JPH07168221A - 非線形光学素子の製造方法 - Google Patents
非線形光学素子の製造方法Info
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- JPH07168221A JPH07168221A JP31332193A JP31332193A JPH07168221A JP H07168221 A JPH07168221 A JP H07168221A JP 31332193 A JP31332193 A JP 31332193A JP 31332193 A JP31332193 A JP 31332193A JP H07168221 A JPH07168221 A JP H07168221A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 融解温度で、分解や変質しやすい材料を含む
全ての非線形性を示す化合物の単結晶を高純度に育成す
る。 【構成】 本発明は化合物を多結晶あるいは非晶質化し
た後に融点より低い温度で熱処理することにより単結晶
を育成する非線形光学素子の育成方法である。このう
ち、熱処理については温度勾配中で静止、あるいは温度
勾配中を移動させる事によって行うことが好ましく、融
点より低い温度としては材料の相転移温度等が考えられ
る。さらに、多結晶あるいは非晶質の形成法としては溶
融法・気相法・溶液法のうち、材料によっていずれかの
最適な方法を選択できる。
全ての非線形性を示す化合物の単結晶を高純度に育成す
る。 【構成】 本発明は化合物を多結晶あるいは非晶質化し
た後に融点より低い温度で熱処理することにより単結晶
を育成する非線形光学素子の育成方法である。このう
ち、熱処理については温度勾配中で静止、あるいは温度
勾配中を移動させる事によって行うことが好ましく、融
点より低い温度としては材料の相転移温度等が考えられ
る。さらに、多結晶あるいは非晶質の形成法としては溶
融法・気相法・溶液法のうち、材料によっていずれかの
最適な方法を選択できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、波長変換素子等に用
いられる非線形光学素子の製造方法に関する。
いられる非線形光学素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、無機材料および有機材料の非線形
光学素子を製造する手段として、非線形光学材料が溶解
する溶媒を用いて、溶媒を蒸発または温度を降下する事
により過飽和状態になることを利用した溶液法、材料を
融解した後に冷やして固化することを利用したブリッジ
マン法，引き上げ法等の融液法、真空中で気化させた非
線形光学材料を基板上に成長させる気相法などにより非
線形光学素子を製造する方法が知られている。
光学素子を製造する手段として、非線形光学材料が溶解
する溶媒を用いて、溶媒を蒸発または温度を降下する事
により過飽和状態になることを利用した溶液法、材料を
融解した後に冷やして固化することを利用したブリッジ
マン法，引き上げ法等の融液法、真空中で気化させた非
線形光学材料を基板上に成長させる気相法などにより非
線形光学素子を製造する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法にはそれぞれ次に示す欠点がある。すなわち、溶
液法においては、用いる溶媒が非線形光学素子中に取り
込まれてしまうために純度が悪く、素子の効率が著しく
低下する，溶融法においては、熱分解や酸化するなど
熱安定性が良くない材料には適応できない，気相法に
おいては厚さを増大することが困難であり所望のサイズ
の素子が作製できない，などの問題があった。
方法にはそれぞれ次に示す欠点がある。すなわち、溶
液法においては、用いる溶媒が非線形光学素子中に取り
込まれてしまうために純度が悪く、素子の効率が著しく
低下する，溶融法においては、熱分解や酸化するなど
熱安定性が良くない材料には適応できない，気相法に
