(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物単結晶を引下げ法によって育成する方法であって、前記酸化物単結晶の原料の溶融物をルツボから連続的に引き下げて育成するのに際して、前記酸化物単結晶を引き下げる際の引下げ速度を変更することによって、この酸化物単結晶の組成を、前記酸化物単結晶の原料の溶融物の組成と平衡状態でないある所定の組成に制御することを特徴とする、酸化物単結晶の製造方法。
【請求項２】
前記酸化物単結晶の引下げ速度を２０ｍｍ／時間以上、３００ｍｍ／時間以下の範囲内で変更することを特徴とする、請求項１記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項３】
前記酸化物単結晶の組成がその育成方向で均一となるように前記酸化物単結晶の引下げ速度を制御することを特徴とする、請求項１又は２記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項４】
前記酸化物単結晶の育成が進行するのにつれて前記引下げ速度を減少させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項５】
前記酸化物単結晶の育成を進行させるのと共に前記ルツボ内に前記酸化物単結晶の目的組成と同じ組成を有する原料を連続的または間欠的に供給して、育成された酸化物単結晶の組成の変動を防止することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項６】
前記酸化物単結晶が組成に応じて波長が変化するような酸化物単結晶であり、当該酸化物単結晶に対してレーザー光を照射し、当該酸化物単結晶からの出力光のピーク波長又は強度を測定し、当該ピーク波長又は強度測定値に従って前記引下げ速度を変更することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項７】
前記酸化物単結晶が固体レーザー用の酸化物単結晶であり、この酸化物単結晶に対してレーザー光を照射し、このレーザー光の波長を変換した変換光を検出することを特徴とする、請求項６記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項８】
前記酸化物単結晶が第二高調波発生効果を有しており、この酸化物単結晶に対してレーザー光を照射し、このレーザー光に対する２倍波を検出することを特徴とする、請求項６記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項９】
酸化物単結晶を引下げ法によって連続的に育成するための装置であって、
前記酸化物単結晶の原料の溶融物を収容するルツボ、
前記ルツボへと前記原料を供給する原料供給装置、
前記酸化物単結晶を前記ルツボから引き下げて育成するための駆動装置であって、この引下げ速度を変化させることができる駆動装置、
育成中の前記酸化物単結晶の組成の変化を検出する検出装置および
この組成の変化に応じて前記駆動装置による前記酸化物単結晶の引下げ速度を変化させるための制御装置
を備えていることを特徴とする、酸化物単結晶の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、酸化物単結晶の製造方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴＳＳＧ法によっては、ＫＬＮのような固溶体組成の酸化物を育成する場合、育成条件や原料の組成によって微妙に育成結晶の組成が変動するため、単結晶の光学的特性を均一することは困難であった。最近、酸化物単結晶を育成する方法として、いわゆるμ引下げ法によって単結晶ファイバーを形成する方法が注目を集めている。「電総研ニュース」１９９３年７月号（５２２号）の４〜８頁には、この方法によってニオブ酸・カリウム・リチウム（Ｋ3 Ｌｉ2-2xＮｂ5+x Ｏ15+x、以下、ＫＬＮと記載する。）単結晶ファイバーを育成した経緯が、開示されている。
