JPS6377035A - 非線形２次高調波素子及びその製造方法 - Google Patents
非線形２次高調波素子及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS6377035A JPS6377035A JP22092686A JP22092686A JPS6377035A JP S6377035 A JPS6377035 A JP S6377035A JP 22092686 A JP22092686 A JP 22092686A JP 22092686 A JP22092686 A JP 22092686A JP S6377035 A JPS6377035 A JP S6377035A
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- Japan
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- nonlinear
- cavity
- organic material
- refractive index
- organic
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- Pending
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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〕
非線形２次高調波発生素子（ＳＨＧ素子）及びその製造
方法であって、あらかじめ基板上に積層形成されたパタ
ーンを除去し、この空洞に非線形有機材料を充填、結晶
化することにより変換効率の高い高性能な素子を作製可
能とする。
方法であって、あらかじめ基板上に積層形成されたパタ
ーンを除去し、この空洞に非線形有機材料を充填、結晶
化することにより変換効率の高い高性能な素子を作製可
能とする。
本発明は入力光の波長を１７２倍に変換する非線形２次
高調波発生素子及びその製造方法に関するものである。
高調波発生素子及びその製造方法に関するものである。
光ディスクの高密度化に伴って、より集光の良い短波長
のレーザ光源が求められている。しかし現在の半導体レ
ーザやＹＡＧレーザでは波長がそれぞれ０．８４μｍ、
１．０６μｍと長いため、波長を効率良く短波長に変
換することができる非線形２次高調波発生素子が必要と
されている。
のレーザ光源が求められている。しかし現在の半導体レ
ーザやＹＡＧレーザでは波長がそれぞれ０．８４μｍ、
１．０６μｍと長いため、波長を効率良く短波長に変
換することができる非線形２次高調波発生素子が必要と
されている。
第３図に従来の非線形２次高調波発生素子を示す。ａ図
に示す素子は、非線形材料の結晶１を用いたものであり
、一方から波長人の光を入射すると、他方から１７２人
の波長の光が出射する。ｂ図に示す素子はファイバー２
の中に非線形材料３を封入したものであり、非線形材料
２の一端から波長人の光を入射すると他端から１ノ２人
の波長の光が出射する。０図に示す素子は、ＬｉＮｂＯ
５基板４の中にプロトン交換した導波路５を形成したも
のであり、導波路５の一端から波長人の光を入射すると
導波路４からある角度で１ノ２人の波長の光が出射する
。
に示す素子は、非線形材料の結晶１を用いたものであり
、一方から波長人の光を入射すると、他方から１７２人
の波長の光が出射する。ｂ図に示す素子はファイバー２
の中に非線形材料３を封入したものであり、非線形材料
２の一端から波長人の光を入射すると他端から１ノ２人
の波長の光が出射する。０図に示す素子は、ＬｉＮｂＯ
５基板４の中にプロトン交換した導波路５を形成したも
のであり、導波路５の一端から波長人の光を入射すると
導波路４からある角度で１ノ２人の波長の光が出射する
。
［発明が解決しようとする問題点〕
上記従来の非線形２次高調波発生素子において、第３図
ａに示す素子では結晶１にある大きさを必要とするため
、効率の良い変換ができない。第３図すに示すファイバ
ー形素子では光導波する空間が広いため効率が悪く、さ
らに微細化したり積層化するのが困難である。また第３
図Ｃに示す素子では、ＬｉＮｂＯ５等の無機材料を用い
ているために有機材料に比べ非線形光学定数が小さく、
またプロトン交換させる温度、時間等の作製条件が厳し
い、等の欠点があった。
ａに示す素子では結晶１にある大きさを必要とするため
、効率の良い変換ができない。第３図すに示すファイバ
ー形素子では光導波する空間が広いため効率が悪く、さ
らに微細化したり積層化するのが困難である。また第３
図Ｃに示す素子では、ＬｉＮｂＯ５等の無機材料を用い
ているために有機材料に比べ非線形光学定数が小さく、
またプロトン交換させる温度、時間等の作製条件が厳し
い、等の欠点があった。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、作製
が容易で、且つ変換効率が高（、他の光学素子との積層
化も可能な非線形２次高調波発生 ゛素子及びその
製造方法を提供することを目的としている。
が容易で、且つ変換効率が高（、他の光学素子との積層
化も可能な非線形２次高調波発生 ゛素子及びその
製造方法を提供することを目的としている。
このため本発明の非線形２次高調波発生素子においては
、第１図に例示するように、基板１０上に空洞１１を有
する有機又は無機材料層１２が形成され、該空洞１１に
非線形光学定数を有する有機材料１３が充填され、且つ
該有機材料１３が配向結晶化されて成り、前記空洞を有
する材料層１０ 、１２は前記非線形光学定数を有する
有機材料１３より屈折率が小さいものであることを特徴
