JPH03287141A - 導波路型波長変換素子 - Google Patents
導波路型波長変換素子Info
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- JPH03287141A JPH03287141A JP2181452A JP18145290A JPH03287141A JP H03287141 A JPH03287141 A JP H03287141A JP 2181452 A JP2181452 A JP 2181452A JP 18145290 A JP18145290 A JP 18145290A JP H03287141 A JPH03287141 A JP H03287141A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
- G02F1/3775—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure with a periodic structure, e.g. domain inversion, for quasi-phase-matching [QPM]
-
- G—PHYSICS
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- 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
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- G02F1/3558—Poled materials, e.g. with periodic poling; Fabrication of domain inverted structures, e.g. for quasi-phase-matching [QPM]
-
- G—PHYSICS
- 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
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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
- G02F1/3548—Quasi phase matching [QPM], e.g. using a periodic domain inverted structure
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- Optics & Photonics (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、導波路型の波長変換素子とその作製方法、お
よび」−記波長変換素子を用いたバルク型光ヘッドと集
積化薄膜光ヘッド、ならびに上記光ヘッドを用いた光デ
イスク装置およびレーザビームプリンタ等の光情報処理
機器に関するものである。
よび」−記波長変換素子を用いたバルク型光ヘッドと集
積化薄膜光ヘッド、ならびに上記光ヘッドを用いた光デ
イスク装置およびレーザビームプリンタ等の光情報処理
機器に関するものである。
最近、小型軽量の青色光源として波長約800nmの半
導体レーザ光を、導波路型の波長変換素子で半分の約4
00nmに変換したものが注目されている。これらの最
も早い時期のものとして、第2図に示すように、ニオブ
酸リチウム(以下り、 i N b○3と記す)のtl
t 結晶2Iの表面にチタン(T j )を熱拡張する
ことにより形成した先導波路22の一端面に、基本波2
3(パワーP□)を入射し他端面から第二高調波24(
パワーP 、)を出射させる方式が提案された。さらに
、例えば特開昭61−1893哨号公報に記載されてい
るように、第3図に示すとおりLiNb○3単結晶基本
21上に、プロトン交換法(T、」NbO3の丁75イ
オンとHイオンを一部置換して先導波路を作製する方法
)により先導波路31を形成し、上記先導波路31の一
端面に基本波23を入射して、チェレンコフ幅対により
発生した第二高調波32を取出す方法も提案されている
。
導体レーザ光を、導波路型の波長変換素子で半分の約4
00nmに変換したものが注目されている。これらの最
も早い時期のものとして、第2図に示すように、ニオブ
酸リチウム(以下り、 i N b○3と記す)のtl
t 結晶2Iの表面にチタン(T j )を熱拡張する
ことにより形成した先導波路22の一端面に、基本波2
3(パワーP□)を入射し他端面から第二高調波24(
パワーP 、)を出射させる方式が提案された。さらに
、例えば特開昭61−1893哨号公報に記載されてい
るように、第3図に示すとおりLiNb○3単結晶基本
21上に、プロトン交換法(T、」NbO3の丁75イ
オンとHイオンを一部置換して先導波路を作製する方法
)により先導波路31を形成し、上記先導波路31の一
端面に基本波23を入射して、チェレンコフ幅対により
発生した第二高調波32を取出す方法も提案されている
。
さらに最近では、例えばエレク1−〇二クス・レターズ
25.i 1、(11,989年の第731頁〜第73
2頁(E Iectronjcs 丁、etters
、 25. II)で論しられているように、分極反転
を用いて位相+’X ?Fを行う方法か提案された。す
なわち第4図のように、LiNb0J結晶基板21上に
1゛j拡散によって11す折4台Y−41を作製し、約
1100’Cに加熱し、F11祈格子屑だけの分極を反
転させ、その後プロ1−ン交換法によって先導波路42
を作製し、基本波23を入射し第一高調波271を取出
すものである。
25.i 1、(11,989年の第731頁〜第73
2頁(E Iectronjcs 丁、etters
、 25. II)で論しられているように、分極反転
を用いて位相+’X ?Fを行う方法か提案された。す
なわち第4図のように、LiNb0J結晶基板21上に
1゛j拡散によって11す折4台Y−41を作製し、約
1100’Cに加熱し、F11祈格子屑だけの分極を反
転させ、その後プロ1−ン交換法によって先導波路42
を作製し、基本波23を入射し第一高調波271を取出
すものである。
しかしながら、上記従来技術にはつぎに記すような問題
があった。
があった。
まず、第2図に示すような方法は、基本波23として常
光線、第二高調波24として異常光線を用い、屈折率の
温度変化によって位相整合を行う方法であるが、±0.
1℃以下の温度変化が必要になるため実用化は困難であ
る。
光線、第二高調波24として異常光線を用い、屈折率の
温度変化によって位相整合を行う方法であるが、±0.
