JPH0419719A - 非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ　産業上の利用分野 Ｂ　発明の概要 Ｃ従来の技術 Ｄ　発明が解決しようとする課題 Ｅ　課題を解決するための手段 Ｆ　作用 Ｇ　実施例 Ｈ発明の効果 Ａ　産業上の利用分野 本発明は、例えば光第２高調波発生素子（以下ＳＨＧと
いう）における周期ドメイン反転構造部の形成に用いて
好適な非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方
法に係わる。

Ｂ　発明の概要 本発明は非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御
方法に係わり、シングルドメイン化された非線形強誘電
体光学材料体の相対向する主面に第１及び第２の電極を
対向配置し、これら第１及び第２の電極の少くとも一方
を所要の電極パターンとし、これら第１及び第２の電極
間にパルス電圧を印加して、上記電極パターンに対応す
るパターンのドメイン反転部を局部的に形成するドメイ
ン制御を行うもので、例えば微細ピッチの周期ドメイン
反転構造部を屈折率の変化を来すことなく、高精度にか
つ比較的簡便に形成することができるようにするもので
ある。

Ｃ従来の技術 非線形光学によるレーザー光の波長変換への適用、例え
ばＳＨＯによって波長範囲の拡大化がはかられ、これに
伴いレーザーの利用範囲のより拡大化と、各技術分野で
のレーザー光利用の最適化がはかられる。例えばレーザ
ー光の短波長化によって、レーザー光を用いた光記録再
生、光磁気記録再生等の記録密度の向上環が挙げられる
。

非線形光学相互作用における効率良い動作の実現は、そ
の相互作用させる光波間に、エネルギー及び運動量の保
存関係が満足されねばならない。

また、相互作用する光波間の重なり合いや、動作長、強
度は効率を直接左右するパラメータである。

ところが一般の光学材料は、波長によって屈折率が変化
する（分散をもつ）ことから、エネルギーの保存される
波長間で同時に運動量を保存させることができない。こ
のため、結晶の異方性、すなわち複屈折性を用いて位相
整合を行わしめて運動量保存をとっている。

これに対して非線形強誘電体光学材料バルクにおいて周
期的に非線形係数の方向だけを逆転させた構造による周
期ドメイン反転構造では、各層の厚さをコーヒーレンス
長（位相不整合成分が丁度πとなる長さ）の奇数倍とし
たとき、各層で発生した非線形分極により生ずる波は互
いに同位相となり強め合うことが知られている（例えば
Ｊ、Ａ。

Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ、　Ｎ、　Ｂｌｏｅｍｂｅｒｇｅｎ
、　Ｊ、　Ｄｕｃｕｉｎｇ　ａｎｄＰ、Ｓ、　Ｐｅｒｓ
ｈａｎ、　Ｐｙｈｓｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ、１２７　
　（１９６２）＋Ｐ１９１Ｂ〜、及びり、　Ｆｅｎｇ　
、　Ｎ−Ｂ　Ｍｉｎｇ、　Ｊ−Ｆ　Ｈｏｎｇ　ｅｔ。

ａｌ、　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌｅｔｔ
ｅｒｓ、　３７．　（１９８０）＋Ｐ６０７〜Ｐ６０９
参照）。したがってこれによれば直接には位相整合のと
れない材料や、従来利用できなかった非線形感受率の最
大のテンソル成分ｄ３３の利用が可能となる。

一方、導波型構造の非線形光学相互作用への利用は、導
波路によりエネルギーが高密度化されること、また回折
することがないことにより長い距離での相互作用が可能
となり、さらにその構造によって伝搬定数を制御できる
ことから、位相整合の自由度が増大する。しかしながら
、反面、材料分散の大きいことから通常では基本モード
間での位相整合が不可能であり、変換効率を著しく劣化
させる。非線形導波路材料の複屈折性を用いて、基本モ
ード間での位相整合を可能とした素子の場合でも、位相
整合に対して条件が厳しく、動作温度や光導波路の作製
条件に厳しい精度が要求される。例えば動作温度の変動
を０．１°Ｃ未満に抑える必要があるとか、１００人程
度以下の導波路の厚さ精度が要求される。

