JPH0728110A - 強誘電体のドメイン反転構造形成方法および光波長変換素子 - Google Patents
強誘電体のドメイン反転構造形成方法および光波長変換素子Info
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- JPH0728110A JPH0728110A JP5170071A JP17007193A JPH0728110A JP H0728110 A JPH0728110 A JP H0728110A JP 5170071 A JP5170071 A JP 5170071A JP 17007193 A JP17007193 A JP 17007193A JP H0728110 A JPH0728110 A JP H0728110A
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3558—Poled materials, e.g. with periodic poling; Fabrication of domain inverted structures, e.g. for quasi-phase-matching [QPM]
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単分極化された非線形光学効果を有する強誘
電体に、理想的な直線状で、均一な形状のドメイン反転
構造を再現性良く形成する。 【構成】 単分極化された非線形光学効果を有するＬｉ
ＮｂＯ3 基板１等の強誘電体の一表面（＋ｚ面）１ａに
アース電極２を設け、それと反対の表面（−ｚ面）１ｂ
側から該強誘電体に電子線３を照射してドメイン反転部
９を形成する際に、上記一表面１ａにアース電極２を形
成する前に、該表面１ａをフッ硝酸液５等によりエッチ
ングする。
電体に、理想的な直線状で、均一な形状のドメイン反転
構造を再現性良く形成する。 【構成】 単分極化された非線形光学効果を有するＬｉ
ＮｂＯ3 基板１等の強誘電体の一表面（＋ｚ面）１ａに
アース電極２を設け、それと反対の表面（−ｚ面）１ｂ
側から該強誘電体に電子線３を照射してドメイン反転部
９を形成する際に、上記一表面１ａにアース電極２を形
成する前に、該表面１ａをフッ硝酸液５等によりエッチ
ングする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基本波を第２高調波等
に変換する光波長変換素子、特に詳細には周期ドメイン
反転構造を有する光波長変換素子に関するものである。
に変換する光波長変換素子、特に詳細には周期ドメイン
反転構造を有する光波長変換素子に関するものである。
【０００２】また本発明は、上記のような光波長変換素
子を作成するために、非線形光学効果を有する強誘電体
に所定パターンのドメイン反転構造を形成する方法に関
するものである。
子を作成するために、非線形光学効果を有する強誘電体
に所定パターンのドメイン反転構造を形成する方法に関
するものである。
【０００３】
【従来の技術】非線形光学効果を有する強誘電体の自発
分極（ドメイン）を周期的に反転させた領域を設けた光
波長変換素子を用いて、基本波を第２高調波に波長変換
する方法が既にＢleombergenらによって提案されている
（Ｐhys.Ｒev.,vol.127,Ｎo.６，1918（1962）参照）。
この方法においては、ドメイン反転部の周期Λを、 Λｃ＝２π／｛β（２ω）−２β（ω）｝ ……（１） ただしβ（２ω）は第２高調波の伝搬定数 ２β（ω）は基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λｃの整数倍になるように
設定することで、基本波と第２高調波との位相整合を取
ることができる。非線形光学材料のバルク結晶を用いて
波長変換する場合は、位相整合する波長が結晶固有の特
定波長に限られるが、上記の方法によれば、任意の波長
に対して（１） を満足する周期Λを選択することによ
り、効率良く位相整合を取ることが可能となる。
分極（ドメイン）を周期的に反転させた領域を設けた光
波長変換素子を用いて、基本波を第２高調波に波長変換
する方法が既にＢleombergenらによって提案されている
