JPH10221723A - Manufacture of nonlinear optical device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of simply and inexpensively manufacturing a precise and minute nonlinear optical device. SOLUTION: A three layer structure of a first clad layer 1, a core layer 2 containing a hydroxyl group and a second clad layer 3 is formed, and the core layer 2 is irradiated by an X ray in a prescribed pattern, and a linear optical waveguide answering to its pattern is formed, and thereafter, the three layer structure 1, 2, 3 are held between a positive electrode 6 and a negative electrode 7, and by applying a voltage under a raised temp., the prescribed length part of the linear optical waveguide is polarized electrically to be converted to a nonlinear optical waveguide part 2b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は非線形光学デバイス
の作製方法に関し、特に、シリカガラスタイプの平面導
波路型光回路中の波長変換デバイスとして用いられ得る
非線形光学デバイスの作製方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a nonlinear optical device, and more particularly to a method for manufacturing a nonlinear optical device that can be used as a wavelength conversion device in a silica glass type planar waveguide optical circuit.

【０００２】[0002]

【従来の技術】「レーザ研究」第２１巻第１１号（平成
５年１１月号）第２１頁〜２９頁において述べられてい
るように、光ディスクメモリなどの光情報処理機器の高
性能化に要求される小型の短波長コヒーレント光源の実
現のためのアプローチとして、近赤外波長の半導体レー
ザ光を非線形光学効果により半波長の青色光に変換する
導波路型の光第２高調波発生（ＳＨＧ）デバイスの開発
が期待されている。導波路型デバイスはバルク型デバイ
スに比べて導波路内の光閉じ込めによって長い伝搬距離
にわたって高い光強度密度を実現できるので、高い変換
効率を達成することができる。今までに種々の位相整合
方式が研究されてきたが、特に、近年は擬似位相整合型
が有望なデバイスとして注目されている。2. Description of the Related Art As described in "Laser Research," Vol. 21, No. 11 (November, 1993), pp. 21-29, there is a need to improve the performance of optical information processing equipment such as optical disk memories. As an approach for realizing a required small-sized short-wavelength coherent light source, a waveguide-type optical second harmonic generation (SHG) that converts semiconductor laser light of near-infrared wavelength into half-wavelength blue light by a nonlinear optical effect is used. ) Device development is expected. The waveguide type device can realize a high light intensity density over a long propagation distance by confinement of light in the waveguide, as compared with the bulk type device, so that a high conversion efficiency can be achieved. Various phase matching methods have been studied so far. In particular, in recent years, quasi-phase matching has been attracting attention as a promising device.

【０００３】擬似位相整合（Quasi Phase Matching:QP
M）は基本波と高調波の伝搬定数の差を周期構造によっ
て補償して位相整合をとる方法であり、その基本的概念
はPhys. Rev., vol.127, 1962, p.1918 において提案さ
れている。ＱＰＭのための周期構造は、ＳＨＧ係数（ｄ
係数）の符号を周期的に反転した構造が高い効率を得る
上で最も有効である。しかし、この周期構造は、必ずし
もｄ係数の符号が周期的に反転されている必要はなく、
非線形領域と線形領域が周期的に繰返されるものであっ
てもよい。誘電体結晶では、ｄ係数の正負は電気的分極
の極性に対応するので、分極ドメインの周期的反転構造
を利用することができる。[0003] Quasi Phase Matching (QP)
M) is a method of compensating for the difference between the propagation constant of the fundamental wave and the harmonic by using a periodic structure to achieve phase matching. The basic concept is proposed in Phys. Rev., vol.127, 1962, p.1918. ing. The periodic structure for QPM is the SHG coefficient (d
A structure in which the sign of the coefficient is periodically inverted is most effective in obtaining high efficiency. However, this periodic structure does not necessarily require the sign of the d coefficient to be periodically inverted.
The nonlinear region and the linear region may be periodically repeated. In the dielectric crystal, since the sign of the d coefficient corresponds to the polarity of the electric polarization, a periodic inversion structure of the polarization domain can be used.

