【事件の表示】
　特許第２９６９７８７号「非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９６９７８７号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
  本件特許第２９６９７８７号に係る出願は、平成２年５月１５日に出願され、平成１１年８月２７日にその設定登録がなされ、その後、平田美奈子及び松下電器産業株式会社より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年９月２５日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
　訂正の内容は、特許請求の範囲の請求項１
「シングルドメイン化された非線形強誘電体光学材料体の相対向する両主面に第１及び第２の電極を対向配置し、これら第１及び第２の電極の少くとも一方を所要の電極パターンとし、上記第１及び第２の電極間に所要のパルス電圧を印加して上記電極パターンに対応するパターンのドメイン反転部を局部的に形成するドメイン制御を行うことを特徴とする非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法。」
を、
「シングルドメイン化された非線形強誘電体光学材料体の＋ｃ面による第１の主面に所要の電極パターンを有する第１の電極を配置し、該第１の主面に対向する第２の主面に第２の電極を上記第１の電極に対向して配置し、上記第１及び第２の電極間に所要のパルス電圧を印加して上記第１の電極パターンに対応するパターンのドメイン反転部を局部的に形成するドメイン制御を行うことを特徴とする非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法。」
と訂正し、
　明細書の発明の詳細な説明の記載を特許請求の範囲の訂正に整合するように訂正し、また、明らかな誤記の訂正を行うものである。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　特許請求の範囲の訂正は、「両主面」を「＋ｃ面による第１の主面」と「第２の主面」と限定し、また、「第１及び第２の電極の少くとも一方を所要の電極パターンとし」を「第１の主面に所要の電極パターンを有する第１の電極」と特定したものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当し、特許明細書の実施例に記載された事項から直接的かつ一義的に導き出せる事項であるから、新規事項の追加には該当しない。また、明細書の発明の詳細な説明の訂正は、明りょうでない記載の釈明及び明らかな誤記の訂正に該当し、新規事項の追加には該当しない。そして、これらの訂正は、実質的に特許請求の範囲を拡張・変更するものにも該当しない。
　
（３）結論
　よって、上記訂正請求は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議申立について
（１）請求項に係る発明
　請求項１に係る発明は、訂正された特許明細書及び図面の記載からみて、その請求項１に記載されたとおりのものである。
　
（２）特許異議申立ての理由の概要
  これに対して、特許異議申立人平田美奈子は、甲第１号証として、米国特許第４８６５４０６号明細書（以下、引用刊行物１という。）、甲第２号証として、高分子学会予稿集（１９８９年発行）３３８０頁ないし３３８２頁「フッ素系高分子の分極反転機構」（以下、引用刊行物２という。）を提示し、本件の旧請求項１に係る発明は、引用刊行物１及び引用刊行物２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものである旨主張し、特許異議申立人松下電器産業株式会社は、甲第１号証としてFerroelectrics 1972 Vol.4 pp189-194「FERROELECTRIC DOMAIN REVERSAL IN LITHIUM METATANTALATE」（以下、引用刊行物３という。）、甲第２号証として特開昭５３−１１９０６６号公報（以下、引用刊行物４という。）、甲第３号証としてELECTRONICS LETTERS 1st February 1990 Vol．26 No．3、pp 188−189（以下、引用刊行物５という。）、甲第４号証としてAppl．Phys．Lett．48（11） 17 March 1986、 pp 698−700（以下、引用刊行物６という。）を提示して、本件の旧請求項１に係る発明は、引用刊行物３ないし引用刊行物６に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものである旨主張している。
　
（３）甲各号証記載の発明
　特許異議申立人平田美奈子の提示した引用刊行物１には、周波数二倍化ポリマー導波装置に関する発明が記載されており、