これに対し、例えば応用物理、５６巻（１９８７）第１
６３７頁〜第１６４１頁及びＰ、Ｘ、　Ｔｉｅｎ、　Ｒ
，υ１ｒｉｃｈ　ａｎｄＲ，Ｊ、　Ｍａｒｔｉｎ、　Ａ
ｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　１
７巻（１９７０）　４７７頁〜４５０頁に記載された非
線形導波路におけるチェレンコフ放射を用いたＳＨＣは
、位相整合を自動的に満足するような方向に、すなわち
チェレンコフ角αをもって非線形分極により発生ずる波
は強め合いこれが放射される。したがって、この場合、
基板に非線形性の大きい材料を用いることにより、高効
率動作が期、待できる。例えばチェレンコフ放射型の非
線形導波路型ＳＨＧの基板として上記前者の文献（応用
物理）では、ＬｉＮｂ０：＋でその非線形感受率の最大
のテンソル成分ｄ３３が用いられている。

しかしながら、このチェレンコフ放射による非線形相互
作用では、放射される波が、ある一定のチェレンコフ角
αで基板内にもぐって出てくるため、基板からの出射光
のスポット形状、例えばファーフィールドパターンは例
えば三日月状の特異形状のパターンとなり、レンズ光学
系によって解析限界に集光しにくいという問題があり、
実用上利用しにくいという課題がある。また、このチェ
レンコフ放射型の導波路型ＳＨＧにおけるその導波路内
の波とチェレンコフ放射波の重量はＳＨＧの効率に大き
な影響を及ぼすものであり、これがため、チェレンコフ
角αは上述の重量が大となるように小さい角度であるこ
とが望まれる。

今、先導波路型チェレンコフ放射ＳＨＧについてその動
作について考察する。この場合、第４図に示すように、
非線形光学基板（１）上の導波路（２）における導波モ
ード（基本波）の伝搬係数をｎＦとし、基板（１）内に
バルク波（高調波）の伝搬定数をｋｓＨとすると、位相
不整合成分Δには、Δに＝２βｙ　　ｋｓｏ＝２ｋｐｏ
（（βｒ／　ｋ　ＦＯ）　　ｎ　ｓｏ）・・・・・・（
１） ２βｙ＝　ｋ　５Ｈ−ｃｏｓα　　　　　　　　　　・
・・・・・（２）となるαの方向に高調波を発生する。

ここで、ｋＦｏは基本波波長における真空中の伝搬定数
（２π／λＦ）とすると、この関係は、 ・・・・・・（４） （ｎ５．及びｎｓＭは高調波波長での常光及び異常光の
屈折率） 導波路（２）中に基本波を伝搬させる条件は、ｎＦ　　
≦　（βＦ／ｋＦｏ）　　≦ｎｒ　　　　　−−−−−
−（５）（但しｎＦ　　及びｎ、は基板（１）及び導波
路（２）の基本波に対する屈折率）であり、チェレンコ
フ放射の条件は、 となり、（５）及び（６）式の条件でチェレンコフ放射
ＳＨＧを生じる。この条件範囲を第５図の導波モードの
分散を与えるグラフで示す。

この場合、ＬｉＮｂＯ３導波路で入射光は波長１．０６
４μｍ　　（￥ＡＧレーザー光）とした場合の、ＴＭモ
ートの場合であり、基板の屈折率は２．１５５、導波路
の屈折率は２．２８８としている。第５図は、横軸に屈
折率（等価屈折率）をとり、縦軸に導波路の厚さをとっ
たものである。この場合、導波路の厚さが約１．Ｏｔ！
ｍ以下では存在できるモードが１つである単一モード動
作が得られる。因みに具体的には、ＬｉＮｂＯ３基板表
面をプロトン交換した光導波路としたＳＨＧでは、チェ
レンコフ角αは、基本波の波長が１．０６４μｍで約１
３°、０．８３μｍで約１６゜である。

