專利名稱：制造波長(zhǎng)變換器的方法和波長(zhǎng)變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造波長(zhǎng)變換器的方法和波長(zhǎng)變換器本身。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器和固體激光器在它們的構(gòu)成材料中擁有獨(dú)特的出射波長(zhǎng)，所述波長(zhǎng)的范圍寬度直接決定了激光器應(yīng)用領(lǐng)域的寬度。在環(huán)境感應(yīng)和醫(yī)療/生物技術(shù)應(yīng)用中使用紅外光源，同時(shí)對(duì)包括汽車排放物測(cè)試、激光電離質(zhì)譜法、水果糖度分析、牙科治療、非侵害性血液檢驗(yàn)和腦內(nèi)血流測(cè)量的領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用也正在進(jìn)行研究。然而，光源如紅寶石激光器、釔鋁石榴石(YAG)激光器和二氧化碳?xì)怏w激光器例如僅能夠發(fā)射特定波長(zhǎng)的光。且盡管諸如鈦-藍(lán)寶石激光器的光源可調(diào)諧，但其僅能夠發(fā)射約650 nm 1100 nm波長(zhǎng)的光。因而，不可能獲得跨越整個(gè)波長(zhǎng)范圍的激光。因此，正在研究能夠?qū)⒂杉す庠此l(fā)射的特定波長(zhǎng)的光變換成不同波長(zhǎng)的光的波長(zhǎng)變換器。時(shí)至今日，廣泛熟知使用硼酸鹽晶體如硼酸鋇(BBO)或硼酸鋰(LBO)的波長(zhǎng)變換器。在這種類型的波長(zhǎng)變換器中，通過(guò)利用晶體雙折射的相位匹配而發(fā)生波長(zhǎng)變換。然而，就利用晶體雙折射的波長(zhǎng)變換器而言，難以獲得足夠的波長(zhǎng)變換效率。并且由于不能對(duì)作為晶體固有性能的雙折射進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以利用雙折射的波長(zhǎng)變換器的自由度低，所述自由度包括波長(zhǎng)選擇性。在這一點(diǎn)上，日本未審查專利申請(qǐng)2008-170710號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)l)公開(kāi)了一種使用化合物半導(dǎo)體晶體的波長(zhǎng)變換器，所述化合物半導(dǎo)體晶體包含氮(N)和至少鎵(Ga)或鋁(Al)或銦(In)并且展示了自發(fā) 極化性能。在專利文獻(xiàn)l中，在化合物半導(dǎo)體晶體中形成了極化結(jié)構(gòu)， 在所述極化結(jié)構(gòu)中自發(fā)極化在二維晶格結(jié)構(gòu)中周期性反轉(zhuǎn)，所述極化 結(jié)構(gòu)對(duì)于第一波長(zhǎng)入射光束二維滿足準(zhǔn)相位匹配(QPM)條件。因此與利 用硼酸鹽晶體雙折射匹配的變換相比，得到了長(zhǎng)互作用長(zhǎng)度，從而能 夠高效地進(jìn)行波長(zhǎng)變換。前述專利文獻(xiàn)1還公開(kāi)了一種制造波長(zhǎng)變換器的方法，所 述波長(zhǎng)變換器具有使用化合物半導(dǎo)體晶體形成的二維疇相反結(jié)構(gòu)。特 別地，在具有+c面的氮化鎵(GaN)襯底上形成構(gòu)圖成與二維疇相反結(jié)構(gòu) 的圖案相對(duì)應(yīng)的掩模。其后在所述構(gòu)圖的掩模和GaN襯底的+c面上形 成+c軸取向的GaN層。在這種情況下，在GaN襯底的+c面上以GaN 層的厚度在+c軸方向上增加的方式外延生長(zhǎng)+c區(qū)域，同時(shí)在掩模層上 以GaN層的厚度在-c軸方向上增加的方式外延生長(zhǎng)-c區(qū)域。由此形成 二維疇相反結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)1:日本未審査專利申請(qǐng)2008-170710號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的波長(zhǎng)變換器中，在GaN 襯底+c面上生長(zhǎng)的GaN晶體的結(jié)晶度與在構(gòu)圖的掩模上生長(zhǎng)的GaN 晶體的結(jié)晶度不同。作為深入研究努力的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)變 換器中結(jié)晶度不同所帶來(lái)的問(wèn)題在于在不同晶體界面處的光發(fā)生發(fā) 射，因此證明光透射率變差。考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種制造波長(zhǎng)變換 器的方法和借此能夠提高透射率的波長(zhǎng)變換器。本發(fā)明一個(gè)方面中的制造波長(zhǎng)變換器的方法為制造具有光 波導(dǎo)且對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)一端輸入至光波導(dǎo)內(nèi)的入射光束的波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)的另一端輸出出射光束的波長(zhǎng)變換器的方法， 所述制造波長(zhǎng)變換器的方法包括下列步驟。生長(zhǎng)晶體。以使疇彼此相 反的方式將晶體分割成兩個(gè)以上的部分，從而形成第 一 晶體和第二晶 體。以形成疇相反結(jié)構(gòu)且所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于所述入射光束滿足準(zhǔn)相 位匹配條件的方式對(duì)所述第一晶體和第二晶體進(jìn)行嵌合，其中在所述 疇相反結(jié)構(gòu)中所述第一晶體和第二晶體的極向沿光波導(dǎo)周期性反轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面中的制造波長(zhǎng)變換器的方法，通過(guò)分 割由單一晶體形成第一晶體和第二晶體。因此，所述第一晶體和第二
晶體之間的折射率基本上無(wú)差別。所述第一晶體和第二晶體進(jìn)行嵌合 以形成疇相反結(jié)構(gòu)，因而當(dāng)通過(guò)光波導(dǎo)傳輸入射光束時(shí)，能夠最小化 光波導(dǎo)中第一晶體和第二晶體之間邊界處的反射。因此可降低第一晶 體和第二晶體之間邊界處的透射率損失的事實(shí)使得制造穿過(guò)光波導(dǎo)的 光透射率得到提高的波長(zhǎng)變換器成為可能。在上述制造波長(zhǎng)變換器的方法中，優(yōu)選在形成第一晶體和 第二晶體的步驟之后，還提供對(duì)第一晶體和第二晶體的至少一個(gè)的表 面進(jìn)行腐蝕的步驟。由此能夠進(jìn)一步保證在所述第一晶體和第二晶體的至少一