おいては厚さを増大することが困難であり所望のサイズ
の素子が作製できない，などの問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題点を克服し、どの様な非線形光学材料に対しても高
品質で高性能な素子を製造する手段を提供するものであ
る。すなわち本発明は非線形光学素子を製造する際に、
非線形光学材料の多結晶或いは非晶質を形成した後に、
融点より低温で熱処理する過程を有することを特徴とし
ている非線形光学素子の製造方法である。この製造方法
において、熱処理の過程はその物質に最適な方法を選択
でき、温度勾配中で静止したまま行っても、又温度勾配
中を移動させてもよい。又、その熱処理温度は非線形光
学材料の相転移温度であってもよい。
問題点を克服し、どの様な非線形光学材料に対しても高
品質で高性能な素子を製造する手段を提供するものであ
る。すなわち本発明は非線形光学素子を製造する際に、
非線形光学材料の多結晶或いは非晶質を形成した後に、
融点より低温で熱処理する過程を有することを特徴とし
ている非線形光学素子の製造方法である。この製造方法
において、熱処理の過程はその物質に最適な方法を選択
でき、温度勾配中で静止したまま行っても、又温度勾配
中を移動させてもよい。又、その熱処理温度は非線形光
学材料の相転移温度であってもよい。
【０００５】又、多結晶あるいは非晶質の形成方法は溶
融法，気相法，溶液法等のいずれかの方法が適用され
る。このうち特に溶融法によって結晶形成する際には、
多結晶あるいは非晶質の形成とその後熱処理を施す炉を
同一にすることで、試料を移動することなく多結晶・非
晶質形成および熱処理過程を連続的に行うことが可能で
ある。
融法，気相法，溶液法等のいずれかの方法が適用され
る。このうち特に溶融法によって結晶形成する際には、
多結晶あるいは非晶質の形成とその後熱処理を施す炉を
同一にすることで、試料を移動することなく多結晶・非
晶質形成および熱処理過程を連続的に行うことが可能で
ある。
【０００６】
【実施例】以下、図を用いて本発明を説明する。
【０００７】有機非線形光学材料である４−（Ｎ，Ｎ−
ジメチルアミノ）−３−アセタミドニトロベンゼン（以
後、ＤＡＮと略す）は、非線形光学定数が大きい材料と
して知られている。しかしながら、図１に示すように示
差走査熱分析（ＤＳＣ）により融解曲線を調べてみる
と、融解時間とともに曲線が変化しており、融点温度で
ＤＡＮは変質する事がわかる。このような、融点温度に
おいて変質する材料を用いた非線形光学素子を以下に示
す方法で作製した（実施例１〜３、および比較例１、
２）。 （実施例１）まず、一定温度中で結晶を静止させて熱処
理を行う例を示す。合成・精製をした粉末のＤＡＮ約１
０ｇを内径１２φのガラス管に入れ、管内を１０- 6 ｔ
ｏｒｒ以下の真空とし、材料およびガラス管を約１００
℃で約２時間加熱保持した後常温に戻し、管内に不活性
ガスをいれてガラス管を封じ試料管とした。次に、試料
管をＤＡＮの融点温度（１６７℃）に設定されたオーブ
ン中にいれ、ＤＡＮの融解を確認した後に、直ちに冷却
してＤＡＮの多結晶を得た。その後、試料管を融点より
低温の例えば１２０℃に保たれた炉にいれ、約１週間放
置して取り出した。試料管内には、長さ約３０ｍｍにわ
たる単結晶が得られた。 （実施例２）温度勾配中で結晶を移動させた例を示す。
図２に示すような高温部４，低温部５とそれらをコント
ロールする温度調節器６，温度調節器７より構成された
炉を用いて以下のように素子を作製した。まず、実施例
１と同様に作製した試料管１を、高温部中央の温度が融
点温度に温度調節された高温部４にいれてＤＡＮを融解
させた後、ただちに試料管１を低温部中央の温度が約５
０℃に温度調節された低温部５に移動させてＤＡＮを多
結晶化させた。次に高温部４と低温部５の中央の温度を
それぞれ１４０℃，４０℃に設定する事により、高温部
４と低温部５の境界付近の温度勾配を図３に示すように
形成して、試料管１を移動開始位置Ａから移動停止位置