1℃以下の温度変化が必要になるため実用化は困難であ
る。
つぎに、第3図に示すチェレンコフ輻射を用いる方法は
、第二高調波のビーム形成が図示32のように三日月形
になり、極めて波面収差が大きく、これを回折限界まで
絞り込むことはほとんど不可能である。
、第二高調波のビーム形成が図示32のように三日月形
になり、極めて波面収差が大きく、これを回折限界まで
絞り込むことはほとんど不可能である。
上記2例に対し最も新しく提案された第4図に示す分極
反転を用いて位相整合を行う方法は、第二高調波24が
コリメートされた光であるため、チェレンコフ輻射光に
比較して集光が極めて容易であるというメリットを持つ
。しかし、Tj拡散されている部分とTi拡散されてい
ない部分とで屈折率が異なるため、その境界部のフレネ
ル反射損等で墓木波が損失を受け、効率が低下すること
はさけられない。
反転を用いて位相整合を行う方法は、第二高調波24が
コリメートされた光であるため、チェレンコフ輻射光に
比較して集光が極めて容易であるというメリットを持つ
。しかし、Tj拡散されている部分とTi拡散されてい
ない部分とで屈折率が異なるため、その境界部のフレネ
ル反射損等で墓木波が損失を受け、効率が低下すること
はさけられない。
本発明の第1の目的は、高効率で集光が容易であり、か
つ、波面収差が小さい第二高調波を発生できる導波路型
の波長変換素子を得ることにある。
つ、波面収差が小さい第二高調波を発生できる導波路型
の波長変換素子を得ることにある。
本発明の第2の目的は、上記波長変換素子の製造方法を
得ることにある。
得ることにある。
また、本発明の第3の目的は、上記波長変換素子を用い
た可視光発生用光源およびそれを用いた光ヘッド、なら
びに上記光ヘッドを用いた光情報記録・再生装置を得る
ことにある。
た可視光発生用光源およびそれを用いた光ヘッド、なら
びに上記光ヘッドを用いた光情報記録・再生装置を得る
ことにある。
上記第1の目的は、自発分極をもつ基板と、該基板より
屈折率が高い光導波層からなる先導波路において、上記
光導波層の屈折率が一様で、かつ、」1記基板および」
−配光導波層の自発分極が、周期的に反転していること
により達成される。また、タンタル酸リチウム(以下、
L j T a○3と記す)基板上にLjとHとのイオ
ン交換を行い、ついでキュリー点以下で加熱して作製し
た周期的な分極反転構造と、再びLjとHとのイオン交
換によって作製した光導波層を有することによっても達
成される。
屈折率が高い光導波層からなる先導波路において、上記
光導波層の屈折率が一様で、かつ、」1記基板および」
−配光導波層の自発分極が、周期的に反転していること
により達成される。また、タンタル酸リチウム(以下、
L j T a○3と記す)基板上にLjとHとのイオ
ン交換を行い、ついでキュリー点以下で加熱して作製し
た周期的な分極反転構造と、再びLjとHとのイオン交
換によって作製した光導波層を有することによっても達
成される。
上記第2の目的は、基板材料としてL j T a O
3ないしL j、 N b○3を用い、光導波層材料と
してLjNbxTal−x○3(0くX≦1)ないしL
j)<Mg。
3ないしL j、 N b○3を用い、光導波層材料と
してLjNbxTal−x○3(0くX≦1)ないしL
j)<Mg。
X7.NbyTa、−yO3(x−0,9,O<y≦1
)、ないし、これらにおけるL」の一部がHと置換され
た材料を用い、基板内のL jとHとをイオン交換し、
かつ、キュリー点以下の温度で加熱することによって、
基板」二に周期的な分極反転構造を形成し、」1記基板
」二に3つないし4つのイオン源とターゲットを有し、
かつ基板付近に酸素を導入可能なイオンビームスパッタ
リング法によって、L−i、Nb)(Ta、、−xo3
(0<x≦1 ) + LjXMgl−X/2N by
Ta、−y○3(X−0,9,O<y≦1)薄膜を形
成することによって達成できる。
)、ないし、これらにおけるL」の一部がHと置換され
た材料を用い、基板内のL jとHとをイオン交換し、
かつ、キュリー点以下の温度で加熱することによって、
基板」二に周期的な分極反転構造を形成し、」1記基板
」二に3つないし4つのイオン源とターゲットを有し、
かつ基板付近に酸素を導入可能なイオンビームスパッタ
リング法によって、L−i、Nb)(Ta、、−xo3
(0<x≦1 ) + LjXMgl−X/2N by
Ta、−y○3(X−0,9,O<y≦1)薄膜を形
成することによって達成できる。
また、上記目的は、」二記基板内のLjの一部とHとを
イオン交換し光導波層を形威し、また、」二記薄膜内の
Ljの一部をHとイオン交換し、光導波層を形成するこ
とによっても達成できる。
イオン交換し光導波層を形威し、また、」二記薄膜内の
Ljの一部をHとイオン交換し、光導波層を形成するこ
とによっても達成できる。
さらに、」二記第3の目的は、波長780〜1■00n
mの近赤外半導体レーザ光源と、」二記導波路型波長交
換素子と、レーザ光を導波路端面に集光する手段とから
なる可視光発生用光源によって発生する光を、光記録媒
体の記録・再生面」−に集光し、かつ、」二記記録・再
生面からの反射光を受光・検出する手段を有する光ヘッ
ドを得て、上記光ヘラ1−と、光記録媒体を回転駆動す
る回転駆動制御手段と、」−配光記録媒体の半径方向し
こ上記光ヘッドを走査駆動させるアクチュエータとを備
えることによって達成される。
mの近赤外半導体レーザ光源と、」二記導波路型波長交
換素子と、レーザ光を導波路端面に集光する手段とから
なる可視光発生用光源によって発生する光を、光記録媒
体の記録・再生面」−に集光し、かつ、」二記記録・再
生面からの反射光を受光・検出する手段を有する光ヘッ
ドを得て、上記光ヘラ1−と、光記録媒体を回転駆動す
る回転駆動制御手段と、」−配光記録媒体の半径方向し
こ上記光ヘッドを走査駆動させるアクチュエータとを備
えることによって達成される。
本発明による導波路型波長変換素子は、つぎに示すよう
な作用により、高効率で小型な、かつ波面収差が小さい
第二高調波を発生する。
な作用により、高効率で小型な、かつ波面収差が小さい
第二高調波を発生する。
第5図(a)に示すような3M構造の先導波路を考える
。51は基板、56は上記基板51内で分極が反転され
ている部分、52は光導波層で分極の方向が周期穴で反
転させられている。すなわち、54は分極が上向き55
は分極が下向きの部分である。53はクラッド層で通常
は空気である。例えば、基板51ならびに光導波層52
がLjNbOJのような空間群R3Cの強誘電体の場合
、M 、 D jdomcnjc。
。51は基板、56は上記基板51内で分極が反転され
ている部分、52は光導波層で分極の方向が周期穴で反
転させられている。すなわち、54は分極が上向き55
は分極が下向きの部分である。53はクラッド層で通常
は空気である。例えば、基板51ならびに光導波層52
がLjNbOJのような空間群R3Cの強誘電体の場合
、M 、 D jdomcnjc。
Jr、らの文献、ジャーナル・オブ・アプライド・フィ
ジクス(Journal、 of Appl、j、
ed Physj、cs)Vow、、40.No、2
.pp720〜734によると、その屈折*nは自発分
極の向きによらない。これは屈折率が物質のバンド構造
だけによる量であるからである。したがって、屈折率と
いう観点からすれば、第5図(8)のような構造はすべ
て入射光波長λに対し第5図(b)のようになる。
ジクス(Journal、 of Appl、j、
ed Physj、cs)Vow、、40.No、2
.pp720〜734によると、その屈折*nは自発分
極の向きによらない。これは屈折率が物質のバンド構造
だけによる量であるからである。したがって、屈折率と
いう観点からすれば、第5図(8)のような構造はすべ
て入射光波長λに対し第5図(b)のようになる。
一方、−に記文献によれは第二高調波の発生外曲を表わ
す係数dは、自発分極に比例する。したがって第5図(
a)のような構造について見ると、(a)と同しく周期
Aをもつ構造(第5図(C))となる。特に光導波層に
閉しこめられた導波光について考えると、基本層の非線
形効果はほとんど黙視てきるので、十分よい精度で、第
5図(c)の構造は第5図(d)の構造で近似できる。
す係数dは、自発分極に比例する。したがって第5図(
a)のような構造について見ると、(a)と同しく周期
Aをもつ構造(第5図(C))となる。特に光導波層に
閉しこめられた導波光について考えると、基本層の非線
形効果はほとんど黙視てきるので、十分よい精度で、第
5図(c)の構造は第5図(d)の構造で近似できる。
入射導波光として、第5図(d)の座標系における基板
に垂直な方向(−1,方向)へ偏光したTM波を考え、
その伝搬方向をX方向とすると電場はEz ”=±CA
” (x) t”(z)el(””−β’+c、c、
) (4)と記すことができる。ここで、 A (x):電場のX方向変化を表わす焦次元量ε”
(z)、:電場のX方向の界分布 β :導波光の伝搬定数 c 、 c 、 : comp]ex eon、i
ugate (複素共役)を表わす 全く同様に、第二高調波もX方向へ偏光したTM波であ
るとすると、その電場は Pz2°=d3,1Ez −÷d33(21ハ”(x)l” l t: (z)
12+IA (X)ド1賢Z)12e1(2°1−2β
″)+ c、 c〕(6) となる。一方、Maytvel、]の方程式より(′7
) が成立する。(6)式を(7)式に代入し2ω とA (x)はXに対し極めてゆっくり変化するとい
う条件 と記すことができる。(5)式中に表われる容量の意味
は(4)式と同様であるが、β′は第二高調波の伝搬定
数である。第二高調波を発生させる非線形分極は を用いると、 が得られる。(10)式に、:2′″(Z)を乗じ、2
=■からZ=+ωまで積分すると、 となる。これによって、基本波と第二高調波の位相整合
は容易になされ、(11)式は となる。(11)式は基本波から第二高調波へのパワー
交換を表わす式である。第5図(d)の構造の場合に、
d 33は周期的に向きを変えているのでとなる。(1
5)式をX=Oからx=Qまで積分しくただし、基本波
のパワーは殆ど変化せずA (x)を一定とみなす)
、第二高調波のパワーp 2 wと基本波のパワーP
との比はとフーリエ展開ができる。もし、分極反転の周
期へを ヱニ・M=Δβ−12β−β′I A(13) (Mは整数)と選べば、(14)式の位相整合項d3.
