JPH02236505A - 入射テーパ光導波路および波長変換素子および入射テーパ光導波路製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コヒーレント光源を応用した、光情報処理、
光応用計測制御分野に使用される光導波路とレーザおよ
びファイバとの高屈折結合を可能にする入射テーパ光導
波路、波長変換素子および入射テーパ光導波路製造方法
に関するものである。

従来の技術 プロトン交換法によりＬＩＮｂＯ３上に光導波路を形成
し、ＴＥ／ＴＭモードスプリツタや波長変換素子などが
作製されていた。上記光導波路は屈折率差（Δｒｌｅ〉
０．Ｉ）が大きくシングルモードのみ伝搬させようとす
ると厚みが０．４〜０．６μｍと非常に薄くなっていた
。そのため上記光導波路への結合効率を向上させるため
光入射部をテーパにすることが考えられる。

従来の入射テーパ光導波路としては、例えば光導波路の
入射部をテーパ状に広げたものがある。

第５図はこの従来の入射テーパ光導波路の基本的構成図
を示すものであり、１′は誘電体基板、２′は光導波路
、３′はテーパ導波路、４゜は入射部である。

以上のように構成された従来の入射テーパ光導波路にお
いては、入射部の形状及び面積を変えて、導波路に励起
するコヒーレント光の波面分布と導波路を伝搬する導波
モード分布を整合させ導波路とコヒーレント光との高い
結合効率を得る入射テーパ導波路である。また、この入
射テーパ光導波路の作製方法として（アブライドオブテ
ィクス（人ｐｐｌｌｅｄ　　Ｏｐｔ１ｃｓ）　１９７９
年３月号　１８巻のＰ９００　〜９０２）のＪ．Ｃ．Ｃ
ａｍｐｂｅｌ１氏によると第６図に示されるように基板
１゜を除々に硝酸銀の溶液４゛中に浸していくことによ
り拡散深さを変化させて入射テーパ光導波路を形成する
というものである。ＬｊＮｂＯ３１゛に光導彼路を形成
する場合、溶液４′として安息香酸を用い２Ｏ０゜Ｃ程
度の温度でテーパ状光導波路が作製される。第６図で６
゜はヒータ　７　１はビーカである。

発明が解決しようとする課題 上記のような構成では、テーパ光導波路の屈折率を部分
的に変化させることが難しく、光導波路をテーパ状に広
げた部分でテーパ光導波路に導波路の伝搬モード以外の
幾つかの伝搬モードが存在しやすい、このため伝搬モー
ド間で結合が起こりテーパ光導波路に於ける伝搬ロスが
かなり存在した。

また、上記のような入射テーパ光導波路の作製方法では
、高温で熱処理するため蒸気により液に浸されていない
部分の温度が低下し設計通りの入射部が形成できないと
いう問題もあった。

本発明は以上の点に鑑み入射テーパ光導波路の回りにク
ラッド層を設けることにより入射テーパ光導波路部の屈
折率分布を制御することによって伝搬モードを制御し、
テーパ光導波路において導波モードを基本モードに保っ
たまま導波モードの幅を広げることを可能にする。これ
によって伝搬ロスの少なくかつ高い結合効率をもつ入射
テーパ導波路を提供することを目的とする。また、上記
の光導波路を用いて波長変換素子を形成し、高い変換効
率の波長変換素子を提供することを目的とする。さらに
上記の入射テーパ光導波路を制御性良く均質に作製でき
る入射テーパ光導波路製造方法を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 以上の課題を解決するため、本発明では屈折率ｎ１の基
板と前記基板上に形成した屈折率ｎ２（ｎ　１＜ｎ２）
の光導波路と前記導波路に形成したテーパ状の入射部と
前記入射部の回りに形成した屈折率ｎ３　（ｎｌ＜ｎ３
＜ｎ２）のクラッド部を備えたことを特徴とする入射テ
ーパ光導波路である。

また、屈折率ｎ１非線形光学物質からなる基板と前記基
板上に形成した屈折率ｎ２（ｎｌ＜ｎ２）の光導波路と
前記導波路に形成したテーパ状の入射部と前記入射部の
回りに形成した屈折率ｎ３（ｎｌ＜ｎ３＜ｎ２）のクラ
ッド部と前記テーパ光導波路に直接接続した少なくとも
１つの半導体レーザを備えたことを特徴とする波長変換
素子である。

