JPH07261218A - Formation of domain inversion structure of ferroelectric substance - Google Patents

Formation of domain inversion structure of ferroelectric substance

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JPH07261218A
JPH07261218A JP5547794A JP5547794A JPH07261218A JP H07261218 A JPH07261218 A JP H07261218A JP 5547794 A JP5547794 A JP 5547794A JP 5547794 A JP5547794 A JP 5547794A JP H07261218 A JPH07261218 A JP H07261218A
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JP
Japan
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domain inversion
ferroelectric substance
current
ferroelectric
electrode
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Withdrawn
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JP5547794A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasukazu Nihei
靖和 二瓶
Akinori Harada
明憲 原田
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to form domain inversion parts having high uniformity within a plane parallel with electrodes and to prohibit easy destruction of a ferroelectric substance by impressing an electric field while controlling the current flowing in this ferroelectric substance constant. CONSTITUTION:A corona power source device 5 has a current driver 21, a current detecting circuit 22 which detects the current flowing between a corona wire 4 and a grounding wire 3 and a differential amplifier 23 which receives the current detection signal S and variable reference signal R outputted by this current detecting circuit 22 and feeds the signal indicating the deviation therebetween back to the current driver 11. This power source device has a function to control the current flowing in an MgO-LiNbO3 substrate 1 to the specified value indicated by the variable reference signal R. Local domain inversion is hardly generated in the ferroelectric substance if the electric field is impressed to the ferroelectric substance while the constant current is controlled by this constitution and consequently, the local flow of the large current is averted and the uniformity of the domain inversion is improved. The easy destruction of the ferroelectric substance is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、周期ドメイン反転構造
を有する光波長変換素子等を作成する等のために、非線
形光学効果を有する強誘電体に所定パターンのドメイン
反転構造を形成する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a domain inversion structure having a predetermined pattern in a ferroelectric material having a nonlinear optical effect, for example, for producing an optical wavelength conversion element having a periodic domain inversion structure. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】非線形光学効果を有する強誘電体の自発
分極(ドメイン)を周期的に反転させた領域を設けた光
波長変換素子を用いて、基本波を第2高調波に波長変換
する方法が既にBleombergenらによって提案されている
(Phys.Rev.,vol.127,No.6,1918(1962)参照)。
この方法においては、ドメイン反転部の周期Λを、 Λc=2π/{β(2ω)−2β(ω)} ……(1) ただしβ(2ω)は第2高調波の伝搬定数 2β(ω)は基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λcの整数倍になるように
設定することで、基本波と第2高調波との位相整合を取
ることができる。非線形光学材料のバルク結晶を用いて
波長変換する場合は、位相整合する波長が結晶固有の特
定波長に限られるが、上記の方法によれば、任意の波長
に対して(1) を満足する周期Λを選択することによ
り、効率良く位相整合を取ることが可能となる。
2. Description of the Related Art A method of converting a fundamental wave into a second harmonic using an optical wavelength conversion element provided with a region in which spontaneous polarization (domain) of a ferroelectric substance having a nonlinear optical effect is periodically inverted. Have already been proposed by Bleombergen et al. (See Phys. Rev., vol. 127, No. 6, 1918 (1962)).
In this method, the period Λ of the domain inversion part is Λc = 2π / {β (2ω) -2β (ω)} (1) where β (2ω) is the propagation constant 2β (ω) of the second harmonic. Is set to be an integral multiple of the coherent length Λc given by the propagation constant of the fundamental wave, so that the fundamental wave and the second harmonic can be phase-matched. When wavelength conversion is performed using a bulk crystal of a non-linear optical material, the phase matching wavelength is limited to a specific wavelength unique to the crystal, but according to the above method, a period that satisfies (1) for any wavelength By selecting Λ, phase matching can be efficiently achieved.

【0003】上述のような周期ドメイン反転構造を形成
する方法の1つとして従来より、例えば特開平4−33
5620号公報や同5−210132号公報に示される
ように、単分極化された非線形光学効果を有する強誘電
体の一表面に所定パターンの電極を形成するとともに、
この一表面に対面する他表面に対向電極を形成し、これ
ら2つの電極を介して該強誘電体に電荷を与えて、そこ
に上記所定パターンに対応したドメイン反転部を形成す
る、という方法が知られている。
As one of the methods for forming the above-mentioned periodic domain inversion structure, there is a conventional method, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-33.
As disclosed in Japanese Patent No. 5620 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-210132, an electrode having a predetermined pattern is formed on one surface of a ferroelectric substance having a monopolarized nonlinear optical effect.
A method of forming a counter electrode on the other surface facing the one surface, applying a charge to the ferroelectric substance via these two electrodes, and forming a domain inversion portion corresponding to the predetermined pattern thereat Are known.

