(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板層上に形成された周期的な分極反転構造が施されている二次非線形光学媒質からなるリッジ型もしくはリブ型の導波路層と、該二次非線形光学媒質の直下に酸化物からなるクラッド層とを備える波長変換素子において、
前記導波路層の線膨張係数をα1とし、前記クラッド層の線膨張係数をα2としたときに、線膨張係数がα3であってα2−α1とα3−α1の符号が逆になる第一の金属層が前記基板層と前記クラッド層との間に挿入されており、かつ、
前記基板層と前記第一の金属層との間に第二の金属層が挿入され、
前記第二の金属層の直下にさらに前記第一の金属層が挿入され、
前記第一の金属層は前記二次非線形光学媒質よりも大きな線膨張係数を持ち、前記第二の金属層は前記二次非線形光学媒質よりも小さな線膨張係数を持つ
ことを特徴とする波長変換素子。
【請求項２】
前記導波路層が、ＬｉＮｂＯ3またはＬｉＮｂＯ3にＭｇ、Ｚｎ、Ｓｃ、およびＩｎからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成る
ことを特徴とする請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項３】
前記クラッド層が、アモルファス状の酸化物からなる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の波長変換素子。
【請求項４】
前記クラッド層がＳｉＯ2からなる
ことを特徴とする請求項３に記載の波長変換素子。
【請求項５】
前記第一の金属層が、ＡｌまたはＺｎまたはＳｎである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の波長変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非線形光学効果を用いた光学素子に関し、具体的には、光通信システムや光計測システムにおいて用いられる波長変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長変換技術は、光通信における光信号波長変換、光加工、医療、生物工学などの応用のための紫外域から可視域、赤外域、テラヘルツ域にわたり、半導体レーザでは直接出力できない波長域、もしくは波長域として半導体レーザで直接出力できても半導体レーザでは得られない高出力な強度が必要な用途において利用されている。特に二次非線形材料で大きな非線形定数を持つニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）を用いた周期分極反転導波路は、効率の高さから既に市販されている光源に使用されている。
【０００３】
二次非線形光学効果では、波長λ1、λ2の光を入力して新たな波長λ3の光を発生させることが知られており、例えば、下式（１）を満たす波長変換を和周波発生（Sum Frequency Generation：ＳＦＧ）と呼ぶ。
１／λ3＝１／λ1＋１／λ2      （１）
また、λ1＝λ2の場合、すなわち式（１）を変形して、下式（２）を満たす波長変換を第二高調波発生（Second Harmonic Generation：ＳＨＧ）と呼ぶ。
λ3＝λ1／２      （２）
【０００４】
さらに、下式（３）を満たす波長変換を差周波発生（Difference Frequency Generation：ＤＦＧ）と呼ぶ。
１／λ3＝１／λ1−１／λ2      （３）
さらには波長λ1の光のみ入力し、式（３）を満たす波長λ2、λ3の光を発生する光パラメトリック効果も存在する。
特にＳＨＧ，ＳＦＧは入力光に対して短波長の光、すなわちエネルギーの高い光を新たに発生させることができるため、可視光域の発生などに良く利用される。
【０００５】
これらの二次非線形光学効果を効率良く起こすためには、相互作用する三つの波長λ1、λ2、λ3の光の位相不整合量が０であること（位相が整合すること）が求められる。そこで二次非線形光学材料の分極を周期的に反転させることにより疑似的に位相不整合量を０にすることが行われている。この場合、反転周期をΛとすると、式（１）で示される和周波発生において波長λ1、λ2、λ3に対して以下の式（４）を満たす反転周期Λを設定すればよい。
ｎ3／λ3−ｎ2／λ2−ｎ1／λ1−１／Λ＝０      （４）