「本発明の周波数変換装置の重要な特徴は、第１図に示した周期的な非線形光学的変調域である。導波装置ＮＬＯ変調域の周期性は、ポリマー側鎖の分子配向を電場方向に平行にするよう電場で分極させて達成することが好ましい。この分極化は、ポリマー媒質の分極化された領域内でマクロな非中心対称性を誘起し、ポリマー媒質内に二次の非線形光学的感受率を確立する。薄膜導波媒質の分極化は、該媒質をその融点又はガラス転移温度近く又はそれ以上に加熱したあと該媒質にＤＣ電場を印加し、分子双極子を単軸方向に配列させて行うと便利である。次にこの媒質を、印加ＤＣ電場の影響下にある間に冷却する。このようにして、分極化された領域の剛性構造内に安定な永久分子配合が固定される。少なくとも一方が格子形状を有する上部及び下部の電極対を適当に配置させることにより、基材に支持されたポリマー媒質に分極操作を施すことができる。」（６欄４１行〜６５行）と記載されており、第２図ａには、ポリマーフィルムの分子双極子の方向が、交互に逆方向となっていることが示されている。
　よって、引用刊行物１には、
「基材に支持されたポリマー薄膜導波媒質の上部及び下部に、少なくとも一方が格子形状を有する電極対を配置させ、該媒質を加熱したあと該媒質にＤＣ電場を印加し、分子双極子を単軸方向に配列させ、印加ＤＣ電場の影響下にある間に冷却することにより、薄膜導波媒質に周期的に分極化された非線形光学的変調域を形成する方法」
の発明が記載されている。
  同じく引用刊行物２には、
「試料には、あらかじめ正負の電圧を繰り返し加えて、初期化した。この処理によって試料ははっきりした分極反転を示すようになる。その上で、・・・パルス状の電圧を試料に印加した。」（３３８１頁７行〜１０行）、
「反射モードで行った積分強度の結果を示す。この強度には、結晶の極性が反転すると異常散乱の効果によってわずかな差がある。ところが、パルス状電圧を加える今回の方法によると、反転の進行にともなっていったん大きく強度が減少したあと、最終的な強度に至ることが見いだされた。」（３３８１頁１７行〜２０行）と記載されている。
　次に、特許異議申立人松下電器産業株式会社の提示した引用刊行物３には、
「本研究論文は、この特定の強誘電をポーリングするための再生可能な技術を開発するために、ＬｉＴａ０３において永続的なドメイン反転を生じさせる上で必要とされる条件を明確にすることを試みるものである。」（１８９頁右欄１７行〜２０行）、
「基板（プレート）は、極性軸又はｃ軸がその平面（主面）に対して垂直となるように、成長したブール細工を切断して得た。サンプルのサイズは、厚さおよそ１〜２ｍｍで約５ｍｍ２とした。特に高い電界に晒されるサンプルの厚さは、約０．２５ｍｍまで薄くした。水金及び柔軟性を有する銀ペーストの二つの電極材料を使用した。試料のｃ軸表面（両主面）にその電極材料を塗布し、金及び銀のそれぞれを４５０℃及び２００℃で１５分間焼成した。」（１９０頁左欄４行〜右欄４行）、
「強誘電ドメインのドメイン反転又はポーリングは、望ましい温度で、適切な直流電界を印加することにより達成された。連続的な直流電界よりも、むしろ断続的な（chopped）直流電界を使用した。なぜならば、サンプルによって過度の電流が引き出されることなく大きな瞬間的な電界を使用することが可能となり、また、結晶内に空間電荷の場が発生することを防止することができるからである。断続的な直流電界がオンの状態で、結晶をキュリー温度まで炉で冷却した唯一のケースを除き、全てのサンプルは、研究に基づいた温度で、１５分間、断続的な直流電界（０．５秒オン−０．５秒オフ）に晒した。」（１９１頁左欄２９行〜４２行）と記載されており、図１には、焦電係数測定回路として「基板の相対向する両主面に第１及び第２の電極を対向配置し、これら第１及び第２の電極間に所要の電圧を印加すること」が示されている。
　よって、引用刊行物３には、
「ＬｉＴａ０３基板の両主面に電極材料を塗布し、適当な温度で、断続的な直流電界を印加して、強誘電ドメインのドメイン反転を達成する方法」
の発明が記載されている。
　同じく引用刊行物４には、
「基板に用いる強誘電体としては、ｚ軸に沿う非直線係数χ３３が約２０×１０−１２ｍ／Ｖと非常に大きいリチウム・タンタル酸塩が特に有利である。」（公報４頁右上欄１８行〜左下欄１行）、
「第４図Ｃに示す第２の工程は、全ての強誘電体領域が同じ向きに分極されるように、結晶とくにガイド区域内の結晶を分極させることである。上記の向きは結晶の軸Ｃに一致する。基板３にとりつけられている電極７、８の間に電圧Ｖ１を印加して、横方向の電界を発生させる。この分極工程はキューリー点より少し低い温度で行う。・・・第４図ｄに示す第３工程は第３図に示すネットワークを作る工程である。電極７、８を除去してから、１組の銃眼形電極９、１０を基板３に付着させる。それらの銃眼の間隔はガイドのコヒーレントの長さに等しい。コヒーレントの長さは実験的に得ることもできれば、計算によって定めることもできる。ある例ではコヒーレントの長さは約５ミクロンである。電極９と１０の間隔は交互にｄとＤに等しい。ｄはガイドの幅に等しく選択でき、Ｄはｄよりもかなり大きくできる。電圧Ｖ０とは逆極性の電圧Ｖ１を電極９と１０の間に印加する。この電圧Ｖ１の大きさは、その電圧により電極９と１０の間に形成される電界の電位の傾きＶ１／ｄが、誘電体領域の分極の向きを反転させるのに十分な値とする。