c”(β′−2β)・、よ d、3o”(β′−2β)゛ df Mπ (14) となる。(16)式より本発明によれば、(1)分極が
反転した第5図(c)のような構造ををその周期Aが(
13)式を満足するように選ぶだけで、容易に基本波と
第二高調波の位相整合が実現でき、高効率の波長変換素
子を構成できる。
に垂直な方向(−1,方向)へ偏光したTM波を考え、
その伝搬方向をX方向とすると電場はEz ”=±CA
” (x) t”(z)el(””−β’+c、c、
) (4)と記すことができる。ここで、 A (x):電場のX方向変化を表わす焦次元量ε”
(z)、:電場のX方向の界分布 β :導波光の伝搬定数 c 、 c 、 : comp]ex eon、i
ugate (複素共役)を表わす 全く同様に、第二高調波もX方向へ偏光したTM波であ
るとすると、その電場は Pz2°=d3,1Ez −÷d33(21ハ”(x)l” l t: (z)
12+IA (X)ド1賢Z)12e1(2°1−2β
″)+ c、 c〕(6) となる。一方、Maytvel、]の方程式より(′7
) が成立する。(6)式を(7)式に代入し2ω とA (x)はXに対し極めてゆっくり変化するとい
う条件 と記すことができる。(5)式中に表われる容量の意味
は(4)式と同様であるが、β′は第二高調波の伝搬定
数である。第二高調波を発生させる非線形分極は を用いると、 が得られる。(10)式に、:2′″(Z)を乗じ、2
=■からZ=+ωまで積分すると、 となる。これによって、基本波と第二高調波の位相整合
は容易になされ、(11)式は となる。(11)式は基本波から第二高調波へのパワー
交換を表わす式である。第5図(d)の構造の場合に、
d 33は周期的に向きを変えているのでとなる。(1
5)式をX=Oからx=Qまで積分しくただし、基本波
のパワーは殆ど変化せずA (x)を一定とみなす)
、第二高調波のパワーp 2 wと基本波のパワーP
との比はとフーリエ展開ができる。もし、分極反転の周
期へを ヱニ・M=Δβ−12β−β′I A(13) (Mは整数)と選べば、(14)式の位相整合項d3.
c”(β′−2β)・、よ d、3o”(β′−2β)゛ df Mπ (14) となる。(16)式より本発明によれば、(1)分極が
反転した第5図(c)のような構造ををその周期Aが(
13)式を満足するように選ぶだけで、容易に基本波と
第二高調波の位相整合が実現でき、高効率の波長変換素
子を構成できる。
(2)発生する第二高調波もコリメートされた導波光で
あるため、出射した第二高調波の波面収差が小さい。
あるため、出射した第二高調波の波面収差が小さい。
(3)屈折率が第5図(b)に示すように一様であるた
め、光の散乱が小さい。
め、光の散乱が小さい。
上記各特性を有する、高性能の波長変換素子が構成でき
る。
る。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第1図は本発明による可視光発生用光源の一実施例を示
す構成図で、(a)は平面図、(b)は断面図、第5図
は本発明素子の波長変換説明図、第6図(a)〜(f)
は上記可視光発生用光源の製造工程をそれぞれ示す図、
第7図は本発明の第2実施例を示す図で、(a)は平面
図、(b)は断面図、第8図は本発明の波長変換素子を
搭載した追記型光ヘッドの概略図、第9図は本発明の波
長変換素子を搭載した光磁気型光ヘッドの概略図、第1
0図は本発明の波長変換素子を搭載した光情報記録再生
装置の構成図である。
す構成図で、(a)は平面図、(b)は断面図、第5図
は本発明素子の波長変換説明図、第6図(a)〜(f)
は上記可視光発生用光源の製造工程をそれぞれ示す図、
第7図は本発明の第2実施例を示す図で、(a)は平面
図、(b)は断面図、第8図は本発明の波長変換素子を
搭載した追記型光ヘッドの概略図、第9図は本発明の波
長変換素子を搭載した光磁気型光ヘッドの概略図、第1
0図は本発明の波長変換素子を搭載した光情報記録再生
装置の構成図である。
第1実施例
第1図においては、11は半導体レーザ、12は半導体
レーザから出射される角振動数ω(波長λ=2πC、c
は光速度)の光、13は上記レーザ光12ω を導波路端面に集光するレンズ系、14は−Ccut:
のL j、 T a O3基板であり、通常自発分極は
一2方向に向いている。15は自発分極Psが+Z力方
向反転させられた領域である。■6はL x N b)
(T a、 −X○3薄膜であり、これも自発分極の向
きは−Z力方向あるが、17で示す部分では+Z力方向
反転させられている。18は丁r j−N b X T
a 1− xo 3薄膜中にプロ1−ン交換によって
作製されたチャネル型の先導波路であり、19は波長変
換素子によって発生させられた第二高調波である。
レーザから出射される角振動数ω(波長λ=2πC、c
は光速度)の光、13は上記レーザ光12ω を導波路端面に集光するレンズ系、14は−Ccut:
のL j、 T a O3基板であり、通常自発分極は
一2方向に向いている。15は自発分極Psが+Z力方
向反転させられた領域である。■6はL x N b)
(T a、 −X○3薄膜であり、これも自発分極の向
きは−Z力方向あるが、17で示す部分では+Z力方向
反転させられている。18は丁r j−N b X T
a 1− xo 3薄膜中にプロ1−ン交換によって
作製されたチャネル型の先導波路であり、19は波長変
換素子によって発生させられた第二高調波である。
つぎに上記波長変換素子の構成ならびにその製造方法を
第6図により説明する。ます、第6図(a)に示すよう
に上面が−C面、下面が+0面であるL jT a○3
単結晶基板14を準備し、上記0面を使用レーザ光波長
λの1/10程度まで研磨する。、 J−、記jJ f
l!] 4は研磨後トリクロロエチレン。
第6図により説明する。ます、第6図(a)に示すよう
に上面が−C面、下面が+0面であるL jT a○3
単結晶基板14を準備し、上記0面を使用レーザ光波長
λの1/10程度まで研磨する。、 J−、記jJ f
l!] 4は研磨後トリクロロエチレン。
イソプロピルアルコール、純水中で超音波洗浄を行った
のち、窒素ブローして乾燥させる。ついで、(b)に示
すように上記基板14上にTa16]を1、 OO0人
スパッタリングで成膜し、分極反転17を行う部分が窓
あけされたホトマスクを用い、通常のホトリソグラフィ
技術により、ホトレジスト62のパターニングを(c)
に示すように行う。ホトレジスト62をマスクとしてC
F、cQガスを用いたRIEによりT” aをパターニ
ングし、レジスト62を(d)に示すように除去する。
のち、窒素ブローして乾燥させる。ついで、(b)に示
すように上記基板14上にTa16]を1、 OO0人
スパッタリングで成膜し、分極反転17を行う部分が窓
