ることができる。
第７の発明の圧電装置によれば、一方向に分極した誘電
体結晶基板１の一主面上に上記一方向と反対方向に分極
した誘電体結晶薄膜２が形成された構造により、互いに
反対方向に分極したこれらの誘電体結晶基板１及び誘電
体結晶薄膜２の圧電定数の相違を利用して、誘電体結晶
基板１のヒステリシスを補償することができる。
体結晶基板１の一主面上に上記一方向と反対方向に分極
した誘電体結晶薄膜２が形成された構造により、互いに
反対方向に分極したこれらの誘電体結晶基板１及び誘電
体結晶薄膜２の圧電定数の相違を利用して、誘電体結晶
基板１のヒステリシスを補償することができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。なお、実施例の全図において、同一もしくは対応
する部分には同一の符号を付す。
する。なお、実施例の全図において、同一もしくは対応
する部分には同一の符号を付す。
まず、本発明の第１実施例について説明する。
この第１実施例においては、第１図Ａに示すように、ま
ず板面に垂直な方向に分極した例えばＬｉＮｂＯ３単結
晶Ｚ板単結晶炉板晶のＣ軸に直交する単結晶板）から成
る基板１の＋０面に溝１ａを形成することにより周期Δ
、段差の高さｔの凹凸パターンを形成する。ここで、例
えば、Δ−９．６μｍ、Ｌ＝０．９μｍである。この溝
１ａは、例えばこの溝１ａに対応する部分が開口したレ
ジストパターン（図示せず）を基板１上にリソグラフィ
ーにより形成し、このレジストパターンをマスクとして
基板１を例えば反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法の
ようなドライエンチング法により深さｔたけエツチング
することにより形成することができる。
ず板面に垂直な方向に分極した例えばＬｉＮｂＯ３単結
晶Ｚ板単結晶炉板晶のＣ軸に直交する単結晶板）から成
る基板１の＋０面に溝１ａを形成することにより周期Δ
、段差の高さｔの凹凸パターンを形成する。ここで、例
えば、Δ−９．６μｍ、Ｌ＝０．９μｍである。この溝
１ａは、例えばこの溝１ａに対応する部分が開口したレ
ジストパターン（図示せず）を基板１上にリソグラフィ
ーにより形成し、このレジストパターンをマスクとして
基板１を例えば反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法の
ようなドライエンチング法により深さｔたけエツチング
することにより形成することができる。
次に、例えばＬｉ２Ｏを５２ｉｏ１％、Ｎｂ２Ｏ，を８
Ｉｌｌｏ１％、ｖ２０５を４０ｉｏ１％含む融液中にお
いて、凹凸パターンが形成された基板１上の十Ｃ面上に
液相エピタキシー法により膜厚が例えば数μｍのＬｉＮ
ｂＯ３薄膜２を例えば９０５ ”Ｃの温度でエピタキシ
ャル成長させ、このＬｉＮｂ０：ｕｌ膜２により溝１ａ
を埋める。ここで、ＬｉＮｂ０：＋のキュリー温度Ｔｃ
は約１２１０ ’Ｃであり、この場合のエピタキシャ
ル成長温度よりも約３００ ’Ｃ高い。
Ｉｌｌｏ１％、ｖ２０５を４０ｉｏ１％含む融液中にお
いて、凹凸パターンが形成された基板１上の十Ｃ面上に
液相エピタキシー法により膜厚が例えば数μｍのＬｉＮ
ｂＯ３薄膜２を例えば９０５ ”Ｃの温度でエピタキシ
ャル成長させ、このＬｉＮｂ０：ｕｌ膜２により溝１ａ
を埋める。ここで、ＬｉＮｂ０：＋のキュリー温度Ｔｃ
は約１２１０ ’Ｃであり、この場合のエピタキシャ
ル成長温度よりも約３００ ’Ｃ高い。
このようにして基板１の士Ｃ面上にエピタキシャル成長
されたＬｉＮｂＯ３薄膜２の自発分極は、基板１の自発
分極に対して１８０°反転している。すなわち、このＬ
ｉＮｂ０ａ薄膜２は基板１の分極方向と反対方向に分極
している。また、ここで特徴的なことは、このＬｉＮｂ
Ｏ３薄膜２の表面は、凹凸パターンが形成された基板１
０面上にエピタキシャル成長されたにもかかわらず完全
に平坦になることである。
されたＬｉＮｂＯ３薄膜２の自発分極は、基板１の自発
分極に対して１８０°反転している。すなわち、このＬ
ｉＮｂ０ａ薄膜２は基板１の分極方向と反対方向に分極
している。また、ここで特徴的なことは、このＬｉＮｂ
Ｏ３薄膜２の表面は、凹凸パターンが形成された基板１
０面上にエピタキシャル成長されたにもかかわらず完全
に平坦になることである。
このように、この第１実施例によれば、周期的な凹凸パ
ターンが形成された基板１の＋０面上にこの基板１の分
極方向と反対方向に分極したＬｉＮｂＯ３薄膜２を形成
しているので、はぼ理想的な周期的分域反転構造を有す
る光導波路を形成することができ、しかもこの光導波路
の非線形性はＬｉＮｂＯ３結晶本来のものである。これ
