JPH05241215A - 第２高調波発生素子 - Google Patents
第２高調波発生素子Info
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- JPH05241215A JPH05241215A JP7848192A JP7848192A JPH05241215A JP H05241215 A JPH05241215 A JP H05241215A JP 7848192 A JP7848192 A JP 7848192A JP 7848192 A JP7848192 A JP 7848192A JP H05241215 A JPH05241215 A JP H05241215A
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- Japan
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- domain
- substrate
- inverted
- grating
- harmonic
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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]
Abstract
(57)【要約】
【目的】 周期的な面状スパイク分極反転格子を用いた
基板をリング共振器に用いることで青色ＳＨＧを高効率
のＳＨＧ素子を実現する。 【構成】 ＬｉＴａＯ3基板上表面に面状スパイク分極
反転格子を形成するために、基板表面に格子パタ−ンの
プロトン交換層を形成し、パタ−ン形成後、温度２００
℃以上で保持時間１０分以内で熱処理を行う。前記熱処
理温度までの温度勾配を５０℃／分以上、熱処理温度か
らの降温速度を５０℃／分以上で行い面状スパイク分極
反転格子が作製できた。作製した基板をリング共振器内
に挿入する事で高効率の青色ＳＨＧ素子が実現できる。
基板をリング共振器に用いることで青色ＳＨＧを高効率
のＳＨＧ素子を実現する。 【構成】 ＬｉＴａＯ3基板上表面に面状スパイク分極
反転格子を形成するために、基板表面に格子パタ−ンの
プロトン交換層を形成し、パタ−ン形成後、温度２００
℃以上で保持時間１０分以内で熱処理を行う。前記熱処
理温度までの温度勾配を５０℃／分以上、熱処理温度か
らの降温速度を５０℃／分以上で行い面状スパイク分極
反転格子が作製できた。作製した基板をリング共振器内
に挿入する事で高効率の青色ＳＨＧ素子が実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非線形強誘電体光学材料
であるＬｉＴａＯ3やＬｉＮｂＯ3基板を用いた第２高調
波発生素子（以下ＳＨＧ素子）におけるＳＨＧ素子の高
効率化に関するものである。
であるＬｉＴａＯ3やＬｉＮｂＯ3基板を用いた第２高調
波発生素子（以下ＳＨＧ素子）におけるＳＨＧ素子の高
効率化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型軽量の青色光源として、波長
８３０ｎｍの半導体レーザを導波路型のＳＨＧ素子で半
分の波長４１５ｎｍの青色の光に変換することが注目さ
れている。例えば特開昭６１−１８９３４公報に記載さ
れているようにＬｉＮｂＯ3基板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して
光導波路を形成する方法）により光導波路を形成し、上
記光導波路の一端に基本波を入射し、チェレンコフ放射
によりＳＨＧ光を発生させることが提案されている。こ
れを図２に示す。さらに最近では例えばElectronics Le
tters,25,11（１９８９年）の第７３１〜７３２頁で論
じられているように、分極反転を用いて位相整合を行う
方法が提案された。すなわち図３に示すようにＬｉＮｂ
Ｏ3基板上にＴｉ拡散によって周期格子を作製し、約１
１００℃に加熱して周期格子層だけの分極を反転させ、
その後プロトン交換法によって光導波路を作製し、基本
波を入射しＳＨＧ光を取り出すものである。ＬｉＴａＯ
3基板を用いる場合には例えばAppl.Phys.Lett.58(24)
（１９９１年）第２７３２〜２７３４頁で論じられてい
る様にＴｉ拡散の替わりにプロトン交換法によって周期
格子を作製し、約６００℃に加熱し周期格子層だけ分極
を反転させ、さらにプロトン交換法によって光導波路を
作製する方法も試みられている。これを図４に示す。ま
た図６に示すように共振器内にＬｉＮｂＯ3基板などの
非線形結晶を挿入し、角度および温度整合によりＳＨＧ
光を得る方法も試みられている。
８３０ｎｍの半導体レーザを導波路型のＳＨＧ素子で半
分の波長４１５ｎｍの青色の光に変換することが注目さ
れている。例えば特開昭６１−１８９３４公報に記載さ
れているようにＬｉＮｂＯ3基板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して
