JPS5850568A - 光導波路ホログラム - Google Patents

光導波路ホログラム

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JPS5850568A
JPS5850568A JP56150024A JP15002481A JPS5850568A JP S5850568 A JPS5850568 A JP S5850568A JP 56150024 A JP56150024 A JP 56150024A JP 15002481 A JP15002481 A JP 15002481A JP S5850568 A JPS5850568 A JP S5850568A
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JP
Japan
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bismuth
sirenite
group
optical waveguide
substrate
Prior art date
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JP56150024A
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English (en)
Inventor
Koji Tada
多田　紘二
Miki Kuhara
美樹 工原
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Priority to AU88612/82A priority patent/AU549942B2/en
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02F1/2955—Analog deflection from or in an optical waveguide structure] by controlled diffraction or phased-array beam steering

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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】 本発明は、高感度な記録再生消去の可能な光集積化に適
した光導波路ホログラムに関するものである。
１１ｃｍＮｃレーザ光などのコヒーレントな光を用いた
ホログラムの記録再生は多量の情報の記録、再生が可能
であるとともに、光を回折させるためのグレーティング
等の効果も有しており、従来にない特徴を有する多くの
光学素子が開発されつつある。中でもより小型軽鼠で記
録密度の高い光ＩＣ化されたホログラムの研究が盛んに
行われているが、これらはＡｓ、　Ｓｃ、　Ｔｅ系のア
モルファス薄膜ヲ用いたりＬｉＮｂ０ａ　　のＴｉ拡散
導波層を用いたりしている。しかし前者はアモルファス
状態と結晶状態の相変化を°利用したもので再現性や長
期安定性が問題であり、後者はＬｉＮｂ０ａの光感度が
極めて低いためいずれも実用化されていない。
本発明はこのような従来の光導波路ホログラムの欠点を
改善した新規な光導波路ホログラムを提供するものであ
り、ビスマスシレナイト族及びこれにドーパントを添加
したものを用いて成るものである。
以下本発明について説明する。
−ｔ−ｒ表１＋＝ビスマスシレナイト族の代表的なもの
につき格子定数、屈折率及び融点を示す。
・　　　表１．　ビスマスシレナイト族の特性表１にお
けるビスマスシレナイト族はいずれも紫外〜青色光に対
して顕著な光伝導効果を示すとともに暗抵抗が１０１′
Ω−（７）と高いため非常に高感度でホログラム記録が
できることが知られている。
従って表１に示すビスマスシリコンオキサイド（１’３
ｉ　＋　ｚｓｉ０２ｏ　、以下Ｂ　Ｓ　Ｏと略記）、ビ
スマスゲルマニウムオキサイド（Ｂｉｔ２ＱｃＯ２ｏ　
、以下ｆ３Ｇ。
と略記）及びビスマスチタンオキサイド（Ｂｉ　１２Ｔ
ｉ０２ｏ。
以下１３　Ｔ　Ｏと略記）のいずれかを組み合わせるこ
とにより光導波路型のホログラムを形成できる可能性が
かえられる。−力先導波路を形成して先導波を行いホロ
グラムを形成するＡｉｌ後においては、光導波路の損失
はできるだけ少ない方が好ましい。
図１は本発明の光導波路ホログラムお原理を示す図であ
る。■は基板であり、２はその上に形成された光導波層
であり、３が２の一部分をホログラム記録可能な材料で
置き替えたホログラム記録層である。
ここで光導波層２は基板ｌよりも屈折率が、高くがつ導
波光をほとんど吸収しない層であることが必要であり、
ホログラム記録層８は基板よりも屈折率が高くかつある
程度の光感度を有する必要がある。このような構成にお
いて、プリズムカップラー等で光導波層に導入されたレ
ーザ光４と５は先導波層２を導波したのちホログラム記
録層３においてビスマスシレナイト族の有する顕著な光
伝導効果ニよって干渉縞を形成しホログラム記録が行わ
れる。
一度記録されたホログラム記録層に＋１ｇ生先としてレ
ーザ光５のみを導波させると直接透過光〇の他にホログ
ラムに記録された情報を有する再生光７を得ることがで
きる。
このような光導波路ホログラムは、光集積回路の１部と
して用いることができ、光を回折させるホログラフィッ
クダレイテイング、ダレイテイング光フィルター、電気
信号の一次元的なホログラム記録など多くの用途に用い
られる。
さらに本発明の特徴としてビスマスシレナイト層を用い
ているため結晶の対称性が良く温度的にも安定であり、
またホログラムの記録は電子的であるため全体に光を照
射することによって容易に消去し、かつ繰返し記録が可
能である。
さらに図１のように電極８を表面に形成し外部電源９よ
