JP2011043657A - Method of manufacturing wavelength conversion element, and the wavelength conversion element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform high-speed etching for forming a ridge type optical waveguide, thereby exhibiting high mass productivity. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the wavelength conversion element includes a step of forming a plurality of grooves 24-1 to 24-5 having different depths on a first main surface 22a of a substrate 22 of a first ferroelectric crystal in which periodic polarization reversal structure is formed by a voltage application method, a step of laminating the first main surface of the substrate of the first ferroelectric crystal to a main surface 28a of a substrate 28 of a second ferroelectric crystal, and a step of starting polishing from a second main surface 22b of the substrate of the first ferroelectric crystal, finishing the polishing when an index groove previously selected from the plurality of grooves appears, and forming the ridge type optical waveguide. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、擬似位相整合（QPM: Quasi-Phase matching）による波長変換を実現するための波長変換素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a wavelength conversion element for realizing wavelength conversion by quasi-phase matching (QPM) and a manufacturing method thereof.

周期的分極反転構造によりQPMを実現して波長変換を行う、擬似位相整合型波長変換素子（以下、QPM型波長変換素子と称することもある。）が注目されている。このQPM型波長変換素子にポンプ光と信号光とを入力すると、ポンプ光と信号光の差周波あるいは和周波であって、QPM条件を満たす光が変換光として出力される。特に、和周波発生の特別な場合である第2高調波発生（SHG: Second Harmonic Generation）による波長変換を実現することが実用上重要視されている。   A quasi-phase-matching wavelength conversion element (hereinafter also referred to as a QPM type wavelength conversion element) that realizes QPM by a periodic polarization inversion structure and performs wavelength conversion has attracted attention. When pump light and signal light are input to this QPM type wavelength conversion element, light satisfying the QPM condition that is the difference frequency or sum frequency of the pump light and signal light is output as converted light. In particular, the practical emphasis is placed on realizing wavelength conversion by second harmonic generation (SHG), which is a special case of sum frequency generation.

例えば、緑色の光を出力する半導体レーザは現状では実現されていないので、QPM型波長変換素子によるSHGによって緑色の波長を生成する技術は産業上重要である。また、1.5μm帯域の光搬送波を利用する光通信において、波長が0.75μmの光を必要とされる場合がある。この場合にも、波長1.5μmの光のSHGを実現することによって波長0.75μmの光を得ることが可能であるから、QPM型波長変換素子が重要な役割を果たすこととなる。   For example, since a semiconductor laser that outputs green light has not been realized at present, a technology for generating a green wavelength by SHG using a QPM type wavelength conversion element is industrially important. Further, in optical communication using an optical carrier wave in the 1.5 μm band, light having a wavelength of 0.75 μm may be required. In this case as well, since it is possible to obtain light having a wavelength of 0.75 μm by realizing SHG of light having a wavelength of 1.5 μm, the QPM type wavelength conversion element plays an important role.

QPM型波長変換素子の特長は、分極反転領域の周期を変えることによって、任意の波長の信号光及びポンプ光に対応が可能である点にある。この優れた特長を具えていることによって、QPM型波長変換素子は、表示装置、光ファイバ通信の分野あるいは光計測の分野において積極的に利用されつつある。   The feature of the QPM type wavelength conversion element is that it can cope with signal light and pump light of any wavelength by changing the period of the domain-inverted region. With this excellent feature, the QPM type wavelength conversion element is being actively used in the field of display devices, optical fiber communication or optical measurement.

QPM型波長変換素子の構成素材には、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)結晶あるいはタンタル酸リチウム(LiTaO3)結晶が盛んに利用されており、分極反転構造の形成には電圧印加法が有力な形成手法として注目されている。 Lithium niobate (LiNbO 3 ) crystals or lithium tantalate (LiTaO 3 ) crystals are actively used as the constituent materials of QPM wavelength conversion elements, and the formation of domain-inverted structures can be achieved by voltage application. It is attracting attention as a method.

波長変換素子に共通する課題は、高い波長変換効率を実現することにある。QPM型波長変換素子においては、第1の条件として、分極反転周期を均一にすることによって、高い波長変換効率の実現が図られる。   A problem common to wavelength conversion elements is to achieve high wavelength conversion efficiency. In the QPM type wavelength conversion element, high wavelength conversion efficiency can be realized by making the polarization inversion period uniform as a first condition.

一方、波長変換効率は、QPM型波長変換素子に入射される被波長変換光のエネルギー密度が大きいほど、そして非線形相互作用する長さ（相互作用長）が長いほど高い。すなわち、光のエネルギー密度を高い状態に保ったまま必要な距離伝播させることができる光導波路中で非線形光学効果を発現させる構造にすることが、波長変換効率を大きくするために有効である。すなわち、波長変換効率を高くするためには、第2の条件として、光導波路を具えるQPM型波長変換素子を利用することである。   On the other hand, the wavelength conversion efficiency is higher as the energy density of the wavelength-converted light incident on the QPM type wavelength conversion element is larger and the length of nonlinear interaction (interaction length) is longer. That is, in order to increase the wavelength conversion efficiency, it is effective to use a structure that exhibits a nonlinear optical effect in an optical waveguide that can propagate a necessary distance while maintaining a high energy density of light. That is, in order to increase the wavelength conversion efficiency, the second condition is to use a QPM type wavelength conversion element having an optical waveguide.

この光導波路の形態は、プレーナ型に限定されることはなく、リッジ型、装荷型等の形態であってもよいが、導波光の閉じ込め効率が優れ被波長変換光のエネルギー密度を大きく取れること、及び導波モードが制御しやすいことからリッジ型あるいは装荷型等の形態の光導波路が好ましい。更に、製造プロセスの簡便性からリッジ型光導波路を採用するのが好ましい。   The form of the optical waveguide is not limited to the planar type, and may be a ridge type, a loaded type, etc., but the confining efficiency of the guided light is excellent and the energy density of the wavelength-converted light can be increased. Since the waveguide mode is easy to control, a ridge type or a loaded type optical waveguide is preferable. Furthermore, it is preferable to adopt a ridge type optical waveguide from the simplicity of the manufacturing process.

リッジ型光導波路を、被波長変換光等の導波光の閉じ込め効率が大きく取れるように形成するためには、リッジ部の屈折率がこのリッジ部を載せている基板部分（クラッド層として機能する部分）よりも屈折率が高いことが望ましい。このため、LiNbO3結晶基板あるいはLiTaO3結晶基板を利用して構成されるQPM型波長変換素子においては、リッジ部を形成する前に、これら基板表面にプロトン交換処理を施してからリッジ部を形成する手法がとられた。 In order to form a ridge-type optical waveguide so that the confining efficiency of guided light such as wavelength-converted light can be increased, the ridge portion has a refractive index on the substrate portion (the portion functioning as a cladding layer). It is desirable that the refractive index be higher than For this reason, in the QPM type wavelength conversion element configured using the LiNbO 3 crystal substrate or the LiTaO 3 crystal substrate, the ridge portion is formed after subjecting the surface of the substrate to proton exchange treatment before forming the ridge portion. The technique to take was taken.

しかしながら、プロトン交換によって形成される導波路は、結晶基板表面からプロトン交換種を拡散することによって屈折率を高く制御して光導波路を形成する手法であるため、結晶基板表面に近いほど屈折率が高くなるように光導波路層が形成され、結晶基板の深さ方向に非対称な導波モードが形成される。その結果、信号光と励起光との光電場の重なる割合が小さくなり、高効率な波長変換を実現することが困難であった。   However, a waveguide formed by proton exchange is a method of forming an optical waveguide by controlling the refractive index to be high by diffusing proton exchange species from the crystal substrate surface. The optical waveguide layer is formed to be higher, and an asymmetric waveguide mode is formed in the depth direction of the crystal substrate. As a result, the overlapping ratio of the photoelectric fields of the signal light and the excitation light is reduced, and it has been difficult to realize highly efficient wavelength conversion.

そこで、これらの問題を解決するための手法として、周期的分極反転構造をLiNbO3結晶基板に形成し、このLiNbO3結晶基板とLiTaO3結晶基板とを貼り合わせ、LiNbO3結晶基板をリッジ部として残すことによってリッジ型光導波路を形成する方法が開示されている(例えば、非特許文献1参照)。この方法によれば、LiTaO3結晶の屈折率よりLiNbO3結晶の屈折率のほうが大きいので、リッジ部の屈折率がリッジ部を載せている基板部分(LiTaO3結晶基板)の屈折率より大きく形成できる。従って、このリッジ型光導波路を伝播する信号光と励起光との光電場の重なる割合が大きくなり、高効率な波長変換を実現することが可能となる。 Therefore, as a technique for solving these problems, a periodically poled structure is formed on the LiNbO 3 crystal substrate, bonding the the LiNbO 3 crystal substrate and LiTaO 3 crystal substrate, a LiNbO 3 crystal substrate as a ridge portion A method of forming a ridge-type optical waveguide by leaving it is disclosed (for example, see Non-Patent Document 1). According to this method, since the refractive index of the LiNbO 3 crystal is larger than that of the LiTaO 3 crystal, the refractive index of the ridge portion is formed to be larger than the refractive index of the substrate portion (LiTaO 3 crystal substrate) on which the ridge portion is placed. it can. Therefore, the overlapping ratio of the photoelectric field of the signal light propagating through the ridge-type optical waveguide and the excitation light becomes large, and it becomes possible to realize highly efficient wavelength conversion.

