JPH04270322A - ドメイン制御方法 - Google Patents
ドメイン制御方法Info
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- JPH04270322A JPH04270322A JP3031061A JP3106191A JPH04270322A JP H04270322 A JPH04270322 A JP H04270322A JP 3031061 A JP3031061 A JP 3031061A JP 3106191 A JP3106191 A JP 3106191A JP H04270322 A JPH04270322 A JP H04270322A
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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
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- 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
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- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (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
【０００１】
【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（ＳＨＧ）等の光デバイス装置における周期ドメ
イン反転構造の形成に適用して好適なドメイン制御方法
に係わる。
生素子（ＳＨＧ）等の光デバイス装置における周期ドメ
イン反転構造の形成に適用して好適なドメイン制御方法
に係わる。
【０００２】
【従来の技術】近年特にＳＨＧ素子等の光デバイス装置
において、その表面に周期ドメイン反転構造を形成して
光出力等の特性の向上をはかることが提案されている。 例えばＳＨＧ素子は、周波数ωの光を導入すると、２ω
の周波数の第２高調波の光を発生するもので、このＳＨ
Ｇ素子によって単一波長光の波長範囲の拡大化がはから
れ、これに伴いレーザの利用範囲の拡大化と各技術分野
でのレーザ光利用の最適化をはかることができる。例え
ばレーザ光の短波長化によってレーザ光を用いた光記録
再生、光磁気記録再生等において、その記録密度の向上
をはかることができる。
において、その表面に周期ドメイン反転構造を形成して
光出力等の特性の向上をはかることが提案されている。 例えばＳＨＧ素子は、周波数ωの光を導入すると、２ω
の周波数の第２高調波の光を発生するもので、このＳＨ
Ｇ素子によって単一波長光の波長範囲の拡大化がはから
れ、これに伴いレーザの利用範囲の拡大化と各技術分野
でのレーザ光利用の最適化をはかることができる。例え
ばレーザ光の短波長化によってレーザ光を用いた光記録
再生、光磁気記録再生等において、その記録密度の向上
をはかることができる。
【０００３】このようなＳＨＧ素子としては、例えばＫ
ＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４ ）を用いたいわゆるバルク型の
ＳＨＧ素子や、より大なる非線形光学定数を利用して位
相整合を行う導波路型のＳＨＧ素子、例えばニオブ酸リ
チウムＬｉＮｂＯ３ （以下ＬＮと記す）等の非線形光
学材料より成る単結晶基板の上に線形導波路を形成して
、これに近赤外光の基本波を入力して第２高調波の例え
ば緑、青色光を放射モードとして基板側からとりだすチ
ェレンコフ放射型のＳＨＧ素子等がある。
ＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４ ）を用いたいわゆるバルク型の
ＳＨＧ素子や、より大なる非線形光学定数を利用して位
相整合を行う導波路型のＳＨＧ素子、例えばニオブ酸リ
チウムＬｉＮｂＯ３ （以下ＬＮと記す）等の非線形光
学材料より成る単結晶基板の上に線形導波路を形成して
、これに近赤外光の基本波を入力して第２高調波の例え
ば緑、青色光を放射モードとして基板側からとりだすチ
ェレンコフ放射型のＳＨＧ素子等がある。
【０００４】しかしながらバルク型ＳＨＧ素子はその特
性上ＳＨＧ変換効率が比較的低く、またチェレンコフ放