電位の傾きＶ１／Ｄは上記分極を反転させるほどは大きくない。電圧Ｖ１を除去した後は、長さがＬｃの区域Ｉ、II、III…　…が得られる。それらの区域内では領域は向きｘ（II、IV、VI）とこの向きとは逆の向きｘ’とに交互に向けられるから、係数χＮＬはχ３３を保ちつつ、符号は正と負を交互にとる。電極９、１０は半導体素子の製作に利用するマスキング工程と類似のマスキング工程で形成する。製作精度は５ｃｍの長さに対して約０．１ミクロンである。したがって区域の数は非常に多くできる。コヒーレントの長さの正確な値を知ることは困難であるから、間隔の異なる電極を何組か作り、発生される高強波の強さを測定してどの電極群によって最も良く位相を擬似一致させるかを決定することが好ましい。この場合には、分極の反転はキューリー点よりも少し低い温度で起る。電圧Ｖ１を高くすれば温度を低くできる。偏らされた光を用いる光学的な方法で領域分極の反転を観測することが可能であるから、電圧Ｖ１の正確な値は実験的に決定される。」（公報４頁左下欄１１行〜５頁左上欄１６行）と記載されている。
　よって、引用刊行物４には、
「リチウム・タンタル酸塩等の強誘電体に、電極により横方向の電界を発生させて同じ向きに分極させた後に、該電極を除去し、１組の銃眼形電極を基板に付着させ、電極の間隔を交互に、分極の向きを反転させる間隔、分極を反転させない間隔として、前記とは逆極性の電界をかけることにより、周期的な分極反転を形成する方法」
の発明が記載されている。
　同じく引用刊行物５には、
「電子ビームの衝撃によるＬｉＮｂＯ３におけるＳＨＧ用ドメイン反転グレーティングの製造」という論文が掲載され、「１．０６μｍのレーザー光線の準位相整合されたＳＨＧを得るために一次回折に必要とされる周期は、ＳＨＧのための変換効率を最適化するように深さが選択されたｚ−カット陽子交換導波路に関して、実験から３．４μｍと推定された。」（１８８頁右下欄１行〜５行）、
「図１は、ＬｉＮｂＯ３の負のｃ面上に周期的なドメイン反転を生じさせるために要求されるポーリング電界の必要とされる方向を示している。」（１８９頁左欄下３１行〜下２９行）と記載されている。
　同じく引用刊行物６には、
「Ｔｃ以下でのＬｉＮｂＯ３及びＬｉＴａＯ３のポーリング方法」という論文が掲載され、「Ballmanは、Ｔｃ以下でＬｉＴａＯ３をポーリングするという先の試みにおいて、Ｌｉ＋イオンを酸素イオントライアングル中に侵入させて、Ｌｉ−空格子サイト占有率におけるオーダーを作り出すために、大きな電界を使用した。その方法は成功し、１０００Ｖ／ｃｍの電界を最高１．５時間使用することにより、わずか３５０℃でドメイン配列を達成した。ブレイクダウン状態に近い、最高５００００Ｖ／ｃｍのより高い電界では、２００℃でドメイン配列を達成することができた。空間電荷の問題を避けるために、Ballmanは、ポーリング電界をパルス化した。その方法は、更に高い温度では、電気伝導率が高すぎるため、Ballmanが使用した温度ではＬｉＮｂＯ３に対して効果がなかった。」（６９８頁左欄下５行〜右欄６行）と記載されている。
　
（４）対比・判断
　本件の請求項１に係る発明（以下、本件発明という。）と各特許異議申立人の提示した引用刊行物１ないし引用刊行物６に記載された発明とを対比すると、各引用刊行物には、本件発明の構成要件である、「シングルドメイン化された非線形強誘電体光学材料体の＋ｃ面による第１の主面に所要の電極パターンを有する第１の電極を配置し」、「第１の電極パターンに対応するパターンのドメイン反転部を局部的に形成する」点、について記載されていないし、示唆されてもいない。
　すなわち、引用刊行物１に記載されている発明は、基材に支持されたポリマー薄膜導波媒質に周期的に分極化された非線形光学的変調域を形成する方法に関する発明であり、本件発明のように、非線形強誘電体光学材料体の＋ｃ面に所要の電極パターンを有する第１の電極を配置するものではなく、引用刊行物２に記載された発明は、フッ素系高分子の分極反転機構に関する発明であって、分極反転の際パルス状電圧を加えることが記載されているのみであり、引用刊行物３に記載された発明は、非線形強誘電体基板の両主面に電極材料を配置し、断続的な直流電界を印加して、強誘電ドメインのドメイン反転を達成する方法に関する発明であり、本件発明のように、所要パターンのドメイン反転部を形成するものでなく、＋ｃ面に所要の電極パターンを有する第１の電極を配置するものでもない。また、引用刊行物４に記載された発明は、非線形強誘電体基板の表面横方向に電極を設け、横方向の電界により周期的な分極反転を形成する方法に関する発明であり、本件発明のように基板の表裏に電極を設けるものでなく、＋ｃ面に所要の電極パターンを有する第１の電極を配置し、その面にドメイン反転部を局部的に形成するものでもない。さらに、引用刊行物５に記載された発明は、非線形強誘電体基板の表裏に電極を設け、その表面にドメイン反転部を局部的に形成する発明であるが、負のｃ面にドメイン反転部を形成し、電子線照射を必須の構成要件とするものであり、引用刊行物６に記載された発明は、単に引用刊行物３の断続的な直流電界が、パルス電圧であることを示す証拠にすぎない。