個(gè)腐蝕表面中的極化。在上述制造波長(zhǎng)變換器的方法中，優(yōu)選在形成第一晶體和 第二晶體的步驟之后，還提供對(duì)第一晶體和第二晶體的至少一個(gè)的表 面進(jìn)行研磨的步驟。由此能夠進(jìn)一步保證在第一晶體和第二晶體的至少一個(gè)研 磨表面上的極化。在本發(fā)明另一個(gè)方面中制造波長(zhǎng)變換器的方法為制造具有光波導(dǎo)且對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)的一端輸入至所述光波導(dǎo)內(nèi)的入射光束的 波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)的另一端輸出出射光束的波長(zhǎng)變換 器的方法，所述制造波長(zhǎng)變換器方法包括下列步驟。準(zhǔn)備第一晶體。 準(zhǔn)備第二晶體，其中第二晶體的折射率和第一晶體的折射率基本上無(wú) 差別。所述第一晶體和第二晶體以形成疇相反結(jié)構(gòu)且所述疇相反結(jié)構(gòu) 對(duì)于入射光束滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式進(jìn)行嵌合，在所述疇相反結(jié) 構(gòu)中第一晶體和第二晶體的極向沿光波導(dǎo)周期性反轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面中的制造波長(zhǎng)變換器的方法，通過(guò)
第一晶體和第二晶體的嵌合形成疇相反結(jié)構(gòu)，所述第一晶體和第二晶 體之間的折射率基本上無(wú)差別。因此，當(dāng)使入射光束穿過(guò)光波導(dǎo)時(shí)， 能夠?qū)⒐獠▽?dǎo)中第一晶體和第二晶體邊界處的反射控制為最小。因此 可降低第一晶體和第二晶體之間邊界處的透射率損失的事實(shí)使得制造 透射率提高的波長(zhǎng)變換器成為可能。在本發(fā)明還另一個(gè)方面中的制造波長(zhǎng)變換器的方法為制造 具有光波導(dǎo)且對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)的一端輸入至所述光波導(dǎo)內(nèi)的入射光 束的波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)的另一端輸出出射光束的波長(zhǎng) 變換器的方法，所述制造波長(zhǎng)變換器的方法包括下列步驟。生長(zhǎng)第一 晶體。在所述第一晶體的表面形成兩個(gè)以上規(guī)則排列的凸起。在所述 第一晶體的表面上生長(zhǎng)第二晶體，所述第二晶體為無(wú)定形晶體，其中 所述第二晶體的折射率與第一晶體的折射率基本上無(wú)差別。在所述生 長(zhǎng)第二晶體的步驟中，以產(chǎn)生疇相反結(jié)構(gòu)且所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于所述
入射光束滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式形成所述第一晶體和第二晶體，
在所述疇相反結(jié)構(gòu)中第一晶體和第二晶體的極向沿光波導(dǎo)周期性反轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明還另一個(gè)方面的制造波長(zhǎng)變換器的方法，在第 一晶體上生長(zhǎng)無(wú)定形晶體作為第二晶體，所述無(wú)定形晶體的折射率與 第一晶體的折射率基本上無(wú)差別。因此，第一晶體和第二晶體之間的折射率基本上無(wú)差別。而且，利用所述第一晶體和第二晶體能夠有助 于形成極化結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)通過(guò)光波導(dǎo)傳輸入射光束時(shí)，能夠最小化 光波導(dǎo)中第一晶體和第二晶體之間邊界處的反射。因此，能夠降低第 一晶體和第二晶體之間邊界處的透射率損失，由此使得制造透射率得
到提高的波長(zhǎng)變換器成為可能。就前述制造波長(zhǎng)變換器的方法而言，在生長(zhǎng)第二晶體的步
驟中，優(yōu)選生長(zhǎng)第二晶體使得在400 800 nm波長(zhǎng)下所述第二晶體與 第一晶體的折射率之差為0.001 0.1。從而，即使第一晶體和第二晶體之間的折射率存在差別， 也能夠降低第一晶體和第二晶體之間邊界處的透射率損失。因此，使 得制造透射率提高的波長(zhǎng)變換器成為可能。本發(fā)明的波長(zhǎng)變換器具有第一晶體和第二晶體，所述第二 晶體和第一晶體的折射率基本上無(wú)差別，所述波長(zhǎng)變換器為具有光波
導(dǎo)且對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)的一端輸入至所述光波導(dǎo)內(nèi)的入射光束的波長(zhǎng) 進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)的另一端輸出出射光束的波長(zhǎng)變換器。 所述第一晶體和第二晶體形成疇相反結(jié)構(gòu)，其中極向沿光波導(dǎo)周期性 反轉(zhuǎn)，且所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于入射光束滿足準(zhǔn)相位匹配條件。根據(jù)本發(fā)明的波長(zhǎng)變換器，形成疇相反結(jié)構(gòu)的第一晶體和 第二晶體之間的折射率之差基本上為零。因此，當(dāng)通過(guò)光波導(dǎo)傳輸入 射光束時(shí)，能夠?qū)⒐獠▽?dǎo)中第一晶體和第二晶體之間邊界處的反射控 制為最小。因此，能夠降低第一晶體和第二晶體之間邊界處的透射率 損失，使得可實(shí)現(xiàn)透射率得到提高的波長(zhǎng)變換器。在前述波長(zhǎng)變換器中，優(yōu)選對(duì)第一晶體和第二晶體進(jìn)行嵌 合。在這種情況下，通過(guò)上述一個(gè)或其它方面中制造波長(zhǎng)變換器的方 法可以容易地制造波長(zhǎng)變換器。