T. Umeki, et al., "Highly Efficient +5-dB Parametric Gain conversion Using Direct-Bonded PPZnLN Ridge Waveguide", IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 20, No. 1, pp. 15-17, January 1, 2008T. Umeki, et al., "Highly Efficient + 5-dB Parametric Gain conversion Using Direct-Bonded PPZnLN Ridge Waveguide", IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 20, No. 1, pp. 15-17, January 1, 2008

しかしながら、上述の非特許文献1に開示されている方法によってリッジ型光導波路を形成するに当たっては、300〜500μmの厚みのあるLiNbO3結晶基板を、リッジ部の高さである5μmまで薄膜化する必要がある。この工程が量産工程を確立する上で大きな障害となる。 However, when forming a ridge type optical waveguide by the method disclosed in Non-Patent Document 1, the LiNbO 3 crystal substrate having a thickness of 300 to 500 μm is thinned to 5 μm, which is the height of the ridge portion. There is a need. This process is a major obstacle to establishing a mass production process.

すなわち、300〜500μmの厚みのLiNbO3結晶基板を5μmまで薄膜化するには、ほぼ300〜500μmの厚み分の研磨ないしエッチング除去する必要があり、しかも確実に5μmの厚み分だけは残さなければならない。300〜500μmの厚み分の研磨を速やかに実行するには高速で行う必要があるが、高速で実行すると確実に5μmの厚み分だけは残すことが非常に難しい。逆に、確実に5μmの厚み分だけは残すことに重点を置くと300〜500μmの厚み分の研磨を十分低速度で行う必要があり量産工程を確立する上で障害となる。 That is, in order to thin a LiNbO 3 crystal substrate having a thickness of 300 to 500 μm to a thickness of 5 μm, it is necessary to polish or etch away a thickness of about 300 to 500 μm, and it is necessary to leave only a thickness of 5 μm without fail. Don't be. It is necessary to perform polishing at a high speed in order to quickly perform polishing of a thickness of 300 to 500 μm, but it is very difficult to reliably leave only a thickness of 5 μm when executed at a high speed. Conversely, if the emphasis is on leaving only the thickness of 5 μm, it is necessary to perform polishing for a thickness of 300 to 500 μm at a sufficiently low speed, which is an obstacle to establishing a mass production process.

そこで、3〜5μmに対して充分な厚み（例えば、30〜50μmの範囲の厚み）まで高速研磨処理もしくは高速エッチング処理を施し、この処理後に正確な厚みを測定して、制御性の高い低速研磨処理もしくは低速エッチング処理を行って所望の3〜5μmの厚みまで薄膜化する手法がとられる。しかしながら、制御性の高い低速研磨処理もしくは低速エッチング処理を行うに当たっては、頻繁に厚みを測定する必要があり、量産には非常な障害となる。   Therefore, high-speed polishing or high-speed etching is applied to a thickness sufficient for 3 to 5 μm (for example, a thickness in the range of 30 to 50 μm). After this processing, the accurate thickness is measured, and low-speed polishing with high controllability A technique of thinning to a desired thickness of 3 to 5 μm by performing a treatment or a low-speed etching treatment is employed. However, when performing a low-speed polishing process or a low-speed etching process with high controllability, it is necessary to frequently measure the thickness, which is an obstacle to mass production.

この出願の発明者は、周期的分極反転構造が形成された、LiNbO3結晶等の第1強誘電体結晶の基板に予め深さの異なる複数の溝を形成しておき、この溝が形成された側の面とLiTaO3結晶等の第2強誘電体結晶の基板面とを接合し、第1強誘電体結晶の基板の研磨ないしエッチングを行うことを思い立った。これによれば、溝が出現するまでは高速で第1強誘電体結晶の基板の研磨ないしエッチングを行い、溝が出現したら、研磨ないしエッチングの速度を低下させて、正確にリッジ部の高さ分を残すまで第1強誘電体結晶の基板の研磨ないしエッチングを実行することが可能である。 The inventor of this application forms a plurality of grooves having different depths in advance on a substrate of a first ferroelectric crystal such as a LiNbO 3 crystal in which a periodically poled structure is formed. I thought that the surface of the second ferroelectric crystal and the substrate surface of the second ferroelectric crystal such as LiTaO 3 crystal were joined and the substrate of the first ferroelectric crystal was polished or etched. According to this, the first ferroelectric crystal substrate is polished or etched at a high speed until the groove appears, and when the groove appears, the polishing or etching speed is reduced to accurately increase the height of the ridge portion. It is possible to perform polishing or etching of the substrate of the first ferroelectric crystal until a minute is left.

この出願の発明者は、このようにしてリッジ型光導波路を形成すれば、上述の課題が解決されることを確信した。   The inventor of this application was convinced that the above-described problems could be solved by forming the ridge type optical waveguide in this way.

そこで、この発明の目的は、光の閉じ込め率が高くかつ十分に大きな非線形光学係数を有するリッジ型光導波路を具える波長変換素子を、量産可能とする製造方法を提供することにある。また、この方法で形成される波長変換素子を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a manufacturing method that enables mass production of a wavelength conversion element having a ridge type optical waveguide having a high optical confinement ratio and a sufficiently large nonlinear optical coefficient. Moreover, it is providing the wavelength conversion element formed by this method.

上述の目的を達成するため、この発明の波長変換素子の製造方法は、以下の特徴を具えている。   In order to achieve the above-described object, the wavelength conversion element manufacturing method of the present invention has the following features.

この発明の波長変換素子の製造方法は、溝形成工程と、貼り合わせ工程と、研磨工程とを含んで構成される。   The manufacturing method of the wavelength conversion element of this invention is comprised including a groove | channel formation process, a bonding process, and a grinding | polishing process.

溝形成工程は、電圧印加法によって周期的分極反転構造を形成された第1強誘電体結晶の基板の第1主面に、深さが相異なる複数の溝を形成する工程である。   The groove forming step is a step of forming a plurality of grooves having different depths on the first main surface of the substrate of the first ferroelectric crystal having the periodically poled structure formed by the voltage application method.

貼り合わせ工程は、第1強誘電体結晶の基板の第1主面と、第1強誘電体結晶より屈折率の小さな第2強誘電体結晶の基板の主面とを貼り合わせる工程である。   The bonding step is a step of bonding the first main surface of the first ferroelectric crystal substrate and the main surface of the second ferroelectric crystal substrate having a refractive index smaller than that of the first ferroelectric crystal.

研磨工程は、第1強誘電体結晶の基板の第1主面に対向する側の第2主面を研磨する工程である。そしてこの研磨工程は、複数の溝のうちの一つの溝を予め指標溝として選択し、この指標溝が現れた時点で研磨を終了させ、リッジ型光導波路を形成する工程である。   The polishing step is a step of polishing the second main surface on the side facing the first main surface of the substrate of the first ferroelectric crystal. This polishing step is a step of selecting one of the plurality of grooves as an index groove in advance and terminating the polishing when the index groove appears to form a ridge type optical waveguide.

この発明の好適な実施形態の波長変換素子の製造方法において、第1強誘電体結晶をLiNbO3結晶とし、第2強誘電体結晶をLiTaO3結晶とするのが好適である。 In the method of manufacturing a wavelength conversion element according to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the first ferroelectric crystal is a LiNbO 3 crystal and the second ferroelectric crystal is a LiTaO 3 crystal.

この発明の好適な実施形態の波長変換素子の製造方法における貼り合わせ工程は、ウエハ常温接合方法によって、第1強誘電体結晶の基板の第1主面と、第2強誘電体結晶の基板の主面とを貼り合わせる工程とするのが好適である。   The bonding step in the method of manufacturing a wavelength conversion element according to a preferred embodiment of the present invention includes a first room temperature bonding method of the first ferroelectric crystal substrate and the second ferroelectric crystal substrate by a wafer room temperature bonding method. It is preferable that the main surface is bonded.

また、この発明の好適な実施形態の波長変換素子の製造方法における貼り合わせ工程は、光学接着剤によって、第1強誘電体結晶の基板の第1主面と、第2強誘電体結晶の基板の主面とを貼り合わせる工程とするのが良い。   Further, the bonding step in the method of manufacturing a wavelength conversion element according to a preferred embodiment of the present invention is performed by using an optical adhesive and the first main surface of the first ferroelectric crystal substrate and the second ferroelectric crystal substrate. It is good to set it as the process of bonding with the main surface.

また、上述の目的を達成するため、この発明の波長変換素子は、電圧印加法によって周期的分極反転構造が形成されたリッジ型光導波路を具えており、このリッジ型光導波路に入射される被波長変換光の波長を周期的分極反転構造に基づくQPMにより変換する波長変換素子であって、以下の特徴を具えている。   In order to achieve the above-described object, the wavelength conversion element of the present invention includes a ridge-type optical waveguide in which a periodic polarization inversion structure is formed by a voltage application method, and a target incident on the ridge-type optical waveguide. A wavelength conversion element that converts the wavelength of wavelength-converted light by a QPM based on a periodically poled structure, and has the following characteristics.

すなわち、この発明の波長変換素子のリッジ型光導波路は、周期的分極反転構造が形成されており、このリッジ型光導波路を構成する第1強誘電体結晶の非線形光学係数の値が、真性の非線形光学定数と等しい値を有していることが特徴である。   That is, the ridge type optical waveguide of the wavelength conversion element of the present invention has a periodically poled structure, and the value of the nonlinear optical coefficient of the first ferroelectric crystal constituting the ridge type optical waveguide is intrinsic. It is characterized by having a value equal to the nonlinear optical constant.

