JPH0687693A - 硼酸バリウム単結晶及びｓｈｇ素子 - Google Patents
硼酸バリウム単結晶及びｓｈｇ素子Info
- Publication number
- JPH0687693A JPH0687693A JP23546692A JP23546692A JPH0687693A JP H0687693 A JPH0687693 A JP H0687693A JP 23546692 A JP23546692 A JP 23546692A JP 23546692 A JP23546692 A JP 23546692A JP H0687693 A JPH0687693 A JP H0687693A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- barium borate
- crystal
- borate single
- barium
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来不十分であった結晶育成容易性を改善
し、大口径で高品質な結晶の育成を容易にすること。ま
た、Ｌｉの置換量を変えることによってＳＡＷ（表面弾
性波）特性を付与して非線形光学デバイスを電気的に制
御できる複合デバイスを実現することである。 【構成】 化学式ＢａＢ2Ｏ4で表される硼酸バリウム単
結晶において、Ｂａの一部をＬｉで置換したことを特徴
とする硼酸バリウム単結晶であり、それの製造方法、及
びその単結晶を用いたＳＨＧ素子である。
し、大口径で高品質な結晶の育成を容易にすること。ま
た、Ｌｉの置換量を変えることによってＳＡＷ（表面弾
性波）特性を付与して非線形光学デバイスを電気的に制
御できる複合デバイスを実現することである。 【構成】 化学式ＢａＢ2Ｏ4で表される硼酸バリウム単
結晶において、Ｂａの一部をＬｉで置換したことを特徴
とする硼酸バリウム単結晶であり、それの製造方法、及
びその単結晶を用いたＳＨＧ素子である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形光学素子として
用いられる硼酸バリウム単結晶に関し、特にＢａの一部
をＬｉで置換して非線形光学特性を向上したものに関す
る。本発明は、また係る単結晶に電極等の制御手段を設
けて非線形光学定数を可変できるようにしたＳＨＧ素子
に関する。
用いられる硼酸バリウム単結晶に関し、特にＢａの一部
をＬｉで置換して非線形光学特性を向上したものに関す
る。本発明は、また係る単結晶に電極等の制御手段を設
けて非線形光学定数を可変できるようにしたＳＨＧ素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光記録分野における短波長化の要求に沿
うものとしてＳＨＧ（第二高調波発生）素子がある。そ
して、波長の基礎吸収端が150nm付近の三硼酸リチウム
（ＬｉＢ3Ｏ5）単結晶、190nm付近の硼酸バリウム（Ｂ
ａＢ2Ｏ4）は、かかる要求に合致するのとして期待され
ている（米国特許4,826,283号、5,034,951号、5,047,66
8号公報参照）。
うものとしてＳＨＧ（第二高調波発生）素子がある。そ
して、波長の基礎吸収端が150nm付近の三硼酸リチウム
（ＬｉＢ3Ｏ5）単結晶、190nm付近の硼酸バリウム（Ｂ
ａＢ2Ｏ4）は、かかる要求に合致するのとして期待され
ている（米国特許4,826,283号、5,034,951号、5,047,66
8号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】三硼酸リチウム単結晶
は、硼酸バリウム単結晶に較べて透明域が短波長側に広
がり、耐光損傷がさらに向上し、整合許容角度が大き
く、かつウォークオフ（Ｗａｌｋ ｏｆｆ）角度が小さ
くてＳＨＧ変調効率が高く、レーザシステムの適合性に
優れるという特長を持つ。しかし、融液の粘性が高く
て、大口径で高品質な結晶の育成が困難であるという問
題点がある。他方、硼酸バリウム単結晶は、三硼酸リチ
ウム単結晶に較べると育成が容易とは言うものの依然、
融液の粘性が高く育成が困難であるという問題点があ
る。更に、三硼酸リチウム単結晶と硼酸バリウム単結晶
のいずれも、ＳＨＧ素子に適用した場合に、温度変化、
入射レーザーの波長のエネルギー等の変動、入射角度の
変動等により位相整合条件または疑似位相整合条件を充
足せず、ＳＨＧレーザーの発生が不安定になるという問
題点がある。
は、硼酸バリウム単結晶に較べて透明域が短波長側に広
がり、耐光損傷がさらに向上し、整合許容角度が大き
く、かつウォークオフ（Ｗａｌｋ ｏｆｆ）角度が小さ
くてＳＨＧ変調効率が高く、レーザシステムの適合性に
優れるという特長を持つ。しかし、融液の粘性が高く
て、大口径で高品質な結晶の育成が困難であるという問
題点がある。他方、硼酸バリウム単結晶は、三硼酸リチ
ウム単結晶に較べると育成が容易とは言うものの依然、
融液の粘性が高く育成が困難であるという問題点があ
る。更に、三硼酸リチウム単結晶と硼酸バリウム単結晶
のいずれも、ＳＨＧ素子に適用した場合に、温度変化、
入射レーザーの波長のエネルギー等の変動、入射角度の
変動等により位相整合条件または疑似位相整合条件を充
足せず、ＳＨＧレーザーの発生が不安定になるという問
題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学式ＢａＢ
2Ｏ4で表される硼酸バリウム単結晶において、Ｂａの一
部をＬｉで置換したことを特徴とする硼酸バリウム単結
晶である。本発明者は、硼酸バリウムにＬｉを種々の比
率で添加して単結晶を育成し、非線形光学特性の評価を