また、上記の入射テーパ光導波路を作製する方法として
、誘電体物質表面に前記誘電体物質以外の耐イオン化マ
スク材料よりなり下側の誘電体物質をイオン化から防止
し得、かつ厚さが形成すべき光導波路の幅より薄い耐イ
オン化マスク層を局部的に被着して、第１のマスクを形
成し、この第１のマスク層表面に、ほぼ平坦な面を有し
かつ耐イオン化マスク材料よりなり下側の誘電体物質を
イオン化から防止し得る基板をマスクとして圧着して局
部的に覆う第２のマスクを形成し、次いで前記誘電体物
質本体を第１のイオン交換処理して、非マスク部分から
誘電体内のイオンと処理イオンが交換され誘電体内の屈
折率を変化させて先導波を形成し、その後第２のマスク
を除去した後さちに第２のイオン交換を行うことにより
部分的にイオン交換層の厚み及び屈折率分布を変える工
程を行うことを特徴とする入射テーパ光導波路製造方法
である。

また、上記入射テーパ光導波路を量産性よく作製する方
法として、ＬｉＮｂｘＴａ１−ｍ０３（０≦ｘ≦１）基
板表面に耐イオン化マスク材料としてＴａｇ　Ｏｓ　Ｐ
ＩＮ：を局符的に被着して第１のマスクを形成し、この
第１のマスク表面に耐イオン化マスク材料として丁ａ膜
を局部的に被着して、第２のマスクを形成し、次いで前
記基板に第１のプロトン交換を行い非マスク部分に高屈
折率層を形成した後、前記第２のマスクを除去し、第２
のプロトン交換を行い部分的にプロトン交換層の厚み及
び屈折率分布を変える工程を行うことを特徴とした入射
テーパ光導波路製造方法である。

作用 本発明は前述した構成により、屈折率ｎ１の基板と前記
基板上に形成した屈折率ｎ２（ｎ１＜ｎ２）の光導波路
と前記導波路に形成したテーパ状の入射部と前記入射部
の回りに形成した屈折率ｎ３　（ｎ　１＜ｎ３＜ｎ２）
のクラッド部の厚みと屈折率分布を制御することにより
テーパ状の入射部に於ける伝搬モードを制御することが
できる。これによって、入射部を導波する伝搬モードを
基本モードに保ったまま入射部を広げて伝搬モードの幅
を広げることができ、かつ伝搬モードを基本モードに保
ったまま導波路に結合することができる。

以上の方法をとると、屈折率ｎ１の基板と前記基板上に
形成した屈折率ｎ２　（ｎｌ＜ｎ２）の光導波路と前記
導波路に形成したテーパ状の入射部と前記入射部の回り
に形成した屈折率ｎ３（ｎｌ＜ｎ３＜ｎ２）のクラッド
部によって伝搬ロスの少なくかつ高い結合効率の入射テ
ーパ導波路を構成することができる。

実施例 （実施例１） 第１図は、第１の実施例における入射テーパ導波路の措
成図を示すもので、屈折率ｎ１の基板と前記基板上に形
成した屈折率ｎ２（ｎｌ＜ｎ２）の光導波路と前記導波
路に形成したテーパ状の入射部と前記入射部の回りに形
成した屈折率ｎ３（ｎｌ＜ｎ３＜ｎ２）のクラッド部を
備えたことを特徴とする入射テーパ導波路である、１は
屈折率２．１の＋２板（Ｚ軸と垂直に切り出された基板
の十側）のＬＩＮｂＯ３からなる基板、２は燐酸中での
プロトン交換処理により形成された屈折率２．３のテー
パ状の入射部、３は入射部の回りに、燐酸中のプロトン
交換処理の後アニール処理により形成した屈折率２．２
５のクラッド部で、これもテーパ状となっている、４は
プロトン交換により形成した導波路である。