在前述波長(zhǎng)變換器中，優(yōu)選所述第一晶體和第二晶體具有 規(guī)則排列的凸起和凹陷，其中第一晶體的凸起和第二晶體的凹陷接合 在一起。在這種情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)上述還另一個(gè)方面中制造波 長(zhǎng)變換器的方法簡(jiǎn)單而又方便地制造的波長(zhǎng)變換器。根據(jù)本發(fā)明制造波長(zhǎng)變換器的方法和波長(zhǎng)變換器，第一晶 體和第二晶體之間的折射率之差基本上為零，使得可使沿第一晶體和 第二晶體之間邊界處傳輸?shù)墓獾姆瓷渥钚』?。因此，能夠制造透射?提高的波長(zhǎng)變換器。



圖1為顯示本發(fā)明實(shí)施方式1中波長(zhǎng)變換器的簡(jiǎn)化透視圖。 圖2為顯示本發(fā)明實(shí)施方式1變形實(shí)施例中波長(zhǎng)變換器的簡(jiǎn)化透 視圖。
圖3為顯示本發(fā)明實(shí)施方式1中起始襯底的簡(jiǎn)化透視圖。 圖4為顯示本發(fā)明實(shí)施方式1中已經(jīng)生長(zhǎng)了晶體的狀況的簡(jiǎn)化透 視圖。
圖5為顯示本發(fā)明實(shí)施方式1中對(duì)晶體進(jìn)行分割的狀況的簡(jiǎn)化透 視圖。
圖6為顯示本發(fā)明實(shí)施方式1中已經(jīng)把晶體分割而形成第一晶體 的簡(jiǎn)化透視圖。
圖7為顯示本發(fā)明實(shí)施方式1中晶體已經(jīng)被分割的獨(dú)立狀態(tài)的簡(jiǎn) 化透視圖。
圖8為顯示本發(fā)明實(shí)施方式3中波長(zhǎng)變換器的簡(jiǎn)化透視圖。 圖9為顯示本發(fā)明實(shí)施方式4中已經(jīng)生長(zhǎng)無(wú)定形晶體的狀況的簡(jiǎn) 化透視圖。
具體實(shí)施例方式下面，將根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理 解，在下文中，附圖中相同或相應(yīng)部分用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，因此 不再進(jìn)行重復(fù)描述。
實(shí)施方式1參考圖1，顯示本實(shí)施方式波長(zhǎng)變換器的簡(jiǎn)化透視圖。首 先，將對(duì)圖1中本實(shí)施方式的波長(zhǎng)變換器10a進(jìn)行描述。如圖1中所示，本實(shí)施方式中的波長(zhǎng)變換器10a具有光波 導(dǎo)13。所述光波導(dǎo)13對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)的一端13a輸入至所述光波導(dǎo) 13內(nèi)的入射光束101的波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)13的另一端 13b從光波導(dǎo)13輸出出射光束102。所述波長(zhǎng)變換器10a具有第一晶體11和第二晶體12，所 述第一晶體11和所述第二晶體12的折射率之間基本上無(wú)差別。優(yōu)選 所述第一晶體和第二晶體11、 12為單晶體。所述第一晶體和第二晶體11、 12形成疇相反結(jié)構(gòu)，其中極 向沿光波導(dǎo)13周期性反轉(zhuǎn)。也就是，在產(chǎn)生疇相反結(jié)構(gòu)的第一晶體和 第二晶體11、 12中形成用于限制光波的光波導(dǎo)13。所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì) 于入射光束101滿足準(zhǔn)相位匹配條件。本文中，"準(zhǔn)相位匹配條件" 為，在給定結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)利用周期性結(jié)構(gòu)的波矢補(bǔ)償非線性疇 的波矢和待產(chǎn)生光波的波矢之差而得到相位匹配的條件，在所述給定 結(jié)構(gòu)中，沿非線性光學(xué)晶體中的傳播軸，非線性光學(xué)系數(shù)的符號(hào)周期 性改變。關(guān)于用于形成疇相反結(jié)構(gòu)的第一晶體和第二晶體11、 12， 例如以箭頭方向?yàn)檎龢O(positive-polar)的方式分別對(duì)它們進(jìn)行極化。也就是，在本實(shí)施方式中，第一晶體和第二晶體ll、 12的正極方向相反。 在第一晶體和第二晶體H、12為A1N的實(shí)施中，第一晶體11的第一(正 極)表面lla為Al極性面，而第二晶體12的第二(與所述正極相反的面) 表面12b為N極性面。此外，在光波導(dǎo)13中，鄰接的第一晶體和第二晶體11、 12為一個(gè)周期，所述波長(zhǎng)變換器10a具有一個(gè)以上的周期，優(yōu)選具有 五個(gè)以上的周期。優(yōu)選第一晶體和第二晶體11、 12的界面14無(wú)縫隙，所述 界面構(gòu)成光波導(dǎo)13且與所述光波導(dǎo)13的縱軸交叉。在界面14處疇的 極性相反。另一方面，可以在第一晶體和第二晶體11、 12的界面15 處存在縫隙，所述界面15與光波導(dǎo)13的縱軸平行。這些第一晶體和第二晶體11、12之間的折射率之差基本上 為零。由于折射率基本上無(wú)差別，因此能夠使第一晶體和第二晶體11、 12之間的界面14處的光反射最小化，所述界面14與光波導(dǎo)13的縱軸 (入射光束101的前進(jìn)方向)交叉。這可降低穿過(guò)光波導(dǎo)13的入射光束 101的透射率損失。"折射率基本上無(wú)差別"是措例如如果第一晶體和 第二晶體11、 12為五個(gè)周期(也就是，在第一晶體和第二晶體11、 12 之間存在九個(gè)界面14),則第一晶體和第二晶體11、 12之間的折射率 之差為0.01以下，如果第一晶體和第二晶體11、 12為十個(gè)周期，則折 射率之差為0.001以下。在這種實(shí)施中，波長(zhǎng)變換器10a的透射率為例 如90%以上。本文中，折射率為例如利用橢圓偏振光譜儀在400~800 nm波長(zhǎng)下使用光譜橢圓光度法確定的值。本實(shí)施方式中的第一晶體和第二晶體11、 12為梳狀形狀， 其中它們?cè)诒砻嫔暇哂幸?guī)則排列的凸起，由此相互交叉。換句話說(shuō)，所述第一晶體和第二晶體11、 12具有凸起和凹陷，第一晶體11的凸 起嵌合入第二晶體12的凹陷中，且所述第一晶體11的凹陷與第二晶