（Ｐhys.Ｒev.,vol.127,Ｎo.６，1918（1962）参照）。
この方法においては、ドメイン反転部の周期Λを、 Λｃ＝２π／｛β（２ω）−２β（ω）｝ ……（１） ただしβ（２ω）は第２高調波の伝搬定数 ２β（ω）は基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λｃの整数倍になるように
設定することで、基本波と第２高調波との位相整合を取
ることができる。非線形光学材料のバルク結晶を用いて
波長変換する場合は、位相整合する波長が結晶固有の特
定波長に限られるが、上記の方法によれば、任意の波長
に対して（１） を満足する周期Λを選択することによ
り、効率良く位相整合を取ることが可能となる。
【０００４】上述のような周期ドメイン反転構造を形成
する方法の１つとして従来より、室温下で電子線ビーム
を直接ＬｉＴａＯ3 やＬｉＮｂＯ3 の−ｚ面に照射する
方法（Ｈ．Ｉto，Ｃ．Ｔakyu，and Ｈ．Ｉnaba，Ｅlect
ronics Ｌetters， vol.27, Ｎo.14，1221（1991）参
照）が知られている。なおこの場合は、電子線照射側と
反対側の強誘電体表面（上記例では＋ｚ面）にアース電
極を形成した状態で電子線照射がなされる。
する方法の１つとして従来より、室温下で電子線ビーム
を直接ＬｉＴａＯ3 やＬｉＮｂＯ3 の−ｚ面に照射する
方法（Ｈ．Ｉto，Ｃ．Ｔakyu，and Ｈ．Ｉnaba，Ｅlect
ronics Ｌetters， vol.27, Ｎo.14，1221（1991）参
照）が知られている。なおこの場合は、電子線照射側と
反対側の強誘電体表面（上記例では＋ｚ面）にアース電
極を形成した状態で電子線照射がなされる。
【０００５】この方法で作成される光波長変換素子は、
ＬｉＮｂＯ3 の基板厚さ（例えば０．５ｍｍ程度）に亘
って、つまり−ｚ面から＋ｚ面まで貫通する周期ドメイ
ン反転部が形成されるため、バルク型の光波長変換素子
としての応用が可能である。この方法により３次の周期
ドメイン反転構造を形成した光波長変換素子では、Ｔ
ｉ：Ａｌ2 Ｏ3 レーザーを波長掃引して、バルクでの位
相整合が確認されている。
ＬｉＮｂＯ3 の基板厚さ（例えば０．５ｍｍ程度）に亘
って、つまり−ｚ面から＋ｚ面まで貫通する周期ドメイ
ン反転部が形成されるため、バルク型の光波長変換素子
としての応用が可能である。この方法により３次の周期
ドメイン反転構造を形成した光波長変換素子では、Ｔ
ｉ：Ａｌ2 Ｏ3 レーザーを波長掃引して、バルクでの位
相整合が確認されている。
【０００６】また、本出願人による特願平4-290003号明
細書に示されるように、電子線ビームを強誘電体に照射
する代わりに、それと同様に高エネルギー線の一つであ
るイオンビームを強誘電体に照射して周期ドメイン反転
構造を形成することも可能である。
細書に示されるように、電子線ビームを強誘電体に照射
する代わりに、それと同様に高エネルギー線の一つであ
るイオンビームを強誘電体に照射して周期ドメイン反転
構造を形成することも可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電子線、イオ
ンビーム等の高エネルギー線照射による従来のドメイン
反転構造形成方法においては、ドメイン反転構造の形状
の均一性、再現性が悪いことが認められている。またこ
の従来方法においては、ドメイン反転部分が理想的な直
線状になり難く、太さが不均一な直線状や、あるいはド
ット状になってしまうことが極めて多いという問題も認
められている。
ンビーム等の高エネルギー線照射による従来のドメイン
反転構造形成方法においては、ドメイン反転構造の形状
の均一性、再現性が悪いことが認められている。またこ
の従来方法においては、ドメイン反転部分が理想的な直
線状になり難く、太さが不均一な直線状や、あるいはド
ット状になってしまうことが極めて多いという問題も認
められている。
【０００８】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、理想的な直線状の所定周期のドメイン反
転構造を、再現性良く形成することができる強誘電体の
ドメイン反転構造形成方法を提供することを目的とする
ものである。