以上のように構成された第１実施例の入射テーパ導波路
について、以下その動作を説明する。

屈折率２．１のＬＩＮｂ０３からなる基板１上に燐酸の
１種であるビロ燐酸で３００’Ｃ，５分間の熱処理（プ
ロトン交換処理）を行った後３００゜Ｃで１時間アニー
ル処理を行い屈折率２　．　２５、幅１０μｍ１深さ２
μｍのクラッド部３を形成した。このクラッド部３上に
さらにピロ燐酸で２３０゜Ｃのプロトン交換処理を行い
屈折率２、３、幅２μｍ１　　深さ０．４μｍの導波路
４、及び幅５μｍ１　　深さｌμｍにテーパ状に広げた
入射部２を形成した。この入射テーパ光導波路に彼長０
．８μｍの半導体レーザの光を励起して、導波路の伝搬
ロスを測定した。測定方法は開口数０．３のコリメータ
レンズとλ／２板、及び開口数０６の集光レンズからな
る集光光学系により半導体レーザの光２１を集光し、最
小集光スポット径５Ｘｌμｍでテーパ導波路に集光した
。この導波路上に蛍光体を塗布し導波路表面からの散乱
光をストＩＪークカメラで観測して、導波路からの散乱
光の強度により導波路の伝搬モード並びに導波路伝搬ロ
スを測定した。その結果、入射テーパ光導波路部にクラ
ッド部を設けることにより、導波路とクラ，ツド部の屈
折率の差が減少し、テーパ部で導波モードのマルチモー
ド化を防ぐことができた。このため導波路のマルチモー
ド化による伝搬ロスが非常に減少したため、テーパ部で
の伝搬ロスＯ．ＩｄＢの入射テーパ導波路を得た。この
値は従来の入射テーパ光導波路の伝搬ロス１ｄＢに対し
非常に少ない。以上にように本実施例によれば、伝搬ロ
スの少ない入射テーパ導波路を構成することができた。

なお、本実施令では、基板として、ＬＩＮｂ０３を用い
たが、他にＭｇＯをドーピングしたＬＩＮｂ０３、ＬＩ
ＴａＯａ　，ＫＮｂ０３などの強誘電体．ＳｉＯ２など
の誘電体、ＭＮＡなどの有機物、またはＺｎＳなどの化
合物半導体など光導波路を形成できる基板であれば用い
ることができる。

（実施例２） 第２図は、第２，３の実施例における波長変換素子の構
成図を示すもので、屈折率ｎ１非線形光学物質からなる
基板と前記基板上に形成した屈折率ｎ２　（ｎ　１＜ｎ
２）の光導波路と前記導波路に形成したテーパ状の入射
部と前記入射部の回りに形成した屈折率ｎ３　（ｎＬ＜
ｎ３＜ｎ２）のクラッド部と前記テーパ導波路に光を励
起する半導体レーザを備えたことを特徴とする波長変換
素子である。図２において５は屈折率２．１の非線形光
学物質である＋Ｚ板（Ｚ軸と垂直に切り出された基板の
＋側）のＬｉＮｂ０３からなる基板、６は燐酸中でのプ
ロトン交換処理により形成された屈折率２，３のテーパ
状の入射部、７は入射部の回りに、プロトン交換後アニ
ール処理により形成した屈折率２．２５のクラッド部、
８はプロトン交換により形成した導波路、９は半導体レ
ーザである。

以上のように構成された第２，３の実施例の波長変換素
子について、以下その動作を説明する。

非線形光学物質ＬＩＮｂＯ３基板５上に実施例１と同様
の入射６を有する入射テーパ導波路８形成し、この導波
路に波長０．８μｍ１　　発光面積５Ｘ１μｍの半導体
レーザ５を微動装置により位置合わせした後、紫外線硬
化樹脂により固定した。次に半導体レーザと導波路の結
合効率を測定したところ結合効率は５０％であった。こ
れは従来のテーパ導波路と半導体レーザの集光光学系を
通した結合効率３０％に対し、１．６倍の値である。さ
らに、非線形光学効果により波長０．４μｍの第２高調
波が発生し、半導体レーザの出力８０ｍＷに対し０．４
ｍＷの第２高調波成分を得ることができた。これは従来
の値（半導体レーザ出力８０ｍＷに対する第２高調波成
分０　．　１１ｍＷ）の２．５倍である。また、この構
成によるとＧＸ２Ｘ２ｍｍのＬＩＮｂ０３基板と長さ２
Ｏ０μｍの半導体レーザを直接接続一体化することによ
り１０Ｘ５Ｘ５ｍｍ小型の波長変換素子を形成すること
ができた。以上のように本実施例によれば、小型で高出
力の波長変換素子を形成することができた。