ただし、ｎ1、ｎ2、ｎ3は波長λ1、λ2、λ3での光の屈折率とする。
このような周期分極反転構造を取り、さらに導波路化すれば、狭い領域に光を高密度に閉じ込めて長距離を伝搬させることができるので、高効率な波長変換が可能となる。
【０００６】
このような波長変換素子としては、近年、結晶のバルクの特性をそのまま利用できることから、高光損傷耐性、長期信頼性、デバイス設計の容易性等の特徴を持つリッジ型の光導波路が研究開発されている（例えば、非特許文献１参照）。このようなリッジ型の光導波路は、二枚の基板を直接接合して形成された光学素子の一方の基板を薄膜化した後リッジ加工をすることにより形成することができる。
【０００７】
図３に上述したリッジ型の光導波路構造を有する波長変換素子の概略図を示す。図３に示すように、波長変換素子１００は、タンタル酸リチウム基板層１０１の上にニオブ酸リチウム導波路層１０２が設けられたものであり、タンタル酸リチウム基板層１０１とニオブ酸リチウム導波路層１０２は、直接接合されている。ニオブ酸リチウム導波路層１０２には、分極が周期的に反転された周期分極反転構造が施されており、タンタル酸リチウム基板層１０１のリッジ部１０１ａは、ニオブ酸リチウム導波路層１０２と同じリッジ幅で掘り込まれている。なお図３中、１０２Ａと１０２Ｂは互いに分極の向きが逆の特性を持ち、Λは反転周期である。
【０００８】
さらに近年では図４（ａ）に示すように、ドライエッチング法を用いることにより、リッジ部の掘り込み量を少なくしたリッジ導波路構造を有する波長変換素子が開発されている（例えば、非特許文献２参照）。図４（ａ）に示す波長変換素子２００は、タンタル酸リチウム基板層２０１の上に、周期分極反転構造が施されたニオブ酸リチウム導波路層２０２が設けられたものであり、タンタル酸リチウム基板層２０１とニオブ酸リチウム導波路層２０２は直接接合されている。
【０００９】
その他の構造としては、図４（ｂ）に示すように、ニオブ酸リチウム基板層３０１とニオブ酸リチウム導波路層３０２の間にＣｒ／Ａｕ／Ｃｒ金属層３０３とＳｉＯ2クラッド層３０４を挿み込んだ導波路構造を有する波長変換素子３００が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。図４（ｂ）に示す例では、ニオブ酸リチウム導波路層３０２は一部がリッジ加工されており、ニオブ酸リチウム導波路層３０２の上にはＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）オーバークラッド層３０５が装荷されている。なお、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ金属層３０３は、Ａｕの上下に薄いＣｒが存在する層であるが、その金属のほとんどがＡｕであるため図４（ｂ）では一層として表示している。
【００１０】
ここで、図４（ａ）に示した直接接合法を用いる例では、基板層２０１と導波路層２０２にタンタル酸リチウムとニオブ酸リチウムの組み合わせを用いている。タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムの屈折率は、波長１．５５μｍでタンタル酸リチウムが２．１２３、ニオブ酸リチウムが２．１３８であって、屈折率差が若干あり屈折率が高いニオブ酸リチウム層が導波路層２０２となるが、光の電界の一部はタンタル酸リチウム側に漏れており光の閉じ込めが弱い。
【００１１】
一方、図４（ｂ）に示すようなＳｉＯ2クラッド層３０４をニオブ酸リチウム導波路層３０２の直下に設ける構造では、ＳｉＯ2クラッド層３０４の屈折率が波長１．５５μｍで約１．４５と低いため、十分にニオブ酸リチウム導波路層３０２に光が閉じこもり、ニオブ酸リチウム導波路層３０２を小さくしても効率の良い波長変換が可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Y. Nishida, H. Miyazawa, M. Asobe, O. Tadanaga, and H. Suzuki, “Direct-bonded QPM-LN ridge waveguide with high damage resistance at room temperature,” Electronics Letters, 2003, Vol.39, No.7, p.609-611