Ｂまで１時間に１ｍｍの速さで移動して単結晶を得た。
ジメチルアミノ）−３−アセタミドニトロベンゼン（以
後、ＤＡＮと略す）は、非線形光学定数が大きい材料と
して知られている。しかしながら、図１に示すように示
差走査熱分析（ＤＳＣ）により融解曲線を調べてみる
と、融解時間とともに曲線が変化しており、融点温度で
ＤＡＮは変質する事がわかる。このような、融点温度に
おいて変質する材料を用いた非線形光学素子を以下に示
す方法で作製した（実施例１〜３、および比較例１、
２）。 （実施例１）まず、一定温度中で結晶を静止させて熱処
理を行う例を示す。合成・精製をした粉末のＤＡＮ約１
０ｇを内径１２φのガラス管に入れ、管内を１０- 6 ｔ
ｏｒｒ以下の真空とし、材料およびガラス管を約１００
℃で約２時間加熱保持した後常温に戻し、管内に不活性
ガスをいれてガラス管を封じ試料管とした。次に、試料
管をＤＡＮの融点温度（１６７℃）に設定されたオーブ
ン中にいれ、ＤＡＮの融解を確認した後に、直ちに冷却
してＤＡＮの多結晶を得た。その後、試料管を融点より
低温の例えば１２０℃に保たれた炉にいれ、約１週間放
置して取り出した。試料管内には、長さ約３０ｍｍにわ
たる単結晶が得られた。 （実施例２）温度勾配中で結晶を移動させた例を示す。
図２に示すような高温部４，低温部５とそれらをコント
ロールする温度調節器６，温度調節器７より構成された
炉を用いて以下のように素子を作製した。まず、実施例
１と同様に作製した試料管１を、高温部中央の温度が融
点温度に温度調節された高温部４にいれてＤＡＮを融解
させた後、ただちに試料管１を低温部中央の温度が約５
０℃に温度調節された低温部５に移動させてＤＡＮを多
結晶化させた。次に高温部４と低温部５の中央の温度を
それぞれ１４０℃，４０℃に設定する事により、高温部
４と低温部５の境界付近の温度勾配を図３に示すように
形成して、試料管１を移動開始位置Ａから移動停止位置
Ｂまで１時間に１ｍｍの速さで移動して単結晶を得た。
【０００８】実施例１及び２の単結晶を取り出し、結晶
の一部を液体クロマトグラフィーで分析したところ、結
晶化の前後でスペクトルは完全に一致していることが確
認された。また、示差走査熱分析（ＤＳＣ）により融解
曲線を調べたところ図４に示すように結晶化前後で曲線
は一致した。以上の事から、材料は結晶化の過程で変質
していない事が確認された。 （実施例３）温度勾配中で静止させて単結晶を作製する
例を示す。実施例１と同様に試料管を作製し、複数のヒ
ータおよび温度調節器からなる炉の中央に挿入した。ま
ず、それぞれの温度調節器を調節する事により試料管全
体を融点温度に熱し試料管中のＤＡＮを融解した。材料
が融解したところで一旦全てのヒータをＯＦＦとして試
料管を冷やし、材料の多結晶を得た。その後、それぞれ
の温度調節器を調節する事により炉内の温度勾配を図６
に示すように形成し、試料管をそのまま静止保持した。
およそ、１００時間後に長さ約４０ｍｍに渡る単結晶を
得た。 （比較例１）融液法の１つであるブリッジマン法を用い
た例を示す。実施例１と同様に試料管を作製し、高温部
から低温部に徐々に試料管を移動させて結晶化を行っ
た。高温部の温度はＤＡＮの融点１６７℃とし、低温部
の温度は５０℃とした。試料管の移動速度は１時間に約
０．８ｍｍとした。約４日後に約２５ｍｍにわたる単結
晶を得た。 （比較例２）溶液法の１つである温度降下法を用いた例
を示す。平底の三角フラスコにメタノール溶媒約１５０
ｃｃをいれ、合成・精製を行ったＤＡＮ約４０ｇをいれ
てかき回し、フラスコ全体を恒温槽につけた。次に、恒
温層の温度を徐々に６０℃まであげてＤＡＮを完全に溶
かし、フラスコにシリコン栓をした後に、１時間に０．
３℃の割合で溶液の温度を室温まで徐々に降下させて単
結晶を得た。単結晶では（００１）面が最も大きく成長
した。結晶のサイズはおおよそ１５×７×３ｍｍ3 であ
った。
の一部を液体クロマトグラフィーで分析したところ、結
晶化の前後でスペクトルは完全に一致していることが確
