JPH06230443A

JPH06230443A - 導波路型第二高調波発生素子とその製造方法

Info

Publication number: JPH06230443A
Application number: JP5016149A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kaede; 弘志楓; Kazutami Kawamoto; 和民川本; Akitomo Itou; 顕知伊藤; Hisao Kurosawa; 久夫黒沢; Masazumi Sato; 正純佐藤; Fumio Nitanda; 文雄二反田; Kohei Ito; 康平伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 1993-02-03
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】第二高調波変換効率を高めた導波路型の第二
高調波発生素子とその製造方法を提供する。【構成】光導波路内に矩形の自発分極反転域５６を周
期的に形成して第二高調波の変換効率を高める。このた
めに矩形断面の分極反転格子の形成は、周期的に分極反
転した基板の分域をＬＰＥ法で転写して結晶成長する方
法で行う。【効果】上記構成により高効率な第二高調波発生素子
を容易に作製できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置、レ-ザ
プリンタ、その他の光応用装置の光源の短波長化に係
り、特に波長が約８００ｎｍの半導体レ−ザ光を波長が
約４００ｎｍの青色光に変換するような導波路型の第二
高調波発生（ＳＨＧ）素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロニクス・レタ−ズ（Electron
ics Letters）第２５巻（１９８９年），７３１〜７３
２頁には図２に示すように、ニオブ酸リチウム結晶基板
２１上に周期的にＴｉを製膜し、約１１００℃に加熱し
てＴｉ製膜部４１の分極を反転させ、その後プロトン交
換法によって光導波路４２を作製し、基本波２３を入射
し第二高調波２４を取り出す等の自発分極を持つ強誘電
体上に自発分極方向を等ピッチで反転させた分極反転部
と、プロトン交換法により形成した光導波路４２を設
け、光導波路４２の一端よりｚ方向に偏光した基本波２
３を入射し、他端よりｚ方向に偏光した第二高調波２４
を取り出す方法が提案されている。

【０００３】また、結晶基板２１にタンタル酸リチウム
を用いる場合には、Ｔｉ拡散の替わりにプロトン交換法
によって周期的プロトン交換部を作製し、約６００℃に
加熱してプロトン交換部層だけの分極を反転させ、さら
にプロトン交換法によって光導波路４２を作製する方法
も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記図２の方法では分
極反転格子をＴｉを拡散したり、プロトン交換したりし
て作製するため、分極反転格子の形状がＴｉ拡散層やプ
ロトン交換層の形状に依存し、矩形断面の分極反転格子
を作製することが本質的に困難である。

【０００５】Ｔｉ拡散法で作製した分極反転格子の断面
形状は略三角形であり、プロトン交換法で作製した分極
反転格子の断面形状は略半円形であるため、理想的な矩
形断面の分極反転格子を持つＳＨＧ素子本来の効率で第
二高調波が発生できていない問題があった。

【０００６】本発明の目的は上記図２に示した第二高調
波発生素子の改良に係り、特に分極反転格子の断面を矩
形に近付けて効率を高めた導波路型第二高調波発生素子
とその製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、光学基板と、該基板より屈折率が高く分極反転域を
周期的に配置した強誘電体光導波層から成る第二高調波
発生素子において、光導波層における分極の周期的反転
境界線が、前記光導波層の表面または界面となす角度を
７５゜〜１０５゜、特に８５゜〜９５゜とする。

【０００８】また、前記光導波層の上に光導波層に比べ
屈折率が低く、かつ光導波層に比べ幅の狭いクラッド層
を設ける。

【０００９】このため、基板を、マグネシウムがドープ
されたニオブ酸リチウムとし、光導波層をニオブ酸リチ
ウム、または基板よりマグネシウムのドープ量が少ない
ニオブ酸リチウムとする。もしくは、基板を、タンタル
ニオブ酸リチウムとし、光導波層をニオブ酸リチウムま
たは上記基板に比べてニオブ量の多いタンタルニオブ酸
リチウムとする。

