JPH07294971A - 第二高調波発生素子の製造方法 - Google Patents
第二高調波発生素子の製造方法Info
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- JPH07294971A JPH07294971A JP11168294A JP11168294A JPH07294971A JP H07294971 A JPH07294971 A JP H07294971A JP 11168294 A JP11168294 A JP 11168294A JP 11168294 A JP11168294 A JP 11168294A JP H07294971 A JPH07294971 A JP H07294971A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＫＴＰ単結晶中に深い分極反転領域を形成す
る事ができ、さらに所望のモード数（深さ）を持つ光導
波路を形成することができる第二高調波発生素子の製造
方法を提供する。 【構成】 ＫＴＰ単結晶において、イオン交換法により
深い分極反転領域を形成することができる。また、ＫＴ
Ｐ単結晶において、イオン交換法により深い分極反転領
域を形成し、しかる後イオン交換法によりレンズ状セグ
メント型光導波路を作製することにより、漏れ光がなく
光の散乱損失を低減させることができる第二高調波発生
素子を製造する事ができる。
る事ができ、さらに所望のモード数（深さ）を持つ光導
波路を形成することができる第二高調波発生素子の製造
方法を提供する。 【構成】 ＫＴＰ単結晶において、イオン交換法により
深い分極反転領域を形成することができる。また、ＫＴ
Ｐ単結晶において、イオン交換法により深い分極反転領
域を形成し、しかる後イオン交換法によりレンズ状セグ
メント型光導波路を作製することにより、漏れ光がなく
光の散乱損失を低減させることができる第二高調波発生
素子を製造する事ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を利用する光
情報処理分野、光応用計測制御分野、印刷・製版分野、
医用分野等に使用する光波長変換素子、特に第二高調波
発生素子の製造方法に関するものである。
情報処理分野、光応用計測制御分野、印刷・製版分野、
医用分野等に使用する光波長変換素子、特に第二高調波
発生素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光の波長を第二高調波に効率よく変換し
てやるためには、波長変換素子内での位相整合条件が満
足される必要がある。この方法としては従来より角度位
相整合、温度位相整合、導波路を用いる方法等が提案さ
れ用いられてきた。最近、位相整合方法として注目され
ているものに周期構造を用いた擬似位相整合と呼ばれる
方法があり、例えば、Phys.Rev., Vol.127,p.1918(196
2) において J.A.Armstrongらによって示されている。
これは周期的に結晶内の分極方向を反転して基本波と高
調波の位相不整合量を補償しようとするものである。
てやるためには、波長変換素子内での位相整合条件が満
足される必要がある。この方法としては従来より角度位
相整合、温度位相整合、導波路を用いる方法等が提案さ
れ用いられてきた。最近、位相整合方法として注目され
ているものに周期構造を用いた擬似位相整合と呼ばれる
方法があり、例えば、Phys.Rev., Vol.127,p.1918(196
2) において J.A.Armstrongらによって示されている。
これは周期的に結晶内の分極方向を反転して基本波と高
調波の位相不整合量を補償しようとするものである。
【０００３】ここで分極反転とは使用する一定方向に分
極した単結晶誘電体材料の分極の方向を反転させること
をいう。この手法を第二高調波発生（ＳＨＧ）素子に適
用したものが分極反転型ＳＨＧ素子である。
極した単結晶誘電体材料の分極の方向を反転させること
をいう。この手法を第二高調波発生（ＳＨＧ）素子に適
用したものが分極反転型ＳＨＧ素子である。
【０００４】この分極反転を起こさせるには、これまで
