JPH05142608A - 広波長帯域第２高調波発生装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 波長帯域の広い高効率の第二高調波発生素子
を提供する。 【構成】 基板（１）と光導波部路上に４）を構成する
薄膜（２）と基板（１）の一部ならび光導波路上に薄膜
を介して少なくとも一対の電極を設け、この電極間に直
流電圧を印加することにより分極反転格子周期に整合す
る電界を発生して各部の誘電率値を変化させ、これによ
り入力基本波波長に応じて光導波路内の位相整合条件を
調整し、波長帯域を拡張するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置、レ−
ザプリンタ、その他の光応用装置の光源の短波長化に係
り、とくに波長が約８００ｎｍの半導体レ−ザ光を波長
が約４００ｎｍの青色光に変換するような、導波路型の
第２高調波発生素子（ＳＨＧ，Seconnd Harmonic Gener
ator）とその製造方法、および上記第２高調波発生素子
を用いたバルク型光ヘッド、集積化光ヘッド、ディスク
装置、レーザビームプリンタ等の光情報処理機器用部品
と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からレ−ザ光の短波長化により光記
録再生装置における記録密度の向上、レーザビームプリ
ンタにおける高精彩化などが進展するものと期待されて
いるものの、例えば半導体レーザ波長を従来の８００ｎ
ｍから５００ｎｍ以下に短縮するには、従来のレ−ザに
用いられているIII−Ｖ族半導体をII-VI族半導体に変更
する必要があり簡単なことではなかった。このため赤外
光例えば波長８００ｎｍの半導体レーザ光（赤外光）
を、光学的非線形性を利用して波長４００ｎｍの第２高
調波に変換する方法が注目されている。

【０００３】このような第２高調波発生素子により第２
高調波を効率よく発生させるためには、基本波と第２高
調波間にエネルギー保存則と運動量保存則とが満足され
る必要がある。ところが一般に光学材料の屈折率は波長
によって変化するため、エネルギー保存則を満足する波
長間では運動量の保存法則が成立しないという問題が発
生するので、基本波と第２高調波間の位相整合をとる必
要があった。上記位相整合とは、第２高調波発生素子内
で発生した無数の第２高調波成分が光導波路内を伝搬す
る過程で互いに同位相で合波されるようにすることであ
る。上記位相整合により、発生した第２高調波成分は互
いに強め合う方向に合成されて出力される。

【０００４】上記位相整合法にはいくつかの方法が提案
されている。例えば特開昭６１−１８９６４公報には、
図４に示すように、ＬｉＮｂＯ₃単結晶基板４１上にプ
ロトン交換法（ＬｉＮｂＯ₃のＬｉイオンとプロトンを
一部置換する方法）により光導波路４２を形成し、その
一端面より基板表面と垂直な方向に偏光した基本波４３
を入射し、チェレンコフ放射により発生した基板表面と
垂直な方向に偏光した第二高調波４４を取り出す方法が
提案されている。この方法では第２高調波が導波路から
外へ放射する放射モードであり位相整合は満足される。

【０００５】また、１９８９年の電子情報通信学会秋季
全国大会予稿集Ｃ−２４９には角度位相整合と称する方
法が報告されている。上記角度位相整合法においては図
３に示すように、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）
基板３１上にマグネシウムをドープしたニオブ酸リチウ
ム（ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ₃と略称する）を液相成長させ
て形成した光導波路３２を設け、その一端面に基板表面
と垂直なｚ方向に偏光（ＴＥ偏光）した基本波３３を入
射させ、他端面から基板表面と平行なｘ方向に偏光（Ｔ
Ｍ偏光）した第２高調波３４を出射させるようにしてい
る。光導波路３２内を基本波３３が伝播する過程で屈折
率の非線形性により基本波３３は第２高調波３４成分に
変換されていく。このとき、基本波３３と第２高調波３
４成分の伝播速度が等しければ第２高調波成分は常に位
相整合されて出力するので最大の第２高調波出力を得る
ことができる。

【０００６】しかしながら屈折率は一般に光の周波数に
比例して変化するので、上記位相整合条件は満たされな
い。例えば基本波３３と第２高調波３４の偏光方向がと
もにｚ方向であると上記位相整合条件を満たせないの
で、図３に示すように第２高調波３４の偏光方向をｘ方
向にして、上記位相整合条件を満たす屈折率がｘ方向に
存在する結晶を用いるようにするのである。すなわち、
結晶の異方性を利用して位相整合を行っている。

【０００７】また、エレクトロニクス、レターズ（Elec
tronics,Letters）第２５巻，第７３１〜７３２頁には
図５に示すように、自発分極を持つ強誘電体、例えばＬ
ｉＮｂＯ₃基板５１上に自発分極方向を等ピッチで反転
させた分極反転層５３と、プロトン交換法により形成し
た光導波路５２を設け、光導波路５２の一端よりｚ方向
に偏光した基本波５４を入射し、他端より同様にｚ方向
に偏光した第２高調波５５を取り出す方法が提案されて
いる。ここでは図６に示すように、上記自発分極の反転
により光導波路５２内で発生する第２高調波成分に強弱
をつけ、上記自発分極の反転ピッチの長さを調節して強
い第２高調波成分同志を位相整合して取り出すようにす
るのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記図４に示したチェ
レンコフ放射を用いる方法では、第２高調波４４が三日
月型となるため波面収差が大きく、これを光ディスク装
置等に用いる微小光スポットまで絞り込むことはほとん
ど不可能であった。また、図３に示した従来方法にはＬ
ｉＮｂＯ₃のような非線形光学係数の大きな強誘電体材
料を用いるので、第２高調波３４の波長が５００ｎｍ以
下の場合には屈折率の波長分散性により十分に位相整合
することができず純粋な青色光が得られないという問題
があった。

【０００９】また、基本波３３と第２高調波３４の偏光
方向が直交するため各偏光方向における屈折率の温度係
数が大きく異なるため、温度変化により伝播速度が変化
し位相整合条件が崩れるので、許容温度幅は０．１℃程
度に狭められ、また光導波路３２の膜厚精度には０．０
１μｍ以下というような非現実的な値が要求されるとい
う問題もあった。

