JPS6037505A - 有機結晶を用いた光導波路の作製方法 - Google Patents
有機結晶を用いた光導波路の作製方法Info
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- JPS6037505A JPS6037505A JP58147096A JP14709683A JPS6037505A JP S6037505 A JPS6037505 A JP S6037505A JP 58147096 A JP58147096 A JP 58147096A JP 14709683 A JP14709683 A JP 14709683A JP S6037505 A JPS6037505 A JP S6037505A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/54—Organic compounds
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光情報処理あるいは光通信だ甲いられる遣々
の光素子の中で、特に有機普品を利用した光素子の実現
に必要な有機結晶を用いた光導波路の作製方法に関する
ものである。
の光素子の中で、特に有機普品を利用した光素子の実現
に必要な有機結晶を用いた光導波路の作製方法に関する
ものである。
２−メチル−４−ニトロアニ＋ｊンに代表される有機結
晶は、ＬｉＮｂＯ３で代表される様な誘１本結晶に比較
し、大きな非線形光学定数あるいは―気光学定数を有す
ることが知られており、新しい光素子を形成する材料と
して期待されている。従来、この種の材料による光導波
路の作製方法としては、槙１図（Ａ）に示す様にガラス
細管１中にガラスより大きなＪｉｉｌ折率を有する有機
結晶２を融液にして挿入し、第１図（Ｂ）に示す様に第
１図（Ｃ）の温度分布をもつ一゛気炉３中で細管を引き
下げ。
晶は、ＬｉＮｂＯ３で代表される様な誘１本結晶に比較
し、大きな非線形光学定数あるいは―気光学定数を有す
ることが知られており、新しい光素子を形成する材料と
して期待されている。従来、この種の材料による光導波
路の作製方法としては、槙１図（Ａ）に示す様にガラス
細管１中にガラスより大きなＪｉｉｌ折率を有する有機
結晶２を融液にして挿入し、第１図（Ｂ）に示す様に第
１図（Ｃ）の温度分布をもつ一゛気炉３中で細管を引き
下げ。
ｍｒｘ領域４から６に移動することにより単結晶を育成
して導波路化する方法があった。第１図（Ｃ）において
１！！ハ領域４は結晶を融液とする領域、６は徐冷部、
５は融点を示す。しかしこの方法は。
して導波路化する方法があった。第１図（Ｃ）において
１！！ハ領域４は結晶を融液とする領域、６は徐冷部、
５は融点を示す。しかしこの方法は。
細管中の有機結晶の育成にしか適用できないこと、また
良質な結晶を育成するためには電気炉中において適正な
温度分布をもたせることが必要であり、装置が複雑化す
るという欠点があった。さらに細管全体が高温中にさら
されるため、結晶育成後の徐冷に時間がかかるという問
題点もあった。
良質な結晶を育成するためには電気炉中において適正な
温度分布をもたせることが必要であり、装置が複雑化す
るという欠点があった。さらに細管全体が高温中にさら
されるため、結晶育成後の徐冷に時間がかかるという問
題点もあった。
本発明はこれらの欠点を除去し九光導波路の作製方法を
提供するもので、細管あるい隠社ｄに充填された有機結
晶をレーザ光によって局部的に加熱し、細管又は溝中に
ＩｉＬ質な結晶を育成するようにしたことを特敵として
いる。
提供するもので、細管あるい隠社ｄに充填された有機結
晶をレーザ光によって局部的に加熱し、細管又は溝中に
ＩｉＬ質な結晶を育成するようにしたことを特敵として
いる。
以下、図面に示す″＝Ａ施例に基づいて本発明の詳細な
説明する。
説明する。
第２図は本発明による有（幾結晶元２４波ｂｂの作一方
法の賦念図である。この図ｖＣおいて７は基板移１ｉ１
＋台、８けガラス′２＆板、９は昇華防市用の■４板、
１０は溝、１１は溝中の有機結晶、１２はレンズ、１３
はレーザ光である。
法の賦念図である。この図ｖＣおいて７は基板移１ｉ１
＋台、８けガラス′２＆板、９は昇華防市用の■４板、
