JPH0572585A - 導波路結合型ｓｈｇ素子 - Google Patents
導波路結合型ｓｈｇ素子Info
- Publication number
- JPH0572585A JPH0572585A JP5897792A JP5897792A JPH0572585A JP H0572585 A JPH0572585 A JP H0572585A JP 5897792 A JP5897792 A JP 5897792A JP 5897792 A JP5897792 A JP 5897792A JP H0572585 A JPH0572585 A JP H0572585A
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- Japan
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- waveguide
- waveguide layer
- layer
- channel
- shg element
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 （１）基板３上に、非線形光学材料の第１の
導波路層２を有し、この上に中間層４を介して第２の導
波路層５を形成するか、あるいは、（２）前記第１の導
波路層の第１のチャンネルと、第２の導波路層の第２の
チャンネルとを互いに離間して設ける。いずれの場合
も、第１および第２の導波路層、あるいはチャンネルが
結合し、第１の導波路層２からは入射光と第２高調波が
出射し、第２の導波路層５からは入射光が出射する。 【効果】 結合導波路の位相係数により、基本波と第２
高調波との位相整合が可能となり、高出力ＳＨＧを得る
ことのできる薄膜導波路型ＳＨＧ素子が実現する。
導波路層２を有し、この上に中間層４を介して第２の導
波路層５を形成するか、あるいは、（２）前記第１の導
波路層の第１のチャンネルと、第２の導波路層の第２の
チャンネルとを互いに離間して設ける。いずれの場合
も、第１および第２の導波路層、あるいはチャンネルが
結合し、第１の導波路層２からは入射光と第２高調波が
出射し、第２の導波路層５からは入射光が出射する。 【効果】 結合導波路の位相係数により、基本波と第２
高調波との位相整合が可能となり、高出力ＳＨＧを得る
ことのできる薄膜導波路型ＳＨＧ素子が実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導波路結合型ＳＨＧ素
子に関する。
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光応用技術の進歩発展に伴い、光ディス
クメモリ、レーザプリンタ、半導体プロセスなど幅広い
分野で、光源レーザの短波長化が要求されている。特に
光ディスクシステム等の光機器分野への応用を考えると
小型化・低コスト化のために光源として半導体レーザを
用いることが前提となる。そこで、半導体レーザ自体の
短波長化の研究と平行して、非線形光学効果を応用した
第２高調波発生（ＳＨＧ）素子による短波長化の研究が
活発に行なわれている。特に半導体レーザを光源とする
場合は、数mWから数１０mWの入力光で高い変換効率を得
るために薄膜導波型のＳＨＧ素子を用いる必要がある。
クメモリ、レーザプリンタ、半導体プロセスなど幅広い
分野で、光源レーザの短波長化が要求されている。特に
光ディスクシステム等の光機器分野への応用を考えると
小型化・低コスト化のために光源として半導体レーザを
用いることが前提となる。そこで、半導体レーザ自体の
短波長化の研究と平行して、非線形光学効果を応用した
第２高調波発生（ＳＨＧ）素子による短波長化の研究が
活発に行なわれている。特に半導体レーザを光源とする
場合は、数mWから数１０mWの入力光で高い変換効率を得
るために薄膜導波型のＳＨＧ素子を用いる必要がある。
【０００３】この薄膜導波路を用いた光高調波発生で
は、第一に薄膜に集中した光のエネルギーを利用できる
