高次谐波生成元件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种高次谐波生成元件的制造方法。在通过有机树脂粘结剂将波长转换层夹在上下基板之间的结构的高次谐波生成元件中，防止元件的端面中的反射防止膜的剥落或裂纹，并且防止元件的端面附近的粘接层的燃烧破坏。制作以下的芯片１２，该芯片具有：支撑基板（２）、具有设置了周期极化反转结构的光波导的波长转换层（５）、有机树脂制成的基底粘接层（３）、设置在波长转换层（５）的上表面一侧的上侧基板（１１）、以及粘接波长转换层（５）和上侧基板（１１）的有机树脂制成的上侧粘接层（１０）。对该芯片（１２）进行热处理。然后，在光波导的入射侧端面以及出射侧端面上分别形成防止反射膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及准相位匹配方式的高次谐波生成元件。
技术介绍
铌酸锂或者钽酸锂单晶这样的非线性光学晶体的二阶非线性光学系数大， 通过在这些晶体中形成周期极化反转结构，能够实现准相位匹配(Quasi-Phase-Matched:QPM ) 方式的 二 次谐波生成 (Second-Harmonic-Generation: SHG )设备。此外，通过在该周期极化反转结构内形成波导，能够实现高效率的SHG设备，可以广泛地用于光通信、医学、光化学、各种光测量等。在专利文献1记载的高次谐波生成元件中，通过在沟道光波导内形成周期 极化反转结构，把入射到光波导中的基波波长转换为高次谐波。在专利文献2 记载的高次谐波生成元件中，也是在支撑基板上粘接铁电单晶的薄板，并在其 上经由緩冲层以及粘接层粘接上侧基板，在薄板中形成沟道光波导。然后，通 过在该光波导内形成周期极化反转结构，把入射到光波导的基波波长转换为高 次谐波。专利文献1美国专利公开2007-0189689专利文献2WO2006/41172A1
技术实现思路
在这样的高次谐波生成元件中，需要在沟道光波导的入射侧端面以及出射 侧端面上分别形成反射防止膜，由此防止向振荡产生基波的激光振荡元件的返 回光。但是，本专利技术的专利技术者在实际制造元件时，发现在端面上形成了反射防止 膜时，与光波导部相邻的脊槽部的树脂从端面凹陷，在反射防止膜上产生裂紋， 并剥落。而且，在制作元件来对外部的光纤进行光轴调整时，使激光入射到元 件中来测量光量。此时，在元件端面的附近树脂粘接层燃烧，在端面附近产生粘接破坏。这是通过有机树脂粘结剂把具备设置有周期极化反转结构的光波导 的波长转换层夹入在上下基板之间的结构特有的现象。本专利技术的课题为在通过有机树脂粘结剂把具备设有周期极化反转结构的 光波导的波长转换层夹入在上下基板之间的结构的高次谐波生成元件中，防止 元件的端面上的防止膜的剥落或裂紋，并且防止元件端面附近的粘4妄层的 燃烧-皮坏。本专利技术涉及一种，具有制作芯片的芯片制 作工序，该芯片具有支撑基板、具有设置了周期极化反转结构的光波导的波 长转换层、粘接该波长转换层的底面和所述支撑基板的有机树脂的基底粘接 层、设置在所述波长转换层的上表面一侧的上侧基板、以及粘接波长转换层和 上侧基板的有机树脂的上侧粘接层；对该芯片进行热处理的热处理工序；以及本专利技术的专利技术者研究了所述反射防止膜的裂紋或剥落、有机粘结剂的燃烧 破坏的原因。结果，地址在构成光波导的上侧粘接层的有机树脂粘结剂中产生 了细微的凹陷。该凹陷的大小只不过是100 200nm的级别。但是，查明就是 由于这样的细孩史的变形，产生反射防止膜的裂紋、剥落。本专利技术的专利技术人根据该发现，想到在制作出芯片后，在形成反射防止膜之 前，重新施加热处理。结果，在形成反射防止膜之前的阶段，在上侧粘接层上 从端面产生若干的凹陷。当在此后形成反射防止膜时，得知可以防止膜的裂紋 或剥落来形成良好的膜。此外，还发现在光轴调整时，光难以照射到有机树脂 粘接层，能够防止端面附近的有机树脂粘接层的燃烧破坏，从而达成了本专利技术。 附图说明图1是模式地表示形成反射防止膜之前的芯片21的立体图。 图2 (a)是图1的IIa-IIa线的断面图，图2 (b)是图1的IIb-IIb线的断 面图。图3是本专利技术实施方式的芯片以及形成反射防止膜后的元件的断面图。 图4 (a)是表示形成反射防止膜之前的芯片12的断面图，相当于图3的IIIa- IIIa线的断面。图4 (b)是表示形成反射防止膜之前的芯片12的断面图。相当于图3的IIIb- IIIb线的断面。