光波导基板的制造方法技术

通过在单畴化的铁电体单晶基板（８）的一个主面（８ａ）上所设置的梳形电极上施加电压，从而形成周期极化反转构造（２９），去除梳形电极，对基板（８）的一个主面（８ａ）进行机械加工去除表面区域（２５）而形成加工面。接着在基板（８）上形成光波导。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造可用于高次谐波元件等的光波导基板的方法。
技术介绍
通过周期性地形成使铁电体的极化强制性反转的极化反转构造，可实现利变换元件等。特别是，只要能使非线性光学的非线性极化周期性反转，就能够 制造高效率的波长变换元件。如果使用它来变换固体激光等的光，则能够构成 可应用于印刷、光信息处理、光应用计测控制等的领域的小型轻量的短波长光 源。作为在铁电体非线性光学材料上形成周期状的极化反转构造的方法，已知 所谓的电压施加法。该方法在铁电体单晶基板的一个主面上形成梳形电极，在 另一个主面上形成均匀电极，在两者之间施加脉冲电压。这种方法记载于日本特开平8-220578、曰本特开2005-70195、曰本特开2005-70194。为了从铌酸锂单晶等的非线性光学材料产生二次谐波，需要在单晶上形成 周期状的极化反转。并且，在铁电体单晶基板上形成周期极化反转构造后，通 过机械加工或激光加工在基板表面上形成脊形、条形光波导。此时，通过使周 期极化反转构造位于脊形光波导的内部，将入射到光波导的基本波调制成高次 谐波。基本波入射，则光损失非常大，高次谐波输出变得极低。这是在将周期极化反 转构造作为平面光波导使用的场合未曾发现的现象，超出了预测。
技术实现思路
本专利技术的课题是在形成具有周期极化反转构造所形成的脊形光波导的光 波导基板时，降低光波导中的光损失，使高次谐波发生效率提高。本专利技术是形成光波导基板的方法，该光波导基板具有周期极化反转构造所形成的光波导，其特征在于，具有通过在单畴化的铁电体单晶基板的一个主面上所设置的梳形电极上施加 电压，从而形成周期极化反转构造的电压施加工序；去除梳形电极的电极去除工序；对铁电体单晶基板的一个主面进行机械加工去除表面区域而形成加工面 的表面区域去除工序；以及，在铁电体单晶基板上形成光波导的光波导形成工序。本专利技术者追究了在波道光波导内形成了周期极化反转构造的场合，光波导 中的损失增大、高次谐波发生率显著降低的原因。其结果，查清了在形成周期 极化反转的工序中，在施加电压时，在铁电体单晶的表面区域发生了损伤。关 于这种损伤和对发生该高次谐波的影响，没有发现记载过的文献。若更加具体地研究，则梳形电极的前端边缘部分电场集中，极化反转部分 从前端部分朝向顶端延伸。在梳形电极的前端部和其周边，晶体上发生了较大 的损伤或晶体缺陷。其结果认为，在极化效率高的这部分形成光波导时，在光 波导中传播的光受到了损伤的影响本专利技术者基于这种发现，通过例如如图6、图7所示，在形成周期极化反 转构造29后，通过机械加工去除铁电体单晶基板8的表面区域25,从而发现 可去除或缩小施加电压时产生的损伤层10，显著降低光波导中的光损失，使 高次谐波发生率增大。 附图说明图l是模式地表示通过电压施加法在铁电体单晶基板8中形成周期极化反 转构造的状态的立体图。图2 (b)是表示从图2(a)的铁电体单晶基板去除了电极的状态的剖视图。 图3是表示对支撑基体12粘接基板8的状态的剖视图。 图4是表示对图3的基板8进行加工而形成了薄层的铁电体单晶基板18的状态的剖i见图。图5是表示形成了脊形光波导14的现有例的元件的剖视图。图6 (a)是表示周期极化反转构造29、损伤层10以及凹部20的剖视图，图6 (b)是用于说明表面去除区域25的工序的剖视体。图7 (a)是表示去除了表面区域后的基板8的剖视图，图7 (b)是表示 将基板8粘接在支撑基本体12上的状态的剖视图。图8是表示将基板8进一步加工成薄板的状态的剖视图。 图9是表示具有脊形光波导14的光波导基板的剖^L图。 图IO是表示具有扩散型光波导30的光波导基板的剖视图。 图11是表示表面去除工序中的加工量和二次谐波输出的关系的图表。 具体实施例方式以下，参照适当附图对本专利技术进行更为详细的说明。 