としている。
、第１図に例示するように、基板１０上に空洞１１を有
する有機又は無機材料層１２が形成され、該空洞１１に
非線形光学定数を有する有機材料１３が充填され、且つ
該有機材料１３が配向結晶化されて成り、前記空洞を有
する材料層１０ 、１２は前記非線形光学定数を有する
有機材料１３より屈折率が小さいものであることを特徴
としている。
またその製造方法においては、第２図に例示するように
、基板ＩＯ上に金属又は有機材料からなるパターン１５
を形成する工程、上記金属又は有機材料からなるパター
ン１５上に、後で用いられる非線形光学定数を有する有
機材料１３より屈折率の小さい有機又は無機材料１２を
積層する工程、上記金属又はを機材料からなるパターン
１５をエツチング除去して空洞１１を形成する工程、上
記空洞１１に非線形光学定数を有する材料１３を充填す
る工程、上記非線形光学定数を有する有機材料１３を熱
処理して配向結晶化する諸工程よりなることを特徴とし
ている。
、基板ＩＯ上に金属又は有機材料からなるパターン１５
を形成する工程、上記金属又は有機材料からなるパター
ン１５上に、後で用いられる非線形光学定数を有する有
機材料１３より屈折率の小さい有機又は無機材料１２を
積層する工程、上記金属又はを機材料からなるパターン
１５をエツチング除去して空洞１１を形成する工程、上
記空洞１１に非線形光学定数を有する材料１３を充填す
る工程、上記非線形光学定数を有する有機材料１３を熱
処理して配向結晶化する諸工程よりなることを特徴とし
ている。
あらかじめ基板１０上に積層されたパターン１５を除去
し、この空洞に非線形有機材料１３を充填結晶化するこ
とにより、製造が容易で、変換効率が高く、他の光学素
子との積層化が可能な非線形２次高調波発生素子を得る
ことができる。
し、この空洞に非線形有機材料１３を充填結晶化するこ
とにより、製造が容易で、変換効率が高く、他の光学素
子との積層化が可能な非線形２次高調波発生素子を得る
ことができる。
第１図は本発明の実施例の非線形２次高調波発生素子を
示す図である。
示す図である。
本実施例は第１図に示すように、パイレックス等の基板
１０の上に空洞１１を有する有機又は無機材料１１１２
が形成され、その空洞１１に第１表に示す如き非線形光
学定数を有する有機材料１３が充填、配向結晶化された
ものである。なお材料層１２には例えば第２表に示す如
き材料が用いられ空洞に充填される有機材料１３より屈
折率が低いことが必要である。
１０の上に空洞１１を有する有機又は無機材料１１１２
が形成され、その空洞１１に第１表に示す如き非線形光
学定数を有する有機材料１３が充填、配向結晶化された
ものである。なお材料層１２には例えば第２表に示す如
き材料が用いられ空洞に充填される有機材料１３より屈
折率が低いことが必要である。
第２表
このように構成された本実施例は、ＳＧＨ強度の大きい
有機材料を用いているため変換効率が大きい。例えばＭ
ＮＡ （２メチル４ニトロアニリン）を用いれば、その
２次非線係数（ミラの指数δ（１０−”ｒｄ／ ｃ））
ハ〜１５０ Ｔ：アリ、ｆＭ ｉｌ’Ｊ 材料（７）Ｌ
ｉＮｂ０３のそれが〜７．３であるのに比し、ＳＧＨの
強度が６２に比例するため４００〜２０００倍と大き゛
くなる。
有機材料を用いているため変換効率が大きい。例えばＭ
ＮＡ （２メチル４ニトロアニリン）を用いれば、その
２次非線係数（ミラの指数δ（１０−”ｒｄ／ ｃ））
ハ〜１５０ Ｔ：アリ、ｆＭ ｉｌ’Ｊ 材料（７）Ｌ
ｉＮｂ０３のそれが〜７．３であるのに比し、ＳＧＨの
強度が６２に比例するため４００〜２０００倍と大き゛
くなる。
第２図は本発明の非線形２次高調波発生素子の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
本製造方法は先ずａ図の如く、パイレックス等からなる
基板工０の上に厚さ５５００人のＡ１層１４を約１００
℃で蒸着し、これをｂ図の如くリソグラフィーエツチン
グ技術を用いて２μｍ×６鶴の細状パターン１５を形成
する。次に０図の如くスパッタ又はプラズマＣＶＤ法に
より屈折率が後で用いる非線形光学定数を有する材料１
３より小さい第２表に示す材料等を用いて厚さ１〜３μ
ｍ以上の有機又は無機材料層１２に積層する。その後端
面又は第１図に示すように上層に設けられた穴１６を通
してエツチング液（リン酸９５ｃｃ、硝酸５ｃｃ、〜６
０℃加熱）を流し込み、第２図ｄの如くＡｌパターン１
５をエツチング除去し、空洞１１を形成する。これを水
洗後ｅ図の如＜ＭＮＡ（メチルニトロアニリン）やＤＡ
Ｎ （ジメチルアニリン）を融点まで上げ、毛細管現象
を利用して空洞１１内に充填する。次にゾーンメルト法
によって数回基板を加熱、移動させて配向結晶化させ、
最後に端面を整形加工して完成する０本素子の端面より
波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光を入射すると位相整
合された０、５３μｍの光を発生させることが可能であ
る。
基板工０の上に厚さ５５００人のＡ１層１４を約１００
℃で蒸着し、これをｂ図の如くリソグラフィーエツチン
グ技術を用いて２μｍ×６鶴の細状パターン１５を形成
する。次に０図の如くスパッタ又はプラズマＣＶＤ法に
より屈折率が後で用いる非線形光学定数を有する材料１
３より小さい第２表に示す材料等を用いて厚さ１〜３μ
ｍ以上の有機又は無機材料層１２に積層する。その後端
面又は第１図に示すように上層に設けられた穴１６を通
してエツチング液（リン酸９５ｃｃ、硝酸５ｃｃ、〜６
０℃加熱）を流し込み、第２図ｄの如くＡｌパターン１
５をエツチング除去し、空洞１１を形成する。これを水
洗後ｅ図の如＜ＭＮＡ（メチルニトロアニリン）やＤＡ