この発明の波長変換素子の製造方法によれば、研磨工程において、第1強誘電体結晶の基板に形成されている複数の溝のうちの一つの溝が予め指標溝として選択され、この指標溝が現れた時点で研磨を終了させるという手法がとられる。このため、指標溝が現れるまでは高速の研磨を実行できる。従って、量産性の要となる研磨工程に要する時間を短縮することが可能であり、量産性に優れた波長変換素子の製造方法となる。   According to the method for manufacturing a wavelength conversion element of the present invention, in the polishing process, one of the plurality of grooves formed in the first ferroelectric crystal substrate is selected in advance as the index groove, and the index groove A technique is adopted in which the polishing is terminated at the point in time when sapphire appears. For this reason, high-speed polishing can be performed until the index groove appears. Therefore, it is possible to shorten the time required for the polishing step, which is a necessity for mass productivity, and a method for manufacturing a wavelength conversion element having excellent mass productivity.

また、この発明の波長変換素子の製造方法によって形成された波長変換素子によれば、屈折率が、第2強誘電体結晶より大きな、第1強誘電体結晶に周期的分極反転構造が作りつけられており、この、第1強誘電体結晶の基板が、第2強誘電体結晶の基板に貼り付けられて、第1強誘電体結晶がリッジ型光導波路として形成される。従って、リッジ部の屈折率がリッジ部を載せている基板部分(第2強誘電体結晶の基板)の屈折率より大きく形成できる。従って、このリッジ型光導波路を伝播する信号光と励起光との光電場の重なる割合が大きくなり、高効率な波長変換を実現することが可能となる。   In addition, according to the wavelength conversion element formed by the method for manufacturing a wavelength conversion element of the present invention, a periodically poled structure is built in the first ferroelectric crystal having a refractive index larger than that of the second ferroelectric crystal. The first ferroelectric crystal substrate is bonded to the second ferroelectric crystal substrate, and the first ferroelectric crystal is formed as a ridge-type optical waveguide. Accordingly, the refractive index of the ridge portion can be formed larger than the refractive index of the substrate portion (the second ferroelectric crystal substrate) on which the ridge portion is mounted. Therefore, the overlapping ratio of the photoelectric field of the signal light propagating through the ridge-type optical waveguide and the excitation light becomes large, and it becomes possible to realize highly efficient wavelength conversion.

また、この発明の波長変換素子の製造方法によれば、電圧印加法によって周期的分極反転構造が形成された第1強誘電体結晶の基板が、第2強誘電体結晶の基板に貼り付けられて、この、第1強誘電体結晶の基板の部分がリッジ部を形成する部材となっている。   Further, according to the method of manufacturing a wavelength conversion element of the present invention, the first ferroelectric crystal substrate on which the periodically domain-inverted structure is formed by the voltage application method is attached to the second ferroelectric crystal substrate. Thus, the substrate portion of the first ferroelectric crystal is a member that forms the ridge portion.

すなわち、この発明の実施形態の波長変換素子の製造方法によって形成された波長変換素子にあっては、リッジ型光導波路を構成する、第1強誘電体結晶は、当該、第1強誘電体結晶の非線形光学係数の値が真性の非線形光学定数と等しい値を有していることとなる。リッジ型光導波路が高い値の非線形光学定数を有していることによって、高効率な波長変換を実現することが可能となる。   That is, in the wavelength conversion element formed by the wavelength conversion element manufacturing method of the embodiment of the present invention, the first ferroelectric crystal constituting the ridge-type optical waveguide is the first ferroelectric crystal. The value of the non-linear optical coefficient is equal to the intrinsic non-linear optical constant. Since the ridge-type optical waveguide has a high value of nonlinear optical constant, highly efficient wavelength conversion can be realized.

従来の製造方法によるリッジ型光導波路を具えた波長変換素子の形成方法についての説明に供する図であり、（A)は第1強誘電体結晶の基板の第1主面に第2強誘電体結晶の基板の主面を貼り合わせる工程の説明に供する図であり、（B)は第2強誘電体結晶の基板をリッジ型光導波路の高さ分だけを残して研磨する工程の説明に供する図であり、（C)はリッジ型光導波路を形成するためのフォトリソグラフィー工程の説明に供する図であり、（D)はエッチングによるリッジ型光導波路の形成工程の説明に供する図である。It is a figure which uses for description about the formation method of the wavelength conversion element provided with the ridge type | mold optical waveguide by the conventional manufacturing method, (A) is a 2nd ferroelectric substance on the 1st main surface of the board | substrate of a 1st ferroelectric crystal It is a figure used for description of the process of bonding the main surface of a crystal | crystallization board | substrate, (B) is provided for description of the process of grind | polishing the 2nd ferroelectric crystal board | substrate, leaving only the height of a ridge type optical waveguide. (C) is a diagram for explaining a photolithography process for forming a ridge-type optical waveguide, and (D) is a diagram for explaining a process for forming a ridge-type optical waveguide by etching. この発明の実施形態のリッジ型光導波路を具えた波長変換素子の形成方法についての説明に供する図であり、周期的分極反転構造が形成された第1強誘電体結晶の基板を示す概略的斜視図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a method of forming a wavelength conversion element including a ridge-type optical waveguide according to an embodiment of the present invention, and is a schematic perspective view showing a first ferroelectric crystal substrate on which a periodically poled structure is formed. FIG. 深さが相異なる複数の溝が形成された第1強誘電体結晶の基板を示す概略的斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing a first ferroelectric crystal substrate on which a plurality of grooves having different depths are formed. 複数の溝が形成された第1強誘電体結晶の基板の第1主面に第2強誘電体結晶の基板の主面を貼り合わせる工程の説明に供する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a process of bonding a main surface of a second ferroelectric crystal substrate to a first main surface of a first ferroelectric crystal substrate in which a plurality of grooves are formed. 第1強誘電体結晶の基板の第1主面に対向する側の第2主面を研磨する工程の説明に供する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a step of polishing a second main surface of the first ferroelectric crystal on the side facing the first main surface of the substrate. この発明の他の実施形態の波長変換素子の製造法の説明に供する図であり、深さが相異なる複数の溝が形成された第1強誘電体結晶の基板を示す概略的斜視図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a method for manufacturing a wavelength conversion element according to another embodiment of the present invention, and is a schematic perspective view showing a substrate of a first ferroelectric crystal in which a plurality of grooves having different depths are formed. . 複数の溝が形成された第1強誘電体結晶の基板の第1主面に第2強誘電体結晶の基板の主面を貼り合わせる工程の説明に供する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a process of bonding a main surface of a second ferroelectric crystal substrate to a first main surface of a first ferroelectric crystal substrate in which a plurality of grooves are formed. 第1強誘電体結晶の基板の第1主面に対向する側の第2主面を研磨する工程の説明に供する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a step of polishing a second main surface of the first ferroelectric crystal on the side facing the first main surface of the substrate. リッジ型光導波路形成領域にレジストマスクを形成する工程の説明に供する図である。It is a figure where it uses for description of the process of forming a resist mask in a ridge type | mold optical waveguide formation area. ドライエッチング法によってリッジ型光導波路が形成された状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which the ridge type | mold optical waveguide was formed by the dry etching method. レジストマスクを除去して完成した波長変換素子の概略的斜視図である。It is a schematic perspective view of the wavelength conversion element completed by removing the resist mask.

まず、波長変換素子の従来の製造方法でリッジ型光導波路を形成するに当たって、低屈折率の強誘電体結晶基板に接合された、QPM構造が形成されている高屈折率の強誘電体結晶基板を、リッジ部の高さまで薄膜化する工程の難しさについて、図1(A)〜図1(D)を参照して明らかにする。そして、図2(A)〜図2(D)及び図3(A)〜図3(F)を参照して、この発明の実施の形態の波長変換素子の製造方法につき説明する。   First, in forming a ridge-type optical waveguide by a conventional method of manufacturing a wavelength conversion element, a high refractive index ferroelectric crystal substrate formed with a QPM structure is bonded to a low refractive index ferroelectric crystal substrate. With reference to FIG. 1 (A) to FIG. 1 (D), the difficulty of the process of thinning the film to the height of the ridge portion will be clarified. A method for manufacturing the wavelength conversion element according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (D) and FIGS. 3 (A) to 3 (F).

各図は、この発明に係る一構成例を図示するものであり、この発明が理解できる程度に各構成要素の断面形状や配置関係等を概略的に示しているに過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の材料および条件等を用いることがあるが、これら材料および条件は好適例の一つに過ぎず、したがって、何らこれらに限定されない。また、各図において同様の構成要素については、同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。   Each drawing shows an example of the configuration according to the present invention, and only schematically shows the cross-sectional shape and the arrangement relationship of each component to the extent that the present invention can be understood. It is not limited to the examples shown. In the following description, specific materials and conditions may be used. However, these materials and conditions are only one of preferred examples, and are not limited to these. Moreover, in each figure, the same component is shown with the same number, and the overlapping description may be omitted.

