JPS607403A - 薄膜光導波路の作成方法 - Google Patents
薄膜光導波路の作成方法Info
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- JPS607403A JPS607403A JP58115212A JP11521283A JPS607403A JP S607403 A JPS607403 A JP S607403A JP 58115212 A JP58115212 A JP 58115212A JP 11521283 A JP11521283 A JP 11521283A JP S607403 A JPS607403 A JP S607403A
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- optical waveguide
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- substrate
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1345—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using ion exchange
-
- 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
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
- C30B29/30—Niobates; Vanadates; Tantalates
-
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- 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
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
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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】
[発明の枝術分野1
本発明は、薄膜先導波路の作成方法に閣す7る。
[従来技#i]
現在、光偏向器、光変調器を集積光学楢遺体で実現オゐ
場合、光導波路基板として、圧電性、光高臂効果、電気
光学効果に浸れ、口、つ、光伝播損グ゛が少ないニオブ
酸リチウム(以1’ LiNtlolと記す)結晶基板
及びタンタル酸リチウム(以下LiTaO3と記す)結
晶基板が広く用いられている。
場合、光導波路基板として、圧電性、光高臂効果、電気
光学効果に浸れ、口、つ、光伝播損グ゛が少ないニオブ
酸リチウム(以1’ LiNtlolと記す)結晶基板
及びタンタル酸リチウム(以下LiTaO3と記す)結
晶基板が広く用いられている。
前記結晶ノ□(板を用いて、M IIり光導波路を作I
Jkする代表的な方法として、チタン(Ti)金属を前
記結晶基板の表面に高温で熟拡IIkすることにより、
該結晶基板の表面に該結晶基板の屈折率よりわずかに大
きな屈折率を有する光導波層を形成する方υ、が知られ
ている。しかし5、この種の方法により作成された薄膜
光導波路は、光学損傷を受け易イ、非常に小さいパワー
の光しか該導波路に導入できないという欠点がある。こ
こで光学損傷とは。
Jkする代表的な方法として、チタン(Ti)金属を前
記結晶基板の表面に高温で熟拡IIkすることにより、
該結晶基板の表面に該結晶基板の屈折率よりわずかに大
きな屈折率を有する光導波層を形成する方υ、が知られ
ている。しかし5、この種の方法により作成された薄膜
光導波路は、光学損傷を受け易イ、非常に小さいパワー
の光しか該導波路に導入できないという欠点がある。こ
こで光学損傷とは。
「光導波路に入力する光強;flを増大1.ていったと
きに、該先導波路内を伝播し外部に取り出される光の強
度が、散乱によつ−C1iii記人力光強度に比例して
は増大しな?なる現象」を1↑うつこのような光学損傷
が生じるJff因は、LiNb0゜結晶基板内で、チタ
ン(1’i)を熱転n(させてニオブ(Nb)の空格子
に入れる際の、チタンイオン(Ti”)とニオブイオン
(Nb” )の電荷の不一致にあると考えられる。
きに、該先導波路内を伝播し外部に取り出される光の強
度が、散乱によつ−C1iii記人力光強度に比例して
は増大しな?なる現象」を1↑うつこのような光学損傷
が生じるJff因は、LiNb0゜結晶基板内で、チタ
