JPH043128A - 部分的分極反転領域の形成方法 - Google Patents
部分的分極反転領域の形成方法Info
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- JPH043128A JPH043128A JP2106071A JP10607190A JPH043128A JP H043128 A JPH043128 A JP H043128A JP 2106071 A JP2106071 A JP 2106071A JP 10607190 A JP10607190 A JP 10607190A JP H043128 A JPH043128 A JP H043128A
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- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3544—Particular phase matching techniques
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要］
部分的分極反転領域の形成方法に関し、圧電体基板上に
光損傷が小さく低損失の第２高調波発生用の分極反転型
光導波路を作成するための部分的分極反転領域の形成方
法を改善することを目的とし、 圧電体基板の一方の面に形成した櫛型金属パターンと、
前記圧電体基板の他方の面に形成した全面金属膜とを短
絡させ、前記圧電体基板をキューリ点直下まで加熱した
あと、直ちに冷却することによって部分的分極反転領域
の形成方法を構成する。また、前記圧電体基板の少なく
とも前記櫛型金属パターンが形成される面にプロトン交
換領域を形成し、より効果を高めるように構成する。
光損傷が小さく低損失の第２高調波発生用の分極反転型
光導波路を作成するための部分的分極反転領域の形成方
法を改善することを目的とし、 圧電体基板の一方の面に形成した櫛型金属パターンと、
前記圧電体基板の他方の面に形成した全面金属膜とを短
絡させ、前記圧電体基板をキューリ点直下まで加熱した
あと、直ちに冷却することによって部分的分極反転領域
の形成方法を構成する。また、前記圧電体基板の少なく
とも前記櫛型金属パターンが形成される面にプロトン交
換領域を形成し、より効果を高めるように構成する。
［産業上の利用分野〕
本発明は、光損傷に強く変換効率が高い光導波路型第２
高調波発生素子用の分極反転型光導波路を作製するため
の部分的分極反転領域の形成方法に関する。
高調波発生素子用の分極反転型光導波路を作製するため
の部分的分極反転領域の形成方法に関する。
近年、レーザ、とくに、半導体レーザ（ＬＤ）がレーザ
プリンタやレーザスキャナ、あるいは、光ディスクなど
の光源として広く用いられるようになってきた。しかし
、その一方で記憶容量の拡大や取り扱いの利便のために
短波長化（たとえば、赤外光から可視光へ）に対する要
求が強くなっている。半導体レーザの短波長発振化の開
発も進められてはいるが、現在の技術レベルではその発
振波長を６００ｎｍ以下にすることはかなり困難であり
、その他の技術、たとえば、第２高調波発生（ＳＨＧ）
による短波長のコヒーレント光が得られるデバイス、と
くに、それに用いる分極反転型光導波路の作成技術の開
発が強く求められている。
プリンタやレーザスキャナ、あるいは、光ディスクなど
の光源として広く用いられるようになってきた。しかし
、その一方で記憶容量の拡大や取り扱いの利便のために
短波長化（たとえば、赤外光から可視光へ）に対する要
求が強くなっている。半導体レーザの短波長発振化の開
発も進められてはいるが、現在の技術レベルではその発
振波長を６００ｎｍ以下にすることはかなり困難であり
、その他の技術、たとえば、第２高調波発生（ＳＨＧ）
による短波長のコヒーレント光が得られるデバイス、と
くに、それに用いる分極反転型光導波路の作成技術の開
発が強く求められている。
従来、レーザ光の第２高調波発生素子としてはバルクの
非線形光学結晶にレーザ光を通すものがよく知られてい
る。
非線形光学結晶にレーザ光を通すものがよく知られてい
る。
たとえば、強誘電体結晶であるＬｉＮｂＯ５をブロック