Ｄ　発明が解決しようとする課題 上述した非線形導波路によるチェレンコフ放射のＳＨＯ
においてそのチェレンコフ放射角αの縮小をはかること
ができればこれによって第２高調波の基＠（バルク）内
への入り込みを小さくさせて取り出される第２高調波光
のスポット（ファーフィールドパターン）の歪の小さい
円形パターンとすること、基本波と高調波の伝搬方向を
ほぼ一致させることができることによって両者の重畳を
高め、変換効率の向上をはかることになる。

この課題の解決をはかるものとして、本出願人等は、先
に特願昭６３−２４６５４５号において第２図に示すよ
うに、非線形強誘電体光学材料基板（１）上に光導波路
（２）が設けられチェレンコフ放射による第２高調波を
発生させるＳＨＧにおいて、基板（１）上に周期的にド
メインが反転する周期ドメイン反転構造部（３）を設け
これの上に光導波路（２）を設けるか、導波路（２）内
に周期ドメイン反転構造部（３）を設けることによって
チェレンコフ放射角αの縮小化をはかり、第２高調波光
のスポット形状の改善、変換効率の向上をはかったＳＨ
Ｏを提供した。

ところが、このようなＳＨＧにおいても、実際上ドメイ
ン反転構造部（３）の作製に問題が生しる。

すなわち、例えば前述したバルク型の周期ドメイン反転
構造において採られているドメイン反転の形成方法とし
ては、例えば非線形強誘電体光学材料結晶の引上育成時
に電流制御等によりドメインを交互に反転させる方法が
知られている。しかしながらこの方法による場合、大規
模な装置が必要となるのみならずドメイン形成の制御が
難しいという課題がある。

また、他の周期ドメイン反転構造の形成方法としては、
シングルドメインすなわち単分域とされた非線形強誘電
体光学材料のバルク面、例えばＬｉＮｂＯ３の＋０面の
選択された部分に、Ｔｉを拡散することによってドメイ
ンの反転部を形成するという方法が知られている。とこ
ろがこの方法による場合は、Ｔｉの拡散によって屈折率
が変化する。

上述したように、従来のドメイン反転部の形成方法を採
る場合、ドメイン制御を高精度に行い難いとか、屈折率
の変化を来すことから第２高調波のビームが多数本にな
るという問題が生じ、この問題を解決するためには導波
路とドメイン変調の自由度が大幅に減り、最大変換効率
を得る条件が実現できないという課題がある。

本発明は、このような制約を排除でき、例えば上述した
導波路型の周期ドメイン反転構造による作製に適用して
、第２高調波光のスボ・ノドが単一で歪がなく、更に変
換効率の高いＳＨＧを得ることができるドメイン制御方
法を提供する。

Ｅ　課題を解決するための手段 本発明は、例えば第１図に示すように、シングルドメイ
ン化された非線形強誘電体光学材料体（１）の相対向す
る主面にそれぞれ直接的に対接させて第１及び第２の電
極（１１）及び（１２）を配し、これら対向電極（１１
）及び（１２）の少くとも一方を所要の電極パターンす
なわち形成しようとするドメイン反転部上にこのパター
ンに応じて形成し、これら対向電極（１１）及び（１２
）間に所要のパルス電圧を印加して電極パターンに対応
するパターンのドメイン反転部（３）を局部的に形成す
るドメイン制御を行う。