あけされたホトマスクを用い、通常のホトリソグラフィ
技術により、ホトレジスト62のパターニングを(c)
に示すように行う。ホトレジスト62をマスクとしてC
F、cQガスを用いたRIEによりT” aをパターニ
ングし、レジスト62を(d)に示すように除去する。
つきに、石英容器に安息香酸の粉末を入れて加熱・融解
させ、その中に−に記基板を浸漬してプロトン交換処理
を行った。このとき、処理温度を235℃、処理時間を
0.5時間とした。その後、エタノール中で十分に超音
波洗浄をしたのちTaを除去し、熱処理炉に入れて熱処
理を行った(第6図(e))。
させ、その中に−に記基板を浸漬してプロトン交換処理
を行った。このとき、処理温度を235℃、処理時間を
0.5時間とした。その後、エタノール中で十分に超音
波洗浄をしたのちTaを除去し、熱処理炉に入れて熱処
理を行った(第6図(e))。
熱処理温度は580℃で、処理時間は0.1時間である
。熱処理後急冷し、基板を取出したのち、基板をX軸に
そって切断し硝酸:ふっ酸=1:2のエツチング液を用
いてエツチングしたところ、エツチング状態の違いから
分極反転領域15が形成されていることが確認できた。
。熱処理後急冷し、基板を取出したのち、基板をX軸に
そって切断し硝酸:ふっ酸=1:2のエツチング液を用
いてエツチングしたところ、エツチング状態の違いから
分極反転領域15が形成されていることが確認できた。
なお、上記条件による分極反転域の深さは約5μmであ
る。
る。
つぎに、イオンビームスパッタリング法によりL 1、
N b X T a 、 −xo 3薄膜を成長させ
た。使用したイオンビームスパッタリング装置は4つの
ターゲットを配置可能であり、これらのターゲラ1へは
それぞれArイオンビームを入射させ、スパッタリング
された粒子を基板上に堆積するものである。本実施例の
場合は、ターゲットとじて2Nの1,3,0゜4NのN
bおよびTaの3つを使用した。Arイオンの加速電圧
はいずれも100OVである。組成をコントロールする
ため、各ターゲットに入射させるArイオン電流を変化
させ、x −0、8となるようにLj、Oターゲットに
は80mA、Nbターゲソ1−には70mA、Taター
ゲットには20+nAのArイオンを入射させた。なお
、装置の真空度はI X 1. O”” Torrであ
り、さらに基板近傍には○の欠損を防止するため02ガ
スを20secm、 Arガスを1.Qsccm流した
。また、基板温度は分極反転域を損わないように550
°Cとした。
N b X T a 、 −xo 3薄膜を成長させ
た。使用したイオンビームスパッタリング装置は4つの
ターゲットを配置可能であり、これらのターゲラ1へは
それぞれArイオンビームを入射させ、スパッタリング
された粒子を基板上に堆積するものである。本実施例の
場合は、ターゲットとじて2Nの1,3,0゜4NのN
bおよびTaの3つを使用した。Arイオンの加速電圧
はいずれも100OVである。組成をコントロールする
ため、各ターゲットに入射させるArイオン電流を変化
させ、x −0、8となるようにLj、Oターゲットに
は80mA、Nbターゲソ1−には70mA、Taター
ゲットには20+nAのArイオンを入射させた。なお
、装置の真空度はI X 1. O”” Torrであ
り、さらに基板近傍には○の欠損を防止するため02ガ
スを20secm、 Arガスを1.Qsccm流した
。また、基板温度は分極反転域を損わないように550
°Cとした。
上記によりr−] N bo、 +1 T ao−20
J 薄膜を約1μm成長させ、さらに、作製した膜を更
にO,ガス雰囲気中において800℃でアニールし、0
2の欠損を補償した。これにより第6図(f)に示すよ
うな周期分極反転域を有するL j Nbo、、 T
a、 、203薄膜16が形成された。試料をX軸に沿
って切断し硝酸:ふっ11=l:2のエツチング液でエ
ツチングを行ったところ、エツチング状態のちがいから
分極の方向は下地基板と同一であって、17で示す部分
の自発分極は、上向きであり、その他の部分の自発分極
は下向きであることが判った。
J 薄膜を約1μm成長させ、さらに、作製した膜を更
にO,ガス雰囲気中において800℃でアニールし、0
2の欠損を補償した。これにより第6図(f)に示すよ
うな周期分極反転域を有するL j Nbo、、 T
a、 、203薄膜16が形成された。試料をX軸に沿
って切断し硝酸:ふっ11=l:2のエツチング液でエ
ツチングを行ったところ、エツチング状態のちがいから
分極の方向は下地基板と同一であって、17で示す部分
の自発分極は、上向きであり、その他の部分の自発分極
は下向きであることが判った。
上記のようにして作製した薄膜の表面を研磨し、ルチル
プリズムを用いて波長λ=633nmのHeNeレーザ
光を導入し、基板の屈折率を調べたところ、先導波路は
TMo波が1本だけ励振され、その実効屈折率はN。=
2.188であった。また、2プリズム法によって光伝
搬損失を評価したところ、1dB/cmという良好な値
を得た。
プリズムを用いて波長λ=633nmのHeNeレーザ
光を導入し、基板の屈折率を調べたところ、先導波路は
TMo波が1本だけ励振され、その実効屈折率はN。=
2.188であった。また、2プリズム法によって光伝
搬損失を評価したところ、1dB/cmという良好な値
を得た。
最後に、プロ1〜ン交換によってチャネル型の光導波路
を作製した。
を作製した。
まず、」二記Lj、Nbn−++T8n−203M膜1
6−1−にT rrを100OAスパツタリングで成膜
する。ついで、申M3μmのチャネルが窓あけされたホ
トマスクを用い、通″1;(゛のホ1−リングラフィ技
術によりホ1へレジストにパターニングを行った。つい
で、CF3cQを用いたRTEでTaに上記パタンを転
写し、ホストレジス1〜を除去した。その後、安息香酸
(C6■■5C○○H)中に上記基板を浸漬し、プロト
ン交換処理を行った。処理条件は温度200℃で10分
である。このとき、プロトン交換層の厚さは0.5μm
である。プロトン交換後、基板を取出しエタノール中で
十分洗浄し、Taを除去した。
6−1−にT rrを100OAスパツタリングで成膜
する。ついで、申M3μmのチャネルが窓あけされたホ
トマスクを用い、通″1;(゛のホ1−リングラフィ技
術によりホ1へレジストにパターニングを行った。つい
で、CF3cQを用いたRTEでTaに上記パタンを転
写し、ホストレジス1〜を除去した。その後、安息香酸
(C6■■5C○○H)中に上記基板を浸漬し、プロト
ン交換処理を行った。処理条件は温度200℃で10分
である。このとき、プロトン交換層の厚さは0.5μm
である。プロトン交換後、基板を取出しエタノール中で
十分洗浄し、Taを除去した。