たものであり、理想的な直線状の所定周期のドメイン反
転構造を、再現性良く形成することができる強誘電体の
ドメイン反転構造形成方法を提供することを目的とする
ものである。
【０００９】また本発明は、理想的な直線状の周期ドメ
イン反転構造を有する光波長変換素子を提供することを
目的とするものである。
イン反転構造を有する光波長変換素子を提供することを
目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による強誘電体の
ドメイン反転構造形成方法は、前述したように単分極化
された非線形光学効果を有する強誘電体の一表面にアー
ス電極を設け、それと反対の表面側から該強誘電体に電
子線、イオンビーム等の高エネルギー線を照射してドメ
イン反転構造を形成する強誘電体のドメイン反転構造形
成方法において、上記強誘電体の一表面にアース電極を
形成する前に、該表面をエッチングすることを特徴とす
るものである。
ドメイン反転構造形成方法は、前述したように単分極化
された非線形光学効果を有する強誘電体の一表面にアー
ス電極を設け、それと反対の表面側から該強誘電体に電
子線、イオンビーム等の高エネルギー線を照射してドメ
イン反転構造を形成する強誘電体のドメイン反転構造形
成方法において、上記強誘電体の一表面にアース電極を
形成する前に、該表面をエッチングすることを特徴とす
るものである。
【００１１】また本発明による光波長変換素子は、強誘
電体に、上述の方法で周期ドメイン反転構造が形成され
てなるものである。
電体に、上述の方法で周期ドメイン反転構造が形成され
てなるものである。
【００１２】
【作用および発明の効果】強誘電体に上記のエッチング
処理を施しておくと、ドメイン反転部分が理想的な直線
状になり、そしてドメイン反転構造の面内均一性（ドメ
イン反転部に貫かれる面内での形状均一性）が大幅に向
上し、またドメイン反転構造の形状再現性もほぼ１００
％まで改善される。これは、エッチング処理された強誘
電体表面とアース電極との密着性が向上することによる
ものと考えられる。
処理を施しておくと、ドメイン反転部分が理想的な直線
状になり、そしてドメイン反転構造の面内均一性（ドメ
イン反転部に貫かれる面内での形状均一性）が大幅に向
上し、またドメイン反転構造の形状再現性もほぼ１００
％まで改善される。これは、エッチング処理された強誘
電体表面とアース電極との密着性が向上することによる
ものと考えられる。
【００１３】以上のようにして、理想的形状で周期が極
めて正確に制御されたドメイン反転構造が強誘電体に形
成されれば、この強誘電体の非線形光学定数が向上する
ので、それを光波長変換素子として用いた場合の波長変
換効率が著しく高められるようになる。
めて正確に制御されたドメイン反転構造が強誘電体に形
成されれば、この強誘電体の非線形光学定数が向上する
ので、それを光波長変換素子として用いた場合の波長変
換効率が著しく高められるようになる。
【００１４】また、ドメイン反転部分が理想的な直線状
となることにより、強誘電体に光損傷が生じる光強度の
しきい値が高くなり、光波長変換素子の耐光損傷特性も
改善される。
となることにより、強誘電体に光損傷が生じる光強度の
しきい値が高くなり、光波長変換素子の耐光損傷特性も
改善される。
【００１５】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例によりドメ
イン反転構造を形成する工程を示している。この図１
中、１は非線形光学効果を有する強誘電体であるＬｉＮ
ｂＯ3 の基板である。この基板１は単分極化処理がなさ
れて厚さ0.5 ｍｍに形成され、最も大きい非線形光学材
料定数ｄ33が有効に利用できるように、ｚ面（ｃ面）で
光学研磨されたｚ板が使用されている。
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例によりドメ
イン反転構造を形成する工程を示している。この図１
中、１は非線形光学効果を有する強誘電体であるＬｉＮ
ｂＯ3 の基板である。この基板１は単分極化処理がなさ
れて厚さ0.5 ｍｍに形成され、最も大きい非線形光学材
料定数ｄ33が有効に利用できるように、ｚ面（ｃ面）で
光学研磨されたｚ板が使用されている。
【００１６】この基板１は、まず同図の（ａ）に示すよ