【0004】また本出願人による特願平5−21152
号明細書に示されるように、強誘電体の一表面に上述の
ような所定パターンの電極を形成する一方、この強誘電
体の他表面と向かい合う位置にコロナワイヤーを配し、
このコロナワイヤーと上記電極とにより強誘電体をコロ
ナ帯電させて、そこに上記所定パターンに対応したドメ
イン反転部を形成する方法も考えられている。
Further, Japanese Patent Application No. 5-21152 filed by the present applicant
As shown in the specification, while forming an electrode of the above-mentioned predetermined pattern on one surface of the ferroelectric substance, a corona wire is arranged at a position facing the other surface of the ferroelectric substance,
A method has also been considered in which a ferroelectric substance is corona-charged by the corona wire and the electrode to form a domain inversion portion corresponding to the predetermined pattern thereon.

【0005】上記のように1対の電極を介して、あるい
は1つの電極とコロナワイヤーを用いて強誘電体に電場
を印加してドメイン反転部を形成する方法においては、
従来、電場印加条件を安定させるために、強誘電体に加
わる電圧を一定に制御しながら電場を印加するようにし
ていた。
In the method of forming the domain inversion part by applying an electric field to the ferroelectric substance through the pair of electrodes as described above or using one electrode and the corona wire,
Conventionally, in order to stabilize the electric field application conditions, the electric field is applied while the voltage applied to the ferroelectric is controlled to be constant.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この電場印加
により強誘電体に所定パターンのドメイン反転部を形成
する従来方法においては、電極と平行な面内におけるド
メイン反転の均一性が良くないという問題が認められて
いる。つまり、本来ならば、上記面内の所定パターン電
極に対向する領域では全てドメイン反転し、その他の領
域ではドメイン反転が全く抑えられるべきところ、所定
パターン電極に対向する領域の一部でドメイン反転が起
きなかったり、反対にその他の領域の一部でドメイン反
転が起きる、といった不具合が発生することがある。
However, in the conventional method of forming the domain inversion portion of a predetermined pattern in the ferroelectric substance by applying the electric field, the problem that the domain inversion is not uniform in the plane parallel to the electrodes. Is recognized. That is, originally, domain inversion should be performed in all the regions facing the predetermined pattern electrode in the plane, and domain inversion should be suppressed in the other regions. It may not happen, or conversely, domain inversion may occur in part of other areas, which may cause problems.

【0007】さらに上記の従来方法においては、最適な
ドメイン反転形状を得ようとして強誘電体に比較的高い
電圧をかけると、強誘電体が容易に破壊してしまうとい
う問題も認められている。
Further, in the above conventional method, it has been recognized that the ferroelectric substance is easily destroyed when a relatively high voltage is applied to the ferroelectric substance in order to obtain the optimum domain inversion shape.

【0008】そこで本発明は、電極と平行な面内の均一
性が高いドメイン反転部を形成することができ、また強
誘電体を容易に破壊することのない、強誘電体のドメイ
ン反転構造形成方法を提供することを目的とするもので
ある。
Therefore, according to the present invention, it is possible to form a domain inversion portion having high uniformity in a plane parallel to the electrodes, and to form a domain inversion structure of a ferroelectric substance without easily destroying the ferroelectric substance. It is intended to provide a method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による強誘電体の
ドメイン反転構造形成方法は、前述したように、単分極
化された非線形光学効果を有する強誘電体の一表面に所
定パターンの電極を形成し、この電極を介して、該強誘
電体の上記一表面およびそれに対面する他表面との間に
電場を印加して、この強誘電体の上記電極に対向する部
分を局部的にドメイン反転させる強誘電体のドメイン反
転構造形成方法において、前記強誘電体に流れる電流を
一定に制御しながら電場印加することを特徴とするもの
である。
As described above, the method for forming a domain inversion structure of a ferroelectric substance according to the present invention comprises forming a predetermined pattern of electrodes on one surface of a ferroelectric substance having a non-linear optical effect monopolarized. Then, an electric field is applied between the one surface of the ferroelectric substance and the other surface facing the ferroelectric substance through the electrode to locally invert the domain of the ferroelectric substance facing the electrode. In the method of forming a domain inversion structure of a ferroelectric substance, an electric field is applied while controlling a current flowing through the ferroelectric substance to be constant.