【００１０】一方、図５に示した分極反転格子を用いる
第２高調波発生素子においては、第２高調波は光導波路
に閉じ込められるので出射光を容易に絞り込むことがで
き、また、基本波５４と第２高調波５５が同じ方向に偏
光するのでそれぞれの屈折率の温度係数も略等しくなる
ため図３における許容温度幅０．２℃を約３℃に改善で
きるものの実用的には不十分であるうえ、一種の回折格
子であるため波長選択性が厳しく、半導体レーザ光源の
波長が僅か１ｎｍ変化しただけでも効率がほとんどゼロ
となるというような問題があった。

【００１１】このため、例えば、アイ・イー・イー・イ
ーのジャーナル・オブ・カンタム・エレクトロニクス、
第２６巻、第７号の１２６５〜１２７６頁には上記分極
反転格子の周期を徐々に変化させて波長選択性を改善す
ることが提案されているが、このように分極反転格子の
周期を連続的に変えると極めて短い分極反転格子部分の
みが第２高調波の発生に寄与するので効率が低下し、ま
た素子の長さが大きくなるという問題があった。また、
実際上、数ミクロンオーダーの周期の１／１０以下の分
解能で変調された格子を作製することは極めて困難であ
った。

【００１２】本発明の目的は、波面収差が小さな第２高
調波を発生することができ、同時に光源の波長の変化に
対して特性が変化しない高効率で作製が容易な導波路形
の広波長帯域第２高調波発生装置とその製造方法を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、自発分極を有する光学基板内に該基板より屈折率の
高い光導波路を形成し、少なくとも上記光導波路内の自
発分極を周期的に反転する分極反転格子により入射基本
波光の第２高調波成分を発生するようにした第２高調波
発生装置において、少なくとも上記光導波路上に光学的
に透明な薄膜を介して一対の電極を設け、上記電極間に
直流電圧を印加して、入射基本波光波長λに対する上記
光導波路の実効屈折率Ｎ（λ）と上記第２高調波光の波
長λ／２に対する実効屈折率Ｎ（λ／２）の差、すなわ
ち、ΔＮ＝Ｎ（λ／２）−Ｎ（λ）の変化分を補償する
ようにする。

【００１４】さらに、上記一対の電極を複数の電極対に
分割して各電極対の電極間隔と対応する分極反転格子部
分の周期を相互に異なるようし、上記直流電圧を上記複
数の中の少なくとも一つの電極対に印加するようにす
る。また、上記複数の電極対の電極間隔と上記分極反転
格子の周期を連続的に変化するようにする。また、上記
各電極対の電極形状を櫛型にして、各櫛型形状部分を互
い違いに配列するようにする。

【００１５】さらに上記第２高調波光の強度を検出して
上記直流電圧を制御するようにし、さらに複数の電極対
を用いる場合には、上記第２高調波光の強度により上記
複数の電極対の一つを選択して上記直流電圧を印加する
ようにする。また、上記基板の材質を、マグネシウムが
ドープされたニオブ酸リチウム、またはマグネシウムが
ドープされていないニオブ酸リチウム、またはタンタル
酸リチウム、またはタンタルニオブ酸リチウムとし、上
記基板上の分極反転格子の間隙部に上記基板と自発分極
方向が同一の強誘電体単結晶薄膜を設けるようにする。

【００１６】また上記強誘電体単結晶薄膜を、酸素及び
水蒸気雰囲気下で上記強誘電体単結晶薄膜の原料粉末を
ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₂Ｏ₄）、またはフッ化リチウ
ム（ＬｉＦ）、またはフッ化カリウム（ＫＦ）等のフラ
ックス材と共に加熱してその溶融体を得る工程と、前記
溶融体に上記基板の表面を浸漬して上記溶融体温度を結
晶析出温度に降下し、上記基板上に上記強誘電体単結晶
薄膜を液相エピタキシャル成長させて上記基板の分極方
向を前記薄膜に転写する工程とにより形成するようにす
る。

【００１７】

【作用】上記一対の電極、または複数の電極対の中の一
つの電極対に直流電圧を印加することにより、入射基本
波光の波長変化によって生ずる基本波光と第２高調波光
のそれぞれの実効屈折率の変化を補償し、これにより分
極反転格子内で発生される第２高調波成分の位相を合わ
せる。

【００１８】また、上記複数の電極対の各電極間隔を変
えることにより、入射基本波光の波長変化範囲が拡大さ
れる。さらに、上記第２高調波光の強度により所要の電
極対を選択して直流電圧を印加／制御することにより、
第２高調波発生効率を入射基本波光の波長変化によらず
自動的に最大に維持する。

【００１９】また、上記基板の材質を、マグネシウムが
ドープされたニオブ酸リチウム、またはマグネシウムが
ドープされていないニオブ酸リチウム、またはタンタル
酸リチウム、またはタンタルニオブ酸リチウムとし、上
記基板上の分極反転格子の間隙部に、酸素及び水蒸気雰
囲気下で強誘電体単結晶薄膜の原料粉末をホウ酸リチウ
ム（Ｌｉ₂Ｂ₂Ｏ₄）、またはフッ化リチウム（Ｌｉ
Ｆ）、またはフッ化カリウム（ＫＦ）等のフラックス材
と共に加熱して得られる溶融体に上記基板の表面を浸漬
して上記溶融体温度を結晶析出温度に降下し、上記基板
上に上記強誘電体単結晶薄膜を液相エピタキシャル成長
させることにより、基板の分極の向きを忠実に転写した
アスペクト比の高い分極反転格子が形成され、これによ
り光導波路の光伝播損失が低減される。

【００２０】

【実施例】

〔実施例 １〕図１は本発明による第２高調波発生素子
実施例の斜視図である。図１において、光導波路４に入
射される基本波５、および第２高調波である出射光６は
基板１表面に対してともに垂直方向（Ｃ軸方向）に偏光
している。表面が＋ｃ面である１ｍｏｌ％ＭｇＯドープ
のＺｃｕｔＬｉＮｂＯ₃単結晶基板１の表面には自発分
極が上向きのＬｉＮｂＯ₃単結晶薄膜２が設けられる。
薄膜２内には薄膜２と同一材質の光導波路４が設けら
れ、光導波路４内には薄膜２とは分極方向が逆（下向
き）の分極反転格子３が設けられている。