ン(1’i)を熱転n(させてニオブ(Nb)の空格子
に入れる際の、チタンイオン(Ti”)とニオブイオン
(Nb” )の電荷の不一致にあると考えられる。
一方1.に記光学損傷を数片する薄nり光力波路の作成
方法として、イオン交換法が知られている。
方法として、イオン交換法が知られている。
この方法は、硝酸クリウム(以下TlN0.と記す)又
は硝酸銀(以下AgN0.と記1゛)の溶融塩中でLi
Nb0r又はLiTa0. cy)結晶ノ、(板を低f
J4熱処理することにより、該結晶基板の表面から深ざ
方向に対して1−3 p−m程1ηの範囲で、該結晶基
板内のり手つムイオン(Li+)を、溶液塩中のタリウ
ム(T1)又は銀(八g)のイオン種と交模し、大きな
屈折4を差(Δn〜0.12)をもつ光導波路層を形成
させるものである。この方法で作成された#A膜導披路
は、リチウムイオン(Li”)が等しい価数のタリウム
イオン(TI” )又は銀rオン(Ag“)でどき換え
られる為、電荷の不一・致が生ぜず、前記光学損傷のし
きい値が向」ニするものである。
は硝酸銀(以下AgN0.と記1゛)の溶融塩中でLi
Nb0r又はLiTa0. cy)結晶ノ、(板を低f
J4熱処理することにより、該結晶基板の表面から深ざ
方向に対して1−3 p−m程1ηの範囲で、該結晶基
板内のり手つムイオン(Li+)を、溶液塩中のタリウ
ム(T1)又は銀(八g)のイオン種と交模し、大きな
屈折4を差(Δn〜0.12)をもつ光導波路層を形成
させるものである。この方法で作成された#A膜導披路
は、リチウムイオン(Li”)が等しい価数のタリウム
イオン(TI” )又は銀rオン(Ag“)でどき換え
られる為、電荷の不一・致が生ぜず、前記光学損傷のし
きい値が向」ニするものである。
しかし、溶融塩としてTIIJO,を用いる上記方法に
よって作成した薄膜光導波路は、イオン交換処理のため
結晶基板の表面が荒れ、光伝播損失が増大する。また、
タリウi、(TI)は人体に有害であり、作成の際に作
業性が悪い等の問題があった。
よって作成した薄膜光導波路は、イオン交換処理のため
結晶基板の表面が荒れ、光伝播損失が増大する。また、
タリウi、(TI)は人体に有害であり、作成の際に作
業性が悪い等の問題があった。
また、溶融塩としてA g If Oxを用いる場合、
イオン交換処理中にA3N0.が分解し、析出した金属
銀か結晶基板表面に付着し、処理後の洗浄によってもと
れず、作成した薄膜先導波路の光伝播損失が大きいとい
う問題点があった。
イオン交換処理中にA3N0.が分解し、析出した金属
銀か結晶基板表面に付着し、処理後の洗浄によってもと
れず、作成した薄膜先導波路の光伝播損失が大きいとい
う問題点があった。
[発明の目的]
本発明の目的は、前記従来例の問題点を解決することに
ある。すなわち、本発明の第1の目的を愛しきい値の十
分高い薄膜光導波路を作成できる光導波路の作成方法を
提供することである。本発明の第2の目的は作業性のよ
い先導波路の作成方法を提供することである。本発明の
第3の目的は!伝播損失の低い薄膜導波路の作成方法を
提供することである。本発明の第4 (7) 11的は
人体に害をLT。
ある。すなわち、本発明の第1の目的を愛しきい値の十
分高い薄膜光導波路を作成できる光導波路の作成方法を
提供することである。本発明の第2の目的は作業性のよ
い先導波路の作成方法を提供することである。本発明の
第3の目的は!伝播損失の低い薄膜導波路の作成方法を
提供することである。本発明の第4 (7) 11的は
人体に害をLT。
えることのない先導岐路の作成方法を提供することであ
る。
る。
かかる目的は、X板若しくはX板のニウプ酸リチウム(
LiNbOt )結晶ノ^板又はタンタル酸リチウム(
LiTaOt )結晶基板を、カルボン酸中で加熱し、
該結晶基板の表面に高屈折率層を形成する1方膜光導波
路の作成方法によって達成される7[発明の実施例] J:J、ドに未発明の実施例を図面に基づいて説明する
。
LiNbOt )結晶ノ^板又はタンタル酸リチウム(
LiTaOt )結晶基板を、カルボン酸中で加熱し、
該結晶基板の表面に高屈折率層を形成する1方膜光導波
路の作成方法によって達成される7[発明の実施例] J:J、ドに未発明の実施例を図面に基づいて説明する
。
実施例1
まず、Xカーy l−ノLiNbO3結晶基板1(x方
向に2111111!X、Z方向及びy方向に大々1イ
ンチ)の−面(例えばX面)をニュートンリング数本以
内のf節度に研磨した後、夫々、アセトン、純水による
通常の超a波a詐を行ない、窒素ガスを吹きつけて乾燥
させた。なお、ここでx、y、z方向とは夫々結晶@(