【0010】[0010]

【作用および発明の効果】本発明者の研究によると、従
来方法を用いた際にドメイン反転の均一性が損なわれ、
また強誘電体が容易に破壊するのは、定電圧制御しなが
ら電場を印加すると、強誘電体において局部的なドメイ
ン反転が生じやすくなり、そしてその部分に大電流が反
転電流として流れることに起因していることが判明し
た。
According to the research conducted by the present inventor, the uniformity of domain inversion is impaired when the conventional method is used.
Further, the ferroelectric substance is easily destroyed because local domain inversion easily occurs in the ferroelectric substance when an electric field is applied while constant voltage control is performed, and a large current flows as an inversion current in the region. It turned out that

【0011】それに対して、本発明方法のように定電流
制御しながら電場を印加すると、強誘電体において局部
的なドメイン反転は生じ難くなり、そのため、局部的に
大電流が流れることが回避されて、ドメイン反転の均一
性が向上し、また強誘電体が容易に破壊することも防止
される。
On the other hand, when an electric field is applied while constant current control is performed as in the method of the present invention, local domain inversion is less likely to occur in the ferroelectric substance, so that a large current locally flows can be avoided. As a result, the uniformity of domain inversion is improved, and the ferroelectric is prevented from being easily destroyed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の
方法を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例に
よりドメイン反転構造を形成する様子を示している。こ
の図1において、1は非線形光学効果を有する強誘電体
である、MgOが一例として5mol %ドープされたLi
NbO3 の基板である。このMgO−LiNbO3基板
1としては、その最も大きい非線形光学材料定数d33
有効に利用できるように、z面で光学研磨されたz板が
使用されている。またこのMgO−LiNbO3 基板1
は、公知の方法により予め単分極化処理がなされた上
で、一例として厚さ0.3 mmに形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method of the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows the formation of a domain inversion structure according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a ferroelectric having a nonlinear optical effect, for example, Li doped with 5 mol% of MgO.
It is a substrate of NbO 3 . As the MgO-LiNbO 3 substrate 1, so that the largest nonlinear optical material constant d 33 can be effectively utilized, z plate which is optically polished in z-plane it is used. Also, this MgO-LiNbO 3 substrate 1
Has been monopolarized in advance by a known method, and is formed to have a thickness of 0.3 mm as an example.

【0013】そしてこのMgO−LiNbO3 基板1の
+z面1aには、所定ピッチで並ぶ厚さ30nmのTa周
期電極2が取り付けられる。この周期電極2は、例えば
上記+z面1a上にフォトリソグラフィーにより周期マ
スクパターンを形成した後、TaをスパッタしてTa薄
膜を形成し、その後マスクを除去する等の方法によって
形成される。このTa周期電極2は、所定周期で並ぶ櫛
歯に相当する部分が1本の基部によって互いに連結され
た櫛形状となっており、アース線3を介して接地され
る。
Then, on the + z surface 1a of the MgO-LiNbO 3 substrate 1, Ta periodic electrodes 2 having a thickness of 30 nm arranged at a predetermined pitch are attached. The periodic electrode 2 is formed, for example, by forming a periodic mask pattern on the + z surface 1a by photolithography, sputtering Ta to form a Ta thin film, and then removing the mask. The Ta periodic electrode 2 has a comb shape in which portions corresponding to comb teeth arranged in a predetermined cycle are connected to each other by one base portion, and is grounded via a ground wire 3.