１０は溝、１１は溝中の有機結晶、１２はレンズ、１３
はレーザ光である。
第２図に示す光導波路の作製方法Ｖでついて説明すると
、−まず、Ｍｉ仮８上の溝１０中に融液状態で有機結晶
を挿入し、冷却して溝１０内に有機結晶を作る。次に、
基板８上に有機結晶Ｉ華防止の薄板９をのせる。これら
を基板移動台７にのせ、結晶が挿入された溝１０の帽部
にレーザ光１３をレンズでしげって照射し、―ｌＯ中の
結訊を局部的に加熱しくレーザ光１（（射ａ１−のみ、
結晶が融解される様にレーザ光強度を制動する）、その
部分の結晶を融液状岨とし、基板を基Ｕｉ移１ｌｌｌｊ
台７と共に矢印方向に移動することによって溝１０中の
結晶にその延在する方向に向けて端部からもう一方の端
部までレーザ光１３を連続的に照射する。この操作によ
って最初に多結晶であった有機結晶は、順次、加熱、溶
融、固化され、いわゆるゾーンメルトによる結晶育成が
おこなわれる。有機結晶材料としては、以下にあげるメ
タ−ニトロアニリンのほかに、ベンジル、２−クロル−
４−ニトロアニリン、２−プロモー４−ニトロアニリン
、ジニトロベンゼン等があげられ、その他でも融点以上
に加熱しても分解しない有機結晶であれば、いずれも本
発明に適用可能である。
、−まず、Ｍｉ仮８上の溝１０中に融液状態で有機結晶
を挿入し、冷却して溝１０内に有機結晶を作る。次に、
基板８上に有機結晶Ｉ華防止の薄板９をのせる。これら
を基板移動台７にのせ、結晶が挿入された溝１０の帽部
にレーザ光１３をレンズでしげって照射し、―ｌＯ中の
結訊を局部的に加熱しくレーザ光１（（射ａ１−のみ、
結晶が融解される様にレーザ光強度を制動する）、その
部分の結晶を融液状岨とし、基板を基Ｕｉ移１ｌｌｌｊ
台７と共に矢印方向に移動することによって溝１０中の
結晶にその延在する方向に向けて端部からもう一方の端
部までレーザ光１３を連続的に照射する。この操作によ
って最初に多結晶であった有機結晶は、順次、加熱、溶
融、固化され、いわゆるゾーンメルトによる結晶育成が
おこなわれる。有機結晶材料としては、以下にあげるメ
タ−ニトロアニリンのほかに、ベンジル、２−クロル−
４−ニトロアニリン、２−プロモー４−ニトロアニリン
、ジニトロベンゼン等があげられ、その他でも融点以上
に加熱しても分解しない有機結晶であれば、いずれも本
発明に適用可能である。
かくして、有機結晶を縁結晶化することにより光導波路
が形成される。
が形成される。
以下に具体的な有機結晶先導波路の作製方法を示す。こ
の具体例で甲いた溝形状を第３図に示す。
の具体例で甲いた溝形状を第３図に示す。
第３図に示す溝１４は石英ガラス基［１５（ｎ＝１．４
５８）上に作製されたものであり、幅１００μｍ５高さ
１００μｍである。次に微結晶粉末のメタ−ニトロアニ
リン（ｍ、 ｐ、 １１８°ｓ ｎｌ ＝１．８０５、
ｎ ＝１．７１５、ｎ３ ＝： ｔ、 ６７５、λ＝０
．６３μｍ）をこの溝１４内の一端にのせ、基板１５を
１１８℃以−ヒに加熱し、不活性ガス寥囲気中で融解し
、溝１４中に融液を挿入した。次に基板を１１８℃以下
に冷却すると、溝１４中でメタ−ニトロアニリン結晶が
成長したが、この結晶をＸＪ回折法によりｄ１４べたと
ころ多結晶であった。
５８）上に作製されたものであり、幅１００μｍ５高さ
１００μｍである。次に微結晶粉末のメタ−ニトロアニ
リン（ｍ、 ｐ、 １１８°ｓ ｎｌ ＝１．８０５、
ｎ ＝１．７１５、ｎ３ ＝： ｔ、 ６７５、λ＝０
．６３μｍ）をこの溝１４内の一端にのせ、基板１５を
１１８℃以−ヒに加熱し、不活性ガス寥囲気中で融解し
、溝１４中に融液を挿入した。次に基板を１１８℃以下
に冷却すると、溝１４中でメタ−ニトロアニリン結晶が
成長したが、この結晶をＸＪ回折法によりｄ１４べたと
ころ多結晶であった。
次にこの基板１５を移りｔ台の上にのせ、昇華防止のガ
ラス板（厚さ１００μｍ）のフタを纒１４にかぶせた。
ラス板（厚さ１００μｍ）のフタを纒１４にかぶせた。
次にＣＯ□レーザ光（パワー０．８ Ｗスポットサイズ
８０ ｐＨ１）をｍ１４に沿って照射し、有機結晶を加
Ｍｌ、つり、基板を２ｉｕ ／ ＩＢ ｉ ｎで移動し
、ゾーンメルトを施した。
８０ ｐＨ１）をｍ１４に沿って照射し、有機結晶を加
Ｍｌ、つり、基板を２ｉｕ ／ ＩＢ ｉ ｎで移動し
、ゾーンメルトを施した。
なお、縞４図け、有機結晶にレーザ光を照射させる状態