【０００４】図６において、導波路型ＱＰＭ−ＳＨＧデ
バイスの基本構造の一例が概略的な斜視図で示されてい
る。図６のデバイスにおいては、基板１内に線形光学導
波路２ａが形成されている。しかし、この導波路２ａ中
の長さＬの部分２ｂは非線形光学材料で作られており、
その長さＬの部分２ｂにおいてｄ係数の符号が導波方向
に沿って一定周期で反転させられている。このようなＱ
ＰＭ−ＳＨＧデバイスの導波路２ａの入力側から周波数
ωの基本波が導入されれば、導波路２ａの出力側からは
ωの周波数を有する基本波のみならず２倍の周波数の２
ωを有する高調波が出力される。FIG. 6 is a schematic perspective view showing an example of a basic structure of a waveguide type QPM-SHG device. In the device of FIG. 6, a linear optical waveguide 2a is formed in a substrate 1. However, the portion 2b of length L in the waveguide 2a is made of a nonlinear optical material,
In the portion 2b of the length L, the sign of the d coefficient is reversed at a constant period along the waveguide direction. Such a Q
If the fundamental wave of frequency ω is introduced from the input side of the waveguide 2a of the PM-SHG device, not only the fundamental wave having the frequency of ω but also the double frequency of 2 is output from the output side of the waveguide 2a.
A harmonic having ω is output.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】誘電体結晶を用いたＱ
ＰＭ−ＳＨＧデバイスを実現する上で最も重要な技術
は、非線形光学導波路部分内で周期的に分極が反転され
たドメインを形成する技術である。ただし、この周期的
な分極の反転されたドメインの代わりに、周期的に非線
形領域と線形領域とが交互に形成された導波路部分を形
成してもよい。SUMMARY OF THE INVENTION Q using a dielectric crystal
The most important technique for realizing the PM-SHG device is a technique for forming a domain in which the polarization is periodically inverted in the nonlinear optical waveguide portion. However, instead of the domain in which the periodic polarization is inverted, a waveguide portion in which a non-linear region and a linear region are alternately formed periodically may be formed.

【０００６】今までに、導波路型ＱＰＭ−ＳＨＧデバイ
スを作製するために、導波路内に周期的な非線形領域を
含む構造を形成するための種々の方法が提案されてい
る。先行技術におけるそのような種々の方法において
は、導波路内に精度が高くかつ信頼性の高い周期構造を
簡便に低コストで形成し得る方法が存在していない。Until now, various methods for forming a structure including a periodic nonlinear region in a waveguide have been proposed in order to fabricate a waveguide type QPM-SHG device. In such various methods in the prior art, there is no method capable of easily and at low cost forming a highly accurate and reliable periodic structure in a waveguide.

【０００７】そこで、本発明は、導波路内に微細な一定
の周期で繰返し配置された非線形領域と線形領域を含む
非線形光学デバイスを高い信頼性で高精度に低コストで
形成することができる製造方法を提供することを目的と
している。Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a non-linear optical device including a non-linear region and a linear region which are repeatedly arranged in a waveguide at a fine constant period with high reliability, high accuracy, and low cost. It is intended to provide a way.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様によ
る非線形光学デバイスの作製方法は、順次積層された第
１クラッド層，コア層，および第２クラッド層を含む３
層構造を形成し、そのコア層は水酸基を含み；Ｘ線を所
定のパターンでコア層に照射してその屈折率を高めるこ
とによって、コア層内にＸ線のパターンに対応した線形
光学導波路を形成し；その後に、３層構造を正電極と負
電極との間に挟んで昇温された温度のもとに電圧を印加
することによって線形光学導波路の所定の長さ部分を電
気的に分極して非線形光学導波路に変換するステップを
含んでいることを特徴としている。According to one aspect of the present invention, a method for fabricating a nonlinear optical device includes a first cladding layer, a core layer, and a second cladding layer which are sequentially stacked.
Forming a layer structure, wherein the core layer contains a hydroxyl group; a linear optical waveguide corresponding to the X-ray pattern is formed in the core layer by irradiating the core layer with X-rays in a predetermined pattern to increase its refractive index. After that, a predetermined length portion of the linear optical waveguide is electrically connected by applying a voltage under an elevated temperature by sandwiching the three-layer structure between the positive electrode and the negative electrode. And converting it into a nonlinear optical waveguide.