　よって、引用刊行物１ないし引用刊行物６に記載された発明を如何に組み合わせても、上記本件発明の構成要件を想到することはできない。
　したがって、本件発明は、引用刊行物１ないし引用刊行物６に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
（５）むすび
  以上のとおりであるから、本件請求項１に係る発明の特許は、特許異議申立ての理由及び証拠によっては取り消すことができない。
  また、他に本件請求項１に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年８月６日（２００１．８．６）
【訂正の要旨】
１．訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１の
「シングルドメイン化された非線形強誘電体光学材料体の相対向する両主面に第１及び第２の電極を対向配置し、これら第１及び第２の電極の少くとも一方を所要の電極パターンとし、上記第１及び第２の電極間に所要のパルス電圧を印加して上記電極パターンに対応するパターンのドメイン反転部を局部的に形成するドメイン制御を行うことを特徴とする非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法。」
を、
「シングルドメイン化された非線形強誘電体光学材料体の＋ｃ面による第１の主面に所要の電極パターンを有する第１の電極を配置し、該第１の主面に対向する第２の主面に第２の電極を上記第１の電極に対向して配置し、上記第１及び第２の電極間に所要のパルス電圧を印加して上記第１の電極パターンに対応するパターンのドメイン反転部を局部的に形成するドメイン制御を行うことを特徴とする非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法。」
と訂正する。
２．訂正事項２
　明細書第４頁第１２行の
「Ｐｙｈｓｉｃａｌ」を
「Ｐｈｙｓｉｃａｌ」
と訂正する。
３．訂正事項３
　明細書第６頁第１３行〜第１４行の
「解析限界」を
「回折限界」
と訂正する。
４．訂正事項４
　明細書第６頁第１７行及び第１９行の
「重量」を
「重畳」
と訂正する。
５．訂正事項５
　明細書第１１頁第１４行〜第１６行の
「相対向する主面にそれぞれ直接的に対接させて第１及び第２の電極（１１）及び（１２）を配し、これら対向電極（１１）及び（１２）の少なくとも一方」を
「＋ｃ面による第１の主面とこれに対向する第２の主面にそれぞれ直接的に対接させて第１及び第２の電極（１１）及び（１２）を配し、これら対向電極（１１）及び（１２）の少なくとも一方の＋ｃ面上の第１の電極（１１）を」
と訂正する。
６．訂正事項６
　明細書第１８頁第１３行〜第２０行を削除する。
７．訂正事項７
　明細書第２４頁第９行の
「周波数反転ドメイン」を
「周期反転ドメイン」
と訂正する。
（５４）【発明の名称】
非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　シングルドメイン化された非線形強誘電体光学材料体の＋ｃ面による第１の主面に所要の電極パターンを有する第１の電極を配置し、該第１の主面に対向する第２の主面に第２の電極を上記第１の電極に対向して配置し、上記第１及び第２の電極間に所要のパルス電圧を印加して上記第１の電極パターンに対応するパターンのドメイン反転部を局部的に形成するドメイン制御を行うことを特徴とする非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法。
【発明の詳細な説明】
　以下の順序で本発明を説明する。
　Ａ　産業上の利用分野
　Ｂ　発明の概要
　Ｃ　従来の技術
　Ｄ　発明が解決しようとする課題
　Ｅ　課題を解決するための手段
　Ｆ　作用
　Ｇ　実施例
　Ｈ　発明の効果
　Ａ　産業上の利用分野
　本発明は、例えば光第２高調波発生素子（以下ＳＨＧという）における周期ドメイン反転構造部の形成に用いて好適な非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法に係わる。
Ｂ　発明の概要
　本発明は非線形強誘電体材料に対するドメイン制御方法に係わり、シングルドメイン化された非線形強誘電体材料体の相対向する主面に第１及び第２の電極を対向配置し、これら第１及び第２の電極の少なくとも一方を所要の電極パターンとし、これら第１及び第２の電極間にパルス電圧を印加して、上記電極パターンに対応するパターンのドメイン反転部を局部的に形成するドメイン制御を行うもので、例えば微細ピッチの周期ドメイン反転構造部を屈折率の変化を来すことなく、高精度にかつ比較的簡便に形成することができるようにするものである。
Ｃ　従来の技術
　非線形光学によるレーザー光の波長変換への適用、例えばＳＨＧによって波長範囲の拡大化がはかられ、これに伴いレーザーの利用範囲のより拡大化と、各技術分野でのレーザー光利用の最適化がはかられる。例えばレーザー光の短波長化によって、レーザー光を用いた光記録再生、光磁気記録再生等の記録密度の向上等が挙げられる。