【０００３】
例えば、「光技術コンタクト」Ｖｏｌ．３３、Ｎｏ．７  １９９５年においては、酸化ニオブ、炭酸カリウムおよび炭酸リチウムからなる溶融体を使用して、ＫＬＮの単結晶を育成しており、かつ育成されたＫＬＮ単結晶の組成と第二高調波位相整合波長との関係を、格子定数の変化等を参照しつつ、理論的に考察している。この結果、ニオブが５１ｍｏｌ％の組成を有する単結晶の場合には、８３０ｎｍの波長で位相整合していたのに対して、ニオブが５３ｍｏｌ％の組成では、８８０ｎｍで位相整合していた。このように、組成によって位相整合波長が変化することを示している。具体的には、ニオブの割合が１モル％増加すると、ＳＨＧ位相整合波長が、２５ｎｍだけ長波長側にシフトしていた。また、ＳＨＧ位相整合波長を±１．０ｎｍの範囲内に制御するためには、±０．０４ｍｏｌ％の範囲内にＫＬＮ単結晶の組成を制御することが必要なことが示されていた。
【０００４】
また、マイクロ引下げ法において、約６ｍｍ程度の育成速度でＫＬＮ単結晶を育成した場合について、単結晶の位相整合波長が、育成が進行するのに従って短波長側にシフトする傾向が認められた（第３９回人工結晶討論会  １９９４年１０月１７日）。これは、ＫＬＮの相図から判るように、ルツボ内の溶融体よりもニオブ組成が多い組成の単結晶が育成されるので、溶融体中のニオブの割合が徐々に減少していく。溶融体中のニオブの割合が減少してくるのに伴い、育成される単結晶中のニオブの割合も減少し、位相整合波長が短波長側にシフトしてくる。このように、マイクロ引下げ法においては、目的とする光学特性、特に位相整合波長を有する単結晶を連続的に育成することは困難であった。
【０００５】
このように、第二高調波用や固体レーザー用の素子の材料を生産するのに際しては、単結晶の組成が僅かに変動しても、その特性が顕著に変動し、不良品となってしまうので、単結晶を連続的に引き出すのに際して、その組成の変動を防止することが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、μ引下げ法によって酸化物単結晶を連続的に引き下げて生産するのに際して、酸化物単結晶の組成を制御できるようにすることであり、特には、一定の組成を有する酸化物単結晶を連続的に育成できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、酸化物単結晶を引下げ法によって育成する方法であって、酸化物単結晶の原料の溶融物をルツボから連続的に引き下げて育成するのに際して、酸化物単結晶を引き下げる際の引下げ速度を変更することによって、この酸化物単結晶の組成を、前記酸化物単結晶の原料の溶融物の組成と平衡状態でないある所定の組成に制御することを特徴とする製造方法に係るものである。
【０００８】
また、本発明は、酸化物単結晶を引下げ法によって連続的に育成するための装置であって、酸化物単結晶の原料の溶融物を収容するルツボ、ルツボへと前記原料を供給する原料供給装置、酸化物単結晶を前記ルツボから引き下げて育成するための駆動装置であって、この引下げ速度を変化させることができる駆動装置、育成中の酸化物単結晶の組成の変化を検出する検出装置、およびこの組成の変化に応じて駆動装置による酸化物単結晶の引下げ速度を変化させるための処理装置を備えていることを特徴とする、酸化物単結晶の製造装置に係るものである。
【０００９】
【作用】