2,1,θ)若しくは(2,1,0);(0,1,0)
。
向に2111111!X、Z方向及びy方向に大々1イ
ンチ)の−面(例えばX面)をニュートンリング数本以
内のf節度に研磨した後、夫々、アセトン、純水による
通常の超a波a詐を行ない、窒素ガスを吹きつけて乾燥
させた。なお、ここでx、y、z方向とは夫々結晶@(
2,1,θ)若しくは(2,1,0);(0,1,0)
。
(0,0,1)をいう。次にforceの石英製ビーカ
ー中に、サリチル酸(0−IOC:、 H4C00H)
を80cc入れ、J−2洗fl・・乾燥したLiNbO
3結晶基板を、高屈折=1<層を形成する1−記研磨し
た方の面を1−にしてこのビーカー中に置く。ついで、
LiNb0z結晶基板の入ったビーカーを、ビーカーご
と熱炉に入れて、290°Cの温度で10時間保持し、
イオン交換を行なった。このイオン交換処理によって、
前記結晶基板の表面近くのリチウムイオン(Li+)が
外部に放出されて、この空格子に水素イオン(H+)が
;4人され、重連のような高屈折=t<rが1杉成され
る。
ー中に、サリチル酸(0−IOC:、 H4C00H)
を80cc入れ、J−2洗fl・・乾燥したLiNbO
3結晶基板を、高屈折=1<層を形成する1−記研磨し
た方の面を1−にしてこのビーカー中に置く。ついで、
LiNb0z結晶基板の入ったビーカーを、ビーカーご
と熱炉に入れて、290°Cの温度で10時間保持し、
イオン交換を行なった。このイオン交換処理によって、
前記結晶基板の表面近くのリチウムイオン(Li+)が
外部に放出されて、この空格子に水素イオン(H+)が
;4人され、重連のような高屈折=t<rが1杉成され
る。
前記イオン交換処理の後、熱炉への電力供給をy)す、
炉内の温度が室11.4に戻るまで自然放置した。
炉内の温度が室11.4に戻るまで自然放置した。
このようにして作成した先導波路をt51図に示す。結
晶基板l内のリチウムイオン(Li+)が。
晶基板l内のリチウムイオン(Li+)が。
水素イオン(H+)に交換されることによって高屈折率
層2が形成されている。ブリズトτのも一合器を介・し
て高屈折率層2に導入された光は、該層と結晶基板1と
の屈折率の差によって、高屈折率層2中に閉じ込められ
、該層中を伝播する。
層2が形成されている。ブリズトτのも一合器を介・し
て高屈折率層2に導入された光は、該層と結晶基板1と
の屈折率の差によって、高屈折率層2中に閉じ込められ
、該層中を伝播する。
この方法で作成した薄膜光ど)活路は、従来のAgN0
.等を用いて作成されたものと異なり、結晶ノふ板表面
の着色現象、表面の荒れ1表面への(l 、’fj物等
は全く見られなかった、 l二記の方法で作成したプラナ−型薄膜先導波路の特性
を調べる為、ルチルプリブトを用いて、 Jlυj:
6328 A (7) TEモードのHe−Ne光をy
方向へ導入し、尤伝播損失の測定を行なった。この結果
、光伝播損失は06dB/cmと非常に小さいことがわ
かった。また人力光のビーム(革を2間とし、人力光と
出力光との比を、人力光の強度をガ化させて測定したと
ころ、光学旧傷のしきいイ11はTeモートの)le−
Ne光でlomW/cmの値を得た。これは、チタン(
Ti)を拡llkすることによって作成された従来の薄
膜先導波路が、1mW/cmの人力光で1秒以内に光学
損傷が生じるのに比へ、本実施例に係る薄膜先導波路は
非常に高い光学損傷のしきい値を有することを示してい
る。
.等を用いて作成されたものと異なり、結晶ノふ板表面
の着色現象、表面の荒れ1表面への(l 、’fj物等
は全く見られなかった、 l二記の方法で作成したプラナ−型薄膜先導波路の特性
を調べる為、ルチルプリブトを用いて、 Jlυj:
6328 A (7) TEモードのHe−Ne光をy
方向へ導入し、尤伝播損失の測定を行なった。この結果
、光伝播損失は06dB/cmと非常に小さいことがわ
かった。また人力光のビーム(革を2間とし、人力光と
出力光との比を、人力光の強度をガ化させて測定したと
ころ、光学旧傷のしきいイ11はTeモートの)le−
Ne光でlomW/cmの値を得た。これは、チタン(
Ti)を拡llkすることによって作成された従来の薄
膜先導波路が、1mW/cmの人力光で1秒以内に光学
損傷が生じるのに比へ、本実施例に係る薄膜先導波路は
非常に高い光学損傷のしきい値を有することを示してい
る。
一力、前述の人力光のモードをT11モードに変換して
、前記実施例の薄膜先導波路への入射実験を試みたが
7Mモード光の導波は確Jzできなかった。これは、水
素イオン(P )が、結晶基板のリチウムイオン(Li
中)の空路r−に、特定の結合方向で導入される為、未