＜従来の波長変換素子の製造方法＞
図1(A)〜図1(D)を参照して、従来の製造方法によるリッジ型光導波路を具えた波長変換素子の形成方法について説明する。図1(A)〜図1(D)は従来の製造方法によるリッジ型光導波路を具えた波長変換素子の形成方法についての説明に供する図であり、図1(A)は第1強誘電体結晶の基板12の第1主面12aに第2強誘電体結晶の基板10の主面10aを貼り合わせる工程の説明に供する図であり、図1(B)は第1強誘電体結晶の基板12をリッジ型光導波路の高さ分だけを残して研磨する工程の説明に供する図であり、図1(C)はリッジ型光導波路を形成するためのフォトリソグラフィー工程の説明に供する図であり、図1(D)はエッチングによるリッジ型光導波路の形成工程の説明に供する図である。 <Conventional Method for Manufacturing Wavelength Conversion Element>
With reference to FIGS. 1A to 1D, a method of forming a wavelength conversion element having a ridge-type optical waveguide according to a conventional manufacturing method will be described. 1 (A) to 1 (D) are diagrams for explaining a method for forming a wavelength conversion element having a ridge-type optical waveguide according to a conventional manufacturing method, and FIG. 1 (A) is a diagram illustrating a first ferroelectric substance. FIG. 1B is a diagram for explaining a process of bonding the main surface 10a of the second ferroelectric crystal substrate 10 to the first main surface 12a of the crystal substrate 12, FIG. 1 (B) is a substrate of the first ferroelectric crystal FIG. 1C is a diagram for explaining a photolithography process for forming a ridge-type optical waveguide. FIG. 1D is a diagram for explaining a process for forming a ridge-type optical waveguide by etching.

図1(A)に示すように、第1強誘電体結晶の基板12は、自発分極の向きに直交する平面(z面)でカットされた、平行平板でかつ単一ドメインの強誘電体結晶基板であって周期的分極反転構造が作り付けられている。この周期的分極反転構造は、周知の電圧印加法によって形成することが可能である。   As shown in FIG. 1 (A), the first ferroelectric crystal substrate 12 is a parallel plate and single domain ferroelectric crystal cut along a plane (z-plane) orthogonal to the direction of spontaneous polarization. A periodic polarization inversion structure is formed on the substrate. This periodic domain-inverted structure can be formed by a known voltage application method.

すなわち、zカットの第1強誘電体結晶の基板12には、周期がΛである周期的分極反転構造が作りつけられている。信号光及びポンプ光の波長に応じてこの周期ΛがQPM条件(波長変換の条件)を満たすように設定されている。図1(A)では、第1強誘電体結晶の基板12の結晶方位を示すために、右側に結晶軸のx軸、y軸及びz軸を示してある。自発分極の方向はz軸方向であり、カット面である第1主面12a及び第2主面12bはx-y平面に平行な平面である。また、第1強誘電体結晶の基板12の厚みT1は、周期的分極反転構造を形成するための電圧印加工程等においてはその強度を確保するために300〜500μmに設定されている。 That is, a periodic domain-inverted structure having a period of Λ is formed on the substrate 12 of the z-cut first ferroelectric crystal. The period Λ is set so as to satisfy the QPM condition (wavelength conversion condition) according to the wavelengths of the signal light and the pump light. In FIG. 1A, in order to show the crystal orientation of the substrate 12 of the first ferroelectric crystal, the x-axis, y-axis and z-axis of the crystal axis are shown on the right side. The direction of spontaneous polarization is the z-axis direction, and the first main surface 12a and the second main surface 12b, which are cut surfaces, are planes parallel to the xy plane. Further, the thickness T 1 of the substrate 12 of the first ferroelectric crystal is set to 300 to 500 μm in order to ensure the strength in the voltage application process for forming the periodic domain-inverted structure.

図1(A)〜図1(D)において、第1強誘電体結晶の基板12に形成された周期的分極反転構造を視覚的に示すために、自発分極の向きを矢印によって示してある。   In FIG. 1 (A) to FIG. 1 (D), the direction of spontaneous polarization is indicated by arrows in order to visually show the periodic polarization inversion structure formed on the substrate 12 of the first ferroelectric crystal.

第1強誘電体結晶の基板12の第1主面12aは、第1強誘電体結晶より屈折率の小さい第2強誘電体結晶の基板10の主面10aと張り合わせられている。   The first main surface 12a of the first ferroelectric crystal substrate 12 is bonded to the main surface 10a of the second ferroelectric crystal substrate 10 having a refractive index smaller than that of the first ferroelectric crystal.

この第1強誘電体結晶の基板12は、図1(B)に示すように、第2主面12bから研磨してその厚みをリッジ型光導波路の厚みT2まで薄くする工程が実施される。厚みT2は、3〜5μmである。すなわち、第1強誘電体結晶の基板12を研磨する工程では、厚みT1＝300〜500μmから厚みT2＝3〜5μmまで、研磨開始の時点での厚みT1の100分の1に相当する厚みT2まで研磨される。この研磨工程では、全体の99％を研磨して1％を残すという、研磨終了時点を見極めることの難しい研磨が実行されることとなる。 As shown in FIG. 1 (B), the first ferroelectric crystal substrate 12 is polished from the second main surface 12b to reduce its thickness to the thickness T 2 of the ridge-type optical waveguide. . The thickness T 2 are a 3 to 5 [mu] m. That is, in the step of polishing the substrate 12 of the first ferroelectric crystal, the thickness T 1 = 300 to 500 μm to the thickness T 2 = 3 to 5 μm, which corresponds to 1 / 100th of the thickness T 1 at the start of polishing. It is polished to a thickness T 2 that. In this polishing step, 99% of the whole is polished and 1% is left, and polishing that is difficult to determine when the polishing is completed is executed.

そこで、この研磨工程では、一旦、第1強誘電体結晶の基板12の研磨開始の時点での厚みの10分の1の厚みまで高速研磨し、残りをリッジ型光導波路の厚みT2まで低速研磨をするという手法がとられる。しかしながら、前段工程である高速研磨においては、過剰に研磨されて第1強誘電体結晶の基板12の全てが研磨しつくされてしまうことがないように、高速研磨をたびたび中断して、第1強誘電体結晶の基板12の厚みを検証するための計測を行う必要がある。すなわち、第1強誘電体結晶の基板12に対する研磨工程を短時間で実行する技術は確立されていない。 Therefore, in this polishing step, the first ferroelectric crystal substrate 12 is polished at a high speed to a thickness of 1/10 of the thickness at the start of polishing, and the rest is slowly reduced to the thickness T 2 of the ridge-type optical waveguide. A technique of polishing is taken. However, in the high-speed polishing that is the preceding step, the high-speed polishing is frequently interrupted so that the entire substrate 12 of the first ferroelectric crystal is not completely polished and polished. It is necessary to perform measurement for verifying the thickness of the substrate 12 of the ferroelectric crystal. That is, a technique for executing the polishing process of the first ferroelectric crystal on the substrate 12 in a short time has not been established.

第1強誘電体結晶の基板12をリッジ型光導波路の厚みT2まで研磨する工程が終了したら、図1(C)に示すように、リッジ型光導波路を形成する箇所にレジストマスク14を構成する。レジストマスク14の形成は、周知のフォトリソグラフィーによって実現が可能である。 When the process of polishing the substrate 12 of the first ferroelectric crystal to the thickness T 2 of the ridge-type optical waveguide is completed, a resist mask 14 is formed at the location where the ridge-type optical waveguide is formed, as shown in FIG. To do. The formation of the resist mask 14 can be realized by well-known photolithography.

リッジ型光導波路を構成するには、レジストマスク14が形成された第1強誘電体結晶の基板12の第2主面12bから、ドライエッチング法等の周知の方法が利用可能である。図1(D)は、ドライエッチング法によってリッジ型光導波路が形成された状態を示している。図1(D)では、リッジ型光導波路を見やすくするために拡大して示してある。従って、図1(B)及び図1(C)に示す第1強誘電体結晶の基板12の厚みT2が、図1(D)では厚く示してあるが、図1(B)及び図1(C)に示す第1強誘電体結晶の基板12の厚みT2と図1(D)に示すリッジ型光導波路の高さに相当するT2の値は同一であり、互いに異なっているわけではない。 In order to configure the ridge-type optical waveguide, a known method such as a dry etching method can be used from the second main surface 12b of the first ferroelectric crystal substrate 12 on which the resist mask 14 is formed. FIG. 1 (D) shows a state in which a ridge type optical waveguide is formed by a dry etching method. In FIG. 1 (D), the ridge type optical waveguide is shown enlarged for easy viewing. Accordingly, the thickness T 2 of the first ferroelectric crystal substrate 12 shown in FIGS. 1 (B) and 1 (C) is shown thick in FIG. 1 (D), but FIG. 1 (B) and FIG. The thickness T 2 of the first ferroelectric crystal substrate 12 shown in (C) and the value of T 2 corresponding to the height of the ridge-type optical waveguide shown in FIG. is not.

図1(D)に示すように、リッジ型光導波路を構成する工程が終了した後、図示は省略してあるが、レジストマスク14を除去する処理をすることによって、波長変換素子が完成する。   As shown in FIG. 1D, after the step of forming the ridge-type optical waveguide is completed, the wavelength conversion element is completed by performing a process of removing the resist mask 14 although illustration is omitted.