【００１０】また、前記クラッド層をＺｎＯ、またはＳ
ｉＯ₂とする。

【００１１】また、基板をチタン酸リン酸カリウムまた
はチタン酸砒素リン酸カリウムとし、光導波層をチタン
酸砒素酸カリウム、または基板より砒素量の多いチタン
酸砒素リン酸カリウムとしてもよい。もしくは、基板を
チタン酸リン酸カリウム、またはチタン酸リン酸ルビジ
ウムカリウムとし、光導波層をチタン酸リン酸ルビジウ
ム、または基板に比べてルビジウム量の多いチタン酸リ
ン酸ルビジウムカリウムとしてもよい。

【００１２】またこの場合、前記クラッド層をＳｉＯ₂
とする。

【００１３】また、分極反転部を周期的にもうけた基板
上に光導波層を液相エピタキシャル成長を少なくとも含
む工程により形成するようにする。

【００１４】この時、液相エピタキシャル成長の膜成長
温度を８００℃以下、特に、７５０℃以下とする。

【００１５】さらに、光導波層がマグネシウムがドープ
されたニオブ酸リチウム、またはニオブ酸リチウム、ま
たはタンタルニオブ酸リチウムの場合、液相エピタキシ
ャル成長に使用するフラックスを五酸化バナジウム、ま
たは三酸化ボロン、またはフッ化リチウム、またはフッ
化カリウム、または五酸化バナジウムと酸化カリウム、
または五酸化バナジウムと酸化ナトリウム、または三酸
化ボロンと三酸化モリブデン、または三酸化ボロンと三
酸化タングステンとするようにする。

【００１６】また、光導波層がチタン酸砒素リン酸カリ
ウム、またはチタン酸砒素酸カリウム、または、チタン
酸リン酸ルビジウムカリウム、または、チタン酸リン酸
ルビジウムの場合、液相エピタキシャル成長に使用する
フラックスを三酸化タングステン、または三酸化モリブ
デン、またはリン砒素酸カリウムとするようにする。

【００１７】

【作用】光導波層における分極の周期的反転境界線が、
前記光導波層の表面または界面となす角度を７５゜〜１
０５゜、特に８５゜〜９５゜とすることにより、基本波
および第二高調波が相互作用しながら光導波層を進行す
る際に生じる位相の不整合を効率良く補償できる。この
結果、光導波層内における第二高調波の発生効率が向上
する。

【００１８】また、前記光導波層の上に光導波層に比べ
屈折率が低く、かつ光導波層に比べ幅の狭いクラッド層
を設けることにより、光分布を縦方向に対称にできるた
め、光を効率良く光導波層内に閉じ込められる。この結
果、光導波層内における第二高調波の発生効率が更に向
上する。

【００１９】また、基板を、マグネシウムがドープされ
たニオブ酸リチウムとし、光導波層をニオブ酸リチウ
ム、または基板よりマグネシウムのドープ量が少ないニ
オブ酸リチウムとして、予め分極反転部を周期的にもう
けた基板上に光導波層を膜成長温度を８００℃以下、特
に、７５０℃以下で液相エピタキシャル成長させる工程
により前記光導波層における分極の周期的反転境界線
が、前記光導波層の表面または界面となす角度を７５゜
〜１０５゜、特に８５゜〜９５゜にできる。

【００２０】もしくは、基板を、タンタルニオブ酸リチ
ウムとし、光導波層をニオブ酸リチウムまたは上記基板
に比べてニオブ量の多いタンタルニオブ酸リチウムとし
て、予め分極反転部を周期的にもうけた基板上に光導波
層を膜成長温度を８００℃以下、特に、７５０℃以下で
液相エピタキシャル成長させる工程により前記光導波層
における分極の周期的反転境界線が、前記光導波層の表
面または界面となす角度を７５゜〜１０５゜、特に８５
゜〜９５゜にできる。

【００２１】また、光導波層が上記のマグネシウムがド
ープされたニオブ酸リチウム、またはニオブ酸リチウ
ム、またはタンタルニオブ酸リチウムの場合、フラック
スを五酸化バナジウム、または三酸化ボロン、またはフ
ッ化リチウム、またはフッ化カリウム、または五酸化バ
ナジウムと酸化カリウム、または五酸化バナジウムと酸
化ナトリウム、または三酸化ボロンと三酸化モリブデ
ン、または三酸化ボロンと三酸化タングステンとするこ
とにより液相エピタキシャル成長ができる。