に種々の方法が行われている。例えば、Lim E.J.,Fejer
M.M.,Beyer R.L. and Kozolovsky W.J.: Electron. Le
tt.,25,11,pp.731(1989) におけるように、ニオブ酸リ
チウム（ＬＮ）単結晶ではＴｉ金属の熱拡散が用いられ
ている。例えば、K.Mizuuchi et al.: Appl. Phys. Let
t.,58,p.2732(1991)におけるように、タンタル酸リチウ
ム（ＬＴ）単結晶ではプロトン交換後、急速加熱という
手法が用いられている。図１に示すように、ＬＮ又はＬ
Ｔ結晶基板１においては、櫛状に分極反転領域３と非分
極反転領域４とを形成し、そのパターンに直交する方向
にチャンネル導波路２を作製して、分極反転型ＳＨＧ素
子としている。図１にこのＳＨＧ素子の構造を示す。
に種々の方法が行われている。例えば、Lim E.J.,Fejer
M.M.,Beyer R.L. and Kozolovsky W.J.: Electron. Le
tt.,25,11,pp.731(1989) におけるように、ニオブ酸リ
チウム（ＬＮ）単結晶ではＴｉ金属の熱拡散が用いられ
ている。例えば、K.Mizuuchi et al.: Appl. Phys. Let
t.,58,p.2732(1991)におけるように、タンタル酸リチウ
ム（ＬＴ）単結晶ではプロトン交換後、急速加熱という
手法が用いられている。図１に示すように、ＬＮ又はＬ
Ｔ結晶基板１においては、櫛状に分極反転領域３と非分
極反転領域４とを形成し、そのパターンに直交する方向
にチャンネル導波路２を作製して、分極反転型ＳＨＧ素
子としている。図１にこのＳＨＧ素子の構造を示す。
【０００５】また、図２に示すように、ＫＴＰ基板５に
おいては、硝酸ルビジウムの溶融塩に浸すことによると
いうイオン交換法によりセグメントタイプの光導波路２
を作製すると同時にその溶融塩に硝酸バリウムを添加
し、その部分を分極反転させることにより、分極反転型
ＳＨＧ素子の作製が行われている（Appl. Phys. Lett.,
Vol.57,No.20,p.2074(1990)）。図２にこのＳＨＧ素子
の構造を示す。ここで、図２において、３は分極反転領
域、４は非分極反転領域である。
おいては、硝酸ルビジウムの溶融塩に浸すことによると
いうイオン交換法によりセグメントタイプの光導波路２
を作製すると同時にその溶融塩に硝酸バリウムを添加
し、その部分を分極反転させることにより、分極反転型
ＳＨＧ素子の作製が行われている（Appl. Phys. Lett.,
Vol.57,No.20,p.2074(1990)）。図２にこのＳＨＧ素子
の構造を示す。ここで、図２において、３は分極反転領
域、４は非分極反転領域である。
【０００６】これまでに、我々はＫＴＰにおいてセグメ
ントタイプの導波路において問題となっていた漏れ光の
問題を各セグメントをレンズ状にすることによって解決
することができた（特開平５−１６４０１７）。
ントタイプの導波路において問題となっていた漏れ光の
問題を各セグメントをレンズ状にすることによって解決
することができた（特開平５−１６４０１７）。
【０００７】また、最近では、直流電圧を印加すること
によりＬＴ、ＬＮやＫＴＰにおいて、分極反転を行うこ
とも行われている（例えば、佐脇、三浦、栗村：１９９
２年秋応用物理学会予稿１８ａ−Ｘ−２）。
によりＬＴ、ＬＮやＫＴＰにおいて、分極反転を行うこ
とも行われている（例えば、佐脇、三浦、栗村：１９９
２年秋応用物理学会予稿１８ａ−Ｘ−２）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ＫＴＰ結晶を用いた場
合においてもイオン交換法でもＫＴＰ結晶内部の深い領
域（５０〜５００μｍ）まで分極反転できればバルクと
して擬似位相整合型の素子として使用できる。
合においてもイオン交換法でもＫＴＰ結晶内部の深い領
域（５０〜５００μｍ）まで分極反転できればバルクと
して擬似位相整合型の素子として使用できる。
【０００９】また、ＫＴＰ結晶を用いた場合に於いてセ
グメントタイプでは各セグメントが角型であれば、フレ
ネル領域での散乱により原理的に入射基本波及び発生し