にカットし両面を光学研磨してレーザ光の人出射面とし
、一方の側から角周波数ωのレーザ光を入射させると、
反対側から２倍の角周波数２ωの第２高調波が発生する
。この時の変換効率（η、ＨＧ−Ｐ！ω／Ｐω）は、真
空の誘電率と透磁率をそれぞれε。、μ。、結晶の非線
形光学定数をｄ、結晶長を！、基本波と高調波に対する
屈折率をｎω。
にカットし両面を光学研磨してレーザ光の人出射面とし
、一方の側から角周波数ωのレーザ光を入射させると、
反対側から２倍の角周波数２ωの第２高調波が発生する
。この時の変換効率（η、ＨＧ−Ｐ！ω／Ｐω）は、真
空の誘電率と透磁率をそれぞれε。、μ。、結晶の非線
形光学定数をｄ、結晶長を！、基本波と高調波に対する
屈折率をｎω。
ｎ２ω、基本波と高調波の伝播定数差をΔｋ、ビーム断
面積をＡとしたと下記（１）式で表される。
面積をＡとしたと下記（１）式で表される。
ηｓＨｃ、 ＝２（μｏ／εｏ）”２（ω２ｄ２ｊ２２
／ｎｚω−ｎ ω）（Ｐω／Ａ） ［ｓｉｎ”（Δｋｆ
、／２）／（ΔｋＬ’２）”］第２高調波出力Ｐ２ωは
（１）式かられかるように５ｉｎ２曲線の出力特性を示
す。このように、第２高調波出力Ｐ２ωが５ｉｎ２曲線
特性で周期的に変動するのはｎωとｎｌωが異なるため
である。すなわち、屈折率差のため各点で発生した第２
高調波の位相が揃わず、位相ずれが２πになる距離を周
期として第２高調波出力が変動することになる。通常の
結晶では屈折率の波長分散のためｎωとｎ２ωの差が大
きく、シたがって、！、（コヒーレント長）が非常に小
さく、第２高調波出力Ｐ２ωも非常に小さくなってしま
う。これを解決するために位相整合を取る方法が提案さ
れている。
／ｎｚω−ｎ ω）（Ｐω／Ａ） ［ｓｉｎ”（Δｋｆ
、／２）／（ΔｋＬ’２）”］第２高調波出力Ｐ２ωは
（１）式かられかるように５ｉｎ２曲線の出力特性を示
す。このように、第２高調波出力Ｐ２ωが５ｉｎ２曲線
特性で周期的に変動するのはｎωとｎｌωが異なるため
である。すなわち、屈折率差のため各点で発生した第２
高調波の位相が揃わず、位相ずれが２πになる距離を周
期として第２高調波出力が変動することになる。通常の
結晶では屈折率の波長分散のためｎωとｎ２ωの差が大
きく、シたがって、！、（コヒーレント長）が非常に小
さく、第２高調波出力Ｐ２ωも非常に小さくなってしま
う。これを解決するために位相整合を取る方法が提案さ
れている。
たとえば、第２高調波光λ２の異常光の屈折率ｎ、と基
本波光ハの常光の屈折率ｎ０とを一致させるようにレー
ザ光を入射させる。いわゆる、位相整合条件を満足させ
て大きな第２高調波出力を得る方法である〔多用、神谷
：光エレクトロニクスの基礎、 ｐｐ１９９〜２００．
１９７４ （丸善刊）参照〕。
本波光ハの常光の屈折率ｎ０とを一致させるようにレー
ザ光を入射させる。いわゆる、位相整合条件を満足させ
て大きな第２高調波出力を得る方法である〔多用、神谷
：光エレクトロニクスの基礎、 ｐｐ１９９〜２００．
１９７４ （丸善刊）参照〕。
第５図は第２高調波出力特性を示す図（位相整合が取れ
ている場合）で、縦軸は第２高調波出力Ｐ２ωを、横軸
は結晶長ｌである。図中、■の破線は上記に説明した第
２高調波光λ２の屈折率と基本波光λ１の屈折率を一致
させて、第２高調波出力Ｐ２ωが結晶長ｉが大きくなる
に従って増大するようにしている場合である。しかし、
以上に述べたバルク結晶型の場合、位相整合条件を満足
しかつ、非線形光学定数も大きい結晶が得られていない
ため基本波の光強度を大きくしなければならず、半導体
レーザのような低パワーの光源に対し７ては実用化され
るに至っていない。
ている場合）で、縦軸は第２高調波出力Ｐ２ωを、横軸
は結晶長ｌである。図中、■の破線は上記に説明した第
２高調波光λ２の屈折率と基本波光λ１の屈折率を一致
させて、第２高調波出力Ｐ２ωが結晶長ｉが大きくなる
に従って増大するようにしている場合である。しかし、
以上に述べたバルク結晶型の場合、位相整合条件を満足
しかつ、非線形光学定数も大きい結晶が得られていない
ため基本波の光強度を大きくしなければならず、半導体
レーザのような低パワーの光源に対し７ては実用化され
るに至っていない。
一方、最近になって光導波路型の素子を用い。
たとえば、異常光の屈折率０．曲線上で位相整合を行わ