以上説明した方法で形成された波長変換素子によれば、屈折率が第2強誘電体結晶より大きな第1強誘電体結晶に周期的分極反転構造が作りつけられており、この、第1強誘電体結晶の基板12が、第2強誘電体結晶の基板10に貼り付けられて、第1強誘電体結晶がリッジ型光導波路として形成される。図1(A)〜図1(D)を参照して説明した方法で製造された波長変換素子は、上述したように高い波長変換効率を実現することが可能となる。   According to the wavelength conversion element formed by the method described above, the periodically poled structure is formed in the first ferroelectric crystal having a refractive index larger than that of the second ferroelectric crystal. The dielectric crystal substrate 12 is attached to the second ferroelectric crystal substrate 10 to form the first ferroelectric crystal as a ridge type optical waveguide. The wavelength conversion element manufactured by the method described with reference to FIGS. 1A to 1D can achieve high wavelength conversion efficiency as described above.

＜この発明の実施形態の波長変換素子の製造方法＞
図2(A)〜図2(D)を参照して、この発明の実施形態のリッジ型光導波路を具えた波長変換素子の製造方法について説明する。図2(A)〜図2(D)はこの発明の実施形態のリッジ型光導波路を具えた波長変換素子の製造方法についての説明に供する図であり、図2(A)は周期的分極反転構造が形成された第1強誘電体結晶の基板20を示す概略的斜視図であり、図2(B)は深さが相異なる複数の溝24-1〜24-5が形成された第1強誘電体結晶の基板22を示す概略的斜視図であり、図2(C)は複数の溝24-1〜24-5が形成された第1強誘電体結晶の基板22の第1主面22aに第2強誘電体結晶の基板28の主面28aを貼り合わせる工程の説明に供する図であり、図2(D)は第1強誘電体結晶の基板22の第1主面22aに対向する側の第2主面22bを研磨する工程の説明に供する図である。 <The manufacturing method of the wavelength conversion element of this embodiment>
With reference to FIG. 2 (A) to FIG. 2 (D), a method of manufacturing a wavelength conversion element having a ridge type optical waveguide according to an embodiment of the present invention will be described. FIGS. 2 (A) to 2 (D) are diagrams for explaining a method of manufacturing a wavelength conversion device including a ridge-type optical waveguide according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (A) is a periodic polarization inversion. FIG. 2 is a schematic perspective view showing a first ferroelectric crystal substrate 20 with a structure formed, and FIG. 2 (B) shows a first in which a plurality of grooves 24-1 to 24-5 having different depths are formed. FIG. 2C is a schematic perspective view showing a ferroelectric crystal substrate 22, and FIG.2 (C) is a first main surface of the first ferroelectric crystal substrate 22 in which a plurality of grooves 24-1 to 24-5 are formed. FIG. 2D is a diagram for explaining the process of bonding the main surface 28a of the second ferroelectric crystal substrate 28 to 22a, and FIG. 2 (D) is opposed to the first main surface 22a of the first ferroelectric crystal substrate 22. FIG. 6 is a diagram for explaining a step of polishing the second main surface 22b on the side to be performed.

図2(A)に示すように、第1強誘電体結晶の基板20は、自発分極の向きに直交する平面(z面)でカットされた、平行平板でかつ単一ドメインの強誘電体結晶基板であって周期的分極反転構造が作り付けられている。この周期的分極反転構造は、周知の電圧印加法（例えば、特許第3999362号公報、特開2003-330053号公報、特開2006-234939号公報参照）によって形成することが可能である。   As shown in FIG. 2 (A), the first ferroelectric crystal substrate 20 is a parallel plate and single domain ferroelectric crystal cut along a plane (z plane) orthogonal to the direction of spontaneous polarization. A periodic polarization inversion structure is formed on the substrate. This periodic domain-inverted structure can be formed by a known voltage application method (see, for example, Japanese Patent No. 3999362, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-330053, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-234939).

すなわち、zカットの第1強誘電体結晶の基板20には、周期がΛである周期的分極反転構造が作りつけられている。図2(A)では、第1強誘電体結晶の基板20の結晶方位を示すために、右側に結晶軸のx軸、y軸及びz軸を示してある。自発分極の方向はz軸方向であり、カット面である第1主面20a及び第2主面20bはx-y平面に平行な平面である。また、第1強誘電体結晶の基板20の厚みT1は、300〜500μmである。 That is, the z-cut first ferroelectric crystal substrate 20 is provided with a periodic domain-inverted structure having a period Λ. In FIG. 2A, in order to show the crystal orientation of the substrate 20 of the first ferroelectric crystal, the x-axis, y-axis and z-axis of the crystal axis are shown on the right side. The direction of spontaneous polarization is the z-axis direction, and the first main surface 20a and the second main surface 20b, which are cut surfaces, are planes parallel to the xy plane. The thickness T 1 of the first ferroelectric crystal substrate 20 is 300 to 500 μm.

図2(B)に示す、第1強誘電体結晶の基板22は、図2(A)に示した第1強誘電体結晶の基板20の第1主面20aに深さが相異なる複数の溝24-1〜24-5が形成された第1強誘電体結晶の基板である。第1強誘電体結晶の基板22の第1主面22aに形成された溝24-1〜24-5のそれぞれの深さはt1〜t5である。第1主面22aに溝24-1〜24-5が形成されることによってリッジ26-1〜26-4が形成される。 The substrate 22 of the first ferroelectric crystal shown in FIG. 2 (B) has a plurality of different depths on the first main surface 20a of the substrate 20 of the first ferroelectric crystal shown in FIG. This is a substrate of the first ferroelectric crystal in which the grooves 24-1 to 24-5 are formed. Each of the depth of the first main surface 22a in a groove formed 24-1 to 24-5 of the substrate 22 of the first ferroelectric substance crystals is t 1 ~t 5. Ridges 26-1 to 26-4 are formed by forming grooves 24-1 to 24-5 in the first main surface 22a.

図2(B)及び後述する図2(C)及び図2(D)においては、第1強誘電体結晶の基板22に形成された周期的分極反転構造を視覚的に示すための自発分極の向きを表す矢印を省略してある。   In FIG. 2 (B) and FIGS. 2 (C) and 2 (D), which will be described later, the spontaneous polarization for visually showing the periodic polarization inversion structure formed on the substrate 22 of the first ferroelectric crystal. The arrow indicating the direction is omitted.

第1強誘電体結晶の基板22の第1主面22aに溝24-1〜24-5を形成するには、ダイシングソー等によって機械的に加工する方法、あるいはドライエッチングによる方法等、周知の技術を適宜利用することが可能である。溝24-1〜24-5は、指標溝として以下のように利用される。   In order to form the grooves 24-1 to 24-5 on the first main surface 22a of the first ferroelectric crystal substrate 22, a method of mechanical processing with a dicing saw or the like, a method by dry etching, or the like is known. The technology can be used as appropriate. The grooves 24-1 to 24-5 are used as index grooves as follows.

第1強誘電体結晶の基板22の第1主面22aに形成される溝24-1〜24-5のそれぞれの深さt1〜t5は、この溝24-1〜24-5が加工されることによって形成されるリッジ26-1〜26-4のいずれをリッジ型光導波路として利用するか、あるいは一般的にリッジ型光導波路の高さを幾らに設定するかによって決定される。 The depths t 1 to t 5 of the grooves 24-1 to 24-5 formed in the first main surface 22a of the first ferroelectric crystal substrate 22 are processed by the grooves 24-1 to 24-5. This is determined depending on which of the ridges 26-1 to 26-4 formed as a ridge type optical waveguide is used, or generally how much the height of the ridge type optical waveguide is set.

ここで、t5＜t4＜t3＜t2＜t1であるとして、リッジ型光導波路の高さをTに設定する場合を説明する。リッジ型光導波路の高さTをt5＜T＜t4に設定する場合、後述する研磨工程において、溝24-4が現れた時点で研磨工程を終了すればよい。この場合は溝24-4が指標溝として利用されている。また、t4＜T＜t3に設定する場合には、溝24-3が現れた時点で研磨工程を終了すればよい。この場合は溝24-3が指標溝として利用されている。 Here, assuming that t 5 <t 4 <t 3 <t 2 <t 1 , the case where the height of the ridge-type optical waveguide is set to T will be described. When the height T of the ridge-type optical waveguide is set to t 5 <T <t 4 , the polishing process may be terminated when the groove 24-4 appears in the polishing process described later. In this case, the groove 24-4 is used as an index groove. When t 4 <T <t 3 is set, the polishing process may be terminated when the groove 24-3 appears. In this case, the groove 24-3 is used as an index groove.

溝24-4が現れた時点で研磨工程を終了すればリッジ26-1〜26-3の3つのリッジが形成され、それぞれのリッジは、高さがTであるリッジ型光導波路として機能することとなる。また、溝24-3が現れた時点で研磨工程を終了すればリッジ26-1及び26-2の2つのリッジが形成され、それぞれのリッジは、高さがTであるリッジ型光導波路として機能することとなる。すなわち、構成するリッジ型光導波路の本数と、形成すべきリッジ型光導波路の高さTが決定されれば、形成すべき溝の本数及びそれぞれの深さが決定される。   If the polishing process is finished when the groove 24-4 appears, three ridges 26-1 to 26-3 are formed, and each ridge functions as a ridge type optical waveguide having a height T. It becomes. If the polishing process is finished when the groove 24-3 appears, two ridges 26-1 and 26-2 are formed, and each ridge functions as a ridge optical waveguide having a height T. Will be. That is, if the number of ridge-type optical waveguides to be formed and the height T of the ridge-type optical waveguide to be formed are determined, the number of grooves to be formed and their respective depths are determined.