繰返した結果、Ｌｉの添加が融液の粘性を下げ、かつ基
礎吸収端を短波長側に推移させることを知見した。置換
量は、0.1モル%未満では融液の粘度が不十分である。そ
れ以上の置換によって、ＳＨＧ素子として有効な低温相
硼酸バリウムの結晶構造を保ったままＢａサイトをＬｉ
が置換し、更に置換量を増加してゆくと三硼酸リチウム
単結晶との混晶が形成され、更にはＳＡＷ（表面弾性
波）特性を呈する四硼酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4０7）との
混晶も形成される。本発明はまた、原料にＬｉを添加す
ることにより融液の粘度を低減して育成を容易化した製
造方法を提供する。Ｌｉは単体で添加してもよいが、Ｌ
ｉ2ＣＯ3，ＬｉＯＨ，Ｌｉ2Ｏの形態で添加してもよ
い。Ｈ2０，ＣＯ2の形で不要なＨ，Ｃ，Ｏは容易に除去
できるからである。本発明によると、短波長域での光透
過率を向上したＳＨＧ素子用の単結晶が得られるだけで
なく、Ｌｉ置換量を調整することにより、一部、ＳＡＷ
特性を有するようになるため、適切な電極配置により音
波と光の相互作用によるＳＨＧ特性の電気的制御が可能
となる。これは、温度変化、入射レーザ光の波長、エネ
ルギ等の変動、入射角度の変化等による出力第二高調波
レーザを検出し、フィードバックすることによって、容
易に位相整合または擬似位相整合をとることができるよ
うにする。
2Ｏ4で表される硼酸バリウム単結晶において、Ｂａの一
部をＬｉで置換したことを特徴とする硼酸バリウム単結
晶である。本発明者は、硼酸バリウムにＬｉを種々の比
率で添加して単結晶を育成し、非線形光学特性の評価を
繰返した結果、Ｌｉの添加が融液の粘性を下げ、かつ基
礎吸収端を短波長側に推移させることを知見した。置換
量は、0.1モル%未満では融液の粘度が不十分である。そ
れ以上の置換によって、ＳＨＧ素子として有効な低温相
硼酸バリウムの結晶構造を保ったままＢａサイトをＬｉ
が置換し、更に置換量を増加してゆくと三硼酸リチウム
単結晶との混晶が形成され、更にはＳＡＷ（表面弾性
波）特性を呈する四硼酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4０7）との
混晶も形成される。本発明はまた、原料にＬｉを添加す
ることにより融液の粘度を低減して育成を容易化した製
造方法を提供する。Ｌｉは単体で添加してもよいが、Ｌ
ｉ2ＣＯ3，ＬｉＯＨ，Ｌｉ2Ｏの形態で添加してもよ
い。Ｈ2０，ＣＯ2の形で不要なＨ，Ｃ，Ｏは容易に除去
できるからである。本発明によると、短波長域での光透
過率を向上したＳＨＧ素子用の単結晶が得られるだけで
なく、Ｌｉ置換量を調整することにより、一部、ＳＡＷ
特性を有するようになるため、適切な電極配置により音
波と光の相互作用によるＳＨＧ特性の電気的制御が可能
となる。これは、温度変化、入射レーザ光の波長、エネ
ルギ等の変動、入射角度の変化等による出力第二高調波
レーザを検出し、フィードバックすることによって、容
易に位相整合または擬似位相整合をとることができるよ
うにする。
【０００５】
【作用】本発明は、換言すると、硼酸バリウム単結晶
（ＢａＢ2Ｏ4）と、三硼酸リチウム単結晶（ＬｉＢ3Ｏ
4）あるいは四硼酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）とのハイブ
リッド混成単結晶とも言える。Liによる置換が波長の基
礎吸収端を短波長側に推移させるものと考えられる。
（ＢａＢ2Ｏ4）と、三硼酸リチウム単結晶（ＬｉＢ3Ｏ
4）あるいは四硼酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）とのハイブ
リッド混成単結晶とも言える。Liによる置換が波長の基
礎吸収端を短波長側に推移させるものと考えられる。
【０００６】
（実施例１）原料として５６２ｇのＢａＣＯ3と１０４
ｇのＢ2Ｏ3と４．５ｇのＬｉ2Ｏを、フラックスとして
２８６ｇのＮａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏを２リットルのポリ
エチレン製容器の中に装填した。次に２００個の１５mm
直径のナイロン被覆鉄球と１５０個の２０ｍｍ直径のナ
イロン球を共に収容し、4時間のボールミル粉砕を行
い、圧縮成形した後、再粉砕した。そして粉砕粉を直径
７ｃｍ、高さ７ｃｍの白金ルツボに装填して温度維持材
で囲まれた炉の内に置き、蓋をした。この炉をＳｉｃヒ
ータで１１００℃に２４時間加熱保持した。次いで、得
られた融液にβ-ＢａＢ2Ｏ4単結晶を種結晶にして接触
させ、１時間当り１℃の割合で冷却を行い結晶を引上げ
た。この単結晶を、比較例としてＬｉを含有しないＢａ
Ｂ2Ｏ4単結晶とともに波長の基礎吸収端を測定したとこ
ろ、本発明によるものが１０ｎｍ短波長側に推移してい
ることがわかった。
ｇのＢ2Ｏ3と４．５ｇのＬｉ2Ｏを、フラックスとして
２８６ｇのＮａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏを２リットルのポリ
エチレン製容器の中に装填した。次に２００個の１５mm
直径のナイロン被覆鉄球と１５０個の２０ｍｍ直径のナ
イロン球を共に収容し、4時間のボールミル粉砕を行
い、圧縮成形した後、再粉砕した。そして粉砕粉を直径
７ｃｍ、高さ７ｃｍの白金ルツボに装填して温度維持材
で囲まれた炉の内に置き、蓋をした。この炉をＳｉｃヒ
ータで１１００℃に２４時間加熱保持した。次いで、得
られた融液にβ-ＢａＢ2Ｏ4単結晶を種結晶にして接触
させ、１時間当り１℃の割合で冷却を行い結晶を引上げ
た。この単結晶を、比較例としてＬｉを含有しないＢａ
Ｂ2Ｏ4単結晶とともに波長の基礎吸収端を測定したとこ