體12的凸起嵌合。此外，第一晶體和第二晶體ll、 12的至少一個(gè)或另一個(gè)的 位錯(cuò)密度為lxl03 cm—2 小于lxl07 cm—2，優(yōu)選為1><103 cm—2 小于 lx105 cnf2。在本實(shí)施方式中，所述第一晶體和第二晶體11、 12的位 錯(cuò)密度在所述范圍內(nèi)。位錯(cuò)密度小于lx107 cm^使得可減少位錯(cuò)處對(duì) 入射光束101能量的吸收，從而可抑制第一晶體和第二晶體11、 12的 溫度升高。因此，能夠減少出射光束102強(qiáng)度基于使用(Use-based)的劣 化，從而提高了壽命，在所述壽命期間可保持特性。位錯(cuò)密度小于lxio5 cm—2能夠有效使在位錯(cuò)處對(duì)入射光束101能量的吸收最小化。盡管從 便于制造的角度來(lái)看，優(yōu)選更低的位錯(cuò)密度，但是下限為lxl03cm—2。本文中，位錯(cuò)密度為例如通過(guò)堿腐蝕法而確定的值(蝕坑密 度或"EPD")，所述值為對(duì)因在熔融氫氧化鉀(KOH)中腐蝕而呈現(xiàn)的 坑的數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)并用單位表面積來(lái)除而得到的值。盡管第一晶體和第二晶體11、 12可以具有不同的化學(xué)組 成，但是優(yōu)選它們具有相同的組成。此外，所述第一和第二晶體11、 12優(yōu)選由AlxGa(1_x)N (0.5 l)構(gòu)成。在這種情況下，由于Al的原子 分?jǐn)?shù)x為0.5 1時(shí)的熱導(dǎo)率，讓晶體具有前述位錯(cuò)密度確保將證明如 下結(jié)果壽命將得到提高。此處，AlxGa(^)N中的原子分?jǐn)?shù)x為Al的 摩爾比率。現(xiàn)在參考圖2，顯示本實(shí)施方式一個(gè)變形實(shí)施例中的波長(zhǎng) 變換器10b的簡(jiǎn)化透視圖。如圖2中所示，相互嵌合的第一晶體和第 二晶體ll、 12的幾何形狀可以為鋸齒形狀。此外，所述第一晶體和第 二晶體 ll、 12可以具有波狀或其它幾何形狀，而不特別地限制為諸如 梳狀或鋸齒的幾何形狀。
接下來(lái)，將描述本實(shí)施方式中制造波長(zhǎng)變換器的方法。參 考圖3，顯示本實(shí)施方式中起始襯底21的簡(jiǎn)化透視圖。如圖3中所示， 準(zhǔn)備起始襯底21。所述起始襯底21具有主表面21a。所述主表面21a 為例如(001)面(c面)。優(yōu)選準(zhǔn)備的起始襯底21的化學(xué)組成與生長(zhǎng)的晶體22的化 學(xué)組成相同。還優(yōu)選準(zhǔn)備由AlxGa(1.x)N (0.5 ^ x S l)構(gòu)成的起始襯底21 。參考圖4，顯示本實(shí)施方式中已經(jīng)生長(zhǎng)了晶體22的狀況的 簡(jiǎn)化透視圖。接下來(lái)，如圖4中所示，在所述起始襯底21的主表面21a 上生長(zhǎng)晶體22。在生長(zhǎng)與起始襯底21具有相同化學(xué)組成的晶體22的實(shí)施 中，減輕了起始襯底21和晶體22之間的晶格失配等，由此使得生長(zhǎng) 低位錯(cuò)密度的晶體22成為可能。在本實(shí)施方式中，生長(zhǎng)晶體22的位 錯(cuò)密度優(yōu)選為lxl03cm—2 小于lxl07cm—2，更優(yōu)選為lxl03cm—2 小 于1 x 105 cnT2 。此外，生長(zhǎng)晶體22使得與起始襯底21的主表面21a接觸。 也就是，在起始襯底21和晶體22之間未插入任何掩模或其它這樣的 層。從而，得到以箭頭方向(生長(zhǎng)表面)為正極的方式極化的晶體22。未對(duì)生長(zhǎng)方法進(jìn)行特別限制，能夠采用氣相淀積法如升華 淀積、氫化物氣相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)和金屬有機(jī)化學(xué)氣 相淀積(MOCVD);或包括助溶劑法和高氮壓力生長(zhǎng)的溶液淀積法?，F(xiàn)在參考圖5，顯示本實(shí)施方式中將晶體22進(jìn)行分割的狀 況的簡(jiǎn)化透視圖，并參考圖6，顯示本實(shí)施方式中已經(jīng)進(jìn)行分割而形成 第一晶體11的晶體22的簡(jiǎn)化透視圖。接下來(lái)，如圖5和6中所示，以使疇彼此相反的方式將所述晶體22分割成兩個(gè)以上的部分，從而形
成第一晶體11和第二晶體12。由于所述第一晶體和第二晶體11、 12 由單一晶體22形成，所以所述第一晶體和第二晶體11、 12的化學(xué)組 成和折射率相同。此外，在使用低位錯(cuò)密度的晶體22的實(shí)施中，能夠形成位 錯(cuò)密度優(yōu)選為lxl03cm—2 小于lxl07cm—2、更優(yōu)選為lxl03cm—2 小 于b105 cm—2的第一晶體和第二晶體11、 12。在本實(shí)施方式中，如圖5中所示，沿生長(zhǎng)軸分割生長(zhǎng)表面 (主表面22a)，使其成梳狀形狀。也就是，從晶體22的主表面22a來(lái)看， 對(duì)第一晶體和第二晶體11、 12進(jìn)行分割使得成為梳狀形狀。當(dāng)以這種方式進(jìn)行分割時(shí)，晶體22的主表面22a形成第一 晶體11的第一表面lla和第二晶體12的第二表面12b。在與所述主表 面22a相反側(cè)的晶體22的背表面22b形成第一晶體11的第二表面lib 和第二晶體12的第一表面12a。盡管未對(duì)分割方法進(jìn)行特別限制，但是能夠使用激光或線 狀鋸。利用激光進(jìn)行分割的優(yōu)點(diǎn)在于會(huì)提高機(jī)械加工精確度。使用線 狀鋸的優(yōu)點(diǎn)在于會(huì)降低成本。由此能夠形成第一晶體11，其中如圖6中所示，從第二表 面llb朝向第一表面lla前進(jìn)的方向?yàn)檎龢O。同樣，能夠形成第二晶體 12，其中從第一表面12a朝向第二表面12b前進(jìn)的方向?yàn)檎龢O。參考圖7，顯示本實(shí)施方式中獨(dú)立狀態(tài)的簡(jiǎn)化透視圖，其 中已經(jīng)對(duì)晶體22進(jìn)行了分割。如圖7中所示，可以沿生長(zhǎng)軸以生長(zhǎng)表 面(主表面22a)的橫截面(與生長(zhǎng)軸平行的表面)為梳狀的方式對(duì)晶體22 進(jìn)行分割，從而形成第一晶體和第二晶體11、 12。