また、後述するように、必ずしもリッジ26-1〜26-3等をリッジ型光導波路として利用しなくとも良い。この場合は、溝24-1〜24-5のそれぞれが単に指標溝としてのみ利用され、研磨工程の終了時を確定すること、すなわち光導波路が具えるリッジ型光導波路の高さTを確定することにのみ利用されることとなる。   Further, as will be described later, the ridges 26-1 to 26-3 and the like are not necessarily used as the ridge type optical waveguide. In this case, each of the grooves 24-1 to 24-5 is used only as an index groove, and the end of the polishing process is determined, that is, the height T of the ridge type optical waveguide provided in the optical waveguide is determined. Will be used only for that.

図2(C)を参照して、第1強誘電体結晶の基板22の第1主面22aと、第1強誘電体結晶より屈折率の小さい第2強誘電体結晶の基板28の主面28aとを貼り合わせる工程について説明する。   Referring to FIG. 2C, the first main surface 22a of the first ferroelectric crystal substrate 22 and the main surface of the second ferroelectric crystal substrate 28 having a smaller refractive index than the first ferroelectric crystal. The process of bonding 28a will be described.

張り合わせ工程で利用される第1の方法は常温接合法である（例えば、非特許文献「常温接合の原理と特徴」［平成21年7月24日検索］インターネット＜URL: http://www.mhi.co.jp/products/pdf/wafer_bonding_machine_01.pdf＞参照）。   The first method used in the bonding process is a room temperature bonding method (for example, non-patent document “Principles and Features of Room Temperature Bonding” [searched July 24, 2009] Internet <URL: http: // www. mhi.co.jp/products/pdf/wafer_bonding_machine_01.pdf>).

常温接合法とは、接合するそれぞれの平面を真空中でイオンビーム照射することによる活性化を実現する表面活性化法を実行して、これら両表面を常温で接触させることで接合を行う方法である。ここでは、接合する表面である第1強誘電体結晶の基板22の第1主面22aと第2強誘電体結晶の基板28の主面28aとに対して、真空中でイオンビームを照射して表面活性化を行う。表面活性化を行った後、両主面を接触させれば接合が完了する。   The room-temperature bonding method is a method of performing surface activation that realizes activation by irradiating each plane to be bonded with an ion beam in a vacuum and bringing these two surfaces into contact at room temperature to perform bonding. is there. Here, the first main surface 22a of the first ferroelectric crystal substrate 22 and the main surface 28a of the second ferroelectric crystal substrate 28, which are the surfaces to be joined, are irradiated with an ion beam in a vacuum. To activate the surface. After surface activation, bonding is completed by bringing both main surfaces into contact with each other.

常温接合法によれば、接合を行う際に加熱あるいはアニール処理が行われず常温で接合されるので、接合面に熱歪が発生しないという利点がある。また、常温接着法は常温で接着が行われる方法であるので、接合する材料表面の加熱及び冷却が不要であり張り合わせ工程に要する時間が短くて済むのが特長である。   According to the room temperature bonding method, there is an advantage that no thermal strain is generated on the bonding surface because the bonding is performed at room temperature without performing heating or annealing when bonding. Further, since the room temperature bonding method is a method in which bonding is performed at room temperature, it is not necessary to heat and cool the surfaces of the materials to be joined, and the time required for the bonding process is short.

また、常温接着法によれば、接合される表面同士は結晶中と同様に原子どうしの結合手によって結合されることによって接合されるので、接合面に第3の物質が介在しないという特長がある。すなわち、常温接合法によれば、接合に使われる接着剤を必要としないので接着剤の屈折率の影響を考慮する必要がない。   In addition, according to the room temperature adhesion method, the surfaces to be joined are joined together by bonds between atoms in the same manner as in the crystal, so there is a feature that no third substance is present on the joining surface. . That is, according to the room temperature bonding method, an adhesive used for bonding is not required, and therefore it is not necessary to consider the influence of the refractive index of the adhesive.

張り合わせ工程で利用される第2の方法は光学接着剤を用いる接着方法である（例えば、非特許文献「光学接着剤」［平成21年7月24日検索］インターネット＜URL: http://keytech.ntt-at.co.jp/optic2/prd_1001.html＞参照））。   The second method used in the bonding process is an adhesive method using an optical adhesive (for example, non-patent document “optical adhesive” [searched July 24, 2009] Internet <URL: http: // keytech .ntt-at.co.jp / optic2 / prd_1001.html>)).

光学接着剤としては、エポキシを主成分とする熱硬化樹脂性接着剤あるいはアクリレートを主成分とする紫外線硬化樹脂性接着剤を適宜利用することが可能である。これら光学接着剤は、その屈折率を1.33〜1.70の範囲において、±0.005の精度で制御可能である製品が市販されているので、張り合わせ工程においてこの市販品を適宜利用することが可能である。   As the optical adhesive, a thermosetting resin adhesive mainly composed of epoxy or an ultraviolet curable resin adhesive mainly composed of acrylate can be appropriately used. As these optical adhesives, products whose refractive index can be controlled with an accuracy of ± 0.005 in the range of 1.33 to 1.70 are commercially available. Therefore, these commercially available products can be appropriately used in the bonding step.

接着剤の屈折率を第1強誘電体結晶あるいは第2強誘電体結晶の屈折率に等しく調合することによって、第1強誘電体結晶の基板22の第1主面22aと第2強誘電体結晶の基板28の主面28aとの界面には、光学的には接着剤が存在しない場合と同一の状態を実現することができる。   The first principal surface 22a of the substrate 22 of the first ferroelectric crystal and the second ferroelectric are prepared by making the refractive index of the adhesive equal to the refractive index of the first ferroelectric crystal or the second ferroelectric crystal. Optically, the same state as when no adhesive is present can be realized at the interface with the main surface 28a of the crystal substrate 28.

すなわち、第1強誘電体結晶の基板22は、波長変換素子として完成された時点でリッジ型光導波路の構成部分となる。従って、リッジ型光導波路を伝播する信号光、ポンプ光及び波長変換光は、接着剤の存在に依存することなくその伝播モードが決定され、このリッジ型光導波路を伝播する信号光と励起光との光電場の重なる割合を大きく確保することが可能となる。   That is, the substrate 22 of the first ferroelectric crystal becomes a constituent part of the ridge type optical waveguide when it is completed as a wavelength conversion element. Therefore, the propagation mode of the signal light, the pump light, and the wavelength converted light propagating through the ridge optical waveguide is determined without depending on the presence of the adhesive, and the signal light and the excitation light propagating through the ridge optical waveguide It is possible to ensure a large ratio of overlapping of the photoelectric fields.

なお、接着剤の屈折率を第1強誘電体結晶あるいは第2強誘電体結晶の屈折率に等しく調合することは必ずしも必須の要件ではない。接着剤の屈折率が第1及び第2強誘電体結晶のいずれの屈折率とも等しくなくとも、波長変換効率を大きく下げるものではない。しかしながら、接着剤の屈折率を第1強誘電体結晶あるいは第2強誘電体結晶の屈折率に等しく設定された場合が最も波長変換効率を大きくできる。   Note that it is not always necessary to prepare the adhesive with a refractive index equal to that of the first ferroelectric crystal or the second ferroelectric crystal. Even if the refractive index of the adhesive is not equal to any of the refractive indexes of the first and second ferroelectric crystals, the wavelength conversion efficiency is not greatly reduced. However, the wavelength conversion efficiency can be maximized when the refractive index of the adhesive is set equal to the refractive index of the first ferroelectric crystal or the second ferroelectric crystal.

図2(D)を参照して、第1強誘電体結晶の基板22の第2主面22bから研磨を開始して研磨終了面22cに到達するまでの研磨工程について説明する。   With reference to FIG. 2 (D), a description will be given of the polishing process from the start of polishing from the second main surface 22b of the first ferroelectric crystal substrate 22 to the arrival of the polishing end surface 22c.

第1強誘電体結晶の基板22は、図2(D)に示すように、第2主面22bから研磨してその厚みをリッジ型光導波路の厚みTまで薄くし、研磨終了面22cに到達するまで研磨される。   As shown in FIG. 2 (D), the first ferroelectric crystal substrate 22 is polished from the second main surface 22b to reduce its thickness to the thickness T of the ridge-type optical waveguide, and reaches the polishing end surface 22c. Polished until

図2(D)に示す研磨工程では、リッジ型光導波路の高さTをt5＜T＜t4に設定された場合を想定して示してある。従って、溝24-4が現れた時点で研磨工程が終了されている。溝24-4が現れたことが確認されてから、完全に研磨処理を終了させるまでは僅かな時間が必要であるので、厳密にはT≠t4であるが、Tをt5＜T＜t4で与えられる範囲内に収めることは充分に可能である。 In the polishing step shown in FIG. 2 (D), the case where the height T of the ridge-type optical waveguide is set to t 5 <T <t 4 is shown. Therefore, the polishing process is completed when the groove 24-4 appears. Since it takes a short time until the polishing process is completely finished after it is confirmed that the groove 24-4 appears, strictly speaking, T ≠ t 4 but T is set to t 5 <T < be kept within the range given by t 4 is sufficiently possible.

