KR19980059912A - Manufacturing method of second harmonic generating element - Google Patents

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KR19980059912A
KR19980059912A KR1019960079258A KR19960079258A KR19980059912A KR 19980059912 A KR19980059912 A KR 19980059912A KR 1019960079258 A KR1019960079258 A KR 1019960079258A KR 19960079258 A KR19960079258 A KR 19960079258A KR 19980059912 A KR19980059912 A KR 19980059912A
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진용성
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구자홍
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Abstract

본 발명은 경제적이고 재현성이 높아 양산에 적합한 제2고조파 발생소자의 제조방법을 제공함을 목적으로 하고 있다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a second harmonic generating element which is economical and highly reproducible and suitable for mass production.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제2고조파 발생소자의 제조방법은, 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판상에 주기적으로 비선형계수가 0이 되도록 양자교환층을 형성하기 위한 제1마스크를 패터닝하여 형성하는 단계와, 상기 제1마스크를 이용하여 기판상에 제1양자교환층을 주기적으로 형성하는 단계와, 상기 저온처리된 제1양자교환층을 포함한 기판위에 제2마스크를 이용 제2양자교환층을 형성한 후 열처리하여 광도파로를 형성하는 단계와, 상기 기판의 양단면을 연마한 후 무반사 코팅하는 단계를 구비함을 특징으로 하고 있다.The method of manufacturing a second harmonic generating device for achieving the object of the present invention comprises the steps of preparing a substrate, and a first mask for forming a proton exchange layer so that the nonlinear coefficient is periodically zero on the substrate. Forming a pattern, periodically forming a first quantum exchange layer on the substrate using the first mask, and using a second mask on the substrate including the low temperature treated first quantum exchange layer. And forming an optical waveguide by heat treatment after forming the proton exchange layer, and polishing the both end surfaces of the substrate and then performing anti-reflective coating.

Description

제2고조파 발생소자의 제조방법Manufacturing method of second harmonic generating element

본 발명은 준위상 정합 제2고조파 발생을 이용한 제2고조파 발생소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 양자교환을 적절히 행하여 비선형 계수를 주기적으로 0이 되게 함으로써 고가의 열처리 장비가 필요없고 제조공정이 단순한 제2고조파 발생소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a second harmonic generating element using quasi-phase matching of second harmonic generation, and in particular, by performing proton exchange properly so that nonlinear coefficients are periodically zero, no expensive heat treatment equipment is required and the manufacturing process is simple. A method for manufacturing a second harmonic generating element.

리튬나오베이트(LiNbO3), 리튬탄탈레이트(LitaO3)와 같은 물질은 2차 비선형 계수가 큰 물질이다. 이와 같은 물질에 적외선 레이저를 입사하면 비선형 효과에 의해 입사된 적외선 레이져 파장의 절반의 파장을 가진 청색광이 발생된다. 이러한 현상을 제2고조파 발생(Second Harmonic Generation)이라고 한다.Materials such as lithium naobate (LiNbO 3 ) and lithium tantalate (LitaO 3 ) are materials with a large second order nonlinearity. When an infrared laser is incident on such a material, blue light having a wavelength of half the wavelength of the infrared laser incident by the nonlinear effect is generated. This phenomenon is called second harmonic generation.

제2고조파 발생효율은 비선형 물질내에서 입사파와 제2고조파의 위상속도가 일치할 때 즉, 소위 위상정합(Phase Matching)일 때 가장 크다. 두 파의 위상 속도가 같지 않으면 입사파가 매질을 진행하면서 서로 다른 위치에서 만들어내는 제2고조파들이 서로 상쇄간섭을 일으키기 때문에 두 파의 위상속도가 차이가 나면 제2고조파의 세기가 매우 작아진다.The second harmonic generation efficiency is greatest when the phase velocity of the incident wave and the second harmonic coincides in the nonlinear material, that is, when it is called so-called phase matching. If the phase speeds of the two waves are not equal to each other, the second harmonics generated at different positions as the incident wave proceeds as a medium cause mutual interference, so the intensity of the second harmonic becomes very small when the phase speeds of the two waves differ.