【非特許文献２】T. Umeki, O. Tadanaga, and M. Asobe, “Highly Efficient Wavelength Converter Using Direct-Bonded PPZnLN Ridge Waveguide,” IEEE Journal of Quantum Electronics, 2010, Vol. 46, No. 8, pp. 1206-1213
【非特許文献３】田中圭祐，栖原敏明、“表面活性化接合／イオンスライス／イオンエッチングによるＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３薄膜結晶リッジ導波路の作製”、第６１回応用物理学会春季学術講演会、２０１４、講演番号１８ａ−Ｆ８−６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
一般に異種材料を接着などにより接合させてなる複合体に温度変化を与えると、いわゆるバイメタル効果と同様に金属ではなくても異種材料の線膨張係数の差により歪みが生じたり内部応力が働いたりする。例えばニオブ酸リチウム基板上にＳｉＯ2膜を形成する場合、スパッタリングや蒸着等の形成時にはＳｉＯ2膜が１００℃以上の高温で形成されるため、室温や数十度での使用温度では構造体に熱応力が働くこととなる。ニオブ酸リチウムの線膨張係数は１６×１０-6〜１７×１０-6（／Ｋ）であり、ＳｉＯ2の線膨張係数は成膜条件に大きく依存するが０．５×１０-6〜９×１０-6（／Ｋ）である。よって、十分厚いニオブ酸リチウム基板上にＳｉＯ2膜を形成すると、室温付近ではニオブ酸リチウムが大きく縮み、ＳｉＯ2膜に圧縮応力がかかることとなる。Ａｕ（線膨張係数約１４×１０-6（／Ｋ））やＣｒ（線膨張係数約７×１０-6（／Ｋ））もニオブ酸リチウムよりも小さな線膨張係数を持つので、成膜すると上述したＳｉＯ2と同様に圧縮応力がかかることとなる。ちなみに図４（ａ）に示した直接接合法を用いた構造の場合、タンタル酸リチウムの線膨張係数はニオブ酸リチウムの線膨張係数とほぼ同じである１６×１０-6〜１７×１０-6（／Ｋ）であるため、残留応力の影響はほぼ無いと考えられる。
【００１４】
ここで、図４（ｂ）の構造をもう一度考える。Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ金属層３０３とＳｉＯ2クラッド層３０４の厚みは合計１μｍ程度形成されている。またニオブ酸リチウム導波路層３０２はコア形状を小さくするために１μｍ程度まで厚みを薄くしている。この様な場合、ニオブ酸リチウム基板層３０１の厚みが十分厚く、このニオブ酸リチウム基板層３０１とニオブ酸リチウム導波路層３０２との間に圧縮応力がかかったＣｒ／Ａｕ／Ｃｒ金属層３０３とＳｉＯ2クラッド層３０４が介在しているため、その圧縮応力がニオブ酸リチウム導波路層３０２に影響する。
【００１５】
図５に、図４（ｂ）と同様の導波路構造を有する波長変換素子においてＳｉＯ2クラッド層３０４の厚みを変化させた場合の波長変換効率特性を示す。具体的には、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ金属層３０３の膜厚は０．３μｍと一定にし、ニオブ酸リチウム基板層３０１は基板厚５００μｍ、ニオブ酸リチウム導波路層３０２は全厚２μｍで掘り込み量を１．５μｍとするリブ型導波路として作製した。素子長は５ｃｍとした。なお、ＢＣＢオーバークラッド層３０４は装荷していない。
【００１６】
ここで、本構造ではニオブ酸リチウムからなる基板層３０１を用いたが、これはニオブ酸リチウム導波路層３０２に出来るだけ熱歪みがかからない様に同種の材料を用いたものである。また、ニオブ酸リチウム導波路層３０２には周期分極反転構造が施されていて、波長１．５５μｍの光を効率良く波長変換するようにしている。
【００１７】
図５に示す例では、ＳｉＯ2クラッド層３０４の膜厚を０．４μｍから１μｍまで変化させた。図５に示すように、波長変換素子は、ＳｉＯ2クラッド層３０４の膜厚が０．６μｍのときに最大の波長変換効率（５１００％／Ｗ）を示した。ＳｉＯ2クラッド層３０４の膜厚が０．６μｍよりも薄い場合には、光の電界分布がＣｒ／Ａｕ／Ｃｒ金属層３０３に届き光損失を生じるために効率が低下した。一方、ＳｉＯ2クラッド層３０４の膜厚は０．７μｍもあれば十分にニオブ酸リチウム導波路層３０２に光が閉じこもっており、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ金属層３０３には光の電界はほぼ届かず、金属による光の吸収は無視できると考えられるが、ＳｉＯ2クラッド層３０４の膜厚を０．７μｍ以上にしても効率の低下がみられた。これはニオブ酸リチウム導波路層３０２にＳｉＯ2クラッド層３０４（及びＣｒ／Ａｕ／Ｃｒ金属層３０３）による圧縮応力がかかり、非線形定数を劣化させていることが原因である。図５からも、ＳｉＯ2クラッド層３０４の膜厚を増やして残留応力が増すにつれて波長変換効率が劣化していることが分かる。
【００１８】
このように、導波路構造を持つ非線形光学媒質の波長変換素子においては、導波路層直下にＳｉＯ2クラッド層を挿入した場合に、ＳｉＯ2クラッド層の残留応力が非線形光学媒質の非線形定数を劣化させ波長変換効率が低下するという問題があった。
【００１９】
このようなことから本発明は、導波路層の直下にクラッド層を挿入した導波路構造を有する波長変換素子において、クラッド層の残留応力により波長変換効率が低下することを抑制可能とした波長変換素子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】
【００２０】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る波長変換素子は、
基板層上に形成された周期的な分極反転構造が施されている二次非線形光学媒質からなるリッジ型もしくはリブ型の導波路層と、該二次非線形光学媒質の直下に酸化物からなるクラッド層とを備える波長変換素子において、
前記導波路層の線膨張係数をα1とし、前記クラッド層の線膨張係数をα2としたときに、線膨張係数がα3であってα2−α1とα3−α1の符号が逆になる第一の金属層が前記基板層と前記クラッド層との間に挿入されており、かつ、
前記基板層と前記第一の金属層との間に第二の金属層が挿入され、
前記第二の金属層の直下にさらに前記第一の金属層が挿入され、
前記第一の金属層は前記二次非線形光学媒質よりも大きな線膨張係数を持ち、前記第二の金属層は前記二次非線形光学媒質よりも小さな線膨張係数を持つ
ことを特徴とする。
【００２２】
また、第２の発明に係る波長変換素子は、第１の発明において、
前記導波路層が、ＬｉＮｂＯ3またはＬｉＮｂＯ3にＭｇ、Ｚｎ、Ｓｃ、およびＩｎからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成る
ことを特徴とする。
【００２３】
また、第３の発明に係る波長変換素子は、第１又は第２の発明において、
前記クラッド層が、アモルファス状の酸化物からなる
ことを特徴とする。
【００２４】
また、第４の発明に係る波長変換素子は、第３の発明において、
前記クラッド層がＳｉＯ2からなる
ことを特徴とする。
【００２５】
また、第５の発明に係る波長変換素子は、第１から第４のいずれか一つの発明において、
前記第一の金属層が、ＡｌまたはＺｎまたはＳｎである
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、導波路層及び基板層よりも小さな線膨張係数を持つ酸化物をクラッド層として用いると共に、クラッド層と基板層との間に導波路層及び基板層よりも小さな線膨張係数を持つ第二の金属層を挿入した場合に、当該クラッド層及び第二の金属層による残留応力を打ち消すように導波路層及び基板層よりも大きな線膨張係数を持つ第一の金属層をクラッド層と第二の金属層との間及び第二の金属層と基板層との間に挿入することにより導波路層へのクラッド層及び第二の金属層の残留応力による影響を小さくすることができるので、波長変換効率の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１に係る波長変換素子の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例２に係る波長変換素子の構成を示す図である。
【図３】従来の波長変換素子の構成を示す図である。
【図４】従来の波長変換素子の構成を示す図である。
【図５】ＳｉＯ2膜厚を変化させたときの波長変換光出力依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る波長変換素子は、基板層上に形成され、周期的な分極反転構造が施されている二次非線形光学媒質からなるリッジ型もしくはリブ型の導波路層を有し、該導波路層の直下に設けられる酸化物からなるクラッド層を備え、前記導波路層の線膨張係数をα1とし、前記クラッド層の線膨張係数をα2としたときに、線膨張係数がα3であってα2−α1とα3−α1の符号が逆になる金属層が前記基板層と前記クラッド層の間に挿入されている構造を基本特徴とする。
この特徴により、本発明によれば、線膨張係数の異なる多層構造に起因する残留応力を小さく抑えられるのでこの残留応力による導波路層への影響が小さくなり、波長変換効率の低下を防止することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る波長変換素子の詳細を説明する。
【００２９】
〔実施例１〕
図１を用いて本発明の実施例１に係る波長変換素子について説明する。
図１に示すように、本実施例に係る波長変換素子１０は、ニオブ酸リチウム基板層１１上に設けられ周期分極反転構造が施された二次非線形光学媒質からなるリブ型のニオブ酸リチウム導波路層１２の直下に、二次非線形光学媒質よりも小さな線膨張係数を持つアモルファス状の酸化物層であるＳｉＯ2クラッド層１４を挿入したものであって、当該ＳｉＯ2クラッド層１４のさらに下に二次非線形光学媒質よりも大きな線膨張係数を持つＡｌ金属層（第一の金属層）１３を挿入することによりＳｉＯ2クラッド層１４の見かけの残留応力を小さくし、ニオブ酸リチウム導波路層１２の非線形定数の劣化を防ぎ波長変換効率の低下を抑制するものである。
【００３０】
波長変換素子１０の作製手順は以下のとおりである。
まず、ニオブ酸リチウム基板層１１上に０．３μｍのＡｌ金属層１３を蒸着により形成し、その後ＳｉＯ2クラッド層１４をスパッタリングにより０．７μｍ形成する。この基板とあらかじめ周期分極反転構造を施したニオブ酸リチウムウェハの表面を親水化処理し、本基板のＳｉＯ2面と周期分極反転構造の施されたニオブ酸リチウムウェハを接合する。次に本接合基板の分極反転の施されたニオブ酸リチウムウェハ側を研削と研磨により３μｍまで薄膜化する。薄膜化されたニオブ酸リチウムの上にフォトリソグラフィーで直線パターンを作製し、ドライエッチングにより３μｍ幅を残し２μｍ掘り込むリブ型導波路構造を作製する。
【００３１】
このようにして作製した素子を５ｃｍに切り出し、波長１５５０ｎｍの光を図示しないレンズを用いてニオブ酸リチウム導波路層１２に入射し、その波長変換効率を評価したところ、７０００％／Ｗの波長変換効率が得られ、図５で示した最大効率５１００％／Ｗよりも大きな波長変換効率が得られた。これはＳｉＯ2がニオブ酸リチウムよりも小さな線膨張係数を持っている一方で、Ａｌの線膨張係数が約２３×１０-6（／Ｋ）とニオブ酸リチウムよりも大きいために、ＳｉＯ2クラッド層１４内で発生する残留応力とその直下に設けられたＡｌ金属層１３内で発生する残留応力の正負が逆になり、ＳｉＯ2クラッド層１４の残留応力がＡｌ金属層１３によって打ち消されて、ＳｉＯ2クラッド層１４の残留応力がニオブ酸リチウム導波路層１２に及ぼす影響が小さくなったためである。
【００３２】
〔実施例２〕
図２を用いて本発明の実施例２に係る波長変換素子について説明する。
図２に示すように本実施例において波長変換素子２０は、ニオブ酸リチウム基板層２１の上に設けられ周期分極反転構造が施された二次非線形光学媒質からなるリブ型のニオブ酸リチウム導波路層２２の直下に、二次非線形光学媒質よりも小さな線膨張係数を持つアモルファス状の酸化物層であるＳｉＯ2クラッド層２６、Ａｕ金属層（第二の金属層）２４を挿入したものであって、ＳｉＯ2クラッド層２６の直下（ＳｉＯ2クラッド層２６とＡｕ金属層２４との間）、Ａｕ金属層２４の直下（Ａｕ金属層２４とニオブ酸リチウム基板層２１との間）に二次非線形光学媒質よりも大きな線膨張係数を持つＡｌ金属層（第一の金属層）２３，２５をそれぞれ挿入することによりＳｉＯ2クラッド層２６、Ａｕ金属層２４の見かけの残留応力を小さくし、ニオブ酸リチウム導波路層２２の非線形定数の劣化を防ぎ波長変換効率の低下を抑制するものである。
【００３３】
波長変換素子２０の作製手順は以下のとおりである。