なお、本実施令では、非線形光学物質からなる基板とし
て、ＬＩＮｂＯａを用いたが他にＭｇＯをドーピングし
たＬＩＮｂＣｈ、ＬＩＴａ０３．ＫＮｂＯ３などの強誘
電体．ＭＮＡなどの有機物、またはＺｎＳなどの化合物
半導体などの非線形光学定数の大きな基板であれば用い
ることができる。

（実施例３） 第３図は、第４の実施例における入射テーパ導波路製造
方法の工程斜視図である。この実施例では、入射テーパ
導波路製造方法として、誘電体ＬＩＮｂＯａ基板にプロ
トン交換により入射テーパ導波路を作製する場合につい
て説明する。第３図（ａ）で、＋Ｚ板（Ｚ軸と垂直に切
り出された基板の十側）のＬＩＮｂＯ３基板１１にＴａ
保護マスクを電子ビーム蒸着により３００Ａ蒸着を行っ
た。次に保護マスク上に通常のフォトプロセスにより厚
み０．５μｍのフォトレジストをパターン化した後ＣＦ
４によりＴａ保護マスクをエッチングした。次にフォト
レジストを除去し、耐イオン化マスクとなるＴａ保護マ
スク１２を形成した。次に第２の保護マスクとして厚さ
Ｉ　ｍｍ，　　両端面を光学研磨してあるＬｉＮｂＯｓ
基板１３をＴａマスク上に圧着し治具で固定した。

この基板１１を燐酸の１種であるピロ燐酸中で２３０゜
Ｃの温度で２Ｏ分間プロトン交換を行い屈折率２．３の
高屈折率層を形成した後、１９０゜Ｃで１時間アニール
を行いプロトン交換層の屈折率を２．２５に低下させか
つ体積を増加させ、厚み２μｍのクラソド層１４形成す
る。　（ｂ）は、ピロ燐酸中で２３０″ＣＩＯ分間プロ
トン交換を行い屈折率２．３、厚みｌμｍの入射部１５
を形成する。　（Ｃ）は、基板１３を除去した後、基板
１１を燐酸中で２３０゜Ｃの温度で５分間プロトン交換
を行い屈折率２．３、厚み０．４μｍの高屈折率層１６
を形成する。　（ｄ）は、Ｔａマスク１２を除去した後
、光導波路に垂直な面を光学研必する。この方法により
、部分的にイオン交換層の厚み及び屈折率が異なりかつ
、入射テーパ部にクラッド層を備えた光導波路を製造す
ることができる入射テーパ光導波路製造方法である。

なお、本実施令では、第１のイオン交換をビロ燐酸で行
った後アニール処理してクラッド層１４を形成した後、
第２のイオン交換をビロ燐酸で行い入射部を形成して入
射部とクラッドの屈折率を変えたが、他に第１のイオン
交換と第２のイオン交換を行う酸を変えてもよい、例え
ば、第１のイオン交換はステアリン酸で行い屈折率２．
２のクラッド部を形成した後、第２のイオン交換をピロ
燐酸で行って屈折率２．３の入射部を形成してクラッド
部と入射部の屈折率を変化させてもよい。

なお、本実施令では、基板として、ＬｉＮｂＯｓを用い
たが、他にＭｇＯをドーピングしたＬＩＮｂＯ３、ＬＩ
ＴａＯ３　，ＫＮｂ０３などの強誘電体、ＳＬ０２など
の誘電体、ＭＮＡなどの有機物などイオン交換で光導波
路を形成できる基板であれば用いることができる。

（実施例４） 第４図は、第５の実施例における入射テーパ導波路製造
方法の工程斜視図である。この実施例では、入射テーパ
導波路製造方法として、誘電体ＬＩＮｂＯ３基板にプロ
トン交換により入射テーパ導波路を作製する場合につい
て説明する。第４図（ａ−）で、＋Ｚ板（Ｚ軸と垂直に
切り出された基板の十側）．のＬｉＮｂ０３基板１８に
Ｔａ２Ｏ６保護マスクを電子ビーム蒸着により１５０Ａ
形成し、次に保護マスク上に通常のフォトプロセスによ
り厚み０．５μｍのフォトレジストをパターン化した後
ＣＦ４によりＴａ２　０６保護マスクをエッチングした
。次にフォトレジストを除去し、Ｔａ，２Ｏ．保護マス
ク１９を形成した。