비선형 물질의 굴절률은 파장에 따라 다르며 위상속도는 굴절률에 따라 다르기 때문에 파장이 서로 다른 입사파와 제2고조파의 위상속도가 같을 수 없다. 그러나 두 파의 위상차를 비선형 계수의 주기적 변조를 통해 보상할 수 있으며 이를 준위상 정합(Quasi-Phase matching)이라고 한다.Since the refractive index of the nonlinear material varies with wavelength and the phase speed varies with refractive index, the phase velocities of the incident wave and the second harmonic having different wavelengths cannot be the same. However, the phase difference between the two waves can be compensated by periodic modulation of nonlinear coefficients, which is called quasi-phase matching.

즉 매질내에서 z방향으로 광파가 지나갈때 제2고조파는 수학식 1과 같이 발생된다.That is, when the light wave passes in the z direction in the medium, the second harmonic is generated as in Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

단, d(z)는 비선형 계수의 변화, ΔK는 입사파와 제2고조파의 위상차이다. 상기 식으로 부터 알 수 있는 바와 같이, 위상차가 0일때 제2고조파의 세기가 가장 크다, 그러나 보통은 위상차가 0이 아니며 비선형 계수의 변화에 따라 제2고조파의 세기가 달라진다. 도 1은 매질내에서 제2고조파 세기의 변화를 나타낸 것으로, 도 1의 (A에 도시된 바와 같이, 비선형 계수가 일정하면 일정 주기로 제1고조파 세기가 커졌다가 작아진다. 이 주기를 가간섭길이(Coherence Length)라 한다. 입사파가 매질을 통과하면서 제2고조파가 점점 커져야 하나 앞서 발생된 제2고조파가 뒤에 발생된 제2고조파와 소멸간섭을 일으키기 때문에 더 이상 커지지 않고 다시 작아진다. 그러나 제1고조파가 소멸간섭을 일으키기 시작하는 부분에서 비선형 계수의 부호가 반대가 되면 발생된 제2고조파의 위상이 반대가 되어 다시 보강간섭을 일으키게 된다. 따라서 가간섭길이(Coherence Length)를 주기로 비선형 계수의 부호를 바꾸어 주면 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 제2고조파가 매질을 진행하면서 계속 증가하게 된다.However, d (z) is the change of the nonlinear coefficient, and ΔK is the phase difference between the incident wave and the second harmonic wave. As can be seen from the above equation, when the phase difference is zero, the intensity of the second harmonic is the largest, but usually the phase difference is not zero, and the intensity of the second harmonic varies according to the change of the nonlinear coefficient. Fig. 1 shows the change of the second harmonic intensity in the medium, and as shown in Fig. 1A, when the nonlinear coefficient is constant, the first harmonic intensity increases and decreases at a constant period. (Coherence Length) As the incident wave passes through the medium, the second harmonic should become larger, but the second harmonic generated earlier becomes extinct and smaller again because it causes extinction interference with the second harmonic generated later. If the sign of the nonlinear coefficients is reversed at the point where harmonics begin to cause extinction interference, the phase of the second harmonic generated is reversed, causing reinforcement interference again, and thus the coherence length gives When the sign is changed, as shown in FIG. 1B, the second harmonic continues to increase as the medium progresses.

따라서 물질분극의 방향을 주기적으로 교대로 배열하여 준위상 정합이 가능하며 입사파의 파장에 따라 그 주기가 달라지나, 리튬탄탈레이트 등의 물질을 사용하는 경우, 그 주기는 약 3~4㎛이다. 분극의 방향을 바꾸는 것을 분극반전이라고 하며 제2고조파 발생효율을 크게 하기 위해서는 분극반전층이 깊고 균일해야 한다.Therefore, it is possible to match the phases of the material polarization periodically by alternating phases, and the period varies depending on the wavelength of the incident wave, but when using materials such as lithium tantalate, the period is about 3 to 4 μm. . Changing the direction of polarization is called polarization inversion, and the polarization inversion layer must be deep and uniform in order to increase the second harmonic generation efficiency.