光導波路を形成する方法）により光導波路を形成し、上
記光導波路の一端に基本波を入射し、チェレンコフ放射
によりＳＨＧ光を発生させることが提案されている。こ
れを図２に示す。さらに最近では例えばElectronics Le
tters,25,11（１９８９年）の第７３１〜７３２頁で論
じられているように、分極反転を用いて位相整合を行う
方法が提案された。すなわち図３に示すようにＬｉＮｂ
Ｏ3基板上にＴｉ拡散によって周期格子を作製し、約１
１００℃に加熱して周期格子層だけの分極を反転させ、
その後プロトン交換法によって光導波路を作製し、基本
波を入射しＳＨＧ光を取り出すものである。ＬｉＴａＯ
3基板を用いる場合には例えばAppl.Phys.Lett.58(24)
（１９９１年）第２７３２〜２７３４頁で論じられてい
る様にＴｉ拡散の替わりにプロトン交換法によって周期
格子を作製し、約６００℃に加熱し周期格子層だけ分極
を反転させ、さらにプロトン交換法によって光導波路を
作製する方法も試みられている。これを図４に示す。ま
た図６に示すように共振器内にＬｉＮｂＯ3基板などの
非線形結晶を挿入し、角度および温度整合によりＳＨＧ
光を得る方法も試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、次に示すような問題点があった。図２に示
すチェレンコフ放射を用いる方法では２２に示すように
発生するＳＨＧ光のビーム形状が三日月型となり、極め
て波面収差が大きく、これを回折限界まで絞り込むこと
はほとんど不可能である。上記例に対して新しく提案さ
れた図３、４に示す分極反転を用いて位相整合を行う方
法はＳＨＧ光がコリメートされた光であるため、チェレ
ンコフ放射光と比較して集光が極めて容易であるという
利点を持つ。しかし、分極反転格子の断面形状が、Ｔｉ
拡散法で形成されたものは３１に示すように三角形であ
り、プロトン交換法では４１に示すように半円形である
ため、理想的な矩型断面の分極反転格子を持つＳＨＧ素
子本来の効率でＳＨＧ光を発生できていない。図６で示
す構成において共振器ミラー１３の内面は基本波１６を
９８％反射させるもので２％が共振器内に入射される。
共振器内に入射された光は、基本波を反射しＳＨＧ光は
透過する共振器ミラー１４と全反射ミラー１５によるリ
ング共振器を形成している。共振器内のＬｉＮｂＯ3結
晶２１で位相整合によりＳＨＧ光１７を得るものであ
る。この構造ではバルク結晶の常光と異常光の屈折率分
散の差を利用するもので非線形光学係数のｄ31を用い、
最も大きなｄ33を用いることができず、ＬｉＮｂＯ3基
板２１を用いた場合、青色ＳＨＧ光ではなく緑色ＳＨＧ
しか得られない。また、温度許容幅が０．７℃・ｃｍと
非常に小さいことが問題である。本発明の目的は周期的
な面状の分極反転格子を用いた基板をリング共振器に用
いることで青色ＳＨＧを高効率で得られるＳＨＧ素子を
実現することにある。
来技術には、次に示すような問題点があった。図２に示
すチェレンコフ放射を用いる方法では２２に示すように
発生するＳＨＧ光のビーム形状が三日月型となり、極め
て波面収差が大きく、これを回折限界まで絞り込むこと
はほとんど不可能である。上記例に対して新しく提案さ
れた図３、４に示す分極反転を用いて位相整合を行う方
法はＳＨＧ光がコリメートされた光であるため、チェレ
ンコフ放射光と比較して集光が極めて容易であるという
利点を持つ。しかし、分極反転格子の断面形状が、Ｔｉ
拡散法で形成されたものは３１に示すように三角形であ
り、プロトン交換法では４１に示すように半円形である
ため、理想的な矩型断面の分極反転格子を持つＳＨＧ素
子本来の効率でＳＨＧ光を発生できていない。図６で示
す構成において共振器ミラー１３の内面は基本波１６を
９８％反射させるもので２％が共振器内に入射される。
共振器内に入射された光は、基本波を反射しＳＨＧ光は
透過する共振器ミラー１４と全反射ミラー１５によるリ
ング共振器を形成している。共振器内のＬｉＮｂＯ3結
晶２１で位相整合によりＳＨＧ光１７を得るものであ
る。この構造ではバルク結晶の常光と異常光の屈折率分
散の差を利用するもので非線形光学係数のｄ31を用い、
最も大きなｄ33を用いることができず、ＬｉＮｂＯ3基
板２１を用いた場合、青色ＳＨＧ光ではなく緑色ＳＨＧ
しか得られない。また、温度許容幅が０．７℃・ｃｍと
非常に小さいことが問題である。本発明の目的は周期的
な面状の分極反転格子を用いた基板をリング共振器に用
いることで青色ＳＨＧを高効率で得られるＳＨＧ素子を
実現することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は図１に示
すように周期的に面状の分極反転格子を作製し、リング
共振器に用いることで高効率の青色ＳＨＧ光を発生させ
ることにある。ＬｉＴａＯ3またはＬｉＮｂＯ3基板にお
けるスパイク状分域の存在は、例えばJ.Appl.Phys.vol.