【０００９】この非線形光学デバイスの作製方法におい
ては、コア層は少なくとも水酸基を含んでいるので、微
細なマスクを通過したＸ線の所定のパターンをコア層に
照射することによって、コア層内に微細で高精度の線形
光学導波路を簡便に形成することができる。そして、そ
の線形光学導波路の所定長さ部分は正電極と負電極との
間に挟まれて昇温された温度のもとで電圧が印加される
ことによって簡便に非線形光学導波路部分に変換され得
る。In this method of manufacturing a nonlinear optical device, since the core layer contains at least a hydroxyl group, the core layer is irradiated with a predetermined pattern of X-rays having passed through a fine mask, so that the core layer has a fine pattern. Thus, a highly accurate linear optical waveguide can be easily formed. A predetermined length of the linear optical waveguide is easily converted into a non-linear optical waveguide portion by applying a voltage at a raised temperature between the positive electrode and the negative electrode. Can be done.

【００１０】本発明のもう１つの態様による非線形光学
デバイスの作製方法は、所定長さの非線形光学導波路部
分の導波方向に沿った一定周期の強度変化を有するＫｒ
Ｆエキシマレーザ光を照射して、その非線形光学導波路
部分のうちレーザ光の照射された周期的領域部分が線形
光学導波路部分に戻されるステップをさらに含んでいる
ことを特徴としている。[0010] According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nonlinear optical device.
The method further includes the step of irradiating the F excimer laser light and returning the periodic area portion of the nonlinear optical waveguide portion irradiated with the laser light to the linear optical waveguide portion.

【００１１】すなわち、この非線形光学デバイスの製造
方法においては、所定長さの均一な非線形光学導波路部
分に対してその導波方向に沿った一定周期の強度変化を
有するＫｒＦエキシマレーザ光を照射するだけで、その
非線形光学導波路部分内に一定周期で非線形領域と線形
領域が交互に繰返される周期構造を容易にかつ高精度に
形成することができる。That is, in this method of manufacturing a nonlinear optical device, a uniform nonlinear optical waveguide portion having a predetermined length is irradiated with a KrF excimer laser beam having a constant period of intensity change along the waveguide direction. In this way, a periodic structure in which a nonlinear region and a linear region are alternately repeated at a constant period in the nonlinear optical waveguide portion can be easily and accurately formed.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】図１から図５を参照して、本発明
による非線形光学デバイスの作製方法のいくつかの実施
の形態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Several embodiments of a method for manufacturing a nonlinear optical device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【００１３】まず図１において、下側のクラッド層とし
て働き得るシリカガラス基板１上にシリカガラス系コア
層２とシリカガラスの上側クラッド層３とが堆積され
る。コア層２と上側クラッド層３は、火炎加水分解法，
スパッタリング法，またはＣＶＤ法によって堆積され得
る。コア層２が堆積されるとき、その堆積雰囲気中に少
量の水蒸気が含められ、これによってコア層２内には水
酸基が含まれる。こうして形成された３層構造１，２，
３は、Ｘ線マスク４に開けられた開口４ａを介してＸ線
５が照射され、コア層２内においてＸ線５によって照射
された領域２ａが線形光学導波路に変換される。なお、
この導波路２ａは図１の紙面に直交する方向に延びてい
る。First, in FIG. 1, a silica glass core layer 2 and a silica glass upper cladding layer 3 are deposited on a silica glass substrate 1 which can function as a lower cladding layer. The core layer 2 and the upper cladding layer 3 are formed by a flame hydrolysis method,
It can be deposited by a sputtering method or a CVD method. When the core layer 2 is deposited, a small amount of water vapor is included in the deposition atmosphere, and thus hydroxyl groups are contained in the core layer 2. The thus formed three-layer structure 1, 2, 2,
3 is irradiated with X-rays 5 through an opening 4a opened in the X-ray mask 4, and a region 2a irradiated with the X-rays 5 in the core layer 2 is converted into a linear optical waveguide. In addition,
The waveguide 2a extends in a direction perpendicular to the plane of FIG.

