JPS623230A - 有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法 - Google Patents

有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法

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JPS623230A
JPS623230A JP60141921A JP14192185A JPS623230A JP S623230 A JPS623230 A JP S623230A JP 60141921 A JP60141921 A JP 60141921A JP 14192185 A JP14192185 A JP 14192185A JP S623230 A JPS623230 A JP S623230A
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JP
Japan
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crystal
capillary
square
hole
waveguide
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JP60141921A
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English (en)
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Akira Tomaru
暁 都丸
Sakae Maebotoke
栄 前佛
Toshikuni Kaino
戒能 俊邦
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/061Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-optical organic material
    • G02F1/065Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-optical organic material in an optical waveguide 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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、有様結晶の持つ非線形光学効果あるいは電気
光学効果等の光機能を効果的に発現させるための導波路
光部品の作製方法に関するものである。
「従来の技術」 従来、有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法として
は、下記の2つが代表的である。
(イ)第1図に示すように、基板1上に形成したガラス
膜導波路2上にバルクの有機単結晶3を装荷することに
よりNd :YAGレーザー光4の照射に伴なう2倍の
周波数の光波(第2高調波)5の発生(S )−I G
 ; 5econd −HarlllOniC−Gen
eration )などの非線形光学効果を誘起するも
の。
(ロ)第2図に示すように、円形キャピラリ6中に有機
結晶7を成長させ、ファイバ型光部品とすることにより
、上記のようにレーザー光8の照射に伴なう第2高調波
9の発生などの非線形光学効果を誘起するもの。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで上記従来の作製方法には、各々下記のような問
題があり、その解決が望まれている。
上記(イ)の作製方法においては、バルクの有機単結晶
3をガラス膜導波路2上に固定する手段として機械的に
押しつける方法が一般的であるため、結晶の破損や振動
による位置ずれ等があること、さらには結晶が化学的に
不安定なものを使用すると経時変化が生じやすい等の問
題がある。
また、上記(ロ)の作製方法においては、キャピラリー
6の内形状が円形であるため、光橢能を満たす結晶成長
の方位が一義的に定めにくいこと、また、キャピラリー
6の外形状も円形であるため、光の入射(例えば、結晶
の光軸に合わせた偏光の入射)方向が一義的に定められ
ないこと、さらには電気光学効果をおこす際の電極の設
置が外形状が円形であるために困難であること等の問題
がある。
本発明は上記問題点を解決したもので、有機結晶を用い
た島性能な機能を有する導波形光部品を簡便に、かつ再
現性よく提供することのできる作製方法を提供すること
を目的とするものである。
[問題点を解決するための手段」 本発明の有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法は、
内面に少なくとも1つ以上の平面を持つ孔を有するとと
もに、その外面に1つ以上の平面を有する容器を作製し
、この容器の孔中に有機結晶を融液あるいは溶液から単
結晶成長させ、形成した結晶部を先導波路のコアあるい
はクラッドとする方法である。
「作 用」 上記方法によれば、下記のような利点を得ることができ