によって、従来に比べてＳＨＧ効率の高いＱＰＭによる
光ＳＨＧ装置などの高性能の光導波路装置を実現するこ
とができる。
ターンが形成された基板１の＋０面上にこの基板１の分
極方向と反対方向に分極したＬｉＮｂＯ３薄膜２を形成
しているので、はぼ理想的な周期的分域反転構造を有す
る光導波路を形成することができ、しかもこの光導波路
の非線形性はＬｉＮｂＯ３結晶本来のものである。これ
によって、従来に比べてＳＨＧ効率の高いＱＰＭによる
光ＳＨＧ装置などの高性能の光導波路装置を実現するこ
とができる。
この第１実施例による光導波路装置は、上述の光ＳＨＧ
装置以外の非線形光学効果を利用した光導波路装置、さ
らには電気光学効果や音響光学効果を利用した各種の光
導波路装置（例えば、光スインチ、変調器、偏向器など
）に適用することが可能である。
装置以外の非線形光学効果を利用した光導波路装置、さ
らには電気光学効果や音響光学効果を利用した各種の光
導波路装置（例えば、光スインチ、変調器、偏向器など
）に適用することが可能である。
次に、本発明の第２実施例について説明する。
二の第２実施例においては、第２図に示すように、第１
実施例と同様な基板１を用い、この基板１の＋０面上に
第１実施例と同様にして液相エピタキシー法によりＬｉ
Ｎｂ０ｓｌ膜２をエピタキシャル成長させる。この場合
、第１実施例と異なり、このＬｉＮｂ０ｉ薄膜２の膜厚
はかなり小さく、基板１に形成された溝１ａの深さと同
程度である。このよウニこのＬｉＮｂ０ｓｆｊｌ膜２の
膜厚が小さいにもかかわらず、基板１の表面の凹部はこ
のＬｉＮｂＯｘ薄膜２により完全に埋められ、しかもこ
のＬｉＮｂ０３ｆｌｊ膜２の表面は完全に平坦になる。
実施例と同様な基板１を用い、この基板１の＋０面上に
第１実施例と同様にして液相エピタキシー法によりＬｉ
Ｎｂ０ｓｌ膜２をエピタキシャル成長させる。この場合
、第１実施例と異なり、このＬｉＮｂ０ｉ薄膜２の膜厚
はかなり小さく、基板１に形成された溝１ａの深さと同
程度である。このよウニこのＬｉＮｂ０ｓｆｊｌ膜２の
膜厚が小さいにもかかわらず、基板１の表面の凹部はこ
のＬｉＮｂＯｘ薄膜２により完全に埋められ、しかもこ
のＬｉＮｂ０３ｆｌｊ膜２の表面は完全に平坦になる。
この第２実施例によっても、第１実施例と同様にＳＨＧ
効率の高いＱＰＭによる光ＳＨＧ装置などの高性能の光
導波路装置を実現することができる。
効率の高いＱＰＭによる光ＳＨＧ装置などの高性能の光
導波路装置を実現することができる。
次に、本発明の第３実施例について説明する。
この第３実施例においては、第３［ＤＡに示すように、
まず例えばＭｇＯがドープされたＬｉＮｂ０：＋単結晶
Ｚ板から成る基板１の＋０面上に、第１実施例と同様に
して液相エピタキシー法によりＬｉＮｂＯ３薄膜２をエ
ピタキシャル成長させる。このようにして基板１の−０
面上にエピタキシャル成長されたＬｉＮｂＯｘ薄膜２は
、基板１の分極方向と反対方向に分極している。
まず例えばＭｇＯがドープされたＬｉＮｂ０：＋単結晶
Ｚ板から成る基板１の＋０面上に、第１実施例と同様に
して液相エピタキシー法によりＬｉＮｂＯ３薄膜２をエ
ピタキシャル成長させる。このようにして基板１の−０
面上にエピタキシャル成長されたＬｉＮｂＯｘ薄膜２は
、基板１の分極方向と反対方向に分極している。
次コニ、ポーリング操作（キュリー温度近傍で電界を印
加すること）によりし１ＮｂＯｚＥＩ膜２の分極を反転
させ、第３図Ｂに示すように、このＬｉＮｂ０：＋ｉ膜
２の分極方向を基板１の分極方向とそろえる。
加すること）によりし１ＮｂＯｚＥＩ膜２の分極を反転
させ、第３図Ｂに示すように、このＬｉＮｂ０：＋ｉ膜
２の分極方向を基板１の分極方向とそろえる。
次に、第３図Ｃに示すように、第１実施例と同様にして
Ｌ＋ＮｂＯ３薄膜２の主面に溝２ａを形成することによ
り凹凸パターンを形成する。
Ｌ＋ＮｂＯ３薄膜２の主面に溝２ａを形成することによ
り凹凸パターンを形成する。
次に、第３図りに示すように、この凹凸パターンが形成
されたＬｉＮｂ０３ｍ膜２の土面上に液相エピタキシー
法によりＬ＋ＮｂＯ３３膜３をエピタキシャル成長させ
る。このようにしてエピタキシャル成長されたこのＬｉ
Ｎｂ０．薄膜３は、その下地のＬｉＮｂＯ３薄膜２の分
極方向と反対方向に分極している。
されたＬｉＮｂ０３ｍ膜２の土面上に液相エピタキシー
法によりＬ＋ＮｂＯ３３膜３をエピタキシャル成長させ
る。このようにしてエピタキシャル成長されたこのＬｉ
Ｎｂ０．薄膜３は、その下地のＬｉＮｂＯ３薄膜２の分
極方向と反対方向に分極している。
このように、この第３実施例によれば、互いに反対方向
に分極したＬｉＮｂ０：＋薄膜２，３によりほぼ理想的
な周期的分域反転構造を有する光導波路を形成すること