射型ＳＨＧ素子は、ＳＨＧビームの放射方向が基板内方
向であり、ビームスポット形状も例えば三日月状スポッ
トという特異な形状をなし、実際の使用においての問題
点が存在する。
性上ＳＨＧ変換効率が比較的低く、またチェレンコフ放
射型ＳＨＧ素子は、ＳＨＧビームの放射方向が基板内方
向であり、ビームスポット形状も例えば三日月状スポッ
トという特異な形状をなし、実際の使用においての問題
点が存在する。
【０００５】変換効率の高いデバイス実現のためには、
基本波と第２高調波の位相伝搬速度を等しくしなくては
ならない。これを擬似的に行う方法として非線形光学定
数の＋−を周期的に配列する方法が提案されている（Ｊ
．Ａ．Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ，Ｎ．Ｂｌｏｅｍｂｅｒｇｅ
ｎ，他、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，１２７，１９１８（１９
６２）） 。これを実現する方法として結晶（例えば結
晶軸）の方向を周期的に反転させる方法がある。具体的
な方法としては、例えば結晶を薄く切断して張り合わせ
る方法（岡田、滝沢、家入、ＮＨＫ技術研究、２９（１
） 、２４（１９７７）） や、また結晶引上げ時に例
えば印加する電流の極性を制御して周期的な分域（ドメ
イン）を形成して周期ドメイン反転構造を形成する方法
（Ｄ．Ｆｅｎｇ， Ｎ．Ｂ．Ｍｉｎｇ， Ｊ．Ｆ．Ｈｏ
ｎｇ， 他、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，３７，
６０７（１９８０）， Ｋ．Ｎａｓｓａｕ， Ｈ．Ｊ．
Ｌｅｖｉｎｓｔｅｉｎ， Ｇ．Ｈ．Ｌｏｉａｃａｎｏ
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６，２２８（１９
６５）， Ａ．Ｆｅｉｓｔ， Ｐ．Ｋｏｉｄｌ Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４７，１１２５（１９８５
）） がある。
基本波と第２高調波の位相伝搬速度を等しくしなくては
ならない。これを擬似的に行う方法として非線形光学定
数の＋−を周期的に配列する方法が提案されている（Ｊ
．Ａ．Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ，Ｎ．Ｂｌｏｅｍｂｅｒｇｅ
ｎ，他、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，１２７，１９１８（１９
６２）） 。これを実現する方法として結晶（例えば結
晶軸）の方向を周期的に反転させる方法がある。具体的
な方法としては、例えば結晶を薄く切断して張り合わせ
る方法（岡田、滝沢、家入、ＮＨＫ技術研究、２９（１
） 、２４（１９７７）） や、また結晶引上げ時に例
えば印加する電流の極性を制御して周期的な分域（ドメ
イン）を形成して周期ドメイン反転構造を形成する方法
（Ｄ．Ｆｅｎｇ， Ｎ．Ｂ．Ｍｉｎｇ， Ｊ．Ｆ．Ｈｏ
ｎｇ， 他、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，３７，
６０７（１９８０）， Ｋ．Ｎａｓｓａｕ， Ｈ．Ｊ．
Ｌｅｖｉｎｓｔｅｉｎ， Ｇ．Ｈ．Ｌｏｉａｃａｎｏ
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６，２２８（１９
６５）， Ａ．Ｆｅｉｓｔ， Ｐ．Ｋｏｉｄｌ Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４７，１１２５（１９８５
）） がある。
【０００６】これらの方法は結晶材料の全体にわたって
周期構造を形成することを目的としている。しかしなが
ら、上述した方法による場合は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問題
点がある。
周期構造を形成することを目的としている。しかしなが
ら、上述した方法による場合は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問題
点がある。
【０００７】これに対して結晶材料の表面近傍に上述の
周期ドメイン反転構造を形成する方法として、例えばＴ
ｉを結晶表面から拡散させる方法（伊藤弘昌、張英海、
稲場文男、第４９回応用物理学会講演会予稿集９１９（