또 소자의 길이의 제곱에 비례하여 제2고조파 발생효율이 증가하므로 긴 길이에 걸쳐 균일하게 주기적인 분극 반전층을 형성하여야 한다.In addition, since the second harmonic generation efficiency increases in proportion to the square of the length of the device, a periodic polarization inversion layer must be formed uniformly over a long length.

그리고, 상기와 같이 주기적인 분극반전층을 형성하여 제2고조파 발생소자를 제조하는 종래의 방법은 다음과 같다.In addition, the conventional method of manufacturing the second harmonic generating device by forming the periodic polarization inversion layer as described above is as follows.

도 2a~도 2g에 도시된 바와 같이, 먼저 리튬탄탈레이트를 소정의 크기로 절단한 후 세척하여 만든 기판(1)상에 Cr과 같은 금속박막층을 형성한 후에 상기 금속박막층을 사진/식각법을 이용, 패터닝하여 주기적인 분극반전층 형성용 마스크(2)를 만든다(도 2a, 2b 참조)As shown in FIGS. 2A to 2G, first, a lithium tantalate is cut to a predetermined size, and then a metal thin film layer such as Cr is formed on the substrate 1 formed by washing, and then the metal thin film layer is photographed / etched. And patterned to form a mask 2 for forming a periodic polarization inversion layer (see FIGS. 2A and 2B).

이어, 이 마스크(2)를 이용 약 200~300℃의 뜨거운 안식향산 또는 피로인산이 상기 기판(1)을 수십분동안 담그어 열처리하면 양자(H+)가 마스크(2)의 노출부분을 통하여 선택적으로 리튬탄탈레이트 기판 내부로 침투하여 일부는 Li+이온과 치환되어 양자교환층(3)이 형성되며, 이 마스크(2)를 제거한 후 기판의 큐리온도 보다 약간 낮은 약 550~600℃ 정도로 10초~1분의 짧은 시간동안 급속 열처리하면 기판내부로 양자(H+)가 확산되고 기판(1)내부의 Li+가 기판(1) 밖으로 확산된다.Subsequently, when hot benzoic acid or pyrophosphate of about 200 to 300 ° C. is immersed in the substrate 1 for several tens of minutes and heat treated, the quantum H + is selectively exposed through the exposed portion of the mask 2. It penetrates into the tantalate substrate and partially replaces Li + ions to form a proton exchange layer (3). After removing the mask (2), it is about 10 seconds to about 550 to 600 ° C, slightly lower than the Curie temperature of the substrate. Rapid heat treatment for a short time of minutes diffuses protons (H + ) into the substrate and Li + in the substrate (1) diffuses out of the substrate (1).

양자와 Li+의 확산방향과 속도가 다르기 때문에 기판 내부에 기판내부방향으로 전기장이 형성된다. 이 전기장은 -C면에서는 분극과 반대 방향이고 +C면에서는 분극과 같은 방향이서 -C면의 분극이 반전되어 분극반전층(4)이 형성된다(도 2c, 도 2d).Since the diffusion direction and the velocity of both and Li + are different, an electric field is formed in the substrate. This electric field is in the opposite direction to the polarization on the -C plane and in the same direction as the polarization on the + C plane, so that the polarization on the -C plane is reversed to form a polarization inversion layer 4 (Figs. 2C and 2D).

그 다음, 광도파로 형성을 위해, 상기 분극반전층(4)을 포함한 전면에 Cr 등의 금속층을 형성한 후 사진/식각법을 이용, 폭 3-5㎛인 채널형태로 상기 금속층을 패터닝하여 광도파로 형성용 마스크(5)를 형성하고 전술한 방법과 같은 양자교환 방식으로 상기 마스크(5)를 이용, 상기 채널에 양자교환층(6)을 형성한다(도 2e, eh 2f), 그후 상기 마스크(5)를 제거한 후 단면의 폴리싱 과정과 무반사(AR) 코팅층(7) 형성과정을 거쳐(도 2g, 도 2h) 제조공정을 완료한다.Next, in order to form an optical waveguide, a metal layer such as Cr is formed on the entire surface including the polarization inversion layer 4, and then the metal layer is patterned in the form of a channel having a width of 3-5 μm using a photo / etching method to form an optical waveguide. A waveguide forming mask 5 is formed and a proton exchange layer 6 is formed on the channel using the mask 5 in the same proton exchange method as described above (FIG. 2E, eh 2F), and then the mask. After removing (5), the manufacturing process is completed by polishing the cross section and forming the anti-reflection (AR) coating layer 7 (FIGS. 2G and 2H).