【００１４】すなわち、コア層２は水酸基を含んでいる
ので、Ｘ線の照射によって屈折率が増大して導波路とな
り得るのである。なお、コア層２内には少量のゲルマニ
ウムがさらに含められてもよい。シリカガラス中のゲル
マニウムは、Ｘ線の照射によるコア層２の屈折率の増大
をさらに顕著なものにすることができる。That is, since the core layer 2 contains a hydroxyl group, the refractive index is increased by X-ray irradiation, and the core layer 2 can be a waveguide. Note that a small amount of germanium may be further included in the core layer 2. Germanium in the silica glass can further increase the refractive index of the core layer 2 due to X-ray irradiation.

【００１５】このように、コア層２は少なくとも水酸基
を含んでいるので、Ｘ線マスク４を介してＸ線５を照射
するだけで簡便に高精度の平面型光導波路２ａを形成す
ることができる。Ｘ線マスク４は、たとえばタングステ
ンやモリブデンのようなＸ線の遮蔽能力の高い金属膜に
フォトリソグラフィを適用して高精度に形成することが
できる。Ｘ線５は、シンクロトロン放射光装置から好ま
しい波長のＸ線を取出して用いることができ、またＸ線
管球からのＸ線を利用してもよい。As described above, since the core layer 2 contains at least a hydroxyl group, a high-precision planar optical waveguide 2a can be easily formed simply by irradiating the X-ray 5 through the X-ray mask 4. . The X-ray mask 4 can be formed with high precision by applying photolithography to a metal film having a high X-ray shielding ability, such as tungsten or molybdenum. X-rays 5 can be used by extracting X-rays having a preferred wavelength from a synchrotron radiation device, or X-rays from an X-ray tube may be used.

【００１６】図２において、線形光学導波路２ａが形成
された３層構造１，２，３は、正電極６と負電極７との
間に挟まれる。この状態で、たとえば約２５０℃に昇温
された温度において、たとえば５ｋＶの高電圧が印加さ
れる。これによって、線形光導波路２ａ中の所定長さ部
分が簡便に非線形光導波路部分２ｂに変換される。In FIG. 2, the three-layer structure 1, 2, 3 in which the linear optical waveguide 2a is formed is sandwiched between the positive electrode 6 and the negative electrode 7. In this state, a high voltage of, for example, 5 kV is applied at a temperature raised to, for example, about 250 ° C. Thereby, the predetermined length portion in the linear optical waveguide 2a is easily converted into the nonlinear optical waveguide portion 2b.

【００１７】図３において、周期的なＫｒＦエキシマレ
ーザ光パターンを非線形導波路部分に照射することによ
ってそのレーザ光に照射された部分が線形光学領域２ａ
に戻される（Proceedings of SPIE,Vol.2289,1994,pp.1
85〜193 参照）。これによって、非線形光学導波路部分
２ｂ（図３の左右の方向に延びている）内に周期的に形
成された線形光学領域２ａを含むＱＰＭ−ＳＨＧデバイ
スが完成する。In FIG. 3, a non-linear waveguide portion is irradiated with a periodic KrF excimer laser light pattern, so that the portion irradiated with the laser light becomes a linear optical region 2a.
(Proceedings of SPIE, Vol.2289, 1994, pp.1
85-193). Thereby, a QPM-SHG device including the linear optical region 2a periodically formed in the nonlinear optical waveguide portion 2b (extending in the left and right direction in FIG. 3) is completed.

【００１８】レーザビームの照射は、たとえば位相シフ
トマスク８を用いて行なうことができる。そのような位
相シフトマスク８は、シリカガラス板に平行な溝のグレ
ーティングを形成することによって得ることができ、そ
のようなグレーティングは、フォトリソグラフィとエッ
チングを利用して形成することができる。位相シフトマ
スク８を用いてレーザビーム９を照射するとき、導波路
部分２ｂ内に形成される周期的な光の強度変化は急峻で
あって、光導波路部分２ｂ内に明確な周期構造２ａ，２
ｂを形成することができる。The laser beam irradiation can be performed using, for example, a phase shift mask 8. Such a phase shift mask 8 can be obtained by forming a grating in a groove parallel to a silica glass plate, and such a grating can be formed using photolithography and etching. When irradiating the laser beam 9 using the phase shift mask 8, the periodic light intensity change formed in the waveguide portion 2b is steep, and the periodic structures 2a and 2 are clearly defined in the optical waveguide portion 2b.
b can be formed.