認された。また、示差走査熱分析（ＤＳＣ）により融解
曲線を調べたところ図４に示すように結晶化前後で曲線
は一致した。以上の事から、材料は結晶化の過程で変質
していない事が確認された。 （実施例３）温度勾配中で静止させて単結晶を作製する
例を示す。実施例１と同様に試料管を作製し、複数のヒ
ータおよび温度調節器からなる炉の中央に挿入した。ま
ず、それぞれの温度調節器を調節する事により試料管全
体を融点温度に熱し試料管中のＤＡＮを融解した。材料
が融解したところで一旦全てのヒータをＯＦＦとして試
料管を冷やし、材料の多結晶を得た。その後、それぞれ
の温度調節器を調節する事により炉内の温度勾配を図６
に示すように形成し、試料管をそのまま静止保持した。
およそ、１００時間後に長さ約４０ｍｍに渡る単結晶を
得た。 （比較例１）融液法の１つであるブリッジマン法を用い
た例を示す。実施例１と同様に試料管を作製し、高温部
から低温部に徐々に試料管を移動させて結晶化を行っ
た。高温部の温度はＤＡＮの融点１６７℃とし、低温部
の温度は５０℃とした。試料管の移動速度は１時間に約
０．８ｍｍとした。約４日後に約２５ｍｍにわたる単結
晶を得た。 （比較例２）溶液法の１つである温度降下法を用いた例
を示す。平底の三角フラスコにメタノール溶媒約１５０
ｃｃをいれ、合成・精製を行ったＤＡＮ約４０ｇをいれ
てかき回し、フラスコ全体を恒温槽につけた。次に、恒
温層の温度を徐々に６０℃まであげてＤＡＮを完全に溶
かし、フラスコにシリコン栓をした後に、１時間に０．
３℃の割合で溶液の温度を室温まで徐々に降下させて単
結晶を得た。単結晶では（００１）面が最も大きく成長
した。結晶のサイズはおおよそ１５×７×３ｍｍ3 であ
った。
【０００９】以上の実施例１〜３および比較例１、２に
よって得られた単結晶はいずれも（００１）面をへき開
面として持っていた。それぞれの単結晶の一部を等量取
り出し、ＤＳＣにより融解の様子を測定したところ図５
に示すように違いがみられた。実施例１、実施例２及び
実施例３で得られた単結晶の融解曲線が鋭いのに対し
て、溶液法で得た単結晶（比較例２）の曲線は幅が広
く、融液法で得た単結晶（比較例１）では曲線の幅が広
くかつピークの位置が低温側にシフトしている。以上の
点から本発明による単結晶の純度が最も高く、比較例１
では材料が一部変質し純度が最も悪いことが明らかであ
る。比較例２では溶媒が単結晶内に残るために本発明に
よる単結晶に比べて純度が低下していると考えられる。
実施例１〜３、比較例１、２で作製した単結晶からそれ
ぞれ（００１）面を厚さ３ｍｍになるように切り出し素
子を作製し、（００１）面が自然に成長した実施例２の
単結晶とともに位相整合法により波長変換効率を評価し
た。基本波には、出力１Ｗで連続発振のＮｄ：ＹＡＧレ
ーザを用いた。結果を表１に示す。実施例１〜３により
作製した素子では、融液法による単結晶（比較例１）や
溶液法による単結晶（比較例２）により作製した素子に
比べて、著しく波長変換効率が大きい事が判明した。
よって得られた単結晶はいずれも（００１）面をへき開
面として持っていた。それぞれの単結晶の一部を等量取
り出し、ＤＳＣにより融解の様子を測定したところ図５
に示すように違いがみられた。実施例１、実施例２及び
実施例３で得られた単結晶の融解曲線が鋭いのに対し
て、溶液法で得た単結晶（比較例２）の曲線は幅が広
く、融液法で得た単結晶（比較例１）では曲線の幅が広
くかつピークの位置が低温側にシフトしている。以上の
点から本発明による単結晶の純度が最も高く、比較例１
では材料が一部変質し純度が最も悪いことが明らかであ
る。比較例２では溶媒が単結晶内に残るために本発明に
よる単結晶に比べて純度が低下していると考えられる。
実施例１〜３、比較例１、２で作製した単結晶からそれ
ぞれ（００１）面を厚さ３ｍｍになるように切り出し素
子を作製し、（００１）面が自然に成長した実施例２の
単結晶とともに位相整合法により波長変換効率を評価し
た。基本波には、出力１Ｗで連続発振のＮｄ：ＹＡＧレ
ーザを用いた。結果を表１に示す。実施例１〜３により
