[發(fā)明專利]周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880003453.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111226167B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 服部良祐;山口省一郎;下方英嗣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本礙子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02F1/37
• 分類號(hào): G02F1/37
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;李偉

減小相鄰的周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的間隔，并且同時(shí)防止電極片部間的絕緣擊穿、提高周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)率。在強(qiáng)介電性晶體基板(1)的第一主面(1a)上設(shè)置由多個(gè)電極片部構(gòu)成的第一電極片部排列體(2A)。通過(guò)對(duì)第一電極片部排列體(2A)施加電壓而形成第一周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(5A)。在相鄰的多個(gè)所述第一周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(5A)之間設(shè)置由多個(gè)電極片部(3)構(gòu)成的第二電極片部排列體(2B)。通過(guò)對(duì)第二電極片部排列體(2B)施加電壓而形成第二周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(5B)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于電壓施加法的周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的制造。

背景技術(shù)

作為在強(qiáng)電介質(zhì)非線性光學(xué)材料上形成周期狀的極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的方法，已知有所謂的電壓施加法。在該方法中，在強(qiáng)介電性晶體基板的一個(gè)主面形成梳形電極，在另一個(gè)主面形成均勻電極，在兩者之間施加脈沖電壓。

為了在2次高次諧波產(chǎn)生裝置中獲得高轉(zhuǎn)換效率，需要在強(qiáng)介電性晶體內(nèi)形成較深的極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。在專利文獻(xiàn)1中記載了使形成了梳形電極以及均勻電極的鈮酸鋰基板與另一鈮酸鋰基板層疊一體化，并浸漬于絕緣油內(nèi)來(lái)施加電壓。

另外，在專利文獻(xiàn)2、3所述的方法中，在鈮酸鋰的Z切割基板的表面設(shè)置絕緣膜，在絕緣膜上設(shè)置條紋狀且細(xì)長(zhǎng)的間隙，然后設(shè)置導(dǎo)電膜從而將絕緣膜以及間隙包覆。并且，對(duì)該導(dǎo)電膜施加脈沖電壓，從而在基板上形成周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005-070192

專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2014-153555

專利文獻(xiàn)3:日本專利第4642065

發(fā)明內(nèi)容

為了量產(chǎn)具有周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的元件、例如高次諧波產(chǎn)生元件，需要增加從1片晶片獲取的元件數(shù)。作為增加元件數(shù)的方法，存在縮短元件的長(zhǎng)度、使元件的配置間隔變窄這兩種方法，但如前者那樣縮短元件的長(zhǎng)度時(shí)，轉(zhuǎn)換效率顯著下降，因此無(wú)法得到所期望的光輸出性能，無(wú)法簡(jiǎn)單地進(jìn)行變更。另一方面，關(guān)于后者的使元件間隔變窄的方法，針對(duì)形成極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的工序需要進(jìn)行條件變更來(lái)確認(rèn)是否能夠進(jìn)行穩(wěn)定的制造。其中，為了使前者為在不犧牲光輸出性能的情況下提高量產(chǎn)性的方法，嘗試著對(duì)可以將相鄰的周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的間隔縮小到何種程度進(jìn)行了研究。然而發(fā)現(xiàn)，因以下原因而使得周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的密度提高存在著極限。

一邊參照附圖一邊對(duì)該問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行敘述。

例如，如圖1(a)所示，在強(qiáng)介電性晶體基板1的第一主面1a，隔著規(guī)定間隔L而設(shè)置多列電極片部排列體2。可以在第二主面1b設(shè)置對(duì)置的電極22。如圖1(b)(對(duì)應(yīng)于圖1(a)的區(qū)域A)所示，各電極片部排列體2分別由多個(gè)電極片部3和間隙部4構(gòu)成。并且，在相鄰的電極片部排列體2間也設(shè)置了間隙部8。需要說(shuō)明的是，L是電極片排列體的周期，30是浮置電極，31為供電電極。

此處，若在各電極片部3和對(duì)置電極22之間如箭頭B那樣施加電壓，則在強(qiáng)介電性晶體基板1內(nèi)形成周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。即，在電極片部3之下形成極化反轉(zhuǎn)部，在間隙部4之下形成非極化反轉(zhuǎn)部。其結(jié)果，如圖2所示，形成了與各電極片部排列體對(duì)應(yīng)的周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)5。各周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)5由多個(gè)極化反轉(zhuǎn)部6和它們之間的非極化反轉(zhuǎn)部7構(gòu)成。在相鄰的周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)5間設(shè)置有間隙部18。為了增大周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的密度，需要減小周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的周期L。

因此，如圖3(a)、圖3(b)所示，本發(fā)明人嘗試了減小相鄰的電極片部排列體2的周期S。但是，可知在該情況下，施加電壓時(shí)，在相鄰的電極片部排列體和浮置電極30之間會(huì)產(chǎn)生絕緣擊穿，如箭頭C那樣發(fā)生電流泄露。如此，例如如圖11所示，無(wú)法從電極片部施加電壓，從而判斷無(wú)法形成周期極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。