46,No.3（１９７５年）の１０６３頁に見られるように
良く知られていたが、これまでスパイク状分域を制御す
る手段はなかった。本発明はこのスパイク状分域の生成
を人為的に制御することで、基板のｃ軸方向に垂直に延
びる性質を利用して、高効率ＳＨＧ素子を達成するとい
うものである。そこで我々はスパイク状分域領域が出現
する条件について検討したところ、ＬｉＴａＯ3または
ＬｉＮｂＯ3基板が比較的急速な熱履歴を受けたときに
スパイク状分域領域が多く出現することを見いだした。
このことは急速な熱変化に対応して分極の大きさが急激
に変化し、そのため分域壁周辺に実効的な電界が発生す
るためであり、このためスパイク状分域が分極の方向で
あるｃ軸に沿って成長するものと考えられる。このため
同様の現象は熱変化だけでなく例えば応力によってもス
パイク状分域を生成できる可能性があると考えられる。
もし分域の芽を周期的に形成すれば、このスパイク状分
域を周期的に配置することができると考えるに至った。
分域の芽としては、局所的に分極の大きさあるいはその
向きが周辺部分と異なった領域が分域の芽となりうる可
能性があると考えられる。以上の考えに基づき、ＬｉＴ
ａＯ3またはＬｉＮｂＯ3基板上表面に面状の周期的スパ
イク状分極反転格子を形成するために、基板表面に周期
的な格子パタ−ンを形成後、適当な昇降温速度で熱処理
を行い周期的なスパイク状の分極反転格子基板を形成
し、リング共振器に用いることで高効率のＳＨＧ素子を
実現できると考えた。また分極反転格子の幅は使用する
光の波長によって選ばれるがほぼ１μｍ以上１０μｍ以
下の範囲で表面に形成した分域の芽領域の幅とほぼ等し
くすることにより望ましい矩型状の分極反転格子が実現
できる。前記スパイク状分極反転格子は基板表面より内
部方向に形成され、その先端が単一ないし複数のスパイ
クの集まりで、また深さが基板の厚さより小さいことを
特徴としている。
すように周期的に面状の分極反転格子を作製し、リング
共振器に用いることで高効率の青色ＳＨＧ光を発生させ
ることにある。ＬｉＴａＯ3またはＬｉＮｂＯ3基板にお
けるスパイク状分域の存在は、例えばJ.Appl.Phys.vol.