本発明者は、前記した課題を解決して、連続的に単結晶ファイバーを引下げ、かつその組成を一定に保持することに成功した。即ち、酸化物単結晶の原料の溶融物をルツボから連続的に引き下げて育成するのに際して、酸化物単結晶を引き下げる際の引下げ速度を変更することによって、酸化物単結晶の組成を制御できることを見いだし、本発明に到達した。
【００１０】
具体的には、酸化物単結晶の育成装置中に高精度の駆動装置を設け、かつ高精度に温度を制御できるような炉体を設けた。このような高精度の育成装置中に白金ルツボを設置し、酸化物単結晶を育成した。ルツボからの単結晶の引下げ速度を２０〜３００ｍｍ／時間に設定し、その温度条件を最適化したところ、安定した固相−液相界面のメニスカスが生成し、連続的に単結晶を育成できることが判明した。そして、ＫＬＮの場合について、その引下げ速度と位相整合波長との関係を測定した結果、表１に示すような相関関係を発見した。
【００１１】
【表１】
0003734860.tif 000002
【００１２】
また、上記のようにして育成したＫＬＮ単結晶の組成を分析した結果、この位相整合波長は、ニオブの組成によって大きく左右され、図１に示すような相関関係があることを確認した。この図１に示す傾向自体は、従来知られていたものと同じであるが、その値は若干異なっていたことを発見した。これらのデータについて、以下説明する。ただし、表１において、横軸は溶融体の組成を示し、縦軸は引下げ速度を示す。「ｐｏ．」、「ＮＳ．」は後述する。
【００１３】
典型的なＫＬＮ組成であるＫ：Ｌｉ：Ｎｂ＝３０：２０：５０のｍｏｌ比率の原料を溶解して溶融体とし、この組成からの単結晶の育成を試みた。引下げ速度を４０ｍｍ／時間とした場合には、ＫＬＮ単結晶の位相整合波長は９２０ｎｍであり、引下げ速度を８０ｍｍ／時間とした場合には、ＫＬＮ単結晶の位相整合波長は８７０ｎｍ付近となった。引下げ速度１２０ｍｍ／時間で、位相整合波長は８４０ｎｍとなった。このように、育成速度を大きくすることによって、位相整合波長が短波長側にずれてくることを発見した。
【００１４】
次に、Ｋ：Ｌｉ：Ｎｂ＝３０：１９．５：５０．５のｍｏｌ比率の原料を溶解して溶融体とし、この組成からのＫＬＮ単結晶の育成を試みた。この結果、引下げ速度を４０ｍｍ／時間とした場合には、ＫＬＮ単結晶の位相整合波長は９４０ｎｍであり、引下げ速度を８０ｍｍ／時間とした場合には、ＫＬＮ単結晶の位相整合波長は８９０ｎｍ付近となり、引下げ速度を１２０ｍｍ／時間とした場合には、ＫＬＮ単結晶の位相整合波長は８６０ｎｍ付近となった。このように、育成速度を大きくすることによって、やはり位相整合波長が短波長側にずれてくることを発見した。また、上記の基本組成と比較して、ニオブの割合を０．５ｍｏｌ％増大させることによって、位相整合波長が約２０ｎｍ長くなることを確認した。
【００１５】
これらの結果から判るように、ニオブの割合が１ｍｏｌ％増大すると、ＳＨＧ位相整合波長が４０ｎｍ長波長側にシフトした。これは、逆に言うと、位相整合波長を±１．０ｎｍの範囲内に制御するためには、±０．０２５ｍｏｌ％の範囲内に組成を制御する必要がある。これは、従来の知見よりも、一層厳格な組成制御が必要であることを示している。
【００１６】
また、Ｋ：Ｌｉ：Ｎｂ＝３０：２０．５：４９．５のｍｏｌ比率の原料を溶解して溶融体とし、この組成からのＫＬＮ単結晶の育成を試みた。この結果、引下げ速度を４０ｍｍ／時間とした場合には、ＫＬＮ単結晶の位相整合波長は９００ｎｍであり、引下げ速度を８０ｍｍ／時間とした場合には、ＫＬＮ単結晶の位相整合波長は８５０ｎｍ付近となり、引下げ速度を１２０ｍｍ／時間とした場合には、ＫＬＮ単結晶の位相整合波長は８２０ｎｍ付近となった。このように、育成速度を大きくすることによって、やはり位相整合波長が短波長側にずれてくることを発見した。また、上記の基本組成と比較して、ニオブの割合を０．５ｍｏｌ％減少させることによって、位相整合波長が約２０ｎｍ短くなることを確認した。