最後に02雰囲気中の400°Cで45分間アニルを行
った。
った。
作製したチャネル型の先導波路に、基本波としゞ、ハ
′I−哨・
て使用する波長λ=840n+nの半導体レーザ光をプ
リズムカップラにより入射させ、実効屈折率を測定した
ところ、1本のTMモードだけ励振され、実効屈折率は
N’=2.170であった。一方、第二高調波(波長λ
= 4.20 nm)の実効屈折率は2ω N =2.300であるため、(13)式から分極反
転回折格子の周期Aは A=3.2・M (Mは正の奇数) (1,7
)とすれはよい。そこで、本実施例ではM=1の場合と
してA=3.2.4μmのホトマスクを用いた。
リズムカップラにより入射させ、実効屈折率を測定した
ところ、1本のTMモードだけ励振され、実効屈折率は
N’=2.170であった。一方、第二高調波(波長λ
= 4.20 nm)の実効屈折率は2ω N =2.300であるため、(13)式から分極反
転回折格子の周期Aは A=3.2・M (Mは正の奇数) (1,7
)とすれはよい。そこで、本実施例ではM=1の場合と
してA=3.2.4μmのホトマスクを用いた。
上記の場合の波長変換効率は(16)式より、」1記と
なるので、(16)式(18)式およびA(0)I2−
2ωμ。P/(Wβ) の関係から 2ω 7−−7σ (19) となり、論理値は導波路長さQ、 = 1. Ommと
したとき η=1.2P” (21、
)となる。
なるので、(16)式(18)式およびA(0)I2−
2ωμ。P/(Wβ) の関係から 2ω 7−−7σ (19) となり、論理値は導波路長さQ、 = 1. Ommと
したとき η=1.2P” (21、
)となる。
作製した試料を1010X5の長方形の片に切断し、5
mmの辺を研磨して波長変換実験を行った。
mmの辺を研磨して波長変換実験を行った。
レーザ光源として波長λ”840nm、出力30mWの
半導体レーザを用い、対物レンズ系を使用して集光を行
った。導波路端面でのフレネル反射は、基本波の入射側
で13.6%、第二高調波の出射側で■5.5%である
。このとき、得られた波長λ”44−20nの第二高調
波は2mWであり、フレネル反射損を考慮すると9%で
あり、論理値21.6%に牧人で約半分であるが、従来
例に較べると十分に高い効率および出力が得られた。も
し、光源として出力100mWのフェーズドアレーレー
ザを用いたとすれば、効率36%、すなわち出力約30
mWが得られる筈であり、十分に光磁気ディスクあるい
は相変化型光ディスク等の書きかえ型光ディスクの情報
書き込みにも使用する(20) ことができる。
半導体レーザを用い、対物レンズ系を使用して集光を行
った。導波路端面でのフレネル反射は、基本波の入射側
で13.6%、第二高調波の出射側で■5.5%である
。このとき、得られた波長λ”44−20nの第二高調
波は2mWであり、フレネル反射損を考慮すると9%で
あり、論理値21.6%に牧人で約半分であるが、従来
例に較べると十分に高い効率および出力が得られた。も
し、光源として出力100mWのフェーズドアレーレー
ザを用いたとすれば、効率36%、すなわち出力約30
mWが得られる筈であり、十分に光磁気ディスクあるい
は相変化型光ディスク等の書きかえ型光ディスクの情報
書き込みにも使用する(20) ことができる。
なお、本実施例では、Lj20.Nb、Taの3つのタ
ーゲットを用いたイオンビームスパッタリング法て成膜
を行ったが、ターゲットとしてこの他にMgOを加えた
4元のイオンビームスパッタリング法でL」xM(<1
−zlz NbyTal−y○3(x=0.9゜O<y
≦1)を成膜することも可能である。例えば、X−0,
9+ y−0,8とした薄膜の物性は、屈折率は前記L
i Nbo、、 Tao、203と変わらないが、光
学損傷(強いレーザ光を照射したときに屈折率が変化す
る現象)の耐性が大きく向上するというメリッ1へをも
つ。
ーゲットを用いたイオンビームスパッタリング法て成膜
を行ったが、ターゲットとしてこの他にMgOを加えた
4元のイオンビームスパッタリング法でL」xM(<1
−zlz NbyTal−y○3(x=0.9゜O<y
≦1)を成膜することも可能である。例えば、X−0,
9+ y−0,8とした薄膜の物性は、屈折率は前記L
i Nbo、、 Tao、203と変わらないが、光
学損傷(強いレーザ光を照射したときに屈折率が変化す
る現象)の耐性が大きく向上するというメリッ1へをも
つ。
第2実施例
第7図は本発明により製造された導波路型波長変換素子
の第2の構成例を示すもので、(a)は平面図、(b)
は断面図である。第7図において、11は半導体レーザ
、12は半導体レーザから出射さ2πC れる角振動数ω(波長A= 、cは光速度)の光
、13はレーザ光を導波路端面に集光するレンズ系、1
4は−CcutのLjTa○3基板であり、通常自発分
極Psは−Z方向に向いている。71は自発分極Psが
+Z力方向反転された領域、72はプロ1−ン交換によ
って作製されたチャネル型先導波路である。
の第2の構成例を示すもので、(a)は平面図、(b)
は断面図である。第7図において、11は半導体レーザ
、12は半導体レーザから出射さ2πC れる角振動数ω(波長A= 、cは光速度)の光
、13はレーザ光を導波路端面に集光するレンズ系、1
4は−CcutのLjTa○3基板であり、通常自発分
極Psは−Z方向に向いている。71は自発分極Psが
+Z力方向反転された領域、72はプロ1−ン交換によ
って作製されたチャネル型先導波路である。
つぎに、上記波長変換素子の構成ならびに製造方法につ
いて記載する。まず、第1実施例と同様、に、上面が−
C面で下面が+0面であるL i T a O。
いて記載する。まず、第1実施例と同様、に、上面が−
C面で下面が+0面であるL i T a O。
単結晶基板14を準備し、−C面を研磨する。上記基板
14は研磨後トリクロロエチレン、イソプロピルアルコ
ール、純水中で順に超音波洗浄を行い、窒素ブローし乾
燥させる。
14は研磨後トリクロロエチレン、イソプロピルアルコ
ール、純水中で順に超音波洗浄を行い、窒素ブローし乾
燥させる。
つぎに上記基板14上に、Taをスパッタリングで1、
OOOA成膜し、分極反転を行う領域71が窓あけさ
れたホストマスクを用い、通常のホトリソグラフィ技術
によってホトレジストのパターニングを行う。つぎにホ
トレジストをマスクとし、CF3anガスを用いたRI
Eにより、Taをパタニングしたのち、上記レジストを
除去する。つぎに、石英容器中に安息香酸粉末と基板1
4とを入れて熱処理を行う。処理温度235℃、処理時
間を0.1時間とした。その後、エタノール中で十分超
音波洗浄を行ったのち、Taを除去し、熱処理炉へ入れ
て熱処理を行った。熱処理温度は580′Cで処理時間
は0.1時間である。熱処理後、基板を急冷して取出し