46,No.3（１９７５年）の１０６３頁に見られるように
良く知られていたが、これまでスパイク状分域を制御す
る手段はなかった。本発明はこのスパイク状分域の生成
を人為的に制御することで、基板のｃ軸方向に垂直に延
びる性質を利用して、高効率ＳＨＧ素子を達成するとい
うものである。そこで我々はスパイク状分域領域が出現
する条件について検討したところ、ＬｉＴａＯ3または
ＬｉＮｂＯ3基板が比較的急速な熱履歴を受けたときに
スパイク状分域領域が多く出現することを見いだした。
このことは急速な熱変化に対応して分極の大きさが急激
に変化し、そのため分域壁周辺に実効的な電界が発生す
るためであり、このためスパイク状分域が分極の方向で
あるｃ軸に沿って成長するものと考えられる。このため
同様の現象は熱変化だけでなく例えば応力によってもス
パイク状分域を生成できる可能性があると考えられる。
もし分域の芽を周期的に形成すれば、このスパイク状分
域を周期的に配置することができると考えるに至った。
分域の芽としては、局所的に分極の大きさあるいはその
向きが周辺部分と異なった領域が分域の芽となりうる可
能性があると考えられる。以上の考えに基づき、ＬｉＴ
ａＯ3またはＬｉＮｂＯ3基板上表面に面状の周期的スパ
イク状分極反転格子を形成するために、基板表面に周期
的な格子パタ−ンを形成後、適当な昇降温速度で熱処理
を行い周期的なスパイク状の分極反転格子基板を形成
し、リング共振器に用いることで高効率のＳＨＧ素子を
実現できると考えた。また分極反転格子の幅は使用する
光の波長によって選ばれるがほぼ１μｍ以上１０μｍ以
下の範囲で表面に形成した分域の芽領域の幅とほぼ等し
くすることにより望ましい矩型状の分極反転格子が実現
できる。前記スパイク状分極反転格子は基板表面より内
部方向に形成され、その先端が単一ないし複数のスパイ
クの集まりで、また深さが基板の厚さより小さいことを
特徴としている。
【０００５】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳しく説明す
る。図１は本発明によるＳＨＧ素子の実施例を示す構成
および動作説明図、図５（ａ）〜（ｇ）は上記ＳＨＧ素
子の製造工程を示す図である。図７は本発明によるＳＨ
Ｇ素子のもう一つの実施例を示す構成および動作説明
図、図８、９は本発明の実施例を説明する図である。図
１０はスパイク状分極反転格子を示す写真である。図１
において、１１は表面が−ｃ面であるＬｉＴａＯ3単結
晶基板で自発分極の向きは下向きである。１２は分極が
スパイク状に反転された部分で、この部分では分極の向
きは上向きである。M.Didomenico Jr.らの文献 Journal
of Applied Physics Vol.40, No.2 ７２０〜７３４頁
によると非線形光学係数の符号はＬｉＮｂＯ3またはＬ
ｉＴａＯ3等の空間群Ｒ３ｃの強誘電体結晶の場合自発
分極の向きと一致する。従って、本実施例の基板の非線
形光学係数ｄ33も周期的に反転されているといえる。こ
の構成において共振器ミラー１３の内面は基本波１６を
９８％反射させるもので２％が共振器内に入射される。
共振器内に入射された光は、基本波を反射しＳＨＧ光は
透過する共振器ミラー１４と全反射ミラー１５によるリ
ング共振器を形成している。１６は入射基本波で結晶表
面に垂直方向に偏光している。１７は結晶内部で発生し
たＳＨＧ光であり、１４のミラーを透過し、結晶表面に
垂直な方向に偏光している。次に、本発明の分極反転格
子の形成方法を図５を用いて説明する。図５（ａ）に示
すようにＬｉＴａＯ3基板の−Ｚ（ｃ）面を使用するレ
ーザ光波長λの１／１０程度まで研磨した基板１１を用
意する。（ｂ）１１の−Ｚ面上にＴａ膜５１を３０ｎｍ
スパッタリングで成膜する。（ｃ）５１膜上にホトレジ
スト５２をスピンコートし、分極反転１２を行う部分が
窓あけされたホトマスクを用い、通常のホトリソグラフ
ィ技術によりホトレジスト５２のパターニングを行っ
た。ホトマスクのパタ−ン周期は１〜１０μｍで発生さ
せるＳＨＧ光の周期に合わせてある。（ｄ）パターニン
グしたホトレジスト５２をマスクとして、ＣＦ3Ｃｌガ
スを用いたＲＩＥによるドライエッチングにより、Ｔａ
膜５１をパターニングする。（ｅ）ホトレジスト５２を
アセトンにより除去し、ピロ燐酸を用いてプロトン交換
