JPH09100200A

JPH09100200A - 単結晶エピタキシャル膜、単結晶品および第二高調波発生素子

Info

Publication number: JPH09100200A
Application number: JP25751295A
Authority: JP
Inventors: Tsuguo Fukuda; 承生福田; Tetsuo Yanai; 哲夫谷内; Tatsuo Kawaguchi; 竜生川口; Minoru Imaeda; 美能留今枝
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた電気光学特性、非線型光学特性および結
晶性を有し、量産に適しており、大出力の青色光の発光
が可能な第二高調波発生素子を提供する。【解決手段】第二高調波発生素子１、７は、ニオブ酸リ
チウムからなる単結晶エピタキシャル膜２、８を備えて
おり、波長８００〜１０００ｎｍの基本波長に対して位
相整合する。単結晶エピタキシャル膜２、８を構成する
ニオブ酸リチウム中には、マグネシウムが０．５ｍｏｌ
％以上、２０ｍｏｌ％以下ドープされており、ニオブ酸
リチウムにおけるＬｉ₂Ｏの割合が４８．７ｍｏｌ％以
上、５０．５ｍｏｌ％以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、青色光源デバイス等に
好適に使用できる第二高調波発生素子、およびこれに適
した単結晶エピタキシャル膜および単結晶品に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】第二高調波として青色光を発生させる材
料として、現在のところ、ニオブ酸カリウム（ＫＮ）単
結晶、ニオブ酸カリウムリチウム（ＫＬＮ）単結晶が知
られている。一方、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃)
単結晶は、優れた電気光学特性、非線型光学特性を有し
ているために、光導波路用基板等のオプトエレクトロニ
クス材料として広く用いられている。

【０００３】光学グレードのニオブ酸リチウム単結晶
は、現在、引き上げ法（ＣＺ法）によって育成されてお
り、その組成は、Ｌｉ／Ｎｂ＝48.6/51.4 の調和溶融組
成（一致溶融組成またはコングルエント組成）である。
引き上げ法では、調和溶融組成以外のニオブ酸リチウム
単結晶を作製することは困難であり、現に光学用途に耐
え得るような優れた結晶性の基板は作製されていない。
しかし、このニオブ酸リチウム単結晶の位相整合波長は
約１０８０ｎｍであり、波長約５４０ｎｍの緑色光を発
生させる。このように、現在のニオブ酸リチウム単結晶
は、青色光を直接に発生させることはできない。

【０００４】このため、青色光源となる第二高調波発生
素子を得るために、ニオブ酸リチウム単結晶からなる基
板に、周期的ドメイン反転構造の光導波路を形成し、こ
の光導波路に赤外波長の半導体レーザー光を導入する構
造が提案されている（米国特許番号４，７４０，２６５
号、特開平５−２８９１３１号公報、特開平５−１７３
２１３号公報）。

【０００５】「ＩＥＥＥ Journal of Quantum Electro
nics, 」Vol. 26, No.1,１９９０年の第１３５〜１３８
頁の記載によれば、前記した調和溶融組成のニオブ酸リ
チウムからなるバルク単結晶を、ＶＴＥ法（Vapor Tran
sport Equilibration technique ）によって改質し、そ
のＬｉの割合を増加させて、この単結晶を使用して、室
温で波長９７６ｎｍで位相整合させている。

【０００６】また、上述した「ＩＥＥＥ Journal of Q
uantum Electronics, 」Vol. 26, No.1,１９９０年の第
１３５〜１３８頁においては、引き上げ法によって作製
された調和溶融組成のニオブ酸リチウム単結晶に対し
て、マグネシウムをドープすることによって、単結晶の
位相整合波長が短波長側にシフトすることが、計算によ
って予測されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したニオ
ブ酸リチウム単結晶のいずれも、第二高調波として青色
光を直接に発生させうるものではない。また、周期的ド
メイン反転構造を使用した素子は、基本波と第二高調波
との各位相を疑似的に揃える、疑似位相整合と呼ばれる
原理によるものであり、ニオブ酸リチウム単結晶自体の
位相整合波長を制御するものではない。この疑似位相整
合技術では、高精度にドメインを制御する必要がある
が、高精度のドメイン制御は困難であり、また、この位
相整合のための許容温度範囲が±０．５℃であって、極
めて狭い。更に、３ｍＷの光エネルギーから、光導波路
の光損傷が認められている。これらの理由から、量産可
能な実用的デバイスとしては問題があることが指摘され
ている。