ができ、これによってＳＨＧ効率ｆ）＜高いＱＰＭによ
る光ＳＨＧ装置などの高性能の光導波路装置を実現する
ことができる。
に分極したＬｉＮｂ０：＋薄膜２，３によりほぼ理想的
な周期的分域反転構造を有する光導波路を形成すること
ができ、これによってＳＨＧ効率ｆ）＜高いＱＰＭによ
る光ＳＨＧ装置などの高性能の光導波路装置を実現する
ことができる。
次に、本発明の第４実施例について説明する。
この第４実施例においては、第３図Ａに示すように、例
えばＭｇＯがドープされたＬｉＮｂ０．単結晶Ｚ板から
成る基板１の＋０面上にこの基板１の分極方向と反対方
向に分極したＬｉＮｂ０３Ｆｌｌ膜２を液相エピタキシ
ー法によりエピタキシャル成長させたものにより光導波
路装置または圧電装置を形成する。
えばＭｇＯがドープされたＬｉＮｂ０．単結晶Ｚ板から
成る基板１の＋０面上にこの基板１の分極方向と反対方
向に分極したＬｉＮｂ０３Ｆｌｌ膜２を液相エピタキシ
ー法によりエピタキシャル成長させたものにより光導波
路装置または圧電装置を形成する。
この第４実施例による構造を圧電装置として用いる場合
には、ＬｉＮｂＯ３薄膜２及び基板１の分極方向が互い
に反対であり、これらのｔ、１ＮｂｏＢ］膜２及び基板
１の圧電定数の符号が互いに異なることを利用してこの
基板１のヒステリシスを補償することができるという利
点がある。
には、ＬｉＮｂＯ３薄膜２及び基板１の分極方向が互い
に反対であり、これらのｔ、１ＮｂｏＢ］膜２及び基板
１の圧電定数の符号が互いに異なることを利用してこの
基板１のヒステリシスを補償することができるという利
点がある。
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の四つの実施例においては、基板１として
ＬｉＮｂ０ｚ単結晶ｚ板やＭｇＯドープＬｉＮｂ０．単
結晶ｚ板を用いているが、この基板１としては他のＬｉ
ＮｂＯ３系単結晶板、例えばＬｉ （ＮｂＴａ）Ｏｓ単
単結晶板板用いることも可能である。さらに、ＬｉＮｂ
Ｏ３系基板以外の誘電体結晶基板を用いることも可能で
ある。同様に、ＬｉＮｂＯ３薄膜２，３の代わりに他の
誘電体結晶薄膜を用いることも可能である。また、基板
１の方位は上述の四つの実施例において用いたものと異
なる方位とすることが可能である。
ＬｉＮｂ０ｚ単結晶ｚ板やＭｇＯドープＬｉＮｂ０．単
結晶ｚ板を用いているが、この基板１としては他のＬｉ
ＮｂＯ３系単結晶板、例えばＬｉ （ＮｂＴａ）Ｏｓ単
単結晶板板用いることも可能である。さらに、ＬｉＮｂ
Ｏ３系基板以外の誘電体結晶基板を用いることも可能で
ある。同様に、ＬｉＮｂＯ３薄膜２，３の代わりに他の
誘電体結晶薄膜を用いることも可能である。また、基板
１の方位は上述の四つの実施例において用いたものと異
なる方位とすることが可能である。
さらに、本発明は、例えば部分的に分極が反転した誘電
体結晶薄膜を誘電体結晶基板上に形成する場合にも適用
することが可能である。このような部分反転構造は、電
気光学効果、音響光学効果、非線形光学効果などを利用
した各種の光導波路装置に適用することが可能である。
体結晶薄膜を誘電体結晶基板上に形成する場合にも適用
することが可能である。このような部分反転構造は、電
気光学効果、音響光学効果、非線形光学効果などを利用
した各種の光導波路装置に適用することが可能である。
以上述べたように、本発明の光導波路装置及びその製造
方法によれば、ＳＨＧ効率の高い光ＳＨＧ装置などの高
性能の先導波路装置を実現することができる。
方法によれば、ＳＨＧ効率の高い光ＳＨＧ装置などの高
性能の先導波路装置を実現することができる。
また、本発明の圧電装置によれば、誘電体結晶基板のヒ
ステリシスを補償することができる。
ステリシスを補償することができる。
第１図Ａ及び第１図Ｂは本発明の第１実施例を示す断面
図、第２図は本発明の第２実施例を示す断面図、第３図
Ａ〜第３図りは本発明の第３実施例を示す断面図、第４
図は従来の光導波路装置を示す断面図である。 図面における主要な符号の説明 １：基板、 ｌａ、２ａ：溝、 ２ ３ ： ＬｉＮｂＯ３薄膜。
図、第２図は本発明の第２実施例を示す断面図、第３図
Ａ〜第３図りは本発明の第３実施例を示す断面図、第４
図は従来の光導波路装置を示す断面図である。 図面における主要な符号の説明 １：基板、 ｌａ、２ａ：溝、 ２ ３ ： ＬｉＮｂＯ３薄膜。
Claims (7)
- （１）一方向に分極した誘電体結晶基板と、上記誘電体
結晶基板の一主面上に液相エピタキシー法によりエピタ
キシャル成長された、上記一方向と反対方向に分極し、
かつ上記エピタキシャル成長の温度よりも高いキュリー
温度を有する誘電体結晶薄膜とを具備する光導波路装置