１９８８））が提案されている。しかしながらこの方法
による場合、ドメイン反転部分の屈折率が変化し出力光
のビームが多数本になる恐れがあり、また基本波が漏波
する場合がある。
周期ドメイン反転構造を形成する方法として、例えばＴ
ｉを結晶表面から拡散させる方法（伊藤弘昌、張英海、
稲場文男、第４９回応用物理学会講演会予稿集９１９（
１９８８））が提案されている。しかしながらこの方法
による場合、ドメイン反転部分の屈折率が変化し出力光
のビームが多数本になる恐れがあり、また基本波が漏波
する場合がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本出願人は、先に特願
平１−８２７１号特許出願及び特願平１−１８４３６２
号特許出願において、非線形光学材料に対するドメイン
制御方法を提案した、この方法は、シングルドメイン化
された非線形光学材料を挟んでその相対向する両主面に
対向電極を配置または絶縁体を介して対向配置し、両電
極間に直流電圧を印加することによって局部的にドメイ
ン反転部を形成して周期ドメイン反転構造を得るもので
ある。
平１−８２７１号特許出願及び特願平１−１８４３６２
号特許出願において、非線形光学材料に対するドメイン
制御方法を提案した、この方法は、シングルドメイン化
された非線形光学材料を挟んでその相対向する両主面に
対向電極を配置または絶縁体を介して対向配置し、両電
極間に直流電圧を印加することによって局部的にドメイ
ン反転部を形成して周期ドメイン反転構造を得るもので
ある。
【０００９】しかしながらこのような方法により形成し
た周期ドメイン反転構造は、図４Ａ及びＢに示すように
、分極反転の幅ｗと厚さｔとの比ｔ／ｗが１以下であっ
た。このため周期ドメイン反転構造を微細にするとｔの
絶対値が小となってしまい、光導波路の厚さより小とな
ってしまう。即ち例えば分極反転の幅ｗが約１．５μｍ
とする場合、その厚さｔは約０．５μｍとなってしまい
、光導波路の厚さを約１．０μｍとする場合、充分その
光導波路部分とそのエバネッセント領域に周期ドメイン
反転構造が形成されないため、上述したような、非線形
光学定数の＋−を周期的に配列することにより基本波と
第２高調波の位相伝搬速度を等しくすることの効果が充
分得られず、ＳＨＧ効率の向上を阻む一因となっている
。
た周期ドメイン反転構造は、図４Ａ及びＢに示すように
、分極反転の幅ｗと厚さｔとの比ｔ／ｗが１以下であっ
た。このため周期ドメイン反転構造を微細にするとｔの
絶対値が小となってしまい、光導波路の厚さより小とな
ってしまう。即ち例えば分極反転の幅ｗが約１．５μｍ
とする場合、その厚さｔは約０．５μｍとなってしまい
、光導波路の厚さを約１．０μｍとする場合、充分その
光導波路部分とそのエバネッセント領域に周期ドメイン
反転構造が形成されないため、上述したような、非線形
光学定数の＋−を周期的に配列することにより基本波と
第２高調波の位相伝搬速度を等しくすることの効果が充
分得られず、ＳＨＧ効率の向上を阻む一因となっている
。
【００１０】このような方法に対して、電子線を非線形
光学材料に照射して、所要のパターンの周期ドメイン反
転構造を得る方法が提案されている（Ｒ．Ｗ．Ｋｅｙｓ
， Ａ．Ｌｏｎｉ， Ｂ．Ｊ．Ｌｕｆｆ， Ｐ．Ｄ．Ｔ
ｏｗｎｓｅｎｄ 他、Ｅｌｅｃｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ
ｅｒｓ １ｓｔ Ｆｅｂｕｒｕａｒｙ １９９０ Ｖｏ
ｌ．２６ Ｎｏ．３）。この方法では、図５に略線的断
面図を示すように、非線形光学材料としてＬＮ基板６１
の−ｃ面６１ｃ上に、厚さ５０ｎｍのＮｉＣｒ層６２を
被着した後厚さ４００ｎｍのＡｕ層６３を被着してこの
Ａｕ層６３を所要のパターンにパターニングし、このパ
ターニングされたＡｕ層６３上から電子ビームｅを照射
するものである。この場合は、基板６１を約５８０℃に
加熱して基板６１自体にそのｃ軸方向に１０Ｖ／ｃｍの
電界をかけ、１０ｋｅＶのエネルギーで、９ｍｍ２ に
対して全ドーズ量は１０１７、即ち約１０１６ｍｍ−２
の電子ビーム照射を１時間行っている。
光学材料に照射して、所要のパターンの周期ドメイン反
転構造を得る方法が提案されている（Ｒ．Ｗ．Ｋｅｙｓ
， Ａ．Ｌｏｎｉ， Ｂ．Ｊ．Ｌｕｆｆ， Ｐ．Ｄ．Ｔ
ｏｗｎｓｅｎｄ 他、Ｅｌｅｃｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ
ｅｒｓ １ｓｔ Ｆｅｂｕｒｕａｒｙ １９９０ Ｖｏ
ｌ．２６ Ｎｏ．３）。この方法では、図５に略線的断
面図を示すように、非線形光学材料としてＬＮ基板６１
の−ｃ面６１ｃ上に、厚さ５０ｎｍのＮｉＣｒ層６２を
被着した後厚さ４００ｎｍのＡｕ層６３を被着してこの
Ａｕ層６３を所要のパターンにパターニングし、このパ
ターニングされたＡｕ層６３上から電子ビームｅを照射
するものである。この場合は、基板６１を約５８０℃に
加熱して基板６１自体にそのｃ軸方向に１０Ｖ／ｃｍの
電界をかけ、１０ｋｅＶのエネルギーで、９ｍｍ２ に
対して全ドーズ量は１０１７、即ち約１０１６ｍｍ−２
の電子ビーム照射を１時間行っている。
【００１１】しかしながらこのような方法による場合、
非線形光学材料の表面に、絶縁体或いは電極材料等の物
質を被着してパターニングし、さらに高温の熱処理及び
高温中での電圧印加という工程において、非線形光学材
料の表面が汚れる恐れがある。またこの場合、ＬＮ基板
から酸素分子の外拡散によって分極反転を形成するため
、Ｌｉ外拡散法と同様に組成の変化により屈折率の変動
をもたらす恐れがあり、特性の変動を生ずる恐れがある
。
非線形光学材料の表面に、絶縁体或いは電極材料等の物
質を被着してパターニングし、さらに高温の熱処理及び
高温中での電圧印加という工程において、非線形光学材
料の表面が汚れる恐れがある。またこの場合、ＬＮ基板
から酸素分子の外拡散によって分極反転を形成するため
、Ｌｉ外拡散法と同様に組成の変化により屈折率の変動
をもたらす恐れがあり、特性の変動を生ずる恐れがある
。
【００１２】このような問題を解決するために、本出願
人は先に特願平３−２６３５８号特許出願において、図
６に略線的拡大斜視図を示すように、シングルドメイン
化された非線形光学材料の例えばＬＮ結晶１に対して加
速電圧１５ｋＶ以上、又は照射電流密度１μＡ／ｍｍ２
以上の荷電粒子例えば電子線ｅを、最終的に得る周期
ドメイン反転構造３のパターンに対応するパターンに局
部的に照射して、周期ドメイン反転構造３の分極反転３
Ａを形成する方法を提案した。
人は先に特願平３−２６３５８号特許出願において、図
６に略線的拡大斜視図を示すように、シングルドメイン
化された非線形光学材料の例えばＬＮ結晶１に対して加
速電圧１５ｋＶ以上、又は照射電流密度１μＡ／ｍｍ２
以上の荷電粒子例えば電子線ｅを、最終的に得る周期
ドメイン反転構造３のパターンに対応するパターンに局
部的に照射して、周期ドメイン反転構造３の分極反転３
Ａを形成する方法を提案した。
【００１３】しかしながら、このような方法によって形
成した場合、微細なドメイン反転領域を得ることが難し
いという問題がある。例えば上述の製法により形成した
ドメイン反転領域の一例の模式図を図７に示す。この例
では、導電体５を幅４μｍ、ピッチ８μｍの帯状パター
ンとしてパターン照射を行ってドメイン反転領域を形成
した面を、フッ酸ＨＦと硝酸Ｈ２ ＮＯ３ との比をＨ
Ｆ：Ｈ２ ＮＯ３ ＝１：４（容量比）として混合した
７０℃のエッチング液に２分〜５分浸漬した後、顕微鏡
写真に基づいて倍率６５０倍として描いたパターン図で
ある。図７に示すように、上述の方法によって形成した
場合は各ドメイン反転領域３Ａが段差状となり、望まし
い幅及びピッチのドメイン反転領域が得られない恐れが
ある。
成した場合、微細なドメイン反転領域を得ることが難し
いという問題がある。例えば上述の製法により形成した
ドメイン反転領域の一例の模式図を図７に示す。この例
では、導電体５を幅４μｍ、ピッチ８μｍの帯状パター
ンとしてパターン照射を行ってドメイン反転領域を形成
した面を、フッ酸ＨＦと硝酸Ｈ２ ＮＯ３ との比をＨ
Ｆ：Ｈ２ ＮＯ３ ＝１：４（容量比）として混合した
７０℃のエッチング液に２分〜５分浸漬した後、顕微鏡
写真に基づいて倍率６５０倍として描いたパターン図で
ある。図７に示すように、上述の方法によって形成した
場合は各ドメイン反転領域３Ａが段差状となり、望まし
い幅及びピッチのドメイン反転領域が得られない恐れが
ある。
【００１４】このように、分極反転３Ａのパターンが段
差状となったり切断したりする場合は、例えば上述の周
期ドメイン反転構造３の、擬似的に基本波と第２高調波
の位相伝搬速度を等しくする位相整合条件を安定して満
たすことができなくなって、２次高調波光の出力が低下
して歩留りの低下を来す恐れがある。
差状となったり切断したりする場合は、例えば上述の周
期ドメイン反転構造３の、擬似的に基本波と第２高調波