【０００８】また、前記した「ＩＥＥＥ Journal of Q
uantum Electronics, 」に記載の技術は、引き上げ法に
よって作製した調和溶融組成のニオブ酸リチウム単結晶
を、ＶＴＥ法によって改質した例に過ぎない。このＶＴ
Ｅ法には一般的に多大な時間、エネルギーおよび労力が
必要であって、量産に適していない。また、位相整合波
長を正確に制御することも困難である。また、調和溶融
組成のニオブ酸リチウム単結晶に対して、マグネシウム
をドープする場合の計算値によると、マグネシウムのド
ープによる位相整合波長の短波長側へのシフト値は小さ
く、この計算によっては青色光の発生までは不可能なも
のと予測されている。

【０００９】本発明の課題は、優れた電気光学特性、非
線型光学特性および結晶性を有し、量産に適しており、
大出力での青色光の発光が可能な第二高調波発生素子を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ニオブ酸リチ
ウムからなる単結晶エピタキシャル膜であって、ニオブ
酸リチウム中にマグネシウムが０．５ｍｏｌ％以上、２
０ｍｏｌ％以下ドープされており、ニオブ酸リチウムに
おけるＬｉ₂Ｏの割合が４８．７ｍｏｌ％以上、５０．
５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする、単結晶エピタ
キシャル膜に係るものである。

【００１１】また、本発明は、上記の単結晶エピタキシ
ャル膜と、ニオブ酸リチウム単結晶からなる基板とを備
えており、前記基板上に前記単結晶エピタキシャル膜が
形成されていることを特徴とする、単結晶品に係るもの
である。

【００１２】また、本発明は、ニオブ酸リチウムからな
る単結晶エピタキシャル膜を備えており、波長８００〜
１０００ｎｍの基本波長に対して位相整合することを特
徴とする、第二高調波発生素子に係るものである。

【００１３】本発明者は、後述するような液相エピタキ
シャル法によって、ニオブ酸リチウム単結晶膜を形成す
る研究を進めていたが、この過程で、溶融液の温度を精
密に制御することによって、ニオブ酸リチウム単結晶エ
ピタキシャル膜の組成、即ち単結晶中のリチウムの割合
を、４８．６ｍｏｌ％〜５２ｍｏｌ％程度の範囲内で正
確に制御できることを見いだした。これによって、調和
溶融組成以外のリチウム過剰組成のニオブ酸リチウム単
結晶エピタキシャル膜を、その組成を正確に制御しなが
ら製造することが、初めて可能になった。

【００１４】そして、この発見に基づいて更に研究を進
め、このリチウム過剰組成のニオブ酸リチウム単結晶エ
ピタキシャル膜中に、マグネシウムを添加し、得られた
膜の位相整合波長を測定することを試みた。この結果、
特に上記した範囲内において、得られた単結晶エピタキ
シャル膜の位相整合波長が、予想を越える著しい低下を
示すことを見いだし、本発明に到達した。

【００１５】この位相整合波長の低下は、上記した「Ｉ
ＥＥＥ Journal of Quantum Electronics, 」の記載か
ら見ても、予測を越えた大幅なものであった。この理由
は明確ではない。しかし、前記した文献の計算は、引き
上げ法によって育成された調和溶融組成の単結晶に対し
てマグネシウムをドープしたものである。これに対し
て、本発明の対象が、単結晶膜のリチウムの組成を制御
し、同時にマグネシウムをドープし、かつこれがエピタ
キシャル膜であることの相乗効果によるものと考えられ
る。

【００１６】このような光導波路構造の第二高調波発生
素子は、位相整合のための許容温度範囲が広く、実用的
なデバイスとしては十分に大きな値を有している。ま
た、２０ｍＷ以下の範囲内では、光損傷は認められなか
った。

【００１７】本発明によって得られた第二高調波発生素
子は、室温での９０度位相整合状態で、４００ｎｍの領
域の光まで発生させることが可能である。従って、こう
した短波長の光を利用することで、光ディスクピックア
ップ、光ディスクメモリー用、医学用、光化学用、各種
光計測用等の幅広い応用が可能である。

