JPH02248901A - 光導波路または光波長変換素子の製造方法及び短波長レーザ光源 - Google Patents

光導波路または光波長変換素子の製造方法及び短波長レーザ光源

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JPH02248901A
JPH02248901A JP1069625A JP6962589A JPH02248901A JP H02248901 A JPH02248901 A JP H02248901A JP 1069625 A JP1069625 A JP 1069625A JP 6962589 A JP6962589 A JP 6962589A JP H02248901 A JPH02248901 A JP H02248901A
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JP
Japan
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refractive index
index layer
dimensional high
manufacturing
proton exchange
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JP1069625A
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English (en)
Inventor
Shigeru Omori
繁 大森
Tetsuo Yanai
哲夫 谷内
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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、レーザ光源の製造方法に関するものである。
従来の技術 従来のプロトン交換光導波路及び光波長変換素子の製造
方法及び短波長レーザ光源としては、例えば、  に、
Yamamoto  and  T、Tan1uchl
:  ブロシーテ°ンク(Proc)、 100C’8
7 、TuH2(1987)及びT、Tan1nchl
 andK、YaIla−oto:  シーエル イー
 オ (CLEO)’8B、WR3(1,988)に示
されている。
第4図は、この従来の光導波路の製造方法を示したもの
で、1はLINbOs基板、19はLiNbO3基板1
の表面に成膜した厚み300AのTa膜、3はTa膜1
9の上にフォトリングラフィによりパターニングしたレ
ジスト、20はレジスト3をマスクとしてエツチングし
たTa膜のパターン、5はプロトン交換法によりLIN
bOs基板1の表面に形成された三次元高屈折率層であ
る。21は三次元高屈折率層5の側面の形状を示してい
る。
以上のように構成された従来の光導波路の製造方法を説
明する。第4図工程(a)では、スパッタリング法によ
りTa膜19を30OA成膜し、工程(b)ではTa膜
19上にフォトリングラフィにより厚み0.5μmのレ
ジスト3を幅2μmのストライブにパタ一二ソグする。
工程(C)では前記工程(b)でバターニングされたレ
ジスト3をマスクとして、Ta膜19をCF、ガスを用
いてドライエツチング処理し、パターン20を形成する
。
次いで、工程(d)ではLINbOs基板1をTa膜1
9をマスクとし230℃に加熱したピロ燐酸中で所定の
時間プロトン交換処理し、幅2μm1 厚み0.4μm
の三次元高屈折率層5を形成する。
第5図は、従来の光波長変換素子の製造方法を示したも
ので、7は5lotの保護膜、22は第4図に示した従
来の製造方法により形成した光導波路、9は光入射面、
10は光出射面である。
以上のように構成された従来の光波長変換素子の製造方
法を説明する。第4図で示した従来の製造方法により光
導波路22を形成した後、L1NbOs基板1の表面に
スパッタリング法により厚さ0.4μmの810g膜7
を成膜する。SiO*Ii7の成膜後、L I N b
 O*基板1を所定の大きさに切断し、光導波路22の
断面を含む切断面を光導波路22に対し垂直に光学研磨
し光入射面9と光出射面10を形成し長さ18mmの光
波長変換素子とする。
第6図は、従来の短波長レーザ光源の構成を示したもの
で、23は鏡筒18の端に位置し、第5図で示した従来
の製造方法により作製した光波長変換素子、11は鏡筒
18で光波長変換素子23と反対側の端に取り付けられ
た波長0.84μmのレーザ光12を発生させる半導体
レーザ、13は半導体レーザ11のレーザ光出射側に位
置するコリメートレンズ、16は光波長変換素子1θの
光入射面側に位置するフォーカスレンズ、14はコリメ
ートレンズ13とフォーカスレンズ15の間に位置する
半波長板である。17は光波長変換素子23の光出射面
より出射される出力レーザ光である。
以上のように構成された従来の短波長レーザ光源の動作
を説明する。半導体レーザ11より出射された波長0.