图5(a)是表示形成反射防止膜后的元件1的断面图，相当于图3的IVa-IVa线的断面。图5 (b)是表示形成反射防止膜后的元件1的断面图。相当于 图3的IVb-IVb线的断面。 符号说明l元件；2支撑基板；3基底粘接层；4下包层；5波长转换层；7A、 7B 脊槽；8脊部；9上包层；10上侧粘接层；11上侧基板；12本专利技术例的芯 片；17通过热处理产生的凹陷；17A形成反射防止膜后的凹陷；20反射防 止膜；21参考例的芯片(热处理之前的芯片)；tl热处理后的凹陷量；t2形 成反射防止膜后的凹陷量 具体实施例方式图1是模式地表示形成反射防止膜之前的参考例的芯片21的立体图。图 2 ( a)是图1的IIa-IIa线的断面图，图2 ( b )是图1的IIb-IIb线的断面图。如图1所示，例如在铁电单晶的X板(Y板或者偏置X板、偏置Y板) 形成的波长转换层5中设置一对细长的槽7A、 7B。槽7A和7B相互平行，通 过这些槽形成了脊部8。通过脊部8以及槽7A、 7B形成了沟道光波导20。在 各个槽7A、 7B的外侧形成了延伸部6A、 6B，形成了薄板。在为X板(Y板)时，在图1中横向是Z方向，铁电单晶在Z方向极化。 X轴(Y轴)与波长转换层IO的上表面垂直。在为偏置X板、Y板时，X轴 (Y轴)从与波长转换层10的主面垂直的面倾斜。该倾斜角度例如在10°以 下。另外，也可以^使用Z^1。在沟道光波导20内，向与光的传播方向垂直的Z方向极化，极化方向周 期性地反转。结果，从光波导20的入射面15射入的基波，在光波导20内接 受波长转换，然后高次谐波从出射面16射出。在波长转换层5的底面一侧形成了下包层4，在上表面一侧形成了上包层 9。波长转换层5的底面经由下包层4以及下侧粘接层3与支撑基板2粘接。 波长转换层5的上表面经由上包层9通过上侧粘接层10与上侧基板11粘接。 沿着大体平坦的底面形成了基底粘接层3。还在脊槽7A、 7B内填充了上侧粘 接层IO,形成了槽填充部30A、 30B。当在这样的芯片21上设置反射防止膜时，在光波导20的端面15、 16上产生反射防止膜的裂紋或者剥落，在光轴调整时产生有机粘结剂的燃烧破坏。结果，得知从端面15、 16观察在构成上侧粘接层IO的有机树脂粘结剂中产生 了细微的凹陷。该凹陷的大小是100 200nm的级别。另一方面，在形成反射 防止膜之前几乎没有凹陷，最高为20nm左右。即，如图2(a)、 (b)所示， 端面大致平坦。因此，认为在形成反射防止膜时，形成上侧粘接层10的有枳i树脂产生细 微的收缩，由此从端面产生细微的凹陷，这成为反射防止膜的剥落、裂纹的原 因。而且，认为在芯片的阶段，上侧粘接层几乎没有从端面凹陷，所以在光轴 调整时有机树脂吸收激光容易发热，产生了燃烧破坏。图3是本专利技术实施方式的芯片12以及形成反射防止膜后的元件1的断面 图。图4 (a)是表示形成反射防止膜之前的芯片12的断面图，相当于图3的 IVa-IVa线的断面。图4 (b)是表示形成反射防止膜之前的芯片12的断面图， 相当于图3的IVb-IVb线的断面。图5 (a)是表示形成反射防止膜后的元件1 的断面图，相当于图3的IVa-IVa线的断面。图5 (b)是表示形成反射防止膜 后的元件1的断面图，相当于图3的IVb-IVb线的断面。在本专利技术中，在得到形成反射防止膜之前的芯片21 (参照图1、 2)后， 对该芯片21进行热处理。由此，如图4 (a)、 (b)所示的芯片12那样，上侧 粘接层IO从入射側端面15、出射侧端面16后退，产生凹陷17。在进行该热 处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高次谐波生成元件的制造方法，其特征在于，具有：　制作芯片的芯片制作工序，该芯片具有：支撑基板、具有设置了周期极化反转结构的光波导的波长转换层、粘接该波长转换层的底面和所述支撑基板的有机树脂制成的基底粘接层、设置在所述波长转换层的上 表面一侧的上侧基板、以及粘接所述波长转换层和所述上侧基板的有机树脂制成的上侧粘接层；　对该芯片进行热处理的热处理工序；以及　然后在所述光波导的入射侧端面以及出射侧端面分别形成反射防止膜的成膜工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉野隆史，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]