ため高い変換効率が得られること、第二にバルク単結晶
においては基本波と第２高調波との位相整合のできない
物質でも薄膜のモード分散を利用して位相整合が可能に
なること、第三に、光波が薄膜内に集中され、チャンネ
ル型導波路では横方向にも閉じ込められ広がらないため
に、長い距離にわたって相互作用を行なわせることがで
きる、などの点で有利である。
は、第一に薄膜に集中した光のエネルギーを利用できる
ため高い変換効率が得られること、第二にバルク単結晶
においては基本波と第２高調波との位相整合のできない
物質でも薄膜のモード分散を利用して位相整合が可能に
なること、第三に、光波が薄膜内に集中され、チャンネ
ル型導波路では横方向にも閉じ込められ広がらないため
に、長い距離にわたって相互作用を行なわせることがで
きる、などの点で有利である。
【０００４】特に、半導体レーザでは、出力が低いの
で、入射光と第２高調波との位相整合を行なうことが重
要である。すなわち、高いＳＨＧ出力を得るためには、
発生した第２高調波と基本波長光から非線形光学効果に
より誘起される分極波とが、干渉により弱めあって減衰
してしまうのを防ぐために、両者の位相速度を一致させ
なければならない。これは、基本波長光に対する結晶の
屈折率と、第２高調波光に対する屈折率を一致させるこ
とに相当する。
で、入射光と第２高調波との位相整合を行なうことが重
要である。すなわち、高いＳＨＧ出力を得るためには、
発生した第２高調波と基本波長光から非線形光学効果に
より誘起される分極波とが、干渉により弱めあって減衰
してしまうのを防ぐために、両者の位相速度を一致させ
なければならない。これは、基本波長光に対する結晶の
屈折率と、第２高調波光に対する屈折率を一致させるこ
とに相当する。
【０００５】本発明者らは、半導体レーザを光源として
集光が容易で、数mW以上のＳＨＧ出力が得られる導波型
のＳＨＧ素子の開発研究を行ない、先に、非線形光学材
料としてＭｇＯ固溶ＬｉＮｂＯ3 を用いて、例えば図９
に示されるような半導体レーザ光源により高出力可能な
ＳＨＧ素子１０を構成し、０．８μm 帯半導体レーザ光
源によるＳＨＧが可能なことを提案している（“ＭｇＯ
固溶ＬｉＮｂＯ3 導波路を用いたＳＨＧ素子の光波特
性”電気学会研資・電磁界理論研究会、ＥＭＴ−８９−
１０４、１９８９，“ＬＤ光源を用いた導波型ＳＨＧ素
子の出力特性”信学技報、ＭＷ８９−１４４、１９８
９）。
集光が容易で、数mW以上のＳＨＧ出力が得られる導波型
のＳＨＧ素子の開発研究を行ない、先に、非線形光学材
料としてＭｇＯ固溶ＬｉＮｂＯ3 を用いて、例えば図９
に示されるような半導体レーザ光源により高出力可能な
ＳＨＧ素子１０を構成し、０．８μm 帯半導体レーザ光
源によるＳＨＧが可能なことを提案している（“ＭｇＯ
固溶ＬｉＮｂＯ3 導波路を用いたＳＨＧ素子の光波特
性”電気学会研資・電磁界理論研究会、ＥＭＴ−８９−
１０４、１９８９，“ＬＤ光源を用いた導波型ＳＨＧ素
子の出力特性”信学技報、ＭＷ８９−１４４、１９８
９）。
【０００６】図９に示されるＳＨＧ素子１０は、波長
０．８μm 帯のＬＤを光源として位相整合がとれるよう
に、ＬｉＴａＯ3 基板３上にＬｉＮｂＯ3 薄膜の導波路
層２を形成したチャンネル型の素子である。
０．８μm 帯のＬＤを光源として位相整合がとれるよう
に、ＬｉＴａＯ3 基板３上にＬｉＮｂＯ3 薄膜の導波路
層２を形成したチャンネル型の素子である。
【０００７】位相整合条件はモード分散曲線によって求
めるが、光源レーザの波長によってＳＨＧ位相整合のと
れる薄膜の厚さ（位相整合膜厚）も変化する。波長０．
８３μm のＬＤを光源とした場合の位相整合膜厚は、図
１０に示されるように約５．６μm であり、一方波長
１．１５μm のＨｅ−Ｎｅレーザを光源とした場合には
約１．６μm である。
めるが、光源レーザの波長によってＳＨＧ位相整合のと
れる薄膜の厚さ（位相整合膜厚）も変化する。波長０．
８３μm のＬＤを光源とした場合の位相整合膜厚は、図