【００１８】本発明において、好ましくは、単結晶エピ
タキシャル膜を液相エピタキシャル成長法によって形成
するが、これによって特に高品質のエピタキシャル膜が
得られるため、光導波路中に高密度のエネルギーが集中
しても光損傷が発生しない。しかし、スパッタリング法
や拡散プロセスによって形成されるエピタキシャル膜も
考えられる。

【００１９】マグネシウムのドープ量を０．５ｍｏｌ％
以上とすることによって、位相整合波長が著しく短波長
側へと移動する。この観点からは、マグネシウムのドー
プ量を３ｍｏｌ％以上とすることが、より一層好まし
い。また、マグネシウムのドープ量を２０ｍｏｌ％以下
とすることによって、作製される膜の表面状態の劣化を
防止することができる。結晶性の良いエピタキシャル膜
を形成するという観点から、マグネシウムのドープ量を
１５ｍｏｌ％以下とすることが、より一層好ましい。更
に、ニオブ酸リチウム単結晶膜の膜厚は、１〜１００μ
ｍとすることが好ましい。

【００２０】リチウムの割合を４８．７ｍｏｌ％以上と
することによって、前記した位相整合波長の低下の効果
が顕著になった。この観点からは、リチウムの割合を４
９ｍｏｌ％以上とすることが特に好ましい。また、リチ
ウムの割合を５０．５ｍｏｌ％以下とすることによっ
て、ニオブ酸リチウム単結晶の格子定数の、調和溶融組
成のニオブ酸リチウム単結晶からなる基板の格子定数に
対する偏差を小さくし、即ち格子不整合を小さくし、格
子不整合による単結晶エピタキシャル膜の結晶性の低下
を防止することができる。これによって、特に大出力の
青色光を発生させることが可能になった。この観点から
は、リチウムの割合を５０．３ｍｏｌ％以下とすること
が一層好ましい。

【００２１】第二高調波発生素子の位相整合波長を８０
０ｎｍ以上とすることによって、発生する第二高調波の
ニオブ酸リチウム中への吸収が生じない。また、この位
相整合波長は、１０００ｎｍ以下とする必要がある。こ
れは、第二高調波の波長が５００ｎｍ以下であることに
対応する。これよりも位相整合波長が長くなると、光ピ
ックアップ、光記録等の用途においては、情報の密度が
小さくなるので、実用的ではないからである。

【００２２】

【発明の実施形態】以下、図面を参照しつつ、更に詳細
に本発明の実施例を説明する。図１（ａ）は、単結晶品
１の一例を示す斜視図を示し、図１（ｂ）は他の例に係
る単結晶品７の斜視図を示す。図１（ｃ）は、本実施形
態に係る第二高調波発生素子１１を示す模式図である。

【００２３】単結晶基板６の形状は、図１（ａ）、
（ｂ）の例では長方形であるが、この寸法、形状には特
に制限はない。単結晶基板６は、好ましくはニオブ酸リ
チウム単結晶からなるが、タンタル酸リチウム単結晶、
またはニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単
結晶からなっていてもよい。図１（ａ）においては、こ
の単結晶基板６の表面６ａに、単結晶エピタキシャル膜
２が形成されている。このエピタキシャル膜２中には、
複数列のストライプ状のリッジ型光導波路３が形成され
ており、かつ、光導波路３の両側に、細長い直線状の溝
４がそれぞれ形成されている。このリッジ状の光導波路
は、フォトリソグラフィー技術によって形成することが
できる。また、図１（ｂ）の単結晶品７においては、単
結晶基板６の表面６ａに、単結晶エピタキシャル膜８が
形成されている。

【００２４】これらの各単結晶品１、７を使用すること
によって、図１（ｃ）に模式的に示すようにして、第二
高調波発生素子１１を製造することができる。レーザー
光源９、光学系１０および単結晶品１（７）を整列させ
る。レーザー光源９から、赤外光を矢印Ａのように光学
系１０に射出させ、光学系からのレーザー光を、単結晶
品１（７）のエピタキシャル膜２（８）の一方の端面か
ら入射させ、エピタキシャル膜の他方の端面から、第二
高調波を矢印Ｂのように射出させることができる。