（ｂ）は、Ｔａ２Ｏ％保護マスク上に第２の保護マスク
としＴａマスク２Ｏを電子ビーム蒸着によりＩＯＯＡ形
成した。この基板１８を燐酸の１種であるピロ燐酸中で
２　３　０　’Ｃの温度で２Ｏ分間プロトン交換を行い
屈折率２．３の高屈折率層を形成した後、１９０゜Ｃで
１時間アニールを行いプロトン交換層の屈折率を２．２
５に低下させかつ体積を増加させ、厚み２μｍのクラッ
ド層２１形成する。　（Ｃ）は、ピロ燐酸中で２３０゜
ＣＩＯ分間プロトン交換を行い厚み１μｍの入射部２２
を形成する。　（ｄ）は、Ｔａ保護マスク１９を除去し
た後、基板１８を燐酸中で２３０℃の温度で５分間プロ
トン交換を行い屈折率２．３、厚み０．４μｍの高屈折
率層２３を形成する。

（ｅ）は、゜Ｔａ２　０．保護マスク１９を除去した後
、光導波路に垂直な面２４を光学研磨する。この方法に
より、部分的にイオン交換層の厚み及び屈折率の異なる
光導波路を量産性よく製造することができる入射テーパ
導波路製造方法である。

なお、本実施令では、・第１のイオン交換をピロ燐酸で
行った後アニール処理してクラッド層１４を形成した後
、第２のイオン交換をピロ燐酸で行い入射部を形成して
入射部とクラッドの屈折率を変えたが、他に第１のイオ
ン交換と第２のイオン交換を行う酸を変えてもよい、例
えば、第１のイオン交換はステアリン酸で行い屈折率２
．２のクラッド部を形成した後、第２のイオン交換をピ
ロ燐酸で行っ屈折率２．３の入射部を形成してクラッド
部と入射部の屈折率を変化させてもよい。

なお、本実施令では、基板として、目ＮｂＯａを用いた
が、他にＭｇＯをドーピングしたＬＩＮｂＯａ、ｔ．ｔ
Ｔａｏａ　，ＫＮｂＯ３などの強誘電体、ＳｉＯ２など
の誘電体、門ＮＡなどの有機物などイオン交換で光導波
路を形成できる基板であれば用いることができる。

なお、本実施令では、耐イオン化の保護マスクとしてＴ
ａ２　０．を第１の保護マスク、Ｔａを第２の保護マス
クとして使用したが、第２のマスクとしてＳｉＯ２を用
い第１のイオン交換としてステアリン酸を用い、第１の
保護マスクとしてＴａ２Ｏ５を第２のイオン交換として
ピロ燐酸を用いテモ同様の入射テーパ光導波路を形成で
きる。

なお、本実施令では、耐イオン化の保護マスクとして、
第１の保護マスクとしてＴａ２Ｏ．を用いたが、第１の
保護マスクとして、Ｔａ／Ｔａ２Ｏａの２重マスクでも
同様の入射テーパ光導波路を形成できる。

発明の効果 以上説明したように、屈折率ｎ１の基板と前記基板上に
形成した屈折率ｎ２　（ｎｌ＜ｎ２）の光導波路と前記
導波路に形成したテーパ状の入射部と前記入射部の回り
に形成した屈折率ｎ３（ｎｌ＜ｎ３＜ｎ２）のクラッド
部の厚みと屈折率分布を制御することによりテーパ状の
入射部に於ける伝搬モードを制御することができる。こ
れによって、入射部を導波する伝搬モードを基本モード
に保ったまま入射部を広げて伝搬モードの幅を広げるこ
とができ、かつ伝搬モードを基本モードに保ったまま導
波路に結合することができ、伝搬ロスの少ない入射テー
パ導波路を構成でき、その実用効果は大きい。