【0014】一方MgO−LiNbO3 基板1の−z面
1bから若干離れた位置には、この−z面1bと平行に
延びる状態にしてコロナワイヤー4が配されている。こ
のコロナワイヤー4は、コロナ電源装置5に接続されて
いる。このコロナ電源装置5は、電流ドライバー21と、
コロナワイヤー4と上記アース線3との間に流れる電流
を検出する電流検出回路22と、この電流検出回路22が出
力する電流検出信号Sおよび可変基準信号Rを受けてそ
れらの偏差を示す信号を上記電流ドライバー11にフィー
ドバックする差動増幅器23とを備えて、MgO−LiN
bO3 基板1に流れる電流を可変基準信号Rが示す一定
値に制御する機能を有する。
[0014] slightly away from the other hand MgO-LiNbO 3 -z surface 1b of the substrate 1, corona wires 4 are arranged in a state extending in parallel with the -z face 1b. The corona wire 4 is connected to the corona power supply device 5. This corona power supply device 5 includes a current driver 21 and
A current detection circuit 22 for detecting a current flowing between the corona wire 4 and the earth wire 3 and a signal indicating a deviation between the current detection signal S and the variable reference signal R output from the current detection circuit 22 are received. A differential amplifier 23 that feeds back to the current driver 11 is provided, and MgO-LiN
It has a function of controlling the current flowing through the bO 3 substrate 1 to a constant value indicated by the variable reference signal R.

【0015】上記構成のコロナ電源装置5とコロナワイ
ヤー4とにより、MgO−LiNbO3 基板1に−600
μAの一定電流を2秒間流した。このようにしてMgO
−LiNbO3 基板1に電場を印加すると、この基板1
のTa周期電極2に対向する部分の分極が反転し、所定
周期Λで繰り返すパターンを有するドメイン反転部6が
形成される。ここで上記周期Λは、MgO−LiNbO
3 の屈折率の波長分散を考慮して、基板1のx方向に沿
って946 nm近辺で1次の周期となるように4μmとし
た。
By using the corona power supply device 5 and the corona wire 4 having the above-mentioned structure, the MgO-LiNbO 3 substrate 1 is -600.
A constant current of μA was applied for 2 seconds. In this way MgO
-When an electric field is applied to the LiNbO 3 substrate 1, this substrate 1
The polarization of the portion facing the Ta periodic electrode 2 is inverted, and the domain inversion portion 6 having a pattern repeating in the predetermined period Λ is formed. Here, the period Λ is MgO-LiNbO.
Considering the wavelength dispersion of the refractive index of 3 , the thickness was set to 4 μm along the x direction of the substrate 1 so as to have a first-order period near 946 nm.

【0016】次に、図2を参照して本発明の第2実施例
について説明する。なおこの図2において、図1中の要
素と同等の要素には同番号を付し、それらについての重
複した説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, elements that are the same as the elements in FIG. 1 are given the same numbers, and duplicated description thereof is omitted.

【0017】この第2実施例においては、第1実施例の
ものと同じMgO−LiNbO3 基板1の−z面1b
に、全面的にCr電極7が取り付けられる。このCr全
面電極7は、Crを一例として膜厚30nmに蒸着して形
成されたものである。このCr全面電極7は、リード線
8を介して電源装置9に接続される。この電源装置9も
第1実施例のコロナ電源装置5と同様に、MgO−Li
NbO3 基板1に流れる電流を可変基準信号Rが示す一
定値に制御する機能を有する。
[0017] In the second embodiment, -z face 1b of the same MgO-LiNbO 3 substrate 1 with those of the first embodiment
The Cr electrode 7 is attached over the entire surface. The Cr whole surface electrode 7 is formed by depositing Cr as an example to a film thickness of 30 nm. The Cr whole surface electrode 7 is connected to a power supply device 9 via a lead wire 8. This power supply device 9 is also similar to the corona power supply device 5 of the first embodiment in that MgO-Li.
It has a function of controlling the current flowing through the NbO 3 substrate 1 to a constant value indicated by the variable reference signal R.

【0018】本実施例ではこの電源装置9により、Mg
O−LiNbO3 基板1に−1200μAの一定電流を5秒
間流した。このようにしてMgO−LiNbO3 基板1
に電場を印加すると、この場合も基板1のTa周期電極
2に対向する部分の分極が反転し、所定周期Λで繰り返
すパターンを有するドメイン反転部6が形成される。こ
こで上記周期Λは、第1実施例と同様に4μmとした。
In this embodiment, the power supply device 9 is used to
A constant current of −1200 μA was applied to the O—LiNbO 3 substrate 1 for 5 seconds. Thus, the MgO-LiNbO 3 substrate 1
When an electric field is applied to the electrode, the polarization of the portion of the substrate 1 facing the Ta periodic electrode 2 is also inverted in this case, and the domain inversion portion 6 having a pattern repeating with a predetermined period Λ is formed. Here, the period Λ is set to 4 μm as in the first embodiment.