【００２１】図２は図１における光導波路４の断面図で
ある。Journal of Applied Physics誌、第４０巻、第２
号、７２０〜７３４頁においてM.Didomenico Jr.らは、
上記ＬｉＮｂＯ₃やＬｉＴａＯ₃等の空間群Ｒ３ｃ（結晶
の分類）に属する強誘電体結晶では自発分極の向きが反
転すると非線形光学係数の符号も反転することを報告し
ている。したがって上記光導波路４内では分極反転格子
３の存在により非線形光学係数が周期的に反転するの
で、分極反転格子３の部分で第２高調波が発生し、その
偏光方向は基本波と同一方向となるのである。また、分
極反転格子３のピッチΛを適正化することにより各分極
反転格子部で発生した第２高調波成分を同位相で合波す
ることができるのである。上記入射光５と出射光６はと
もにプロトン交換により作製されたチャンネル型の光導
波部４に閉じ込められて伝搬し、ともに結晶表面に対し
て垂直方向に偏光している。

【００２２】従来は上記光導波路４内各部の屈折率が温
度変化等変化したり、入射光５の波長がずれたりすると
上記分極反転格子３間の最適ピッチΛが変るため上記位
相整合条件が崩れて変換効率ηが急激に低下するという
問題があった。そこで本発明では、例えばＳｉＯ₂のよ
うな光学的に透明な材料により形成された透明層７上に
設けた金属薄膜電極８１、８２間に直流電圧を印加し、
電気光学効果を利用して屈折率を補正し、常に正しい位
相整合条件が得られるようにする。以下に、まず分極反
転格子を用いた位相整合条件を説明し、次いで上記金属
薄膜電極８１、８２間に印加する直流電圧によって生じ
る電気光学効果により屈折率を補正する方法について説
明する。

【００２３】式（１）および式（２）はそれぞれ、図１
の光導波路４内におけるｚ方向に偏光した平面波（波長
λ、角周波数ω＝２πｃ／λ）である基本波５と第２高
調波６のｚ方向電場成分を一般的に表現したものであ
る。

【数１】

【数２】 ただし、Ｎ（λ）、Ｎ（λ／２）等は、それぞれ光導波
路４内における基本波５および第２高調波６に対する実
効屈折率、ｃ．ｃはその前の指数項の複素共役項（Comp
lex Conjugate)である。

【００２４】また、Ｂ（ｘ，ｚ），Ｄ（ｘ，ｚ）はそれ
ぞれ基本波と第２高調波の光導波路断面内電界分布を表
す関数である。式（１）のＡ（ｙ）と式（２）における
Ｃ（ｙ）は上記基本波５と第２高調波６のｙ方向（進行
方向）における振幅変化を表し、光導波路４の光学非線
形性による上記基本波と第２高調波電場間の結合によっ
て規定される。

【００２５】式（３）と式（４）は上記Ｃ（ｙ）とＡ
（ｙ）のｙ方向変化率でありMaxwell方程式から導かれ
る。ただし、ε₀とμ₀はそれぞれ真空における誘電率と
透磁率である。

【数３】

【数４】 ここで指数項の中身である４π／λ（Ｎ（λ／２）−Ｎ
（λ））が位相の不整合量Δβを表している。また、積
分項は重なり積分とよばれ、素子の第２高調波発生効率
を支配する重要な項である。

【００２６】また、ｄ（ｘ，ｙ，ｚ）は非線形光学係数
であり、本発明のようにｄ（ｘ，ｙ，ｚ）の符号がｙ方
向にピッチΛで反転するようになっていると式（５）の
ようにフーリエ級数に展開することができる。

【数５】 上記フーリエ級数の次数Ｍが−１の場合に周期Λを式
（６）のように選ぶと位相整合が実現する。

【数６】

【００２７】しかし、周期Λを上記のように決定して
も、屈折率Ｎ（λ／２）、Ｎ（λ）等が温度変化した
り、波長λが変化したりすると、式（５）の整合条件が
崩れ上記Δβがゼロではなくなる。Δβがゼロでないと
きの基本波から第２高調波への変換効率ηは、式（３）
からヤコビの楕円関数を用いて式（７）のように導かれ
る。

【数７】 Ｌは素子長、Ｐ₀は入射基本波パワー、Ｋは基本波から
第２高調波への変換性能を表す結合係数で式（８）のよ
うに表される。

【数８】

【００２８】また、式（７）の楕円関数は、Ｋ√Ｐ₀Ｌ
νが小さいときには式（９）のように冪級数に展開でき
る。

【数９】 位相整合が完全に取れている場合にはΔβ＝０であるか
ら式（９）より、効率ηはほぼ結合係数Ｋの２乗に比例
し、入射パワーＰ₀に比例することがわかる。また、位
相整合が不完全な場合には式（９）の第２項以下がきい
てきて効率が低下する。例えば、図２のように理想的な
矩形の分極反転格子３において、基本波の波長を８３０
ｎｍ、プロトン光導波路の厚さを２μｍ、幅を３μｍと
し、その屈折率ｎｆが基板の屈折率ｎｓより０．０２だ
け大きい場合、式（８）より結合係数Ｋの値は４４０
（√Ｗ／ｍ）となる。

【００２９】図７は入力基本波パワーＰ₀を４０ｍＷ、
素子長Ｌを５ｍｍとした場合のΔＮと効率ηの低下の関
係をに示す図である。但し、ΔＮは式（１０）で定義さ
れた設計波長λ₀と実際の波長λ間の屈折率差である。

【数１０】 図７より、効率ηの値を最大値の０．８倍以上に保つに
は、ΔＮの絶対値を±２．５×１０~⁵以内に保つ必要が
あることがわかる。Sellmeinerは可視光の領域における
上記屈折率の波長依存性を式（１１）のように導出して
いる。

【数１１】

【００３０】一方、Ｔｉ−サファイアレーザ、色素レー
ザ、アルゴンレーザを用いて測定したところ、基板の屈
折率ｎｓに対する式（１１）内の各定数として式（１
２）に示すような値が得られた。

【数１２】 式（１１）、（１２）より、設計波長λ₀＝８３０（ｎ
ｍ）からの基本波波長のずれΔλ（ｎｍ）に対するΔＮ
を求めると近似的に式（１３）が得られる。

【数１３】 これより、ΔＮを±２．５×１０~⁵以下とするΔλの範
囲は±０．０４３ｎｍ以下となるが、通常の半導体レー
ザ波長は１ｎｍのオーダーでばらつくので、このような
範囲内にΔλの変動を抑えることは実際上不可能であ
る。