を２６０℃、３０〜６０分で行うことで、５３のプロト
ン交換層が形成される。（ｆ）Ｔａ膜５１をＮａＯＨの
水溶液でエッチングする。（ｇ）上記５３のプロトン交
換層が形成された基板を電気炉に挿入し、熱処理を行う
ことでスパイク状分極反転層１２を形成させる。熱処理
条件は温度５４０℃で保持時間０．５分、熱処理温度ま
での昇温速度を５０℃／分以上で行い、熱処理温度から
の降温速度を５０℃／分以上で行うことによりスパイク
状分極反転格子１２が作製できた。その深さは基板表面
に形成されるプロトン交換格子パタ−ン深さより大きく
基板厚さより小さかった。またその幅はプロトン交換パ
タ−ンの幅とほぼ等しい。図７は本発明のもう一つの実
施例を示す図であり、分極反転格子基板が光軸に対して
傾斜されているものである。この傾斜角度θにより結晶
内の光路長が変化する。図８にＬｉＴａＯ3結晶の傾斜
角度に対する光路長の変化量を示す。傾斜角度が結晶の
全反射角度２７°以下とすると光路長の変化量は約２％
となる。図９の分極反転格子幅とＳＨＧ波長の関係よ
り、分極反転格子幅に対するＳＨＧ波長の関係は０．０
１５μｍ／ｎｍであり、分極反転格子の幅が１．５μｍ
とすると光路長が２％変化するとＳＨＧ波長は約２ｎｍ
調整できる。このことから明らかなように基本波である
半導体レーザの波長ばらつきに対して基板を傾斜させる
ことで波長調整が可能となる。図１０は作製されたスパ
イク状分極反転格子の断面写真である。以上示した作製
方法で面状スパイク分極反転格子を作製し、光の入射端
面を研磨し、素子長２ｍｍのＳＨＧ素子を作製した。作
製したＳＨＧ素子に波長８３０ｎｍの基本波を入射した
ところ、４１５ｎｍの青色ＳＨＧ光が得られた。この時
のＳＨＧ光出力は０．５ｍＷであり、ＳＨＧ効率は５％
であった。このことにより、面状スパイク分極反転格子
を用いることが高効率のＳＨＧ素子に有用であることが
分かった。
る。図１は本発明によるＳＨＧ素子の実施例を示す構成
および動作説明図、図５（ａ）〜（ｇ）は上記ＳＨＧ素
子の製造工程を示す図である。図７は本発明によるＳＨ
Ｇ素子のもう一つの実施例を示す構成および動作説明
図、図８、９は本発明の実施例を説明する図である。図
１０はスパイク状分極反転格子を示す写真である。図１
において、１１は表面が−ｃ面であるＬｉＴａＯ3単結
晶基板で自発分極の向きは下向きである。１２は分極が
スパイク状に反転された部分で、この部分では分極の向
きは上向きである。M.Didomenico Jr.らの文献 Journal
of Applied Physics Vol.40, No.2 ７２０〜７３４頁
によると非線形光学係数の符号はＬｉＮｂＯ3またはＬ
ｉＴａＯ3等の空間群Ｒ３ｃの強誘電体結晶の場合自発
分極の向きと一致する。従って、本実施例の基板の非線
形光学係数ｄ33も周期的に反転されているといえる。こ
の構成において共振器ミラー１３の内面は基本波１６を
９８％反射させるもので２％が共振器内に入射される。
共振器内に入射された光は、基本波を反射しＳＨＧ光は
透過する共振器ミラー１４と全反射ミラー１５によるリ
ング共振器を形成している。１６は入射基本波で結晶表
面に垂直方向に偏光している。１７は結晶内部で発生し
たＳＨＧ光であり、１４のミラーを透過し、結晶表面に
垂直な方向に偏光している。次に、本発明の分極反転格
子の形成方法を図５を用いて説明する。図５（ａ）に示
すようにＬｉＴａＯ3基板の−Ｚ（ｃ）面を使用するレ
ーザ光波長λの１／１０程度まで研磨した基板１１を用
意する。（ｂ）１１の−Ｚ面上にＴａ膜５１を３０ｎｍ
スパッタリングで成膜する。（ｃ）５１膜上にホトレジ
スト５２をスピンコートし、分極反転１２を行う部分が
窓あけされたホトマスクを用い、通常のホトリソグラフ
ィ技術によりホトレジスト５２のパターニングを行っ
た。ホトマスクのパタ−ン周期は１〜１０μｍで発生さ
せるＳＨＧ光の周期に合わせてある。（ｄ）パターニン
グしたホトレジスト５２をマスクとして、ＣＦ3Ｃｌガ
スを用いたＲＩＥによるドライエッチングにより、Ｔａ
膜５１をパターニングする。（ｅ）ホトレジスト５２を
アセトンにより除去し、ピロ燐酸を用いてプロトン交換
を２６０℃、３０〜６０分で行うことで、５３のプロト
ン交換層が形成される。（ｆ）Ｔａ膜５１をＮａＯＨの
水溶液でエッチングする。（ｇ）上記５３のプロトン交