た第二高調波の双方に漏れ光が出る。その結果変換効率
の低下をまねいていた。また、第二高調波も散乱するこ
とから出射ビームを回折限界まで絞りきれない現象をも
まねいていた。
グメントタイプでは各セグメントが角型であれば、フレ
ネル領域での散乱により原理的に入射基本波及び発生し
た第二高調波の双方に漏れ光が出る。その結果変換効率
の低下をまねいていた。また、第二高調波も散乱するこ
とから出射ビームを回折限界まで絞りきれない現象をも
まねいていた。
【００１０】この発明の目的は、ＫＴＰを用いた第二高
調波発生素子に於いて、イオン交換法により単結晶に深
い（５０〜５００μｍ）分極反転領域を形成することが
できる第二高調波発生素子の製造方法と、イオン交換法
で作製した分極反転領域と非分極反転領域に直角に光導
波路がセグメント型で漏れ光の無い第二高調波発生素子
をイオン交換法を用いて作製することができる第二高調
波発生素子の製造方法を提供する事である。
調波発生素子に於いて、イオン交換法により単結晶に深
い（５０〜５００μｍ）分極反転領域を形成することが
できる第二高調波発生素子の製造方法と、イオン交換法
で作製した分極反転領域と非分極反転領域に直角に光導
波路がセグメント型で漏れ光の無い第二高調波発生素子
をイオン交換法を用いて作製することができる第二高調
波発生素子の製造方法を提供する事である。
【００１１】
【発明を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、ＫＴＰにおいてイオン交換法により深い分極反転
領域を形成できる事を発見した。また、分極反転領域に
直角にセグメント型の光導波路を形成する、すなわちセ
グメントの形状をレンズ状とすることによって、各セグ
メントが角型の場合に生ずる光の散乱損失を低減させる
ことができる構造を作製できることを発見した。具体的
には、図３に示すように、ＫＴＰ単結晶ｚ板５のマイナ
スｚ面に、セグメント状にレンズ型のバルクより高屈折
率の非分極反転領域と分極反転領域あるいは、レンズ型
のバルクより高屈折率の分極反転領域と非分極反転領域
を交互に作製する事により、イオン交換されたひとつの
セグメントから出るレーザ光がそのセグメントの持つ屈
折率分布により集光される結果、光の散乱損失を低減で
きる構造を作製できることを発見した。また、このイオ
ン交換による屈折率分布は深さ方向にグレーデッド型で
あるため、深さ方向の光の閉じ込めもレンズ型となり非
常に漏れ光の少ない構造をとることを発見した。その
際、セグメントの形状は、楕円、円等、図４に示すよう
に種々の形状が可能である。従来は、イオン交換によ
り、分極反転と光導波路の形成とが同時に行われていた
が、分極反転を先に深く行っておき、後で屈折率の高い
光導波路を形成するので、光導波路深さの分だけ、光の
波長変換に確実に寄与する。ただし、セグメントの形状
が長方形である場合、構造は従来と同じであるが、導波
路作製方法が異なる。セグメントの間隔は、擬似位相整
合で計算される基本波に対する値に設定すれば良い。セ
グメントの幅に付いては、１〜１２μｍの内、光の変換
効率の必要な値の出るところを選ぶことができる。
めに、ＫＴＰにおいてイオン交換法により深い分極反転
領域を形成できる事を発見した。また、分極反転領域に
直角にセグメント型の光導波路を形成する、すなわちセ
グメントの形状をレンズ状とすることによって、各セグ
メントが角型の場合に生ずる光の散乱損失を低減させる
ことができる構造を作製できることを発見した。具体的
には、図３に示すように、ＫＴＰ単結晶ｚ板５のマイナ
スｚ面に、セグメント状にレンズ型のバルクより高屈折
率の非分極反転領域と分極反転領域あるいは、レンズ型
のバルクより高屈折率の分極反転領域と非分極反転領域
を交互に作製する事により、イオン交換されたひとつの
セグメントから出るレーザ光がそのセグメントの持つ屈
折率分布により集光される結果、光の散乱損失を低減で
きる構造を作製できることを発見した。また、このイオ
ン交換による屈折率分布は深さ方向にグレーデッド型で
あるため、深さ方向の光の閉じ込めもレンズ型となり非
常に漏れ光の少ない構造をとることを発見した。その
際、セグメントの形状は、楕円、円等、図４に示すよう