【００２５】次いで、本発明の単結晶エピタキシャル膜
を製造するための好適な方法について説明する。従来の
液相エピタキシャル法においては、飽和温度と成膜温度
とを、精密に制御することが困難であり、成膜温度は９
００〜９５０°Ｃ近辺で実施されることが多かった。ま
た、エピタキシャル膜の組成については、従来技術の項
目で述べたように、ほぼ化学量論組成のものが形成され
ると考えられてきた。

【００２６】本発明者は、こうした研究上の難点を解決
するため、まず、液相エピタキシャル法のプロセスを再
検討した。従来は、まず１０００〜１３００°Ｃの十分
な高温で溶質と溶融媒体とを十分に溶融させ、次いでこ
の仕込み組成に対応する飽和温度よりも低温にすること
で、過冷却状態を作りだしていた。即ち、十分な高温の
液相から過冷却状態を作りだす必要があるという常識で
あった。本発明者は、この点に着目し、従来とは本質的
に異なる方法に想到した。図２は、この液相エピタキシ
ャル法における溶融体の温度スケジュールを模式的に示
すグラフである。

【００２７】まず、溶質と溶融媒体とを、ルツボ内に仕
込んで混合する。この溶融体の飽和温度Ｔ₀は、溶融体
における溶質の濃度に対応して、一定値に定まる。この
飽和温度は、いわゆる液相線から算出することができ
る。次に、この溶融体の温度を、飽和温度Ｔ₀よりも高
い温度Ｔ₁で保持し、溶質と溶融媒体とを均一に溶融さ
せる。図２において、「Ａ」が、この溶融状態に対応す
る。この段階では、溶融体のすべてが液相となってい
る。

【００２８】次いで、溶融体の温度を、飽和温度Ｔ₀よ
りも低い固相析出温度Ｔ ₂まで冷却する。この状態で
は、溶融体は、最初は過冷却状態となるが、この温度で
十分に長い時間保持すると、溶融体から固相が析出して
くる。図２において、「Ｂ」が、この固相析出のための
保持状態に対応する。この時には、溶融体が液相と固相
とに分離する。この固相は、主としてルツボの内側壁面
に沿って析出する。次いで、溶融体の温度を下げて液相
を過冷却状態にする。図２において、「Ｃ」が、この過
冷却状態に相当する。過冷却状態の液相に対して、基板
を降下させ、接触させ、単結晶膜をエピタキシャル成長
させる。

【００２９】このように、本方法においては、固相と液
相が安定的に共存している状態Ｂを出発点とし、即ち、
温度Ｔ₂を出発点とし、この状態から温度Ｔ₃にまで温
度を下げることによって、液相を過冷却状態としてい
る。このように、固相と液相とが共存している状態で
は、系全体の飽和温度を越えない限り、液相における溶
質の濃度は、保持温度Ｔ₂における飽和濃度に保たれ
る。例えば、溶融体における溶質の濃度が低下したとき
には、保持温度Ｔ₂において、固相の量がその分減少
し、溶質の濃度が増加したときには、固相の量がその分
増加する。従って、液相の温度と濃度とは、常に一定に
保持される。そして、成膜温度Ｔ₃も、むろん一定値に
設定するので、Ｔ₂とＴ₃との差（過冷却度）も一定に
保持され、過冷却状態が完全に制御される。

【００３０】この結果、実際の成膜工程において、基板
への膜形成を繰り返したために、溶融体の組成が変化し
ていった場合においても、過冷却状態がほぼ完全に一定
状態に保持される。従って、結晶性の良い単結晶膜を、
再現性良く成膜することができる。

【００３１】そして、この方法によれば、飽和温度及び
成膜温度を精密に制御することが可能になる。しかも、
本方法においては、基板が溶融体に接触する前に、あら
かじめ溶融体中に固相が共存している。この状態では、
もともと固相と液相の界面では、微視的に見れば溶融と
析出とが起こっている。従って、あらたに基板を溶融体
に接触させても、スムーズに膜成長が開始され、結晶性
に優れた単結晶膜が作製できる。

【００３２】本発明者は、この方法を採用して、成膜温
度を精密に制御し、各成膜温度に対応して、ニオブ酸リ
チウム単結晶膜の組成がどのように変化するかを、測定
した。