　非線形光学相互作用における効率良い動作の実現は、その相互作用させる光波間に、エネルギー及び運動量の保存関係が満足されねばならない。また、相互作用する光波間の重なり合いや、動作長、強度は効率を直接左右するパラメータである。ところが一般の光学材料は、波長によって屈折率が変化する（分散をもつ）ことから、エネルギーの保存される波長間で同時に運動量を保存させることができない。このため、結晶の異方性、すなわち複屈折性を用いて位相整合を行わしめて運動量保存をとっている。
　これに対して非線形強誘電体材料バルクにおいて周期的に非線形係数の方向だけを逆転させた構造による周期ドメイン反転構造では、各層の厚さをコーヒーレンス長（位相不整合成分が丁度πとなる長さ）の奇数倍としたとき、各層で発生した非線形分極により生ずる波は互いに同位相となり強め合うことが知られている（例えばＪ．Ａ．Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ．Ｎ．Ｂｌｏｅｍｂｅｒｇｅｎ，Ｊ．Ｄｕｃｕｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐ．Ｓ．Ｐｅｒｓｈａｎ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ．
１２７
３７
　一方、導電型構造の非線形光学相互作用への利用は、導波路によりエネルギーが高密度化されること、また回折することがないことにより長い距離での相互作用が可能となり、さらにその構造によって伝搬定数を制御できることから、位相整合の自由度が増大する。しかしながら、反面、材料分散の大きいことから通常では基本モード間で位相整合が不可能であり、変換効率を著しく劣化させる。非線形導波路材料の複屈折性を用いて、基本モード間での位相整合を可能とした素子の場合でも、位相整合に対して条件が厳しく、動作温度や光導波路の作製条件に厳しい精度が要求される。例えば動作温度の変動を０．１℃未満に抑える必要があるとか、１００Å程度以下の導波路の厚さ精度が要求される。
　これに対し、例えば応用物理、５６巻（１９８７）第１６３７頁〜第１６４１頁及びＰ．Ｋ．Ｔｉｅｎ，Ｒ．Ｕｌｒｉｃｈ　ａｎｄ　Ｒ．Ｊ．Ｍａｒｔｉｎ，Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，１７巻（１９７０）４７７〜４５０頁に記載された非線形導波路におけるチエレンコフ放射を用いたＳＨＧは、位相整合を自動的に満足するような方向に、すなわちチエレンコフ角αをもって非線形分極により発生する波は強め合いこれが放射される。したがって、この場合、基板に非線形性の大きい材料を用いることにより、高効率動作が期待できる。例えばチエレンコフ放射型の非線形導波路型ＳＨＧの基板として上記前者の文献（応用物理）では、ＬｉＮｂＯ３でその非線形感受率の最大のテンソル成分ｄ３３が用いられている。
　しかしながら、このチエレンコフ放射による非線形相互作用では、放射される波が、ある一定のチエレンコフ角αで基板内にもぐって出てくるため、基板からの出射光のスポット形状、例えばファーフィールドパターンは例えば三日月状の特異形状のパターンとなり、レンズ光学系によって回折限界に集光しにくいという問題があり、実用上利用しにくいという課題がある。また、このチエレンコフ放射型の導波路型ＳＨＧにおけるその導波路内の波とチエレンコフ放射波の重畳はＳＨＧの効率に大きな影響を及ぼすものであり、これがため、チエレンコフ角αは上述の重畳が大となるように小さい角度であることが望まれる。
　今、光導波路型チエレンコフ放射ＳＨＧについてその動作について考察する。この場合、第４図に示すように、非線形光学基板（１）上の導波路（２）における導波モード（基本波）の伝搬係数をβＦとし、基板（１）内にバルク波（高調波）の
となるαの方向に高調波を発生する。ここで、ｋＦ０は基本波波長における真空中の伝搬定数（２π／λＦ）とすると、この関係は、
　導波路（２）中に基本波を伝搬させる条件は、
であり、チエレンコフ放射の条件は、
となり、（５）及び（６）式の条件でチエレンコフ放射ＳＨＧを生じる。この条件範囲を第５図の導波モードの分散を与えるグラフで示す。
　この場合、ＬｉＮｂＯ３導波路で入射光は波長１．０６４μｍ（ＹＡＧレーザー光）とした場合の、ＴＭモードの場合であり、基板の屈折率は２．１５５、導波路の屈折率は２．２８８としている。第５図は、横軸に屈折率（等価屈折率）をとり、縦軸に導波路の厚さをとったものである。この場合、導波路の厚さが約１．０μｍ以下では存在できるモードが１つである単一モード動作が得られる。因みに具体的には、ＬｉＮｂＯ３基板表面をプロトン交換した光導波路としたＳＨＧでは、チエレンコフ角αは、基本波の波長が１．０６４μｍで約１３°、０．８３μｍで約１６°である。
Ｄ　発明が解決しようとする課題
　上述した非線形導波路によるチエレンコフ放射のＳＨＧにおいてそのチエレンコフ放射角αの縮小をはかることができればこれによって第２高調波の基板（バルク）内への入り込みを小さくさせて取り出させる第２高調波光のスポット（ファーフィールドパターン）の歪の小さい円形パターンとすること、基本波と高調波の伝搬方向をほぼ一致させることができることによって両者の重畳を高め、変換効率の向上をはかることになる。