た。上記処理で深さ約5pmの分極反転領域71が形成
された。最後に再びプロトン交換法を用いて、チャネル
型の光導波路を作製した。
OOOA成膜し、分極反転を行う領域71が窓あけさ
れたホストマスクを用い、通常のホトリソグラフィ技術
によってホトレジストのパターニングを行う。つぎにホ
トレジストをマスクとし、CF3anガスを用いたRI
Eにより、Taをパタニングしたのち、上記レジストを
除去する。つぎに、石英容器中に安息香酸粉末と基板1
4とを入れて熱処理を行う。処理温度235℃、処理時
間を0.1時間とした。その後、エタノール中で十分超
音波洗浄を行ったのち、Taを除去し、熱処理炉へ入れ
て熱処理を行った。熱処理温度は580′Cで処理時間
は0.1時間である。熱処理後、基板を急冷して取出し
た。上記処理で深さ約5pmの分極反転領域71が形成
された。最後に再びプロトン交換法を用いて、チャネル
型の光導波路を作製した。
上記j1(板−ヒにTaを1000入スパツタリングし
、ついで中音3μmのチャネルが窓あけされたホストマ
スクを用い、通常のホトリソグラフィ技術により、ホト
レジストにパターニングを行った。ついで、CFJcf
)、を用いたR I EでTaに上記パタンを転写しホ
トレジストを除去した。ついで、上記基板と安息香酸の
粉末を石英容器中に入れ、プロトン交換処理を行った。
、ついで中音3μmのチャネルが窓あけされたホストマ
スクを用い、通常のホトリソグラフィ技術により、ホト
レジストにパターニングを行った。ついで、CFJcf
)、を用いたR I EでTaに上記パタンを転写しホ
トレジストを除去した。ついで、上記基板と安息香酸の
粉末を石英容器中に入れ、プロトン交換処理を行った。
処理温度は235℃で処理時間は13分である。プロト
ン交換後、エタノールで十分洗浄しTaを除去した。最
後に02雰囲気中で400’C5時間のアニールを行っ
た。
ン交換後、エタノールで十分洗浄しTaを除去した。最
後に02雰囲気中で400’C5時間のアニールを行っ
た。
作製したチャネル型の光導波路に、基本波として波長λ
”840nmの半導体レーザ光をプリズムカプラで入射
させ、実効屈折率を測定したところ、1本のTMモード
だけが励振され、実効屈折率はN =2.164であ
った。一方、第二高調波(波長λ=4.20nm)の実
効屈折率はN2°=2.293であって、(13)式よ
り分極反転回折格子の周期Aは A=3.3M (Mは正の奇数) となるので、本実施例ではM=3.3μmのホトマスク
を使用した。導波路長さα”10mmの理論効率は(2
0)式より、光源として出力30mV、波長λ=840
nmの半導体レーザを用いたとき、約2↓%であるが、
実際に得られたえ=4↓Onmの第二高調波出力は1m
Vであり、フレネル反射損を考慮すると効率は約4.5
%であったが、従来例に較べるとやはり十分に高い効率
が得られた。
”840nmの半導体レーザ光をプリズムカプラで入射
させ、実効屈折率を測定したところ、1本のTMモード
だけが励振され、実効屈折率はN =2.164であ
った。一方、第二高調波(波長λ=4.20nm)の実
効屈折率はN2°=2.293であって、(13)式よ
り分極反転回折格子の周期Aは A=3.3M (Mは正の奇数) となるので、本実施例ではM=3.3μmのホトマスク
を使用した。導波路長さα”10mmの理論効率は(2
0)式より、光源として出力30mV、波長λ=840
nmの半導体レーザを用いたとき、約2↓%であるが、
実際に得られたえ=4↓Onmの第二高調波出力は1m
Vであり、フレネル反射損を考慮すると効率は約4.5
%であったが、従来例に較べるとやはり十分に高い効率
が得られた。
第3実施例
第8図に示す第3実施例は、上記第1実施例または第2
実施例の導波路型波長変換素子を搭載した、小型可視光
光源を用いる追記型光ディスク用ヘッドである。11は
高出力(約100mW、波長λ= 84. Qnm)
、13は半導体レーザ(例えばフェーズドアレーレーザ
)、13は半導体レーザ光を先導波路端面に集束するレ
ンズ、81は第1実施例または第2実施例の導波路型波
長変換素子であり、出射面はλ=84−Onmの光をカ
ットし、λ=420nmの光を通すようなコーティング
がなされている。82は偏光ビームスプリッタであり、
レーザ光は上記偏光ビームスプリッタ82を透過し、8
3のコリノー1−レンズ系が形成される。84は偏光を
円偏光とするλ/4波長板であり、85はレーザ光を光
ディスク86−1−に集光する対物レンズである。光デ
ィスク86の反射光は偏光ビームスプリッタ82で反射
され、収束レンズ88で集光されたのち、ハーフミラ−
89で2つに分割され、2分割ホ1〜センサ90および
4分割ホトセンサ91上に導かれ、トラッキング誤差信
号、フォーカシング誤差信号および再生信号の検出が行
われる。
実施例の導波路型波長変換素子を搭載した、小型可視光
光源を用いる追記型光ディスク用ヘッドである。11は
高出力(約100mW、波長λ= 84. Qnm)
、13は半導体レーザ(例えばフェーズドアレーレーザ
)、13は半導体レーザ光を先導波路端面に集束するレ
ンズ、81は第1実施例または第2実施例の導波路型波
長変換素子であり、出射面はλ=84−Onmの光をカ
ットし、λ=420nmの光を通すようなコーティング
がなされている。82は偏光ビームスプリッタであり、
レーザ光は上記偏光ビームスプリッタ82を透過し、8
3のコリノー1−レンズ系が形成される。84は偏光を
円偏光とするλ/4波長板であり、85はレーザ光を光
ディスク86−1−に集光する対物レンズである。光デ
ィスク86の反射光は偏光ビームスプリッタ82で反射
され、収束レンズ88で集光されたのち、ハーフミラ−
89で2つに分割され、2分割ホ1〜センサ90および
4分割ホトセンサ91上に導かれ、トラッキング誤差信
号、フォーカシング誤差信号および再生信号の検出が行
われる。
第4実施例
第9図に示す第4実施例は、第1実施例または第2実施
例の導波路型波長変換素子を搭載した小型可視光光源を
用いた光磁気ディスク用ヘッドである。図において、1
1.13および81は上記第3実施例の第8図と同様の
高出力半導体レーザ、集束レンズおよび導波路型波長変
換素子で、83はビーム成形用のレンズ系であり、レー
ザ光はこれを通って平行光に成形される。92はビー1
1成形用プリズムの機能をかねた偏光ビームスプリンタ
であり、レーザ光はこれを通過後反射ミラー95で立ち
上げられ、対物レンズ85で光デイスク面86」二に集
光される。96は書込み消去の際に用いる磁場を与える
ための磁気コイルである。ディスク面86からの反射光
は偏光ビームスプリッタ92で反射され、1/2波長板
を94を通り集束レンズ97で集光され、偏光ビームス
プリッタ82で2つの光束に分割され、2分割ホトセン