。 - （２）一方向に分極した誘電体結晶基板の一主面上に、
上記一方向と反対方向に分極し、かつ上記エピタキシャ
ル成長の温度よりも高いキュリー温度を有する誘電体結
晶薄膜を液相エピタキシー法によりエピタキシャル成長
させるようにした光導波路装置の製造方法。 - （３）一方向に分極し、かつその一主面に所定の溝加工
が施された誘電体結晶基板と、 上記誘電体結晶基板の上記一主面上に液相エピタキシー
法によりエピタキシャル成長された、上記一方向と反対
方向に分極し、かつ上記エピタキシャル成長の温度より
も高いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜とを具備す
る光導波路装置。 - （４）一方向に分極し、かつその一主面に所定の溝加工
が施された誘電体結晶基板の上記一主面上に、上記一方
向と反対方向に分極し、かつ上記エピタキシャル成長の
温度よりも高いキュリー温度を有する誘電体結晶薄膜を
液相エピタキシー法によりエピタキシャル成長させるよ
うにした光導波路装置の製造方法。 - （５）一方向に分極した誘電体結晶基板と、上記誘電体
結晶基板の一主面上に液相エピタキシー法によりエピタ
キシャル成長され、かつその主面に所定の溝加工が施さ
れた、上記一方向と同一方向に分極し、かつ上記エピタ
キシャル成長の温度よりも高いキュリー温度を有する第
１の誘電体結晶薄膜と、 上記第１の誘電体結晶薄膜の上記主面上に液相エピタキ
シー法によりエピタキシャル成長された、上記一方向と
反対方向に分極し、かつ上記エピタキシャル成長の温度
よりも高いキュリー温度を有する第２の誘電体結晶薄膜
とを具備する光導波路装置。 - （６）一方向に分極した誘電体結晶基板の一主面上に、
上記一方向と反対方向に分極し、かつ上記エピタキシャ
ル成長の温度よりも高いキュリー温度を有する第１の誘
電体結晶薄膜を液相エピタキシー法によりエピタキシャ
ル成長させ、 上記第１の誘電体結晶薄膜の分極を反転させ、上記第１
の誘電体結晶薄膜の主面に所定の溝加工を施し、 上記第１の誘電体結晶薄膜の上記主面上に上記一方向と
反対方向に分極した第２の誘電体結晶薄膜を液相エピタ
キシー法によりエピタキシャル成長させるようにした光
導波路装置の製造方法。 - （７）一方向に分極した誘電体結晶基板と、上記誘電体
結晶基板の一主面上に液相エピタキシー法によりエピタ
キシャル成長された、上記一方向と反対方向に分極し、
かつ上記エピタキシャル成長の温度よりも高いキュリー
温度を有する誘電体結晶薄膜とを具備する圧電装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2224008A JP2949807B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光導波路装置及びその製造方法 |
| US07/747,621 US5150447A (en) | 1990-08-24 | 1991-08-20 | Optical waveguide which is formed by liquid phase epitaxial growth |
| EP91114009A EP0486769B1 (en) | 1990-08-24 | 1991-08-21 | Polarized optical waveguide and method for manufacturing the same |
| DE69116994T DE69116994T2 (de) | 1990-08-24 | 1991-08-21 | Polarisierter optischer Wellenleiter und sein Herstellungsverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2224008A JP2949807B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光導波路装置及びその製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8631099A Division JP3248510B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 圧電装置及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104233A true JPH04104233A (ja) | 1992-04-06 |