換層が形成された基板を電気炉に挿入し、熱処理を行う
ことでスパイク状分極反転層１２を形成させる。熱処理
条件は温度５４０℃で保持時間０．５分、熱処理温度ま
での昇温速度を５０℃／分以上で行い、熱処理温度から
の降温速度を５０℃／分以上で行うことによりスパイク
状分極反転格子１２が作製できた。その深さは基板表面
に形成されるプロトン交換格子パタ−ン深さより大きく
基板厚さより小さかった。またその幅はプロトン交換パ
タ−ンの幅とほぼ等しい。図７は本発明のもう一つの実
施例を示す図であり、分極反転格子基板が光軸に対して
傾斜されているものである。この傾斜角度θにより結晶
内の光路長が変化する。図８にＬｉＴａＯ3結晶の傾斜
角度に対する光路長の変化量を示す。傾斜角度が結晶の
全反射角度２７°以下とすると光路長の変化量は約２％
となる。図９の分極反転格子幅とＳＨＧ波長の関係よ
り、分極反転格子幅に対するＳＨＧ波長の関係は０．０
１５μｍ／ｎｍであり、分極反転格子の幅が１．５μｍ
とすると光路長が２％変化するとＳＨＧ波長は約２ｎｍ
調整できる。このことから明らかなように基本波である
半導体レーザの波長ばらつきに対して基板を傾斜させる
ことで波長調整が可能となる。図１０は作製されたスパ
イク状分極反転格子の断面写真である。以上示した作製
方法で面状スパイク分極反転格子を作製し、光の入射端
面を研磨し、素子長２ｍｍのＳＨＧ素子を作製した。作
製したＳＨＧ素子に波長８３０ｎｍの基本波を入射した
ところ、４１５ｎｍの青色ＳＨＧ光が得られた。この時
のＳＨＧ光出力は０．５ｍＷであり、ＳＨＧ効率は５％
であった。このことにより、面状スパイク分極反転格子
を用いることが高効率のＳＨＧ素子に有用であることが
分かった。
【０００６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、周期的な面状スパイク分極反転格子を用いた
基板をリング共振器に用いることで青色ＳＨＧを高効率
で得られるＳＨＧ素子が実現できた。
によれば、周期的な面状スパイク分極反転格子を用いた
基板をリング共振器に用いることで青色ＳＨＧを高効率
で得られるＳＨＧ素子が実現できた。
【図１】本発明の実施例を説明するための構造図であ
る。
る。
【図２】チェレンコフ輻射を用いた従来のＳＨＧ素子を
示す図である。
示す図である。
【図３】三角形状の分極反転格子を用いた従来のＳＨＧ
素子を示す図である。
素子を示す図である。
【図４】半円状の分極反転格子を用いた従来のＳＨＧ素
子を示す図である。
子を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ本発明に係る面状ス
パイク分極反転格子の作製方法を示す図である。
パイク分極反転格子の作製方法を示す図である。
【図６】ＬｉＮｂＯ3を用いた従来のリング共振器ＳＨ
Ｇ素子を示す図である。
Ｇ素子を示す図である。
【図７】本発明の実施例を説明するためのもう一つの構
造図である。
造図である。
【図８】本発明の実施例を説明するための結晶の傾斜角
度に対する光路長の変化を示す図である。
度に対する光路長の変化を示す図である。
【図９】本発明の実施例を説明するためのＳＨＧ波長に
対する分極反転格子幅を示す図である。
対する分極反転格子幅を示す図である。
【図１０】スパイク状分極反転格子を示す金属組織写真
である。
である。
１１ 基板（ＬｉＴａＯ3） １２ 面状スパイク分極反転領域 １３、１４共振器ミラー １５ 全反射ミラー １６ 基本波 １７ ＳＨＧ出力光 ２１ 基板（ＬｉＮｂＯ3） ２２ チェレンコフＳＨＧ光 ２３ 光導波路 ３１ 三角状分極反転領域 ４１ 半円状分極反転領域 ５１ Ｔａ膜 ５２ ホトレジスト ５３ プロトン交換領域
Claims (14)
- 【請求項１】 ＬｉＴａＯ3またはＬｉＮｂＯ3基板に周
期的な面状の分極反転領域を形成した分極反転格子基板
を用いることを特徴とする第２高調波発生素子。 - 【請求項２】 前記分極反転格子基板の一方向に光を透
過させるリング共振器に用いて第２高調波を発生させる
こと特徴とする請求項１の第２高調波発生素子。 - 【請求項３】 前記分極反転格子基板を全反射角以内で
傾斜させることを特徴とする請求項１ないし２の分極反
転格子を用いた第２高調波発生素子。 - 【請求項４】 前記分極反転領域の幅は基板の幅と同じ