を示す概念図であり、この図において１１は有機結晶、
１６はＣ０２レーザ光、１７は溝中の有機結晶で、Ｃ０
２レーザ光照射部、１８はＣＯ□レーザ光未光射照射部
る。このように成長させたメタ−ニトロアニリンの結晶
は結晶性が良く。
を示す概念図であり、この図において１１は有機結晶、
１６はＣ０２レーザ光、１７は溝中の有機結晶で、Ｃ０
２レーザ光照射部、１８はＣＯ□レーザ光未光射照射部
る。このように成長させたメタ−ニトロアニリンの結晶
は結晶性が良く。
溝に垂直方向に（０１０）面が配向することがＸ綜回折
によりわかった。この結晶性を計測するためレーザ光照
射の際の損失の変化の様子を測定した。
によりわかった。この結晶性を計測するためレーザ光照
射の際の損失の変化の様子を測定した。
なお、測定方法としては、スパッタエツチング等により
作製したガラス基板−ヒの溝（幅、高さとも１００ ／
ｊｍ程度）の両錫にあらかじめ多モード光ファイバを埋
め込み、このファイバ、１！１に有機結晶１１を充填し
九片側のファイバから波長０．６３μｍのＴｉ−Ｎ、レ
ーザ信号光を入射し１反対側のファイバに受かる信号光
強度の変化をＣＯ□レーザ尤によるゾーンメルトを実施
しながら観測した。第５図に測定結果を示す。これによ
れはレーザ光照射前はとの光導波路の損失は１００ ｄ
Ｂ／ｃｍ程度であったが、レーザ光照射後をよ５ ｄＢ
ＡＷｌと損失は大幅に改善された。これはレーザによる
ゾーンメルトの結果、結晶性が良くな郵、結晶粒界によ
る散乱が少なくなつｆｃ、ことによると考えられる。
作製したガラス基板−ヒの溝（幅、高さとも１００ ／
ｊｍ程度）の両錫にあらかじめ多モード光ファイバを埋
め込み、このファイバ、１！１に有機結晶１１を充填し
九片側のファイバから波長０．６３μｍのＴｉ−Ｎ、レ
ーザ信号光を入射し１反対側のファイバに受かる信号光
強度の変化をＣＯ□レーザ尤によるゾーンメルトを実施
しながら観測した。第５図に測定結果を示す。これによ
れはレーザ光照射前はとの光導波路の損失は１００ ｄ
Ｂ／ｃｍ程度であったが、レーザ光照射後をよ５ ｄＢ
ＡＷｌと損失は大幅に改善された。これはレーザによる
ゾーンメルトの結果、結晶性が良くな郵、結晶粒界によ
る散乱が少なくなつｆｃ、ことによると考えられる。
以下に上記の方法によって作製された有機結晶先導波路
を利用した光素子の例をあげる。第６図に示すものは、
有機結晶の非線形光学効果を利用した波長変換素子であ
り、光導波路部分にはベンジルを用いである。この図に
おいて１９は波長１、０６ ｔｌｍのＹＡ Ｇ レーザ
光、２０は発生しｋＳＨＧ 、波長（１，５３μｍ （
８４二高ｖＭ波）、２１はガラス光導波路、２２けガラ
ス基板、２３によ上記方法で作製した有機結晶光導波路
（幅５１１ｍ 、深さ５μｍ１長さ２０ ｍｍである。
を利用した光素子の例をあげる。第６図に示すものは、
有機結晶の非線形光学効果を利用した波長変換素子であ
り、光導波路部分にはベンジルを用いである。この図に
おいて１９は波長１、０６ ｔｌｍのＹＡ Ｇ レーザ
光、２０は発生しｋＳＨＧ 、波長（１，５３μｍ （
８４二高ｖＭ波）、２１はガラス光導波路、２２けガラ
ス基板、２３によ上記方法で作製した有機結晶光導波路
（幅５１１ｍ 、深さ５μｍ１長さ２０ ｍｍである。
この導波路に波長１、０６ ／ｊｔｎのＹＡＧレーザ光
（パワー３ｗ）を入射したところ、０．５３μｎ１の第
二次１Ｉｉ６ｆｊＪＡ波が発生し、その出力は３０ｍＷ
であり、ｉ＃換効率は約１俤であった。
（パワー３ｗ）を入射したところ、０．５３μｎ１の第
二次１Ｉｉ６ｆｊＪＡ波が発生し、その出力は３０ｍＷ
であり、ｉ＃換効率は約１俤であった。
第７図に示すものは、有機結晶の持つ°鉦気光学効果を
利用しｆｃ変調器の例である。この変調器の作製方法と
してＥ［、まずガラス基板２４にフォトリングラフイー
の手段により長さ２０藷、幅２５＊＋４冒棲間幅５μ＋
１１の帯状の′＃Ｍ、極２５全２５作製し、その後その
電極間に滅さ５μｍ１幅５μｍ、長さ３０ｍ＋属の＃＃
２６をスパッタエツチング技術により作製した。次に前
記−２６内にメター二）ｏアニリンの光導波路を本発明
の方法により作製した。
利用しｆｃ変調器の例である。この変調器の作製方法と
してＥ［、まずガラス基板２４にフォトリングラフイー