せる（したがって、基本波と第２高調波光の屈折率は異
なる）ことによって、大きな非線形光学定数を利用する
ことができ、その結果、大きな変換効率（ηＳＭＧ ）
が得られる極めて有力な方法が提案されている。
せる（したがって、基本波と第２高調波光の屈折率は異
なる）ことによって、大きな非線形光学定数を利用する
ことができ、その結果、大きな変換効率（ηＳＭＧ ）
が得られる極めて有力な方法が提案されている。
第６図は光導波路型第２高調波発生素子の例を示す図で
、同図（イ）は斜視図、同図（ロ）はＸＸ′断面図であ
る。
、同図（イ）は斜視図、同図（ロ）はＸＸ′断面図であ
る。
図中、１は基板で、たとえば、ＬｉＮｂ０：＋の最も大
きな非線形光学定数が得られる入射方向と偏波方向を取
れるように＋２面を光学研磨した基板で、１００は基板
ｌ上に形成された分極反転型光導波路である。同図（ロ
）に示したごとく、たとえば、基板１を上向きの方向に
強誘電体分極を揃え、光導波路の部分に等間隔に、たと
えば１周期へで分極が下向きのある深さを持った領域５
０を形成すると、上向きの分極領域と下向きの分極領域
５０とが等間隔に並んだ分極反転型光導波路１００が構
成される。
きな非線形光学定数が得られる入射方向と偏波方向を取
れるように＋２面を光学研磨した基板で、１００は基板
ｌ上に形成された分極反転型光導波路である。同図（ロ
）に示したごとく、たとえば、基板１を上向きの方向に
強誘電体分極を揃え、光導波路の部分に等間隔に、たと
えば１周期へで分極が下向きのある深さを持った領域５
０を形成すると、上向きの分極領域と下向きの分極領域
５０とが等間隔に並んだ分極反転型光導波路１００が構
成される。
いま、たとえば、左側から角周波数ωのレーザ光を分極
反転型光導波路１００に入射させ、右側から出射させる
と次式を満足するときに位相整合条件が満たされ、大き
い第２高調波出力が得られることが知られている（Ｊ、
Ａ、Ａｒａ＋ｓ ｔｒｏｎｇ、 ｅｔ、ａｌ、 、
Ｐｈｙｓ。
反転型光導波路１００に入射させ、右側から出射させる
と次式を満足するときに位相整合条件が満たされ、大き
い第２高調波出力が得られることが知られている（Ｊ、
Ａ、Ａｒａ＋ｓ ｔｒｏｎｇ、 ｅｔ、ａｌ、 、
Ｐｈｙｓ。
Ｒｅｖ、ｖｏｌ、１２７．ｐ１９１８．１９６２）。
Δ＝２πｍ／［β１゜。（２ω）−２β１゜。（ω）］
−・−（２）こ−で、β１゜。（２ω）は分極反転型光
導波路１００に対する第２高調波の伝播定数、β１゜。
−・−（２）こ−で、β１゜。（２ω）は分極反転型光
導波路１００に対する第２高調波の伝播定数、β１゜。
（ω）は同じく基本波の伝播定数２ｍは正の奇数である
。
。
なお、上式を屈折率を用いて表すと、
Ａ＝λ。ｍ／２Ｉ ｎ＋ｏｏ（２ω） −ｎ＋ｏｏ（ω
）１−（３）となる。
）１−（３）となる。
こ＼で、λ。は基本波の真空中の波長、ｎ１Ｏ０（２ω
）は分極反転型光導波路１００に対する第２高調波の屈
折率＋ｎ１Ｏ０（ω）は同じく基本波の屈折率９ｍは正
の奇数である。
）は分極反転型光導波路１００に対する第２高調波の屈
折率＋ｎ１Ｏ０（ω）は同じく基本波の屈折率９ｍは正
の奇数である。
第５図に示した■の実線はこの場合の理想的な第２高調
波出力特性の例を示したもので、結晶長ｌと共に第２高
調波出力Ｐ２ωが増加し、しかも、大きな非線形定数を
用いているのでノ＼ルク結晶型に比較して大巾に変換効
率が向上しでいる。
波出力特性の例を示したもので、結晶長ｌと共に第２高
調波出力Ｐ２ωが増加し、しかも、大きな非線形定数を
用いているのでノ＼ルク結晶型に比較して大巾に変換効
率が向上しでいる。
上記のごとき分極反転型光導波路１００を作製するには
、部分的分極反転領域、たとえば、前記第６図の下向き
の分極領域５０を形成しなければならない。そのような
方法としては２つの方法がよく知られている。
、部分的分極反転領域、たとえば、前記第６図の下向き
の分極領域５０を形成しなければならない。そのような
方法としては２つの方法がよく知られている。
第１の方法は基板１００上に適当なマスクをつけて高温
に加熱すると露出面のＬｉが外部に拡散しその部分の分
極が反転する現象を用いる。しかし、この場合分極反転
領域の深さは高々１μｍ程度に過ぎず、また、その部分