【００２２】更に、屈折率から前記クラッド層にＺｎＯ
またはＳｉＯ₂を用いることができる。

【００２３】もしくは、基板をチタン酸リン酸カリウ
ム、またはチタン酸砒素リン酸カリウムとし、光導波層
をチタン酸砒素酸カリウムまたは基板より砒素量の多い
チタン酸砒素リン酸カリウムとして、予め分極反転部を
周期的にもうけた基板上に光導波層を膜成長温度を８０
０℃以下、特に、７５０℃以下で液相エピタキシャル成
長させる工程により前記光導波層における分極の周期的
反転境界線が、前記光導波層の表面または界面となす角
度を７５゜〜１０５゜、特に８５゜〜９５゜にできる。

【００２４】もしくは、基板をチタン酸リン酸カリウ
ム、またはチタン酸リン酸ルビジウムカリウムとし、光
導波層をチタン酸リン酸ルビジウムまたは基板よりルビ
ジウム量の多いチタン酸リン酸ルビジウムカリウムとし
て、予め分極反転部を周期的にもうけた基板上に光導波
層を膜成長温度を８００℃以下、特に、７５０℃以下で
液相エピタキシャル成長させる工程により前記光導波層
における分極の周期的反転境界線が、前記光導波層の表
面または界面となす角度を７５゜〜１０５゜、特に８５
゜〜９５゜にできる。

【００２５】また、光導波層が上記のチタン酸砒素リン
酸カリウム、またはチタン酸砒素酸カリウムまたは、チ
タン酸リン酸ルビジウムカリウム、または、チタン酸リ
ン酸ルビジウムの場合、フラックスを三酸化タングステ
ン、または三酸化モリブデン、または砒素リン酸カリウ
ムとすることにより液相エピタキシャル成長ができる。

【００２６】更に、屈折率から前記クラッド層にＳｉＯ
₂を用いることができる。

【００２７】

【実施例】以下本発明の実施例を図１、３、４、５によ
り説明する。

【００２８】図１は第二高調波発生素子の断面図、図３
はその動作説明図、図４はその製造工程図、図５は分極
反転部の形状と膜成長温度の関係を示す図である。

【００２９】本発明では第二高調波発生素子の周期的分
極反転格子断面形状を矩形に近付けて、効率を高めるこ
とを目的としている。

【００３０】このため、図１に示すような構造を考え
る。基板５１の＋ｃ面上にリッジ型の光導波層５３を設
け、光導波層５３内には自発分極が上向きの部分５７と
下向きの部分（分極反転域）５８を周期的に配置する。
また、同様の構成を−ｃ面上に形成しても良い。

【００３１】５６は上記分極反転域を形成するために基
板内に設けた分極反転部であり、基板に対する分極方向
は反転している。

【００３２】上記分極反転域５６は例えばTi拡散、イオ
ン交換、EB描画法、直接電界印加(poling)法などにより
形成される。

【００３３】上記光導波層５３は液相エピタキシャル成
長法やスパッタリングなどの気相成長法、またはエピタ
キシャル・グロ−ス・バイ・メルティングなどの固相成
長法を用いて形成することができる。

【００３４】次に、上記自発分極部５８の形状を矩形に
近く形成する方法について説明する。

【００３５】本発明では基板５１上に分極反転部５６を
設けてから光導波層５３を形成する。図５に示す通り、
分極反転部５８の形状は膜成長温度によって決まり、８
００℃以下で光導波層における分極の周期的反転境界線
が、基板と光導波層との境界線と７５゜〜１０５゜の角
度をなし、７５０℃以下で光導波層における分極の周期
的反転境界線が、基板と光導波層との境界線と８５゜〜
９５゜の角度となる。図５から、８００℃以上では分極
反転部５８の形状は、Ｔｉ拡散で得られる三角形状に急
激に近づく。

【００３６】以上により、図１に示すような矩形断面、
略矩形断面の周期的分極反転格子を有する光導波層５３
を形成することができる。

【００３７】上記本発明の第二高調波発生素子は材料の
組合せにより作製することができる。

【００３８】例えば、はマグネシウムのド−プされたニ
オブ酸リチウムを用い、光導波層にはニオブ酸リチウム
または基板に比べてマグネシウムの少ないニオブ酸リチ
ウムを用いるようにする。

【００３９】また、基板にタンタル・ニオブ酸リチウム
を用い、光導波層にニオブ酸リチウム、または基板に比
べてニオブ量の多いタンタル・ニオブ酸リチウムを用い
ることもできる。