の手段により長さ２０藷、幅２５＊＋４冒棲間幅５μ＋
１１の帯状の′＃Ｍ、極２５全２５作製し、その後その
電極間に滅さ５μｍ１幅５μｍ、長さ３０ｍ＋属の＃＃
２６をスパッタエツチング技術により作製した。次に前
記−２６内にメター二）ｏアニリンの光導波路を本発明
の方法により作製した。
３０は電源である。メタ−ニトロアニリンのバルク結晶
を用いた変調器では、半波長電圧Ｖ＋＝４ Ｑ □ Ｖ
／１ｔｒｘであり、本変詞器では２０Ｖ程麿で９０’
偏波面が回転する変調器が作製できた。
を用いた変調器では、半波長電圧Ｖ＋＝４ Ｑ □ Ｖ
／１ｔｒｘであり、本変詞器では２０Ｖ程麿で９０’
偏波面が回転する変調器が作製できた。
なお、上記の実施例においては、有機結晶を充填する部
材として溝を有する基板を用いたが、この部材はその内
部にレーザ光を照射させることのできる材料で形成され
た細管であってもよい。
材として溝を有する基板を用いたが、この部材はその内
部にレーザ光を照射させることのできる材料で形成され
た細管であってもよい。
以上、説明した様に本発明による有機結晶光導波路の作
製方法は、基板上の溝あるいは細管中に挿入された有（
幾結晶にレーザ光を照射するだけと＾う装置的にも工程
的にも簡便な方法で良質な有機結晶を育成できるという
利点がある。゛また本発明による作製方法では、基板上
の溝、細管を利用して任意の有機結晶光導波路が作製で
きるため。
製方法は、基板上の溝あるいは細管中に挿入された有（
幾結晶にレーザ光を照射するだけと＾う装置的にも工程
的にも簡便な方法で良質な有機結晶を育成できるという
利点がある。゛また本発明による作製方法では、基板上
の溝、細管を利用して任意の有機結晶光導波路が作製で
きるため。
種々の（良能を有する光素子の作製が可能であるという
利点もある。
利点もある。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は従来の細管を利用した光素子作
製方法の睨明図、第２図は本発明による有機結晶光導波
路の作製方法の概念図、幀３図は本発明の実施に用いら
れた溝を有する基板の１例を示す側面図、第４図は本発
明で有機結晶にレーザ光を照射させる状態を示す概念図
、第５図は本発明の作製方法により光導波路を作製した
場合のレーザ移動距離と損失との関係を示す図、第６図
は本発明により作製され九光導波路を用いた波長変換素
子の平面図、第７図は本発明によし作成された光導波路
を用いた変調器の概略構成を示す斜視図である。 ８＃１５・・・・・・ガラス基板、１０．１４．２６・
・・・・・溝、１１・・・・・・有機結晶、１３．１６
・・・・・・レーザ光。 ２３・・・・・・光導波路。 （９） Ｆ 区 区 （’５ 。 派 塚 区 Ｌ） 塚 、ｙ＞ｐｔ５ コ＠＄４ｍ ｒつ ） Ｎ 鐘
製方法の睨明図、第２図は本発明による有機結晶光導波
路の作製方法の概念図、幀３図は本発明の実施に用いら
れた溝を有する基板の１例を示す側面図、第４図は本発
明で有機結晶にレーザ光を照射させる状態を示す概念図
、第５図は本発明の作製方法により光導波路を作製した
場合のレーザ移動距離と損失との関係を示す図、第６図
は本発明により作製され九光導波路を用いた波長変換素
子の平面図、第７図は本発明によし作成された光導波路
を用いた変調器の概略構成を示す斜視図である。 ８＃１５・・・・・・ガラス基板、１０．１４．２６・
・・・・・溝、１１・・・・・・有機結晶、１３．１６
・・・・・・レーザ光。 ２３・・・・・・光導波路。 （９） Ｆ 区 区 （’５ 。 派 塚 区 Ｌ） 塚 、ｙ＞ｐｔ５ コ＠＄４ｍ ｒつ ） Ｎ 鐘
Claims (1)
- 有機結晶より低い屈折率を有するｔ科からなる細管又は
口材籍からなる基板上に形成され丸溝に有機結晶を充填
し、この有機結晶にその延在する方向に向けて連続的に
レーザ光を照射し、前記有機結晶を屓次局部的に加熱、
敢潰、固ｆヒさせ、もって細管又は溝内の有機結晶を単
結晶化させるようにしたことを特徴とする有機結晶を甲