ニオブ酸リチウム基板２１上に蒸着によりＡｌ金属層２３（厚み０．３μｍ）、Ａｕ金属層２４（厚み０．３μｍ）を続けて形成する。さらにあらかじめ周期分極反転構造を施したニオブ酸リチウムウェハ上にスパッタリングによりＳｉＯ2クラッド層２６を厚み０．７μｍ形成し、蒸着によりＡｌ金属層２５（厚み０．２μｍ）、Ａｕ金属層２４（厚み０．１μｍ）を続けて形成する。ニオブ酸リチウム基板２１上のＡｕ金属層２４膜の表面とニオブ酸リチウムウェハ上のＡｕ金属層２４の表面をＡｒ原子ビームにより活性化しＡｕ金属層２４同士を接合する。次に本接合基板の分極反転の施されたニオブ酸リチウムウェハ側を研削と研磨により３μｍまで薄膜化する。薄膜化されたニオブ酸リチウムの上にフォトリソグラフィーで直線パターンを作製し、ドライエッチングにより３μｍ幅を残し２μｍ掘り込むリブ型導波路構造を作製する。
【００３４】
このようにして作製した素子を５ｃｍに切り出し、波長１５５０ｎｍの光をレンズを用いてニオブ酸リチウム導波路層２２に入射し、その効率を評価したところ、実施例１と同様の全応力の緩和が見られ、５８００％／Ｗの波長変換効率が得られ、図５で示した最大効率５１００％／Ｗよりも大きな波長変換効率が得られた。これはＳｉＯ2クラッド層２６、Ａｕ金属層２４の残留応力とＡｌ金属層２３，２５の残留応力の正負が逆になり、ＳｉＯ2クラッド層２６、Ａｕ金属層２４の残留応力がＡｌ金属層２３，２５によって打ち消されて、ＳｉＯ2クラッド層２６、Ａｕ金属層２４の残留応力がニオブ酸リチウム導波路層２２に及ぼす影響が小さくなったためである。
【００３５】
なお、上述した各実施例では、通信帯の波長１５５０ｎｍを基本波光とする第二高調波発生のみ示したが、適切に導波路サイズおよび分極反転周期を設定することにより、波長１０６４ｎｍの第二高調波や波長９８０ｎｍの第二高調波、それ以外にも可視光を発生する和周波発生にも同様に効果を発することは言うまでもない。
【００３６】
各実施例ではニオブ酸リチウム導波路１２，２２の直下にＳｉＯ2クラッド層１４，２６を設けた場合に、ＳｉＯ2クラッド層１４，２６の直下にＡｌ金属層１３，２５を設ける例を示したが、Ａｌ金属層１３，２５に代えて、線膨張係数が約３０×１０-6（／Ｋ）のＺｎや線膨張係数が約２７×１０-6（／Ｋ）のＳｎを用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３７】
また、各実施例では導波路層１２，２２及び基板層１１，２１よりも小さな線膨張係数を持つアモルファス状酸化物をクラッド層１４，２６として用いた場合に、当該クラッド層１４，２６による残留応力を打ち消すように導波路層１２，２２及び基板層１１，２１よりも大きな線膨張係数を持つ金属層１３，２５を基板層１１，２１とクラッド層１４，２６の間に挿入する例を示したが、導波路層及び基板層よりも大きな線膨張係数を持つアモルファス状酸化物をクラッド層として用いた場合には、当該クラッド層による残留応力を打ち消すように導波路層及び基板層よりも小さな線膨張係数を持つ金属層を基板層とクラッド層の間に挿入すればよい。
【００３８】
また、各実施例ではクラッド層１４，２６を構成するアモルファス状の酸化物としてＳｉＯ2のみを示したが、酸化アルミニウム（線膨張係数：６×１０-6（／Ｋ））等、他の酸化物を用いても良いことは言うまでもない。
【００３９】
さらに各実施例では導波路層１２，２２を構成する非線形光学媒質にニオブ酸リチウムを用いる例を示したが、ニオブ酸リチウムにＭｇ，Ｚｎ，Ｓｃ，及びＩｎからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加元素（添加物）として加えたもの、もしくはタンタル酸リチウム（線膨張係数：１６〜１７×１０-6（／Ｋ））やリン酸チタン酸カリウム（ＫＴＰ、線膨張係数：１１×１０-6（／Ｋ））や他の非線形光学媒質であっても効果を発することは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、波長変換素子に適用して好適なものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２０  波長変換素子
１１，２１  ニオブ酸リチウム基板
１２，２２  ニオブ酸リチウム導波路
１３，２３，２５  Ａｌ金属層（第一の金属層）
１４，２６  ＳｉＯ2クラッド層
２４  Ａｕ金属層（第二の金属層）
【図１】
0006348439.tif 000002
【図２】
0006348439.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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