KR20010113034A

KR20010113034A - 광비선형 재료 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20010113034A
Application number: KR1020017010303A
Authority: KR
Inventors: 후지와라다쿠미; 마츠모토슈지; 이쿠시마아키라
Original assignee: 와다 아끼히로; 도요다 지도샤 가부시끼가이샤; 도요다 다츠로; 각코호진 도요타가쿠엔
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-12-24
Also published as: US20010054300A1; EP1154313B1; CN1352758A; US6581414B2; JP3981527B2; CA2362162C; DE60035259T2; DE60035259D1; EP1154313A1; WO2000049459A1; EP1154313A4; AU763097B2; AU2572100A; KR100441716B1; CA2362162A1; CN1135427C

Abstract

자외선을 조사한 상태에서 전극(14a, 14b) 사이에 전압을 인가하여 자외선여기광 폴링을 행하여 코어부(10a)에 미세결정입자를 생성한다. 이에 의하여 광섬유 (10)의 코어부(10a)에 2차 광비선형성을 발현한다. 또 고온조건하에 있어서 2차 광비선형성이 감소한 경우에는 비교적 저전압의 자외선여기 폴링에 의해 2차 광비선형성을 부여할 수 있다.

Description

광비선형 재료 및 그 제조방법{OPTICAL NONLINEARITY MATERIAL AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

종래부터 대용량의 정보전달를 위해 광섬유 등 빛을 이용하는 정보전달이 널리 이용되도록 되고 있다. 그리고 이와 같은 정보전달시스템에 있어서는 광기능소자가 필요하고, 이 때문에 2차 광비선형성을 가지는 재료가 중요하다. 이와 같은 2차 광비선형성을 가지는 재료로서는 LiNb0₃등의 결정재료가 널리 이용되고 있으나, 광섬유와의 안정된 접속, 낮은 전송손실, 저비용, 넓은 투과파장 영역 등의 점을 고려하면 유리재료를 이용하고 싶다라는 요구가 있다.

예를 들면 일본국 특개평10-111526호 공보에는 Ge 첨가 SiO₂유리에 대하여 자외선여기 폴링처리를 실시하고, 광비선형 정수인 d정수로서 2.5 pm/V 이상의 2 차 광비선형성을 부여하는 것이 나타나 있다.

이와 같이 종래부터 자외광 폴링에 의해 유리재료에 매우 큰 2차 광비선형성을 부여하는 것이 제안되고 있다. 그러나 유리재료에 대하여 더욱 큰 2차 광비선형성을 가지는 유리재료를 더욱 용이하게 제조하는 것이 요망되고 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 개량된 광비선형 재료 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 유리로 이루어지는 광비선형 재료, 특히 미세결정입자를 포함하는 것 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 실시형태의 구성을 나타내는 정면 단면도,

도 2는 실시형태의 구성을 나타내는 측면 단면도,

도 3(a) 및 도 3(b)는 평면도파로의 구성을 나타내는 도,

도 4는 진공챔버를 이용한 자외선여기 폴링을 나타내는 도,

도 5는 X선 회절시험의 결과를 나타내는 도,

도 6은 X선 회절시험과 d정수의 관계를 나타내는 도,

도 7은 복수회의 자외선여기 폴링에 의한 d정수를 나타내는 도,

도 8은 하이브리드회로의 구성을 나타내는 도,

도 9는 제 3차 고조파발생(THG)의 일례를 설명하는 도(자외선 폴링처리 전),

도 10은 제 3차 고조파발생(THG)의 일례를 설명하는 도(자외선 폴링처리 후),

도 11은 THG 패턴의 해석에 사용한 원리도,

도 12는 X⁽³⁾의 값의 폴링전계(전장)의존성을 나타내는 도,

도 13은 X⁽³)의 값의 폴링전계(전장)의존성을 나타내는 도,

도 14는 X선 회절의 피크강도를 나타내는 도면이다.