また、非線形光学物質からなる屈折率ｎ１の基板と前記
基板上に形成した屈折率ｎ２（ｎｌ＜ｎ２）の光導波路
と前記導波路に形成したテーパ状の入射部と前記入射部
の回りに形成した屈折率ｎ３　（ｎ　１＜ｎ３＜ｎ２）
のクラッド部と前記テーパ導波路に直接接続したする半
導体レーザを備えたことにより、シングルモード導波路
に半導体レーザの光を高い効率で結合させることが可能
になる。これによって導波路を伝搬する光のパワー密度
を高めることが可能となり非線系光学効果による波長変
換効率を非常に高めることができた。また、入射テーパ
光導波路と半導体レーザを一体化することにより集光光
学系が不用になるため小型で高出力の波長変換素子を構
成でき、その実用効果は大きい。

また、上記の入射テーパ光導波路を作製する方法として
、誘電体物質表面に前記誘電体物質以外の耐イオン化マ
スク材料よりなり下側の誘電体物質をイオン化から防止
し得、かつ厚さが形成すべき光導波路の幅より薄い耐イ
オン化マスク層を局部的に被若して、第１のマスクを形
成し、この第１のマスク層表面に、ほぼ平坦な面を有し
かつ耐イオン化マスク材料よりなり下側の誘電体物質を
イオン化から防止し得る基板をマスクとして圧着して局
部的に覆う第２のマスクを形成し、次いで前記誘電体物
質本体を第１のイオン交換処理して、非マスク部分から
誘電体内のイオンと処理イオンが交換され誘電体内の屈
折率を変化させて光導波を形成し、その後第２のマスク
を除去した後さらに第２のイオン交換を行うことにより
部分的にイオン交換層の厚み及び屈折率分布を変える工
程を行うことを特徴とする入射テーパ光導波路製造方法
であり、この力法によって、従来難しかった導波路ノテ
ーパ化を２重マスクにより簡単にかつ安定性よく作製す
ることが可能になった。さらに、入射テーパ部に導波路
と屈折率の異なるクラッド層を形成するにあたり、アニ
ール処理またはイオン交換の交換イオンを変えて処理を
行うにあたりマスクを形成する基板を適当に変えて処理
手順を簡便化することができ、その実用効果をは大きい
。

また、上記入射テーパ光導波路を量産性よく作製する方
法として、ＬｉＮｂｘＴａ１−ｘＯｓ（０≦ｘ≦１）基
板表面に耐イオン化マスク材料としてＴａｅＯｓ膜を局
符的に被着して第１のマスクを形成し、この第１のマス
ク表面に耐イオン化マスク材料としてＴａ膜を局部的に
被着して、第２のマスクを形成し、次いで前記基板に第
１のプロトン交換を行い非マスク部分に高屈折率層を形
成した後、前記第２のマスクを除去し、第２のプロトン
交換を行い部分的にプロトン交換層の厚み及び屈折率分
布を変える工程を行うことを特徴とした入射テーパ光導
波路製造方法により、強酸により行うイオン交換に対し
２重マスクを形成することができ、かつ量産性よく部分
的に屈折率の異なる入射テーパ光導波路が製造できその
実用効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における入射テーパ光導波路の構成斜視
図、第２図は本発明における波長変換素子の構成斜視図
、第３図は本発明における入射テーパ導波路製造方法の
工程斜視図、第４図は本発明における入射テーパ導波路
製造方法の工程斜視図、第５図は従来の入射テーパ導波
路の基本構成斜視図、第６図は従来の入射テーパ光導波
路の製造方法の基本構成図である。 １●●●基板．２●●●入射部．３●●−クラッド部，
４＊＠●導波路、５●●●非線形光学物質からなる基板
、６●●●入射部、７●●●クラッド部、８●−φ導波
路、９●●畳半導体レーザ。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ｉ＆ｌ＠ １＆２　　図 ８４’ＪＲ路 第 図 富 図