に種々の形状が可能である。従来は、イオン交換によ
り、分極反転と光導波路の形成とが同時に行われていた
が、分極反転を先に深く行っておき、後で屈折率の高い
光導波路を形成するので、光導波路深さの分だけ、光の
波長変換に確実に寄与する。ただし、セグメントの形状
が長方形である場合、構造は従来と同じであるが、導波
路作製方法が異なる。セグメントの間隔は、擬似位相整
合で計算される基本波に対する値に設定すれば良い。セ
グメントの幅に付いては、１〜１２μｍの内、光の変換
効率の必要な値の出るところを選ぶことができる。
【００１２】分極反転の方法は、ＫＴＰのマイナスｚ面
に櫛状に金属マスクを形成し、バリウムとカリウムある
いは、バリウムとルビジウムの混合溶融塩に長時間例え
ば、３０分〜４時間浸すことにより達成される。この時
作製したイオン交換した部分の組成はＫ1-x Ｂａx Ｔｉ
ＯＰＯ4 あるいは、Ｋ1-x-y Ｂａx Ｒｂy ＴｉＯＰＯ4
となる。マスク用金属については、使用するイオン交換
源により適度にＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｒ等また
は、それらの合金等のマスクパターン形成用金属を使用
する事ができる。
に櫛状に金属マスクを形成し、バリウムとカリウムある
いは、バリウムとルビジウムの混合溶融塩に長時間例え
ば、３０分〜４時間浸すことにより達成される。この時
作製したイオン交換した部分の組成はＫ1-x Ｂａx Ｔｉ
ＯＰＯ4 あるいは、Ｋ1-x-y Ｂａx Ｒｂy ＴｉＯＰＯ4
となる。マスク用金属については、使用するイオン交換
源により適度にＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｒ等また
は、それらの合金等のマスクパターン形成用金属を使用
する事ができる。
【００１３】上記分極反転構造の形成後、セグメント型
レンズ状の光導波路を分極反転構造と垂直に作製する。
レンズの周期と形状は、イオン交換時の屈折率変化の条
件に応じて作製すれば良い。
レンズ状の光導波路を分極反転構造と垂直に作製する。
レンズの周期と形状は、イオン交換時の屈折率変化の条
件に応じて作製すれば良い。
【００１４】また、以下の様に分極反転と光導波路作製
を同時に行うことも可能である。セグメント型レンズ状
にマスクパターンを形成し、バリウムとカリウムあるい
は、バリウムとルビジウムの混合溶融塩に長時間例え
ば、３０分〜４時間浸すことにより分極反転を行う。非
分極反転領域と分極反転領域の間隔は、ほぼ擬似位相整
合で計算される基本波に対する値に設定すれば良い。そ
の後、同じ領域を分極反転時のイオン交換処理よりも屈
折率の高くなる条件、いわゆるバリウムとカリウムの混
合溶融塩で分極反転した時は、バリウムとルビジウムや
バリウムとタリウムやバリウムとタリウムとルビジウム
やバリウムとタリウムとカリウムの混合溶融塩でイオン
交換、あるいは、バリウムとルビジウムの混合溶融塩で
分極反転した時は、バリウムとタリウムやバリウムとタ
リウムとルビジウムやバリウムとタリウムとカリウムの
混合溶融塩でイオン交換し、光導波路を形成する。
を同時に行うことも可能である。セグメント型レンズ状
にマスクパターンを形成し、バリウムとカリウムあるい
は、バリウムとルビジウムの混合溶融塩に長時間例え
ば、３０分〜４時間浸すことにより分極反転を行う。非
分極反転領域と分極反転領域の間隔は、ほぼ擬似位相整
合で計算される基本波に対する値に設定すれば良い。そ
の後、同じ領域を分極反転時のイオン交換処理よりも屈
折率の高くなる条件、いわゆるバリウムとカリウムの混
合溶融塩で分極反転した時は、バリウムとルビジウムや
バリウムとタリウムやバリウムとタリウムとルビジウム
やバリウムとタリウムとカリウムの混合溶融塩でイオン
交換、あるいは、バリウムとルビジウムの混合溶融塩で
分極反転した時は、バリウムとタリウムやバリウムとタ
リウムとルビジウムやバリウムとタリウムとカリウムの
混合溶融塩でイオン交換し、光導波路を形成する。
【００１５】
【作用】前記の方法を用いると、ＫＴＰ単結晶に深い分
極反転層を形成する事ができる。また、ＫＴＰ単結晶に
まず深い分極反転層を形成し、しかる後所望の深さに光