作製した素子では、融液法による単結晶（比較例１）や
溶液法による単結晶（比較例２）により作製した素子に
比べて、著しく波長変換効率が大きい事が判明した。
【００１０】
【表１】
【００１１】（実施例４）ベータバリウムボレイト（β
−Ｂa Ｂ2 Ｏ4 、以後ＢＢＯと略す）を用いた非線形光
学素子を以下に示す方法で作製した。粉末のＢＢＯを直
径２０ｍｍ深さ１００ｍｍの白金るつぼにいれ、大気
中，常圧にて高周波誘導加熱を利用して温度を１１００
℃まで上昇させて融解した後短時間で冷却しすると、非
平衡状態で結晶化しＢＢＯの多結晶を得た。次にこの多
結晶を相転移温度以下の例えば８００℃〜９００℃に加
熱保持すると、多結晶が少しずつ単結晶化し約１週間で
直径２０ｍｍ長さ３０ｍｍのＢＢＯの単結晶を得た。 （比較例３）ＢＢＯの作製にあたり、比較としてＮａ2
Ｏを３５モル％用いたフラックス法により単結晶を作製
した。
−Ｂa Ｂ2 Ｏ4 、以後ＢＢＯと略す）を用いた非線形光
学素子を以下に示す方法で作製した。粉末のＢＢＯを直
径２０ｍｍ深さ１００ｍｍの白金るつぼにいれ、大気
中，常圧にて高周波誘導加熱を利用して温度を１１００
℃まで上昇させて融解した後短時間で冷却しすると、非
平衡状態で結晶化しＢＢＯの多結晶を得た。次にこの多
結晶を相転移温度以下の例えば８００℃〜９００℃に加
熱保持すると、多結晶が少しずつ単結晶化し約１週間で
直径２０ｍｍ長さ３０ｍｍのＢＢＯの単結晶を得た。 （比較例３）ＢＢＯの作製にあたり、比較としてＮａ2
Ｏを３５モル％用いたフラックス法により単結晶を作製
した。
【００１２】実施例４及び比較例３で得られた単結晶を
同方向，同サイズに切り出し光学研磨し、位相整合法に
より、波長変換効率を測定したところ、実施例４による
単結晶を用いた素子の場合には、フラックス法により作
製した単結晶（比較例３）を用いた素子の約２倍もの波
長変換効率を示した。基本波には出力１Ｗで連続発振す
るＮｄ：ＹＡＧレーザを用いた。波長変換効率は、基本
波の自乗に比例するので、基本波に高出力のレーザを用
いればさらに効率が増加する事は言うまでもない。 （実施例５）４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−３−フ
ェニルアセタミドニトロベンゼン（以後、ＤＰＡＮと略
す）を用いた非線形光学素子を以下に示す方法で作製し
た。合成・精製した粉末のＤＰＡＮ１０ｇを、内径約１
２φのガラス管にいれ、管内を真空とした後に材料およ
びガラス管全体を８０℃で２時間加熱し、不活性ガスを
いれて封じ試料管を得た。この試料管を融点（１４１
℃）に保たれた炉にいれてＤＰＡＮの融解を確認した後
に、直ちに室温以下に冷却し、ＤＰＡＮの多結晶を得
た。その後、試料管１６を約９０℃〜１２０℃の間に存
在するＤＰＡＮの再吸熱温度（相転移温度）に保持し、
約１００時間放置したところ、直径１２ｍｍ長さ約６０
ｍｍに渡る単結晶が得られた。 （比較例４）実施例５の試料管と同様に作製された試料
管を、融点温度（１４１℃）に保たれた高温部から２０
℃に制御された低温部に１時間に０．８ｍｍの速度で徐
々に移動させる事により単結晶が得られた。
同方向，同サイズに切り出し光学研磨し、位相整合法に
より、波長変換効率を測定したところ、実施例４による
単結晶を用いた素子の場合には、フラックス法により作
製した単結晶（比較例３）を用いた素子の約２倍もの波
長変換効率を示した。基本波には出力１Ｗで連続発振す
るＮｄ：ＹＡＧレーザを用いた。波長変換効率は、基本
波の自乗に比例するので、基本波に高出力のレーザを用
いればさらに効率が増加する事は言うまでもない。 （実施例５）４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−３−フ
ェニルアセタミドニトロベンゼン（以後、ＤＰＡＮと略
す）を用いた非線形光学素子を以下に示す方法で作製し
た。合成・精製した粉末のＤＰＡＮ１０ｇを、内径約１
２φのガラス管にいれ、管内を真空とした後に材料およ