84μmのレーザ光12はコリメートレンズ13に入射
し平行ビームとなり、半波長板14により偏向方向が修
正され、フォーカスレンズ15に入射する。フォーカス
レンズ16を出射したレーザ光12は、光波長変換素子
23の光入射面に集光され光導波路22を伝搬し、波長
を1/2に変換され波長0.42μmの出力レーザ光1
7として鏡筒18より出射される。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような製造方法では、基板表面に光
導波路を形成する際、プロトン交換保護マスクのパター
ニング時に発生するパターンエツジ部分(第4図パター
ン20のエツジ部分)の荒れが三次元高屈折率層5に転
写され、第4図(e)側面21に示すところの凹凸が発
生し、導波光伝搬損失の原因となるという課題を有して
いた。
本発明はかかる点に鑑み、導波光伝搬損失を低減させる
光導波路の製造方法及び変換効率の優れる光波長変換素
子の製造方法及び小型高出力の短波長レーザ光源を提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、Ta2O6を保護マスクとして用いプロトン
交換を行った後、前記保護マスクを除去し再度プロトン
交換を行う光導波路の製造方法および光波長変換素子の
製造方法および前記光波長変換素子で構成された短波長
レーザ光源である。
作用 本発明は前記した方法により、保護マスクパターンを通
して形成された三次元高屈折率層に、二次元高屈折率層
が基板表面側より付加され、三次元高屈折率層に転写さ
れた保護マスクパターンエツジ部の荒れを緩和し、・導
波光の散乱損失が低減される。また、本方法を用いて作
製された光波長変換素子の変換効率および短波長レーザ
光源の出力は向上する。
実施例 第1図は本発明の一実施例における光導波路の製造方法
である。第1図において、1はLINbO3基板、2は
LINbOs基板1の表面に成膜した厚み300AのT
 as Os膜、3はレジスト、4はレジスト3をマス
クとしてエツチング処理したTa膜0も膜のパターン、
5はプロトン交換により形成された三次元高屈折率層、
6は三次元高屈折率層5に付加された二次元高屈折率層
である。
以上のように構成された本実施例の光導波路の製造方法
について以下その工程を説明する。第1図において、工
程(a)ではLiNbxT&+−x。
、(0≦X≦1)基板たとえばLINbOs基板1上に
T as Os焼結体をターゲットとしたスパッタリン
グ法により厚み300AのT afi Os Li2を
成膜する。
工程(b)では厚み0.5μmのレジスト3を幅2μm
のストライプにパターニングし、工程(C)ではパター
ニングしたレジスト3をマスクとして’l’aloa膜
2をCFaガスを用いてドライエツチング処理しする。
工程(d)では工程(C)において表面にT ag O
s膜2がパターニングされたLiNboi基板1を23
0℃に加熱したピロ燐酸中で所定の時間プロトン交換処
理した後T al Os膜2を除去する。工程(e)で
は、工程(d)で’l’a20s膜2を除去した1、l
NbO5基板1の表面に再度プロトン交換処理を施し厚
み0.2μmの二次元高屈折率層6及び厚み0.4μm
の三次元高屈折率J!!5を形成する。
以上のように本実施例によれば、プロトン交換マスク除
去後に再度プロトン交換処理を施すことで、三次元高屈
折率層に二次元高屈折率層を付加することができる。
なお、本実施例におけるプロトン交換保護マスクは’l
’a20s膜を用いたが、ピロ燐酸液中処理に使用可能
なTa膜であってもよ<、Taと’l’a20sの二層
膜でもよい。
第2図は、本発明第の他の実施例における光波長変換素
子の製造方法を示したもので、7は5IO2の保護膜、
8は第1図に示した本発明第1項の一実施例における製
造方法により形成した光導波路、9は光入射面、10は
光出射面である。なお、第2図に示す本実施例の光波長
変換素子の製造方法は、基本的には第5図に示した従来
の光波長変換素子の製造方法と同じ工程であるので、同
一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する
。
第3図は、本発明第のさらに他の実施例における短波長
レーザ光源の構成を示したもので、16は鏡筒18の端