【００３３】ＬｉＮｂＯ₃─ＬｉＶＯ₃擬二元系におい
て、溶融体の仕込み組成を、４０ｍｏｌ％ＬｉＮｂＯ₃
─６０ｍｏｌ％ＬｉＶＯ₃とし、図２の温度スケジュー
ルに従って、液相エピタキシャル法を実施した。各溶融
体を、十分に高い温度Ｔ₁（１０００°Ｃ〜１３００°
Ｃ）で３時間以上攪拌し、十分均一な液相の状態とし
た。

【００３４】その後、溶融体を保持温度Ｔ₂まで冷却し
た後、１２時間以上保持し、過飽和分のニオブ酸リチウ
ムが核発生して固相が析出するまで待った。その後、溶
融体の温度を、Ｔ₂から過冷却度５°Ｃだけ低い成膜温
度まで冷却し、ただちにニオブ酸リチウム単結晶基板を
溶融体に接触させ、成膜を行った。この単結晶膜の組成
を、次の方法によって測定した。この結果を、図３及び
表１に示す。作成した膜の組成は、示差熱分析法によっ
てキューリー点温度を測定する方法を用いて行った。

【００３５】

【表１】

【００３６】この結果からわかるように、従来の常識と
は異なり、成膜温度を種々変更すると、ニオブ酸リチウ
ム単結晶膜の組成を、位相整合波長とリチウム含有割合
約５２ｍｏｌ％との間で、変更し、制御できる。

【００３７】フラックスは、Ｖ₂Ｏ₅、Ｂ₂Ｏ₃，Ｍｏ
Ｏ₃およびＷＯ₃からなる群より選ばれた一種以上のフ
ラックスとすることが好ましい。また、溶融体の仕込み
組成は、溶質１０ｍｏｌ％─フラックス９０ｍｏｌ％〜
溶質６０ｍｏｌ％─フラックス４０ｍｏｌ％とすること
が好ましい。

【００３８】溶質の割合が１０ｍｏｌ％よりも小さい場
合には、溶質─溶融媒体の擬二元系の相図において、液
相線の傾きが急になりすぎ、膜成長による溶融体の濃度
変化が大きくなり、成膜条件を安定して保つのが困難に
なる．溶質の割合が６０ｍｏｌ％よりも大きい場合に
は、飽和温度が高くなるため、成膜温度が高くなりすぎ
て結晶性の良い単結晶膜を作製するのが困難になる．

【００３９】

【実施例】以下、更に具体的な実験結果について説明す
る。（実施例１）図２に示す温度スケジュールに従って、前
記した液相エピタキシャル法によって、ＭｇＯがドープ
されたニオブ酸リチウム単結晶膜を、光学グレードのニ
オブ酸リチウム単結晶基板のＺ面上に形成した。ここで
使用した光学グレードのニオブ酸リチウム単結晶基板の
Ｘ線ロッキングカーブの半値幅は、いずれも６．８〜
６．９〔arc sec 〕であった。この半値幅の測定は、二
結晶法により、（００12）面の反射を用いて行った。入
射Ｘ線としてはＣｕＫα１を使用し、モノクロメータと
しては、ＧａＡｓ単結晶の（４２２）面を用いた。

【００４０】主としてＬｉ₂Ｏ、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｖ₂Ｏ₅
およびＭｇＯからなる溶融体を使用した。溶融板の仕込
み組成が、モル比率で、ＬｉＮｂＯ₃：ＬｉＶＯ ₃＝２
０：８０となるように、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎｂ₂Ｏ₅およびＶ
₂Ｏ₅を秤量した。これに対して、所定量のＭｇＯを添
加した。前記した溶融温度Ｔ₁は１２００℃とし、固相
析出温度Ｔ₂は８５０°とし、成膜温度Ｔ₃は８４５°
とした。これによって、Ｌｉ₂Ｏのｍｏｌ比率が５０．
３ｍｏｌ％であり、ＭｇＯのドープ量が６ｍｏｌ％の単
結晶エピタキシャル膜を形成した。