図2(A)〜図2(D)を参照して説明したこの発明の実施形態の波長変換素子の製造方法によれば、リッジ26-1〜26-3の3つのリッジが形成され、それぞれのリッジは、高さがTであるリッジ型光導波路として機能する。すなわち、リッジ26-1〜26-3の3つのリッジのいずれか一つを含むようにダイシング等の手法で切り分ければ、リッジ型光導波路を含む独立した波長変換素子が製造される。勿論、リッジ26-1〜26-3の3つのリッジをリッジ型光導波路として含む、3つの波長変換素子が集積された複合型の波長変換素子として利用しても良い。   According to the method for manufacturing the wavelength conversion element of the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (D), three ridges 26-1 to 26-3 are formed, respectively. The ridge functions as a ridge type optical waveguide having a height T. That is, if the ridges 26-1 to 26-3 are separated by a technique such as dicing so as to include any one of the three ridges 26-1 to 26-3, an independent wavelength conversion element including the ridge type optical waveguide is manufactured. Of course, it may be used as a composite wavelength conversion element in which three wavelength conversion elements including three ridges 26-1 to 26-3 as ridge type optical waveguides are integrated.

図3(A)〜図3(F)を参照して、リッジ型光導波路を具えるこの発明の他の実施形態の波長変換素子の製造方法について説明する。図3(A)〜図3(F)は、この発明の他の実施形態の波長変換素子の製造法の説明に供する図であり、図3(A)は深さが相異なる複数の溝34-1〜34-5が形成された第1強誘電体結晶の基板32を示す概略的斜視図であり、図3(B)は複数の溝34-1〜34-5が形成された第1強誘電体結晶の基板32の第1主面32aに第2強誘電体結晶の基板38の主面38aを貼り合わせる工程の説明に供する図であり、図3(C)は第1の強誘電体結晶の基板32の第1主面32aに対向する側の第2主面32bを研磨する工程の説明に供する図であり、図3(D)は溝34-1〜34-5が形成された部分以外の領域であってリッジ型光導波路形成領域40にレジストマスク42を形成する工程の説明に供する図であり、図3(E)はドライエッチング法によってリッジ型光導波路が形成された状態を示す図であり、図3(F)はレジストマスク42を除去して完成した波長変換素子の概略的斜視図である。   With reference to FIG. 3 (A) to FIG. 3 (F), a method of manufacturing a wavelength conversion element according to another embodiment of the present invention having a ridge type optical waveguide will be described. 3 (A) to 3 (F) are diagrams for explaining a method of manufacturing a wavelength conversion element according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 (A) shows a plurality of grooves 34 having different depths. FIG. 3B is a schematic perspective view showing a substrate 32 of a first ferroelectric crystal in which -1 to 34-5 are formed, and FIG. 3B is a first view in which a plurality of grooves 34-1 to 34-5 are formed. FIG. 3C is a diagram for explaining a process of bonding the main surface 38a of the second ferroelectric crystal substrate 38 to the first main surface 32a of the ferroelectric crystal substrate 32, and FIG. FIG. 3D is a diagram for explaining a process of polishing the second main surface 32b of the body crystal substrate 32 on the side facing the first main surface 32a, and FIG. 3 (D) shows grooves 34-1 to 34-5 formed. FIG. 3E is a diagram for explaining the process of forming the resist mask 42 in the ridge-type optical waveguide formation region 40 in a region other than the portion where the ridge-type optical waveguide is formed. FIG. 3 (F) shows the resist mask 42 removed. It is a schematic perspective view of a wavelength conversion device form.

図3(A)〜図3(C)に示す図は、それぞれ上述の図2(B)、図2(C)及び図2(D)に対応する図であり、同一の工程についての説明に供する図である。従って、図2(C)及び図2(D)を参照して行った説明を繰り返さず、要点のみについて以下に記載する。   3 (A) to 3 (C) are diagrams corresponding to FIGS. 2 (B), 2 (C), and 2 (D), respectively, and are for explaining the same steps. FIG. Accordingly, the description made with reference to FIGS. 2C and 2D will not be repeated, and only the main points will be described below.

図3(A)に示す、第1強誘電体結晶の基板32は、深さが相異なる複数の溝34-1〜34-5が形成された第1強誘電体結晶の基板である。溝34-1〜34-5のそれぞれの深さは上述の溝24-1〜24-5と同一である。第1主面32aに溝34-1〜34-5が形成されることによってリッジ36-1〜36-4が形成される。   The substrate 32 of the first ferroelectric crystal shown in FIG. 3A is a substrate of the first ferroelectric crystal in which a plurality of grooves 34-1 to 34-5 having different depths are formed. The depths of the grooves 34-1 to 34-5 are the same as those of the above-described grooves 24-1 to 24-5. Ridges 36-1 to 36-4 are formed by forming grooves 34-1 to 34-5 on the first main surface 32a.

図3(B)及び後述する図3(C)〜図3(F)においても、図2(B)から図2(D)と同様に、第1強誘電体結晶の基板32に形成された周期的分極反転構造を視覚的に示すための自発分極の向きを表す矢印を省略してある。   Also in FIG. 3 (B) and FIGS. 3 (C) to 3 (F) described later, as in FIGS. 2 (B) to 2 (D), the first ferroelectric crystal was formed on the substrate 32. An arrow indicating the direction of spontaneous polarization for visually indicating the periodic polarization reversal structure is omitted.

溝34-4が現れた時点で研磨工程を終了すればリッジ36-1〜36-3の3つのリッジが形成され、それぞれのリッジは、高さがTであるリッジ型光導波路として機能することとなる。   If the polishing process is finished when the groove 34-4 appears, three ridges of ridges 36-1 to 36-3 are formed, and each ridge functions as a ridge type optical waveguide having a height T. It becomes.

図3(B)に示すように、第1強誘電体結晶の基板32の第1主面32aと、第1強誘電体結晶より屈折率の小さい第2強誘電体結晶の基板38の主面38aとは、常温接合法あるいは光学接着剤を用いた接着方法によって張り合わせられる。   As shown in FIG. 3B, the first main surface 32a of the first ferroelectric crystal substrate 32 and the main surface of the second ferroelectric crystal substrate 38 having a refractive index smaller than that of the first ferroelectric crystal. 38a is bonded by a room temperature bonding method or an adhesive method using an optical adhesive.

第1強誘電体結晶の基板32は、第2主面32bから研磨してその厚みをリッジ型光導波路の厚みTまで薄くし、研磨終了面32cに到達するまで研磨される。図3(C)に示す研磨工程では、リッジ型光導波路の高さTをt5＜T＜t4に設定された場合を想定して示してある。 The substrate 32 of the first ferroelectric crystal is polished from the second main surface 32b to reduce its thickness to the thickness T of the ridge-type optical waveguide, and is polished until it reaches the polishing end surface 32c. In the polishing step shown in FIG. 3C, the case where the height T of the ridge-type optical waveguide is set to t 5 <T <t 4 is shown.

図3(D)に示すように、溝34-1〜34-5が形成された部分以外の領域であってリッジ型光導波路形成領域40にレジストマスク42を形成する。ここでは、溝34-1〜34-5が形成された領域は、形成すべきリッジ型光導波路の高さがTになるように、第1強誘電体結晶の基板32の第2主面32bの研磨処理工程の終了時点を確定させるために利用される。そして、研磨工程が終了した時点で形成されるリッジ36-1〜36-3をリッジ型光導波路として利用することは意図されていない。   As shown in FIG. 3D, a resist mask 42 is formed in the ridge-type optical waveguide forming region 40 in a region other than the portion where the grooves 34-1 to 34-5 are formed. Here, in the region where the grooves 34-1 to 34-5 are formed, the second main surface 32b of the first ferroelectric crystal substrate 32 is set so that the height of the ridge-type optical waveguide to be formed is T. This is used to determine the end point of the polishing process. And it is not intended to use the ridges 36-1 to 36-3 formed when the polishing process is completed as a ridge type optical waveguide.

第1強誘電体結晶の基板32のリッジ型光導波路形成領域40を充分に広く取れるように設計しておけば、リッジ型光導波路形成領域40だけを切り出して、リッジ型光導波路を具える波長変換素子を形成するための専用基板とすることが可能である。このように、リッジ型光導波路形成領域40だけが切り出された基板を用いて波長変換素子を製造すれば、溝34-1〜34-5の存在に依存することなく、自由な形状の波長変換素子を製造することが可能となる。   If the ridge-type optical waveguide formation region 40 of the first ferroelectric crystal substrate 32 is designed to be sufficiently wide, only the ridge-type optical waveguide formation region 40 is cut out to provide a wavelength including the ridge-type optical waveguide. It is possible to provide a dedicated substrate for forming the conversion element. In this way, if a wavelength conversion element is manufactured using a substrate from which only the ridge-type optical waveguide forming region 40 is cut, wavelength conversion of a free shape can be performed without depending on the presence of the grooves 34-1 to 34-5. An element can be manufactured.

例えば、リッジ型光導波路が、その幅が一様ではなく導波方向に沿って順に広さが変化する等の特殊な形状の光導波路とすることも可能である。   For example, the ridge-type optical waveguide can be an optical waveguide having a special shape such that the width is not uniform but the width changes in order along the waveguide direction.

図3(D)に示すように、リッジ型光導波路を形成する箇所にレジストマスク42を形成する。レジストマスク42の形成は、周知のフォトリソグラフィーによって実現が可能である。   As shown in FIG. 3D, a resist mask 42 is formed at a location where a ridge type optical waveguide is to be formed. The formation of the resist mask 42 can be realized by well-known photolithography.

