JPS62145227A - 光波長変換器 - Google Patents
光波長変換器Info
- Publication number
- JPS62145227A JPS62145227A JP28605685A JP28605685A JPS62145227A JP S62145227 A JPS62145227 A JP S62145227A JP 28605685 A JP28605685 A JP 28605685A JP 28605685 A JP28605685 A JP 28605685A JP S62145227 A JPS62145227 A JP S62145227A
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- JP
- Japan
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- refractive index
- thin film
- light
- optical
- optical wavelength
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
産業上の利用分野
本発明は、短波長の小型レーザ光源を実現するための半
導体レーザ用波長変換器に関するものであり、利用分野
は、光メモリ、光ディスプレイ等の光情報処理分野であ
る。
導体レーザ用波長変換器に関するものであり、利用分野
は、光メモリ、光ディスプレイ等の光情報処理分野であ
る。
従来の技術
安息香酸などを用いたイオン交換処理をほどこしたＬ
Ｉ Ｎ ｂ Ｏ３単結晶は、Ｌｉ”−’ｆｌ＋置換によ
り異常光屈折率が０．１２〜０．１３増加することを利
用して、光導波路を形成することができる。そこで、光
を閉じ込めるために、アルミニューム等をマスクに用い
て、横幅１〜６μｍ、厚み０．３〜５μｍ程度の３次元
光導波路が形成され、光変調器、光波長変換器の研究が
行なわれている。
Ｉ Ｎ ｂ Ｏ３単結晶は、Ｌｉ”−’ｆｌ＋置換によ
り異常光屈折率が０．１２〜０．１３増加することを利
用して、光導波路を形成することができる。そこで、光
を閉じ込めるために、アルミニューム等をマスクに用い
て、横幅１〜６μｍ、厚み０．３〜５μｍ程度の３次元
光導波路が形成され、光変調器、光波長変換器の研究が
行なわれている。
第３図は、このような方法で作られた光波長変換器の従
来例の構成図であり、Ｌ Ｌ Ｎ ｂ Ｏ３基板１の表
面にイオン交換法により形成された光導波路２の端面に
、半導体レーザ光３（波長λ１＝Ｏ，ａａμｍ）を結合
し、Ｌ ｉ Ｎ ｂ Ｏ３基板１の内部に第２次高調波
４（以下ＳＨ波と略す、波長λ２＝０．４２Ｉｔｒｎ
）を放射させる光波長変換器である。
来例の構成図であり、Ｌ Ｌ Ｎ ｂ Ｏ３基板１の表
面にイオン交換法により形成された光導波路２の端面に
、半導体レーザ光３（波長λ１＝Ｏ，ａａμｍ）を結合
し、Ｌ ｉ Ｎ ｂ Ｏ３基板１の内部に第２次高調波
４（以下ＳＨ波と略す、波長λ２＝０．４２Ｉｔｒｎ
）を放射させる光波長変換器である。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、この方法には次のような問題点があった
。
。
（１） イオン交換処理において、Ｌ ｘ Ｎ ｂ
Ｏ３のＹ軸方向にケミカルダメージ（結晶格子欠陥に寄
因する）が生じ、３次元光導波路の側面が乱れることに
よる散乱が大きく、伝送損失が２〜３ｄＢ／口と大きい
。
Ｏ３のＹ軸方向にケミカルダメージ（結晶格子欠陥に寄
因する）が生じ、３次元光導波路の側面が乱れることに
よる散乱が大きく、伝送損失が２〜３ｄＢ／口と大きい
。
（１１）従って、入力光パワーの２乗に比例して発生す
るＳＨ波の変換効率が小さい。
るＳＨ波の変換効率が小さい。
本発明の目的は、光導波路の伝送ロスを低減することに
より、高効率な光波長変換器を提供することにある。
より、高効率な光波長変換器を提供することにある。
問題点を解決するための手段
従来例のように、マスクを通して厚み方向と横方向に同
時に進行するイオン交換法では、どちらかの方向にケミ
カルダメージがはいりやすぐ低ロス化が難しい。そこで
本発明は、１５０〜２８０℃の燐酸中でイオン交換処理
を行い厚み方向の光の閉じ込めはこのイオン交換法を用
いて形成した薄膜状屈折率増加部で行い、横方向の光の
閉じ込めは装荷型光導波構造（光ストリップガイドとも