본 발명에 관한 비선형 재료는 유리상 중에 유리상을 부분 결정화하여 얻어진 미세결정입자가 분산하고 있는 것을 특징으로 한다. 미세결정입자가 존재하고 있음으로써 커다란 2차 광비선형을 발현할 수 있다.

또 상기 미세결정입자의 입자지름이 10 내지 20㎛ 인 것이 적합하다.

또 유리재료에 자외선강도 1OmJ/cm²이상 또한 전계강도 3 ×1O⁴V/cm 이상에서 자외선여기 폴링처리가 실시되어, 비선형 광학정수인 d정수가 1 pm/V 이상인 것이 적합하다.

또 본 발명에 관한 광비선형 재료의 제조방법은 유리재료에 부분결정화처리를 행하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 미세결정입자를 생성함으로써 유리재료에 커다란 2차 광비선형을 발현할 수 있다.

또 유리재료에 자외선강도 1OmJ/cm²이상 또한 전계강도 3 ×1O⁴V/cm 이상에서 자외선여기 폴링처리를 실시하여 비선형 광학정수인 d정수를 1pm/V 이상으로 하는 것이 적합하다.

또 본 발명에 관한 비선형 재료의 제조방법은, 유리재료에 대하여 유리상을 부분결정화한 미세결정입자를 분산시키는 부분결정화처리를 행한 후, 다시 자외광폴링처리를 행하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 미리 부분결정화처리를 행하여 둠음으로써 비교적 저전계 중의 자외선여기 폴링에 의해 유리재료에 2차 광비선형성을 발현할 수 있다.

또 상기 부분결정화처리가 자외광강도1OmJ/cm²이상 또한 전계강도 3 ×1O⁴V/cm 이상의 자외선여기 폴링처리이고, 후속 공정의 자외선여기 폴링처리는 부분결정화를 위한 자외선여기 폴링처리보다 저전압으로 행하여지는 것이 적합하다.

이하, 본 발명의 실시형태(이하 실시형태라 함)에 대하여 도면에 의거하여 설명한다.

도1, 도 2는 본 발명에 관한 SiO₂계 유리재료를 사용한 광기능소자의 구조를 나타내는 개략 구성도이다. 광섬유(10)는 실리카유리(SiO₂)를 원주형상으로 연장한 구성을 하고 있고, Ge(게르마늄) 등이 도프되어 굴절율이 조정된 중심부가 광도통용의 코어부(10a), 주변부가 클래드부(10b)로서 형성되어 있다.

또 클래드부(10b)에는 한 쌍의 사이드홀(12a, 12b)이 형성되어 있고, 여기에 알미늄선재로 이루어지는 전극(14a, 14b)이 삽입배치되어 있다. 도면으로부터 분명한 바와 같이 전극(14a, 14b)은 코어부(10a)를 사이에 두고 대향하여 설치되어 있다.

여기서 코어부(10a)는 Ge가 첨가되어 있고, 2차 광비선형성의 크기(d정수)가 1 pm/V 이상으로 형성되어 있다.

특히 이 코어부(10a)는 유리상 중에 유리상을 부분결정화하여 얻어진 미세결정입자가 분산되어 있다. 분산하고 있는 미세결정입자의 입자지름은 10 내지 20㎛이다. 이와 같이 미세결정입자가 유리상 중으로 분산함으로써 충분히 큰 2차 광비선형성을 얻을 수 있다.

이와 같은 소자는 다음과 같이 하여 제조한다. 먼저, 사이드홀(12a, 12b) 내에 전극(14a, 14b)이 삽입된 광섬유를 준비한다. 이 광섬유(10)의 중심부에는 Ge가 12 mol%를 초과하고, 30 mol% 미만이 되도록 첨가되어 있다. 또한 광섬유 (10)는 예를 들면 프리폼을 차례로 적층형성할 때의 Ge의 첨가량을 다르게 하여 코어 상당부분을 형성한 후, 가열상태에서 선으로 빼어 형성한다.