【００１７】
これらの結果をまとめると、溶融体の組成に関しては、ＫＬＮ組成においてニオブの組成が１ｍｏｌ％増大したときには、位相整合波長が約４０ｎｍ長くなる。また、基本組成の近辺においては、引下げ速度を４０ｍｍ／時間から８０ｍｍ／時間へと増加させると、位相整合波長が約５０ｎｍ短くなり、引下げ速度を８０ｍｍ／時間から１２０ｍｍ／時間へと増加させると、位相整合波長が約３０ｎｍ短くなった。表１の他の部分も、これと同様の意味である。
【００１８】
本発明者は、こうした現象が生じた理由について、以下のように推定した。図２は、（Ｋ、Ｌｉ）−Ｎｂの二元系の相図において、ニオブの組成が５０．０ｍｏｌ％の溶融体から単結晶を育成した場合を示す図である。ＫＬＮのような固溶体組成の酸化物単結晶を引下げ法によって育成する場合には、ある組成を有する溶融体から単結晶を育成する際の引下げ速度によって、酸化物単結晶の組成が変化する。
【００１９】
これは、例えば３０ｍｍ／時間の引下げ速度では、図２の線１Ａに示すように組成が変化し、ニオブの割合が５４．５ｍｏｌ％であるＫＬＮ単結晶が得られ、９４０ｎｍで位相整合するようになる。次に、８０ｍｍ／時間の引下げ速度を採用すると、図２の線１Ｂで示すように組成が変化し、この結果ニオブの割合が５３ｍｏｌ％付近の単結晶が得られ、８７０ｎｍで位相整合する。この線１Ａと１Ｂとが、引下げ速度に応じて変化するのは、溶融体の組成が同じであっても、引下げ速度が早いと、短時間で冷却が行われるため、実質的な冷却速度が大きくなり、一層溶融体の組成に近い組成を有するＫＬＮ単結晶が育成される。
【００２０】
このため、この組成は、ルツボの形状、溶融体の量、固相液相の界面の状態とその制御方法などの影響を受けるので、溶融体の組成と引下げ速度とが同じであっても、位相整合波長に±１０ｎｍ程度の変化が観測される。ただし、ルツボの形状、炉体等がすべて同じ育成装置を使用した場合には、位相整合波長のずれは±０．５ｎｍ以下となり、即ち、非常に再現性の高い結果が得られた。
【００２１】
更に、育成速度を１２０ｍｍ／時間に増大させると、図２の線１Ｃで示すように単結晶が育成され、ニオブの割合が５２ｍｏｌ％付近となり、８４０ｎｍで位相整合する。
【００２２】
図３は、（Ｋ、Ｌｉ）−Ｎｂの二元系の相図において、ニオブの組成が４８．０ｍｏｌ％の溶融体から単結晶を育成した場合を示す図である。例えば３０ｍｍ／時間の引下げ速度では、線２Ａに示すように組成が変化し、ニオブの割合が５３ｍｏｌ％であるＫＬＮ単結晶が得られ、８８０ｎｍで位相整合するようになる。次に、８０ｍｍ／時間の引下げ速度を採用すると、線２Ｂで示すように組成が変化し、この結果ニオブの割合が５１．５ｍｏｌ％付近の単結晶が得られ、８２０ｎｍで位相整合する。
【００２３】
この育成速度が１２０ｍｍ／時間までは良質な単結晶の育成が可能であったが、１２０ｍｍ／時間を越えると、表１に示すように、育成が不可能になった。これは、線２Ｃで示すよりも育成速度が速い場合には、ＫＬＮの結晶とＬｉ3 ＮｂＯ4 とが共存する領域となるため、多結晶化したからである。表１では、このような領域を「ｐｏ．」（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）と表示した。
【００２４】
図４は、（Ｋ、Ｌｉ）−Ｎｂの二元系の相図において、ニオブの組成が４６．０ｍｏｌ％の溶融体から単結晶を育成した場合を示す図である。例えば、前述の参考文献で実施されていたような、１０ｍｍ／時間未満の引下げ速度では、線３Ａに示すように組成が変化し、ニオブの割合が５３ｍｏｌ％であるＫＬＮ単結晶が得られ、８７０ｎｍで位相整合するようになる。次に、３０ｍｍ／時間の引下げ速度を採用すると、線３Ｂで示すように組成が変化し、この結果ニオブの割合が５２ｍｏｌ％の単結晶が得られ、８３０ｎｍで位相整合した。