びガラス管全体を８０℃で２時間加熱し、不活性ガスを
いれて封じ試料管を得た。この試料管を融点（１４１
℃）に保たれた炉にいれてＤＰＡＮの融解を確認した後
に、直ちに室温以下に冷却し、ＤＰＡＮの多結晶を得
た。その後、試料管１６を約９０℃〜１２０℃の間に存
在するＤＰＡＮの再吸熱温度（相転移温度）に保持し、
約１００時間放置したところ、直径１２ｍｍ長さ約６０
ｍｍに渡る単結晶が得られた。 （比較例４）実施例５の試料管と同様に作製された試料
管を、融点温度（１４１℃）に保たれた高温部から２０
℃に制御された低温部に１時間に０．８ｍｍの速度で徐
々に移動させる事により単結晶が得られた。
【００１３】実施例５によって得られた単結晶とブリッ
ジマンによる単結晶（比較例４）とを、同方位に同サイ
ズに切り出し位相整合法により波長変換効率を評価した
ところ、実施例５により得られた単結晶を用いて作製し
た素子では、比較例４による単結晶により作製した素子
のおよそ３．５倍の波長変換効率を示した。基本波には
出力１Ｗで連続発振するＮｄ：ＹＡＧレーザを用いた。 （実施例６）ＤＡＮを用いた非線形光学素子を以下に示
す方法で作製した。真空チャンバー中で、洗浄した厚さ
１ｍｍの２枚の鉛ガラス（ＳＦ１０ガラス）基板上にＤ
ＡＮを昇華させて厚さ約０．７μｍに付着させ、２枚の
ガラスをＤＡＮを内側になるように張り合わせて試料を
得た。試料の両面を温度調節器に接続されたシート上の
ヒータで挟み、試料２０を温度調節できるように設定し
て真空チャンバー中に再び挿入した。真空チャンバー内
を一度１０- 7 ｔｏｒｒ以下の高真空にした後に、不活
性ガスを充填した。その後、試料の温度が約１００℃と
なるように温度調節して約５０時間保持し、導波路型の
非線形光学素子を得た。導波路中のＤＡＮの厚さは約
０．６μｍであった。 （実施例７）ＤＡＮを用いた非線形光学素子を以下に示
す方法により作製した。ビーカーに、合成・精製したＤ
ＡＮを約４０ｇ入れ、メタノール溶媒を徐々に加えて攪
拌し、ＤＡＮの飽和溶液を得た。この中に、２枚の鉛ガ
ラス（例えばＳＦ１０ガラス）基板を一枚ずつ溶液につ
けて、ディップコート法によりガラス基板上にＤＡＮを
付着させた。溶液は、常に飽和になるように調節しなが
ら、ディップコートを繰り返し、付着したＤＡＮの厚さ
が約０．９μｍになったところで停止した。２枚のＤＡ
Ｎが付着したガラス基板をＤＡＮが内側になるように張
り合わせ、試料を得た。この試料を、例えば９０℃に温
度調節されたオーブンにいれて約１００時間放置し、２
枚のガラス基板の間に厚さ約１μｍのＤＡＮの単結晶が
形成された導波路型の非線形光学素子を得た。 （比較例５）厚さ１μｍのギャップを設けて張り合わさ
れた２枚のＳＦ１０ガラス基板内に融解したＤＡＮを毛
細管現象により挿入させた後、一方からゆっくりと徐冷
することにより非線形光学素子を得た。
ジマンによる単結晶（比較例４）とを、同方位に同サイ
ズに切り出し位相整合法により波長変換効率を評価した
ところ、実施例５により得られた単結晶を用いて作製し
た素子では、比較例４による単結晶により作製した素子
のおよそ３．５倍の波長変換効率を示した。基本波には
出力１Ｗで連続発振するＮｄ：ＹＡＧレーザを用いた。 （実施例６）ＤＡＮを用いた非線形光学素子を以下に示
す方法で作製した。真空チャンバー中で、洗浄した厚さ
１ｍｍの２枚の鉛ガラス（ＳＦ１０ガラス）基板上にＤ
ＡＮを昇華させて厚さ約０．７μｍに付着させ、２枚の
ガラスをＤＡＮを内側になるように張り合わせて試料を
得た。試料の両面を温度調節器に接続されたシート上の
ヒータで挟み、試料２０を温度調節できるように設定し
て真空チャンバー中に再び挿入した。真空チャンバー内
を一度１０- 7 ｔｏｒｒ以下の高真空にした後に、不活
性ガスを充填した。その後、試料の温度が約１００℃と
なるように温度調節して約５０時間保持し、導波路型の
非線形光学素子を得た。導波路中のＤＡＮの厚さは約
０．６μｍであった。 （実施例７）ＤＡＮを用いた非線形光学素子を以下に示