Ｎ （ジメチルアニリン）を融点まで上げ、毛細管現象
を利用して空洞１１内に充填する。次にゾーンメルト法
によって数回基板を加熱、移動させて配向結晶化させ、
最後に端面を整形加工して完成する０本素子の端面より
波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光を入射すると位相整
合された０、５３μｍの光を発生させることが可能であ
る。
本実施例によれば、寸法形状の制御が容易で境界分布の
ない導波路型の高性能な非線形２次高調波発生素子の形
成が可能となった。なお本実施例では、空洞１１を形成
する材料としてＡｌを用いたが他の金属又はレジスト等
の有機材料でも同じ効果を出しうる。さらに結晶化の方
法としてレーザによるアニールも可能である。
ない導波路型の高性能な非線形２次高調波発生素子の形
成が可能となった。なお本実施例では、空洞１１を形成
する材料としてＡｌを用いたが他の金属又はレジスト等
の有機材料でも同じ効果を出しうる。さらに結晶化の方
法としてレーザによるアニールも可能である。
以上述べてきたように本発明によれば、変換効率が高く
、製造が容易で且つ他の光学素子との一体化も可能な非
線形２次高調波発生素子を提供することができ、実用的
には極めて有用である。
、製造が容易で且つ他の光学素子との一体化も可能な非
線形２次高調波発生素子を提供することができ、実用的
には極めて有用である。
第１図は本発明の実施例を示す図、
第２図は本発明の非線形２次高調波発生素子の製造方法
を説明するための図、 第３図は従来の非線形２次高調波発生素子を示す図であ
る。 第１図、第２図において、 １０は基板、 １１は空洞、 １２は有機または無機材料層、 １３は非線形光学定数を有する有機材料、１４はＡ１層
、 １５は金属又は有機材料からなるパターンである。
を説明するための図、 第３図は従来の非線形２次高調波発生素子を示す図であ
る。 第１図、第２図において、 １０は基板、 １１は空洞、 １２は有機または無機材料層、 １３は非線形光学定数を有する有機材料、１４はＡ１層
、 １５は金属又は有機材料からなるパターンである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板（１０）上に空洞（１１）を有する有機又は無
機材料層（１２）が形成され、該空洞（１１）に非線形
光学定数を有する有機材料（１３）が充填され、且つ該
有機材料（１３）が配向結晶化されて成り、前記空洞を
有する材料層（１２、１０）は前記非線形光学定数を有
する有機材料（１３）より屈折率が小さいものであるこ
とを特徴とした非線形２次高調波発生素子。 ２、基板（１０）上に金属又は有機材料からなるパター
ン（１５）を形成する工程、 上記金属又は有機材料からなるパターン（１５）上に、
後で用いられる非線形光学定数を有する有機材料（１３
）より屈折率の小さい有機又は無機材料（１２）を積層
する工程、 上記金属又は有機材料からなるパターン（１５）をエッ
チング除去して空洞（１１）を形成する工程、上記空洞
（１１）に非線形光学定数を有する有機材料（１３）を
充填する工程、 上記非線形光学定数を有する有機材料（１３）を熱処理
して配向結晶化する工程の諸工程よりなる非線形２次高
調波発生素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22092686A JPS6377035A (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 非線形２次高調波素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22092686A JPS6377035A (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 非線形２次高調波素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377035A true JPS6377035A (ja) | 1988-04-07 |
Family
ID=16758717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22092686A Pending JPS6377035A (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 非線形２次高調波素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6377035A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01289183A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JPH01289182A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
-
1986
- 1986-09-20 JP JP22092686A patent/JPS6377035A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01289183A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JPH01289182A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
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