【００３１】そこで本発明では、図１に示した電極８１
と８２間に直流電圧を印加し、電気光学効果によって実
効屈折率Ｎ（λ／２）、Ｎ（λ）を変化させ、上記ΔＮ
を補償するようにする。式（１４）は上記直流電圧によ
り発生する直流電界Ｅdcと基本波λおよび第２高調波λ
／２に対する屈折率Ｎの変化分ΔＮとの関係を示す式で
ある。

【数１４】 式（１４）において、導波層内の基本波に対する屈折率
ｎｆ（λ）と同第二高調波に対する屈折率ｎｆ（λ／
２）の値は異なるので、共通の直流電界Ｅdcに対するそ
れぞれの実効屈折率の変化量ΔＮも異なり、これにより
前記電界Ｅdcの大きさや向きを調整して上記Δλの変動
によって生じたΔＮを打ち消すことができるのである。

【００３２】上記数値例に対応するΔＮは式（１５）の
ようになる。

【数１５】 ＬｉＮｂＯ₃の結晶破壊電界は約０．０１（Ｖ／ｎｍ）
であるから、これに対応するΔＮの補正範囲は±１．５
×１０~⁴となり、波長帯域を約０．７ｎｍまで拡大する
ことができる。なお、式（１４）におけるΓ₁、Γ₂はそ
れぞれ印加した直流電界の電界分布と第２高調波の導波
路断面内の電場分布Ｂ（ｘ，ｚ）、Ｄ（ｘ，ｚ）との重
なりを表す係数で約０．５である。ｒは電気光学係数で
あり本実施例の場合はＬｉＮｂＯ₃の最大の電気光学係
数ｒ₃₃₃が該当する。

【００３３】次ぎに図８を用いて上記図１に示した本発
明の第２高調波発生素子の製造方法を説明する。まず基
板上に液層エピタキシャル成長の核となる分極反転格子
３を作製する。図８（ａ）にて、ＭｇＯ１ｍｏｌ％ドー
プＬｉＮｂＯ₃基板１上にスパッタリングにより５ｎｍ
に成膜したＴｉ膜９１上に通常のホトリソグラフィ技術
によりパターニングしたホトレジスト９２を設け、これ
によりＴｉ膜９１をエッチングしてホトレジストを除去
しＴｉパターン９３を形成する。分極反転格子３の寸法
を変えて検討できるようにするため、上記ホトマスクの
パターン周期を２．５から３．５μｍの間で０．１μｍ
ずつ変えた１１種類を作製し、また、拡散によるボケを
考慮してパターンのラインとスペースの比を２：８とし
た。

【００３４】次いで、図８（ｂ）にて上記ウエハを拡散
炉に入れ、Ｌｉ₂Ｏの外拡散を防止するため、８０℃に
加熱した温水中を通したアルゴンガス、および酸素ガス
雰囲気内で１０４０℃にて３０分間熱処理し、深さ約
０．５μｍの分域反転域３を形成した。なお、上記Ｔｉ
膜９１を室温でＴｉのイオン注入により成膜してからパ
タ−ン化し上記熱処理を行なうと上記分極反転格子の精
度をさらに向上することができる。また、Ｔｉの他にＴ
ａ、Ｃｒ等の遷移金属等を用いることもできる。

【００３５】また、上記分極反転格子３はイオン交換法
によっても作製することができる。イオン交換法とは、
ＬｉＮｂＯ₃中のリチウムイオンを他のアルカリオイオ
ン（Ｈ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなど）に置換する方法の
ことであり、以下一例としてプロトン交換法を用いた分
極反転格子の作製法について説明する。まず、基板１上
に１００ｎｍのＣｒ膜をスパッタリングにより成膜し、
ホトマスクを用いて通常のホトリソグラフィ技術、およ
びエッチング技術により上記Ｃｒ膜上に分極反転格子３
の部分に対応する窓をあける。

【００３６】次に、石英容器中の安息香酸の加熱溶融液
中に上記基板を浸漬して処理温度は２００℃、処理時間
１５分にてプロトン交換処理を行ない、深さ約０．１μ
ｍのプロトン交換層を形成する。なお、上記熱処理温度
は１５０℃から２２０℃の間であれば支障ないが、処理
時間を短縮するためにはプロトン交換速度の比較的早い
２００〜２２０℃が好ましい。また、２２０℃以上にな
ると後の熱処理工程で基板表面が荒れるので好ましくな
い。また、上記安息香酸中に０．１から５ｍｏｌ％の安
息香酸リチウムを加えると、プロトン交換速度を変える
ことができる。次いで上記プロトン交換処理後に基板を
冷却し、エタノール中で超音波洗浄して上記Ｃｒ膜を除
去する。次いで熱処理炉中で１０３０℃で１５分間、熱
処理すると深さ約１μｍの分極反転格子３が形成され
る。

【００３７】次ぎに、以上のようにして分極反転格子３
を形成した基板上に単結晶薄膜２を液層エピタキシャル
成長して形成する。まず、液層エピタキシャル成長に用
いる溶融体（光導波層４の原料）として、炭酸リチウム
Ｌｉ₂ＣＯ₃、硼酸Ｈ₃ＢＯ₃、五酸化ニオブＮｂ₂Ｏ₅、酸
化マグネシウムＭｇＯの混合粉末を酸素および水蒸気の
雰囲気の１２００℃の電気炉内で３時間加熱し、ＬｉＮ
ｂＯ₃が２０ｍｏｌ％、フラックス材料の硼酸リチウム
Ｌｉ₂Ｂ₂Ｏ₄が８０ｍｏｌ％の均一な溶融体を作製す
る。次いで、＋ｃ面が光学研磨された５ｍｏｌ％ＭｇＯ
ドープのＺｃｕｔＬｉＮｂＯ₃単結晶基板を６０℃／ｈ
の冷却速度で８００℃まで冷却した上記溶融体中に所定
時間浸漬して取り出し、電気炉中で３０℃／ｈの冷却速
度で室温に徐冷して図８（ｃ）のように、基板上に２．
５μｍ厚の１ｍｏｌ％ＭｇＯドープＬｉＮｂＯ₃薄膜２
を成長させた。