광섬유(10)의 직경은 200㎛, 사이드홀(12a, 12b) 및 전극(14a, 14b)의 지름은 대략 40㎛, 전극(14a, 14b)의 길이는 4 cm정도, 전극(14a, 14b)의 간격은 8 내지 10㎛, 광섬유(10)의 길이는 10 cm 정도로 한다.

여기서 전극(14a, 14b)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 다른 끝으로부터 사이드홀(12a, 12b)에 삽입되어 있고, 그 끝부가 다른 방향으로만 돌출하고 있다. 이것은 전극(14a, 14b) 사이에서의 방전을 방지하기 위함이다. 공기의 절연파괴전압은 약 1O⁴V/cm 이며, 그것보다 큰 전계를 코어부(10a)에 인가하기 위해서는 공기가 개재하는 경로를 가능한 한 길게 취할 필요가 있다. 도 1과 같은 전극(14a, 14b)의 구성에 의해 코어부(10a)에 높은 전계인가를 달성할 수 있다.

그리고 전극(14a, 14b) 사이에 전압을 인가하여 1 ×1O⁵V/cm 이상의 전계를 코어부(10a)에 인가한다. 이 상태에서 ArF 엑시머레이저(파장 193 nm)를 펄스로서 조사하고, 코어부(10a)에 자외선을 조사한다. 이 레이저의 에너지밀도는 2O 내지100mJ/cm²정도로 한다. 또 레이저펄스의 조사회수는 1O⁴회 정도가 바람직하다.

이와 같은 자외선여기 폴링에 의해 코어부(10a)의 유리상내에 미세결정입자가 생성된다.

또 도 3(a) 및 도 3(b)에는 본 발명에 관한 평면도파로의 구성을 나타내고 있다. 이 평면도파로에서는 평판형상의 유리기판(20)의 표면상에 Ge를 포함하는 SiO₂박막(22)이 형성되어 있다. SiO₂박막(22)은 두께 1 내지 5㎛ 정도로, Ge 농도는 1 내지 30 mol% 정도로 설정되어 있다. 그리고 이 SiO₂박막(22) 위에 전극(14a, 14b)이 소정의 간극을 거쳐 대향하도록 형성되어 있다.

그리고 SiO₂박막(22)의 전극(14a, 14b)의 간극에 대응하는 부분은, 자외선여기 폴링에 의해 그 내부에 미세결정입자가 형성되어 있고, 광비선형을 가지는 채널부(18)로 되어 있다.

그리고 전극(14a, 14b) 사이에 인가하는 전압에 의해 채널부(18)의 광학적성질을 제어할 수 있어 평면도파로가 광기능소자로서 동작한다.

이와 같은 평면도파로의 채널부에 미세결정입자를 형성하기 위한 자외선여기 폴링은 진공 중에서 행하는 것이 바람직하다. 도 4에 그 구성을 나타낸다. 진공챔버(30)는 십자형의 관로로 이루어져 있고, 그 3방향은 폐쇄되어 있고, 한쪽이 진공펌프 등의 배기계에 접속되어 있다. 수직방향의 아래쪽으로 연장되는 관로에는 시료탑재대(32)가 설치되고, 그 위에 전극(14a, 14b) 및 SiO₂박막(22)이 형성된 유리기판(20)이 카세트된다. 그리고 전극(14a, 14b)은 진공챔버 외부의 전원에 접속된다. 또 수직방향의 위쪽의 관로는 석영유리(34)에 의해 밀봉되어 있고, 이 석영유리(34)를 거쳐 자외선이 조사되도록 되어 있다.