此外，不能將晶體22分割成的幾何形狀限制為圖5和7 中所示的梳狀形狀?？梢砸砸粋€(gè)表面為鋸齒形狀的方式對(duì)晶體22進(jìn)行 分割，如圖2中所示。在這種情況下，優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)械加工非常容易。接下來(lái)，對(duì)第一晶體和第二晶體11、 12的至少一個(gè)表面進(jìn) 行腐蝕。由此能夠進(jìn)一步保證第一晶體和第二晶體11、 12的至少一個(gè) 表面的極化。所述腐蝕可以為濕法腐蝕或干法腐蝕。例如，如果第一晶體和第二晶體11、 12為A1N，那么作為 濕法腐蝕的在KOH中進(jìn)行的腐蝕使得容易地形成Al原子為末端的面 成為可能，因?yàn)镹原子的腐蝕速率比Al原子的腐蝕速率快。同時(shí)，作 為干法腐蝕的反應(yīng)性離子腐蝕(RIE)，以一個(gè)面作為掩模，使得容易地 在另一表面上形成一個(gè)Al原子為末端的面成為可能。應(yīng)當(dāng)理解，所述 腐蝕步驟可以省略。接下來(lái)，對(duì)第一晶體和第二晶體11、 12的至少一個(gè)表面進(jìn) 行研磨。研磨的表面使得更可靠的極化成為可能。盡管未對(duì)研磨方法 進(jìn)行特別限制，但例如可釆用諸如化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)的方法。應(yīng)當(dāng)理 解，所述研磨步驟可以省略。此外，可以單獨(dú)進(jìn)行腐蝕步驟或研磨步 驟，或者可以進(jìn)行兩個(gè)步驟。在進(jìn)行兩個(gè)步驟時(shí)，可以在腐蝕步驟之 前進(jìn)行研磨步驟。然后，將所述第一晶體和第二晶體11、 12放在一起以形成 疇相反結(jié)構(gòu)，其中所述第一晶體和第二晶體11、 12的極向沿光波導(dǎo)13 周期性反轉(zhuǎn)，從而所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于入射光束101滿足準(zhǔn)相位匹配 條件。更具體地，如圖5和圖7中所示，將分割的第一晶體和第 二晶體ll、 12中的一個(gè)獨(dú)自反轉(zhuǎn)180° ，且設(shè)置梳狀面彼此相對(duì)。在這種狀態(tài)下，第一晶體和第二晶體ll、 12嵌合。由于本實(shí)施方式中的 第一晶體和第二晶體11、 12呈梳狀或鋸齒狀，所以第一晶體11的凸起和第二晶體12的凹陷(第 一 晶體11中的凹陷和第二晶體12中的凸起)相互嵌入在一起。然后，可以進(jìn)行退火以消除沿第一晶體和第二晶體11、 12之間的界面14上的任何縫隙。
根據(jù)前述，如圖1和圖2中所述，通過(guò)形成極向沿光波導(dǎo) 13周期性反轉(zhuǎn)的疇相反結(jié)構(gòu)，能夠制造波長(zhǎng)變換器10a和10b，其中所 述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于入射光束101滿足準(zhǔn)相位匹配條件。
接下來(lái)，將描述波長(zhǎng)變換器10a和10b的功能。首先，通 過(guò)波長(zhǎng)變換器10a和10b中的光波導(dǎo)13的一端13a輸入入射光束101。 所述入射光束101優(yōu)選垂直于第一晶體和第二晶體11、 12中的極化界 面14輸入。所述入射光束101穿過(guò)光波導(dǎo)13，朝向光波導(dǎo)13的另一 端13b前進(jìn)。此時(shí)，在光波導(dǎo)13中，通過(guò)具有疇相反結(jié)構(gòu)的第一晶體 和第二晶體ll、 12對(duì)所述入射光束101的相位進(jìn)行變換，所述疇相反 結(jié)構(gòu)滿足準(zhǔn)相位匹配條件。然后通過(guò)光波導(dǎo)13的另一端13b輸出波長(zhǎng) 已經(jīng)被變換的出射光束102。由此將特定波長(zhǎng)的入射光束101變換成不 同波長(zhǎng)的出射光束102。
如前所述，本實(shí)施方式中的波長(zhǎng)變換器10a和10b為波長(zhǎng) 變換裝置，所述裝置具有光波導(dǎo)13并對(duì)從光波導(dǎo)13的一端13a輸入的 入射光束101的波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)光波導(dǎo)13的另一端13b輸出出 射光束102，所述波長(zhǎng)變換器具有第一晶體11和第二晶體12，所述第 一晶體11和第二晶體12的折射率之差基本上為零。所述第一晶體和 第二晶體ll、 12形成疇相反結(jié)構(gòu)，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中極向沿光波導(dǎo) 13周期性反轉(zhuǎn)，所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于入射光束101滿足準(zhǔn)相位匹配條 件。
本實(shí)施方式中制造波長(zhǎng)變換器10a和10b的方法包括生長(zhǎng)晶體22的步驟；以使疇彼此相反的方式將所述晶體22分割成兩個(gè) 以上的部分，從而形成第一晶體11和第二晶體12的步驟；以及以疇 相反結(jié)構(gòu)對(duì)于所述入射光束101滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式對(duì)所述第 一晶體和第二晶體ll、 12進(jìn)行嵌合以形成疇相反結(jié)構(gòu)的步驟，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中所述第一晶體和第二晶體11、 12的極向沿所述光波導(dǎo)13周期性反轉(zhuǎn)。
根據(jù)本實(shí)施方式中制造波長(zhǎng)變換器10a和10b的方法，通 過(guò)分割由單一晶體22形成了第一晶體和第二晶體11、 12。因此，所述 第一晶體和第二晶體ll、 12的折射率相同。對(duì)所述第一晶體和第二晶 體11、 12進(jìn)行嵌合以形成疇相反結(jié)構(gòu)，因而當(dāng)通過(guò)光波導(dǎo)13傳輸入 射光束101時(shí)，能夠使在光波導(dǎo)13中所述第一晶體和第二晶體11、 12 之間界面14處的反射最小化。因此可降低在第一晶體和第二晶體11、 12之間界面14處的透射率損失的事實(shí)使得制造透射率提高的波長(zhǎng)變換 器10a和10b成為可能，所述透射率用相對(duì)于通過(guò)光波導(dǎo)13的一端13a 輸入的入射光束101強(qiáng)度的通過(guò)另一端13b輸出的出射光束102強(qiáng)度 來(lái)表示。