| JP2949807B2 JP2949807B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=16807145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2224008A Expired - Fee Related JP2949807B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光導波路装置及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5150447A (ja) |
| EP (1) | EP0486769B1 (ja) |
| JP (1) | JP2949807B2 (ja) |
| DE (1) | DE69116994T2 (ja) |
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| EP0802447A3 (en) * | 1996-04-15 | 1998-08-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for producing periodic domain-inverted structure and optical element with the same |
| JP2012037915A (ja) * | 2011-11-21 | 2012-02-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 波長変換素子の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE69321539T2 (de) * | 1992-08-26 | 1999-05-27 | Sony Corp | Optischer Wellenlängenkonverter |
| GB2287327A (en) * | 1994-03-02 | 1995-09-13 | Sharp Kk | Electro-optic apparatus |
| JPH086080A (ja) | 1994-06-16 | 1996-01-12 | Eastman Kodak Co | 反転された強誘電性ドメイン領域の形成方法 |
| DE69531917T2 (de) * | 1994-08-31 | 2004-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Verfahren zur Herstellung von invertierten Domänen und eines optischen Wellenlängenkonverters mit denselben |
| US5756263A (en) * | 1995-05-30 | 1998-05-26 | Eastman Kodak Company | Method of inverting ferroelectric domains by application of controlled electric field |
| US6631231B2 (en) * | 2000-03-21 | 2003-10-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide elements, optical wavelength conversion elements, and process for producing optical waveguide elements |
| JP3876666B2 (ja) * | 2001-08-30 | 2007-02-07 | 株式会社村田製作所 | 光デバイス及びその製造方法 |
| US6987784B2 (en) * | 2001-09-10 | 2006-01-17 | San Jose Systems, Inc. | Wavelength agile laser |
| US7092419B2 (en) | 2001-09-10 | 2006-08-15 | San Jose Systems, Inc. | Wavelength agile laser |
| JP5040849B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2012-10-03 | 住友電気工業株式会社 | 波長変換素子の製造方法 |