상기 종래의 제조방법은 리튬탄탈레이트 기판의 전면에 마스크를 이용 주기적으로 양자교환을 하고 기판의 큐리온도보다 조금 낮은 온도(550~600℃)로 10초~1분 동안 급속 열처리하여 분극반전층(4)을 기판(1)상에 주기적으로 형성하여 제2고조파 발생소자를 제조하고 있으나, 상기 분극반전은 양자교환의 양과 급속열처리 온도 및 시간에 크게 좌우되므로 매우 정교하게 주기적으로 양자교환을 하여야 하고 급속열처리 온도는 정밀하게 조절하여 주어야 한다.The conventional manufacturing method periodically performs proton exchange using a mask on the entire surface of a lithium tantalate substrate, and rapidly heat-treats for 10 seconds to 1 minute at a temperature slightly lower than the Curie temperature of the substrate (550 to 600 ° C.) for the polarization inversion layer ( 4) is periodically formed on the substrate 1 to manufacture the second harmonic generating device, but the polarization inversion is highly dependent on the amount of proton exchange and the rapid heat treatment temperature and time, so the proton exchange must be performed very precisely. Rapid heat treatment temperature should be precisely controlled.

특히, 리튬탄탈 레이트의 큐리온도는 600℃ 정도의 고온이며 그 정도의 고온에서 ±3℃ 범위로 조절하여야만 분극반전층(4)을 재현성있게 만들수 있기 때문에 고가의 정밀한 급속 열처리 장비가 필요할 뿐만 아니라 기판으로 사용되는 리튬탄탈 레이트나 리튬나이오베이트를 양자교환하면 비선형 계수가 감소하므로 비선형 계수의 감소를 줄이기 위해 양자교환량을 되도록 적게하여야 하나 양자교환량이 너무 적으면 분극반전층(4)을 형성하기가 어려워서 균일한 분극 반전층(4)을 재현성 있게 만들기가 어렵다는 문제점이 있었다.In particular, the Curie temperature of Lithium Tantalate is about 600 ° C, and the polarization inversion layer 4 can be made reproducible only by adjusting it to ± 3 ° C. Proton exchange of lithium tantalate or lithium niobate decreases the nonlinear coefficient, so the amount of proton exchange should be as small as possible to reduce the decrease of nonlinear coefficient. However, if the amount of proton exchange is too small, the polarization inversion layer 4 is formed. There was a problem that it was difficult to make the uniform polarization inversion layer 4 reproducible.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 경제적이고 재현성이 높아 양산에 적합한 제2고조파 발생소자의 제조방법을 제공함을 목적으로 하고 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a second harmonic generating element suitable for mass production, which is economical and highly reproducible.

도 1은 제2고조파의 진행방향에 따른 제2고조파의 세기를 나타낸 그래프, 도 2a~도 2h는 종래의 제2고조파 발생소자의 제조공정시의 결과물을 사시도로 나타낸 도면, 도 3a~도 3g는 본 발명의 실시예에서 각 제조공정시의 결과물을 사시도로 나타낸 도면이다.Figure 1 is a graph showing the intensity of the second harmonic according to the direction of the second harmonic, Figures 2a to 2h is a perspective view showing the result of the conventional manufacturing process of the second harmonic generating element, Figures 3a to 3g In the embodiment of the present invention is a view showing a result of each manufacturing process in a perspective view.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 10:기판 2, 11:마스크1, 10: substrate 2, 11: mask