うに、室温下で、フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ3 ）の
１：２の混合液であるフッ硝酸液５に３分間浸漬され
る。この処理により基板１の全表面が軽くエッチングさ
れる。
うに、室温下で、フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ3 ）の
１：２の混合液であるフッ硝酸液５に３分間浸漬され
る。この処理により基板１の全表面が軽くエッチングさ
れる。
【００１７】基板１をフッ硝酸液５から取り出して乾燥
させた後、同図（ｂ）に示すように、この基板１の＋ｚ
面１ａにはアース電極として、厚さ30ｎｍのＣｒ薄膜２
が蒸着により形成される。
させた後、同図（ｂ）に示すように、この基板１の＋ｚ
面１ａにはアース電極として、厚さ30ｎｍのＣｒ薄膜２
が蒸着により形成される。
【００１８】次いで同図（ｃ）に示すように、公知の電
子線照射装置（図示せず）から発せられた電子線３を、
基板１に−ｚ面１ｂ側から局所的に照射する。この際の
電子線加速電圧は一例として20ｋＶ、照射電流は0.3 ｎ
Ａに設定される。この電子線照射により基板１には、基
板裏まで貫通し、所定周期Λで繰り返すパターンのドメ
イン反転部９が形成される。なお図１（ｃ）の矢印10
は、分極の方向を示している。ここで上記周期Λは、Ｌ
ｉＮｂＯ3 の屈折率の波長分散を考慮して、基板１のｘ
軸方向に沿って946 ｎｍ近辺で１次の周期となるように
4.6 μｍとした。
子線照射装置（図示せず）から発せられた電子線３を、
基板１に−ｚ面１ｂ側から局所的に照射する。この際の
電子線加速電圧は一例として20ｋＶ、照射電流は0.3 ｎ
Ａに設定される。この電子線照射により基板１には、基
板裏まで貫通し、所定周期Λで繰り返すパターンのドメ
イン反転部９が形成される。なお図１（ｃ）の矢印10
は、分極の方向を示している。ここで上記周期Λは、Ｌ
ｉＮｂＯ3 の屈折率の波長分散を考慮して、基板１のｘ
軸方向に沿って946 ｎｍ近辺で１次の周期となるように
4.6 μｍとした。
【００１９】次いで上記＋ｚ面１ａのＣｒ薄膜２をエッ
チングにより除去し、この＋ｚ面１ａにおけるドメイン
反転部９の形状を顕微鏡で観察した。その顕微鏡像を撮
影した写真を図２に示す。ここに示されている通り、ド
メイン反転部９（写真中の黒い直線部）は均一な周期Λ
＝4.6 μｍを保った理想的な直線状となっており、その
ｚ面内の形状均一性が著しく良好であることが確認され
た。
チングにより除去し、この＋ｚ面１ａにおけるドメイン
反転部９の形状を顕微鏡で観察した。その顕微鏡像を撮
影した写真を図２に示す。ここに示されている通り、ド
メイン反転部９（写真中の黒い直線部）は均一な周期Λ
＝4.6 μｍを保った理想的な直線状となっており、その
ｚ面内の形状均一性が著しく良好であることが確認され
た。
【００２０】また、以上のようにしてドメイン反転構造
を形成する処理を100 サンプル以上の基板１に対して行
なったが、どのサンプルにおいても＋ｚ面１ａにおける
ドメイン反転部９の形状は上述と同様であり、ドメイン
反転構造の形状再現性がほぼ１００％であることが確認
された。
を形成する処理を100 サンプル以上の基板１に対して行
なったが、どのサンプルにおいても＋ｚ面１ａにおける
ドメイン反転部９の形状は上述と同様であり、ドメイン
反転構造の形状再現性がほぼ１００％であることが確認
された。
【００２１】それに対して、比較例として、上記フッ硝
酸液５によるエッチング処理を行なわず、その他はすべ
て上記実施例と同様にしてＬｉＮｂＯ3 基板１にドメイ
ン反転部９を形成した。この場合の＋ｚ面１ａにおける
ドメイン反転部９の形状を撮影した顕微鏡写真を図３に
示す。ここに示されている通り、所定の周期を保ってき
れいな直線状になっているドメイン反転部９（写真中の
黒い直線部）は僅かであり、大半のドメイン反転部９は
太さが不均一な直線状や、あるいはドット状になってい
る。
酸液５によるエッチング処理を行なわず、その他はすべ
て上記実施例と同様にしてＬｉＮｂＯ3 基板１にドメイ
ン反転部９を形成した。この場合の＋ｚ面１ａにおける
ドメイン反転部９の形状を撮影した顕微鏡写真を図３に