【００３８】上記処理により、あらかじめ形成した基板
の分極方向がエピタキシャル層に転写されるので、薄膜
２内にはアスペクト比の高い矩形の分極反転格子３が形
成される。なお、上記フラックス材料の硼酸リチウムＬ
ｉ₂Ｂ₂Ｏ₄添加量は７０から９０ｍｏｌ％の範囲が望ま
しく、また、上記溶融体への浸漬時間は薄膜の膜厚が
０．５から３μｍ程度であれば１０ないし３０分が適し
ている。また、上記フラックス材料には上記硼酸リチウ
ムの他にフッ化リチウムＬｉＦ、フッ化カリウムＫＦ、
五酸化バナジウムＶ₂Ｏ₅等を用いることもできる。次い
で図８（ｄ）に示すように、上記薄膜２を形成した基板
を水蒸気を含む酸素雰囲気内でアニールして酸素の欠損
を補う。

【００３９】次に上記薄膜２に光導波路４を形成する。
まず図８（ｅ）に示すように、スパッタリング法により
成膜した１００ｎｍ厚のＴａ膜９６上にホトレジスト９
５を塗布してホトマスク９４により光導波路４の部分を
パターニングし、図８（ｆ）に示すようにこのホトレジ
スト９５をマスクとして反応性イオンエッチングにより
Ｔａ膜をチャンネル幅３μｍにエッチングする。次いで
ホトレジスト９５を除去して上記と同様のプロトン交換
により光導波路を形成する。ただし、このプロトン交換
には、１ｍｏｌ％の安息香酸リチウムを添加した安息香
酸溶融液を用い、熱処理温度を２２０℃、熱処理時間を
１５分とする。

【００４０】次いで、基板を冷却後、エタノール中で超
音波洗浄を行なってＴａを除去し、４００℃の大気中に
て４５分間アニーリングを行なう。このアニーリング温
度が４２５℃より大きいと熱分解によりプロトン交換で
形成した光導波路４が消滅し、また、３７０℃以下では
熱処理時間が長くなり過ぎて光伝搬損失が増加するの
で、アニーリングの温度範囲は３７０から４２５℃と
し、処理時間を３０ないし６０分程度とすることが望ま
しい。次いで図８（ｇ）に示すように、バッファ層とし
て約０．２μｍ厚のＳｉＯ₂透明層７をプラズマＣＶＤ
法により堆積してから、アルミニウムとチタン合金の薄
膜８をスパッタリングで成膜し、通常のホトリソグラフ
ィ技術により電極８１と同８２を形成する。

【００４０】上記のようにして作成した本発明の第２高
調波発生素子の各屈折率と光伝搬損失を測定したところ
次ぎのような結果を得た。波長を８３０ｎｍにチューニ
ングし基板表面と垂直方向に偏光したＴｉ−Ｓレーザ光
をプリズムカップラを介して上記光導波路４に入射する
と、基板表面と垂直方向に電場の主成分を有する一本の
ＴＭモードが励振され、その実効屈折率Ｎ（ω）＝２．
１６８５であった。また、波長を４１５ｎｍにチューニ
ングした色素レーザによりで同様の測定を行うと、二本
のモードが励振され、低次モードの実効屈折率は、Ｎ
（２ω）＝２．３０１５であった。

【００４１】また、８３０ｎｍの光に対するをカットバ
ック法により測定したところ、０．５ｄＢ／ｃｍであっ
た。このように良好な光伝搬損失値が得られる理由は、
第一に液相エピタキシャル成長により化学量論的組成に
きわてて近い高品質の薄膜２が成長できたことであり、
第二にプロトン交換法により極めて低伝搬損失の光導波
路４が作製できたためである。式（６）により分極反転
周期Λを求めると（Ｍ＝１の場合）約３．１μｍである
から、３．１μｍの周期を持つ試料を光導波路長さ５ｍ
ｍ、幅５ｍｍに切断して光の入出面を研磨し第２高調波
発生実験用サンプルを作成した。

【００４２】上記試料を銅ブロックに搭載し、ペルチェ
素子を用いて試料温度を２５℃に保ち、対物レンズを介
してＴｉ−Ｓレーザ光をチャンネル部端面に入射し、そ
の波長を変えて第２高調波の発生効率を測定した。その
結果、波長８３０ｎｍ、４０ｍＷの基本波入力に対する
第２高調波出力は２．５ｍＷであり、フレネル反射損失
を考慮した効率は８．１％であった。式（７）より計算
される効率は１０％であるから上記実験では理論値の約
４／５の効率が得られたことになる。式（９）より第２
高調波の発生効率ηは基本波の入力パワーＰ₀に比例す
るので、上記実験結果を出力２００ｍＷの大出力半導体
レーザを結合効率５０％で光導波路へ結合した場合に当
てはめると、約２０％の効率と２０ｍＷ以上の第２高調
波出力が得られることになる。このように高効率の素子
が得られるのは、上記のように極めて良好な矩形形状の
分極反転格子３が加工できるためであり、上記第２高調
波出力は光磁気型光ディスクや相変化型光ディスクの書
き込み、再生用の光源として十分な出力を有している。

【００４３】次に電極８１と８２に直流電圧を印加し
て、電気光学効果による波長帯域の拡大効果の確認実験
を行ない、図９にのような結果を得た。図９（ａ）に上
記直流電圧を印加しない場合の波長特性であり、効率の
半値全幅約０．１ｎｍは理論値とよく一致している。図
９（ｂ）は電極８１と同８２間に直流電圧を印加して電
界Ｅｄｃを発生させた場合である。±６０Ｖの直流電圧
変化に対して基本波波長は点線に従って変化し、効率の
半値幅は約１．１ｎｍ、すなわち、同図（ａ）の場合の
約１０倍に拡大される通常のレ−ザ光源の基本波波長の
バラツキは１ｎｍ程度であるから、図９（ａ）の基本波
長幅では実用的な第２高調波出力を得る見込が立たな
い。しかし、図９（ｂ）では基本波波長範囲の１．１ｎ
ｍにわたって最大の第２高調波出力が得られるので、上
記通常のレ−ザ光源の基本波波長のバラツキ範囲を十分
にカバ−できることになる。