の位相伝搬速度を等しくする位相整合条件を安定して満
たすことができなくなって、２次高調波光の出力が低下
して歩留りの低下を来す恐れがある。
【００１５】本発明が解決しようとする課題は、ドメイ
ン反転構造の形状の制御性の向上をはかって、ドメイン
反転構造を有する光デバイス装置の歩留りの向上をはか
ることである。
ン反転構造の形状の制御性の向上をはかって、ドメイン
反転構造を有する光デバイス装置の歩留りの向上をはか
ることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその略
線的拡大上面図を示すように、ニオブ酸リチウム結晶（
ＬＮ結晶）１の表面に、ドメイン制御用の直線状パター
ン６をＬＮ結晶１のミラー面Ｍ１と直交する方向に選定
する。
線的拡大上面図を示すように、ニオブ酸リチウム結晶（
ＬＮ結晶）１の表面に、ドメイン制御用の直線状パター
ン６をＬＮ結晶１のミラー面Ｍ１と直交する方向に選定
する。
【００１７】
【作用】上述したように、本発明によるドメイン制御方
法では、ＬＮ結晶１の表面にドメイン制御用の直線状パ
ターン６をＬＮ結晶１のミラー面Ｍ１と直交する方向即
ち図１において矢印ａで示す方向に選定するものである
が、このようなミラー面即ち結晶構造が対称となる面を
図２の模式的上面図に示す。ＬＮ結晶の場合、図２の＋
Ｚ面において紙面に直交する３つの面Ｍ１、Ｍ２及びＭ
３が存在する。そしてこの各ミラー面Ｍ１、Ｍ２及びＭ
３に直交する方向は、実質的にＬＮ結晶１の図２におい
て矢印ａで示すＹ軸に平行な方向と、矢印ｂ及びｃで示
すＹ軸と±６０°を成す方向となる。
法では、ＬＮ結晶１の表面にドメイン制御用の直線状パ
ターン６をＬＮ結晶１のミラー面Ｍ１と直交する方向即
ち図１において矢印ａで示す方向に選定するものである
が、このようなミラー面即ち結晶構造が対称となる面を
図２の模式的上面図に示す。ＬＮ結晶の場合、図２の＋
Ｚ面において紙面に直交する３つの面Ｍ１、Ｍ２及びＭ
３が存在する。そしてこの各ミラー面Ｍ１、Ｍ２及びＭ
３に直交する方向は、実質的にＬＮ結晶１の図２におい
て矢印ａで示すＹ軸に平行な方向と、矢印ｂ及びｃで示
すＹ軸と±６０°を成す方向となる。
【００１８】このような直線状パターン６の方向の選定
は、例えば周期ドメイン反転構造を形成するための電子
線照射パターンの延長方向又は電子線照射を阻止する導
電パターンや絶縁パターンの延長方向を選定することに
よって行うことができ、この方向をミラー面に対して直
交する方向に選定することによって、図３に示すように
、段差のない直線状パターンの分極反転３Ａを得ること
ができた。
は、例えば周期ドメイン反転構造を形成するための電子
線照射パターンの延長方向又は電子線照射を阻止する導
電パターンや絶縁パターンの延長方向を選定することに
よって行うことができ、この方向をミラー面に対して直
交する方向に選定することによって、図３に示すように
、段差のない直線状パターンの分極反転３Ａを得ること
ができた。
【００１９】このことは、図２において模式的に分極反
転３Ａの形状を示すように、電子線スポットの照射等に
よって形成した分極反転３Ａの形状が、矢印ａ，ｂ及び
ｃで示す方向に沿った辺を有する六角形状をなすことか
ら、このようなミラー面Ｍ１，Ｍ２及びＭ３に直交する
方向を境界として分極反転が起こり易くなり、結果的に
直線状パターンの方向をこのような方向に選定すること
によってドメイン反転構造の形状が滑らかになるものと
思われる。
転３Ａの形状を示すように、電子線スポットの照射等に
よって形成した分極反転３Ａの形状が、矢印ａ，ｂ及び
ｃで示す方向に沿った辺を有する六角形状をなすことか
ら、このようなミラー面Ｍ１，Ｍ２及びＭ３に直交する
方向を境界として分極反転が起こり易くなり、結果的に
直線状パターンの方向をこのような方向に選定すること
によってドメイン反転構造の形状が滑らかになるものと
思われる。
【００２０】従って本発明製法によれば良好な周期ドメ
イン反転構造を得ることができ、光デバイス装置の歩留
りの向上をはかることができる。
イン反転構造を得ることができ、光デバイス装置の歩留
りの向上をはかることができる。
【００２１】
【実施例】以下図１を参照して本発明方法を詳細に説明
する。この場合、ＬＮ結晶１上に周期的に直線状のドメ
イン反転構造３を形成する場合で、先ずＬＮ結晶１の厚
さ方向即ち図１において紙面と直交する符号ｚで示す方
向にｃ軸（Ｚ軸）を有し、この場合主面１Ｃ側を−ｃ面