首先，通过电压施加法，在铁电体单晶基板上形成周期极化反转构造。例 如，如图l所示，将由铁电体单晶构成的斜切基板作为基板8来使用。铁电体 单晶的极化方向A相对于一个主面8a以及另一个主面8b倾斜规定角度、例 如5°，因此该基板8称为斜切基板。在基板8的一个主面8a上形成梳形电极3以及相对电极1,在另一个主 面8b上形成均匀电极9。梳形电极3由周期性排列的多个细长的电极片3a和 连接多个电极片3a的根部的细长的供电部2构成。相对电极l由细长的电极 片构成，相对电极l以与电极片3a的前端相对的方式设置。最初，使基板8整体沿方向A极化。并且在梳形电极3和相对电极1之 间施加VI的电压，在梳形电极3和均匀电极9之间施力卩V2的电压。这样， 如图2 (a)所示，极化反转部9从各电极片3a与方向B平行地逐渐进展。极 化反转方向B与非极化反转方向A正相反。还有，在与电极部不对应的位置、 即邻接的极化反转部之间残留有未极化反转的非极化反转部。这样一来，形成这里，如图2所示，在梳形电极3a的正下方以及前端边缘3b的周边，发 现在基板8的一个主面8a侧的表面区域生成有损伤层10。为了在条形光波导内形成周期极化反转构造，接着，去除梳形电极3，做 成图2 (B)所示的状态。如图3所示，将铁电体单晶基板8的一个主面8a相 对支撑基板12的表面12a侧进行粘接。并且通过对基板8的另 一个主面8b侧 进行加工而使基板变薄。其结果，如图4所示，基板8被薄层化。18a是基板18的一个主面，18b 是另 一个主面。基板18通过粘接层11粘接在支撑基体12的表面12a上。其次，在基板18上从另一个主面侧进行加工，如图5所示，形成了脊形 光波导14。该场合，通过对铁电体单晶基板18进行加工，形成一对槽17A、 17B的同时，在其两侧残留延伸部15A、 15B。在一对槽17A和17B之间形成 有脊部14。这里，现有技术判明了若是图5那样的形态，则高次谐波的发生效率明显 降低到不能说明的程度。在研究其原因的过程中，如图5所示，在梳形电极下 的区域形成有损伤层10,认为是损伤层IO导致了在光波导14中传输的基本 波以及高次谐波的损失。为了验证这种预测，本专利技术者想到了例如图6 (b)以及图7所示，对基 板8的一个主面8a进行机械加工而去除表面区域，形成加工面。其结果发现， 能够去除或缩小梳形电极下的损伤层10,可使光波导中的波长变换效率显著 提高。在表面区域去除工序中，例如图6(b)所示，通过机械加工从基板8的 一个主面8a直到用虚线21所示的高度、相当于深度d,去除表面区域25。因 此，如图7 (a)所示，在加工面22侧未出现损伤层或损伤层缩小。此时的加工深度d没有特别限定。但是从去除损伤层并提高波长变换效率 的观点出发，优选0.5jam以上，更优选1.0iam以上。但是周期极化反转构造 的深度通常具有界限，具有越深波长变换效率就越低的倾向。因此，若加工深 度d变大，则会在光束内含有很多没有周期极化反转构造的区域。因此，加工 深度d优选5.0 |a m以下，更优选3.0 n m以下。但是，若加工深度d不是一定，则所得到元件的波长变换效率会产生较大 波动。因此，为了使每个元件的波长变换效率均匀，需要使力。工深度d为一定。 但是，若加工深度例如为0.1 |Lim以下，则难以测定加工深度，因此不能进行 一定深度的加工。因此，在优选的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波导基板的制造方法，用于形成具有形成有周期极化反转构造的光波导的光波导基板，其特征在于，　具有：通过在单畴化的铁电体单晶基板的一个主面上所设置的梳形电极上施加电压，从而形成周期极化反转构造的电压施加工序；　去除上述梳形电极的电极去除工序；　对上述铁电体单晶基板的上述一个主面进行机械加工去除表面区域而形成加工面的表面区域去除工序；以及，　在上述铁电体单晶基板形成上述光波导的光波导形成工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【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]