【００４０】更にまた、基板をチタン酸リン酸カリウム
またはチタン酸砒素リン酸カリウムとし、光導波層をチ
タン酸砒素酸カリウム、または基板より砒素量の多いチ
タン酸砒素リン酸カリウムとしてもよい。

【００４１】もしくは、基板をチタン酸リン酸カリウム
またはチタン酸リン酸ルビジウムカリウムとし、光導波
層をチタン酸リン酸ルビジウム、または基板よりルビジ
ウム量の多いチタン酸リン酸ルビジウムカリウムとして
もよい。

【００４２】また、例えば波長６３３ｎｍの光に対す
る、上記基板のニオブ酸リチウムの異常光屈折率は例え
ば市販のコングルエント組成で２．２０３であり、ま
た、例えばマグネシウムの５モル％ド−プされたニオブ
酸リチウムの異常光屈折率は２．１９２である（H.Tama
da著、Journal of Applied Physics誌、Vol．７０，N
o．５（１９９１），ｐｐ２５３６〜２５４１参照）。
また、波長６３３ｎｍの光に対する、タンタル酸リチウ
ムの異常光屈折率は２．１８０である（西原浩の著書
「光集積回路」ｐ１７８参照）。

【００４３】また更に、タンタル・ニオブ酸リチウムの
異常光屈折率はともにニオブ量と共に単調に増加するこ
とが知られている（ＮＴＴ技術移転株式会社著、「酸化
物強誘電体の結晶高品質化の研究」第３章参照）。

【００４４】尚、ニオブ酸リチウムとタンタル酸リチウ
ムは共にタンタル・ニオブ酸リチウムの特別な場合であ
る。

【００４５】また同様に、チタン酸砒素リン酸カリウム
は砒素量と共に屈折率が増加し、この関係を利用してチ
タン酸砒素酸カリウム光導波層をチタン酸砒素リン酸カ
リウム基板上に液相エピタキシャル成長により形成した
例が報告されている（L.K.Chheng他著、Journal of Cry
stal Growth誌、Ｖｏｌ．１１２（１９９１），ｐｐ３
０９〜３１５）。

【００４６】尚、チタン酸リン酸カリウムとチタン酸砒
素酸カリウムは共にチタン酸砒素リン酸カリウムの特別
な場合である。

【００４７】また同様に、チタン酸リン酸ルビジウムカ
リウムはルビジウム量と共に屈折率が増加し、チタン酸
リン酸カリウムのカリウムイオンの一部をルビジウムイ
オンと交換することにより光導波路を形成した例が報告
されている（J.D.Bierlein他著、Ｃonference on Ｌase
rs and Ｅlectro-Ｏptics（１９９１）予稿集、ＣＭＨ
１３)。

【００４８】尚、チタン酸リン酸カリウムとチタン酸リ
ン酸ルビジウムは共にチタン酸リン酸ルビジウムカリウ
ムの特別な場合である。

【００４９】図４は液相エピタキシャル成長法とイオン
ミリングによる上記第二高調波発生素子の製造方法の工
程図である。

【００５０】まず、図４（ａ）に示す＋ｃ面が光学研磨
された５ｍｏｌ％ＭｇＯド−プのＬｉＮｂＯ₃の基板５
１をアセトン、純水中で超音波洗浄し、すばやく乾燥す
る。

【００５１】次いで、同図（ｂ）のように、上記＋ｃ面
上に３０ÅのＴｉ膜８１をスパッタリング製膜する。

【００５２】次いで、同図（ｃ）のように、Ｔｉ膜８１
上にホトレジスト８２をスピナ−で塗布し、これに分極
反転部が窓開けされたホトマスクを用いてホトレジスト
８２のパタ−ニングを行なう（図４（ｄ））。

【００５３】次いで、上記ホトレジストをマスクにして
ＣＦ₃Ｃｌガスを用いたＲＩＥによりＴｉ膜８１をパタ
−ニングし、ホトレジスト８２を除去する（図４
（ｅ））。なお、上記ホトマスクのパタ−ン周期は１μ
ｍから１０μｍで発生させるＳＨＧ光の周期に合わせて
ある。