　この課題の解決をはかるものとして、本出願人等は、先に特願昭６３−２４６５４５号において第２図に示すように、非線形強誘電体材料基板（１）上に光導波路（２）が設けられチエレンコフ放射による第２高調波を発生させるＳＨＧにおいて、基板（１）上に周期的にドメインが反転する周期ドメイン反転構造（３）を設けこれの上に光導波路（２）を設けるか、導波路（２）内に周期ドメイン反転構造部（３）を設けることによってチエレンコフ放射角αの縮小化をはかり、第２高調波光のスポット形状の改善、変換効率の向上をはかったＳＨＧを提供した。
　ところが、このようなＳＨＧにおいても、実際上ドメイン反転構造部（３）の作製に問題が生じる。
　すなわち、例えば前述したバルク型の周期ドメイン反転構造において採られているドメイン反転の形成方法としては、例えば非線形強誘電体光学材料結晶の引上育成時に電流制御等によりドメインを交互に反転させる方法が知られている。しかしながらこの方法による場合、大規模な装置が必要となるのみならずドメイン形成の制御が難しいという課題がある。
　また、他の周期ドメイン反転構造の形成方法としては、シングルドメインすなわち単分域とされた非線形強誘電体光学材料のバルク面、例えばＬｉＮｂＯ３の＋ｃ面の選択された部分に、Ｔｉを拡散することによってドメインの反転部を形成するという方法が知られている。ところがこの方法による場合は、Ｔｉの拡散によって屈折率が変化する。
　上述したように、従来のドメイン反転部の形成方法を採る場合、ドメイン制御を高精度に行い難いとか、屈折率の変化を来すことから第２高調波のビームが多数本になるという問題が生じ、この問題を解決するためには導波路とドメイン変調の自由度が大幅に減り、最大変換効率を得る条件が実現できないという課題がある。
　本発明は、このような制約を排除でき、例えば上述した導波路型の周期ドメイン反転構造による作製に適用して、第２高調波光のスポットが単一で歪がなく、更に変換効率の高いＳＨＧを得ることができるドメイン制御方法を提供する。
Ｅ　課題を解決するための手段
　本発明は、例えば第１図に示すように、シングルドメイン化された非線形強誘電体光学材料体（１）の＋ｃ面による第１の主面とこれに対向する第２の主面にそれぞれ直接的に対接させて第１及び第２の電極（１１）及び（１２）を配し、これら対向電極（１１）及び（１２）の少なくとも方の＋ｃ面の電極（１１）を所要の電極パターンすなわち形成しようとするドメイン反転部上にこのパターンに応じて形成し、これら対向電極（１１）及び（１２）間に所要のパルス電圧を印加して電極パターンに対応するパターンのドメイン反転部（３）を局部的に形成するドメイン制御を行う。
Ｆ　作用
　上述の本発明方法によれば、シングルドメインの非線形強誘電体光学材料体（１）を挟んで設けられた第１及び第２の電極（１１）及び（１２）間にパルス電圧を印加することによって電場の生じた部分、すなわち電極パターンに対応した部分に自発分極の反転が生じ、ドメイン反転部が発生する。これは電場の印加によって非線形強誘電体光学材料基板（１）の単位格子にあるイオンの微小変化が生ずることによるものと考えられる。
　このように単に電極パターンの形成によってこのパターンのドメイン反転部を形成するようにしたので、この電極パターンの形成をフォトリソグラフィ等の高精度微細加工が可能な技術の適用によって微細ピッチ及びパターンに高精度に形成でき、また印加電圧の制御によって反転ドメインの厚さ制御も容易にかつ高精度をもって行うことができる。
　そして、この場合の反転ドメイン形成の印加電圧をパルス電圧としたので、その印加電圧を可成り高めても、直流電圧を印加する場合における持続的な電流の流れ過ぎによる光学材料体（１）の結晶の破損の問題を回避できる。更にこのパルス電圧印加時において、抗電界減少のために材料体（１）を加熱した状態で行うことが望まれるが、上述したように本発明によれば、印加電圧を高めることができることから、光学材料体（１）への熱的影響、電極の焼付け等を回避できる。また、これらのことから、周期反転ドメインのピッチのより微細化をはかることができる。
Ｇ　実施例
　本発明による非線形強誘電体光学材料に対するドメイン制御方法の一例を、第２図に示した周期ドメイン反転構造部（３）を有する光導波路型ＳＨＧを得る場合について第３図を参照して説明する。