呼ぶ）を採用するものである。
時に進行するイオン交換法では、どちらかの方向にケミ
カルダメージがはいりやすぐ低ロス化が難しい。そこで
本発明は、１５０〜２８０℃の燐酸中でイオン交換処理
を行い厚み方向の光の閉じ込めはこのイオン交換法を用
いて形成した薄膜状屈折率増加部で行い、横方向の光の
閉じ込めは装荷型光導波構造（光ストリップガイドとも
呼ぶ）を採用するものである。
作 用
本発明によれば、ケミカルダメージを避け、低ロス化を
実現することができる。
実現することができる。
実施例
第１図は、本発明の第１実施例であり、Ｌ ｚ ＮｂＯ
３基板１０表面を２３０℃、９分燐酸（Ｈ２ＰＯ４）中
で処理することにより薄膜状屈折率増加部５を形成し、
その上面に５ｉ０２を電子ビーム蒸着法によシ、横幅２
．・０μｍ、厚み０．５μｍの装荷部６を形成した。光
は装荷部６の下の薄膜状屈折率増加部７に主として閉じ
込められて伝搬するために、半導体レーザ光３の入射光
は低ロスで伝搬し、高効率な波長変換を行なうことがで
きた。
３基板１０表面を２３０℃、９分燐酸（Ｈ２ＰＯ４）中
で処理することにより薄膜状屈折率増加部５を形成し、
その上面に５ｉ０２を電子ビーム蒸着法によシ、横幅２
．・０μｍ、厚み０．５μｍの装荷部６を形成した。光
は装荷部６の下の薄膜状屈折率増加部７に主として閉じ
込められて伝搬するために、半導体レーザ光３の入射光
は低ロスで伝搬し、高効率な波長変換を行なうことがで
きた。
本発明による伝送ロスは０．５〜１ｄＢ／ｚ と従来
に比べかなり小さく、光波長変換効率も３０〜６０％従
来より改善できた。本実施例における光波長変換の原理
は、ＬｉＮｂＯ２の最大の非線形光学定数ｄ３３を用い
、基本波の導波モードと高調波の基板放射モードの間で
位相整合をとるものであり、ＳＨ波４はＬ ｉＮ’ｂ
Ｏ３基板内に放射する。
に比べかなり小さく、光波長変換効率も３０〜６０％従
来より改善できた。本実施例における光波長変換の原理
は、ＬｉＮｂＯ２の最大の非線形光学定数ｄ３３を用い
、基本波の導波モードと高調波の基板放射モードの間で
位相整合をとるものであり、ＳＨ波４はＬ ｉＮ’ｂ
Ｏ３基板内に放射する。
第２図は、本発明にかかる第２実施例の側面図であり、
基本波との結合効率を向上させるために光入力部８とし
てイオン交換を２〜６μｍと深く行ない、光波長変換部
９（厚みは０．４〜０．６μｍ）となめらかにテーパ状
に結合させ、半導体レーザ１０の光を高効率で波長変換
を行なうものである。
基本波との結合効率を向上させるために光入力部８とし
てイオン交換を２〜６μｍと深く行ない、光波長変換部
９（厚みは０．４〜０．６μｍ）となめらかにテーパ状
に結合させ、半導体レーザ１０の光を高効率で波長変換
を行なうものである。
発明の効果
イオン交換法は、大きな屈折率変化と耐光ダメージ特性
をもった光導波路を形成することができ、。
をもった光導波路を形成することができ、。
光波長変換素子に有効であるが、３次元光導波路の伝送
ロスが大きいという短所があった。本発明は、この短所
を取り除くもので、ここで述べた光波長変換器以外にも
イオン交換法を用いる光変調器などのデバイスにも有効
であることは言うまでもない。
ロスが大きいという短所があった。本発明は、この短所
を取り除くもので、ここで述べた光波長変換器以外にも
イオン交換法を用いる光変調器などのデバイスにも有効
であることは言うまでもない。
光波長変換器としては、基本波長より最適な導波路サイ
ズは異なるが、いずれの波長においても本発明のイオン
交換法と装荷型光導波構造の組み合わせは有効であり、
特に、基本波長が０．８〜０．９μｍの半導体レーザを
使用する時に散乱ロスの点で有効である。
ズは異なるが、いずれの波長においても本発明のイオン
交換法と装荷型光導波構造の組み合わせは有効であり、
特に、基本波長が０．８〜０．９μｍの半導体レーザを
使用する時に散乱ロスの点で有効である。
イオン交換時の条件としては、燐酸中で、１５０〜２８
０℃、２〜２０分と目的に応じて処理すれば良く、また
、他の酸物質を混合しても使用可能である。
０℃、２〜２０分と目的に応じて処理すれば良く、また
、他の酸物質を混合しても使用可能である。
装荷物体としては、Ｓ １０２以外にはＡｇ２Ｏ３゜Ｔ
ａ ２０ ｓの高周波スパッタ膜なども使用可能であ
る。
ａ ２０ ｓの高周波スパッタ膜なども使用可能であ
る。
第１図は本発明の第１実施例の光波長変換器の概略斜視
構ｆｌ、第２図は本発明の第２実施例の光波長変換器の