【００５４】次いで、上記基板を拡散炉に入れ、約８０
℃の温水バブラ−中を通して水蒸気を含ませたＡｒの雰
囲気下において、約１１００℃で約１０分間熱処理す
る。また、冷却時には雰囲気を水蒸気を含ませたＯ₂に
変えた。これにより図４（ｆ）に示すように基板５１の
＋ｃ表面に分域反転部５６が形成される。

【００５５】次いで、上記の基板５１の＋ｃ面に、液相
エピタキシャル結晶成長法によりＬｉＮｂＯ₃単結晶薄
膜の光導波層が形成される。

【００５６】上記エピタキシャル成長時の溶融体は、原
料として５０．０モル％の炭酸リチウムＬｉ₂ＣＯ₃、
２．５モル％の五酸化ニオブＮｂ₂Ｏ₅、４７．５モル％
の五酸化バナジウムＶ₂Ｏ₅の各粉末を秤量、混合した
後、白金るつぼに入れて９００℃で溶解した。

【００５７】次いで、電気炉内で空気雰囲気下において
１２００℃の温度で１０時間維持した後、この溶融体を
５０℃／ｈの冷却速度で７２０℃まで冷却し、Ｐｔ撹拌
子を用いて６０ｒｐｍで３時間撹拌して均一化した。

【００５８】次いで、この溶融体を３０℃／ｈの冷却速
度で６９０℃まで冷却し、その中に同図（ｆ）の基板を
３３分間接触させると、同図（ｇ）に示す膜厚３μｍの
ＬｉＮｂＯ₃薄膜の光導波層５３が成長する。

【００５９】次いで、上記の試料をを電気炉中で３０℃
／ｈの冷却速度で室温まで徐冷する。

【００６０】なお、上記光導波層５３のエピタキシヤル
成長におけるフラックス材料には、光導波層が上記のニ
オブ酸リチウム、またはマグネシウムがドープされたニ
オブ酸リチウム、またはタンタルニオブ酸リチウムの場
合、上記五酸化バナジウムのほか、三酸化ボロン、フッ
化リチウム、フッ化カリウム、五酸化バナジウムと酸化
カリウム、五酸化バナジウムと酸化ナトリウム、三酸化
ボロンと三酸化モリブデン、または三酸化ボロンと三酸
化タングステン等を用いてもよい。

【００６１】また、上記光導波層５３がチタン酸砒素リ
ン酸カリウム、またはチタン酸砒素酸カリウム、または
チタン酸リン酸ルビジウムカリウム、またはチタン酸リ
ン酸ルビジウムの場合、フラックス材料には、三酸化タ
ングステン、または三酸化モリブデン、または砒素リン
酸カリウム等を用いてもよい。

【００６２】この光導波層５３（単結晶薄膜）と基板５
１の分域を硝酸：ふっ酸＝１：１のエッチング液により
エッチングしたところ、周期Λにかかわらず分極部５７
と同５８の方向は体応する基板５１の分極方向と同一で
あり、その界面は光導波層５３と基板５１の界面に対し
てほぼ垂直であった（図４（ｇ））。

【００６３】最後に、チャンネル部を作製した。まずチ
ャンネル部のみが光遮蔽部となっているホトマスクを用
いて、ホトレジストをパターニングし、次にこのホトレ
ジストをマスクとして、イオンミリングにより、薄膜を
２μｍエッチングした。チャンネル幅は３μｍである。
その後ホトレジストを除去してチャンネル部を作製し
た。本工程で使用したイオンミリング装置は、プラズマ
室が円錐状の空洞真空容器の外周に複数の永久磁石を配
した構造であり、また、プラズマ生成室で生成したイオ
ンが、加速電極、減速電極、接地電極の三枚組の電極に
よって引きだされる構造である。このため、イオンの空
間密度分布が一様であり、かつ指向性も極めて高く、極
めて高精度のエッチングが可能である。

【００６４】また、上記チャンネル部は、光導波層が上
記のニオブ酸リチウム、またはマグネシウムがドープさ
れたニオブ酸リチウム、またはタンタルニオブ酸リチウ
ムの場合、光導波層上に例えばＺｎＯやＳｉＯ₂をスパ
ッタリング製膜して装荷型としたり、プロトン交換によ
り埋込型としても作製できる。