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）屈折率ｎ１の基板と前記基板上に形成した屈折率
   ｎ２（ｎ１＜ｎ２）の光導波路と前記導波路に形成した
   テーパ状の入射部と前記入射部の回りに形成した屈折率
   ｎ３（ｎ１＜ｎ３＜ｎ２）のクラッド部を備えたことを
   特徴とする入射テーパ光導波路。
2. （２）非線形物質からなる屈折率ｎ１の基板と前記基板
   上に形成した屈折率ｎ２（ｎ１＜ｎ２）の光導波路と前
   記光導波路に形成したテーパ状の入射部と前記入射部の
   回りに形成した屈折率ｎ３（ｎ１＜ｎ３＜ｎ２）のクラ
   ッド部とコヒーレント光源と前記入射テーパ光導波路に
   前記コヒーレント光源からの光を励起する集光光学系を
   備えたことを特徴とする波長変換素子。
3. （３）非線形物質からなる屈折率ｎ１の基板と前記基板
   上に形成した屈折率ｎ２（ｎ１＜ｎ２）の光導波路と前
   記導波路に形成したテーパ状の入射部と前記入射部の回
   りに形成した屈折率ｎ３（ｎ１＜ｎ３＜ｎ２）のクラッ
   ド部と前記入射テーパ光導波路に直接接続した少なくと
   も１つの半導体レーザを備えたことを特徴とする波長変
   換素子。
4. （４）誘電体物質表面に前記誘電体物質以外の耐イオン
   化マスク材料よりなり下側の誘電体物質をイオン化から
   防止し得、かつ厚さが形成すべき光導波路の幅より薄い
   耐イオン化マスク層を局部的に被着して、第１のマスク
   を形成し、この第１のマスク層表面に、ほぼ平坦な面を
   有しかつ耐イオン化マスク材料よりなり下側の誘電体物
   質をイオン化から防止し得る基板をマスクとして圧着し
   て局部的に覆う第２のマスクを形成し、次いで前記誘電
   体物質本体を第１のイオン交換処理して、非マスク部分
   から誘電体内のイオンと処理イオンが交換され誘電体内
   の屈折率を変化させて光導波路を形成し、その後第２の
   マスクを除去した後さらに第２のイオン交換を行うこと
   により部分的にイオン交換層の厚み及び屈折率分布を変
   える工程を行うことを特徴とする入射テーパ光導波路製
   造方法。
5. （５）ＬｉＮｂ＿ｘＴａ＿１＿−＿ｘＯ＿３（０≦ｘ≦
   １）基板表面に耐イオン化マスク材料としてＴａ＿２Ｏ
   ＿５膜を局部的に被着して第１のマスクを形成し、この
   第１のマスク表面に耐イオン化マスク材料としてＴａ膜
   を局部的に被着して、第２のマスクを形成し、次いで前
   記基板に第１のプロトン交換を行い非マスク部分に高屈
   折率層を形成した後、前記第２のマスクを除去し、第２
   のプロトン交換を行い部分的にプロトン交換層の厚み及
   び屈折率分布を変える工程を行うことを特徴とした入射
   テーパ光導波路製造方法。
6. （６）基板としてＬｉＮｂ＿ｘＴａ＿１＿−＿ｘＯ＿３
   （０≦ｘ≦１）又はＭｇＯがドーピングされたＬｉＮｂ
   ＿ｘＴａ＿１＿−＿ｘＯ＿３（０≦ｘ≦１）を用いたこ
   とを特徴とする特許請求第２、３項から第５項のいずれ
   かに記載の波長変換素子。
7. （７）基板にＬｉＮｂ＿ｘＴａ＿１＿−＿ｘＯ＿３（０
   ≦ｘ≦１）を用いたことを特徴とする特許請求第４項記
   載の入射テーパ光導波路製造方法。
8. （８）基板にＭｇＯがドーピングされたＬｉＮｂ＿ｘＴ
   ａ＿１＿−＿ｘＯ＿３（０≦ｘ≦１）を用いたことを特
   徴とする特許請求第４項および第５項記載の入射テーパ
   光導波路製造方法。
9. （９）第２のマスクとしてＳｉＯ＿２を用いたことを特
   徴とする特許請求第５項記載の入射テーパ光導波路製造
   方法。
10. （１０）第１のマスクとしてＴａ＿２Ｏ＿５膜とＴａ膜
    の二重マスクを用い、第２のマスクとしてＳｉＯ＿２を
    用いたことを特徴とする特許請求第５項記載の入射テー
    パ光導波路製造方法。
11. （１１）第１と第２のプロトン交換を異なった酸で行う
    特徴とする特許請求第５項記載の入射テーパ光導波路製
    造方法。