ないし小さいことを特徴とする請求項１ないし３の分極
反転格子基板を用いた第２高調波発生素子。 - 【請求項５】 前記分極反転領域の深さ方向は先端が単
一ないし複数のスパイク状の尖った形状を持つことを特
徴とする請求項１ないし４の分極反転格子基板を用いた
第２高調波発生素子。 - 【請求項６】 前記分極反転領域の周期方向の幅が１μ
ｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１な
いし５の分極反転格子基板を用いた第２高調波発生素
子。 - 【請求項７】 前記分極反転領域はその深さが周期方向
の幅より大きいことを特徴とする請求項１ないし６の分
極反転格子基板を用いた第２高調波発生素子。 - 【請求項８】 前記分極反転領域は熱処理により形成さ
れることを特徴とする請求項１ないし７の分極反転格子
基板を用いた第２高調波発生素子。 - 【請求項９】 前記熱処理温度までの昇温時もしくは熱
処理温度からの降温時の一方または両方に５０℃／分以
上の温度変化速度を含むことを特徴とする請求項８の分
極反転格子基板を用いた第２高調波発生素子。 - 【請求項１０】 前記基板表面に分域反転の核となる格
子パタ−ンを形成し、その格子パターンと周期が一致し
た周期を持つ分極反転領域を形成することを特徴とする
請求項１ないし９の分極反転格子基板を用いた第２高調
波発生素子。 - 【請求項１１】 前記格子パタ−ンの周期方向の幅が１
μｍ以上１０μｍ以下であり、分域反転領域の幅が格子
パタ−ン幅とほぼ等しいことを特徴とする請求項１０の
分極反転格子基板を用いた第２高調波発生素子。 - 【請求項１２】 前記基板表面に格子パタ−ン状のプロ
トン交換層を形成し熱処理を行うことを特徴とする請求
項１０ないし１１の分極反転格子基板を用いた第２高調
波発生素子。 - 【請求項１３】 前記格子パタ−ン状のプロトン交換層
の形成後、熱処理温度が２００℃以上でありかつ熱処理
時間が１０分以内であることを特徴とする請求項１０の
分極反転格子基板を用いた第２高調波発生素子。 - 【請求項１４】 前記分極反転格子は基板表面より内部
に形成し、深さが基板の厚さより小さいことを特徴とす
る請求項１ないし１３の分極反転格子基板を用いた第２
高調波発生素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7848192A JPH05241215A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 第２高調波発生素子 |
| US08/008,310 US5412502A (en) | 1992-01-24 | 1993-01-25 | Second harmonic generating element and the production method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7848192A JPH05241215A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 第２高調波発生素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05241215A true JPH05241215A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=13663193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7848192A Pending JPH05241215A (ja) | 1992-01-24 | 1992-02-28 | 第２高調波発生素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05241215A (ja) |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP7848192A patent/JPH05241215A/ja active Pending
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