図3(E)は、ドライエッチング法によってリッジ型光導波路が形成された状態を示している。図3(E)では、リッジ型光導波路を見やすくするために拡大して示してある。従って、図3(C)及び図3(D)に示す第1強誘電体結晶の基板32の厚みTが、図3(E)では厚く示してあるが、図3(C)及び図3(D)に示す第1強誘電体結晶の基板32の厚みTと図3(E)に示すリッジ型光導波路の高さに相当するTの値は同一であり、互いに異なっているわけではない。   FIG. 3E shows a state where a ridge type optical waveguide is formed by a dry etching method. In FIG. 3 (E), the ridge-type optical waveguide is enlarged for easy viewing. Accordingly, the thickness T of the substrate 32 of the first ferroelectric crystal shown in FIGS. 3C and 3D is shown thick in FIG. The thickness T of the first ferroelectric crystal substrate 32 shown in (D) and the value of T corresponding to the height of the ridge-type optical waveguide shown in FIG. 3 (E) are the same and are not different from each other.

図3(F)はレジストマスク42を除去して完成した波長変換素子の概略的斜視図である。以上の工程を終了することによって、高さがTであるリッジ型光導波路を具える波長変換素子が完成する。   FIG. 3 (F) is a schematic perspective view of the wavelength conversion element completed by removing the resist mask 42. By completing the above steps, a wavelength conversion element including a ridge type optical waveguide having a height T is completed.

＜強誘電体結晶として利用可能な結晶素材＞
上述したこの発明の実施形態の波長変換素子の製造方法においては、第1強誘電体結晶として、LiNbO3結晶を用い、第2強誘電体結晶としてLiTaO3結晶を利用するのが好適であるが、第1強誘電体結晶の屈折率よりも第2強誘電体結晶の屈折率が小さいという関係を満たしていれば、これ以外の強誘電体結晶を第1及び第2強誘電体結晶として利用することも可能である。 <Crystal materials that can be used as ferroelectric crystals>
In the above-described method for manufacturing a wavelength conversion element of the embodiment of the present invention, it is preferable to use a LiNbO 3 crystal as the first ferroelectric crystal and a LiTaO 3 crystal as the second ferroelectric crystal. If the relationship that the refractive index of the second ferroelectric crystal is smaller than the refractive index of the first ferroelectric crystal is satisfied, the other ferroelectric crystals are used as the first and second ferroelectric crystals. It is also possible to do.

例えば、強誘電体結晶として知られている、タンタル酸カリウム(KTaO3)、KTN (KNbxTa1-xO3(0＜x＜1))、KyLi1-ｙNbxTa1-xO3(0＜x＜1、0＜y＜1)、ニオブ酸カリウム(KNbO3)、KTP (KTiOPO4)等を適宜利用することも可能である。 For example, known as ferroelectric crystals, potassium tantalate (KTaO 3 ), KTN (KNb x Ta 1-x O 3 (0 <x <1)), K y Li 1-y Nb x Ta 1- x O 3 (0 <x <1, 0 <y <1), potassium niobate (KNbO 3 ), KTP (KTiOPO 4 ) and the like can be used as appropriate.

また、これら強誘電体結晶であって、Mg、Zn、Sc、Inからなる元素群から選ばれた少なくとも一種類の元素がドーピングされた強誘電体結晶を利用することも可能である。これら、元素群がドーピングされた強誘電体結晶は、光と相互作用してその屈折率が変化する、いわゆる光損傷（フォトリフラクティブ効果）が発生しにくいという特長がある。そのため、これらの強誘電体結晶で製造されたこの発明の実施形態の波長変換素子の製造方法によって製造された波長変換素子に、光強度の強い信号光あるいはポンプ光が入力しても、波長変換素子としての性能に影響が現れないという効果が得られる。   It is also possible to use these ferroelectric crystals that are doped with at least one element selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc, and In. These ferroelectric crystals doped with element groups have the feature that they do not easily cause so-called optical damage (photorefractive effect) in which their refractive index changes by interacting with light. Therefore, even if signal light having high light intensity or pump light is input to the wavelength conversion element manufactured by the method of manufacturing a wavelength conversion element according to the embodiment of the present invention manufactured using these ferroelectric crystals, wavelength conversion is performed. There is an effect that the performance as an element is not affected.

10、28、38：第2強誘電体結晶の基板
10a、28a、38a：第2強誘電体結晶の基板の主面
12、20、22、32：第1強誘電体結晶の基板
12a、20a、22a、32a：第1強誘電体結晶の基板の第1主面
12b、20b、22b、32b：第1強誘電体結晶の基板の第2主面
14、42：レジストマスク
22c、32c：研磨終了面
24-1〜24-5、34-1〜34-5：溝
26-1〜26-4、36-1〜36-4：リッジ
40：リッジ型光導波路形成領域 10, 28, 38: Second ferroelectric crystal substrate
10a, 28a, 38a: Main surface of the second ferroelectric crystal substrate
12, 20, 22, 32: First ferroelectric crystal substrate
12a, 20a, 22a, 32a: the first main surface of the first ferroelectric crystal substrate
12b, 20b, 22b, 32b: the second main surface of the first ferroelectric crystal substrate
14, 42: resist mask
22c, 32c: Polished end surface
24-1-24-5, 34-1-34-5: Groove
26-1 to 26-4, 36-1 to 36-4: Ridge
40: Ridge type optical waveguide formation region

Claims (6)

電圧印加法によって周期的分極反転構造が形成された第1強誘電体結晶の基板の第1主面に、深さが相異なる複数の溝を形成する、溝形成工程と、
前記第1主面と、前記第1強誘電体結晶より屈折率の小さい第2強誘電体結晶の基板の主面とを貼り合わせる、貼り合わせ工程と、
前記第1主面に対向する側の第2主面を研磨する、研磨工程と
を含み、
前記研磨工程は、前記複数の溝のうちの一つの溝を予め指標溝として選択し、該指標溝が現れた時点で研磨を終了させ、リッジ型光導波路を形成する工程である
ことを特徴とする波長変換素子の製造方法。 Forming a plurality of grooves having different depths on the first main surface of the substrate of the first ferroelectric crystal in which the periodically domain-inverted structure is formed by a voltage application method;
Bonding the first main surface and the main surface of the second ferroelectric crystal substrate having a refractive index smaller than that of the first ferroelectric crystal;
Polishing the second main surface on the side facing the first main surface, and a polishing step,
The polishing step is a step of selecting one of the plurality of grooves as an index groove in advance, terminating the polishing when the index groove appears, and forming a ridge-type optical waveguide. Of manufacturing wavelength conversion element. 前記第1強誘電体結晶をニオブ酸リチウム結晶とし、前記第2強誘電体結晶をタンタル酸リチウム結晶とした
ことを特徴とする請求項1に記載の波長変換素子の製造方法。 2. The method of manufacturing a wavelength conversion element according to claim 1, wherein the first ferroelectric crystal is a lithium niobate crystal and the second ferroelectric crystal is a lithium tantalate crystal. 前記貼り合わせ工程は、ウエハ常温接合方法によって前記第1強誘電体結晶の基板の第1主面と前記第2強誘電体結晶の基板の主面とを貼り合わせる工程であることを特徴とする請求項2に記載の波長変換素子の製造方法。   The bonding step is a step of bonding the first main surface of the first ferroelectric crystal substrate and the main surface of the second ferroelectric crystal substrate by a wafer room temperature bonding method. 3. A method for manufacturing the wavelength conversion element according to claim 2. 前記貼り合わせ工程は、光学接着剤によって前記第1強誘電体結晶の基板の第1主面と前記第2強誘電体結晶の基板の主面とを貼り合わせる工程であることを特徴とする請求項2に記載の波長変換素子の製造方法。   The bonding step is a step of bonding a first main surface of the substrate of the first ferroelectric crystal and a main surface of the substrate of the second ferroelectric crystal with an optical adhesive. Item 3. A method for producing a wavelength conversion element according to Item 2. 第2強誘電体結晶の基板の主面に、該第2強誘電体結晶より屈折率の大きな第1強誘電体結晶を素材とするリッジ型光導波路が形成された波長変換素子であって、
前記リッジ型光導波路には、電圧印加法によって周期的分極反転構造が形成されており、
前記リッジ型光導波路を構成する第1強誘電体結晶は、当該第1強誘電体結晶の非線形光学係数の値が真性の非線形光学定数と等しい値を有する
ことを特徴とする波長変換素子。 A wavelength conversion element in which a ridge-type optical waveguide made of a first ferroelectric crystal having a refractive index larger than that of the second ferroelectric crystal is formed on a main surface of a second ferroelectric crystal substrate,
In the ridge-type optical waveguide, a periodically poled structure is formed by a voltage application method,
The wavelength conversion element, wherein the first ferroelectric crystal constituting the ridge-type optical waveguide has a value of a nonlinear optical coefficient of the first ferroelectric crystal equal to an intrinsic nonlinear optical constant. 前記第1強誘電体結晶はニオブ酸リチウム結晶であって、前記第2強誘電体結晶はタンタル酸リチウム結晶である
ことを特徴とする請求項5に記載の波長変換素子。 6. The wavelength conversion element according to claim 5, wherein the first ferroelectric crystal is a lithium niobate crystal, and the second ferroelectric crystal is a lithium tantalate crystal.
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