の屈折率も変化し光導波路として実用化しがたい欠点が
ある。
に加熱すると露出面のＬｉが外部に拡散しその部分の分
極が反転する現象を用いる。しかし、この場合分極反転
領域の深さは高々１μｍ程度に過ぎず、また、その部分
の屈折率も変化し光導波路として実用化しがたい欠点が
ある。
第２の方法は分極反転領域となる部分にＴｉを被着した
のち熱処理すると、その部分の分極が反転する現象を用
いており、その深さは数μｍにまで達することが可能で
実用的な光導波路が作製されると期待されている。
のち熱処理すると、その部分の分極が反転する現象を用
いており、その深さは数μｍにまで達することが可能で
実用的な光導波路が作製されると期待されている。
第７図は従来の部分的分極反転領域の形成方法の例を示
す図で、その主な工程順を図示したものである。
す図で、その主な工程順を図示したものである。
工程（１）：単一分域化された強誘電体結晶、たとえば
、ＬｉＮｂＯ３の＋２面を光学研磨した基板１を作成す
る。
、ＬｉＮｂＯ３の＋２面を光学研磨した基板１を作成す
る。
工程（２）：前記処理基板上に厚さ３００ｎｍのＴｉ膜
３０を真空蒸着する。
３０を真空蒸着する。
工程（３）：前記処理基板を分極反転領域５０になる部
分のＴｉが残るようにホトエツチング処理してＴｉ薄膜
パターン３０”を形成する。
分のＴｉが残るようにホトエツチング処理してＴｉ薄膜
パターン３０”を形成する。
工程（４）：前記処理基板を約１０００°Ｃで加熱処理
してＴｉを拡散し、Ｔｉ拡散領域３０”を形成すると、
その部分の基板１の表面部分が分極反転する。
してＴｉを拡散し、Ｔｉ拡散領域３０”を形成すると、
その部分の基板１の表面部分が分極反転する。
工程（５）：前記処理基板を適当な処理液で処理し残留
しているかもしれないＴｉを必要に応じて除去洗浄すれ
ば、分極反転型光導波路の分極反転領域５０となる部分
的分極反転領域５０が形成される。
しているかもしれないＴｉを必要に応じて除去洗浄すれ
ば、分極反転型光導波路の分極反転領域５０となる部分
的分極反転領域５０が形成される。
しかし、上記従来の方法で形成された部分的分極反転領
域５０は、Ｔｉを含有しているために、すでによく知ら
れているようにレーザ光を通したとき。
域５０は、Ｔｉを含有しているために、すでによく知ら
れているようにレーザ光を通したとき。
いわゆる、光損傷の闇値が下がり、さらに屈折率も変化
してしまうために、それを構成部分とした分極反転型光
導波路は、たとえば、第５図の■の点線で示したごとく
、第２高調波光の出力強度が頭打ちとなって増加せず、
また、屈折率変動に基づく光散乱などによる損失増加も
加わるなど、実用上大きな問題がありその解決が必要で
あった。
してしまうために、それを構成部分とした分極反転型光
導波路は、たとえば、第５図の■の点線で示したごとく
、第２高調波光の出力強度が頭打ちとなって増加せず、
また、屈折率変動に基づく光散乱などによる損失増加も
加わるなど、実用上大きな問題がありその解決が必要で
あった。
〔課題を解決するための手段］
上記の課題は、圧電体基板１の一方の面に形成した櫛型
金属パターン２と、前記圧電体基板１の他方の面に形成
した全面金属膜３とを短絡させ、前記圧電体基板１をキ
ューリ点色下まで加熱したあと、直ちに冷却することを
特徴とした部分的分極反転領域の形成方法により解決す
ることができる。さらに、前記圧電体基板１の少なくと
も前記櫛型金属パターン２が形成される面にプロトン交
換領域６を形成しておけばより安定した部分的分極反転
領域を形成することができる。
金属パターン２と、前記圧電体基板１の他方の面に形成
した全面金属膜３とを短絡させ、前記圧電体基板１をキ
ューリ点色下まで加熱したあと、直ちに冷却することを
特徴とした部分的分極反転領域の形成方法により解決す
ることができる。さらに、前記圧電体基板１の少なくと
も前記櫛型金属パターン２が形成される面にプロトン交
換領域６を形成しておけばより安定した部分的分極反転
領域を形成することができる。
〔作用］
ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３のような強誘電体は同時に
焦電効果を持っているので、温度変化にともなって電荷
の偏りが生じ、さらに、それに基づく電界が発生する。