【００４４】〔実施例 ２〕上記〔実施例 １〕では分
極反転格子３と電極８１および８２の周期（ピッチ）は
一定であった。しかし、上記周期Λを変化させると基本
波の波長帯域をさらに拡大することができる。図１０は
上記分極反転格子３と電極８１と同８２の周期を変化さ
せた本発明による第２高調波発生素子の断面図である。
ＭｇＯを１ｍｏｌ％ドープしたＬｉＮｂＯ₃基板１０１
上に液層エピタキシャル成長により形成されたＬｉＮｂ
Ｏ₃単結晶薄膜１０２を設け、この薄膜１０２内に周期
がΛ₁〜Λｎまで変化するｎ種類の分極反転格子１０３
が形成し、さらにその上にＳｉＯ₂の透明層（バッファ
層）１０５と電極１０６を設けている。

【００４５】電極１０６のピッチは分極反転格子１０３
の周期の２分の１であり、Λ１／２からΛｎ／２まで変
化するｎ種類が設けられ、これらの電極１０６の一つに
直流電界を印加して屈折率を補正する。すなわち、上記
ｎ種類の電極のそれぞれがカバ−できる基本波波長帯域
がずれているので、入力する基本波波長帯域に応じて上
記電極の１つを選択して直流電圧を印加するようにする
と、全体として極めて広範な基本波波長帯域に対して良
好な第２高調波発生効率を維持することができるのであ
る。また、上記ｎ種類の各電極に共通の直流電圧を印加
するようにしてもよく、また、上記ｎ種類の電極を一ま
とめにして周期が連続的に変化するようにし、同様に共
通の直流電圧を印加するようにしてもよい。印加された
直流電圧に対して適合する電極部分のみが効率良く第２
高調波光を発生するからである。

【００４６】入射基本波は基板表面に垂直方向に偏光し
て入射され、また、分極反転格子１０３で発生される第
２高調波１０８も基板表面に対して垂直に偏光してい
る。表１はｎ＝１０の場合における分極反転格子の周期
Λｎとその長さＬｎ、および周期Λｎの分極反転格子の
基本波中心波長λｎ等をまとめて示す図である。

【表１】 これらの値は、まず式（１１）および式（１２）より、
波長λｎに対する基板と光導波路の屈折率ｎを求め、こ
の屈折率ｎより光導波路内を伝搬する基本波の実効屈折
率Ｎ（λｎ）と第２高調波の実効屈折率Ｎ（λｎ／２）
を求め、さらに上記Ｎ（λｎ）とＮ（λｎ／２）を用い
て式（６）より分極反転格子の周期Λｎを求めることに
より算出する。

【００４７】式（９）によれば第２高調波発生効率ηは
格子の長さＬの二乗に比例するので、各分極反転格子の
長さを実施例１における単一周期の分極反転格子の長さ
の１／２とすると、各分極反転格子１０３の第２高調波
発生効率ηは、基本波入力Ｐ₀＝４０ｍＷにおいて基板
端面のフレネル反射損失を考慮して約２％となり、第２
高調波出力は０．８ｍＷとなる。すなわち効率ηは単一
周期の素子に比べ小さくなる。また、式（９）よれば格
子の長さＬが短くなるにつれ波長帯域は大きくなるので
上記各格子の波長帯域は実施例１の場合に比べて約２倍
の２ｎｍに拡がることになる。したがって、上記１０種
類の各電極の波長帯域を図１１に示すように順次ずらせ
るようにすると、全体として略８１７ｎｍから８３７ｎ
ｍの基本波波長帯域範囲をカバ−することができる。

【００４８】図１１において、一点鎖線の特性が実施例
１の素子の波長特性、破線の特性が上記図１０の各分極
反転格子１０３の波長特性、実線は各点線の特性を総合
した素子全体の波長特性である。これより約２％の第２
高調波発生効率ηが約２０ｎｍの波長帯域、すなわち、
従来素子の約２００倍の波長帯域にわたって得られるこ
とがわかる。すなわち、本発明により半導体レーザの発
振波長のばらつき許容幅を拡張して第２高調波発生素子
の実用範囲を大幅に拡大することができるのである。さ
らに、式（９）からわかるように、例えば出力２００ｍ
Ｗの大出力半導体レーザを結合効率５０％で光導波路へ
結合するようにすると、略６％という高い第２高調波発
生効率を得ることができるので、光磁気型光ディスクや
相変化型光ディスクの書き込み／再生用に十分な光源を
提供することができるのである。

【００４９】次に図１０に示した第２高調波発生素子の
製造方法の一例を簡単に説明する。まず、ＭｇＯ１ｍｏ
ｌ％ドープＬｉＮｂＯ₃基板上に５ｎｍのＴｉ膜をスパ
ッタリング法により成膜してエレクトロンビーム（以下
ＥＢと略称する）描画用のレジストを塗布する。次いで
上記分極反転格子のパターン周期Λｎを表１に示したよ
うに分極反転格子の長さＬ＝２．５ｍｍごとに変化させ
てＥＢにより上記レジスト上に直接描画する。このＥＢ
の最小スポット径は表１に示した分極反転格子周期の分
解能である２５ｎｍと同程度である。次いで、上記パタ
ーンをエッチングによりＴｉ膜に転写してレジストを除
去する。

【００５０】以後の処理は実施例１と同様である。すな
わち、熱処理により基板上に分極反転格子を形成し、液
層エピタキシャル法により２．５μｍほどのＬｉＮｂＯ
₃単結晶薄膜を成長させて基板の分極を上記薄膜に転写
し、プロトン交換法により幅３μｍ、深さ２μｍのチャ
ンネル型の光導波路を作製し、プラズマＣＶＤ法により
バッファとなるＳｉＯ₂薄膜を堆積し、スパッタリング
法によりＡｌとＴｉの合金薄膜を成膜し、ＥＢ描画によ
り周期が分極反転格子に整合する電極を作製する。

【００５１】このようにして作製した本発明の試料を光
導波路に平行に２５ｍｍ、これと垂直な方向に５ｍｍの
長さで切断し、さらに光の入／出射面を研磨して第２高
調波素子を作成して第２高調波の発生実験を行った。Ｔ
ｉ−Ｓレーザ光を対物レンズを介して銅ブロックに搭載
した試料の光導波路入射面に入射し、ペルチェ素子によ
り温度を２５℃にして第２高調波の発生効率を測定し
た。その結果、波長８１６から８３６ｎｍ、４０ｍＷの
入射レーザ光に対して０．８ｍＷの出力が得られ、上記
広い基本波波長帯域が得られることを確認できた。