【0019】以上の第1および第2実施例でドメイン反
転部6を形成したMgO−LiNbO3 基板1につい
て、+z面1aと平行な面内におけるドメイン反転部6
の状態を顕微鏡で観察したところ、この面内のTa周期
電極2に対向する領域では全領域に亘ってドメイン反転
し、その他の領域ではドメイン反転が全く抑えられてお
り、この面内におけるドメイン反転の均一性が非常に高
いことが確認された。
Regarding the MgO-LiNbO 3 substrate 1 on which the domain inversion portion 6 is formed in the above first and second embodiments, the domain inversion portion 6 in the plane parallel to the + z plane 1a.
When observed under a microscope, the domain inversion was observed over the entire region in the region facing the Ta periodic electrode 2 in this plane, and domain inversion was suppressed in all other regions. It was confirmed that the uniformity was extremely high.

【0020】また、第1および第2実施例の双方におい
て、MgO−LiNbO3 基板1の破壊は認められなか
った。
In both the first and second examples, no breakage of the MgO-LiNbO 3 substrate 1 was observed.

【0021】さらに、上記第1および第2実施例の方法
によれば、同一条件に対するドメイン反転部形成の再現
性も高くなることが確認された。すなわち、上記第1お
よび第2実施例の方法において、各種条件を既述の通り
に設定してそれぞれ10個のMgO−LiNbO3 基板1
にドメイン反転部6を形成したとき、両実施例とも、8
個の基板1にほぼ同一状態のドメイン反転部6が形成さ
れた。それに対して、MgO−LiNbO3 基板1に印
加される電圧を一定に制御しながら電場を印加した際
は、第1実施例のように周期電極2とコロナワイヤー4
を用いる場合も、また第2実施例のように周期電極2と
全面電極7を用いる場合も、ほぼ同一状態のドメイン反
転部6が形成された基板1はそれぞれ10個中2個にとど
まった。
Furthermore, it was confirmed that the methods of the first and second embodiments described above also improved the reproducibility of the domain inversion portion formation under the same conditions. That is, in the methods of the first and second embodiments, various conditions were set as described above and 10 MgO—LiNbO 3 substrates 1 each.
When the domain inversion portion 6 is formed on the
The domain inversion portions 6 in substantially the same state were formed on the individual substrates 1. On the other hand, when the electric field is applied while the voltage applied to the MgO-LiNbO 3 substrate 1 is controlled to be constant, the periodic electrode 2 and the corona wire 4 are used as in the first embodiment.
In both the case of using the periodical electrode 2 and the case of using the periodic electrode 2 and the whole surface electrode 7 as in the second embodiment, the number of the substrates 1 on which the domain inversion portions 6 are formed in almost the same state is 2 out of 10.

【0022】次に、上記第1実施例で周期ドメイン反転
構造が形成されたMgO−LiNbO3 基板1から作成
した光波長変換素子について説明する。基板1のx面お
よび−x面を研磨してそれぞれ光通過面10a、10bとす
ることにより、図3に示すように周期ドメイン反転部6
を有するバルク結晶型の光波長変換素子10が得られる。
このバルク結晶型光波長変換素子10を、同図に示すレー
ザーダイオード励起YAGレーザーの共振器内に配置し
た。
Next, an optical wavelength conversion device manufactured from the MgO-LiNbO 3 substrate 1 having the periodic domain inversion structure formed in the first embodiment will be described. By polishing the x-plane and the -x-plane of the substrate 1 to form the light transmitting surfaces 10a and 10b, respectively, the periodic domain reversing portion 6 is formed as shown in FIG.
A bulk crystal type optical wavelength conversion device 10 having the following is obtained.
This bulk crystal type optical wavelength conversion element 10 was placed in the resonator of the laser diode pumped YAG laser shown in FIG.