이와 같은 장치에 의해 자외선을 SiO₂박막(22)에 조사한 상태에서 전극(14a, 14b) 사이에 고전압을 인가한다. 진공 중에서는 공기 중과 상위하여 절연파괴가 일어나지 않는다. 따라서 전극(14a, 14b) 사이에 소망의 고전압을 인가하여 자외선 폴링을 행할 수 있어 전극(14a, 14b) 사이의 SiO₂박막(22) [채널부 (18)] 내에 미세결정입자를 분산 생성할 수 있다. 그리고 이 미세결정입자의 생성에 의해 유리재료에 2차 광비선형성을 부여할 수 있다.

또한 채널부(18)를 전극(14a, 14b)도 포함하여 SiO₂를 덮음으로써 전극(14a, 14b) 사이의 절연성을 높이는 것도 적합하다.

도 5에 상기한 바와 같이 하여 작성된 유리재료(Ge 첨가 SiO₂유리재료)의 X선 회절에 의한 분석결과를 나타낸다. 가로축이 회절각(Diffraction Angle) 29/°이고, 세로축은 강도[intensity : 단위 I/arb.units(임의단위)]이다. 또 선원은 CuKα이다. 이와 같이 전계강도(Ep) 3.O ×1O⁵V/cm, 자외선조사(UV) 1.0 ×1O⁴회(shot)의 자외선여기 폴링을 행한 유리재료에는 결정에 기인하는 피크가 생성되어 있고, 유리상 중에 미세결정 생성되어 있는 것을 알 수 있다. 또 이 도면으로부터 자외선의 조사만(OV/cm, 1.0 ×10⁴shot)에서는 결정입자가 생성되어 있지 않음을 알 수 있다. 또한 도면에 있어서 자외선 폴링 전의 유리재료를 OV/cm, 0 shot으로 나타내고 있다.

도 6은 결정화를 나타내는 X선의 피크강도[Intensity : CPS(카운트/초)], 피크면적(peak area : arb. units) 및 d정수(pm/V)와, 자외선여기 폴링에 있어서의 인가전계강도의 관계를 나타낸 것이다. 도면에 있어서 강도를 △, 면적을, d정수를 ◇로 나타내고 있다. 이와 같이 결정화의 정도와, d정수와의 사이에는 좋은 관련이 존재하는 것을 알 수 있다. 또한 이 자외선여기 폴링에 있어서의 자외선의 에너지는 100 mJ/cm2, 펄수수 104이다.

여기서 자외선여기 폴링에 의해 광비선형성을 발현시킨 유리재료에 대하여 500℃ 정도의 고온조건하에 유지하면 한번 발현된 광비선형성이 서서히 감소한다. 한편 이와 같이 하여 광비선형성이 감소한 유리재료에 대하여 X 해석 등의 결과에서는 미세결정은 소실되고 있지 않다. 즉 유리상 중에 있어서의 미세결정입자는 그대로의 상태를 유지하면서 일단 발현한 광비선형성이 감소한다.

그리고 이와 같은 유리재료에 대하여 자외선여기 폴링를 다시 한번 행한 경우, 비교적 작은 전계강도에 의해 2차 광비선형성을 발현할 수 있다. 즉 도 7에 ◆로 나타내는 바와 같이 최초로 3 ×10⁵V/cm, 100mJ/cm²로 자외선여기 폴링을 행한 유리재료에 대하여 일단 2차 광비선형성을 소실시킨 후, 다시 한번 폴링한 경우에는 0.5 ×10⁵V/cm 정도의 전계인가에 의해 d 정수로서 1 pm/V 이상의 광비선형성을 발현할 수 있다. 또한 1번째의 자외선여기 폴링에 의한 결과를 도면에로 나타내고 있다. 또 10mJ/cm²라는 자외선의 조사에 의해 결과를로 나타내고 있고, 이와 같은 자외선의 조사에서는 전계를 인가하여도 d정수가 상승하지 않음을 알 수 있다.