焦電効果を持っているので、温度変化にともなって電荷
の偏りが生じ、さらに、それに基づく電界が発生する。
第３図は本発明の分極反転機構を説明する図（その１）
で、同図（イ）は焦電効果による電荷ｑと電界の発生状
況を説明する図であり、同図（ロ）は上向きの分極Ｐの
中の一部表面領域に。
で、同図（イ）は焦電効果による電荷ｑと電界の発生状
況を説明する図であり、同図（ロ）は上向きの分極Ｐの
中の一部表面領域に。
すなわち、櫛型金属パターン２の櫛歯間の表面領域に焦
電効果による電界で下向きに反転した分極Ｐ８が発生し
た状態を示している。
電効果による電界で下向きに反転した分極Ｐ８が発生し
た状態を示している。
第４図は本発明の分極反転機構を説明する図（その２）
で、この図では圧電体基板１の表面にプロトン交換領域
６を形成した場合であり、すでに知られているようにプ
ロトン交換することによりその部分の分極反転が起こり
易くなるので、焦電効果による電界によって、より安定
に分極反転領域５を形成することができるのである。
で、この図では圧電体基板１の表面にプロトン交換領域
６を形成した場合であり、すでに知られているようにプ
ロトン交換することによりその部分の分極反転が起こり
易くなるので、焦電効果による電界によって、より安定
に分極反転領域５を形成することができるのである。
すなわち、本発明によれば、部分的な分極反転領域５を
形成する際に、Ｔｉの拡散やＬｉの結晶外への拡散とい
った手段を用いずに、焦電効果による焦電電界で分極反
転を生じさせるので、光損傷は勿論のこと光導波路中で
の屈折率変動も生ぜず。
形成する際に、Ｔｉの拡散やＬｉの結晶外への拡散とい
った手段を用いずに、焦電効果による焦電電界で分極反
転を生じさせるので、光損傷は勿論のこと光導波路中で
の屈折率変動も生ぜず。
したがって、大きな第２高調波光出力が得られる。
さらに、ＬｉＴａ０，１などのようなキューリ点の低い
結晶に対しても本方法が適用できるという大きな利点が
ある。
結晶に対しても本方法が適用できるという大きな利点が
ある。
第１図は本発明の実施例を示す図で、主な工程を順に図
示したものである。以下、図に従って説明する。
示したものである。以下、図に従って説明する。
工程（１）：たとえば、厚さ０．５ｍｍ、 巾１０ｍｍ
。
。
長さ１５ｍｍの単一分域処理したＬｉＴａ０．の最も大
きな非線形光学定数が得られるように、＋２面を光学研
磨して圧電体基板１を作製する。
きな非線形光学定数が得られるように、＋２面を光学研
磨して圧電体基板１を作製する。
工程（２）：上記処理基板の表裏両面に、たとえば、厚
さ１１００ｎのＡｕの真空蒸着膜からなる全面金属膜２
０および３を形成するとともに、前記全面金属膜２０お
よび３を短絡する。たとえば、同じ＜Ａｕ膜からなる短
絡用金属膜４を側面に形成する。
さ１１００ｎのＡｕの真空蒸着膜からなる全面金属膜２
０および３を形成するとともに、前記全面金属膜２０お
よび３を短絡する。たとえば、同じ＜Ａｕ膜からなる短
絡用金属膜４を側面に形成する。
工程（３）：上記処理基板の一方の全面金属膜２０を図
示したごとき、たとえば、パターン巾２．５μｍパター
ンギャプ２．５μｍの等間隔の櫛歯形状にホトエツチン
グを行って櫛型金属パターン２を形成する。
示したごとき、たとえば、パターン巾２．５μｍパター
ンギャプ２．５μｍの等間隔の櫛歯形状にホトエツチン
グを行って櫛型金属パターン２を形成する。
工程（４）二上記処理基板をキューリ点画下、たとえば
、６００°Ｃに加熱したあと、直ちに室温に冷却して、
櫛型金属パターン２の櫛歯間の表面領域に焦電効果によ
る電界で分極反転を生じさせる。
、６００°Ｃに加熱したあと、直ちに室温に冷却して、
櫛型金属パターン２の櫛歯間の表面領域に焦電効果によ
る電界で分極反転を生じさせる。
工程（５）二上記処理基板上に残された櫛型金属パター
ン２．裏面の全面金属膜３および側面の短絡用金属Ｍ４
を適当な処理液で除去・洗浄すれば光導波路用の部分的
な分極反転領域５が形成された圧電体基板１が得られる
。
ン２．裏面の全面金属膜３および側面の短絡用金属Ｍ４
を適当な処理液で除去・洗浄すれば光導波路用の部分的
な分極反転領域５が形成された圧電体基板１が得られる
。
分極反転領域５の深さは最高加熱温度や温度変化速度を