１０に示されるように約５．６μm であり、一方波長
１．１５μm のＨｅ−Ｎｅレーザを光源とした場合には
約１．６μm である。
【０００８】そして、光電搬損失は、１．０〜１．３dB
/cm と従来にない良好な値を示し、実際、波長１．１５
μm のＨｅ−Ｎｅレーザを光源とした場合は膜厚１．６
μm、波長０．８３μm の半導体レーザを光源とした場
合は膜厚５．６μm でＳＨＧ位相整合がとれ、いずれも
理論値と一致する。そして、変換効率は４０mW入力に換
算して約１３％（ＳＨＧ出力約５mW）となる。
/cm と従来にない良好な値を示し、実際、波長１．１５
μm のＨｅ−Ｎｅレーザを光源とした場合は膜厚１．６
μm、波長０．８３μm の半導体レーザを光源とした場
合は膜厚５．６μm でＳＨＧ位相整合がとれ、いずれも
理論値と一致する。そして、変換効率は４０mW入力に換
算して約１３％（ＳＨＧ出力約５mW）となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、位相
整合が、イオン、組成成分調整のみでなく、２つの結合
導波路の結合特性による分散特性により調整可能で、位
相整合のとれた高出力ＳＨＧが得られる新規なＳＨＧ素
子を提供することにある。
整合が、イオン、組成成分調整のみでなく、２つの結合
導波路の結合特性による分散特性により調整可能で、位
相整合のとれた高出力ＳＨＧが得られる新規なＳＨＧ素
子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（４）の本発明によって達成される。
（１）〜（４）の本発明によって達成される。
【００１１】（１） 基板上に、非線形光学材料の第１
の導波路層を有し、この第１の導波路層上に、中間層を
介して第２の導波路層を設け、この第１および第２の導
波路層の結合特性による位相整合により、第１の導波路
層から入射光および第２高調波を出射し、第２の導波路
層から入射光を出射することを特徴とする導波路結合型
ＳＨＧ素子。
の導波路層を有し、この第１の導波路層上に、中間層を
介して第２の導波路層を設け、この第１および第２の導
波路層の結合特性による位相整合により、第１の導波路
層から入射光および第２高調波を出射し、第２の導波路
層から入射光を出射することを特徴とする導波路結合型
ＳＨＧ素子。
【００１２】（２） 第１の導波路層、中間層および第
２の導波路層がスラブ状に形成されている上記（１）に
記載の導波路結合型ＳＨＧ素子。
２の導波路層がスラブ状に形成されている上記（１）に
記載の導波路結合型ＳＨＧ素子。
【００１３】（３） 第１の導波路層、中間層および第
２の導波路層がチャンネル状に形成されている上記
（１）に記載の導波路結合型ＳＨＧ素子。
２の導波路層がチャンネル状に形成されている上記
（１）に記載の導波路結合型ＳＨＧ素子。
【００１４】（４） 基板上に、非線形光学材料の第１
の導波路層を有し、この第１の導波路層上に、第１の導
波路層の第１のチャンネルと、第２の導波路層の第２の
チャンネルとを離間して設け、この第１および第２のチ
ャンネルの結合特性による位相整合により、第１のチャ
ンネルから入射光および第２高調波を出射し、第２のチ
ャンネルから入射光を出射することを特徴とする導波路
結合型ＳＨＧ素子。
の導波路層を有し、この第１の導波路層上に、第１の導
波路層の第１のチャンネルと、第２の導波路層の第２の
チャンネルとを離間して設け、この第１および第２のチ
ャンネルの結合特性による位相整合により、第１のチャ
ンネルから入射光および第２高調波を出射し、第２のチ
ャンネルから入射光を出射することを特徴とする導波路
結合型ＳＨＧ素子。
【００１５】
【実施例】図１には、本発明の第１の態様の実施例のＳ
ＨＧ素子構造が示される。
ＨＧ素子構造が示される。
【００１６】図１に示されるＳＨＧ素子１は、Ｌｉ（Ｎ
ｂ，Ｔａ）Ｏ3 の単結晶の基板３上に、非線形光学材料
であるＭｇＯ固溶ＬｉＮｂＯ3単結晶の第１の導波路層
２を導波路長Ｌにて形成している。図示例では、Ｌ＝５