Ｆ　作用 上述の本発明方法によれば、シングルドメインの非線形
強誘電体光学材料体（１）を挟んで設けられた第１及び
第２の電極（１１）及び（１２）間にパルス電圧を印加
することによって電場の生じた部分、すなわち電極パタ
ーンに対応した部分に自発分極の反転が生じ、ドメイン
反転部が発生する。これは電場の印加によって非線形強
誘電光学材料基板（１）の単位格子にあるイオンの微小
変化が生ずることによるものと考えられる。

このように単に電極パターンの形成によってこのパター
ンのドメイン反転部を形成するようにしたので、この電
極パターンの形成をフォトリソグラフィ等の高精度微細
加工が可能な技術の適用によって微細ピッチ及びパター
ンに高精度に形成でき、また印加電圧の制御によって反
転ドメインの厚さ制御も容易にかつ高精度をもって行う
ことができる。

そして、この場合の反転ドメイン形成の印加電圧をパル
ス電圧としたので、その印加電圧を可成り高めても、直
流電圧を印加する場合における持続的な電流の流れ過ぎ
による光学材料体（１）の結晶の破損の問題を回避でき
る。更にこのパルス電圧印加時において、抗電界減少の
ために材料体（１）を加熱した状態で行うことが望まれ
るが、上述したように本発明によれば、印加電圧を高め
ることができることから、光学材料体（１）への熱的影
響、電極の焼付は等を回避できる。また、これらのこと
から、周期反転ドメインのピッチのより微細化をはかる
ことができる。

Ｇ　実施例 本発明による非線形強誘電体光学材料に対するドメイン
制御方法の一例を、第２図に示した周期ドメイン反転構
造部（３）を有する光導波路型ＳＨＧを得る場合につい
て第３図を参照して説明する。

第３図Ａに示すように、例えばＬｉＮｂＯ３基板のＺ基
板より成る非線形係数の大きい非線形強誘電体光学材料
体（１）を用意する。この材料体（１）は、予め例えば
キュリー温度以下の例えば１２００″Ｃ程度まで昇温し
でその厚さ方向に外部直流電場を全面的に印加すること
によって全面的にそのＣ軸が厚さ方向に揃えられたシン
グルトドメイン化された基板が用いられる。そして、こ
の材料体（１）の両主面（１ａ）と（１ｂ）とに第１の
電極（１１）と第２の電極（１２）とを被着形成する。

この場合、＋０面より成る例えば第１の主面（１ａ）上
に、得ようとする周期ドメイン反転構造部の周期（ピッ
チ）２Δをもって金属、例えばｐｔによる電極（１１）
を平行ストライブパターンに形成する。この電極（１１
）の平行ストライプ部は、各対応する例えば一端部で相
互に連結された櫛状となしてここより共通の端子ｔ１を
導出する。この電極（１１）のパターンの形成は、周知
の技術、例えばフォトリソグラフィ技術にって形成し得
る。すなわち例えばＰＬ、　Ｔｉ、　Ｗ、　Ｔａ等の金
属或いはＩＴＯ（インジウム・錫の複合酸化物）、酸化
錫などの導電性酸化物等の導電材料を例えば蒸着等によ
って全面的に形成して後に例えばフォトレジストを全面
塗布、露光及び現像して所要のパターン、この例では櫛
歯パターンとし、これをエツチングマスクとして上述の
ｐｔ等の導電材料層をエツチングして所要のパターンと
して電極（１１）を形成する。或いは、材料体（１）の
主面（ｌａ）上にリフトオフマスクを目的とする電極パ
ターンの形成部以外に形成しておき、これの上から上述
のｐｔ等の導電材料を全面的に被着形成し、その後、マ
スクを排除することによって、このマスク上の導電材料
層のみをリフトオフして所要のパターンを有する電極（
１１）を形成する。

一方、材料体（１）の他方の主面（１ｂ）の例えば＝Ｃ
面には、全面的に上述した電極（１１）の構成材料と同
様のｐｔ等の導電材料を蒸着等によって形成することに
よって、第２の電極（１２）を形成し、これより端子ｔ
２を導出する。