여기서 2번째의 자외선여기 폴링에 있어서 필요한 0.5 ×10⁵V/cm 라는 전계강도는 공기가 절연파괴를 일으키는 전계강도와 거의 동등하다. 따라서 전극 사이에 절연재를 배치하는 등의 간단한 절연처리를 실시하는 것만으로 절연파괴를 일으키지 않고, 2차 광비선형성을 발현하기 위한 자외선여기 폴링을 행할 수 있다.

따라서 본 발명의 유리재료를 사용하여 광기능소자를 작성하고, 이것을 고온조건하에서 사용하는 경우, 정기적으로 자외선여기 폴링를 다시 하여 2차 광비선형성을 회복할 수 있다. 즉 이 때의 자외선여기 폴링에 있어서 필요한 전계강도는 상당히 낮기 때문에 진공 중이 아닌 공기 중에서 그대로의 상태로 행할 수 있다.

또 평면도파로의 경우에는 상기한 바와 같이 진공 중에서 1회째의 자외선여기 폴링을 행하고, 박막 중에 미세결정입자를 생성하는 것이 적합하다. 이 경우 그 후의 어닐링처리 등에 의해 소자가 고온하에 놓여져 박막의 2차 광비선형성이 감소하여 버리는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이 경우에 있어서도 그 후에 자외선여기 폴링를 다시 함으로써 광비선형성을 회복할 수 있고, 특히 그 때 인가하는 전계강도는 상기한 바와 같이 작기 때문에 다른 구조에 악영향을 미칠 가능성이 적다.

또 반도체기판의 일부에 유리기판을 형성하고 여기에 광기능소자를 형성하는하이브리드회로기판을 적합하게 형성할 수 있다. 이 하이브리드회로기판은 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이 Si기판(40) 상의 일부에 유리기판(20)을 형성하고, 이 상부에 Ge 첨가의 SiO₂박막(22)을 형성한다. 그리고 이 SiO₂박막(22)의 채널부(18)에 자외선여기 폴링에 의해 광비선형성을 부여하여 소자를 형성한다.

한편 주변의 Si기판 중에는 발광소자(40), 수광소자(42) 등의 광전변환소자등을 형성하고, 이 광전변화소자에 의해 유리기판 중에 빛을 주고받는다. 그리고 이 빛을 광기능소자에 의해 제어한다. 이 경우에 있어서도 다른 구조에의 악영향이 없는 단계에서 1회째의 자외선여기 폴링처리을 행하여 두고, 그 후의 처리에서 채널부(18)에 있어서의 광비선형성이 감소한 경우에 2회째의 비교적 저전압의 자외선여기 폴링을 행할 수 있다.

또한 2차 광비선형성이 발현된 유리재료를 고온 중에 놓은 경우에 있어서의 d 정수의 완화과정은, 단일지수함수형으로 일어난다. 유리재료 중에 미세결정입자가 존재하는 것은 이것으로부터도 알 수 있다. 다시 TEM형 전자현미경에 의한 관찰에 있어서도 미세결정입자의 존재가 확인되고 있다.

여기서 자외선여기 폴링에 의해 유리재료 중에 미세결정을 형성할 수 있고, 또한 2차 광비선형성을 부여할 수 있다. 이는 자외선에 의한 여기와, 전계의 상호작용에 의한다고 생각된다. 한편 자외선을 그 파면이 갖추어진 편광으로 하면, 광은 전자파인 관계로부터 자외선의 조사에 의해 일정방향의 전장이 생긴다고 생각된다.

따라서 이와 같은 편광자외선의 조사에 의해 전계를 인가하는 일 없이 유리재료에 2차 광비선형성을 인가할 수 있다. 또한 이와 같은 편광자외선은 고체 레이저의 고조파 등이 이용 가능하다. 또 주파수더블링 등에 의해 얻을 수도 있다.