此外，通過(guò)由晶體22分割第一晶體和第二晶體11、 12、 反轉(zhuǎn)其中一個(gè)并將它們嵌合在一起，能夠制造波長(zhǎng)變換器10a和10b。 因此，能夠容易地制造利用由例如AlxGa(1.x)N (0.5 S x S l)構(gòu)成的第一 晶體和第二晶體ll、 12的波長(zhǎng)變換器10a和10b。實(shí)施方式2
本實(shí)施方式中的波長(zhǎng)變換器與圖1和圖2中所示的實(shí)施方 式1的波長(zhǎng)變換器10a和10b幾乎相同。而且，僅第一晶體11具有極 性，而允許第二晶體12不具有極性。
接下來(lái)，將對(duì)本實(shí)施方式中制造波長(zhǎng)變換器10a和10b的 方法進(jìn)行描述。本實(shí)施方式制造波長(zhǎng)變換器10a和10b的方法包括基本上與實(shí)施方式1相類似的操作，不同之處在于未使用由晶體22形成的 第二晶體12，而第一晶體11由所述晶體22形成。
具體地，以與實(shí)施方式l中相同的方式準(zhǔn)備了起始襯底21。 然后，以與實(shí)施方式1中相同的方式生長(zhǎng)了第一晶體11(晶體22)。
接下來(lái)，準(zhǔn)備第二晶體12，所述第二晶體12的折射率與 第一晶體11的折射率基本上無(wú)差別。在本實(shí)施方式中，形成了圖6中 所示的第一晶體11，并準(zhǔn)備第二晶體12，所述第二晶體12能夠與所 述第一晶體11形成疇相反結(jié)構(gòu)。
關(guān)于準(zhǔn)備第二晶體12的方法，例如通過(guò)形成多個(gè)圖5或圖 7中所示的第一晶體和第二晶體11、 12，準(zhǔn)備由晶體22形成的第二晶 體12，所述形成第二晶體12的晶體22與形成第一晶體11的晶體22 相互獨(dú)立?；蛘?，為了準(zhǔn)備第二晶體12，可以生長(zhǎng)晶體22使得不具有 極性，并進(jìn)行機(jī)械加工使其具有與第一晶體11相互嵌合的幾何形狀。 此處，第一晶體和第二晶體ll、 12的化學(xué)組成基本上相同，因此折射率之差基本上為零。
在這種情況下，在化學(xué)組成相同的起始襯底21上形成晶體 22，因而即使第一晶體和第二晶體11、 12不是由相同的晶體22形成， 但也能把所述第一晶體和第二晶體ll、12的位錯(cuò)密度降至lx103 cm—2 小于lx107 cm—2。
接下來(lái)，以與實(shí)施方式1中相同的方式，以所述疇相反結(jié) 構(gòu)對(duì)于入射光束101滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式對(duì)第一和第二晶體11、 12進(jìn)行嵌合以形成疇相反結(jié)構(gòu)，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中所述第一晶體和 第二晶體11、 12的極向沿光波導(dǎo)13周期性反轉(zhuǎn)。由此能夠制造本實(shí) 施方式的波長(zhǎng)變換器10a和10b。
如上所述本實(shí)施方式中制造波長(zhǎng)變換器10a和10b的方法， 包括準(zhǔn)備第一晶體11的步驟和準(zhǔn)備第二晶體12的步驟，所述第二晶 體12的折射率與所述第一晶體11的折射率基本上無(wú)差別，且通過(guò)嵌 合折射率之差基本上為零的第一晶體和第二晶體11、 12形成疇相反結(jié) 構(gòu)。因此，即使所述第一晶體和第二晶體11、 12由不同的晶體22形 成，在入射光束101通過(guò)光波導(dǎo)13時(shí)也能使光波導(dǎo)13中第一晶體和 第二晶體11、 12之間界面14處的反射最小化。因此，能夠降低第一 晶體和第二晶體11、 12之間界面14處的透射率損失，從而使得制造 透射率提高的波長(zhǎng)變換器10a和10b成為可能。
特別的優(yōu)點(diǎn)在于，僅極化第一晶體ll、由另一種材料形成 第二晶體12并對(duì)第一晶體11和第二晶體12進(jìn)行嵌合可容易地制造波 長(zhǎng)變換器10a和10b。實(shí)施方式3
參考圖8，顯示本實(shí)施方式中波長(zhǎng)變換器的簡(jiǎn)化透視圖。 如圖8中所示，本實(shí)施方式中的波長(zhǎng)變換器10d包括基本上與圖1中 所示實(shí)施方式1的波長(zhǎng)變換器10a相同的構(gòu)造，但是不同之處在于所述 第二晶體為無(wú)定形晶體16。所述無(wú)定形晶體16的折射率與第一晶體 11的折射率基本上無(wú)差別，優(yōu)選在400 800 nm波長(zhǎng)下與所述第一晶 體11的折射率之差為0.001 0.1。
在本實(shí)施方式中，優(yōu)選所述第一晶體11為單晶體，且位錯(cuò) 密度優(yōu)選為lx103 cm—2 小于lx107 cm—2。
在第一晶體11的表面(第一表面lla)中，如圖6和8中所 示，形成兩個(gè)以上規(guī)則排列的凸起llc和凹陷。所述兩個(gè)以上凸起llc 以相同構(gòu)型突出，且沿光波導(dǎo)13的與縱軸(入射光束101穿過(guò)光波導(dǎo) 13的方向)交叉的線取向。如圖8中所示，在所述凸起llc中，構(gòu)成光 波導(dǎo)13壁面部分的寬度Wn優(yōu)選至少為預(yù)定尺寸。所述預(yù)定尺寸為例如至少26iam。此外，在所述凸起中，優(yōu)選突出角0 為約90° 。
無(wú)定形晶體16具有與所述第一晶體11中相同形狀的凸起 和凹陷。無(wú)定形晶體16的凹陷與所述第一晶體11的凸起接合在一起， 且所述無(wú)定形晶體16的凸起與所述第一晶體11中的凹陷接合在一起。
現(xiàn)在將對(duì)本實(shí)施方式中制造波長(zhǎng)變換器的方法進(jìn)行描述。 首先，以與實(shí)施方式1中相同的方式準(zhǔn)備起始襯底21。其次，在所述 起始襯底21上生長(zhǎng)第一晶體11。然后，在所述第一晶體11表面中形 成兩個(gè)以上規(guī)則排列的凸起。在這些步驟中，在起始襯底21上生長(zhǎng)晶 體22，并以與例如實(shí)施方式1中相同的方式由所述晶體22分割具有至 少兩個(gè)規(guī)則排列的凸起的第一晶體11。由此能夠形成如圖6中所示的 第一晶體11。