す方法により作製した。ビーカーに、合成・精製したＤ
ＡＮを約４０ｇ入れ、メタノール溶媒を徐々に加えて攪
拌し、ＤＡＮの飽和溶液を得た。この中に、２枚の鉛ガ
ラス（例えばＳＦ１０ガラス）基板を一枚ずつ溶液につ
けて、ディップコート法によりガラス基板上にＤＡＮを
付着させた。溶液は、常に飽和になるように調節しなが
ら、ディップコートを繰り返し、付着したＤＡＮの厚さ
が約０．９μｍになったところで停止した。２枚のＤＡ
Ｎが付着したガラス基板をＤＡＮが内側になるように張
り合わせ、試料を得た。この試料を、例えば９０℃に温
度調節されたオーブンにいれて約１００時間放置し、２
枚のガラス基板の間に厚さ約１μｍのＤＡＮの単結晶が
形成された導波路型の非線形光学素子を得た。 （比較例５）厚さ１μｍのギャップを設けて張り合わさ
れた２枚のＳＦ１０ガラス基板内に融解したＤＡＮを毛
細管現象により挿入させた後、一方からゆっくりと徐冷
することにより非線形光学素子を得た。
【００１４】実施例６、７及び比較例５によって得られ
た非線形光学素子をメーカフリンジ法により評価した。
実施例６、７によって得られた素子では比較例５によっ
て得られた素子と比較してそれぞれ約１．５倍及び１．
２倍の性能を得ることが確認された。
た非線形光学素子をメーカフリンジ法により評価した。
実施例６、７によって得られた素子では比較例５によっ
て得られた素子と比較してそれぞれ約１．５倍及び１．
２倍の性能を得ることが確認された。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による非線
形光学素子の作製方法は、多結晶や非晶質を形成した後
に、融点以下の温度で熱処理することにより形成したこ
とを特徴としたために、融点以上の温度に長時間さらさ
れないために、融点温度以上で分解または変質する非線
形光学材料に対しても、高効率な非線形光学素子を提供
できる。また、他の物質が含まれる事なく作製できるた
めに、高純度な単結晶が得られ、高効率な非線形光学素
子が作製できる。
形光学素子の作製方法は、多結晶や非晶質を形成した後
に、融点以下の温度で熱処理することにより形成したこ
とを特徴としたために、融点以上の温度に長時間さらさ
れないために、融点温度以上で分解または変質する非線
形光学材料に対しても、高効率な非線形光学素子を提供
できる。また、他の物質が含まれる事なく作製できるた
めに、高純度な単結晶が得られ、高効率な非線形光学素
子が作製できる。
【図１】 ＤＡＮの大気中でのＤＳＣによる融解曲線を
示した図である。
示した図である。
【００１６】
【図２】 実施例２に示した素子作製に用いた炉の構成
を示した図である。
を示した図である。
【００１７】
【図３】 図２の炉内の温度勾配を示した図である。
【００１８】
【図４】 実施例１及び２で作製した結晶の、結晶化の
前後でのＤＡＮの融解曲線を示した図である。
前後でのＤＡＮの融解曲線を示した図である。
【００１９】
【図５】 実施例１，２及び３、比較例１及び２で作製
した結晶におけるＤＡＮの融解曲線の違いを示した図で
ある。
した結晶におけるＤＡＮの融解曲線の違いを示した図で
ある。
【００２０】
【図６】 実施例３に示した熱処理過程の際に加えた温
度勾配を示した図である。
度勾配を示した図である。
【００２１】
１ 試料管 ２、３ センサー ４ 高温部 ５ 低温部 ６、７ 温度調節器 ８ 単結晶
Claims (7)
- 【請求項１】 非線形光学素子を製造する際に、非線形
光学材料の多結晶或いは非晶質を形成した後に融点より
低温で熱処理することによって単結晶を形成することを
特徴とする非線形光学素子の製造方法。 - 【請求項２】 温度勾配中で静止、あるいは温度勾配中
を移動させる事によって熱処理を行うことを特徴とする
請求項１記載の非線形光学素子の製造方法。 - 【請求項３】 非線形光学材料の相転移温度で熱処理す
ることを特徴とする請求項１記載の非線形光学素子の製
造方法。 - 【請求項４】 溶融法によって多結晶あるいは非晶質を