に位置し第2図で示した実施例における製造方法により
作製した光波長変換素子、11は鏡筒18で光波長変換
素子18と反対側の端に取り付けられた波長0.84μ
mのレーザ光12を発生させる半導体レーザ、13は半
導体レーザ11のレーザ光出射側に位置するコリメート
レンズ、15は光波長変換素子1eの光入射面側に位置
するフォーカスレンズ、14はコリメートレンズ13と
フォーカスレンズ15の間に位置する半波長板である。
17は光波長変換素子16の光出射面より出射される出
力レーザ光である。
なお、第3図に示す本実施例の短波長レーザ光源は、基
本的には第6図に示した従来の短波長レーザ光源と同じ
構成であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳
細な説明を省略する。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、三次元光導波路の
導波光伝搬損失は低減し、効率の高い光波長変換が可能
であり、その実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の光導波路の製造方1・・・
ニオブ酸リチウム、2・・・五酸化タンタル  3・・
・レジスト、5・・・三次元高屈折率層、6・・・二次
元高屈折率層、7・・φ酸化シリコン、8・・・光導波
路、16・・・光波長変換素子。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか1名2 rM 8−・− 9−・ IO−・− 11i1じシリコン た填澹路 光λ射面 光!:l:!IR面 11−  主llI俸レーザ 12−  レーザた(湾畏0134pm)15−・・フ
ォーカスしンプ I6−・−光波長変換素子 −−一 3−・ 5−・− ニオう酸リチウム墨に 五酸化タンタル9 レジスト 7スクバ9−ン 三ア元息屈1斤孕1 19−°−タンタル順

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)LiNb_XTa_1_−_XO_3(0≦X≦
    1)を基板とし、前記基板上に保護マスクとしてTa_
    2O_6を成膜およびパターニングし、プロトン交換を
    行い三次元高屈折率層を前記基板に形成して後、前記保
    護マスクを除去し、再度プロトン交換を行うことにより
    前記三次元高屈折率層に二次元高屈折率層を付加形成す
    ることを特徴とする光導波路の製造方法。
  2. (2)LiNb_XTa_1_−_XO_3(0≦X≦
    1)を基板とし、前記基板上に保護マスクとしてTa_
    2O_6を成膜およびパターニングし、プロトン交換を
    行い三次元高屈折率層を形成して後、前記保護マスクを
    除去し、再度プロトン交換を行うことにより前記三次元
    高屈折率層に二次元高屈折率層を付加形成した光導波路
    を用いたことを特徴とする光波長変換素子の製造方法。
  3. (3)LiNb_XTa_1_−_XO_3(0≦X≦
    1)を基板とし、前記基板上に保護マスクとしてTa_
    2O_6を成膜およびパターニングし、プロトン交換を
    行い三次元高屈折率層を形成して後、前記保護マスクを
    除去し、再度プロトン交換を行うことにより前記三次元
    高屈折率層に二次元高屈折率層を付加形成した光導波路
    を用いた光波長変換素子と、レーザ光源で構成されるこ
    とを特徴とする短波長レーザ光源。
  4. (4)プロトン交換保護マスクとしてTaを用いたこと
    を特徴とする特許請求範囲第1項記載の光導波路の製造
    方法もしくは特許請求範囲第2項記載の光波長変換素子
    の製造方法もしくは特許請求範囲第3項記載の短波長レ
    ーザ光源。
  5. (5)プロトン交換保護マスクとしてTaとTa_2O
    _6で構成された二層マスクを用いたことを特徴とする
    特許請求範囲第1項記載の光導波路の製造方法もしくは
    特許請求範囲第2項記載の光波長変換素子の製造方法も
    しくは特許請求範囲第3項記載の短波長レーザ光源。
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