い九元導波路の作婁方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147096A JPS6037505A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 有機結晶を用いた光導波路の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147096A JPS6037505A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 有機結晶を用いた光導波路の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037505A true JPS6037505A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15422390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58147096A Pending JPS6037505A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 有機結晶を用いた光導波路の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037505A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63193197A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-10 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
| JPH01191804A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-01 | Teijin Seiki Co Ltd | 光導波路及びその製造方法 |
| JPH03100515A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-25 | Alcatel Nv | 集積光導波体の製造方法 |
| WO2002008500A3 (en) * | 2000-07-25 | 2002-05-30 | Univ Texas | In situ regrowth and purification of crystalline thin films |
-
1983
- 1983-08-11 JP JP58147096A patent/JPS6037505A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63193197A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-10 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
| JPH0631957B2 (ja) * | 1987-02-06 | 1994-04-27 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
| JPH01191804A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-01 | Teijin Seiki Co Ltd | 光導波路及びその製造方法 |
| JPH03100515A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-25 | Alcatel Nv | 集積光導波体の製造方法 |
| WO2002008500A3 (en) * | 2000-07-25 | 2002-05-30 | Univ Texas | In situ regrowth and purification of crystalline thin films |
| US6840999B2 (en) | 2000-07-25 | 2005-01-11 | Board Of Regents The University Of Texas System | In situ regrowth and purification of crystalline thin films |
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