3, 12:양자교환층 4:분극 반전층3, 12: quantum exchange layer 4: polarization inversion layer

5, 13:광도파로 마스크 6, 14:광도파로5, 13: Optical waveguide mask 6, 14: Optical waveguide

7, 15:무반사 코팅층7, 15: anti-reflective coating layer

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해 제2고조파 발생소자의 제조방법은, 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판상에 주기적인 양자교환층을 형성하기 위한 제1마스크를 패터닝하여 형성하는 단계와, 상기 제1마스크를 이용 상기 기판상에 제1양자층을 주기적으로 형성하여 비선형계수가 0이 되도록 하는 단계와, 상기 제1양자교환층을 포함한 기판위에 제2마스크를 이용 제2양자교환층을 형성한 후 열처리하여 광도파로를 형성하는 단계와, 상기 기판의 양단면을 연마한후 무반사 코팅하는 단계를 구비함을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the object of the present invention, a method of manufacturing a second harmonic generating device includes the steps of preparing a substrate, and forming a first mask for forming a periodic proton exchange layer on the substrate; Periodically forming a first quantum layer on the substrate using the first mask so that the nonlinear coefficient is zero, and using a second mask on the substrate including the first quantum exchange layer. After forming a heat treatment to form an optical waveguide, and polishing the both end surfaces of the substrate, characterized in that it comprises the step of antireflective coating.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 근거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a~도 3g는 본 발명의 실시예에서 제1공정시의 결과물을 사시도로 나타낸 것으로 먼저, 도 3a와 같이, 리튬탄탈레이트(혹은 리튬나이오베이트)를 소정크기 및 두께로 컷팅한 후 세척한 기판(10)을 마련한다. 이어 도 3b와 같이 상기 기판(10)상에 Cr 등의 금속층을 형성한 후 주기적인 양자교환층을 형성하기 위한 마스크(11)를 통상의 사진/식각 공정을 이용 패터닝하여 형성한다. 이때 분극반전 주기가 약 3~4㎛되도록 상기 마스크(11) 패턴의 주기간격을 설정한다. 그 다음 도 3c와 같이, 약 250~300℃의 뜨거운 안식향산 혹은 피로인산에 수시간동안 담그어 주기적으로 비선형 계수가 0되도록 양자교환을 하면 비선형 계수가 감소되고 양자교환량이 한계를 넘으면 비선형 계수가 0으로 된다.3A to 3G are perspective views showing the results of the first process in the embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 3A, after cutting the lithium tantalate (or lithium niobate) to a predetermined size and thickness, washing is performed. One substrate 10 is prepared. Subsequently, as shown in FIG. 3B, a metal layer such as Cr is formed on the substrate 10, and then a mask 11 for forming a periodic proton exchange layer is patterned using a conventional photo / etch process. At this time, the main period of the mask 11 pattern is set such that the polarization inversion period is about 3 to 4 μm. Then, as shown in FIG. 3c, when the proton exchange is performed by dipping in hot benzoic acid or pyrophosphate at about 250 to 300 ° C. for several hours and the nonlinear coefficient is periodically zero, the nonlinear coefficient is reduced and the nonlinear coefficient is zero when the amount of proton exchange exceeds the limit. do.

이어 도 3d와 같이 채널형태의 광도파로 형성용 마스크(13)를 형성한다. 이를 이용 200~250℃의 뜨거운 안식향산 또는 피로인산에 수십분 동안 담그어 양자 교환하여 광도파로(14)를 형성한다. 이때 광도파로(14)의 폭은 3-5㎛로 되게 설정한다.Subsequently, as shown in FIG. 3D, a mask 13 for forming an optical waveguide having a channel shape is formed. This is soaked for 10 minutes in hot benzoic acid or pyrophosphate of 200 ~ 250 ℃ proton exchange to form an optical waveguide (14). At this time, the width of the optical waveguide 14 is set to be 3-5㎛.