概略断面図、第３図は従来の光波長変換器の概略斜視図
である。 １・・・・・・Ｌ ｉＮ ｂＯ３結晶基板、３・・・・
・・半導体レーザ光（基本波）、４・・・・・・ＳＨ波
、６・・・・・・イオン交換法により形成された薄膜状
屈折率増加部、６・・・・・・装荷ストリップ、７・・
・・・・光が閉じ込められる部分、８・・・・・・光入
射部、９・・・・・・光波長変換部、１０・・・・・・
半導体レーザ。
構ｆｌ、第２図は本発明の第２実施例の光波長変換器の
概略断面図、第３図は従来の光波長変換器の概略斜視図
である。 １・・・・・・Ｌ ｉＮ ｂＯ３結晶基板、３・・・・
・・半導体レーザ光（基本波）、４・・・・・・ＳＨ波
、６・・・・・・イオン交換法により形成された薄膜状
屈折率増加部、６・・・・・・装荷ストリップ、７・・
・・・・光が閉じ込められる部分、８・・・・・・光入
射部、９・・・・・・光波長変換部、１０・・・・・・
半導体レーザ。
Claims (2)
- （１）非線形光学効果を有する光導波路を用いる光波長
変換器において、１５０〜２８０℃の燐酸中でイオン交
換処理を行なうことにより薄膜状屈折率増加部を形成し
たＬｉＮｂＯ＿３単結晶基板と、前記薄膜状屈折率増加
部より屈折率が小さい装荷ストリップとから構成される
装荷型光導波路の端面に、基本波を入射し、前記ＬｉＮ
ｂＯ＿３単結晶基板中に放射する高調波を取り出すこと
を特徴とする光波長変換器。 - （２）薄膜状屈折率増加部の端部の厚みを増加させるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光波長変換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28605685A JPS62145227A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 光波長変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28605685A JPS62145227A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 光波長変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62145227A true JPS62145227A (ja) | 1987-06-29 |
Family
ID=17699384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28605685A Pending JPS62145227A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 光波長変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62145227A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4896931A (en) * | 1988-08-18 | 1990-01-30 | North American Philips Corp. | Frequency doubling device |
| EP0610727A1 (en) * | 1993-02-08 | 1994-08-17 | Sony Corporation | Optical waveguide for second harmonic generation |
-
1985
- 1985-12-19 JP JP28605685A patent/JPS62145227A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4896931A (en) * | 1988-08-18 | 1990-01-30 | North American Philips Corp. | Frequency doubling device |
| EP0610727A1 (en) * | 1993-02-08 | 1994-08-17 | Sony Corporation | Optical waveguide for second harmonic generation |
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