り直流電界を印加すると光伝導効果で発生した電子−正
孔対の分離がよくなり、より明るい再生光７を得ること
ができる。
次に本発明の具体的な構成例を表２に示す。
表２１本発明の構成例 例１と例２において基板としては表１に示す屈折率のよ
り低いＢＳＯ，ＢＧＯが考えられる。
これらを基板とするときＢＴＯは液相エピタキンヤル成
長法により良質な薄膜が得られ、かつより屈折率の高い
Ｂ　Ｔ　Ｏは先導波層を形成することができる。ここで
例１の場合ＢＳＯ基板の融点が１１１’　０よりも約３
０°低いため、エビタキシャル層の原料となる＋３　Ｔ
　Ｏ融液はＢｉ２０ａ　ｋやや多めにして融点を低下せ
しめておく必要があるが、これはＢｉ　２０３　：　Ｔ
ｉＯ２＝　９２ｍｏｌｅ％：８ｍｏｌｅ％の組成でＩＩ
Ｔ能であった。
先導波層においては光吸収が極力少ないことが必要であ
り、このためにＴｌＯ２に対して１〜ｌｏｍｏｌｅ係の
Ｇａ及びＣａを添加したＢＴＯ融液を作りこれをエピタ
キシャル層の原料とすることによって可視領域で無色透
明な光導波層が得られた。
ホログラム記録層は顕著な光伝導効果を有し、かつ基板
より高い屈折率の材料が必要である。この為非添加のｆ
３Ｔ、０を用いその紫色〜青色光（光源としてはＨｅ−
ＣｄレーザやＡｒ　レーザ）での高い光伝導効果を生か
してホログラム記録層とした。
例３はＢＳＯを基板として（ｉａ、　Ｃａを添加したＢ
ＧＯを導波層とし非添加のＢＱＱをホログラム記録層と
したものである。
この場合もＢ　Ｓ　ＯよりもＢＧＯの方が融点が約３５
゜高いなめ、例１と同じようにＢＧＯの原料組成ｋＢＩ
２０３リッチ側にすらさしてエピタキシャル成長を行っ
た。
次に具体的な製造工程を図２に基づいて説明する。（ａ
）図の１は基板であり、その上面を光学研磨しておき、
（１））図のようにＧａ、　Ｃａを添加したＢＴＯもし
くは）３ＧＯ融液よりエピタキシャル成長法により先導
波層２を形成する。さらに（Ｃ）図のように先導波層２
のうち、ホログラム記録層を形成するための空間ＩＯを
形成する。形成法はホトエツチング法によりパターンを
形成し、ケミカルエツチングやスパッタエツチングによ
って部分的に先導波層を除去し四部とする。
次に（ｄ）図のように非添加の１３　Ｔ　ＯもしくはＢ
　（３０融液よりエピタキシャル層３を形成し、（ｅ）
図のように先導波層２をおおっているホログラム記録層
３が完全に除去できるまでその表面を研磨する。
以上のようにして図１の光導波路ホログラムは作成する
ことができるが、本発明は河らこの製造工程に限定され
るものではなく、−例を示したものである。
以上のように、本発明によれば、高感度かつ記録再生消
去の可能な光集積化されたホログラムを提供することが
でき、光によるデータ処理素ｆ−において重要な役割を
果すものである。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の基本原理図であり、図２は本発明の具体
的な製造工程図である。 ｌ二基板 ２：光導波層 ３：ホログラム記録層 ６：直接透過光 ７：再生光 ８：電極 ９：電源 ＩＯ＝ホログラム記録層を形成するための空間図２ （０）口＝二二ト１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ第１のビスマスシレナイト族を基板とし、その上
    に第１の基板よりも屈折率が高くかつ導波光を殆んＥ吸
    収しない第２のビスマスシレナイト族を先導波層として
    形成した後、さらにその１部を基板よりも屈折率が高く
    かつある程度の光感度を有するホログラム記録可能な第
    ３のビスマスシレナイト族で置き替えたことを特徴とす
    る光導波路ホログラム。 （２１Ｍ記の第１のビスマスシレナイト族がビスマスシ
    リコンオキサイド（Ｂｉ＋２８ｉ０２ｏ　）もしくはビ
    スマスゲルマニウムオキサイド（ｒ３ｉ　＋２（’ｔｅ
    ０２゜）であり、第２のビスマスシレナイト族が（’Ｈ
    ａ、　Ｃａ等を添加したビスマスチタンオキサイド（Ｂ
    ｌｚＴｉｏｚ　ｏ　）でアリ、第３のビスマスシレナイ
    ト族が非添加のビオ、８チタネイト（Ｂｉｔ□Ｔｉ０２
    ｇ　）であることを特徴とする特許請求範囲第１項記載
    の先導波路ホログラム。 （３）前記の第１のビスマスシレナイト族がビスマスシ
    リコンオキサイド（Ｂｉ、□５ｉＯ２ｏ　）であり第２
    のビスマスシレナイト族がＱａ、　Ｃａ等を添加したビ
    スマスゲルマニウムオキサイド（Ｒｉ＋２ＧｅＯｚｏ　
    ）であり、第３のビスマスシレナイト族が非添加のビス
    マスゲルマニウムオキサイド（Ｂｉ＋ｚＧｃＯ２ｏ　）
    　テあることを特徴とする特許請求範囲第１項記載の光
    導波路ホログラム。
JP56150024A 1981-09-22 1981-09-22 光導波路ホログラム Pending JPS5850568A (ja)

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EP82108226A EP0075180B1 (en) 1981-09-22 1982-09-07 Holographic light guide
DE8282108226T DE3279512D1 (en) 1981-09-22 1982-09-07 Holographic light guide
CA000411847A CA1179878A (en) 1981-09-22 1982-09-21 Holographic light guide
AU88612/82A AU549942B2 (en) 1981-09-22 1982-09-22 Holographic light guide
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