調整することにより制御することができる。
調整することにより制御することができる。
第２図は本発明の他の実施例を示す図で、主な工程を順
に図示説明する。
に図示説明する。
工程（１）：たとえば、厚さ０．５ ｍｍ、巾１０ｍｍ
長さ１５ｍ ｍの単一分域処理したＬｉＴａＯ３の最も
大きな非線形光学定数が得られるように、＋２面を光学
研磨して圧電体基板１を作製する。
長さ１５ｍ ｍの単一分域処理したＬｉＴａＯ３の最も
大きな非線形光学定数が得られるように、＋２面を光学
研磨して圧電体基板１を作製する。
工程（２）：上記処理基板を２００〜３００’Ｃに加熱
した安息香酸（Ｃ６Ｈ１ＣＯＯＨ）の融液に数１０分〜
数時間浸漬する。いわゆる、プロトン交換法により、少
なくとも、分極反転領域５を形成する面にプロトン交換
領域６を形成する。
した安息香酸（Ｃ６Ｈ１ＣＯＯＨ）の融液に数１０分〜
数時間浸漬する。いわゆる、プロトン交換法により、少
なくとも、分極反転領域５を形成する面にプロトン交換
領域６を形成する。
工程（３）：上記処理基板の表裏両面に、たとえば、厚
さ１１００ｎのＡｕの真空蒸着膜からなる全面金属膜２
０および３を形成するとともに、前記全面金属膜２０お
よび３を短絡する。たとえば、同じ＜Ａｕ膜からなる短
絡用金属膜４を側面に形成する。
さ１１００ｎのＡｕの真空蒸着膜からなる全面金属膜２
０および３を形成するとともに、前記全面金属膜２０お
よび３を短絡する。たとえば、同じ＜Ａｕ膜からなる短
絡用金属膜４を側面に形成する。
工程（４）：上記処理基板の一方の全面金属膜２ｏを図
示したごとき、たとえば、パターン巾２．５μｍパター
ンギャプ２．５μｍの等間隔の櫛歯形状にホトエンチン
グを行って櫛型金属パターン２を形成する。
示したごとき、たとえば、パターン巾２．５μｍパター
ンギャプ２．５μｍの等間隔の櫛歯形状にホトエンチン
グを行って櫛型金属パターン２を形成する。
工程（５）二上記処理基板をキューリ点直下、たとえば
、６０００Ｃに加熱したあと、直ちに室温に冷却して、
櫛型金属パターン２の櫛歯間のプロトン交換領域６に焦
電効果による電界で分極反転を生しさせる。
、６０００Ｃに加熱したあと、直ちに室温に冷却して、
櫛型金属パターン２の櫛歯間のプロトン交換領域６に焦
電効果による電界で分極反転を生しさせる。
工程（６）二上記処理基板上に残された櫛型金属パター
ン２．裏面の全面金属膜３および側面の短絡用金属膜４
を適当な処理液で除去・洗浄すれば光導波路用の部分的
な分極反転領域５が形成された圧電体基板１が得られる
。
ン２．裏面の全面金属膜３および側面の短絡用金属膜４
を適当な処理液で除去・洗浄すれば光導波路用の部分的
な分極反転領域５が形成された圧電体基板１が得られる
。
本実施例では圧電体基板１の表面にプロトン交換領域６
が予め形成しであるので、より低い温度で分極反転が起
こり、しかも、分極反転領域５の深さもプロトン交換領
域６の深さにはり一致し深さ制御が極めて容易である。
が予め形成しであるので、より低い温度で分極反転が起
こり、しかも、分極反転領域５の深さもプロトン交換領
域６の深さにはり一致し深さ制御が極めて容易である。
このようにして形成された部分的な分極反転領域５によ
って構成された光導波路型第２高調波発生素子は、従来
のＴｉ拡散による分極反転法を用いるものに比較して光
損傷の闇値が向上し屈折率変動も小さく、大巾に変換効
率が改善される。
って構成された光導波路型第２高調波発生素子は、従来
のＴｉ拡散による分極反転法を用いるものに比較して光
損傷の闇値が向上し屈折率変動も小さく、大巾に変換効
率が改善される。
なお、以上の実施例では全面金属膜３，２０および短絡
用金属膜４としてＡｕの薄膜を用いたが、これに限定さ
れるものではなく、その他光損傷に影響を与えないよう
な材料、たとえば、ｐｔやＰｄおよびそれらの合金など
を用いてもよい。
用金属膜４としてＡｕの薄膜を用いたが、これに限定さ
れるものではなく、その他光損傷に影響を与えないよう
な材料、たとえば、ｐｔやＰｄおよびそれらの合金など
を用いてもよい。
以上述べた実施例は例を示したもので、本発明の趣旨に
添うものである限り、その他使用する素材や構成など適
宜好ましいもの、あるいはその組み合わせを用いてよい
ことは言うまでもない。