形成することを特徴とする請求項１記載の非線形光学素
子の製造方法。 - 【請求項５】 気相法によって多結晶あるいは非晶質を
形成することを特徴とする請求項１記載の非線形光学素
子の製造方法。 - 【請求項６】 溶液法によって多結晶あるいは非晶質を
形成することを特徴とする請求項１記載の非線形光学素
子の製造方法。 - 【請求項７】 多結晶あるいは非晶質の形成と、その後
熱処理を同一の炉で連続的に行うことを特徴とする請求
項４記載の非線形光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31332193A JPH07168221A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 非線形光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31332193A JPH07168221A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 非線形光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168221A true JPH07168221A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18039827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31332193A Pending JPH07168221A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 非線形光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07168221A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5888200A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 形状記憶性Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金の単結晶製造方法 |
| JPH02259605A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-22 | Omron Tateisi Electron Co | 有機単結晶光導波路の製造方法 |
| JPH04349200A (ja) * | 1991-05-28 | 1992-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 有機単結晶の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP31332193A patent/JPH07168221A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5888200A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 形状記憶性Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金の単結晶製造方法 |
| JPH02259605A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-22 | Omron Tateisi Electron Co | 有機単結晶光導波路の製造方法 |
| JPH04349200A (ja) * | 1991-05-28 | 1992-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 有機単結晶の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970121 |