〜２０mm程度とし、第１の導波路層２の厚さｄ1 は、２
〜８μm 程度としている。
ｂ，Ｔａ）Ｏ3 の単結晶の基板３上に、非線形光学材料
であるＭｇＯ固溶ＬｉＮｂＯ3単結晶の第１の導波路層
２を導波路長Ｌにて形成している。図示例では、Ｌ＝５
〜２０mm程度とし、第１の導波路層２の厚さｄ1 は、２
〜８μm 程度としている。
【００１７】この場合、本発明では、後述の第２の導波
路との結合による分散特性によって位相整合を調整する
ので、第１の導波路２の厚さｄ1 は、位相整合膜厚とす
る必要はない。なお、スラブ型ＳＨＧ素子の場合、第１
の導波路層２の巾は、１００〜３００μm 程度とする。
路との結合による分散特性によって位相整合を調整する
ので、第１の導波路２の厚さｄ1 は、位相整合膜厚とす
る必要はない。なお、スラブ型ＳＨＧ素子の場合、第１
の導波路層２の巾は、１００〜３００μm 程度とする。
【００１８】第１の導波路層２の屈折率は、第１の導波
路層２を基板３上に設けた状態で、０．８３μm 程度の
入射光（ｅjwt ）に対してｎo ＝２．２〜２．４程度と
すればよく、このとき基板３は、ｎo ＝２．１〜２．３
程度とすればよい。
路層２を基板３上に設けた状態で、０．８３μm 程度の
入射光（ｅjwt ）に対してｎo ＝２．２〜２．４程度と
すればよく、このとき基板３は、ｎo ＝２．１〜２．３
程度とすればよい。
【００１９】このような第１の導波路層２の上には、Ｌ
ｉ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ3 ・（Ｔａ，Ｎｂ）2 Ｏ5 の中間層
４が、０．１〜５μm の厚さｄm で設けられている。こ
の中間層４は、入射光ｅjwt の電磁界が後述の第２の導
波路層５と結合し、第１の導波路層２で発生する第２高
調波ｅj2wtの電磁界が、第２の導波路層５と結合しない
ような屈折率の膜厚および材質とすればよい。
ｉ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ3 ・（Ｔａ，Ｎｂ）2 Ｏ5 の中間層
４が、０．１〜５μm の厚さｄm で設けられている。こ
の中間層４は、入射光ｅjwt の電磁界が後述の第２の導
波路層５と結合し、第１の導波路層２で発生する第２高
調波ｅj2wtの電磁界が、第２の導波路層５と結合しない
ような屈折率の膜厚および材質とすればよい。
【００２０】このような中間層４上には、Ｌｉ（Ｎｂ，
Ｔａ）Ｏ3 ・Ｎｂ2 Ｏ5 の第２の導波路層５が形成され
る。第２の導波路層５の厚さｄ2 は２〜８μm 程度とす
る。この第２の導波路層５は、第１の導波路層２と、入
射光ｅjwt の電磁界を結合するためのものであって、中
間層４より高屈折率のものとする。
Ｔａ）Ｏ3 ・Ｎｂ2 Ｏ5 の第２の導波路層５が形成され
る。第２の導波路層５の厚さｄ2 は２〜８μm 程度とす
る。この第２の導波路層５は、第１の導波路層２と、入
射光ｅjwt の電磁界を結合するためのものであって、中
間層４より高屈折率のものとする。
【００２１】このような構成において、ＴＭモードの入
射光ＴＭ（ω）の屈折率をｎo （ω）、出射ＴＥモード
第２高調波ＴＥ（２ω）の屈折率をｎe （２ω）とし積
層した状態での各構成層の屈折率を、図１のサフィック
スＳ（基板）、I （第１の導波路層）、Ｍ（中間層）お
よびII（第２の導波路層）とすると、これらは、下記の
ような値となっていることが好ましい。
射光ＴＭ（ω）の屈折率をｎo （ω）、出射ＴＥモード
第２高調波ＴＥ（２ω）の屈折率をｎe （２ω）とし積
層した状態での各構成層の屈折率を、図１のサフィック
スＳ（基板）、I （第１の導波路層）、Ｍ（中間層）お
よびII（第２の導波路層）とすると、これらは、下記の
ような値となっていることが好ましい。
【００２２】ｎo I（ω）＝２．２〜２．３、ｎe I（２
ω）＝２．２５〜２．３５、ｎo II （ω）＝２．１〜
２．３、ｎe II （２ω）＝２．１５〜２．３５、ｎ