導波路を形成する事ができる。これにより、イオン交換
法により、バルクで使用できる第二高調波発生素子の
作製が可能となり、光の散乱損失を低減させたセグメ
ント型光導波路で、十分に深い分極反転層の存在により
変換効率の高い第二高調波発生素子を作製する事ができ
る。
極反転層を形成する事ができる。また、ＫＴＰ単結晶に
まず深い分極反転層を形成し、しかる後所望の深さに光
導波路を形成する事ができる。これにより、イオン交換
法により、バルクで使用できる第二高調波発生素子の
作製が可能となり、光の散乱損失を低減させたセグメ
ント型光導波路で、十分に深い分極反転層の存在により
変換効率の高い第二高調波発生素子を作製する事ができ
る。
【００１６】
【実施例】本発明による実施例を以下に説明する。 （第一実施例）基板としてＫＴＰを用いた。この基板の
マイナスｚ面上にレジストをスピンコートし、フォトリ
ソグラフィによりレジストの櫛型のパターニングを行っ
た。この周期は、４ミクロンである。Ｔｉスパッタの
後、レジストを除去し、Ｔｉの櫛型パターンを作製し
た。硝酸カリウムと硝酸バリウムの８０対２０の混合物
（他の塩でもよい。）の溶融塩（４５０〜５００℃）に
２時間浸し、非分極反転領域（２μｍ長さ）と分極反転
領域（２μｍ長さ）を深さ１５０μｍで交互に作製し
た。端面を研磨の後レーザ光を端面より絞って導入し
た。８６１ｎｍのレーザ光１０ｍＷに対して、１ｎＷの
第二高調波を得た。
マイナスｚ面上にレジストをスピンコートし、フォトリ
ソグラフィによりレジストの櫛型のパターニングを行っ
た。この周期は、４ミクロンである。Ｔｉスパッタの
後、レジストを除去し、Ｔｉの櫛型パターンを作製し
た。硝酸カリウムと硝酸バリウムの８０対２０の混合物
（他の塩でもよい。）の溶融塩（４５０〜５００℃）に
２時間浸し、非分極反転領域（２μｍ長さ）と分極反転
領域（２μｍ長さ）を深さ１５０μｍで交互に作製し
た。端面を研磨の後レーザ光を端面より絞って導入し
た。８６１ｎｍのレーザ光１０ｍＷに対して、１ｎＷの
第二高調波を得た。
【００１７】（第二実施例）本発明による分極反転型Ｓ
ＨＧ素子の斜視図を図５に示す。基板５はＫＴＰを用い
ている。この基板５のマイナスｚ面上にレジストをスピ
ンコートし、フォトリソグラフィによりレジストの櫛型
のパターニングを行った。この周期は、４ミクロンであ
る。Ｔｉスパッタの後、レジストを除去し、Ｔｉの櫛型
パターンを作製した。硝酸カリウムと硝酸バリウムの８
０対２０の混合物（他の塩でもよい。）の溶融塩（４５
０〜５００℃）に２時間浸し、非分極反転領域（２μｍ
長さ）４と分極反転領域（２μｍ長さ）３を１５０μｍ
の深さで交互に作製した。その後、Ｔｉ膜を除去し、再
びフォトリソグラフィプロセスによりレンズ状にＴｉの
マスクパターンを作製する。硝酸ルビジウムと硝酸バリ
ウムの溶融塩（８：２）（３５０℃）に３分間浸し、表
面部分に光導波路２を形成し、分極反転型ＳＨＧ素子が
できる。イオン交換により屈折率の変化した部分は、結
晶表面より１０〜２５μｍの部分である。端面を研磨の
後レーザ光を導入した。８６３ｎｍのレーザ光１０ｍＷ
に対して、１μＷの第二高調波を得た。
ＨＧ素子の斜視図を図５に示す。基板５はＫＴＰを用い
ている。この基板５のマイナスｚ面上にレジストをスピ
ンコートし、フォトリソグラフィによりレジストの櫛型
のパターニングを行った。この周期は、４ミクロンであ
る。Ｔｉスパッタの後、レジストを除去し、Ｔｉの櫛型
パターンを作製した。硝酸カリウムと硝酸バリウムの８
０対２０の混合物（他の塩でもよい。）の溶融塩（４５
０〜５００℃）に２時間浸し、非分極反転領域（２μｍ
長さ）４と分極反転領域（２μｍ長さ）３を１５０μｍ
の深さで交互に作製した。その後、Ｔｉ膜を除去し、再
びフォトリソグラフィプロセスによりレンズ状にＴｉの
マスクパターンを作製する。硝酸ルビジウムと硝酸バリ
ウムの溶融塩（８：２）（３５０℃）に３分間浸し、表
面部分に光導波路２を形成し、分極反転型ＳＨＧ素子が
できる。イオン交換により屈折率の変化した部分は、結
晶表面より１０〜２５μｍの部分である。端面を研磨の
後レーザ光を導入した。８６３ｎｍのレーザ光１０ｍＷ