【００６５】また、光導波層がチタン酸砒素リン酸カリ
ウム、またはチタン酸砒素酸カリウムまたはチタン酸リ
ン酸ルビジウムカリウム、またはチタン酸リン酸ルビジ
ウムの場合、光導波層上に例えばＳｉＯ₂をスパッタリ
ング製膜して装荷型としたり、Ｒｂ、Ｔｌ等のイオン交
換により埋込型としても作製できる。

【００６６】上記の工程により作製した光導波路に対し
て、カットバック法により波長８３０ｎｍの光に対する
光伝搬損失を測定したところ、０．５ｄＢ／ｃｍという
良好な値を得た。

【００６７】試料を光導波路長＝１０ｍｍ、垂直長５ｍ
ｍで切断し、垂直辺を光学研磨して第二高調波発生実験
を行った。

【００６８】上記実験においては、対物レンズ１２によ
りチタン−サファイア・レ−ザ光１１をチャネル部端面
に集光し、資料をペルチエ素子を接続した銅ブロック上
に乗せ、熱電対でその温度をモニタし、まず温度２５℃
で第二高調波の発生効率が最大になるようにレ−ザ光源
の波長を設定した。

【００６９】その結果、基本波入力４０ｍＷにて４ｍＷ
の第二高調波出力が得られ、フレネル反射損失を考慮し
た効率は１１．８％であった。この値は従来値に対して
十分に高い値である。

【００７０】また、上記の結果より推定すると出力２０
０ｍＷの大出力半導体レ−ザを結合効率５０％で光導波
路へ結合すると第二高調波の発生効率は３０％となり、
３０ｍＷの第二高調波出力が得られ、光磁気ディスクや
相変化光ディスクの書き込み、再生用の光源として十分
使用できることになる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、周期的に分極反転した
基板の分域をＬＰＥ法で転写して、光導波路内に矩形断
面の周期的な自発分極反転域を形成することにより、変
換効率の高い第二高調波発生素子を作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第二高調波発生素子の断面図であ
る。