そして、この材料体（１）を、この材料体（１）の構成
材料に応じてその特性劣化を回避する所要の雰囲気中例
えば酸素、空気、窒素、希ガス、酸素を含む水蒸気等の
雰囲気中で、必要に応じて材料体（１）の抗電界を下げ
るために所要の温度下例えば１５０°Ｃ〜１２００″Ｃ
好ましくは３００″Ｃ〜１２００°Ｃの加熱雰囲気中で
両端子ｔ１及びも２間にパルス電源（１３）よりパルス
電圧を印加して、材料体（１）の厚さ方向、すなわちＣ
軸方向に、数百■／σ〜数千ｋＶ　／　ｃｍの電場が生
じるようにパルス電圧をパルス幅μ秒〜数分をもってパ
ルス回数１〜数千回印加する。

このようにすると、反転ドメインが、第１の電極（１１
）のストライプパターンのピッチ２Δ（２Δは例えば１
〜５００μｍとする）に応じたピッチの周期ドメイン反
転構造部（３）が得られる。例えば材料体（］）として
厚さ１ｍｍのＬｉＮｂ０＋の基板を用いる場合、ｆｃ面
を正極側に空気中で６５０°Ｃの加熱下でパルス数２回
でパルス幅０．１μ秒、パルス電圧４０ｋＶ／〔を印加
したところ反転部が＋Ｃ軸とは逆向きに電極（１１）の
パターンに応じて生じ、ピッチ２Ａの周期ドメイン反転
構造部（３）を主面（１ａ）側に形成することができた
。

次に第３図Ｂに示すように、第１及び第２の電極（１１
）及び（１２）を除去する。例えば第１及び第２の電極
（１１）及び（１２）がｐｔである場合は、王水（ＨＮ
Ｏ８：　）ＩＣｌ３　＝１：３）によるウェットエツチ
ングによって除去し得る。

そして、第３図ＣＩに示すように、この周期ドメイン反
転構造部（３）を有する材料体（１）の主面（１ａ）側
に例えばピロりん酸を塗布後熱拡散させたり、例えばホ
ットりん酸に浸してプロトン置換によって屈折率が材料
体（１）に比し大とされた光導波路（２）を形成する。

このようにすると周期ドメイン反転構造部（３）が光導
波路（２）内に入り込んだ構造が得られるが、他の例と
しては、第３図０２に示すように、周期ドメイン反転構
造部（３）を有する材料体（１）の−主面上に光導波路
（２）を、非線形ないしは線形の基本波に対して吸収率
が低く材料体（１）より高屈折率材料層の例えばＴａ２
Ｏ，にＴｉＯ２がＴｉとＴａの和に対するＴｉの割合Ｔ
ｉ／　（Ｔｉ　＋　Ｔａ）　（原子％）が、０　＜Ｔｉ
／（Ｔｉ　＋Ｔａ）≦６０（原子％）となるようにドー
プされた材料層、或いはそのほか窒化シリコン、２酸化
チタン、セレン化砒素ガラス、硫化亜鉛、酸化亜鉛等の
蒸着による堆積やエピタキシャル成長によって形成する
。

そして、この光導波路（２）を有する材料体（１）の平
行ストライプパターンのドメイン反転部以外のこれらを
連結する櫛状連結部を除去する切断を行い平行ストライ
プ状の周期ドメイン反転構造部（３）が導波方向を横切
って形成された目的とする例えば第２図に示したＳＨＧ
を得る。

また、光導波路（２）は、その幅方向についても制限し
たいわゆるリッジ型構造を採ることが望ましい。

尚、上述した例では、＋０面側の主面（１ａ）の電極（
１１）を平行ストライプパターンとして、平行ストライ
プパターンの周期ドメイン反転構造部（３）を形成する
ようにした場合であるが、−Ｃ面側の主面（１ｂ）の電
極（１２）を平行ストライプパターンとして主面（１ｂ
）側に周期ドメイン反転構造部を形成し、この主面（１
ｂ）側に前述した光導波路（２）の形成を行うこともで
きる。

