高精度光導波路材料の電気光学定数・光損傷感度測定装置の試作研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555095
• Research Institution: INSTITUTE OF INDUSTRIAL SCIENCE,UNIVERSITY OF TOKYO
• Principal Investigator: 藤井 陽一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00013110)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷内 哲夫 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80260446) ; 荒川 泰彦 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30134638)
• Keywords: 電気光学定数 / 光損傷感度 / ニオブ酸リチウム / タンタル酸リチウム / プロトン交換 / KTP / イオン交換 / アニール

Research Abstract

電気光学定数および光損傷感度を高精度で測定するために試作した装置を用いて誘電体光導波路について実際に測定を行った。まず、ニオブ酸リチウム結晶、チタン拡散したニオブ酸リチウム結晶、MgOドープニオブ酸リチウム結晶の三種類の基板上に作製したプロトン交換光導波路の電気光学定数r33に対するアニールの効果について測定した結果、プロトン交換による電気光学定数の劣化は、アニールによって回復し、その効果はノンドープ結晶が一番大きく、MgOドープ結晶が一番小さいことがわかった。さらにy-cutニオブ酸リチウム結晶にPETi法を用いて方向無依存スイッチを作製する際のプロトン交換による電気光学定数r22の劣化の有無を確かめる目的でTi拡散導波路、PETi導波路(アニール有・無)の電気光学定数r22を測定したところ、いずれの試料についてもr22の劣化はほとんどみなれなかった。一方、MgOドープおよびノンドープニオブ酸リチウムのプロトン交換光導波路、KTPのイオン交換導波路の光損傷感度を定量的に測定し、応用の際の影響についての検討を行った。また、液相エピタキシャル法により作製したニオブ酸リチウム薄膜光導波路の光損傷感度の測定、ニオブ酸リチウム結晶およびタンタル酸リチウム結晶上に作製したプロトン交換導波層の光損傷特性の違い、タンタル酸リチウム結晶上に作製したプロトン交換光導波路の光損傷の温度特性についても、検討した。測定した試料中で、アニールしたタンタル酸リチウム導波路の光損傷に対する耐性が最も大きく、80℃以上でこの試料を測定したとき、耐性が著しく向上する。この研究では、電気光学定数および光損傷感度の極めて精度の高い測定を行うことができ、電気光学定数の測定においては、導波路の電気光学定数の正味値の測定、光損傷の測定では、10^<-12>(cm^2/J)以下の非常に感度の小さい材料の定量的評価に成功した。

Research Products

• [Publications] Yukiko Konpo,Atsushi ONOE Satoshi MIYAGUCHI,Yoichi FUJII: "Quontitatively Measured Photorefractive Sensitivity of Proton-Exchanged LN Proton-Exchanged MgO-Poped LN and Ion-Exchanged KTP Waveguides" APPLIEO OPTICS. 33. 3348-3352 (1994)
• [Publications] Y.KONDO,T.KOUYAMA,K.CHNO M.TSUJI.M.NAKAMURA,Y.FUJII: "Optical Damage Resistance of LiNbOs Thin-film Optical Waveguides Grown by Liguid-phase Epitaxy" JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS. 33. L338-L341 (1994)
• [Publications] Yukiko KONDO,Yu-ShanLi,Atsushi ONOE,Kunio TASA Yoichi FUJII: "Lattice Constants of the Proton-Exchanged Waveguides Formeal on the Domain-Tnverted LiTaos" JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS. 33. L1769-1771 (1994)
• [Publications] Yukiko KONDO,Yoichi FUJII: "The photorefractive effect in the proton-exchanged waveguiding layers formed on the lithium viobate and litbiumtantalate crystals" to be published in JAPANESE JOURNAL OF APPITED PHYSTCS.
• [Publications] Yukiko KONDO,Yoichi FUJII: "Temperature Dependence of the Phororefractive Effect in the Proton-Exchanged Optical Waveguides Formed on the Lithium Tantalate Crystals" to be published in JAPANESE JOURNAL OF APPITED PHYSTCS.
• [Publications] S.Iraj Najafi,C.Gomes-Reine,Y.Fujii: "Gradient-index Opticals systems" APPLIED OPTICS. 33. 3331-3332 (1994)