【0023】このレーザーダイオード励起YAGレーザ
ーは、波長809 nmのポンピング光としてのレーザービ
ーム11を発するレーザーダイオード12と、発散光状態の
レーザービーム11を収束させる集光レンズ13と、Nd
(ネオジウム)がドーピングされたレーザー媒質であっ
て上記レーザービーム11の収束位置に配されたYAG結
晶14と、このYAG結晶14の前方側(図中右方)に配さ
れた共振器ミラー15とからなる。光波長変換素子10は結
晶長が1mmとされ、共振器ミラー15とYAG結晶14と
の間に配置されている。
This laser diode pumped YAG laser has a laser diode 12 which emits a laser beam 11 as pumping light having a wavelength of 809 nm, a condenser lens 13 which converges the laser beam 11 in a divergent light state, and Nd.
A YAG crystal 14 which is a laser medium doped with (neodymium) and is arranged at the converging position of the laser beam 11, and a resonator mirror 15 arranged on the front side (right side in the figure) of the YAG crystal 14. Consists of. The light wavelength conversion element 10 has a crystal length of 1 mm and is arranged between the resonator mirror 15 and the YAG crystal 14.

【0024】YAG結晶14は波長809 nmのレーザービ
ーム11により励起されて、波長946nmのレーザービー
ム16を発する。この固体レーザービーム16は、所定のコ
ーティングが施されたYAG結晶端面14aと共振器ミラ
ー15のミラー面15aとの間で共振し、光波長変換素子10
に入射して波長が1/2すなわち473 nmの第2高調波
17に変換され、ほぼこの第2高調波17のみが共振器ミラ
ー15から出射する。なお基本波としての固体レーザービ
ーム16と第2高調波17は、周期ドメイン反転領域におい
て位相整合(いわゆる疑似位相整合)する。
The YAG crystal 14 is excited by the laser beam 11 having a wavelength of 809 nm and emits a laser beam 16 having a wavelength of 946 nm. The solid-state laser beam 16 resonates between the YAG crystal end face 14a provided with a predetermined coating and the mirror face 15a of the resonator mirror 15, and the optical wavelength conversion element 10
Second harmonic of wavelength ½ or 473 nm
It is converted to 17, and only the second harmonic 17 is emitted from the resonator mirror 15. The solid-state laser beam 16 as the fundamental wave and the second harmonic wave 17 are phase-matched (so-called pseudo-phase matching) in the periodic domain inversion region.

【0025】本例においては、レーザーダイオード12の
出力が200 mWのとき、10mWと高出力の第2高調波17
が得られた。また第2実施例で周期ドメイン反転構造が
形成されたMgO−LiNbO3 基板1からも同様に光
波長変換素子を作成し、その光波長変換素子を図3のレ
ーザーダイオード励起YAGレーザーに適用したが、そ
の場合の効率も上記と同じであった。
In this example, when the output of the laser diode 12 is 200 mW, the second harmonic 17 having a high output of 10 mW is generated.
was gotten. Similarly create the optical wavelength conversion element from the periodic domain inversion MgO-LiNbO 3 substrate 1 the structure is formed in the second embodiment, is applied to the light wavelength converting element to the laser diode pumped YAG laser of FIG. 3 , The efficiency in that case was also the same as above.

【0026】それに対して、前述のように定電圧制御し
ながら電場を印加して周期ドメイン反転構造を形成した
MgO−LiNbO3 基板から作製された光波長変換素
子を、上記と同じレーザーダイオード励起YAGレーザ
ーに適用した場合は、レーザーダイオード12の出力が20
0 mWのとき、第2高調波17の出力は最大でも1mWで
あった。
On the other hand, as described above, an optical wavelength conversion device manufactured from a MgO-LiNbO 3 substrate on which a periodic domain inversion structure was formed by applying an electric field while controlling a constant voltage was manufactured by using the same laser diode pumped YAG as described above. When applied to a laser, the laser diode 12 output is 20
At 0 mW, the output of the second harmonic 17 was 1 mW at the maximum.

【0027】以上の通り、本発明の方法を適用して形成
された光波長変換素子により極めて高い波長変換効率が
実現されたことにより、本発明方法によればドメイン反
転部6が均一に形成され得ることが実証された。
As described above, since the optical wavelength conversion element formed by applying the method of the present invention realizes extremely high wavelength conversion efficiency, the domain inversion portion 6 is uniformly formed according to the method of the present invention. Proven to get.

【0028】なお上記実施例の方法は、バルク結晶型の
光波長変換素子を作成するために適用されているが、本
発明の方法はその他、光導波路型の光波長変換素子を作
成する等のために適用することも可能である。
The method of the above embodiment is applied for producing a bulk crystal type optical wavelength conversion element, but the method of the present invention is also applicable to the production of an optical waveguide type optical wavelength conversion element. It is also possible to apply for.