e s（ω）＝２．０〜２．３、ｎe s（２ω）＝２．１〜
２．３、ｎo M（ω）＝２．０〜２．３、ｎe M（２ω）＝
２．１〜２．４。
ω）＝２．２５〜２．３５、ｎo II （ω）＝２．１〜
２．３、ｎe II （２ω）＝２．１５〜２．３５、ｎ
e s（ω）＝２．０〜２．３、ｎe s（２ω）＝２．１〜
２．３、ｎo M（ω）＝２．０〜２．３、ｎe M（２ω）＝
２．１〜２．４。
【００２３】このような構成のＳＨＧ素子１に、入射光
ｅjwt を入射すると、第１の導波路２には、非線形分極
により、第２高調波ｅj2wtが発生する。このとき、屈折
率ｎo （ω）およびｎe （２ω）は、図２のように分布
しているので、入射光ＴＭ（ω）の電磁界Ｅ（ω）は第
１および第２の導波路層２、５（I 、II）間で結合し、
図２に示されるような電磁界分布を示し、第１および第
２の導波路２、５から出射される。
ｅjwt を入射すると、第１の導波路２には、非線形分極
により、第２高調波ｅj2wtが発生する。このとき、屈折
率ｎo （ω）およびｎe （２ω）は、図２のように分布
しているので、入射光ＴＭ（ω）の電磁界Ｅ（ω）は第
１および第２の導波路層２、５（I 、II）間で結合し、
図２に示されるような電磁界分布を示し、第１および第
２の導波路２、５から出射される。
【００２４】このような結合導波路の結合特性による分
散特性が図３、図４に示される。図３および図４に示さ
れるように、第１の導波路層２(I) 中では、結合の結
果、ＴＭ（ω）のｎO I（ω）が上昇し、位相係数βによ
りＴＭI （ω）とＥI （２ω）の位相整合が行なわれ
る。この結果、第１の導波路層２からは、入射光ととも
に、第２高調波が高出力で出射される。この場合、前記
の構成で、８００nmにて、８０mW入力で、効率２０％前
後が可能となった。
散特性が図３、図４に示される。図３および図４に示さ
れるように、第１の導波路層２(I) 中では、結合の結
果、ＴＭ（ω）のｎO I（ω）が上昇し、位相係数βによ
りＴＭI （ω）とＥI （２ω）の位相整合が行なわれ
る。この結果、第１の導波路層２からは、入射光ととも
に、第２高調波が高出力で出射される。この場合、前記
の構成で、８００nmにて、８０mW入力で、効率２０％前
後が可能となった。
【００２５】図５には、第１の導波路層２の上部に、第
１の導波路層２、中間層４および第２の導波路５とのチ
ャンネル６を形成したチャンネル型のＳＨＧ素子１が示
される。この場合、第１の導波路２には、基部２０上
に、膜厚ｄ16＝２〜８μm 程度のチャンネル部２６を設
け、チャンネル６の幅ｗ6 は０．５〜１０μm 程度とす
る。この場合、基部２０は設けずに基板３上に直接チャ
ンネル２６を設けてもよい。
１の導波路層２、中間層４および第２の導波路５とのチ
ャンネル６を形成したチャンネル型のＳＨＧ素子１が示
される。この場合、第１の導波路２には、基部２０上
に、膜厚ｄ16＝２〜８μm 程度のチャンネル部２６を設
け、チャンネル６の幅ｗ6 は０．５〜１０μm 程度とす
る。この場合、基部２０は設けずに基板３上に直接チャ
ンネル２６を設けてもよい。
【００２６】図６には、第２の態様の実施例が示され
る。図６に示されるＳＨＧ素子は、非線形光学材料の第
１の導波路２には、基部２０から突出した巾ｗ7 ０．５
〜１０μm 程度、高さｄ17２〜８μm 程度のチャンネル
部２７を設け、第１のチャンネル７を形成する。
る。図６に示されるＳＨＧ素子は、非線形光学材料の第
１の導波路２には、基部２０から突出した巾ｗ7 ０．５
〜１０μm 程度、高さｄ17２〜８μm 程度のチャンネル
部２７を設け、第１のチャンネル７を形成する。
【００２７】そして、これと巾方向距離ｇ＝０．１〜５
μm 程度離間して、第１の導波路２の基部２０上に、第
１の実施例と同様の第２の導波路５から形成される第２
のチャンネル８を０．５〜１０μm 程度の巾ｗ8 で形成
する。
μm 程度離間して、第１の導波路２の基部２０上に、第
１の実施例と同様の第２の導波路５から形成される第２