に対して、１μＷの第二高調波を得た。
【００１８】（第三実施例）本発明による分極反転型Ｓ
ＨＧ素子の斜視図を図６に示す。基板５はＫＴＰを用い
ている。この基板５のマイナスｚ面上にレジストをスピ
ンコートし、フォトリソグラフィによりレジストのセグ
メント型レンズ状のパターニングを行った。この周期
は、４ミクロンである。Ｔｉスパッタの後、レジストを
除去し、Ｔｉのレンズ状パターンを作製した。硝酸カリ
ウムと硝酸バリウムの８０対２０の混合物（他の塩でも
よい。）の溶融塩（４５０〜５００℃）に２時間浸し、
非分極反転領域（２μｍ長さ）と分極反転領域（２μｍ
長さ）３を交互に作製した。その後、硝酸ルビジウムと
硝酸バリウムの溶融塩（８：２）（３５０℃）に３分間
浸し、表面部分に光導波路２を形成し、分極反転型ＳＨ
Ｇ素子ができる。イオン交換により屈折率の変化した部
分は、結晶表面より１０〜２５μｍの部分である。端面
を研磨の後レーザ光を導入した。８６０ｎｍのレーザ光
１０ｍＷに対して、１μＷの第二高調波を得た。
ＨＧ素子の斜視図を図６に示す。基板５はＫＴＰを用い
ている。この基板５のマイナスｚ面上にレジストをスピ
ンコートし、フォトリソグラフィによりレジストのセグ
メント型レンズ状のパターニングを行った。この周期
は、４ミクロンである。Ｔｉスパッタの後、レジストを
除去し、Ｔｉのレンズ状パターンを作製した。硝酸カリ
ウムと硝酸バリウムの８０対２０の混合物（他の塩でも
よい。）の溶融塩（４５０〜５００℃）に２時間浸し、
非分極反転領域（２μｍ長さ）と分極反転領域（２μｍ
長さ）３を交互に作製した。その後、硝酸ルビジウムと
硝酸バリウムの溶融塩（８：２）（３５０℃）に３分間
浸し、表面部分に光導波路２を形成し、分極反転型ＳＨ
Ｇ素子ができる。イオン交換により屈折率の変化した部
分は、結晶表面より１０〜２５μｍの部分である。端面
を研磨の後レーザ光を導入した。８６０ｎｍのレーザ光
１０ｍＷに対して、１μＷの第二高調波を得た。
【００１９】（第四実施例）本発明による分極反転型Ｓ
ＨＧ素子の斜視図を図６に示す。基板５はＫＴＰを用い
ている。この基板５のマイナスｚ面上にレジストをスピ
ンコートし、フォトリソグラフィによりレジストのセグ
メント型レンズ状のパターニングを行った。この周期
は、４ミクロンである。Ｔｉスパッタの後、レジストを
除去し、Ｔｉのレンズ状パターンを作製した。硝酸ルビ
ジウムと硝酸バリウムの８０対２０の混合物（他の塩で
もよい。）の溶融塩（３５０℃）に２時間浸し、非分極
反転領域（２μｍ長さ）と分極反転領域（２μｍ長さ）
３を１５０μｍ深さで交互に作製した。その後、硝酸ル
ビジウムと硝酸バリウムと硝酸タリウムの混合溶融塩
（８：２：１）（３５０℃）に３分間浸し、表面部分に
光導波路２を形成し、光波長変換素子ができる。イオン
交換により屈折率の変化した部分は、結晶表面より１０
〜２５μｍの部分である。端面を研磨の後レーザ光を導
入した。８６０ｎｍのレーザ光１０ｍＷに対して、１μ
Ｗの第二高調波を得た。
ＨＧ素子の斜視図を図６に示す。基板５はＫＴＰを用い
ている。この基板５のマイナスｚ面上にレジストをスピ
ンコートし、フォトリソグラフィによりレジストのセグ
メント型レンズ状のパターニングを行った。この周期
は、４ミクロンである。Ｔｉスパッタの後、レジストを
除去し、Ｔｉのレンズ状パターンを作製した。硝酸ルビ
ジウムと硝酸バリウムの８０対２０の混合物（他の塩で
もよい。）の溶融塩（３５０℃）に２時間浸し、非分極
反転領域（２μｍ長さ）と分極反転領域（２μｍ長さ）
３を１５０μｍ深さで交互に作製した。その後、硝酸ル
ビジウムと硝酸バリウムと硝酸タリウムの混合溶融塩
（８：２：１）（３５０℃）に３分間浸し、表面部分に
光導波路２を形成し、光波長変換素子ができる。イオン
交換により屈折率の変化した部分は、結晶表面より１０
〜２５μｍの部分である。端面を研磨の後レーザ光を導
入した。８６０ｎｍのレーザ光１０ｍＷに対して、１μ
Ｗの第二高調波を得た。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｋ
ＴＰ単結晶においてイオン交換法により表面より深い分
極反転層を形成し、さらにイオン交換法により光導波路