【００１９】位相シフトマスクを用いることの利点は、
単一のマスクを用いて簡便にレーザ光の干渉縞を光導波
路内に形成することができることである。また、位相シ
フトマスク８を用いる場合には、レーザ光９の入射角や
波長が変動しても導波路部分２ｂ内に形成される光強度
分布の一定周期に影響を与えることはない。したがっ
て、光源の波長や入射角に関する要件が大幅に緩和さ
れ、簡便に高精度の周期構造が導波路部分２ｂ内に形成
され得ることになる。The advantage of using a phase shift mask is that
An advantage is that interference fringes of laser light can be easily formed in an optical waveguide using a single mask. Further, when the phase shift mask 8 is used, even if the incident angle or the wavelength of the laser light 9 fluctuates, it does not affect the constant period of the light intensity distribution formed in the waveguide portion 2b. Therefore, requirements relating to the wavelength and the incident angle of the light source are greatly relaxed, and a highly accurate periodic structure can be easily formed in the waveguide portion 2b.

【００２０】図４においては、位相シフトマスク８の代
わりに干渉計（インターフェロメター）が用いられる。
インターフェロメターはハーフミラー１０と２つの全反
射ミラー１１ａ，１１ｂを含んでいる。ハーフミラー１
０に入射したＫｒＦエキシマレーザ光１２は透過レーザ
光１２ａと反射レーザ光１２ｂに分けられる。これらの
分割された２つのレーザビーム１２ａ，１２ｂはそれぞ
れ全反射ミラー１１ａと１１ｂによって反射され、光導
波路部分２ｂ内で会合させられる。これらの会合させら
れたレーザビーム１２ａと１２ｂは光導波路部分２ｂ内
で干渉縞２ｃを形成する。これによって、干渉縞２ｃ中
の光強度の高い部分は非線形領域から線形領域に戻さ
れ、光導波路内に一定周期で非線形領域と線形領域が交
互に形成された周期構造が得られる。このようなインタ
ーフェロメターを利用する場合、干渉縞２ｃ内の縞の間
隔は入射光１２の入射角や波長によって変えることがで
き、所望の微細な周期構造を高精度に得ることができ
る。In FIG. 4, an interferometer (interferometer) is used instead of the phase shift mask 8.
The interferometer includes a half mirror 10 and two total reflection mirrors 11a and 11b. Half mirror 1
The KrF excimer laser beam 12 incident on the laser beam 0 is divided into a transmitted laser beam 12a and a reflected laser beam 12b. These two divided laser beams 12a and 12b are reflected by total reflection mirrors 11a and 11b, respectively, and are brought together in the optical waveguide portion 2b. These associated laser beams 12a and 12b form interference fringes 2c in the optical waveguide section 2b. As a result, the portion where the light intensity is high in the interference fringes 2c is returned from the non-linear region to the linear region, and a periodic structure in which the non-linear region and the linear region are alternately formed at a constant period in the optical waveguide is obtained. When such an interferometer is used, the interval between the fringes in the interference fringes 2c can be changed according to the incident angle and wavelength of the incident light 12, and a desired fine periodic structure can be obtained with high accuracy.

【００２１】なお、導波路部２ｂ内に周期構造を形成す
る方法として、図３に示されているような位相シフトマ
スクや図４に示されているようなインターフェロメター
を用いる他に、フォトリソグラフィで形成された光マス
クを上側のクラッド層３上に密着させてレーザビームを
照射することも可能である。また、格子縞を有する光マ
スクと半導体装置の作製等において用いられる縮小投影
器とを利用して光導波路２ｂ内へ周期的な光強度分布を
形成することも可能である。As a method of forming a periodic structure in the waveguide portion 2b, besides using a phase shift mask as shown in FIG. 3 or an interferometer as shown in FIG. It is also possible to apply a laser beam by bringing an optical mask formed by lithography into close contact with the upper cladding layer 3. Further, it is also possible to form a periodic light intensity distribution in the optical waveguide 2b by using an optical mask having lattice fringes and a reduction projector used in manufacturing a semiconductor device.