參考圖9，為顯示在本實(shí)施方式中生長(zhǎng)了無(wú)定形晶體16的 狀況的簡(jiǎn)化截面圖。然后，如圖9中所示，在所述第一晶體ll表面上 生長(zhǎng)第二晶體，所述第二晶體為其與所述第一晶體11的折射率之差基 本上為零的無(wú)定形晶體16。在該步驟中，形成疇相反結(jié)構(gòu)，并以所述 疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于入射光束101滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式形成第一晶 體和第二晶體11、 12，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中，第一晶體和第二晶體11、 12的極向沿光波導(dǎo)13周期性反轉(zhuǎn)。
在本實(shí)施方式中，生長(zhǎng)第二晶體，所述第二晶體為與所述 第一晶體11具有相同化學(xué)組成的無(wú)定形晶體16。由此能夠生長(zhǎng)折射率 與所述第一晶體11的折射率基本上無(wú)差別的無(wú)定形晶體16。特別地， 優(yōu)選生長(zhǎng)無(wú)定形晶體16，使得在400 800 nm波長(zhǎng)下其與所述第一晶 體的折射率之差為0.001 0.1。此處，未對(duì)生長(zhǎng)無(wú)定形晶體16的方法 進(jìn)行特別限制。
當(dāng)生長(zhǎng)無(wú)定形晶體16時(shí)，第一晶體11的極性和所述無(wú)定形晶體16的極性的取向相反。由此能夠容易地產(chǎn)生疇相反結(jié)構(gòu)。該步 驟使得制造圖8中所示的波長(zhǎng)變換器10d成為可能。根據(jù)如上所述本實(shí)施方式中制造波長(zhǎng)變換器10的方法，在 第一晶體11表面上生長(zhǎng)無(wú)定形晶體16作為第二晶體，所述無(wú)定形晶 體16的折射率與所述第一晶體11的折射率基本上無(wú)差別。因此，所 述第一晶體11與作為第二晶體的無(wú)定形晶體16之間的折射率基本上 無(wú)差別。而且，利用所述第一晶體11和無(wú)定形晶體16能夠有助于形 成極化結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)入射光束101通過(guò)光波導(dǎo)13傳輸時(shí)，能夠使光 波導(dǎo)13中第一晶體11和無(wú)定形晶體16之間邊界處的反射最小化。因 此，能夠降低第一晶體11和無(wú)定形晶體16之間邊界處的透射率損失， 由此使得制造透射率提高的波長(zhǎng)變換器10d成為可能。
實(shí)施例在本實(shí)施例中，對(duì)提供以使疇彼此相反的方式將晶體22 分割成兩個(gè)以上的部分從而形成第一晶體11和第二晶體12的步驟的 效果進(jìn)行研究。
本發(fā)明實(shí)施例1和2基本上按照實(shí)施方式1制造了本發(fā)明實(shí)施例1和2中的波 長(zhǎng)變換器。具體地，首先，分別準(zhǔn)備A1N單晶體襯底和Alo.5Gao.sN單 晶體襯底作為本發(fā)明實(shí)施例1和2的起始襯底21，所述兩種單晶體襯 底的主表面22a為(001)面。其次，通過(guò)升華淀積在所述起始襯底21上生長(zhǎng)具有與起始 襯底21相同化學(xué)組成的晶體22。其后在所述晶體22的表面上進(jìn)行CMP 研磨。然后，如圖7中所示，以使疇彼此相反的方式將所述晶體 22分割成至少兩部分，從而形成梳狀的第一晶體11和第二晶體12。分別形成了 38個(gè)第一晶體11和第二晶體12。此處，在所述第一晶體
和第二晶體11、 12的凸起中，使得構(gòu)成光波導(dǎo)13中壁面的部分的寬 度(在所述第一晶體11中的情況中，如圖8中所示的寬度Wu)為26.6 jum。此外，利用使用KOH-NaOH(氫氧化鈉)的熔融堿腐蝕分別 對(duì)所得到的第一晶體和第二晶體11、 12中的位錯(cuò)密度進(jìn)行表征。結(jié)果 為本發(fā)明實(shí)施例1和2的第一晶體和第二晶體11、 12的位錯(cuò)密度為 lx103 cm一2。接下來(lái)，第一晶體和第二晶體ll、 12交替嵌合38個(gè)周期。 這形成了疇相反結(jié)構(gòu)，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中第一晶體和第二晶體11、 12如圖1中所示沿光波導(dǎo)13周期性反轉(zhuǎn)，所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于入射光 束101滿足準(zhǔn)相位匹配條件。由此制造了本發(fā)明實(shí)施例1和2的波長(zhǎng) 變換器10a。
評(píng)價(jià)結(jié)果關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例1和2的波長(zhǎng)變換器，將源自1064 nm 波長(zhǎng)的Nd-YAG激光器(釹YAG激光器)的光束以垂直于第一晶體和 第二晶體11、12的極化界面14的方式輸入光波導(dǎo)13內(nèi)作為入射光束。 結(jié)果輸出532 nm波長(zhǎng)的出射光束102。根據(jù)前述，由同一晶體22形成第一晶體和第二晶體11、 12，因而第一晶體和第二晶體11、 12的折射率相同。因此證實(shí)，利用 本發(fā)明實(shí)施例1和2的波長(zhǎng)變換器，通過(guò)光波導(dǎo)13能夠傳輸輸入的入 射光束101，且輸出經(jīng)波長(zhǎng)變換的出射光束102。盡管以前述方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式和實(shí)施例進(jìn)行了描 述，但是從開(kāi)始就預(yù)期將適合的各個(gè)實(shí)施方式和實(shí)施例的特征組合起 來(lái)。此外，此處公開(kāi)的實(shí)施方式和實(shí)施例在各方面都認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍不是由前述實(shí)施方式確定而是由本權(quán)利 要求書(shū)的范圍確定，且本發(fā)明的范圍旨在包括與本權(quán)利要求書(shū)的范圍 等價(jià)的含義以及所述范圍內(nèi)的所有變體。
權(quán)利要求