광도파로의 형성시 양자교환층은 비선형계수를 0으로 하기 위한 양자교환의 경우보다 낮은 온도에서 짧은 시간에 행하여져서 비선형 계수가 크게 변하지 않도록 하여야 한다.In the formation of the optical waveguide, the proton exchange layer should be carried out in a short time at a lower temperature than in the case of proton exchange for making the nonlinear coefficient zero, so that the nonlinear coefficient does not change significantly.

마지막으로 마스크(13)을 제거한 후 광도파로(14)로 레이저를 입사시킬 수 있도록 단면을 폴리싱하고 무반사 코팅층(15)을 형성하여 제조공정을 완료한다.Finally, after the mask 13 is removed, the cross section is polished to allow the laser to enter the optical waveguide 14, and the antireflective coating layer 15 is formed to complete the manufacturing process.

이상과 같이 본 발명의 제조방법에 의하면, 기판이 주기적으로 선형계수가 0으로 되게 하여도 제2고조파의 세기가 감소하지 않고 크게 되도록 할 수 있다.As described above, according to the manufacturing method of the present invention, even if the substrate has a linear coefficient of zero periodically, the intensity of the second harmonic can be increased without decreasing.

어느 한 지점에서 입사파가 제2고조파를 발생시켰다고 하자. ΔZ의 매우 짧은 거리만큼 입사파가 진행하여 또 제2고조파를 발생시킨다. 앞서 만들어진 제2고조파도 ΔZ거리를 진행하여 새로 만들어진 제2고조파와 간섭을 일으킨다. 또 입사파가 ΔZ만큼 진행하여 새로운 제2고조파를 발생시키고 앞서 만들어진 두 제2고조파의 합도 ΔZ만큼 진행하여 새로운 제2고조파와 간섭을 일으킨다.Assume that at one point, the incident wave generates the second harmonic. The incident wave travels by a very short distance of ΔZ and generates a second harmonic. The second harmonic made earlier also travels the ΔZ distance, causing interference with the newly created second harmonic. In addition, the incident wave travels by ΔZ to generate a new second harmonic, and the sum of the two second harmonics previously made also progresses by ΔZ to cause interference with the new second harmonic.

입사파가 ΔZ만큼 진행할때마다 발생되는 새로운 제2고조파와 앞서 만들어져 매질을 진행하는 제2고조파사이의 위상차는 계속 누적된다.Each time the incident wave progresses by ΔZ, the phase difference between the new second harmonic generated and the second harmonic previously made and traveling through the medium continues to accumulate.

결국 위상차가 π 이상으로 커지면 이때부터 진행되는 제2고조파와 새로 발생되는 제2고조파는 서로 소멸 간섭을 일으키게 된다.(도 1A)As a result, when the phase difference becomes larger than π, the second harmonic and the newly generated second harmonic cause interference with each other (FIG. 1A).

위상차가 π가 되기 시작하는 부분부터 분극의 방향을 바꾸면 새로 만들어진 제2고조파의 위상이 π만큼 바뀌어 진행되는 제2고조파와의 위상차를 상쇄시킬 수 있으므로 제2고조파는 줄지 않고 다시 증가하게 된다.(도 1B)If the direction of polarization is changed from the point where the phase difference starts to be π, the phase of the newly created second harmonic is changed by π to cancel the phase difference from the second harmonic that is advanced, so the second harmonic is increased without decreasing. 1B)

또는 위상차가 π가 되기 시작할 때 비선형계수를 0으로 만들어 진행되는 제2고조파와 간섭을 일으킬 새로운 제2고조파 발생을 없애면 이미 만들어진 제2고조파가 늘지도 줄지도 않는다. 제2고조파가 더 진행하여 위상차가 2 π가 되면 다시 새로운 제2고조파를 발생시킨다.(도 1C)Alternatively, when the phase difference starts to be π, if the nonlinear coefficient is set to 0, the second harmonic generated by interference with the second harmonic, which interferes with the second harmonic, will not be increased. When the second harmonic goes further and the phase difference becomes 2 pi, a new second harmonic is generated again (FIG. 1C).