【００２５】
この育成速度が５０ｍｍ／時間までは良質な単結晶の育成が可能であったが、５０ｍｍ／時間を越えると、線３Ｃで示すよりも育成速度が速くなり、ＫＬＮの結晶とＬｉ3 ＮｂＯ4 とが共存する領域となり、多結晶化した。
【００２６】
図５は、（Ｋ、Ｌｉ）−Ｎｂの二元系の相図において、ニオブの組成が５２．０ｍｏｌ％の溶融体から単結晶を育成した場合を示す図である。例えば、線４Ａで示す場合には、単結晶におけるニオブの割合が５５ｍｏｌ％以上となるため、ＳＨＧ活性でない斜方晶の単結晶が得られる。表１では、この領域を「ＮＳ」（ＮＯ  ＳＨＧ）と表示した。引下げ速度を８０ｍｍ／時間とした場合には、線４Ｂで示すように組成が変化し、ニオブの割合が５４．５ｍｏｌ％であるＫＬＮ単結晶が得られ、９２０ｎｍで位相整合するようになる。次に、１６０ｍｍ／時間の引下げ速度を採用すると、線４Ｃで示すように組成が変化し、この結果ニオブの割合が５３ｍｏｌ％の単結晶が得られ、８７０ｎｍで位相整合した。３００ｍｍ／時間の引下げ速度を採用すると、線４Ｄで示すように、溶融体の仕込み組成とほぼ同一である、ニオブの割合が５２ｍｏｌ％の単結晶が得られ、８３０ｎｍで位相整合した。
【００２７】
このように、溶融体の組成と引下げ速度とを変更することによって、ニオブの割合が４５〜５４ｍｏｌ％である組成範囲のＫＬＮ溶融体から単結晶を製造することができた。特に、引下げ速度を１０〜３００ｍｍ／時間の範囲内で制御し、変更することによって、それそれ目的とする組成のＫＬＮ単結晶を製造でき、好ましくはＳＨＧ位相整合する組成のＫＬＮ単結晶を育成できる。
【００２８】
本発明者は、以上の知見に基づき、酸化物単結晶の原料の溶融物をルツボから連続的に引き下げて育成するのに際して、酸化物単結晶を引き下げる際の引下げ速度を変更することによって、酸化物単結晶の組成を制御することを想到した。これによって、初めて、酸化物単結晶をマイクロ引下げ法によって育成する過程で、酸化物単結晶の組成を精密に制御することが可能になった。従って、本発明は、酸化物単結晶の量産および組成の精密制御を必要とする分野において、極めて重要である。
【００２９】
また、本発明者は、ＫＬＴＮ〔Ｋ3 Ｌｉ2-2x（Ｔａy Ｎｂ1-y ）5+x 〕Ｏ15+x、Ｂａ1-X ＳｒX Ｎｂ2 Ｏ6 、ＬＮＴ〔ＬｉＮｂ1-X ＴａX Ｏ3 〕等の各単結晶の育成についても、上記と類似した結果を得たが、特に固溶体単結晶の育成に対して極めて好適であることをも確認した。
【００３０】
本発明においては、育成装置の制御し易さおよび量産性を考慮した場合、引下げ速度を２０〜３００ｍｍ／時間とすることが特に好ましく、５０〜２００ｍｍ／時間とすることが一層好ましい。これを２０ｍｍ／時間以上とすることによって、酸化物単結晶の量産性が著しく良好となり、２００ｍｍ／時間以下とすることによって、特に良質な結晶性を有する酸化物単結晶を安定して製造することができた。
【００３１】
【発明の実施形態】
本発明において、好ましくは、酸化物単結晶の組成がその育成方向で均一となるように、酸化物単結晶の引下げ速度を制御する。このためには、固溶体単結晶においては、単結晶の育成が進行するのにつれて、前述したように、ルツボ中の溶融体の組成が変化してくるため、単結晶の組成も変化してくる。そこで、単結晶の育成が進行するのにつれて、引下げ速度を減少させることによって、単結晶の組成を一定に保持することができる。
【００３２】