示す。ここに示されている通り、所定の周期を保ってき
れいな直線状になっているドメイン反転部９（写真中の
黒い直線部）は僅かであり、大半のドメイン反転部９は
太さが不均一な直線状や、あるいはドット状になってい
る。
【００２２】次に、上記実施例で周期ドメイン反転構造
が形成された基板１からなる光波長変換素子について説
明する。基板１のｘ面および−ｘ面を研磨してそれぞれ
光通過面20ａ、20ｂとすることにより、図４に示すよう
なバルク結晶型の光波長変換素子20が得られる。この周
期ドメイン反転構造を有するバルク結晶型光波長変換素
子20を、同図に示すレーザーダイオード励起ＹＡＧレー
ザーの共振器内に配置した。
が形成された基板１からなる光波長変換素子について説
明する。基板１のｘ面および−ｘ面を研磨してそれぞれ
光通過面20ａ、20ｂとすることにより、図４に示すよう
なバルク結晶型の光波長変換素子20が得られる。この周
期ドメイン反転構造を有するバルク結晶型光波長変換素
子20を、同図に示すレーザーダイオード励起ＹＡＧレー
ザーの共振器内に配置した。
【００２３】このレーザーダイオード励起ＹＡＧレーザ
ーは、波長809 ｎｍのポンピング光としてのレーザービ
ーム13を発するレーザーダイオード14と、発散光状態の
レーザービーム13を収束させる集光レンズ15と、Ｎｄ
（ネオジウム）がドーピングされたレーザー媒質であっ
て上記レーザービーム13の収束位置に配されたＹＡＧ結
晶16と、このＹＡＧ結晶16の前方側（図中右方）に配さ
れた共振器ミラー17とからなる。光波長変換素子20は結
晶長が１ｍｍとされ、この共振器ミラー17とＹＡＧ結晶
16との間に配置されている。
ーは、波長809 ｎｍのポンピング光としてのレーザービ
ーム13を発するレーザーダイオード14と、発散光状態の
レーザービーム13を収束させる集光レンズ15と、Ｎｄ
（ネオジウム）がドーピングされたレーザー媒質であっ
て上記レーザービーム13の収束位置に配されたＹＡＧ結
晶16と、このＹＡＧ結晶16の前方側（図中右方）に配さ
れた共振器ミラー17とからなる。光波長変換素子20は結
晶長が１ｍｍとされ、この共振器ミラー17とＹＡＧ結晶
16との間に配置されている。
【００２４】ＹＡＧ結晶16は波長809 ｎｍのレーザービ
ーム13により励起されて、波長946ｎｍのレーザービー
ム18を発する。この固体レーザービーム18は、所定のコ
ーティングが施されたＹＡＧ結晶端面16ａと共振器ミラ
ー17のミラー面17ａとの間で共振し、光波長変換素子20
に入射して波長が１／２すなわち473 ｎｍの第２高調波
19に変換される。基本波としての固体レーザービーム18
と第２高調波19は、周期ドメイン反転領域において位相
整合（いわゆる疑似位相整合）し、ほぼこの第２高調波
19のみが上記ミラー面17ａを通過する。
ーム13により励起されて、波長946ｎｍのレーザービー
ム18を発する。この固体レーザービーム18は、所定のコ
ーティングが施されたＹＡＧ結晶端面16ａと共振器ミラ
ー17のミラー面17ａとの間で共振し、光波長変換素子20
に入射して波長が１／２すなわち473 ｎｍの第２高調波
19に変換される。基本波としての固体レーザービーム18
と第２高調波19は、周期ドメイン反転領域において位相
整合（いわゆる疑似位相整合）し、ほぼこの第２高調波
19のみが上記ミラー面17ａを通過する。
【００２５】本例においては、レーザーダイオード14の
出力が200 ｍＷのとき、10ｍＷの出力の第２高調波19が
得られた。そしてこの第２高調波19は、散乱光や迷光の
無いきれいなプロファイルを有するものである。それに
対して、前述のフッ硝酸液５によるエッチング処理を行
なわないで、それ以外は光波長変換素子20と同様にして
作成した結晶長１ｍｍの光波長変換素子を上記レーザー
ダイオード励起ＹＡＧレーザーの共振器内に配置した場
合、上記と同じくレーザーダイオード14の出力が200 ｍ
Ｗのとき、第２高調波出力は１ｍＷであった。以上の点
からも、本発明方法により形成されたドメイン反転部９
は均一な周期Λを保って理想的な直線状となっているこ
とが分かる。
出力が200 ｍＷのとき、10ｍＷの出力の第２高調波19が
得られた。そしてこの第２高調波19は、散乱光や迷光の