サ90および4分割ホトセンサ91上へ導かれて、トラ
ッキング誤差信号、フォーカシング誤差信号、再生信号
の検出が行われる。
例の導波路型波長変換素子を搭載した小型可視光光源を
用いた光磁気ディスク用ヘッドである。図において、1
1.13および81は上記第3実施例の第8図と同様の
高出力半導体レーザ、集束レンズおよび導波路型波長変
換素子で、83はビーム成形用のレンズ系であり、レー
ザ光はこれを通って平行光に成形される。92はビー1
1成形用プリズムの機能をかねた偏光ビームスプリンタ
であり、レーザ光はこれを通過後反射ミラー95で立ち
上げられ、対物レンズ85で光デイスク面86」二に集
光される。96は書込み消去の際に用いる磁場を与える
ための磁気コイルである。ディスク面86からの反射光
は偏光ビームスプリッタ92で反射され、1/2波長板
を94を通り集束レンズ97で集光され、偏光ビームス
プリッタ82で2つの光束に分割され、2分割ホトセン
サ90および4分割ホトセンサ91上へ導かれて、トラ
ッキング誤差信号、フォーカシング誤差信号、再生信号
の検出が行われる。
また、光学系を変更すれば、再生専用型光ディスクまた
は相変化型書き換え型光ディスクに対しても、導波路型
波長変換素子81を適用することができる。
は相変化型書き換え型光ディスクに対しても、導波路型
波長変換素子81を適用することができる。
第5実施例
第10図は上記第3実施例に示す光ヘッドを、従来の光
情報記録再生装置に応用した場合の光情報記録再生装置
104の概略を示す図である。本実施例の特徴は、アク
チュエータ102上に光ヘッド101が搭載され、光学
系の構成が簡素化された点である。水装置dの動作原理
は従来装置と同じである。
情報記録再生装置に応用した場合の光情報記録再生装置
104の概略を示す図である。本実施例の特徴は、アク
チュエータ102上に光ヘッド101が搭載され、光学
系の構成が簡素化された点である。水装置dの動作原理
は従来装置と同じである。
すむわち、光記録媒体]05は、回転制御手段でコント
ロールされたモータ303により回転する。上記回転す
る光記録媒体105の半径方向にアクチュエータ102
に搭載された光ヘッド101が、走査制御手段により走
査駆動し、それと同期して光記録媒体からの光11f報
106が光ヘツド101内で電気信号に変換され、必要
な信号処理手段で処理されるものである。
ロールされたモータ303により回転する。上記回転す
る光記録媒体105の半径方向にアクチュエータ102
に搭載された光ヘッド101が、走査制御手段により走
査駆動し、それと同期して光記録媒体からの光11f報
106が光ヘツド101内で電気信号に変換され、必要
な信号処理手段で処理されるものである。
この光情報記録・再生装置は、光ヘッドによりレーザ光
を0.5μmという従来の半分のスポット径に集束でき
るため、記録密度を従来ヘッドの4倍にすることができ
、また、搭載している導波路型波長変換素子の重量がき
わめて小さいため、アクセス時間は従来のものと変わら
ないという特徴を持っている。
を0.5μmという従来の半分のスポット径に集束でき
るため、記録密度を従来ヘッドの4倍にすることができ
、また、搭載している導波路型波長変換素子の重量がき
わめて小さいため、アクセス時間は従来のものと変わら
ないという特徴を持っている。
」二記のように本発明による導波路型波長変換素子は、
自発分極をもつ基板と、該基板より屈折率が高い光導波
層からなる導波路型波長変換素子において、上記光導波
層の屈折率が一様で、かつ、」−記基板および上記光導
波層の自発分極が、周期的に反転していることにより、
位相整合が容易でしかも高効率の導波路型波長変換素子
を作製することができる。また、上記素子を半導体レー
ザおよび集束レンズと組合せることにより、小型で軽量
な可視光光源を構成することができる。さらに、上記光
源を従来の光情報記録・再生装置に組込むことにより、
記録密度が4倍であってアクセス時間が従来装置と同等
の光情報記録・再生装置を構成することができる。
自発分極をもつ基板と、該基板より屈折率が高い光導波
層からなる導波路型波長変換素子において、上記光導波
層の屈折率が一様で、かつ、」−記基板および上記光導
波層の自発分極が、周期的に反転していることにより、
位相整合が容易でしかも高効率の導波路型波長変換素子
を作製することができる。また、上記素子を半導体レー
ザおよび集束レンズと組合せることにより、小型で軽量
な可視光光源を構成することができる。さらに、上記光
源を従来の光情報記録・再生装置に組込むことにより、
記録密度が4倍であってアクセス時間が従来装置と同等
の光情報記録・再生装置を構成することができる。
第1図は本発明による可視光発生用光源の一実施例を示
す構成図で、(a)は平面図、(b)は断面図、第2図
は温度位相整合法を用いた従来の波長変換素子を示す図
、第3図はチェレンコフ輻射を用いた従来の波長変換素
子を示す図、第4図は分極反転を用いた従来の波長変換
素子を示す図、第5図(a)〜(d)はそれぞれ本発明
素子による波長変換原理の説明図、第6図(a)〜(f
)はl−’3Q−呵視光発生用光源のgl造工程をそれ
ぞれ示す図、第7図は本発明の第2実施例を示す図で、
(a)は平面図、(b)は断面図、第8図は本発明の波
長変換素子を搭載した追記型光ヘッドの概略図、第9図
は本発明の波長変換素子を搭載した光磁気型光ヘッドの
概略図、第10図は本発明の波長変換素子を搭載した光
情報記録再生装置の構成図である。 14・基板(T−jTa○3)、 17・・薄膜中で分極が反転されている部分、21
基板(L i N b○3)、31、、 42.72・
・・プロトン交換チャネル型光導波路、1 51・・自発分極をもつ基板、 52・・光導波層、 88.97・・収束レンズ
系、+01・・・光ヘッド、 105・・・光記録
媒体。 −≧】 3’z:’) 符開平 3 21(’/141 (11)
す構成図で、(a)は平面図、(b)は断面図、第2図
は温度位相整合法を用いた従来の波長変換素子を示す図
、第3図はチェレンコフ輻射を用いた従来の波長変換素
子を示す図、第4図は分極反転を用いた従来の波長変換
素子を示す図、第5図(a)〜(d)はそれぞれ本発明
素子による波長変換原理の説明図、第6図(a)〜(f
)はl−’3Q−呵視光発生用光源のgl造工程をそれ
ぞれ示す図、第7図は本発明の第2実施例を示す図で、
(a)は平面図、(b)は断面図、第8図は本発明の波
長変換素子を搭載した追記型光ヘッドの概略図、第9図
は本発明の波長変換素子を搭載した光磁気型光ヘッドの
概略図、第10図は本発明の波長変換素子を搭載した光
情報記録再生装置の構成図である。 14・基板(T−jTa○3)、 17・・薄膜中で分極が反転されている部分、21