のチャンネル８を０．５〜１０μm 程度の巾ｗ8 で形成
する。
【００２８】このような構成により、第１の実施例と同
様、図７に示されるように、電磁界が結合し、図８に示
されるように、チャンネル離間距離はｇに応じＴＭ
（ω）がスプリットして位相整合するので、第１のチャ
ンネル７から入射光ＴＭ（ω）と第２高調波ＴＥ（２
ω）が出射し、第２のチャンネル８から入射光ＴＭ
（ω）が出射する。
様、図７に示されるように、電磁界が結合し、図８に示
されるように、チャンネル離間距離はｇに応じＴＭ
（ω）がスプリットして位相整合するので、第１のチャ
ンネル７から入射光ＴＭ（ω）と第２高調波ＴＥ（２
ω）が出射し、第２のチャンネル８から入射光ＴＭ
（ω）が出射する。
【００２９】なお、第１の導波路層２用の光学結晶とし
ては、非線形光学効果を有する光学異方性の材料であれ
ば特に限定はなく、ＭｇＯ固溶ＬｉＮｂＯ3 や、この
他、例えば、Ｔｉを熱拡散させたＬｉＮｂＯ2 、プロト
ン交換したＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＫＴｉＯＰＯ
4 、ＫＮｂＯ3 、β−ＢａＢ2 Ｏ4 、Ｂａ2 ＮａＮｂ3
Ｏ15、Ｂａ2 ＬｉＮｂ5 Ｏ15、Ｋ3 Ｌｉ2 Ｎｂ2 Ｏ15、
α−石英、ＫＨ2 ＰＯ4、ＫＤ2 ＰＯ4 、ＮＨ4 Ｈ2 Ｐ
Ｏ4 、ＣｓＨ2 ＡｓＯ4 、ＣｓＤ2 ＡｓＯ4、ＲｂＨ2
ＰＯ4 、ＲｂＨ2 ＡｓＯ4 、ＢｅＳＯ4 ・４Ｈ2 Ｏ、Ｌ
ｉＣｌＯ4 ・３Ｈ2 Ｏ、ＬｉＩＯ3 、さらには２−メチ
ル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、ｐ−ニトロアニリ
ン（ＰＮＡ）、ジメチルアミノ−Ｎ−メチル−４−スチ
ル−バゾリウム、メチルサルフェート（ＤＭＳＭ）、４
−ジメチルアミノ−４´−ニトロスチルベン（ＤＥＡＮ
Ｓ）、ポリ−ビス（ｐ−トルエンスルホネート）−２，
４−ヘキサジン−１，６−ジオール（ＰＴＳ）、４−ニ
トロジメチルアニリン（ＮＤＭＡ）、３−アセトアミド
−４−ジメチルアミノニトロベンゼン（ＤＡＮ）、Ｎ−
（４−ニトロフェニル）−（Ｌ）−プロリノール（ＮＰ
Ｐ）、３−メチル−４−ニトロピリジン−１−オキサイ
ド（ＰＯＭ）、３−メチル−（２．４−ジニトロフェニ
ル）−アミノプロパネート（ＭＡＰ）、メトキシニトロ
ラン（ＭＮＴ）、メロシアニン−ＰＴＳ錯体（ＭＣ）、
４−ニトロベンジリデン−３−アセトアミノ−４−メト
オキシアニリン（ＭＮＢＡ）、３−メチル−４−メトキ
シ−４′−ニトロスチルベン（ＭＭＯＮＳ）、４−ニト
ロ−４′−メチルベンジリデンアニリン（ＮＭＢＡ）、
３．５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾ
ール（ＤＭＮＰ）、２−（Ｎ−プロリノール）−５−ニ
トロピリジン（ＰＮＰ）、２−（α−メチルベンジルア
ミノ）−５−ニトロピリジン（ＭＢＡＮＰ）、２−シク
ロオクチルアミノ−５−ニトロピリジン（ＣＯＡＮ
Ｐ）、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−３−アセトア
ミドニトロベンゼン（ＤＡＮ）、メタ−ジニトロベンゼ
ン（ＭＤＰ）、Meta-tolylenediamine（ＭＴＤ）、２−
メトキシ−５−ニトロフェノール（ＭＮＰ）、カルコ
ン、尿素等、公知の種々の材料はいずれも使用可能であ
る。ｎ0 I（ω）は１．４〜２．５程度であってよい。
ては、非線形光学効果を有する光学異方性の材料であれ
ば特に限定はなく、ＭｇＯ固溶ＬｉＮｂＯ3 や、この
他、例えば、Ｔｉを熱拡散させたＬｉＮｂＯ2 、プロト
ン交換したＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＫＴｉＯＰＯ
4 、ＫＮｂＯ3 、β−ＢａＢ2 Ｏ4 、Ｂａ2 ＮａＮｂ3
Ｏ15、Ｂａ2 ＬｉＮｂ5 Ｏ15、Ｋ3 Ｌｉ2 Ｎｂ2 Ｏ15、
α−石英、ＫＨ2 ＰＯ4、ＫＤ2 ＰＯ4 、ＮＨ4 Ｈ2 Ｐ