無いきれいなプロファイルを有するものである。それに
対して、前述のフッ硝酸液５によるエッチング処理を行
なわないで、それ以外は光波長変換素子20と同様にして
作成した結晶長１ｍｍの光波長変換素子を上記レーザー
ダイオード励起ＹＡＧレーザーの共振器内に配置した場
合、上記と同じくレーザーダイオード14の出力が200 ｍ
Ｗのとき、第２高調波出力は１ｍＷであった。以上の点
からも、本発明方法により形成されたドメイン反転部９
は均一な周期Λを保って理想的な直線状となっているこ
とが分かる。
【００２６】先に述べた通り、本願発明による効果は、
エッチング処理された強誘電体表面とアース電極との密
着性が向上することによって得られると考えられる。以
下、この点を確認した結果を説明する。＋ｚ面１ａのみ
を上記実施例と同様にして軽くエッチングしたＬｉＮｂ
Ｏ3 基板１と、−ｚ面１ｂのみを同様にして軽くエッチ
ングしたＬｉＮｂＯ3 基板１とを用意し、それらの各基
板１の＋ｚ面１ａにアース電極としてＣｒ薄膜２を形成
し、次いで上記実施例と同様にして電子線照射によりド
メイン反転部９を形成した。
エッチング処理された強誘電体表面とアース電極との密
着性が向上することによって得られると考えられる。以
下、この点を確認した結果を説明する。＋ｚ面１ａのみ
を上記実施例と同様にして軽くエッチングしたＬｉＮｂ
Ｏ3 基板１と、−ｚ面１ｂのみを同様にして軽くエッチ
ングしたＬｉＮｂＯ3 基板１とを用意し、それらの各基
板１の＋ｚ面１ａにアース電極としてＣｒ薄膜２を形成
し、次いで上記実施例と同様にして電子線照射によりド
メイン反転部９を形成した。
【００２７】前者の基板１の＋ｚ面１ａにおけるドメイ
ン反転部９の形状を撮影した顕微鏡写真を図６に、一方
後者の基板１の＋ｚ面１ａにおけるドメイン反転部９の
形状を撮影した顕微鏡写真を図７に示す。図６に示され
ている通り、前者の基板１のドメイン反転部９（写真中
の黒い直線部）は均一な周期を保った理想的な直線状と
なっており、そのｚ面内の形状均一性が著しく良好であ
る。それに対して、図７に示されている通り、比較例と
しての後者の基板１においては、所定の周期を保ってき
れいな直線状になっているドメイン反転部９（写真中の
黒い直線部）は僅かであり、大半のドメイン反転部９は
太さが不均一な直線状や、あるいはドット状になってい
る。
ン反転部９の形状を撮影した顕微鏡写真を図６に、一方
後者の基板１の＋ｚ面１ａにおけるドメイン反転部９の
形状を撮影した顕微鏡写真を図７に示す。図６に示され
ている通り、前者の基板１のドメイン反転部９（写真中
の黒い直線部）は均一な周期を保った理想的な直線状と
なっており、そのｚ面内の形状均一性が著しく良好であ
る。それに対して、図７に示されている通り、比較例と
しての後者の基板１においては、所定の周期を保ってき
れいな直線状になっているドメイン反転部９（写真中の
黒い直線部）は僅かであり、大半のドメイン反転部９は
太さが不均一な直線状や、あるいはドット状になってい
る。
【００２８】なお、以上の実施例では、フッ硝酸液５に
よってＬｉＮｂＯ3 基板１をエッチングするようにして
いるが、エッチング処理はそれに限らず、例えばＮａＯ
Ｈの１０％水溶液による室温下でのエッチング処理等も
適用可能である。
よってＬｉＮｂＯ3 基板１をエッチングするようにして
いるが、エッチング処理はそれに限らず、例えばＮａＯ
Ｈの１０％水溶液による室温下でのエッチング処理等も
適用可能である。
【００２９】さらに本発明においては、上記のようなエ
ッチング液を用いないドライエッチングを適用すること
もできる。図５は、このドライエッチング処理の一例を
概略的に示すものである。図示されるようにＬｉＮｂＯ
3 基板１は真空容器６内に納められ、後に前記Ｃｒ薄膜
２等のアース電極が形成されることになる＋ｚ面１ａ
に、高周波プラズマ化装置（図示せず）によりプラズマ
化されたフッ化カーボン（ＣＦ4 ）ガス７が吹き付けら
れる。それにより、この基板１の＋ｚ面１ａが軽くエッ
チングされる。このエッチング処理がなされたならば、
それ以後は前記の実施例と同様にしてドメイン反転構造
を形成すればよい。なお上記高周波プラズマ化装置の高
周波パワーは例えば70Ｗ、真空容器６内の真空度は例え
ば５×10-2Ｔorr 程度に設定すればよい。