또 유리상 중에 미세결정입자를 형성하기 위해서는 반드시 전계를 인가할 필요는 없다. 즉 자외선을 조사한 상태에서 가열함으로써, 미세결정입자를 형성할 수도 있다. 그러나 이 경우에는 미세결정입자는 형성할 수 있으나, 충분한 전장이 존재하지 않기 때문에 2차 광비선형성을 충분히 부여할 수는 없다. 따라서 일단 미세결정입자를 분산형성한 유리재료에 대하여 그 후 자외선 폴링에 의해 2차 광비선형성을 부여할 수 있다. 이에 의해 인가전계를 작게 할 수 있어 공기의 절연파괴나 다른 소자에 대한 영향 등을 고려하는 일 없이 자외선 폴링을 행할 수 있다.

또한 미세결정입자가 생성되면 그 결정에 기인하여 유리재료에 3차 광비선형성 X⁽³⁾이 증대된다. 도 9 및 도 10은 자외선 폴링에 의해 얻어진 유리재료에 대한 메이커플링법에 의한 제 3차 고조파발생(THG)의 일례를 설명하는 도면이다. 도 9가 자외선 폴링처리 전, 도 10이 자외선 폴링처리 후의 THG 패턴이다. 자외선 폴링에 의해 THG 패턴의 형이 크게 변화하여 처리 전과는 다른 X⁽³⁾를 가지는 영역이 생성된 것을 나타내고 있다.

도 11은 이 THG 패턴의 해석에 사용한 원리도이다. 먼저 기판 표면측으로부터 자외선을 조사하여 자외선 폴링을 행함으로써 기판표면이 결정화된다. 따라서 이 기판 표면부의 결정화된 영역이 처리 전의 X⁽³⁾과는 다른 값의 X⁽³⁾을 가진다고 생각하였다.

따라서 도 10에 나타낸 THG 패턴은 기판에 대한 THG 패턴과 결정화된 표면영역의 THG 패턴을 조합시킨 것으로 생각되고, 도 10의 THG 패턴으로부터 도 9의 THG 패턴을 감산함으로써 결정화한 영역에 대한 THG 패턴을 추정할 수 있다. 그 결과가 도 11의 중앙 상부에 표시된 패턴이고, 이것으로부터 결정화한 영역에 있어서의 X⁽³⁾의 값을 측정할 수 있다.

도 12에 그 X⁽³⁾의 값의 폴링전계(전장)의존성을 나타낸다. 세로축은 폴링 전후에 있어서의 X⁽³⁾의 변화를 비율로 표시하고 있다. 이와 같이 폴링전장이 약 0.5×10⁵V/cm를 경계로 그 이상의 전장에서는 X⁽³⁾은 크게 증대하여 0.5 ×10⁵V/cm보다 작은 전장의 경우에 비하여 거의 15배로 커져 있다. 또 0.5 ×10⁵V/cm 이상에서는 일단 10배 정도로 작아진 후에 서서히 커지나, 0.5 ×10⁵V/cm 전후와 같은 큰 변화는 없다.

또 도 13에는 Ge가 첨가되어 있지 않은 SiO₂유리에 대한 X⁽³⁾도 아울러 나타내고 있다. 이와 같이 Ge 첨가 SiO₂유리를 자외선 폴링한 것은 Ge를 첨가하지 않은 SiO에 비하면 약 200배로 증대하고 있음을 알 수 있다.

이와 같은 실험결과로부터 자외선 폴링에 의한 결정화에 따라 3차 광비선형성이 증대하는 것이 분명하다.

여기서 3차 광비선형성이 커지는 이유에 대하여 다음의 2가지 이유를 생각할 수 있다.

1) 생기는 결정 그 자체가 미지의 결정이며, 결정 자체가 큰 3차 광비선형성을 가지고 있다,

2) 결정은 유리에 비하여 밀도가 큰 것이 예상되고, 따라서 굴절율이 유리에 비하여 높고, 광파가 입사된 경우에 광파의 전장이 고굴절율영역(결정)에 집중하는, 이른바 국소전장효과가 있다.