【0029】さらに本発明方法は、上記実施例における
MgO−LiNbO3 の他、LiNbO3 、MgO−L
iTaO3 、LiTaO3 、KNbO3 、KTP等の強
誘電体にドメイン反転構造を形成する際にも、同様に適
用可能である。
Further, the method of the present invention comprises LiNbO 3 , MgO-L in addition to MgO-LiNbO 3 in the above-mentioned embodiment.
The same can be applied when forming a domain inversion structure in a ferroelectric substance such as iTaO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3 , or KTP.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例によるドメイン反転構造の
形成方法を説明する説明図
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a method of forming a domain inversion structure according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例によるドメイン反転構造の
形成方法を説明する説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a method of forming a domain inversion structure according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明によりドメイン反転構造が形成された光
波長変換素子を備えた固体レーザーの側面図
FIG. 3 is a side view of a solid-state laser including an optical wavelength conversion element in which a domain inversion structure is formed according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 MgO−LiNbO3 基板 1a MgO−LiNbO3 基板の+z面 1b MgO−LiNbO3 基板の−z面 2 Ta周期電極 3 アース線 4 コロナワイヤー 5 コロナ電源装置 6 ドメイン反転部 7 Cr全面電極 8 リード線 9 電源装置 10 光波長変換素子 11 レーザービーム(ポンピング光) 12 レーザーダイオード 13 集光レンズ 14 YAG結晶 15 共振器ミラー 16 固体レーザービーム(基本波) 17 第2高調波 21 電流ドライバー 22 電流検出回路 23 差動増幅器1 MgO-LiNbO 3 Substrate 1a MgO-LiNbO 3 Substrate + z Surface 1b MgO-LiNbO 3 Substrate -z Surface 2 Ta Periodic Electrode 3 Earth Wire 4 Corona Wire 5 Corona Power Supply 6 Domain Inversion Section 7 Cr Full Surface Electrode 8 Lead Wire 9 Power supply device 10 Optical wavelength conversion element 11 Laser beam (pumping light) 12 Laser diode 13 Condensing lens 14 YAG crystal 15 Resonator mirror 16 Solid-state laser beam (fundamental wave) 17 Second harmonic wave 21 Current driver 22 Current detection circuit 23 Differential amplifier

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単分極化された非線形光学効果を有する
強誘電体の一表面に所定パターンの電極を形成し、この
電極を介して、該強誘電体の前記一表面およびそれに対
面する他表面との間に電場を印加して、この強誘電体の
前記電極に対向する部分を局部的にドメイン反転させる
強誘電体のドメイン反転構造形成方法において、前記強
誘電体に流れる電流を一定に制御しながら電場印加する
ことを特徴とする強誘電体のドメイン反転構造形成方
法。
1. An electrode having a predetermined pattern is formed on one surface of a ferroelectric substance having a non-linear optical effect that is monopolarized, and the one surface of the ferroelectric substance and the other surface facing it are formed through this electrode. In the method for forming a domain inversion structure of a ferroelectric in which an electric field is applied between and to locally invert the portion of the ferroelectric facing the electrode, a current flowing in the ferroelectric is controlled to be constant. A method for forming a domain inversion structure of a ferroelectric material, characterized by applying an electric field while being applied.
【請求項2】 前記強誘電体の他表面と向かい合う位置
にコロナワイヤーを配し、このコロナワイヤーと前記電
極とにより前記強誘電体をコロナ帯電させてそこに電場
を印加することを特徴とする請求項1記載の強誘電体の
ドメイン反転構造形成方法。
2. A corona wire is disposed at a position facing the other surface of the ferroelectric substance, and the ferroelectric substance is corona-charged by the corona wire and the electrode and an electric field is applied thereto. The method for forming a domain inversion structure of a ferroelectric according to claim 1.
【請求項3】 前記強誘電体の他表面に全面電極を形成
し、前記所定パターンの電極と対向する電極およびこの
全面電極を介して前記電場を印加することを特徴とする
請求項1記載の強誘電体のドメイン反転構造形成方法。
3. The full-scale electrode is formed on the other surface of the ferroelectric material, and the electric field is applied through the electrode facing the electrode of the predetermined pattern and the full-scale electrode. Method of forming domain inversion structure of ferroelectric substance.
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