このようにして得た第２図に示した構造のＳＨＧの動作
条件について考察する。

基本波の導波モードの伝搬定数βＦ（または等価屈折率
βＦ／（２π／λｙ）　＝βｒ／　ｋ　ＦＯ）　（ここ
に、λ、は基本波の波長、ｋＦｏは基本波の真空中での
は基板（材料体）（１）の高調波の屈折率）との間の不
整合成分Δには、 λＦ であり、チェレンコフ放射は、このΔｎが第５図で示さ
れるように、負のときに発生するものであるが、上述の
構成による周期ドメイン反転構造部は、 その周期２Ａと、 導波モードの伝搬定数を決 定するパラメータである膜厚と、先導波路の屈折率ｎｓ
Ｈの間に次のような条件が必要である。

すなわち、前記〔従来の技術〕の項で挙げた周期ドメイ
ン反転構造（バルク）でのＳＨＧについてみるに、この
場合の各ドメイン反転層の厚さが、コーヒーレンス長ｌ
、の奇数倍となる条件（発生する分極波が同位相になり
強め合う条件）は、導波路構造のチェレンコフ型ＳＨＧ
の場合には、導波モードの基本波とバルク波の高調波に
ついて同様に導かれる。すなわち、前記（１）式及び（
７）式よりこの場合のコーヒーレンス長！、は、 ｌｃ−π／ｌΔｋ　＝λ、／（４１Δｎ　　）　　−−
（８）である。したがって、ドメインの周期を２人とす
ると、コーヒーレンス長１ｃの奇数倍となる上記の条件
は、 Ａ＝ｆｃ（２ｑ　＋１）　　（Ｑ　＝Ｏ１±１．±２．
　　・・−・）・・・・・・（９） である。ここで、最も基本的なｃｉ＝０の場合を考える
と、 Δ＝ｌ、＝λ、／（４１Δｎ　ｌ　）　　　　・・−・
−（１０）の条件で、基本波及び高調波のなす角度が零
となり、位相の整合がとれることになる。

そして、この（１０）式を書き直すと、λＦ／２Ａ＝２
１Δｎ　ｌ　　　　　＝　・・”　（１１）またはλｓ
、／　２八＝１Δｎ１　　　　・・・・・・（１２）と
なる。

一方周期構造（周期２人）によって伝搬定数は、Ｐπ／
Δ（Ｐはブラッグ反射の次数）の摂動（フラッグ反射）
を受ける（例えば、Ａ、　Ｙａｒｉｖ著”０ｐｔｉｃａ
ｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　　ｐｐ４１４〜４２１．
　Ｈｏ１ｔ。

Ｒｉｎｅｈａｒｔ　ａｎｄ　Ｗｉｌｓｏｎ　１９８５参
照）。式（１１）及び（１２）の成分は、βＦ及びｋＳ
Ｈにそれぞれ摂動を与えることになり、その結果として
位相の整合がとれることになる。すなわち、Ｐ＝１とし
て周期構造をもつ場合に（１）式は、（１１）式及び（
１２）式により、・・・・・・（１３） となり、周期ドメイン反転構造の動作条件は、周期構造
に基づく伝搬定数の摂動π／Δによる位相整合条件と等
値である。（１３）式が解をもつためには、 となり、（６）弐のチェレンコフの条件とは逆の関係に
ある。

上述した例では、非線形強誘電体光学材料基板（材料体
）（１）自体に、第１及び第２の電極（１１）及び（１
２）を被着した場合であるが、例えば第１図に示す例で
、全面的に形成する第２の電極（１２）については材料
体（１）とは別体に構成した電極板として、或いは、第
１の電極（１１）または（及び）第２の電極（１２）を
絶縁基板上に形成してこれを材料体（１）の面（１ａ）
または（１ｂ）に密着させるようにすることもできる。