実施4fnで形成された高fi+’、折率層は、異常屈
折率のみが増加している為である。
、前記実施例の薄膜先導波路への入射実験を試みたが
7Mモード光の導波は確Jzできなかった。これは、水
素イオン(P )が、結晶基板のリチウムイオン(Li
中)の空路r−に、特定の結合方向で導入される為、未
実施4fnで形成された高fi+’、折率層は、異常屈
折率のみが増加している為である。
実施例2
木実施例においては、結晶基板としてLiTa0゜を用
いる。その他の点jU嶋例1と同様でtする。
いる。その他の点jU嶋例1と同様でtする。
木実施例においても、従来のAgN0.等を用いて作成
されたものと異なり、結晶5((板、J(面の着色す、
1゜象1表面の荒れ、表面への付着物等は全<’ l、
I、ら、1シなかった。
されたものと異なり、結晶5((板、J(面の着色す、
1゜象1表面の荒れ、表面への付着物等は全<’ l、
I、ら、1シなかった。
また、実施例1kpjJ材に光伝播損失の測定を行なっ
たところ実施例1と同様の結果が得られた。
たところ実施例1と同様の結果が得られた。
実施例3
本実施例では、イオン9倹川の#清として第1表に示す
サリチル酸以外のカルボン酸を用いた。
サリチル酸以外のカルボン酸を用いた。
他の点は実施例■と同様である。
実施例1と同様の結果が得られた。
[9,明の効果1
本発明は以トのように構成したので、次の効里が得られ
る。すなわち しきい値のヒ分高いttす収光導波路を
作成できる。作業性よく先導波路2作成することができ
る。光体I富IJ3失の低いiη膜導波路を作成するこ
とがせきる。人体に害をり°えることなく尤心波路を作
成することができる。
る。すなわち しきい値のヒ分高いttす収光導波路を
作成できる。作業性よく先導波路2作成することができ
る。光体I富IJ3失の低いiη膜導波路を作成するこ
とがせきる。人体に害をり°えることなく尤心波路を作
成することができる。
第1図及 び第2図は本発明の一実施例に係る作成方法
で作成した薄+1A光イy波路を小しており、第1図は
斜視図であり第2図は断面図である。 1・・結晶基板、2・・高屈折率層。 −1′ マ 1/ イ ン 酸 HOOCCH=C)(COOH
77JL/ Lv HOOCCH= CHCOOH安
、e、香 酸 C6H5C00H O−) タル酸 0−C6H4(COOH)0−サリチ
ル酸 0−HOC,H4C0OHアントラニル桂醇 0
−H7NC,H4C0OH桂 皮 酎 C,H,CH=
CHC0OH14− (cls) 133 (trans) 278 122 249 206〜20B 158 256 47 +33 300 第1 図A 4 第1図85 T”−fr売ネ市1そ7!−2(方式)%式% 事件の表示 特願昭58−115’21、 発明の名称 薄膜光導波路の作成方法 補正をする者 事件との1男係 特許出願人 名称 (100)キャノン株式会社 代理人 住所 東京都港区虎ノ門五丁目13番1号虎ノ門40森
ビル昭和58年9 Jl 27 日 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の憫及び図面の簡単な説明の
欄7 補正の内容 (1)明細書f!S6頁8行口の「光導波路を第1図に
」を「光導波路の斜視図及び断面図をそれぞれ第11′
14A及び第1図Bに」と訂11−する。 (2)明m害第9頁5〜8行「1を次の様に訂正する。 「第11:lA及びf51図Bはそれぞれ本発明の一実
施例に係る作成方法で作成した薄膜光導波路の斜視図及
び断面図を示す。」記 手続補正指令書において適正な第2図の提出をめられた
が、1−記の如く明細書の記載を訂正したので第2図は
不要となった。
で作成した薄+1A光イy波路を小しており、第1図は
斜視図であり第2図は断面図である。 1・・結晶基板、2・・高屈折率層。 −1′ マ 1/ イ ン 酸 HOOCCH=C)(COOH
77JL/ Lv HOOCCH= CHCOOH安
、e、香 酸 C6H5C00H O−) タル酸 0−C6H4(COOH)0−サリチ
ル酸 0−HOC,H4C0OHアントラニル桂醇 0
−H7NC,H4C0OH桂 皮 酎 C,H,CH=
CHC0OH14− (cls) 133 (trans) 278 122 249 206〜20B 158 256 47 +33 300 第1 図A 4 第1図85 T”−fr売ネ市1そ7!−2(方式)%式% 事件の表示 特願昭58−115’21、 発明の名称 薄膜光導波路の作成方法 補正をする者 事件との1男係 特許出願人 名称 (100)キャノン株式会社 代理人 住所 東京都港区虎ノ門五丁目13番1号虎ノ門40森