또 이들 2개가 양쪽이 맞물려져 있을 가능성도 생각할 수 있다.

다음에 도 14에는 상기한 바와 같이 하여 얻어진 자외선 폴링을 행한 SiO₂유리를 320℃로 가열한 경우의 X선 회절의 피크강도를 나타낸다. 도면으로부터 분명한 바와 같이 8시간 이상(30 ×10³초 이상) 320℃에 있어서도 변화가 없음을 알 수 있다. 이와 같이 일단 자외선 폴링에 의해 생성된 결정은 온도에 대하여 매우 우수한 안정성을 나타낸다. 또한 실험에 의해 500℃ 정도의 온도까지 마찬가지로 안정된 것을 확인하고 있다.

이와 같이 자외선 폴링에 의해 유리재료 3차 광비선형성을 부여할 수 있다. 3차 광비선형성을 구비하는 재료는 전장 내에 위치시킴으로써 2차 광비선형성이 발현한다. 따라서 재료 중에 분극 등을 잔류시킴으로써 2차 광비선형성을 가지는 재료를 얻을 수 있다. 따라서 3차 광비선형성을 가지는 재료이면 상기한 바와 같은 유리재료가 아니더라도 자외선여기 폴링처리을 행함으로써 2차 광비선형성을 발현할수 있다고 생각된다.

또한 3차 광비선형성을 사용한 광제어디바이스를 목표로 한 연구개발이 한창이며, 큰 3차 광비선형성을 가지는 재료연구가 주목받고 있다. 그 중에서도 유리 중에 1 내지 10㎛ 정도의 직경을 가지는 금속이나 반도체미립자를 분산시켜 국소전장효과에 의해 큰 X⁽³⁾을 얻는다는 연구가 진행되고 있다. 본 발명은 이와 같은 미립자분산이 유리 중에 일어난 것으로 생각된다.

대용량의 정보전달을 위해 광섬유 등 빛을 이용하는 정보전달이 널리 이용되게 되고 있다. 그리고 이와 같은 정보전달시스템에 있어서는 광기능소자가 필요하고, 본 발명에 의한 광선형 재료는 이 광기능소자를 구성하는 재료 등에 이용된다.

Claims

유리상 중에 유리상을 부분결정화하여 얻어진 미세결정입자가 분산하고 있는 광비선형 재료.
제 1항에 있어서,

상기 미세결정입자의 입자지름이 10 내지 20㎛인 광비선형 재료.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

유리재료에 자외선강도 10mJ/cm²이상 또한 전계강도 3 ×10⁴V/cm 이상에서 자외선여기 폴링처리가 실시되고, 비선형 광학정수인 d정수가 1 pm/V 이상인 광비선형 재료.
제 1항에 있어서,

비선형 광학정수인 d정수의 완화과정이 단일지수함수형으로 일어나는 광비선형 재료.
제 1항에 있어서,

광비선형성으로서 3차 비선형성을 가지는 광비선형 재료.
유리재료에 부분결정화처리를 행하는 광비선형 재료의 제조방법.
제 6항에 있어서,

유리재료에 자외선강도 10mJ/cm²이상 또한 전계강도 3 ×10⁴V/cm 이상에서 자외선여기 폴링처리를 실시하고, 비선형 광학정수인 d정수를 1 pm/V 이상으로 하는 광비선형재료의 제조방법.
유리재료에 대하여 유리상을 부분결정화한 미세결정입자를 분산시키는 부분결정화처리를 행한 후, 다시 자외광 폴링처리를 행하는 광비선형 재료의 제조방법.
제 8항에 있어서,

상기 부분결정화처리가 자외광 강도 10mJ/cm²이상 또한 전계강도 3 ×10⁴V/cm 이상의 자외선여기 폴링처리이고,

후속공정의 자외선여기 폴링처리는 부분결정화를 위한 자외선여기 폴링처리보다 저전압에서 행하여지는 광비선형 재료의 제조방법.