【００５２】次ぎに上記本発明の第２高調波発生素子を
用いた光源、光ヘッドとその応用装置等について説明す
る。 〔実施例 ３〕図１２は上記本発明の第２高調波発生素
子を搭載した小形可視光光源の構成図である。大出力の
半導体レーザ１２１（出力約１００ｍＷ、波長８３０ｎ
ｍ）の光をレンズ系１２２により上記本発明の第２高調
波発生素子１２３の反射防止膜をコートした光導波路端
面１２４に集光し、４１５ｎｍの第２高調波成分を通過
し８３０ｎｍの基本波を遮断するようにコーティングさ
れた出射面１２５より出射する。この第２高調波をコリ
メートレンズ系１２６により平行光にしてからビームス
プリッタ１２７を介してその一部を光検出器１３０へ導
くようにする。光検出器１３０は第２高調波成分の強度
検出信号を電圧調整装置１２９におくり、これに応じて
電圧調整装置１２９は直流電源１２８の出力電圧を制御
し、第２高調波発生素子１２３の電極、すなわち、図１
の８１と８２や、図１０の１０６等に供給する直流電圧
を変えて第２高調波の発生効率ηを所定の範囲内に保つ
ように動作する。

【００５３】〔実施例 ４〕図１３は上記図１２の可視
光光源を搭載した追記型光ディスク用ヘッドの構成例を
示す図である。１３１は上記第三実施例の小形可視光光
源であり、半導体レーザのモードホッピングを防止する
ために温度調整機１３１０が接続されている。小形可視
光光源１３１の第２高調波出力は偏波面を保存する光フ
ァイバ１３１１を介して、偏光ビームスプリッタ１３２
に導かれ、λ／４波長板１３３により円偏光に変換され
て対物レンズ１３４により光ディスク１３５上に集光さ
れる。光ファイバ１３１１により温度調整機１３１０を
搭載した光源部を光ヘッド本体から分離することがで
き、可動部を小形軽量化することができる。光ディスク
１３５からの反射光は偏光ビームスプリッタ１３２で反
射され、集光レンズ１３６を介してハーフミラー１３７
により２分されて、２分割ホトセンサ１３８と４分割ホ
トセンサ１３９上に導かれ、光ディスク１３５のトラッ
キング誤差信号とフォーカシング誤差信号、および再生
信号に変換される。

【００５４】〔実施例 ５〕図１４は図１２の可視光光
源を搭載した光磁気ディスク用ヘッドの構成例を示す図
である。図１２の可視光光源１４１に半導体レーザのモ
ードホッピングを防止するために温度調整機１４１０が
接続され、可視光光源１４１の第２高調波出力は偏波面
を保存する光ファイバ１４１１を介し偏光ビームスプリ
ッタ１４２を通過して反射プリズム１４３により立ち上
げられ、対物レンズ１４４を介して光ディスク１４５に
集光される。１４６は書き込み、消去の際に用いる磁場
を与えるための磁気コイルである。光ディスク面１４５
からの反射光は偏光ビームスプリッタ１４２により反射
され、λ／２波長板１４７を通過して集光レンズ１４８
で集光され、偏光ビームスプリッタ１４９で２分割さ
れ、２分割フォトセンサ１４１３と４分割フォトセンサ
１４１１上に導かれ、トラッキング誤差信号、フォーカ
シング誤差信号および光磁気再生信号に変換される。光
ファイバ１４１１により温度調整機１４１０を搭載した
光源部を光磁気ディスク用ヘッドから分離できるので、
可動部を小形軽量化することができる。小形可視光光源
の光学系を変更することにより再生専用型光ディスクま
たは相変化型光ディスクにも用いることができる。

【００５５】〔実施例 ６〕図１５は上記各実施例の光
ヘッドを用いた光情報記録再生装置１５４の概略構成図
である。アクチュエータ１５２に接続された光ヘッド１
５１は光記録媒体１５５からの光情報を電気信号に変換
して信号処理手段する。この光情報記録再生装置におい
ては本発明の第２高調波変換素子が生成する青色光を用
いることができるので、ディスク上のスポット径を０．
５μｍ程度に小さくできるので記録密度を従来の４倍に
高めることができる。また、光ヘッドの可動部を小型軽
量化できるのでアクセス時間を短縮することができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明により、従来の第２高調波発生素
子（ＳＨＧ）の難点であった入力基本波光の狭い許容波
長帯域幅を一桁以上拡大することができるので、実験室
レベルにあった第２高調波発生素子を実用化レベルに押
し上げることができる。すなわち、従来の赤外光の半導
体レ−ザに本発明の第２高調波発生素子を組合せること
により性能の安定した第２高調波発生装置を提供するこ
とができる。また、これにより、例えば、従来の光ディ
スクを含む各種光情報記録再生装置の記録密度を略４倍
に高めることができる。また、許容温度範囲を広げるこ
ともできるので、第２高調波発生装置から温度安定化装
置を削除または簡略化して小形、軽量、経済化すること
ができる。また、各種の半導体レーザと組み合わて使用
できるので上記可視光光源の設計製造を容易化し、低価
格することができる。さらに、本発明の製造方法により
第２高調波発生効率を高めることができるので、第２高
調波発生装置の出力レベルを高め、効率化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第２高調波発生素子実施例の斜視
図である。