Ｏ4 、ＣｓＨ2 ＡｓＯ4 、ＣｓＤ2 ＡｓＯ4、ＲｂＨ2
ＰＯ4 、ＲｂＨ2 ＡｓＯ4 、ＢｅＳＯ4 ・４Ｈ2 Ｏ、Ｌ
ｉＣｌＯ4 ・３Ｈ2 Ｏ、ＬｉＩＯ3 、さらには２−メチ
ル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、ｐ−ニトロアニリ
ン（ＰＮＡ）、ジメチルアミノ−Ｎ−メチル−４−スチ
ル−バゾリウム、メチルサルフェート（ＤＭＳＭ）、４
−ジメチルアミノ−４´−ニトロスチルベン（ＤＥＡＮ
Ｓ）、ポリ−ビス（ｐ−トルエンスルホネート）−２，
４−ヘキサジン−１，６−ジオール（ＰＴＳ）、４−ニ
トロジメチルアニリン（ＮＤＭＡ）、３−アセトアミド
−４−ジメチルアミノニトロベンゼン（ＤＡＮ）、Ｎ−
（４−ニトロフェニル）−（Ｌ）−プロリノール（ＮＰ
Ｐ）、３−メチル−４−ニトロピリジン−１−オキサイ
ド（ＰＯＭ）、３−メチル−（２．４−ジニトロフェニ
ル）−アミノプロパネート（ＭＡＰ）、メトキシニトロ
ラン（ＭＮＴ）、メロシアニン−ＰＴＳ錯体（ＭＣ）、
４−ニトロベンジリデン−３−アセトアミノ−４−メト
オキシアニリン（ＭＮＢＡ）、３−メチル−４−メトキ
シ−４′−ニトロスチルベン（ＭＭＯＮＳ）、４−ニト
ロ−４′−メチルベンジリデンアニリン（ＮＭＢＡ）、
３．５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾ
ール（ＤＭＮＰ）、２−（Ｎ−プロリノール）−５−ニ
トロピリジン（ＰＮＰ）、２−（α−メチルベンジルア
ミノ）−５−ニトロピリジン（ＭＢＡＮＰ）、２−シク
ロオクチルアミノ−５−ニトロピリジン（ＣＯＡＮ
Ｐ）、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−３−アセトア
ミドニトロベンゼン（ＤＡＮ）、メタ−ジニトロベンゼ
ン（ＭＤＰ）、Meta-tolylenediamine（ＭＴＤ）、２−
メトキシ−５−ニトロフェノール（ＭＮＰ）、カルコ
ン、尿素等、公知の種々の材料はいずれも使用可能であ
る。ｎ0 I（ω）は１．４〜２．５程度であってよい。
【００３０】この際、前記の他、基板３としては、導波
路層より屈折率ｎ0 S（ω）が０．０５〜０．２５程度低
く、上記のような導波路層を形成できる材料であればよ
い。
路層より屈折率ｎ0 S（ω）が０．０５〜０．２５程度低
く、上記のような導波路層を形成できる材料であればよ
い。
【００３１】また、第２の導波路層５の屈折率ｎ0 II
（ω）は、第１の導波路層２と同じかそれより０．２程
度以下小さいものとすればよく、 中間層４としては、
第１の導波路層と第２の導波路層の屈折率より０．０５
〜０．２程度低い屈折率ｎ0 M（ω）の材料を用いればよ
い。
（ω）は、第１の導波路層２と同じかそれより０．２程
度以下小さいものとすればよく、 中間層４としては、
第１の導波路層と第２の導波路層の屈折率より０．０５
〜０．２程度低い屈折率ｎ0 M（ω）の材料を用いればよ
い。
【００３２】
【発明の効果】本発明の結合導波路を用いたＳＨＧ素子
では、位相係数により、基本波と第２高調波との位相整
合が可能となり、高効率にてＳＨＧ出力を得ることがで
きる。また、基本波と第２高調波との分波も容易とな
る。
では、位相係数により、基本波と第２高調波との位相整
合が可能となり、高効率にてＳＨＧ出力を得ることがで
きる。また、基本波と第２高調波との分波も容易とな
る。
【図１】第１の態様の導波路結合型ＳＨＧ素子を示す模
式図である。
式図である。
【図２】図１のＳＨＧ素子の電磁界分布を示す模式図で
ある。
ある。
【図３】図１のＳＨＧ素子の分散特性を示すグラフであ
る。
る。
【図４】図１のＳＨＧ素子の位相整合を説明するための
グラフである。
グラフである。
【図５】第１の態様の他の導波路結合型ＳＨＧ素子を示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
【図６】第２の態様の導波路結合型ＳＨＧ素子を示す部