が所望のモード数（深さ）を持つ第二高調波発生素子を
作製する事ができる。
ＴＰ単結晶においてイオン交換法により表面より深い分
極反転層を形成し、さらにイオン交換法により光導波路
が所望のモード数（深さ）を持つ第二高調波発生素子を
作製する事ができる。
【図１】ニオブ酸リチウム（ＬＮ）における従来の分極
反転型ＳＨＧ素子の概略図である。
反転型ＳＨＧ素子の概略図である。
【図２】ＫＴＰにおける従来の分極反転型ＳＨＧ素子の
概略図である。
概略図である。
【図３】本発明による分極反転型ＳＨＧ素子の概略図で
ある。
ある。
【図４】各種セグメント型パターンのマスク図である。
【図５】本発明による分極反転型ＳＨＧ素子の概略図で
ある。
ある。
【図６】本発明による分極反転型ＳＨＧ素子の概略図で
ある。
ある。
１ ＬＮ又はＬＴ基板 ２ 光導波路 ３ 分極反転領域 ４ 非分極反転領域 ５ ＫＴＰ基板
Claims (2)
- 【請求項１】 ＫＴＰ単結晶ｚ板のマイナスｚ面に、バ
リウムとカリウムあるいはバリウムとルビジウムを含む
混合溶融塩においてイオン交換法によるイオン交換を時
間３０分から４時間、温度２５０〜５００℃の条件で行
い、表面から５０〜５００μｍの深さで櫛型に分極反転
領域を作製し、作製した分極反転した部分の組成がＫ
1-x Ｂａx ＴｉＯＰＯ4 あるいは、Ｋ1-x-y Ｂａx Ｒｂ
y ＴｉＯＰＯ4 である事を特徴とする第二高調波発生素
子の製造方法。 - 【請求項２】 ＫＴＰ単結晶ｚ板のマイナスｚ面に、表
面から５０〜５００μｍの深さでレンズ型に分極反転領
域を作製する際に、バリウムとカリウムあるいはバリウ
ムとルビジウムを含む混合溶融塩においてイオン交換法
によるイオン交換を時間３０分から４時間、温度２５０
〜５００℃の条件で行い作製した分極反転した部分の組
成をＫ1-x Ｂａx ＴｉＯＰＯ4 あるいは、Ｋ1-x-y Ｂａ
x Ｒｂy ＴｉＯＰＯ4 とし、さらに同じ領域を分極反転
時のイオン交換処理よりも屈折率の高くなる条件、いわ
ゆるバリウムとカリウムの混合溶融塩で分極反転した時
は、バリウムとルビジウムやバリウムとタリウムやバリ
ウムとタリウムとルビジウムやバリウムとタリウムとカ
リウムの混合溶融塩でイオン交換、あるいは、バリウム
とルビジウムの混合溶融塩で分極反転した時は、バリウ
ムとタリウムやバリウムとタリウムとルビジウムやバリ
ウムとタリウムとカリウムの混合溶融塩でイオン交換
し、光導波路を形成する事を特徴とする第二高調波発生
素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11168294A JPH07294971A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 第二高調波発生素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11168294A JPH07294971A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 第二高調波発生素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294971A true JPH07294971A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14567513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11168294A Withdrawn JPH07294971A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 第二高調波発生素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294971A (ja) |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP11168294A patent/JPH07294971A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |