(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体結晶基板の分極方向と垂直な＋Ｚ面上に配置され、列方向に延伸する反転用給電部、及び前記反転用給電部から前記列方向に垂直な行方向に延伸する複数の短冊状の反転用電極片を有する櫛形形状の周期分極反転用櫛形電極と、
前記強誘電体結晶基板の前記＋Ｚ面上に配置され、前記列方向に延伸するダミー給電部、及び前記反転用電極片の先端部分からそれぞれ一定の距離に先端部分が配置されて前記ダミー給電部から前記行方向に延伸する複数の短冊状のダミー電極片を有する櫛形形状であって、前記周期分極反転用櫛形電極と電気的に接続するダミー電極と、
前記＋Ｚ面と対向する前記強誘電体結晶基板の−Ｚ面上に一様に配置された平面電極と、
前記＋Ｚ面から前記−Ｚ面まで基板厚全体に渡り、前記周期分極反転用櫛形電極の形状に倣って均一に形成された周期分極反転構造と
を備え、
前記反転用電極片の前記先端部分と前記ダミー電極片の前記先端部分との間の前記一定の距離は、前記平面電極と前記周期分極反転用櫛形電極及び前記ダミー電極との間に電圧を同時に印加することによって前記強誘電体結晶基板の内部で前記＋Ｚ面と前記−Ｚ面との間に発生する電界が前記反転用電極片の直下の全域で基板厚方向に垂直で均一である距離であることを特徴とする周期分極反転用電極を備えた強誘電体結晶基板。
【請求項２】
前記反転用給電部の両側から前記反転用電極片がそれぞれ延伸しているとともに、前記反転給電部の隣接する前記反転用電極片同士を接続する部分と前記強誘電体結晶基板の前記＋Ｚ面とが接触していないことを特徴とする請求項１に記載の周期分極反転用電極を備えた強誘電体結晶基板。
【請求項３】
前記反転給電部の隣接する前記反転用電極片同士を接続する部分と前記強誘電体結晶基板の前記＋Ｚ面との間に絶縁膜が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の周期分極反転用電極を備えた強誘電体結晶基板。
【請求項４】
前記周期分極反転用櫛形電極と前記ダミー電極とが、前記反転用給電部と前記ダミー給電部それぞれの両端において電気的に接続していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の周期分極反転用電極を備えた強誘電体結晶基板。
【請求項５】
周期分極反転構造を備えた強誘電体結晶基板からなる周期分極反転素子の製造方法であって、
列方向に延伸する反転用給電部、及び前記反転用給電部から前記列方向に垂直な行方向に延伸する複数の短冊状の反転用電極片を有する櫛形形状の周期分極反転用櫛形電極を、強誘電体結晶基板の分極方向と垂直な＋Ｚ面上に配置するステップと、
前記列方向に延伸するダミー給電部、及び前記反転用電極片の先端部分からそれぞれ一定の距離に先端部分が配置されて前記ダミー給電部から前記行方向に延伸する複数の短冊状のダミー電極片を有する櫛形形状であって、前記周期分極反転用櫛形電極と電気的に接続するダミー電極を、前記強誘電体結晶基板の前記＋Ｚ面上に配置するステップと、
前記＋Ｚ面と対向する前記強誘電体結晶基板の−Ｚ面上に、前記周期分極反転用櫛形電極と対向する平面電極を一様に配置するステップと、
前記周期分極反転用櫛形電極と前記平面電極間に電圧を印加して、前記反転用電極片の下方の前記強誘電体結晶基板に分極反転構造を生じさせるステップと
を含み、
前記ダミー電極を配置するステップにおいて、前記反転用電極片の先端部分と前記ダミー電極片の先端部分との間の前記一定の距離を、前記周期分極反転用櫛形電極及び前記ダミー電極と前記平面電極間に電圧を同時に印加することによって前記強誘電体結晶基板の内部で前記＋Ｚ面と前記−Ｚ面との間に発生する電界が前記反転用電極片の直下の全域で基板厚方向に垂直で均一となることで、前記＋Ｚ面から前記−Ｚ面まで基板厚全体に渡り、前記周期分極反転用櫛形電極の形状に倣って均一な分極反転構造が形成されるように設定することを特徴とする周期分極反転素子の製造方法。
【請求項６】
前記反転用給電部の両側から前記反転用電極片がそれぞれ延伸しているとともに、前記反転給電部の隣接する前記反転用電極片同士を接続する部分と前記強誘電体結晶基板の前記＋Ｚ面とが接触していないことを特徴とする請求項５に記載の周期分極反転素子の製造方法。
【請求項７】
前記反転給電部の隣接する前記反転用電極片同士を接続する部分と前記強誘電体結晶基板の前記＋Ｚ面との間に絶縁膜が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の周期分極反転素子の製造方法。
【請求項８】
前記強誘電体結晶基板が、タンタル酸リチウム単結晶又はニオブ酸リチウム単結晶からなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の周期分極反転素子の製造方法。
【請求項９】
前記強誘電体結晶基板にマグネシウム、亜鉛、スカンジウム及びインジウムのいずれかが添加されていることを特徴とする請求項８に記載の周期分極反転素子の製造方法。
【請求項１０】
前記強誘電体結晶基板の組成がコングルエント組成又はストイキオメトリ組成であることを特徴とする請求項８又は９に記載の周期分極反転素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電体結晶基板を用いた周期分極反転用電極、周期分極反転構造の形成方法及び周期分極反転素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
所望の波長のレーザ光を得るためなどに使用される波長変換素子として、強誘電体結晶基板内部で分極方向が周期的に反転する周期分極反転構造を形成した周期分極反転素子が用いられている。例えば、周期分極反転素子は、入射するレーザ光と擬似位相整合することによって、２次高調波である波長のレーザ光を出力することができる。このため、周期分極反転素子は、擬似位相整合（ＱＰＭ）型の波長変換素子として使用される。
【０００３】
周期分極反転構造の形成には、強誘電体結晶基板の表面に一定の間隔で配置した周期分極反転用電極に電圧を印加する電圧印加方法などが用いられる。
【０００４】
例えば、強誘電体結晶基板の表面に配置した櫛形形状の周期分極反転用電極と、強誘電体結晶基板の裏面に一様に配置した平面電極との間に所定の電圧を印加する。これにより、周期分極反転用電極の櫛の歯部分に相当する電極片の直下に分極反転が生じ、強誘電体結晶基板内部に周期分極反転構造が形成される（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０４１１７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
櫛形形状の周期分極反転用電極を用いた周期分極反転構造の形成方法では、電圧印加の際に電極片の先端部分に電界が集中することによって、電極片の先端部分で分極反転構造が乱れる場合がある。このため、電極先端付近で均一な形状の分極反転構造が形成されないという問題があった。
【０００７】
上記問題点に鑑み、本発明は、均一な形状の分極反転構造が形成される周期分極反転用電極を備えた強誘電体結晶基板及び周期分極反転素子の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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、（イ）強誘電体結晶基板の分極方向と垂直な＋Ｚ面上に配置され、列方向に延伸する反転用給電部、及び反転用給電部から列方向に垂直な行方向に延伸する複数の短冊状の反転用電極片を有する櫛形形状の周期分極反転用櫛形電極と、（ロ）強誘電体結晶基板の＋Ｚ面上に配置され、列方向に延伸するダミー給電部、及び反転用電極片の先端部分からそれぞれ一定の距離に先端部分が配置されてダミー給電部から行方向に延伸する複数の短冊状のダミー電極片を有する櫛形形状であって、周期分極反転用櫛形電極と電気的に接続するダミー電極と、＋Ｚ面と対向する前記強誘電体結晶基板の−Ｚ面上に一様に配置された平面電極と、＋Ｚ面から前記−Ｚ面まで基板厚全体に渡り、周期分極反転用櫛形電極の形状に倣って均一に形成された周期分極反転構造とを備え、反転用電極片の先端部分とダミー電極片の先端部分との間の一定の距離は、平面電極と周期分極反転用櫛形電極及びダミー電極との間に電圧を同時に印加することによって強誘電体結晶基板の内部で＋Ｚ面と−Ｚ面との間に発生する電界が反転用電極片の直下の全域で基板厚方向に垂直で均一である距離である周期分極反転用電極を備えた強誘電体結晶基板が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、（イ）列方向に延伸する反転用給電部、及び反転用給電部から列方向に垂直な行方向に延伸する複数の短冊状の反転用電極片を有する櫛形形状の周期分極反転用櫛形電極を、強誘電体結晶基板の分極方向と垂直な＋Ｚ面上に配置するステップと、（ロ）列方向に延伸するダミー給電部、及び反転用電極片の先端部分からそれぞれ一定の距離に先端部分が配置されてダミー給電部から行方向に延伸する複数の短冊状のダミー電極片を有する櫛形形状であって、周期分極反転用櫛形電極と電気的に接続するダミー電極を、強誘電体結晶基板の＋Ｚ面上に配置するステップと、（ハ）＋Ｚ面と対向する強誘電体結晶基板の−Ｚ面上に、周期分極反転用櫛形電極と対向する平面電極を一様に配置するステップと、（ニ）周期分極反転用櫛形電極と平面電極間に電圧を印加して、反転用電極片の下方の強誘電体結晶基板に分極反転構造を生じさせるステップとを含み、ダミー電極を配置するステップにおいて、反転用電極片の先端部分とダミー電極片の先端部分との間の一定の距離を、周期分極反転用櫛形電極及びダミー電極と平面電極間に電圧を同時に印加することによって強誘電体結晶基板の内部で＋Ｚ面と−Ｚ面との間に発生する電界が反転用電極片の直下の全域で基板厚方向に垂直で均一となることで、＋Ｚ面から−Ｚ面まで基板厚全体に渡り、周期分極反転用櫛形電極の形状に倣って均一な分極反転構造が形成されるように設定する周期分極反転素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、均一な形状の分極反転構造が形成される周期分極反転用電極を備えた強誘電体結晶基板及び周期分極反転素子の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る周期分極反転用電極の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る周期分極反転用電極を用いて形成される分極反転構造を説明するための模式図であり、図２（ａ）は図１のIIa−IIa方向に沿った断面図であり、図２（ｂ）は図１のIIb−IIb方向に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る周期分極反転用電極を用いて製造される周期分極反転素子の構造例を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る周期分極反転用電極を用いた分極反転後の状態を示す写真であり、図４（ａ）は＋Ｚ面方向から見た状態であり、図４（ｂ）は−Ｚ面方向から見た状態である。
【図５】比較例の周期分極反転用電極の構成を示す模式図である。
【図６】図５に示した周期分極反転用電極を用いて形成される分極反転構造を説明するための模式図である。
【図７】比較例の周期分極反転用電極を用いた分極反転後の状態を示す写真であり、図７（ａ）は＋Ｚ面方向から見た状態であり、図７（ｂ）は−Ｚ面方向から見た状態である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る周期分極反転用電極の構成を示す模式図である。
【図９】図８のIX−IX方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１４】
又、以下に示す第１及び第２の実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る周期分極反転用電極１０は、図１に示すように、反転用櫛形電極１１及びダミー電極１２を有し、強誘電体結晶基板２０の分極方向と垂直な＋Ｚ面２０１上に配置されている。また、強誘電体結晶基板２０の−Ｚ面２０２上には、周期分極反転用電極１０と対向して平面電極３０が配置されている。つまり、強誘電体結晶基板２０は、周期分極反転用電極１０と平面電極３０とで挟まれている。
【００１６】
周期分極反転用電極１０の反転用櫛形電極１１は、列方向に延伸する反転用給電部１１１、及び反転用給電部１１１から列方向に垂直な行方向に延伸する複数の短冊状の反転用電極片１１２を有する櫛形形状である。複数の反転用電極片１１２が、互いに一定の距離を置いて配置される。後述するように、強誘電体結晶基板２０の反転用電極片１１２直下の領域が分極反転する。
【００１７】
このため、反転用電極片１１２の幅ｗ、及び隣接する反転用電極片１１２間の間隔ｄは、強誘電体結晶基板２０の分極反転させる領域に応じて設定される。つまり、分極反転する領域の幅を反転用電極片１１２の幅ｗとし、分極反転させない領域の幅を反転用電極片１１２間の間隔ｄとする。反転用電極片１１２の配置される周期は、ｗ＋ｄである。実際には、分極反転する領域は電極幅よりも広がる。そのため、電極幅は分極反転させたい幅よりも小さく設計している。例えば、周期分極反転素子を擬似位相整合（ＱＰＭ）型の波長変換素子として使用する場合は、波長変換素子に入射されるレーザ光の波長及び出力されるレーザ光の波長に応じて、強誘電体結晶基板２０の分極反転させる領域の幅ｗ及び間隔ｄが適宜設定される。
【００１８】
ダミー電極１２は、ダミー給電部１２１と複数の短冊状のダミー電極片１２２とを有する櫛形形状である。ダミー給電部１２１は、反転用櫛形電極１１の反転用給電部１１１と並行に、列方向に延伸する。ダミー電極片１２２は、反転用櫛形電極１１の反転用電極片１１２の先端部分１１０からそれぞれ一定の距離Ｔに先端部分１２０が配置されるようにして、ダミー給電部１２１から行方向に延伸する。ダミー電極片１２２の幅及び間隔は、反転用櫛形電極１１の反転用電極片１１２の幅ｗ及び間隔ｄに合わせて設定される。
【００１９】
ダミー電極１２は、反転用電極片１１２の先端部分１１０における電界の集中を抑制し、電界を均一にするために配置されている。このため、反転用櫛形電極１１の反転用電極片１１２の先端部分１１０とダミー電極１２のダミー電極片１２２の先端部分１２０との距離Ｔは、反転用櫛形電極１１と平面電極３０間に所定の電圧が印加された場合に反転用電極片１１２の先端部分１１０に生じる電界に基づいて設定される。距離Ｔが広すぎる場合には、反転用電極片１１２の先端部分１１０に生じる電界の集中を緩和できない。このため、距離Ｔは、反転用電極片１１２の下方に生じる電界が均一になるように設定される。距離Ｔは、例えば５０μｍ程度である。
【００２０】
反転用櫛形電極１１とダミー電極１２は電気的に接続される。図１に示した例では、反転用櫛形電極１１とダミー電極１２とが、反転用給電部１１１とダミー給電部１２１それぞれの両端において接続している。
【００２１】
強誘電体結晶基板２０は、例えばタンタル酸リチウム（ＬＴ）単結晶やニオブ酸リチウム（ＬＮ）単結晶などからなる。強誘電体結晶基板２０の厚みは、例えば０．４〜１ｍｍ程度である。
【００２２】
強誘電体結晶基板２０に採用するタンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶は、コングルエント組成（一致溶融組成）又はストイキオメトリ組成（化学量論的組成）のものが用いられる。例えば、タンタル酸リチウムの場合、ストイキオメトリ組成にすることによって、抗電界が１０分の１程度になる。つまり、印加電圧を１０分の１にすることができる。
【００２３】
また、タンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶からなる強誘電体結晶基板２０に、マグネシウム（Ｍｇ）や亜鉛（Ｚｎ）、スカンジウム（Ｓｃ）、インジウム（Ｉｎ）などが添加されていてもよい。これにより、耐光損傷性を高めることができる。また、ニオブ酸リチウムの場合、Ｍｇを５モル％程度添加することにより、抗電界を４分の１程度に減少することができる。これにより、印加電圧を４分の１程度にすることができる。
【００２４】
周期分極反転用電極１０には、例えばタンタル（Ｔａ）膜やアルミニウム（Ａｌ）膜などが採用可能である。他にも、金（Ａｕ）膜、銀（Ａｇ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、銅（Ｃｕ）膜、ニッケル（Ｎｉ）膜、ニッケルクロム合金（Ｎｉ-Ｃｒ）膜、パラジウム（Ｐｄ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タングステン（Ｗ）膜なども使用可能である。
【００２５】
周期分極反転用電極１０は、例えば、強誘電体結晶基板２０の＋Ｚ面２０１上に形成されたＴａ膜をフォトリソグラフィ技術などを用いてパターニングすることにより形成される。
【００２６】
平面電極３０には、例えばＴａ膜やＡｌ膜などが採用可能である。平面電極３０は、強誘電体結晶基板２０の−Ｚ面２０２上に一様に形成される。
【００２７】
以下に、周期分極反転用電極１０を用いた分極反転構造の形成について説明する。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、強誘電体結晶基板２０の＋Ｚ面２０１上に配置された反転用櫛形電極１１の反転用給電部１１１と、−Ｚ面２０２上に配置された平面電極３０間に、電圧Ｖを印加する。電圧Ｖの大きさは、強誘電体結晶基板２０を分極反転するのに必要な抗電界に応じて設定される。
【００２９】
既に述べたように、反転用電極片１１２の先端部分１１０とダミー電極片１２２の先端部分１２０との距離Ｔは、反転用電極片１１２の下方に生じる電界が均一になるように設定されている。このため、反転用櫛形電極１１の反転用給電部１１１と平面電極３０間に電圧Ｖを印加すると、図２（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、反転用電極片１１２と平面電極３０間において、反転用電極片１１２直下の全域で−Ｚ面２０２に対して垂直な電界が生じる。図２（ａ）〜図２（ｂ）に示した矢印は電気力線であり、これらの電気力線は、反転用電極片１１２から平面電極３０に向かって−Ｚ面２０２と垂直に延びている。したがって、反転用電極片１１２直下の強誘電体結晶基板２０において、＋Ｚ面２０１から−Ｚ面２０２まで基板厚全体にわたり均一に分極反転する。
【００３０】
反転用電極片１１２は＋Ｚ面２０１上で周期的に配置されている。したがって、図１に示した周期分極反転用電極１０によれば、先端部分１１０まで均一な形状の分極反転構造が周期的に形成される。つまり、均一な分極反転領域と非分極反転領域とを交互に周期的に備えた周期分極反転構造が強誘電体結晶基板２０に形成される。
【００３１】
その後、強誘電体結晶基板２０から周期分極反転用電極１０及び平面電極３０を剥離し、不要な部分を切断除去することによって周期分極反転構造が形成された領域のみが残るように強誘電体結晶基板２０を成形してもよい。その結果、図３に示すような、均一な分極反転領域２１０と非分極反転領域２１１とが交互に配置された周期分極反転構造を有する周期分極反転素子が得られる。図３に示した周期分極反転素子によれば、例えば周期分極反転素子に入射するレーザ光と擬似位相整合することによって２次高調波である波長のレーザ光を出力できる。
【００３２】
図４（ａ）〜図４（ｂ）に、第１の実施形態に係る周期分極反転構造の形成方法を用いて試作した周期分極反転構造の先端部分１１０の状態を示す。試作した周期分極反転構造は、強誘電体結晶基板２０にストイキオメトリ組成のタンタル酸リチウム単結晶（ＳＬＴ）を採用し、分極反転領域と非分極反転領域の周期が８μｍである。
【００３３】
図４（ａ）〜図４（ｂ）は、強誘電体結晶基板２０において分極反転領域と非分極反転領域のエッチングレートが異なることを利用して、＋Ｚ面と−Ｚ面をエッチングして分極反転領域と非分極反転領域を示したものである。図４（ａ）に示した＋Ｚ面では、エッチングレートの高い分極反転領域が凹部になっている。一方、図４（ａ）に示した−Ｚ面では、エッチングレートの低い分極反転領域が凸部になっている。
【００３４】
図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、反転用電極片１１２の先端部分１１０まで均一な分極反転構造が形成されている。
【００３５】
第１の実施形態に係る周期分極反転構造の形成方法との比較のため、図５に示すような、ダミー電極１２を有しない周期分極反転用電極１０Ｂを用いて周期分極反転構造を形成する場合を検討する。図５に示した比較例の周期分極反転用電極１０Ｂは、図１に示した反転用櫛形電極１１と同一形状の櫛形電極のみを有する。図５に示した強誘電体結晶基板２０Ｂ及び平面電極３０Ｂは、図１に示した強誘電体結晶基板２０及び平面電極３０と同様である。
【００３６】
周期分極反転用電極１０Ｂと平面電極３０Ｂ間に電圧Ｖを印加した場合、図６に示すように、周期分極反転用電極１０Ｂの先端部分１１０Ｂにおいて電気力線が曲がってしまう。つまり、先端部分１１０Ｂでは−Ｚ面２０２に対して垂直な電界ではない。このため、先端部分１１０Ｂでの電界の向きが＋Ｚ面に対しての垂直方向ではなくなり、均一な分極反転構造が形成されない。
【００３７】
図５に示した周期分極反転用電極１０Ｂを用いて試作した周期分極反転構造の先端部分１１０Ｂの状態を、図７（ａ）〜図７（ｂ）に示す。試作した周期分極反転構造は、図４（ａ）〜図４（ｂ）に示した試料と同様に、強誘電体結晶基板２０にＳＬＴを採用し、分極反転領域と非分極反転領域の周期は８μｍである。図４（ａ）〜図４（ｂ）の場合と同様に、強誘電体結晶基板２０Ｂの＋Ｚ面及び−Ｚ面をエッチングすることにより、分極反転領域と非分極反転領域を示した。
【００３８】
図７（ａ）〜図７（ｂ）に示した比較例の分極反転構造では、分極反転領域の長さや幅が不均一であり、周期分極反転用電極１０Ｂの先端部分１１０Ｂまで均一な分極反転構造を形成することができない。
【００３９】
一方、図１に示した周期分極反転用電極１０では、ダミー電極１２の直下部分にも電界が生じる。このため、周期分極反転用電極１０の反転用電極片１１２の先端部分１１０に、−Ｚ面に対して垂直な電界が生じる。その結果、反転用電極片１１２の各先端部分１１０の電界が−Ｚ面に対して垂直に整い、反転用電極片１１２の各先端部分１１０において均一な分極反転構造が形成される。
【００４０】
以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る周期分極反転用電極１０を用いた周期分極反転構造の形成方法によれば、分極反転領域の形状が均一な周期分極反転構造を形成することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る周期分極反転用電極１０Ａは、中央部分から反転用電極片に給電することが、端部から反転用電極片に給電する図１に示した周期分極反転用電極１０と異なる。つまり、図８に示すように、周期分極反転用電極１０Ａは、反転用給電部１１１の両側から反転用給電部１１１の延伸する方向と垂直な方向にそれぞれ延伸する第１の反転用電極片１１２ａ及び第２の反転用電極片１１２ｂを備えるフィッシュボーン形状の反転用櫛形電極１１Ａを有する。
【００４２】
周期分極反転用電極１０Ａは、強誘電体結晶基板２０の分極方向と垂直な＋Ｚ面２０１上に配置されている。また、強誘電体結晶基板２０の−Ｚ面２０２上には平面電極３０が配置されている。
【００４３】
周期分極反転用電極１０Ａは、第１のダミー電極１２ａ及び第２のダミー電極１２ｂを更に有する。第１のダミー電極１２ａは、複数の短冊状の第１の反転用電極片１１２ａの延伸する方向に配置されている。第２のダミー電極１２ｂは、複数の短冊状の第２の反転用電極片１１２ｂの延伸する方向に配置されている。第１のダミー電極１２ａ及び第２のダミー電極１２ｂは、図１に示したダミー電極１２と同様に、ダミー給電部１２１と複数の短冊状のダミー電極片１２２とを有する櫛形形状である。
【００４４】
第１のダミー電極１２ａのダミー給電部１２１は、反転用櫛形電極１１Ａの反転用給電部１１１と並行に、列方向に延伸する。第１のダミー電極１２ａのダミー電極片１２２は、反転用櫛形電極１１Ａの第１の反転用電極片１１２ａの先端部分１１０からそれぞれ一定の距離Ｔに先端部分１２０が配置されて、ダミー給電部１２１から行方向に延伸する。
【００４５】