る。
(I>有機結晶は、容器の孔中に融液または溶液から形
成するので、形成中および形成後の結晶が破損したり、
振動によって位置ずれを起こすことがなく、また、結晶
が化学的に不安定な場合でも経時劣化が生じにくい。
(II)容器の孔の内面形状に異方性を付与しているの
で、例えば、有機結晶をバルク単結晶に近い形状に作製
することが可能であり、容器の孔中に成長させる結晶方
位を有効に制御することができる。         
               ・(1)容器外面に少
なくとも1つ以上の平滑な部分があるため、光素子を所
要位置に容易に設置することができ、内部に光を簡便に
導入することができる。
(IV )容器外面に少なくとも1つ以上の平面が存在
するので、この部分に電極を比較的簡便に取りつけるこ
とができる。
以下、★施例により本発明をさらに詳しく説明する。
「実施例」 第3図は本発明の方法により作製した導波形光部品の一
例を示すものである。図中符号11゛は導波路を形成す
る際のクラッド部にあたる容器を示すものであり、この
実施例では石英ガラスより構成されている。また符号1
1は、直方体状の孔13中の2−メチル−4−ニドロア
ニリン(MNA)の単結晶を示すもので、光部品のコア
部にあたる。
容器11の外形状は直方体で、その寸法としては、例え
ば高さが0.1履、幅が0.5am、長さが50履であ
る。高13の寸法としては、例えば高さが2μm、幅が
0.3履、長さが50jwIである。
この孔13中のコア部12でのMNAの光学軸は、X線
回折、偏光顕微鏡観察の結果、第4図(a)に示した通
りであった。第4図(b)にはバルク単結晶の光学軸お
よび結晶軸を示した。バルク単結晶の最も広いY面((
010)面)は、コア部の最も広い面と一致することが
予想されたが、実際にそのように成長しており、(01
0)面を導波形光部品における所望の方向に制御して成
長させうることがわかった。
以下、この導波形光部品の作製に際し、容器として角型
キャピラリーを用いて行なう場合の手順を説明する(第
5図参照)。
(a)石英ガラス角材(10ffiIiIX 50Il
*X 15m+)にレーザー加工により角孔(0,2+
mX30s+X15m+)の孔をあける。
(b)この孔あき角材をカーボン抵抗加熱炉(1700
℃)により延伸し、外径をモニターしながら外寸法が1
00μ7FLX500μmのキャピラリーとする。なお
、この時のキャピラリーの外寸法。
内寸法は、延伸によってぎまるが、当然のことながら任
意の大きさを選択しうる。
(C)このキャピラリー(長さ50 tttts >中
に135℃で融解さぜたMNAを充填し、室温まで冷却
して結晶化させ、キャピラリー中に固定する。
(d)次に、この各型キャピラリー中の有機結晶を周知
のCO2レーザーによるゾーンメルト法、あるいは温度
分布をもった抵抗加熱炉で行なうゾーンメルト法により
単結晶に成長させる。
なお、本実施例においては、以下の条件によりゾーンメ
ルトを行なった。
(CO2レーザ−ゾーンメルトによる 結晶育成条件〕 パワー:0.2W、ビーム径:200μm。
キャピラリー移動速度:25m/hr 〔抵抗加熱炉によるゾーンメルトの 結晶育成条件〕 抵抗加熱炉の温度; wax、 135℃キャピラリー
の引き下げ速度:25m/hrなお、また、上記実施例
では、容器として延伸によって得た角型キャピラリーを
用いたが、その他の容器の作製方法としては、次のもの
をあげることができる。
(A)基板を物理的あるいは化学的に選択エツチングし
て異方的形状の溝を作製し、平板な基板を上から張りあ
わせて角型容器とする方法。
(B)角材の中央部をレーザー加工により穴あけする方
法。
また、上記実施例では、有機結晶材料として、2−メチ
ル−4−ニトロアニリンを用いた例を示したが、その他
にメタ・ニトロアニリン、バラ・ニトロアニリン、N+
4−二トOフェニル)L−プロリノール等のベンゼン系
化合物、2−アミノ−5−二トロビリジン、N+5−二
トロビリジンYL−ピロリノール等のピリジン系化合物
、4−ジメチルアミノ−4′−二トOスチルベン、スチ
ルベン等のスチルベン系化合物、4−メトキシ−4′−
ニトロジフェニルアセチレン等のアセチレン化合物等、
融液による結晶成長可能なものはすべて応用することが
できる。第6図にメタ・ニトロアニリンの結晶配向を示
す。なお、融液法が適用できない有機化合物は、溶液か
らの結晶成長によって角型容器内に結晶を成長すること
が可能であり、三次の非線形光学定数が最も大きいとさ
れるポリジアセチレンも過飽和状態のアセトン溶媒を2
2℃に20日間保ち、徐々に溶媒を蒸発させることによ
って前記角型キャピラリーに5cIR長程度の結晶を育
成させることができる。
以下に、この作製方法によって得られた導波形光部品の
特性を列挙する。
(1)34波路損失; He−Neレーザー光(λ=0
.633μ77L)を用いて長さを変えた角型キャピラ
リー(コア部;MNA、クラッド部;5ty2゜コア寸
法;2μmx300μm)の光強度の比較から1dB/
cm前後の値を得た。
(2)第2高調波の発生(SHG):上記キャピラリー
にNd :YAGレーザ−(λ=1.06μTrL)光
、パワー2Wを導入したところ、5)−IG(λ=0.