【００４１】この膜のＸ線ロッキングカーブの半値幅
は、５．７〔arc sec 〕であった。また、この膜の２５
℃における位相整合波長を、下記のようにして測定し
た。即ち、前記の膜の端面に、光パラメトリック発振器
を直接結合し、作製した膜の断面に垂直な方向に向かっ
て、基本波をＴＥモードで入射させた。入射する基本波
の波長を変化させながら、出射する第二高調波の出力を
測定した。この結果、位相整合波長は約８３０ｎｍであ
り、入射光の出力１００ｍＷに対して、波長４１５ｎ
ｍ、出力２０ｍＷの青色レーザー光が発生した。この
際、光損傷等の特性の劣化は認められなかった。

【００４２】（実施例２）実施例１と同様にして、エピ
タキシャル膜を作製し、その第二高調波発生素子として
の特性を試験した。ただし、実施例１において、溶融温
度Ｔ₁は１２００℃とし、固相析出温度Ｔ₂は８９５°
とし、成膜温度Ｔ₃は８９０°とした。これによって、
Ｌｉ₂Ｏのｍｏｌ比率が５０．０ｍｏｌ％であり、Ｍｇ
Ｏのドープ量が５ｍｏｌ％の単結晶エピタキシャル膜を
形成した。

【００４３】この膜のＸ線ロッキングカーブの半値幅
は、５．６〔arc sec 〕であった。また、この膜の２５
℃における位相整合波長は、約８６０ｎｍであり、入射
光の出力１００ｍＷに対して、波長４３０ｎｍ、出力２
０ｍＷの青色レーザー光が発生した。この際、光損傷等
の特性の劣化は認められなかった。

【００４４】（比較例１）通常の引き上げ法（ＣＺ法）
によって、Ｌｉ₂Ｏのｍｏｌ比率が調和溶融組成であ
り、ＭｇＯのドープ量が５ｍｏｌ％であるニオブ酸リチ
ウム単結晶を作製した。

【００４５】この結晶のＸ線ロッキングカーブの半値幅
は、１８〔arc sec 〕であった。また、この結晶の２５
℃における位相整合波長は、約１０３０ｎｍであった。

【００４６】（比較例２）実施例１と同様にして、エピ
タキシャル膜を作製し、その第二高調波発生素子として
の特性を試験した。ただし、実施例１において、溶融温
度Ｔ₁は１２００℃とし、固相析出温度Ｔ₂は８９５°
とし、成膜温度Ｔ₃は８９０℃とした。これによって、
Ｌｉ₂Ｏのｍｏｌ比率が５０．０ｍｏｌ％であり、Ｍｇ
Ｏがドープされていない単結晶エピタキシャル膜を形成
した。

【００４７】この膜のＸ線ロッキングカーブの半値幅
は、５．７〔arc sec 〕であった。また、この膜の２５
℃における位相整合波長は、約１０１５ｎｍであった。

【００４８】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、優れた電気光学特性、非線型光学特性および結晶性
を有し、量産に適しており、青色光を大出力で発光させ
ることが可能な、第二高調波発生素子を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、単結晶品１の一例を示す斜視図であ
り、（ｂ）は、他の例に係る単結晶品７を示す斜視図で
あり、（ｃ）は、本実施形態に係る第二高調波発生素子
１１を示す模式図である。

【図２】溶融体の温度スケジュールの一例を示す図であ
る。

【図３】成膜温度と組成との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１、７単結晶品２単結晶エピタキシャル膜
３リッジ型光導波路４細長い直線状の溝６
単結晶基板７レーザー光源８単結晶エピ
タキシャル膜１０光学系１１第二高調波発
生素子Ａ赤外光Ｂ第二高調波

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ニオブ酸リチウムからなる単結晶エピタキ
シャル膜であって、ニオブ酸リチウム中にマグネシウム
が０．５ｍｏｌ％以上、２０ｍｏｌ％以下ドープされて
おり、ニオブ酸リチウムにおけるＬｉ₂Ｏの割合が４
８．７ｍｏｌ％以上、５０．５ｍｏｌ％以下であること
を特徴とする、単結晶エピタキシャル膜。
【請求項２】請求項１記載の単結晶エピタキシャル膜
と、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結
晶およびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体
単結晶からなる群より選ばれた単結晶からなる基板とを
備えており、前記基板上に前記単結晶エピタキシャル膜
が形成されていることを特徴とする、単結晶品。
【請求項３】ニオブ酸リチウムからなる単結晶エピタキ
シャル膜を備えており、波長８００〜１０００ｎｍの基
本波長に対して位相整合することを特徴とする、第二高
調波発生素子。