다만, 소멸간섭하는 부분의 선형계수를 반대로 하는 경우의 주기적인 분극반전방법(곡선 B)보다는 제2고조파 발생효율이 1/4밖에 되지 아니하나, 제2고조파 발생효율은 소자의 길이의 제곱에 비례하므로 소자의 길이를 2배로 하면 주기적 분극 반전방법의 경우와 효율이 같게 된다.However, the second harmonic generation efficiency is only one fourth than the periodic polarization inversion method (curve B) when the linear coefficient of the extinction interference part is reversed, but the second harmonic generation efficiency is the square of the length of the device. Therefore, if the length of the device is doubled, the efficiency is the same as that of the periodic polarization inversion method.

이상과 같이 본 발명의 제조방법은 주기적인 분극반전을 하지 않고 주기적으로 비선형계수를 0으로 하는 것만으로도 효과적인 제2고조파를 발생할 수 있고 비선형 계수를 0으로 하는 방법은 주기적인 분극반전을 이용하는 방법에 비하여 열처리 온도가 200~300℃(분극 반전방법은 550~660℃) 사이로 비교적 저온이고 열처리 조건도 까다롭지 않기 때문에 정밀한 급속 열처리장비없이 간단하고 비교적 균일하며 길게 주기적으로 비선형 계수를 0으로 만들 수 있어 경제적이고 재현성이 높아 양산에 적합하다는 효과가 있다.As described above, the method of the present invention can generate second harmonics effectively by simply setting the nonlinear coefficient to zero without performing periodic polarization inversion, and the method of setting the nonlinear coefficient to zero uses the periodic polarization inversion. Compared to the low heat treatment temperature and the heat treatment temperature is between 200 ~ 300 ℃ (polarization reversal method is 550 ~ 660 ℃), it is simple, relatively uniform and long period of nonlinear coefficient can be made zero without precise rapid heat treatment equipment. As it is economical and highly reproducible, it is suitable for mass production.

Claims (4)

기판을 마련하는 단계와, 상기 기판상에 주기적으로 비선형계수가 0인 양자교환층을 형성하기 위한 제1마스크를 패터닝하여 형성하는 단계와, 상기 제1마스크를 이용 상기 기판상에 주기적으로 비선형계수가 0이 되도록 장시간 양자교환 열처리하는 단계와, 상기 제1양자교환층을 포함한 기판위에 제2마스크를 이용 제2양자교환층을 형성한 후 열처리하여 광도파로를 형성하는 단계와, 상기 기판의 양단면을 연마한후 무반사 코팅하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 제2고조파 발생소자의 제조방법.Providing a substrate, patterning a first mask for periodically forming a proton exchange layer having a nonlinear coefficient of zero on the substrate, and periodically forming a nonlinear coefficient on the substrate using the first mask Proton exchange heat treatment for a long time to be 0, forming a second proton exchange layer using a second mask on the substrate including the first proton exchange layer, and then performing heat treatment to form an optical waveguide; And polishing the cross section and then performing antireflective coating on the second harmonic generating device. 제1항에 있어서, 상기 제2양자 교환층은 상기 제1양자 교환층의 열처리 보다 더 낮은 온도에서 빠른 시간내에 열처리됨을 특징으로 하는 제2고조파 발생소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the second quantum exchange layer is heat-treated at a lower temperature than the heat treatment of the first quantum exchange layer in a short time. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1양자 교환층은 250~300℃에서 수시간 동안 안식향산 또는 피로인산을 담그어 열처리 되어서 비선형 계수가 0으로 되게 함을 특징으로 하는 제2고조파 발생소자의 제조방법.The second harmonic generating device of claim 1 or 2, wherein the first quantum exchange layer is immersed in benzoic acid or pyrophosphoric acid for several hours at 250 to 300 ° C., so that the nonlinear coefficient becomes zero. Manufacturing method. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2양자 교환층은 200~250℃에서 수십분 동안 안식향산 또는 피로인산에 담그어 열처리됨을 특징으로 하는 제2고조파 발생소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the second quantum exchange layer is heat-treated by immersion in benzoic acid or pyrophosphoric acid for several tens of minutes at 200 to 250 ° C. 4.
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