とする。このＬＮ結晶１は例えばそのキュリー温度直下
の例えば１２００℃程度まで昇温してその厚さ方向に外
部直流電圧を全面的に印加することによって、全面的に
ｃ軸の厚さ方向即ち符号ｚで示す方向に揃えて単分域化
即ちシングルドメイン化されて成る。
する。この場合、ＬＮ結晶１上に周期的に直線状のドメ
イン反転構造３を形成する場合で、先ずＬＮ結晶１の厚
さ方向即ち図１において紙面と直交する符号ｚで示す方
向にｃ軸（Ｚ軸）を有し、この場合主面１Ｃ側を−ｃ面
とする。このＬＮ結晶１は例えばそのキュリー温度直下
の例えば１２００℃程度まで昇温してその厚さ方向に外
部直流電圧を全面的に印加することによって、全面的に
ｃ軸の厚さ方向即ち符号ｚで示す方向に揃えて単分域化
即ちシングルドメイン化されて成る。
【００２２】そしてこのＬＮ結晶１上から荷電粒子例え
ば電子線を、図１に示すように、ミラー面Ｍ１に対して
直交する矢印ａで示す方向即ちこの場合Ｙ軸に沿う方向
に延長する直線状パターン６としてＬＮ結晶１に対して
主面１Ｃの上方からパターン照射する。このときの照射
条件は、加速電圧を例えば２５ｋＶとし、ビーム電流を
例えば１０００ｐＡとして、走査速度を５０μｍ２ ／
ｓｅｃとする。
ば電子線を、図１に示すように、ミラー面Ｍ１に対して
直交する矢印ａで示す方向即ちこの場合Ｙ軸に沿う方向
に延長する直線状パターン６としてＬＮ結晶１に対して
主面１Ｃの上方からパターン照射する。このときの照射
条件は、加速電圧を例えば２５ｋＶとし、ビーム電流を
例えば１０００ｐＡとして、走査速度を５０μｍ２ ／
ｓｅｃとする。
【００２３】このときのＬＮ結晶１のドメイン反転形状
を、図３の模式図に示す。図３は、ＬＮ結晶１に電子線
を照射してドメイン反転領域を形成した面を、フッ酸と
硝酸との比がＨＦ：Ｈ２ ＮＯ３ ＝１：４（容量比）
の７０℃のエッチング液に２分〜５分浸漬した後、その
顕微鏡写真に基づいて倍率２５０倍として描いたパター
ン図である。図３から明らかなように、この場合のドメ
イン形状は滑らかな直線状であることがわかる。
を、図３の模式図に示す。図３は、ＬＮ結晶１に電子線
を照射してドメイン反転領域を形成した面を、フッ酸と
硝酸との比がＨＦ：Ｈ２ ＮＯ３ ＝１：４（容量比）
の７０℃のエッチング液に２分〜５分浸漬した後、その
顕微鏡写真に基づいて倍率２５０倍として描いたパター
ン図である。図３から明らかなように、この場合のドメ
イン形状は滑らかな直線状であることがわかる。
【００２４】このように各ドメイン反転部を滑らかに直
線状に形成することができるため、図１に示すように直
線状パターン６を平行に複数に配列して周期ドメイン反
転構造３を得る場合、その直線状パターン６のピッチｐ
を８μｍ程度の微細なパターンとすることができる。
線状に形成することができるため、図１に示すように直
線状パターン６を平行に複数に配列して周期ドメイン反
転構造３を得る場合、その直線状パターン６のピッチｐ
を８μｍ程度の微細なパターンとすることができる。
【００２５】このようにして得た直線状パターン６のド
メイン反転構造３を有するＬＮ結晶１を例えばＳＨＧと
して利用する場合は、シングルドメイン化されたＬＮ結
晶１上に例えば周知のプロトン交換法等によって光導波
路を形成した後、上述した荷電粒子照射を行うことによ
って、ＳＨＧデバイス装置を得ることができる。この場
合は、上述したように８μｍピッチ程度の微細な直線パ
ターンの周期ドメイン反転構造を得ることができること
から、ＳＨＧデバイス装置のドメイン反転による疑似位
相整合を均一に行うことができる。
メイン反転構造３を有するＬＮ結晶１を例えばＳＨＧと
して利用する場合は、シングルドメイン化されたＬＮ結
晶１上に例えば周知のプロトン交換法等によって光導波
路を形成した後、上述した荷電粒子照射を行うことによ
って、ＳＨＧデバイス装置を得ることができる。この場
合は、上述したように８μｍピッチ程度の微細な直線パ
ターンの周期ドメイン反転構造を得ることができること
から、ＳＨＧデバイス装置のドメイン反転による疑似位
相整合を均一に行うことができる。
【００２６】尚、上述の例では直線状パターン６の延長
方向をＹ軸に平行に選定した場合であるが、その他ミラ
ー面に直交する方向の、例えばこのＹ軸に対して±６０
°を成す方向に選定しても良い。
方向をＹ軸に平行に選定した場合であるが、その他ミラ
ー面に直交する方向の、例えばこのＹ軸に対して±６０
°を成す方向に選定しても良い。
【００２７】
【発明の効果】上述したように、本発明ドメイン制御方