53μTrL)の青い光が観測された(変換効率10−
5程度)。
(3)電気光学効果;l−1e−Neレーザー光を偏光
させてキャピラリー(このキャピラリーの側面にA(l
ペーストにより電極を固定)中に導入したところ半波長
電圧■π#8ボルトの値を得た。
なお、これら機能のうち(2)については、基本波(λ
−1.06μm)とSHG (λ=0.53μm)の位
相整合をとっていないため効率は低い。しかし、第7図
の様にテーパ状の孔を有する角型容器を作製することに
よりコアの高さを任意にかえることができるので、位相
整合させたS HGの発生も可能である。
また、上記実施例とは別に、容器として角孔あきのガラ
ス製角型容器の孔内面に高密度ガラスを所定厚に形成し
たものを用い、さらにこの孔内に有機結晶材料させれば
、前記高密度ガラスをコ    □ア部とし、結晶部を
クラッドとした導波形光部品を得ることができる。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る有機結晶を    
・′用いた導波形光部品の作製方法は、内面に少なく 
   )とも1つ以上の平面を持つ孔を有するとともゝ
・     :′その外面に1つ以上の平面を有する容
器を作製し、   パ゛この容器の孔中に有機結晶を融
液あるいは溶液か    “ら単結晶成長させ、形成し
た結晶部を先導波路の    :、□・( 、貧゛ コアあるいはクラッドとする方法である。      
 :、、1゛、v 従って、本発明によれば、下記のような利点を    
1..1、。
得ることができる。
(I)有機結晶は、容器の孔中に融液または溶液から形
成するので、形成中および形成後の結晶が破損したり、
ff!勅によって位置ずれを起こすことがなく、また、
結晶が化学的に不安定な場合でも経時劣化が生じにくい
(II)容器の孔の内面形状に異方性を付与しているの
で、例えば、有機結晶をバルク単結晶に近い形状に作製
することが可能であり、容器の孔中に。
成長させる結晶方位を有効に制御することができる。
(III)容器外面に少なくとも1つ以上の平滑な部分
があるため、光素子を所要位置に容易に設置することが
でき、内部に光を簡便に導入することができる。
(IV)容器外面に少なくとも1つ以上の平面が存在す
るので、この部分に電極を比較的簡便に取りつけること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の作製方法によるバルク単結晶を導波路に
装荷した導波形光部品の斜視図、第2図は従来の円形キ
ャピラリー内に単結晶を成長させたファイバ型光部品の
斜視図、第3図は本発明の作製方法による導波形光部品
の斜視図、第4図(a)は本発明の作製方法によるMN
A単結晶を充填した導波形光部品における光学軸を示す
図、同図(b)はバルク単結晶の光−学軸を示す図、第
5図は本発明の作製方法の概略説明図、第6図は   
  ゛メタ・ニトロアニリンの導波形光部品における結
晶配向図、第7図は位相整合のとれた第2高調波発生の
ための角型容器の斜視図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・導波膜、3・・・
・・・有機結晶、4−−・−・・Nd  : YΔGレ
ーザー(λ=1.o6μm)、5・・・・・・第2高調
波(λ=0.53μTrL)、6・・・・・・    
 ゛ファイバ、7・・・・・・有機結晶、8・・・・・
・Nd :YAGレーザ−(λ−1.06μTrL)、
9・・・・・・第2高調波(λ=0.53μTrL)、
11・・・・・・角型キャピラリー(容器)、12・・
・・・・2−メチル−4−二トロアニリン単結晶、13
・・・・・・孔。 第1図 ス 第2図 第3図 第4図 (a) (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも1つ以上の平面を持つ孔を有するとともにそ
    の外面に1つ以上の平面を有する容器を作製し、この容
    器の孔中に有機結晶を融液あるいは溶液から単結晶成長
    させ、形成した結晶部を光導波路のコアあるいはクラッ
    ドとすることを特徴とする有機結晶を用いた導波形光部
    品の作製方法。
JP60141921A 1985-06-28 1985-06-28 有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法 Pending JPS623230A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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