1.一種制造波長(zhǎng)變換器的方法，所述波長(zhǎng)變換器具有光波導(dǎo)且對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)的一端輸入至所述光波導(dǎo)內(nèi)的入射光束的波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)的另一端輸出出射光束，所述制造波長(zhǎng)變換器的方法包括生長(zhǎng)晶體的步驟；以使疇彼此相反的方式將所述晶體分割成兩個(gè)以上的部分，從而形成第一晶體和第二晶體的步驟；以及以形成疇相反結(jié)構(gòu)且所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于所述入射光束滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式對(duì)所述第一晶體和第二晶體進(jìn)行嵌合的步驟，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中所述第一晶體和第二晶體的極向沿所述光波導(dǎo)周期性反轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的制造波長(zhǎng)變換器的方法，還包括在所述形成第一晶體和第二晶體的步驟之后，對(duì)所述第一晶體和第二晶體中至少一個(gè)的表面進(jìn)行腐蝕的步驟。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的制造波長(zhǎng)變換器的方法，還包括在所述形成第一晶體和第二晶體的步驟之后，對(duì)所述第一晶體和第二晶體中至少一個(gè)的表面進(jìn)行研磨的步驟。
4. 一種制造波長(zhǎng)變換器的方法，所述波長(zhǎng)變換器具有光波導(dǎo)且對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)的一端輸入至所述光波導(dǎo)內(nèi)的入射光束的波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)的另一端輸出出射光束，所述制造波長(zhǎng)變換器的方法包括準(zhǔn)備第一晶體的步驟；準(zhǔn)備第二晶體的步驟，其中所述第二晶體的折射率和所述第一晶體的折射率基本上無(wú)差別；以及以形成疇相反結(jié)構(gòu)且所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于所述入射光束滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式對(duì)所述第一晶體和第二晶體進(jìn)行嵌合的步驟，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中所述第一晶體和第二晶體的極向沿所述光波導(dǎo)周期性反轉(zhuǎn)。
5. —種制造波長(zhǎng)變換器的方法，所述波長(zhǎng)變換器具有光波導(dǎo)且對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)的一端輸入至所述光波導(dǎo)內(nèi)的入射光束的波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)的另一端輸出出射光束，所述制造波長(zhǎng)變換器的方法包括生長(zhǎng)第一晶體的步驟；在所述第一晶體的表面形成兩個(gè)以上規(guī)則排列的凸起的步驟；以及在所述第一晶體的所述表面上生長(zhǎng)第二晶體的步驟，所述第二晶體為無(wú)定形晶體，其中所述第二晶體的折射率和所述第一晶體的折射率基本上無(wú)差別；其中在所述生長(zhǎng)第二晶體的步驟中，以產(chǎn)生疇相反結(jié)構(gòu)且所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于所述入射光束滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式形成所述第一晶體和第二晶體，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中所述第一晶體和第二晶體的極向沿所述光波導(dǎo)周期性反轉(zhuǎn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的制造波長(zhǎng)變換器的方法，其中在所述生長(zhǎng)第二晶體的步驟中，生長(zhǎng)所述第二晶體使得在400 800 rnn波長(zhǎng)下所述第二晶體與所述第一晶體的折射率之差為0.001 0.1。
7. —種波長(zhǎng)變換器，所述波長(zhǎng)變換器具有光波導(dǎo)且對(duì)通過(guò)所述光波導(dǎo)的一端輸入至所述光波導(dǎo)內(nèi)的入射光束的波長(zhǎng)進(jìn)行變換，并通過(guò)所述光波導(dǎo)的另一端輸出出射光束，所述波長(zhǎng)變換器包括第一晶體；和折射率與所述第一晶體基本上無(wú)差別的第二晶體；其中所述第一晶體和第二晶體形成疇相反結(jié)構(gòu)，其中極向沿所述光波導(dǎo)周期性反轉(zhuǎn)，所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于所述入射光束滿足準(zhǔn)相位匹配條件。
8. 如權(quán)利要求7所述的波長(zhǎng)變換器，其中所述第一晶體和所述第二晶體嵌合。
9. 如權(quán)利要求7所述的波長(zhǎng)變換器，其中所述第一晶體和第二晶體具有規(guī)則排列的凸起和凹陷；以及所述第一晶體的所述凸起和所述第二晶體的所述凹陷接合在一
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造波長(zhǎng)變換器的方法和由此能夠提高透射率的波長(zhǎng)變換器。制造波長(zhǎng)變換器(10a)的方法包括下列步驟。首先，生長(zhǎng)晶體。然后，以使疇彼此相反的方式將所述晶體分割成兩個(gè)以上的部分，從而形成第一晶體(11)和第二晶體(12)。接著，以形成疇相反結(jié)構(gòu)且所述疇相反結(jié)構(gòu)對(duì)于所述入射光束(101)滿足準(zhǔn)相位匹配條件的方式對(duì)所述第一晶體(11)和第二晶體(12)進(jìn)行嵌合，在所述疇相反結(jié)構(gòu)中所述第一晶體(11)和第二晶體(12)的極向沿光波導(dǎo)(13)周期性反轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)G02F1/365GK101644871SQ20091016413
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者中幡英章, 佐藤一成, 宮永倫正, 山本喜之 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社