【００２２】また、以上の実施の形態ではシリカガラス
基板１が下側クラッド層としても機能する場合について
説明されたが、下側クラッド層は図５に示されているよ
うに個別に形成されてもよいことはいうまでもない。す
なわち、図５においては、基板１Ａ上に下側クラッド層
１Ｂ、コア層２および上側クラッド層３が順次積層され
ている。下側クラッド層１Ａは、上側クラッド層と同様
に堆積することができる。In the above embodiment, the case where the silica glass substrate 1 also functions as the lower cladding layer has been described. However, the lower cladding layer is formed individually as shown in FIG. Needless to say, it is good. That is, in FIG. 5, the lower cladding layer 1B, the core layer 2, and the upper cladding layer 3 are sequentially laminated on the substrate 1A. The lower cladding layer 1A can be deposited similarly to the upper cladding layer.

【００２３】基板１Ａとして、シリカガラスを用い得る
ことは当然であるが、シリコン基板がより好ましく用い
られ得る。すなわち、シリコン基板は、シリカガラス基
板に比べて加工が容易であり、非線形光学デバイスをさ
らに低コストで作製することが可能となる。As a matter of course, silica glass can be used as the substrate 1A, but a silicon substrate can be more preferably used. That is, the silicon substrate is easier to process than the silica glass substrate, and the nonlinear optical device can be manufactured at lower cost.

【００２４】[0024]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｘ線照
射と昇温された温度における高電圧の印加とによって容
易に低コストで平面型非線形導波路部を形成することが
可能である。さらに、その非線形導波路部内に周期的な
強度分布を有するレーザ光パターンを照射することによ
って、非線形導波路部内に線形領域と非線形領域が一定
の周期で配置された周期構造を有するＱＰＭ−ＳＨＧデ
バイスを得ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to easily form a planar nonlinear waveguide at low cost by applying X-rays and applying a high voltage at an elevated temperature. is there. Further, by irradiating a laser light pattern having a periodic intensity distribution in the nonlinear waveguide portion, a QPM-SHG device having a periodic structure in which a linear region and a nonlinear region are arranged at a constant period in the nonlinear waveguide portion. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】Ｘ線照射によって平面型線形導波路を形成する
方法を図解した概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a planar linear waveguide by X-ray irradiation.

【図２】線形導波路の所定長さ部分に対して昇温された
温度のもとで高電圧を印加することによって非線形導波
路部分に変換する方法を図解する概略的な断面図であ
る。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of converting a linear waveguide into a non-linear waveguide by applying a high voltage to a predetermined length of the linear waveguide under an elevated temperature.

【図３】位相シフトマスクを用いたレーザ光照射によっ
て、導波路部内に非線形領域と線形領域の周期構造を形
成する方法を図解する概略的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a periodic structure of a non-linear region and a linear region in a waveguide portion by laser light irradiation using a phase shift mask.

【図４】インターフェロメターを用いてレーザビームを
照射することによって、導波路部内に非線形領域と線形
領域の周期構造を形成する方法を図解する概略的な断面
図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a periodic structure of a nonlinear region and a linear region in a waveguide section by irradiating a laser beam using an interferometer.

【図５】シリコン基板上に形成された第１クラッド層、
コア層および第２クラッド層を示す概略的な断面図であ
る。FIG. 5 shows a first cladding layer formed on a silicon substrate,
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a core layer and a second cladding layer.