　第３図Ａに示すように、例えばＬｉＮｂＯ３基板のＺ基板より成る非線形係数の大きい非線形強誘電体光学材料体（１）を用意する。この材料体（１）は、予め例えばキュリー温度以下の例えば１２００℃程度まで昇温してその厚さ方向に外部直流電場を全面的に印加することによって全面的にそのｃ軸が厚さ方向に揃えられたシングルドドメイン化された基板が用いられる。そして、この材料体（１）の両主面（１ａ）と（１ｂ）とに第１の電極（１１）と第２の電極（１２）とを被着形成する。この場合＋ｃ面より成る例えば第１の主面（１ａ）上に、得ようとする周期ドメイン反転構造部の周期（ピッチ）２Λをもって金属、例えばＰｔによる電極（１１）を平行にストライプパターンに形成する。この電極（１１）の平行ストライプ部は、各対応する例えば一端部で相互に連結された櫛状となしてここより共通の端子ｔ１を導出する。この電極（１１）のパターンの形成は、周知の技術、例えばフォトリソグラフィ技術によって形成し得る。すなわち例えばＰｔ，Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ等の金属或いはＩＴＯ（インジウム・錫の複合酸化物）、酸化錫などの導電性酸化物等の導電材料を例えば蒸着等によって全面的に形成して後に例えばフォトレジストを全面塗布、露光及び現像して所要のパターン、この例では櫛歯パターンとし、これをエッチングマスクとして上述のＰｔ等の導電材料層をエッチングして所要のパターンとして電極（１１）を形成する。或いは、材料体（１）の主面（１ａ）上にリフトオフマスクを目的とする電極パターンの形成部以外に形成しておき、これの上から上述のＰｔ等の導電材料を全面的に被着形成し、その後、マスクを排除することによって、このマスク上の導電材料層のみをリフトオフして所要のパターンを有する電極（１１）を形成する。
　一方、材料体（１）の他方の主面（１ｂ）の例えば−ｃ面には、全面的に上述した電極（１１）の構成材料と同様のＰｔの導電材料を蒸着等によって形成することによって、第２の電極（１２）を形成し、これより端子ｔ２を導出する。
　そして、この材料体（１）を、この材料体（１）の構成材料に応じてその特性劣化を回避する所要の雰囲気中例えば酸素、空気、窒素、希ガス、酸素を含む水蒸気等の雰囲気中で、必要に応じて材料体（１）の抗電界を下げるために所要の温度下例えば１５０℃〜１２００℃好ましくは３００℃〜１２００℃の加熱雰囲気中で両端子ｔ１及びｔ２間にパルス電源（１３）よりパルス電圧を印加して、材料体（１）の厚さ方向、すなわちｃ軸方向に、数百Ｖ／ｃｍ〜数千ｋＶ／ｃｍの電場じ生じるようにパルス電圧をパルス幅μ秒〜数分をもってパルス回数１〜数千回印加する。このようにすると、反転ドメインが、第１の電極（１１）のストライプパターンのピッチ２Λ（２Λは例えば１〜５００μｍとする）に応じたピッチの周期ドメイン反転構造部（３）が得られる。例えば材料体（１）として厚さ１ｍｍのＬｉＮｂＯ３の基板を用いる場合、ｆＣ面を正極側に空気中で６５０℃の加熱下でパルス数２回でパルス幅０．１秒、パルス電圧４０ｋＶ／ｃｍを印加したところ反転部が＋ｃ軸とは逆向きに電極（１１）のパターンに応じて生じ、ピッチ２Λの周期ドメイン反転構造部（３）を主面（１ａ）側に形成することができた。
　次に第３図に示すように、第１及び第２の電極（１１）及び（１２）を除去する。例えば第１及び第２の電極（１１）及び（１２）がＰｔである場合は、王水（ＨＮＯ３：ＨＣｌ＝１：３）によるウエットエッチングによって除去し得る。
　そして、第３図Ｃ１に示すように、この周期ドメイン反転構造部（３）を有する材料体（１）の主面（１ａ）側に例えばピロりん酸を塗布後熱拡散させたり、例えばホットりん酸に浸してプロトン置換によって屈折率が材料体（１）に比して大とされた光導波路（２）を形成する。
　このようにすると周期ドメイン反転構造部（３）が光導波路（２）内に入り込んだ構造が得られるが、他の例としては、第３図Ｃ２に示すように、周期ドメイン反転構造部（３）を有する材料体（１）の一主面上に光導波路（２）を、非線形ないしは線形の基本波に対して吸収率が低く材料体（１）より高屈折率材料層の例えばＴａ２Ｏ５にＴｉＯ２がＴｉとＴａの和に対するＴｉの割合Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ）（原子％）が、
いはそのほか窒化シリコン、２酸化チタン、セレン化砒素ガラス、硫化亜鉛、酸化亜鉛等の蒸着による堆積やエピタキシャル成長によって形成する。
　そして、この光導波路（２）を有する材料（１）の平行ストライプパターンのドメイン反転部以外のこれらを連結する櫛状連結部を除去する切断を行い平行ストライプ状の周期ドメイン反転構造部（３）が導波方向を横切って形成された目的とする例えば第２図に示したＳＨＧを得る。
　また、光導波路（２）は、その幅方向についても制限したいわゆるリッジ型構造を採ることが望ましい。
　このようにして得た第２図に示した構造のＳＨＧの動作条件について考察する。
　基本波の導波モードの伝搬定数βＦ（または等価屈折率βＦ／（２π／λＦ）＝βＦ／ｋＦ０）（ここに、λＦは基本波の波長、ｋＦ０は基本波の真空中での伝搬定
であり、チエレンコフ放射は、このΔｎが第５図で示されるように、負のときに発生するものであるが、上述の構成により周期ドメイン反転構造部（３）を有する
うな条件が必要である。
　すなわち、前記〔従来の技術〕の項で挙げた周期ドメイン反転構造（バルク）でのＳＨＧについてみるに、この場合の各ドメイン反転層の厚さが、コーヒーレンス長ｌＣの奇数倍となる条件（発生する分極波が同位相になり強め合う条件）は、導波路構造のチエレンコフ型ＳＨＧの場合には、導波モードの基本波とバルク波の高調波について同様に導かれる。すなわち、前記（１）式及び（７）式よりこの場合のコーヒーレンス長ｌＣは、