【図２】本発明による第２高調波発生素子実施例の断面
図である。

【図３】モード位相整合法を用いた従来の第２高調波発
生素子の斜視図である。

【図４】チェレンコフ位相整合法を用いた従来の第２高
調波発生素子の斜視図である。

【図５】分極反転格子を用いた従来の第２高調波発生素
子の斜視図である。

【図６】位相整合の原理説明図である。

【図７】基本波波長に対する第２高調波発生効率の理論
的特性図である。

【図８】図１に示した本発明の第２高調波発生素子の製
造工程図である。

【図９】本発明適用前と本発明適用後の第２高調波出力
対波長特性を比較して示す図である。

【図１０】本発明による他の第２高調波発生素子実施例
の斜視図である。

【図１１】図１０の素子の波長対第２高調波発生効率特
性図である。

【図１２】本発明の第２高調波発生素子を搭載した可視
光光源の構成図である。

【図１３】図１２の可視光光源を搭載した追記型光ディ
スクヘッドの構成図である。

【図１４】図１２の可視光光源を搭載した光磁気型光デ
ィスクヘッドの構成図である。

【図１５】図１２、または図１３の光ヘッドを搭載した
光情報記録再生装置の構成図である。

【符号の説明】

１、１０１ 基板 ２、１０２ 各薄膜 ３、１０３ 分極反転格子 ４ 光導波路 ５ 入射光 ６ 出射光 ７ 透明層 ８１、８２、１０６ 各電極 ９１ Ｔｉ膜 ９２ フォトレジスト ９４ フォトマスク ９５ フォトレジスト １２１ 半導体レ−ザ １２３ 第２高調波発生素子 １２８ 直流電源 １２９ 電圧調整装置 １３０ 光検出器 １３１ 可視光光源 １３２、１４２ 偏光ビームスプリッタ １３３ λ／４波長板 １３４、１４４ 対物レンズ １３５ 光ディスク １３７ ハ−フミラ− １３８ ２分割ホトセンサ １３９ ４分割ホトセンサ １５１ 光ヘッド １５５ 光記録媒体 １３１０ 温度調整機 １３１１ 光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川本 和民 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 雨宮 恭子 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 牧尾 諭 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 伊藤 康平 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自発分極を有する光学基板内に該基板よ
   り屈折率の高い光導波路を形成し、少なくとも上記光導
   波路内の自発分極を少なくとも上記光導波路上に光学的
   に透明な薄膜を介して一対の電極を設け、上記電極間に
   直流電圧を印加して上記光導波路の屈折率を調整するよ
   うにしたことを特徴とする広波長帯域第２高調波発生装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記広波長帯域第２
   高調波発生装置に入射される基本波光の波長λに対する
   上記光導波路の実効屈折率Ｎ（λ）と上記第２高調波光
   の波長λ／２に対する実効屈折率Ｎ（λ／２）の差、す
   なわち、ΔＮ＝Ｎ（λ／２）−Ｎ（λ）の変化分を上記
   電極間に印加する直流電圧により補償するようにしたこ
   とを特徴とする広波長帯域第２高調波発生装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、上記一対の電極のそ
   れぞれを櫛型形状になし、上記各電極の櫛型形状部分を
   互い違いに配列するようにしたことを特徴とする広波長
   帯域第２高調波発生装置。
4. 【請求項４】 自発分極を有する光学基板内に該基板よ
   り屈折率の高い光導波路を形成し、少なくとも上記光導
   波路内に自発分極を周期的に反転する分極反転格子によ
   り入射基本波光の第２高調波成分を発生するようにした
   第２高調波発生装置において、上記分極反転格子を相互
   に異なる自発分極周期を有する複数の分極反転格子部に
   より構成し、少なくとも上記光導波路上に光学的に透明
   な薄膜を介して電極間隔が相互に異なる複数の電極対を
   設け、上記複数の電極対の中の少なくとも一対に直流電
   圧を印加して上記光導波路の屈折率を調整するようにし
   たことを特徴とする広波長帯域第２高調波発生装置。
5. 【請求項５】 自発分極を有する光学基板内に該基板よ
   り屈折率の高い光導波路を形成し、少なくとも上記光導
   波路内に自発分極を周期的に反転する分極反転格子によ
   り入射基本波光の第２高調波成分を発生するようにした
   第２高調波発生装置において、上記分極反転格子の周期
   を連続的に変化させ、少なくとも上記光導波路上に光学
   的に透明な薄膜を介して一対の電極を設け、上記電極の
   間隔を上記分極反転格子の連続的に変化する周期に合わ
   せるようにし、上記電極間に直流電圧を印加して上記光
   導波路の屈折率を調整するようにしたことを特徴とする
   広波長帯域第２高調波発生装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、上記複数の
   電極対のそれぞれの電極を櫛型形状にして、上記各電極
   の櫛型形状部分を互い違いに配列するようにしたことを
   特徴とする広波長帯域第２高調波発生装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   上記第２高調波光の強度を検出する光検出器と、上記光
   検出器の出力を監視して上記直流電圧を発生する電圧発
   生手段とを設けたことを特徴とする広波長帯域第２高調
   波発生装置。
8. 【請求項８】 請求項４ないし５のいずれかにおいて、
   上記第２高調波光の強度を検出する光検出器と、上記直
   流電圧の発生手段と、上記複数の電極対の一つを選択す
   る切替手段と、上記光検出器の出力を監視して上記切替
   手段と上記直流電圧発生手段の直流電圧とを制御する制
   御手段とを設けたことを特徴とする広波長帯域第２高調
   波発生装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかにおいて、
   自発分極を有する光学基板の材質を、マグネシウムがド
   ープされたニオブ酸リチウム、またはマグネシウムがド
   ープされていないニオブ酸リチウム、またはタンタル酸
   リチウム、またはタンタルニオブ酸リチウムとしたこと
   を特徴とする広波長帯域第２高調波発生装置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、上記基板上に周期
    的に自発分極方向が反転せする分極反転格子の間隙部に
    上記基板と自発分極方向が同一の強誘電体単結晶薄膜を
    設けたことを特徴とする広波長帯域第２高調波発生装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の広波長帯域第２高調
    波発生装置の製造方法において、酸素及び水蒸気雰囲気
    下で上記強誘電体単結晶薄膜の原料粉末をフラックスと
    共に加熱してその溶融体を得る工程と、前記溶融体に上
    記基板の表面を浸漬して上記溶融体温度を結晶析出温度
    に降下し、上記基板上に上記強誘電体単結晶薄膜を液相
    エピタキシャル成長させて上記基板の分極方向を前記薄
    膜に転写する工程とを有することを特徴とする請求項１
    ０記載の広波長帯域第２高調波発生装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、上記フラックス
    をホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₂Ｏ₄）、またはフッ化リチ
    ウム（ＬｉＦ）、またはフッ化カリウム（ＫＦ）とした
    ことを特徴とする広波長帯域第２高調波発生装置の製造
    方法。