基板(L i N b○3)、31、、 42.72・
・・プロトン交換チャネル型光導波路、1 51・・自発分極をもつ基板、 52・・光導波層、 88.97・・収束レンズ
系、+01・・・光ヘッド、 105・・・光記録
媒体。 −≧】 3’z:’) 符開平 3 21(’/141 (11)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、自発分極をもつ基板と、該基板より屈折率が高い光
導波層からなる導波路型波長変換素子において、上記光
導波層の屈折率が一様で、かつ、上記基板および上記光
導波層の自発分極が、周期的に反転していることを特徴
とする導波路型波長変換素子。 2、上記基板は、タンタル酸リチウム(LiTaO_3
)またはニオブ酸リチウム(LiNbO_3)であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載した導波路
型波長変換素子。 3、上記光導波層は、タンタルニオブ酸リチウム(L1
Nb_xTa_1_−_xO_3、0<x≦1)または
タンタルニオブ酸リチウムマグネシウム(Li_xMg
_1_−_x_/_2Nb_yTa_1_−_yO_3
、x〜0.9、0<y≦1)、あるいはそれらのリチウ
ム(Li)の一部が水素(H)と置換されたものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載した導波
路型波長変換素子。 4、上記タンタルニオブ酸リチウムまたはタンタルニオ
ブ酸リチウムマグネシウム薄膜は、周期的な分極反転構
造を有するLiTaO_3基板上に、3つないし4つの
イオン源とターゲットとを有し、かつ、基板付近に酸素
を導入可能なイオンビームスパッタリング法により形成
したものであることを特徴とする特許請求の範囲第3項
に記載した導波路型波長変換素子。 5、自発分極をもつ基板と、該基板より屈折率が高い光
導波層からなる導波路型波長変換素子の製造方法におい
て、上記基板としてLiTaO_3を用い、上記基板内
のLiとHとをイオン交換し、かつ、キュリー点以下の
温度で加熱することによって、基板上に周期的な分極反
転構造を形成させることを特徴とする導波型波長変換素
子の製造方法。 6、上記周期的な分極反転構造は、LiTaO_3基板
上にLiとHとのイオン交換を行い、キュリー点以下で
加熱して作製する分極反転構造で、光導波層は再びLi
とHとのイオン交換を行って作製した光導波層であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載した導波路
型波長変換素子の製造方法。 7、特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記
載した導波路型波長変換素子と、波長780〜1100
nmの近赤外半導体レーザ光源と、該レーザ光源から出
射するレーザ光を導波路端面に集光するレンズ系とから
なる可視光発生用光源。 8、上記特許請求の範囲第7項に記載した可視光発生用
光源と、該光源より出射する光を光記録媒体の記録・再
生面上に集光する集光手段と、上記光記録媒体の記録・
再生面からの反射光を受光し検出する手段とを備えた光
ヘッド。 9、光記録媒体を回転駆動する回転駆動制御手段と、上
記光記録媒体の半径方向に所定間隔を距てて駆動する光
情報の記録・再生を行う光ヘッドと、該光ヘッドを搭載
して走査駆動するアクチュエータとを備えた光情報記録
再生装置において、上記アクチュエータに搭載する光ヘ
ッドは、特許請求の範囲第8項に記載した光ヘッドであ
ることを特徴とする光情報記録再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2181452A JPH03287141A (ja) | 1990-03-26 | 1990-07-11 | 導波路型波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-73428 | 1990-03-26 | ||
JP7342890 | 1990-03-26 | ||
JP2181452A JPH03287141A (ja) | 1990-03-26 | 1990-07-11 | 導波路型波長変換素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03287141A true JPH03287141A (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=26414566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2181452A Pending JPH03287141A (ja) | 1990-03-26 | 1990-07-11 | 導波路型波長変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03287141A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0485159A2 (en) * | 1990-11-05 | 1992-05-13 | Fujitsu Limited | Waveguide type second-harmonic generation element and method of producing the same |
US5323262A (en) * | 1990-11-30 | 1994-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Wavelength conversion device |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP2181452A patent/JPH03287141A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0485159A2 (en) * | 1990-11-05 | 1992-05-13 | Fujitsu Limited | Waveguide type second-harmonic generation element and method of producing the same |
US5323262A (en) * | 1990-11-30 | 1994-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Wavelength conversion device |
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