【図２】従来の分極反転を用いた第二高調は発生素子の
斜視図である。

【図３】本発明の第二高調波発生素子を用いた光源の構
成図である。

【図４】本発明の第二高調波発生素子の製造工程図であ
る。

【図５】分極反転部の形状と膜成長温度の関係を示すグ
ラフ図。

【符号の説明】

１１…レ−ザ、１２…光学系（対物レンズ）、１
３、２３…基本波、１９、２４…第二高調波、５１
…基板、５３…光導波層、５７…分極非反転部、
５６，５８…分極反転部、４１、８１…Ｔｉ膜、８２…
ホトレジスト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤顕知東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者黒沢久夫埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式会社磁性材料研究所内 (72)発明者佐藤正純埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式会社磁性材料研究所内 (72)発明者二反田文雄埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式会社磁性材料研究所内 (72)発明者伊藤康平埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式会社磁性材料研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学基板と、該基板より屈折率が高く、か
つ分極反転域を周期的に配置した強誘電体光導波層から
成る第二高調波発生素子において、光導波層における分
極の周期的反転境界線が、前記光導波層の表面または界
面となす角度を７５゜〜１０５゜としたことを特徴とす
る導波路型第二高調波発生素子
【請求項２】光学基板と、該基板より屈折率が高く、か
つ分極反転域を周期的に配置した強誘電体光導波層から
成る第二高調波発生素子において、光導波層における分
極の周期的反転境界線が、前記光導波層の表面または界
面となす角度を８５゜〜９５゜としたことを特徴とする
導波路型第二高調波発生素子
【請求項３】請求項１もしくは２において、前記光導波
層の上に光導波層に比べ屈折率が低く、かつ光導波層に
比べ幅の狭いクラッド層を設けたことを特徴とする導波
路型第二高調波発生素子。
【請求項４】請求項１もしくは２もしくは３において、
上記基板もしくはクッラッド層をマグネシウムがドープ
されたニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）とし、光導波
層をニオブ酸リチウム、または基板もしくはクラッド層
よりマグネシウムのドープ量が少ないニオブ酸リチウム
としたことを特徴とする導波路型第二高調波発生素子。
【請求項５】請求項１もしくは２もしくは３において、
上記基板もしくはクッラッド層をタンタルニオブ酸リチ
ウム（ＬｉＴａ_xＮｂ_1-xＯ₃；０≦ｘ≦１）とし、光
導波層をニオブ酸リチウムまたは上記基板もしくはクラ
ッド層に比べてニオブ量の多いタンタルニオブ酸リチウ
ムとしたことを特徴とする導波路型第二高調波発生素
子。
【請求項６】請求項４もしくは５において前記クラッド
層にＺｎＯ、またはＳｉＯ₂を用いたことを特徴とする
導波路型第二高調波発生素子。
【請求項７】請求項１もしくは２もしくは３において、
上記基板もしくはクラッド層をチタン酸リン酸カリウム
（ＫＴｉＯＰＯ₄）またはチタン酸砒素リン酸カリウム
（ＫＴｉＯＡｓ_xＰ_1-xＯ₄；０≦ｘ≦１）とし、光導
波層をチタン酸砒素酸カリウム（ＫＴｉＯＡｓＯ₄）ま
たは上記基板もしくはクラッド層に比べて砒素量の多い
チタン酸砒素リン酸カリウムとしたことを特徴とする導
波路型第二高調波発生素子。
【請求項８】請求項１もしくは２もしくは３において、
上記基板もしくはクラッド層をチタン酸リン酸カリウム
（ＫＴｉＯＰＯ₄）またはチタン酸リン酸ルビジウムカ
リウム（Ｒｂ_xＫ_1-xＴｉＯＰＯ₄；０≦ｘ≦１）と
し、光導波層をチタン酸リン酸ルビジウム（ＲｂＴｉＯ
ＰＯ₄）または上記基板もしくはクラッド層に比べてル
ビジウム量の多いチタン酸リン酸ルビジウムカリウムと
したことを特徴とする導波路型第二高調波発生素子。
【請求項９】請求項７もしくは８において、前記クラッ
ド層にＳｉＯ₂を用いたことを特徴とする導波路型第二
高調波発生素子。
【請求項１０】分極反転域を周期的に配置した強誘電体
光導波層を有する第二高調波発生素子の製造方法におい
て、前記基板に分極反転部を周期的に設け、光導波層を
上記基板上に液相エピタキシャル成長させる工程を少な
くとも含むことを特徴とする導波路型第二高調波発生素
子の製造方法。
【請求項１１】請求項１０において、液相エピタキシャ
ル成長の膜成長温度が８００℃以下であることを特徴と
する導波路型第二高調波発生素子の製造方法。
【請求項１２】請求項１０において、液相エピタキシャ
ル成長の膜成長温度が７５０℃以下であることを特徴と
する導波路型第二高調波発生素子の製造方法。
【請求項１３】請求項１０もしくは１１もしくは１２に
おいて、前記光導波層がマグネシウムがドープされたニ
オブ酸リチウム、またはニオブ酸リチウム、またはタン
タルニオブ酸リチウムであり、液相エピタキシャル成長
に使用するフラックスを五酸化バナジウム（Ｖ₂Ｏ₅）、
または三酸化ボロン（Ｂ₂Ｏ₃）、またはフッ化リチウム
（ＬｉＦ）、またはフッ化カリウム（ＫＦ）、または五
酸化バナジウム（Ｖ₂Ｏ₅）と酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）、
または五酸化バナジウム（Ｖ₂Ｏ₅）と酸化ナトリウム
（Ｎａ₂Ｏ）、または三酸化ボロン（Ｂ₂Ｏ₅）と三酸化
モリブデン（ＭｏＯ₃）、または三酸化ボロン（Ｂ
₂Ｏ₃）と三酸化タングステン（ＷＯ₃）としたことを特
徴とする導波路型第二高調波発生素子の製造方法。
【請求項１４】請求項１０もしくは１１もしくは１２に
おいて、前記光導波層がチタン酸砒素リン酸カリウム、
またはチタン酸砒素酸カリウム、またはチタン酸リン酸
ルビジウムカリウム、または、チタン酸リン酸ルビジウ
ムであり、液相エピタキシャル成長に使用するフラック
スを三酸化タングステン（ＷＯ₃）、または三酸化モリ
ブデン（ＭｏＯ₃）、または砒素リン酸カリウム（ＫＡ
ｓ_xＰ_1-xＯ₄；０≦ｘ≦１）としたことを特徴とする
導波路型第二高調波発生素子の製造方法。