添うものである限り、その他使用する素材や構成など適
宜好ましいもの、あるいはその組み合わせを用いてよい
ことは言うまでもない。
（発明の効果〕
以上述べたように、本発明方法によれば部分的な分極反
転領域５を形成する際に、Ｔｉの拡散やＬｉの結晶外へ
の拡散といった手段を用いずに、焦電効果による焦電電
界で分極反転を生じさせるので、光損傷は勿論のこと光
導波路中での屈折率変動も生ぜず、したがって、大きな
第２高調波光出力が得られ、光導波路型第２高調波発生
素子の性能・品質の向上に寄与するところが極めて大き
い。
転領域５を形成する際に、Ｔｉの拡散やＬｉの結晶外へ
の拡散といった手段を用いずに、焦電効果による焦電電
界で分極反転を生じさせるので、光損傷は勿論のこと光
導波路中での屈折率変動も生ぜず、したがって、大きな
第２高調波光出力が得られ、光導波路型第２高調波発生
素子の性能・品質の向上に寄与するところが極めて大き
い。
第１図は本発明の実施例を示す図、
第２図は本発明の他の実施例を示す図、第３図は本発明
の分極反転機構を説明する図（その１）、 第４図は本発明の分極反転機構を説明する図（その２）
、 第５図は第２高調波出力特性を示す図、第６図は光導波
路型第２高調波発生素子の例を示す図、 第７図は従来の部分的分極反転領域の形成方法の例を示
す図である。 図において、 １は圧電体基板、２は櫛型金属パターン、３．２０は全
面金属膜、４は短絡用金属膜、５は分極反転領域、 ６はプロトン交換領域である。 、＄究明の企の実施ｆＪを示Ｔ口 ！！１２図 又 ゲ２島盲局５尺土カ′ｙｆｊｌｉと示す７第５図 ｉｏｏ付倫反転型尤導仮距 （イ）躬 す克 図 尤樽返Ｈ型第２も試液発生索子の伊］Ｅ示す７第６図 オ合明の労すか反耘恢構五説明す５図（その１つ充３図 漆金明の分椿反転低構１尤明する肥（ぜの２）第７図
の分極反転機構を説明する図（その１）、 第４図は本発明の分極反転機構を説明する図（その２）
、 第５図は第２高調波出力特性を示す図、第６図は光導波
路型第２高調波発生素子の例を示す図、 第７図は従来の部分的分極反転領域の形成方法の例を示
す図である。 図において、 １は圧電体基板、２は櫛型金属パターン、３．２０は全
面金属膜、４は短絡用金属膜、５は分極反転領域、 ６はプロトン交換領域である。 、＄究明の企の実施ｆＪを示Ｔ口 ！！１２図 又 ゲ２島盲局５尺土カ′ｙｆｊｌｉと示す７第５図 ｉｏｏ付倫反転型尤導仮距 （イ）躬 す克 図 尤樽返Ｈ型第２も試液発生索子の伊］Ｅ示す７第６図 オ合明の労すか反耘恢構五説明す５図（その１つ充３図 漆金明の分椿反転低構１尤明する肥（ぜの２）第７図
Claims (2)
- （１）圧電体基板（１）の一方の面に形成した櫛型金属
パターン（２）と、前記圧電体基板（１）の他方の面に
形成した全面金属膜（３）とを短絡させ、前記圧電体基
板（１）をキューリ点直下まで加熱したあと、直ちに冷
却することを特徴とした部分的分極反転領域の形成方法
。 - （２）前記圧電体基板（１）の少なくとも前記櫛型金属
パターン（２）が形成される面にプロトン交換領域（６
）を形成することを特徴とした請求項（１）記載の部分
的分極反転領域の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106071A JPH043128A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 部分的分極反転領域の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106071A JPH043128A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 部分的分極反転領域の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH043128A true JPH043128A (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=14424370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106071A Pending