ッチング液を用いないドライエッチングを適用すること
もできる。図５は、このドライエッチング処理の一例を
概略的に示すものである。図示されるようにＬｉＮｂＯ
3 基板１は真空容器６内に納められ、後に前記Ｃｒ薄膜
２等のアース電極が形成されることになる＋ｚ面１ａ
に、高周波プラズマ化装置（図示せず）によりプラズマ
化されたフッ化カーボン（ＣＦ4 ）ガス７が吹き付けら
れる。それにより、この基板１の＋ｚ面１ａが軽くエッ
チングされる。このエッチング処理がなされたならば、
それ以後は前記の実施例と同様にしてドメイン反転構造
を形成すればよい。なお上記高周波プラズマ化装置の高
周波パワーは例えば70Ｗ、真空容器６内の真空度は例え
ば５×10-2Ｔorr 程度に設定すればよい。
【００３０】また本発明は、以上の実施例のように強誘
電体に電子線を照射する場合に限らず、高エネルギー線
としてその他イオンビーム等を強誘電体に照射してドメ
イン反転構造を形成する場合にも同様に適用可能であ
る。
電体に電子線を照射する場合に限らず、高エネルギー線
としてその他イオンビーム等を強誘電体に照射してドメ
イン反転構造を形成する場合にも同様に適用可能であ
る。
【００３１】また本発明のドメイン反転構造形成方法は
ＬｉＮｂＯ3 に限らず、その他の非線形光学効果を有す
る強誘電体、例えばＬｉＴａｂＯ3 やＭｇＯ−ＬｉＮｂ
Ｏ3等にドメイン反転構造を形成する場合にも同様に適
用可能である。
ＬｉＮｂＯ3 に限らず、その他の非線形光学効果を有す
る強誘電体、例えばＬｉＴａｂＯ3 やＭｇＯ−ＬｉＮｂ
Ｏ3等にドメイン反転構造を形成する場合にも同様に適
用可能である。
【図１】本発明の一実施例によるドメイン反転構造の形
成方法を説明する説明図
成方法を説明する説明図
【図２】本発明の方法によりＬｉＮｂＯ3 基板に形成さ
れたドメイン反転部のパターンの顕微鏡写真
れたドメイン反転部のパターンの顕微鏡写真
【図３】従来の方法によりＬｉＮｂＯ3 基板に形成され
たドメイン反転部のパターンの顕微鏡写真
たドメイン反転部のパターンの顕微鏡写真
【図４】本発明によりドメイン反転構造が形成された光
波長変換素子を備えた固体レーザーの側面図
波長変換素子を備えた固体レーザーの側面図
【図５】本発明方法におけるエッチング処理の別の例を
示す概略図
示す概略図
【図６】本発明の別の方法によりＬｉＮｂＯ3 基板に形
成されたドメイン反転部のパターンの顕微鏡写真
成されたドメイン反転部のパターンの顕微鏡写真
【図７】本発明との比較例の方法によりＬｉＮｂＯ3 基
板に形成されたドメイン反転部のパターンの顕微鏡写真
板に形成されたドメイン反転部のパターンの顕微鏡写真
１ ＬｉＮｂＯ3 基板 １ａ ＬｉＮｂＯ3 基板の＋ｚ面 １ｂ ＬｉＮｂＯ3 基板の−ｚ面 ２ Ｃｒ薄膜（アース電極） ３ 電子線 ５ フッ硝酸液（エッチング液） ６ 真空容器 ７ ＣＦ4 ガス（エッチングガス） ９ ドメイン反転部 13 レーザービーム（ポンピング光） 14 レーザーダイオード 15 集光レンズ 16 ＹＡＧ結晶 17 共振器ミラー 18 固体レーザービーム（基本波） 19 第２高調波 20 光波長変換素子
Claims (3)
- 【請求項１】 単分極化された非線形光学効果を有する
強誘電体の一表面にアース電極を設け、 それと反対の表面側から該強誘電体に高エネルギー線を
照射してドメイン反転構造を形成する強誘電体のドメイ
ン反転構造形成方法において、 前記強誘電体の一表面にアース電極を形成する前に、該
表面をエッチングすることを特徴とする強誘電体のドメ
イン反転構造形成方法。 - 【請求項２】 前記高エネルギー線が電子線であること
を特徴とする請求項１記載の強誘電体のドメイン反転構
造形成方法。 - 【請求項３】 非線形光学効果を有する強誘電体に、請
求項１または２記載の方法により周期ドメイン反転構造
が形成されてなる光波長変換素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17007193A JP3318058B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 |