分断面図である。
分断面図である。
【図７】図６のＳＨＧ素子の電磁界分布を示す模式図で
ある。
ある。
【図８】図６のＳＨＧ素子の位相整合を説明するための
グラフである。
グラフである。
【図９】従来の導波路型ＳＨＧ素子を示す斜視図であ
る。
る。
【図１０】図７のＳＨＧ素子のモード分散曲線を示すグ
ラフである。
ラフである。
１ 導波路結合型ＳＨＧ素子 ２ 第１の導波路層 ３ 基板 ４ 中間層 ５ 第２の導波路層 ６ チャンネル ７ 第１のチャンネル ８ 第２のチャンネル
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に、非線形光学材料の第１の導波
路層を有し、この第１の導波路層上に、中間層を介して
第２の導波路層を設け、この第１および第２の導波路層
の結合特性による位相整合により、第１の導波路層から
入射光および第２高調波を出射し、第２の導波路層から
入射光を出射することを特徴とする導波路結合型ＳＨＧ
素子。 - 【請求項２】 第１の導波路層、中間層および第２の導
波路層がスラブ状に形成されている請求項１に記載の導
波路結合型ＳＨＧ素子。 - 【請求項３】 第１の導波路層、中間層および第２の導
波路層がチャンネル状に形成されている請求項１に記載
の導波路結合型ＳＨＧ素子。 - 【請求項４】 基板上に、非線形光学材料の第１の導波
路層を有し、この第１の導波路層上に、第１の導波路層
の第１のチャンネルと、第２の導波路層の第２のチャン
ネルとを離間して設け、この第１および第２のチャンネ
ルの結合特性による位相整合により、第１のチャンネル
から入射光および第２高調波を出射し、第２のチャンネ
ルから入射光を出射することを特徴とする導波路結合型
ＳＨＧ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5897792A JPH0572585A (ja) | 1991-02-12 | 1992-02-12 | 導波路結合型ｓｈｇ素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-41041 | 1991-02-12 | ||
| JP4104191 | 1991-02-12 | ||
| JP5897792A JPH0572585A (ja) | 1991-02-12 | 1992-02-12 | 導波路結合型ｓｈｇ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0572585A true JPH0572585A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=26380566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5897792A Pending JPH0572585A (ja) | 1991-02-12 | 1992-02-12 | 導波路結合型ｓｈｇ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0572585A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002525648A (ja) * | 1998-09-14 | 2002-08-13 | イギリス国 | 光導波路の製造 |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP5897792A patent/JPH0572585A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002525648A (ja) * | 1998-09-14 | 2002-08-13 | イギリス国 | 光導波路の製造 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020129 |