また、上述した例では材料体（１）が基板状をなす場合
の例であるが、成る場合は、ガラス、サファイヤ、ニオ
ブ酸リチウム等各種基板上にシングルドメイン化される
非線形強誘電体光学材料を薄膜状に形成しこれを厚さ方
向にシングルドメイン化し、これの上に一方の電極（１
１）を形成し、基板の裏面に、他方の電極（１２）を配
するとか或いはこの基板が導電体である場合はこの基板
を電極（１２）として上述したパルス印加によるドメイ
ンの反転化を行うこともできる。

Ｈ発明の効果 上述の本発明方法によれば、シングルドメインの非線形
強誘電体光学材料体（１）を挟んで設けられた第１及び
第２の電極（１１）及び（１２）間にパルス電圧を印加
することによって電場の生じた部分、すなわち電極パタ
ーンに対応した部分に自発分極の反転が生じ、ドメイン
反転部を発生させるものであり、単に電極パターンの形
成によってこのパターンのドメイン反転部を形成するよ
うにしたので、この電極パターンの形成をフォトリソグ
ラフィ等の高精度微細加工が可能な技術の適用によって
微細ピッチ及びパターンに高精度に形成でき、また印加
パルス電圧の制御によって反転ドメインの厚さ制御も容
易につか高精度をもって行うことができる。

そして、この場合の反転ドメイン形成の印加電圧をパル
ス電圧としたので、その印加電圧を可成り高めても、直
流電圧を印加する場合における持続的な電流の流れ過ぎ
による光学材料体（１）の結晶の破損の問題を回避でき
る。更にこのパルス電圧印加時において、抗電界減少の
ために材料体（１）を加熱した状態で行うことが望まれ
るが、上述したように本発明によれば、印加電圧を高め
ることができることから、光学材料体（１）への熱的影
響、電極の焼付は等を回避できる。また、これらのこと
から、周波数反転ドメインのピッチの、より微細化をは
かることができる。

そして、このようにして形成されたドメイン反転部は、
Ｔｉドープによる場合のように屈折率が変化しなことが
ら゛、上述の第２図で示した周期ドメイン反転構造部（
３）を有する光導波路型ＳＨＧに適用して、この屈折率
変化によってＳＨ波のビームが複数本になることを回避
でき、また位相不整合の発生を回避できることから、こ
の不整合に基づく、導波路とドメイン変調の自由度の大
幅な減少を回避できる。また、材料体たとえば基板（１
）中に第２高調波が深く入り込むことによって生ずる出
力光ビームのファーフィールドパターンの三日月状パタ
ーンを回避でき、出力ビームを回折限界にまで容易に集
光させることができるという利益をもたらす。更に基本
波との重畳が大となることによって変換効率が向上する
など多くの利益をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の電場印加態様の一例を示す斜視図
、第２図は本発明方法を適用するＳＨＧの一例の一部を
断面とした斜視図、第３図は本発明方法の一例の製造工
程図、第４図は従来のチェレンコフ型ＳＨＯと位相整合
の説明図、第５図はその導波路の等偏屈折率と膜厚と導
波モードの関係を示す図である。 （１）は基板（材料体）　、（２）は導波路、（３）は
周期ドメイン反転構造部、（１１）及び（１２）は第１
及び第２の電極である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シングルドメイン化された非線形強誘電体光学材料体の
   相対向する両主面に第１及び第２の電極を対向配置し、
   これら第１及び第２の電極の少くとも一方を所要の電極
   パターンとし、上記第１及び第２の電極間に所要のパル
   ス電圧を印加して上記電極パターンに対応するパターン
   のドメイン反転部を局部的に形成するドメイン制御を行
   うことを特徴とする非線形強誘電体光学材料に対するド
   メイン制御方法。