| US08/271,978 US5668578A (en) | 1993-07-09 | 1994-07-08 | Method for fabricating ferrolelectric domain reversals, and optical wavelength converter element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17007193A JP3318058B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0728110A true JPH0728110A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3318058B2 JP3318058B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=15898103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17007193A Expired - Fee Related JP3318058B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5668578A (ja) |
| JP (1) | JP3318058B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003015175A (ja) * | 2001-04-27 | 2003-01-15 | Mitsubishi Electric Corp | 固体光源装置 |
| US6900928B2 (en) | 2002-03-19 | 2005-05-31 | Hc Photonics Corporation | Method of patterning and fabricating poled dielectric microstructures within dielectric materials |
| US6963048B2 (en) * | 2002-07-23 | 2005-11-08 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for welding with mechanical arc control |
| EP1566689B1 (en) * | 2002-11-25 | 2013-07-17 | Panasonic Corporation | Polarization reversal structure constructing method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3529144B2 (ja) * | 1992-03-03 | 2004-05-24 | 富士写真フイルム株式会社 | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 |
| JP2852831B2 (ja) * | 1992-04-16 | 1999-02-03 | 富士写真フイルム株式会社 | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 |
| JPH06138506A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 強誘電体のドメイン反転構造形成方法 |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP17007193A patent/JP3318058B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-07-08 US US08/271,978 patent/US5668578A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3318058B2 (ja) | 2002-08-26 |
| US5668578A (en) | 1997-09-16 |
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