【図６】有効な高調波を生じるための導波路型ＱＰＭ−
ＳＨＧデバイスの基本構造を示す概略的な斜視図であ
る。FIG. 6 is a waveguide type QPM for generating effective harmonics.
It is a schematic perspective view which shows the basic structure of an SHG device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ シリカガラス基板 １Ａ シリコン基板 １Ｂ 下側クラッド層 ２ コア層 ２ａ 線形導波路 ２ｂ 非線形導波路部 ２ｃ 干渉縞 ３ 上側クラッド層 ４ Ｘ線マスク ４ａ 開口 ５ Ｘ線 ６ 正電極 ７ 負電極 ８ 位相シフトマスク ９ レーザビーム １０ ハーフミラー １１ａ，１１ｂ 全反射ミラー １２ レーザビーム １２ａ，１２ｂ 分割されたレーザビーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silica glass substrate 1A Silicon substrate 1B Lower cladding layer 2 Core layer 2a Linear waveguide 2b Nonlinear waveguide part 2c Interference fringe 3 Upper cladding layer 4 X-ray mask 4a Opening 5 X-ray 6 Positive electrode 7 Negative electrode 8 Phase shift mask 9 Laser beam 10 Half mirror 11a, 11b Total reflection mirror 12 Laser beam 12a, 12b Split laser beam

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シリカガラスタイプの非線形光学デバイ
スの作製方法であって、 順次積層された第１クラッド層，コア層，および第２ク
ラッド層を含む３層構造を形成し、前記コア層は水酸基
を含み；Ｘ線を所定のパターンで前記コア層に照射して
その屈折率を高めることによって、前記コア層内に前記
所定のパターンに対応した線形光学導波路を形成し；そ
の後に、前記３層構造を正電極と負電極との間に挟んで
昇温された温度のもとに電圧を印加することによって前
記線形光学導波路の所定長さ部分を電気的に分極して非
線形光学導波路部分に変換するステップを含むことを特
徴とする非線形光学デバイスの作製方法。1. A method for manufacturing a silica glass type nonlinear optical device, comprising: forming a three-layer structure including a first clad layer, a core layer, and a second clad layer sequentially laminated, wherein the core layer is a hydroxyl group Forming a linear optical waveguide corresponding to the predetermined pattern in the core layer by irradiating the core layer with X-rays in a predetermined pattern to increase the refractive index thereof; A linear optical waveguide is electrically polarized by applying a voltage at a temperature raised by sandwiching the layer structure between a positive electrode and a negative electrode to thereby electrically polarize a predetermined length of the linear optical waveguide. A method for manufacturing a nonlinear optical device, comprising the step of converting into a part. 【請求項２】 前記非線形光学導波路部分の導波方向に
沿った一定周期の強度変化を有するＫｒＦエキシマレー
ザ光を照射して、前記非線形光学導波路部分のうち前記
レーザ光の照射された周期的領域部分が線形光学導波路
部分に戻されるステップをさらに含むことを特徴とする
請求項１に記載の非線形光学デバイスの作製方法。2. Irradiating a KrF excimer laser beam having a constant period of intensity change along a waveguide direction of the nonlinear optical waveguide portion, and irradiating a period of the nonlinear optical waveguide portion with the laser beam. 2. The method of claim 1, further comprising the step of returning the target region to a linear optical waveguide portion. 【請求項３】 前記コア層は火炎加水分解堆積法，スパ
ッタリング法，およびＣＶＤ法から選択された１つを用
いて堆積され、その堆積雰囲気中に少量の水蒸気を含め
ることによって前記コア層内に水酸基が添加されること
を特徴とする請求項１または２に記載の非線形光学デバ
イスの作製方法。3. The core layer is deposited using one selected from a flame hydrolysis deposition method, a sputtering method, and a CVD method, and includes a small amount of water vapor in the deposition atmosphere to form the core layer in the core layer. The method for producing a nonlinear optical device according to claim 1, wherein a hydroxyl group is added. 【請求項４】 前記コア層にはさらにゲルマニウムが含
められることを特徴とする請求項１から３のいずれかの
項に記載の非線形光学デバイスの作製方法。4. The method according to claim 1, wherein the core layer further contains germanium. 【請求項５】 前記Ｘ線はシンクロトロン放射光装置と
Ｘ線管球から選択された１つから得られたものであるこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の
非線形光学デバイスの作製方法。5. The method according to claim 1, wherein the X-rays are obtained from one selected from a synchrotron radiation device and an X-ray tube. A method for manufacturing a nonlinear optical device. 【請求項６】 前記第１クラッド層はシリコン基板上に
形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか
の項に記載された非線形光学デバイスの作製方法。6. The method for manufacturing a nonlinear optical device according to claim 1, wherein the first cladding layer is formed on a silicon substrate.