第２のダミー電極１２ｂのダミー給電部１２１は、反転用櫛形電極１１Ａの反転用給電部１１１と並行に、列方向に延伸する。第２のダミー電極１２ｂのダミー電極片１２２は、反転用櫛形電極１１Ａの第２の反転用電極片１１２ｂの先端部分１１０ｂからそれぞれ一定の距離Ｔに先端部分１２０が配置されて、ダミー給電部１２１から行方向に延伸する。
【００４６】
反転用櫛形電極１１Ａと第１のダミー電極１２ａ及び第２のダミー電極１２ｂとは電気的に接続している。図８に示した例では、反転用櫛形電極１１Ａと第１のダミー電極１２ａ及び第２のダミー電極１２ｂとが、反転用給電部１１１とダミー給電部１２１それぞれの両端において接続している。
【００４７】
第１のダミー電極１２ａは、第１の反転用電極片１１２ａの先端部分１１０ａの電界を均一にするために配置されている。また、第２のダミー電極１２ｂは、第２の反転用電極片１１２ｂの先端部分１１０ｂの電界を均一にするために配置されている。
【００４８】
このため、図８に示した周期分極反転用電極１０Ａの第１の反転用電極片１１２ａの先端部分１１０ａの直下、及び第２の反転用電極片１１２ｂの先端部分１１０ｂの直下に、−Ｚ面に対して垂直な電界が生じる。その結果、第１の反転用電極片１１２ａの各先端部分１１０ａ、及び第２の反転用電極片１１２ｂの各先端部分１１０ｂにおいて、均一な分極反転構造が形成される。
【００４９】
図８に示した周期分極反転用電極１０Ａによれば、中央部分から反転用電極片に給電することにより、端部から反転用電極片に給電する図１に示した周期分極反転用電極１０に比べ、両側でエッジ部分で均一な分極反転構造が得られる。
【００５０】
なお、反転用給電部１１１を図８に示すようなブリッジ構造にすることが、均一な周期分極反転構造を形成するために有効である。ブリッジ構造の反転用給電部１１１は、隣接する第１の反転用電極片１１２ａ同士、及び隣接する第２の反転用電極片１１２ｂ同士を、強誘電体結晶基板２０の＋Ｚ面２０１に直接は接していないブリッジ形状の導体で接続した構造である。このため、反転用電極片１１２の間では強誘電体結晶基板２０中に電界が発生しない。
【００５１】
したがって、反転用給電部１１１をブリッジ構造にすることにより、第１の反転用電極片１１２ａの先端部分１１０ａから第２の反転用電極片１１２ｂの先端部分１１０ｂまで均一な分極反転構造を形成することができる。
【００５２】
ブリッジ構造の反転用給電部１１１は、例えば図９に示すように形成する。即ち、強誘電体結晶基板２０の＋Ｚ面２０１上に反転用電極片１１２を形成後、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜などの絶縁膜１１３を＋Ｚ面２０１上に形成する。その後、反転用給電部１１１の反転用電極片１１２の上面と接する部分で絶縁膜１１３を開口し、これらの開口部を埋め込むように金属膜を形成する。この金属膜をパターニングすることによって、図８に示したブリッジ構造の反転用給電部１１１が完成する。
【００５３】
本発明の第２の実施形態に係る周期分極反転用電極１０を用いた周期分極反転構造の形成方法によれば、分極反転領域と非分極反転領域の形状が均一な周期分極反転構造を形成することができる。
【００５４】
上記のように、本発明は第１及び第２の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１０、１０Ａ…周期分極反転用電極
１１、１１Ａ…反転用櫛形電極
１２…ダミー電極
１２ａ…第１のダミー電極
１２ｂ…第２のダミー電極
２０…強誘電体結晶基板
３０…平面電極
１１０…先端部分
１１０ａ…先端部分
１１０ｂ…先端部分
１１１…反転用給電部
１１２…反転用電極片
１１２ａ…第１の反転用電極片
１１２ｂ…第２の反転用電極片
１１３…絶縁膜
１２０…先端部分
１２１…ダミー給電部
１２２…ダミー電極片
２０１…＋Ｚ面
２０２…−Ｚ面
２１０…分極反転領域
２１１…非分極反転領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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【図７】
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