ろ、本発明によるものが１０ｎｍ短波長側に推移してい
ることがわかった。
【０００７】（実施例２） （実施例１）と同様にして表１に示す配合組成で種々の
単結晶を作成し基礎吸収端を測定したところ、Ｌｉ置換
量の増加につれて、基礎吸収端が短波長側に推移するこ
とが確認された。
単結晶を作成し基礎吸収端を測定したところ、Ｌｉ置換
量の増加につれて、基礎吸収端が短波長側に推移するこ
とが確認された。
【表１】 No. BaCO3(g) B2O3(g) Na2B4O7・10H2O(g) Li2O(g) 基礎吸収端(nm) １ 548 104 286 7 175 ２ 533 104 286 9 172 ３ 518 104 286 11 169 ４ 503 104 286 13 168 ５ 488 104 286 16 165 ６ 473 104 286 18 163
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、従来不十分であった結
晶育成容易性を改善し、大口径で高品質な結晶の育成が
容易となった。また、Ｌｉの置換量を変えることによっ
てＳＡＷ（表面弾性波）特性を付与して非線形光学デバ
イスを電気的に制御できる複合デバイスを実現できる。
晶育成容易性を改善し、大口径で高品質な結晶の育成が
容易となった。また、Ｌｉの置換量を変えることによっ
てＳＡＷ（表面弾性波）特性を付与して非線形光学デバ
イスを電気的に制御できる複合デバイスを実現できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 化学式ＢａＢ2０4で表される硼酸バリウ
ム単結晶において、Ｂａの一部をＬｉで置換したことを
特徴とする硼酸バリウム単結晶。 - 【請求項２】 ＢａＣＯ3とＢ2Ｏ3、及びＬｉ,Ｌｉ2Ｃ
Ｏ3,ＬｉＯＨ，Ｌｉ2Ｏの群のうちのいずれか１つ以上
を混合し、溶融して単結晶を育成する硼酸バリウム単結
晶の製造方法。 - 【請求項３】 Ｂａの一部をＬｉで置換した硼酸バリウ
ム単結晶と、前記単結晶の非線形光学特性を制御する手
段を具備したことを特徴とするＳＨＧ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23546692A JPH0687693A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 硼酸バリウム単結晶及びｓｈｇ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23546692A JPH0687693A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 硼酸バリウム単結晶及びｓｈｇ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0687693A true JPH0687693A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=16986511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23546692A Pending JPH0687693A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 硼酸バリウム単結晶及びｓｈｇ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687693A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006126838A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Asml Holding Nv | 電気光学変調器を利用するシステムおよび方法 |
| US7876420B2 (en) | 2004-12-07 | 2011-01-25 | Asml Holding N.V. | System and method utilizing an electrooptic modulator |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP23546692A patent/JPH0687693A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006126838A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Asml Holding Nv | 電気光学変調器を利用するシステムおよび方法 |
| JP4721870B2 (ja) * | 2004-10-26 | 2011-07-13 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 電気光学変調器を利用するシステムおよび方法 |
| US7876420B2 (en) | 2004-12-07 | 2011-01-25 | Asml Holding N.V. | System and method utilizing an electrooptic modulator |
| US8879045B2 (en) | 2004-12-07 | 2014-11-04 | Asml Holding N.V. | Method utilizing an electrooptic modulator |
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