ビル昭和58年9 Jl 27 日 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の憫及び図面の簡単な説明の
欄7 補正の内容 (1)明細書f!S6頁8行口の「光導波路を第1図に
」を「光導波路の斜視図及び断面図をそれぞれ第11′
14A及び第1図Bに」と訂11−する。 (2)明m害第9頁5〜8行「1を次の様に訂正する。 「第11:lA及びf51図Bはそれぞれ本発明の一実
施例に係る作成方法で作成した薄膜光導波路の斜視図及
び断面図を示す。」記 手続補正指令書において適正な第2図の提出をめられた
が、1−記の如く明細書の記載を訂正したので第2図は
不要となった。
Claims (1)
- lx板若しくはZ&のニオブ酸リチウム(LiNbOl
)結晶基板又はタンタル酸リチウム(LiTa0:+
)結晶基板を、カルボン酸中で加熱し、該結晶基板の
表面に高屈折半音を形成する薄ll/、i光導波路の作
成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58115212A JPS607403A (ja) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | 薄膜光導波路の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58115212A JPS607403A (ja) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | 薄膜光導波路の作成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS607403A true JPS607403A (ja) | 1985-01-16 |
Family
ID=14657136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58115212A Pending JPS607403A (ja) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | 薄膜光導波路の作成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS607403A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61189686A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ装置 |
JPS61275806A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光素子形成方法 |
JPS62293203A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | テ−パ状光導波路の作製方法 |
JPS62293206A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光素子の形成方法 |
JPS62293208A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光素子の形成方法 |
JPS62293202A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | テ−パ状光導波路の作製方法 |
JPS63158506A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光素子の製造方法 |
JPH05142438A (ja) * | 1992-04-17 | 1993-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光素子形成方法 |
-
1983
- 1983-06-28 JP JP58115212A patent/JPS607403A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61189686A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ装置 |
JPS61275806A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光素子形成方法 |
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