| JP5177084B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2013-04-03 | 住友電気工業株式会社 | 波長変換素子および波長変換素子の製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3922062A (en) * | 1969-12-29 | 1975-11-25 | Nippon Electric Co | Integrally formed optical circuit with gradient refractive index |
| NL8303446A (nl) * | 1983-10-07 | 1985-05-01 | Philips Nv | Component voor een geintegreerd optisch systeem. |
| JPS6083499A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Hitachi Ltd | 圧電素子 |
| JPS63113507A (ja) * | 1986-10-31 | 1988-05-18 | Hitachi Ltd | 光導波路およびその製造法 |
| JPH01232812A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-18 | Fujitsu Ltd | タンタル酸リチウムウェハ分極反転層形成方法 |
| US5022729A (en) * | 1988-10-21 | 1991-06-11 | Sony Corporation | Optical waveguide and second harmonic generator |
| US5039187A (en) * | 1990-09-06 | 1991-08-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | M1-x Nx TiAs1-a Pa O5 waveguides grown by liquid phase epitaxy and process of making same |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP2224008A patent/JP2949807B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-08-20 US US07/747,621 patent/US5150447A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-21 DE DE69116994T patent/DE69116994T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-21 EP EP91114009A patent/EP0486769B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0802447A3 (en) * | 1996-04-15 | 1998-08-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for producing periodic domain-inverted structure and optical element with the same |
| US5943465A (en) * | 1996-04-15 | 1999-08-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical waveguide element, optical element, method for producing optical waveguide element and method for producing periodic domain-inverted structure |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5150447A (en) | 1992-09-22 |
| EP0486769A3 (en) | 1992-06-17 |
| DE69116994T2 (de) | 1996-09-12 |
| EP0486769A2 (en) | 1992-05-27 |
| EP0486769B1 (en) | 1996-02-07 |
| JP2949807B2 (ja) | 1999-09-20 |
| DE69116994D1 (de) | 1996-03-21 |
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