　ｌＣ＝π／｜Δｋ｜＝λＦ／（４｜Δｎ｜）　　　　　　　……（８）
である。したがって、ドメインの周期を２Λとすると、コーヒーレンス長ｌＣの奇数倍となる上記の条件は、
　Λ＝ｌＣ（２ｑ＋１）　（ｑ＝０，±１，±２，‥‥）　　……（９）
である。ここで、最も基本的なｑ＝０の場合を考えると、
　Λ＝ｌＣ＝λＦ／（４｜Δｎ｜）　　　　　　　　　　　　……（１０）
の条件で、基本波及び高調波のなす角度が零となり、位相の整合がとれることになる。
　そして、この（１０）式を書き直すと、
　λＦ／２Λ＝２｜Δｎ｜　　　　　　　　　　　　　　　　……（１１）
またはλＳＨ／２Λ＝｜Δｎ｜　　　　　　　　　　　　　　……（１２）
となる。
　一方周期構造（周期２Λ）によって伝搬定数は、Ｐπ／Λ（Ｐはブラッグ反射の次数）の摂動（ブラッグ反射）を受ける（例えば、Ａ．Ｙａｒｉｖ著“Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”ｐｐ４１４〜４２１，Ｈｏｌｔ，Ｒｉｎｅｈａｒｔ　ａｎｄ　Ｗｉｌｓｏｎ　１９８５　参照）。式（１１）及び（１２）の成分は、βＦ及びｋＳＨにそれぞれ摂動を与えることになり、その結果として位相の整合がとれることになる。すなわち、Ｐ＝１として周期構造をもつ場合に（１）式は、（１１）式及び（１２）式により、
となり、周期ドメイン反転構造の動作条件は、周期構造に基づく伝搬定数の摂動π／Λによる位相整合条件と等値である。（１３）式が解をもつためには、
となり、（６）式のチエレンコフの条件とは逆の関係にある。
　上述した例では、非線形強誘電体光学材料基板（材料体）（１）自体に、第１及び第２の電極（１１）及び（１２）を被着した場合であるが、例えば第１図に示す例で、全面的に形成する第２の電極（１２）については材料体（１）とは別体に構成した電極板として、或いは、第１の電極（１１）または（及び）第２の電極（１２）を絶縁基板上に形成してこれを材料体（１）の面（１ａ）または（１ｂ）を密着させるようにすることもできる。
　また、上述した例では材料体（１）が基板状をなす場合の例であるが、或る場合は、ガラス、サファイヤ、ニオブ酸リチウム等各種基板上にシングルドメイン化される非線形強誘電体光学材料を薄膜状に形成しこれを厚さ方向にシングルドメイン化し、これの上に一方の電極（１１）を形成し、基板の裏面に、他方の電極（１２）を配置するとか或いはこの基板が導電体である場合はこの基板を電極（１２）として上述したパルス印加によるドメインの反転化を行うこともできる。
Ｈ　発明の効果
　上述の本発明方法によれば、シングルドメインの非線形強誘電体光学材料体（１）を挟んで設けられた第１及び第２の電極（１１）及び（１２）間にパルス電圧を印加することによって電場の生じた部分、すなわち電極パターンに対応した部分に自発分極の反転が生じ、ドメイン反転部を発生させるものであり、単に電極パターンの形成によってこのパターンのドメイン反転部を形成するようにしたので、この電極パターンの形成をフォトリソグラフィ等の高精度微細加工が可能な技術の適用によって微細ピッチ及びパターンに高精度に形成でき、また印加パルス電圧の制御によって反転ドメインの厚さ制御も容易に高精度をもって行うことができる。
　そして、この場合の反転ドメイン形成の印加電圧をパルス電圧としたので、その印加電圧を可成り高めても、直流電圧を印加する場合における持続的な電流の流れ過ぎによる光学材料体（１）の結晶の破損の問題を回避できる。更にこのパルス電圧印加時において、抗電界減少のために材料体（１）を加熱した状態で行うことが望まれるが、上述したように本発明によれば、印加電圧を高めることができることから、光学材料体（１）への熱的影響、電極の焼付け等を回避できる。また、これらのことから、周期反転ドメインのピッチの、より微細化をはかることができる。
　そして、このようにして形成されたドメイン反転部は、Ｔｉドープによる場合のように屈折率が変化しないことから、上述の第２図で示した周期ドメイン反転構造部（３）を有する光導波路型ＳＨＧに適用して、この屈折率変化によってＳＨ波のビームが複数本になることを回避でき、また位相不整合の発生を回避できることから、この不整合に基づく、導波路とドメイン変調の自由度の大幅な減少を回避できる。また、材料体たとえば基板（１）中に第２高調波が深く入り込むことによって生ずる出力光ビームのファーフィールドパターンの三日月状パターンを回避でき、出力ビームを回折限界にまで容易に集光させることができるという利益をもたらす。更に基本波との重畳が大となることによって変換効率が向上するなど多くの利益をもたらす。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明方法の電場印加態様の一例を示す斜視図、第２図は本発明方法を適用するＳＨＧの一例の一部を断面とした斜視図、第３図は本発明方法の一例の製造工程図、第４図は従来のチエレンコフ型ＳＨＧと位相整合の説明図、第５図はその導波路の等価屈折率の膜厚と導波モードの関係を示す図である。
　（１）は基板（材料体）、（２）は導波路、（３）は周期ドメイン反転構造部、（１１）及び（１２）は第１及び第２の電極である。