JPH043128A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 部分的分極反転領域の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH043128A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5303247A (en) * | 1992-03-11 | 1994-04-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical harmonic generating device for generating harmonic wave from fundamental wave and shorter wavelength laser generating apparatus in which fundamental wave of laser is converted to harmonic wave with the device |
| WO1994010592A1 (fr) * | 1992-10-28 | 1994-05-11 | Fujitsu Limited | Procede pour la production de dispositifs a guide d'ondes |
| EP2147351A1 (en) * | 2007-03-26 | 2010-01-27 | Ricoh Company, Ltd. | Wavelength conversion device, laser apparatus, image forming apparatus, and display apparatus |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2106071A patent/JPH043128A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5303247A (en) * | 1992-03-11 | 1994-04-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical harmonic generating device for generating harmonic wave from fundamental wave and shorter wavelength laser generating apparatus in which fundamental wave of laser is converted to harmonic wave with the device |
| WO1994010592A1 (fr) * | 1992-10-28 | 1994-05-11 | Fujitsu Limited | Procede pour la production de dispositifs a guide d'ondes |
| US5612086A (en) * | 1992-10-28 | 1997-03-18 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing an optical waveguide device |
| EP2147351A1 (en) * | 2007-03-26 | 2010-01-27 | Ricoh Company, Ltd. | Wavelength conversion device, laser apparatus, image forming apparatus, and display apparatus |
| US8120842B2 (en) | 2007-03-26 | 2012-02-21 | Ricoh Company, Ltd. | Wavelength conversion device, laser apparatus, image forming apparatus, and display apparatus |
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