法によれば、ＬＮ結晶上に直線状パターンのドメイン反
転構造を、滑らかに断切れなく形成することができる。 従って、８μｍピッチ程度の微細な直線パターンのドメ
イン反転構造を滑らかに形成することができる。
法によれば、ＬＮ結晶上に直線状パターンのドメイン反
転構造を、滑らかに断切れなく形成することができる。 従って、８μｍピッチ程度の微細な直線パターンのドメ
イン反転構造を滑らかに形成することができる。
【００２８】また、このようなＬＮ結晶をＳＨＧ素子に
用いる場合は、ドメイン反転構造による疑似位相整合条
件を均一に満たすことができて、ＳＨＧ素子の歩留りの
向上をはかることができる。
用いる場合は、ドメイン反転構造による疑似位相整合条
件を均一に満たすことができて、ＳＨＧ素子の歩留りの
向上をはかることができる。
【００２９】
【図１】本発明ドメイン制御方法を示す略線的拡大上面
図である。
図である。
【図２】リチウム酸ニオブ結晶のミラー面を示す模式的
上面図である。
上面図である。
【図３】ニオブ酸リチウム結晶のドメインを示す顕微鏡
写真に基づくパターン図である。
写真に基づくパターン図である。
【図４】従来の周期ドメイン反転構造の略線的拡大断面
図である。
図である。
【図５】従来の周期ドメイン反転構造の製法を示す略線
的拡大断面図である。
的拡大断面図である。
【図６】周期ドメイン反転構造を有する光デバイス装置
の製法を示す略線的拡大斜視図である。
の製法を示す略線的拡大斜視図である。
【図７】ニオブ酸リチウム結晶のドメインを示す顕微鏡
写真に基づくパターン図である。
写真に基づくパターン図である。
１ ニオブ酸リチウム結晶（ＬＮ結晶）１Ｃ 主面
３ 周期ドメイン反転構造
６ 直線状パターン
Ｍ１ ミラー面
Ｍ２ ミラー面
Ｍ３ ミラー面
Claims (1)
- 【請求項１】 ニオブ酸リチウム結晶の表面に、ドメ
イン制御用の直線状パターンを上記ニオブ酸リチウム結
晶のミラー面と直交する方向に選定することを特徴とす
るドメイン制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031061A JPH04270322A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | ドメイン制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031061A JPH04270322A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | ドメイン制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04270322A true JPH04270322A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=12320961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3031061A Pending JPH04270322A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | ドメイン制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04270322A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334008B2 (en) | 1998-02-19 | 2001-12-25 | Nec Corporation | Optical circuit and method of fabricating the same |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP3031061A patent/JPH04270322A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334008B2 (en) | 1998-02-19 | 2001-12-25 | Nec Corporation | Optical circuit and method of fabricating the same |
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