また、別の態様においては、酸化物単結晶の育成を進行させるのと共に、酸化物単結晶の目的組成と同じ組成を有する原料を、ルツボ内に連続的または間欠的に供給することによって、育成された酸化物単結晶の組成の変動を防止することができる。この場合においては、酸化物単結晶の育成の進行に伴うルツボ中の溶融体の組成の変化は相対的に小さくすることができる。しかし、原料を溶融体中に投入するときなどに、酸化物単結晶の組成に顕著な変化が生ずることがあるが、これに応じて引下げ速度を変化させることによって、酸化物単結晶の組成の変化を抑制することができる。
【００３３】
酸化物単結晶を育成した後の、冷却時の温度勾配は、１０００℃／時間以下とするが好ましい。これは、引下げ育成炉から引き出された単結晶が、急激に室温近辺の雰囲気に晒されると、熱応力によって酸化物単結晶中にクラックが発生したり、結晶性の劣化が認められたからである。このため、育成炉の下部に取り付けるアニール炉に関しては、育成速度を大きくすればするほど、長いアニール炉を必要とし、これによって１０００℃／時間を越える速度の急速冷却が生じないようにすることが好ましい。更に好ましくは、１００〜４００℃／時間の徐冷によって単結晶を取り出すことによって、結晶品質を保持できる。
【００３４】
本発明においては、酸化物単結晶に対してレーザー光を照射し、この酸化物単結晶からの出力光を測定し、この測定値に従って引下げ速度を変更することが特に効果的である。これによって、酸化物単結晶のリアルタイムの組成変化を検出し、即座に引下げ速度にフィードバックすることができるからである。
【００３５】
この態様においては、酸化物単結晶を固体レーザー用の酸化物単結晶とし、この酸化物単結晶に対してレーザー光を照射し、このレーザー光の波長を変換した変換光を検出することができる。また、酸化物単結晶が、前述したＫＬＮ単結晶のように、第二高調波発生効果を有している場合には、この酸化物単結晶に対してレーザー光を照射し、このレーザー光に対する２倍波を検出することができる。
【００３６】
更に詳細に説明すると、酸化物単結晶の出力光のピーク波長が、長波長側または短波長側に移動すると、その単結晶の組成がずれたことを意味しているので、そのピーク波長の移動を減少させるように、原料の組成比率を変動させる。これによって、単結晶ファイバー等を引出しながら、その組成を一定範囲内に保持することができる。
【００３７】
第二高調波発生効果を有する酸化物単結晶としては、ＫＬＮ、ＫＬＴＮ、ＫＮ等のように、ＳＨＧにより青色光を発生する酸化物単結晶や、ＣＬＢＯ、ＢＢＯ、ＬＢＯ等のように、更に紫外光を発生する酸化物単結晶が好ましい。ただし、本発明は、第三高調波、第四高調波等、更に高次の波長変換においても実施可能である。また、本発明によって育成できる固溶体単結晶としては、例えば、ＫＬＮ、ＫＬＴＮ〔Ｋ3 Ｌｉ2-2x（Ｔａy Ｎｂ1-y ）5+x 〕Ｏ15+x、Ｂａ1-X ＳｒX Ｎｂ2 Ｏ6 を中心としたタングステンブロンズの構造やＭｎ−Ｚｎフェライトを例示することができる。
【００３８】
特に、第二高調波発生効果を有する酸化物単結晶に対してレーザー光を照射し、このレーザー光に対する２倍波を検出することが好ましい。
【００３９】
また、酸化物単結晶に対して照射するレーザー光が、目的とする組成に対応する波長を含むような波長範囲を有していれば、酸化物単結晶からの出力光をスペクトラムアナライザーによって検出することによって、所定の波長範囲内の各波長についてその強度を知ることができる。
【００４０】
具体的には、図６において、目的とする組成に対応する出力光の波長はλ0 であり、レーザー光は波長λ1 とλ2 との間の光を含んでいるものとする。波長λ1 とλ2 との間のレーザー光の強度をスペクトラムアナライザーで検出する。ルツボの引出し口から引下げられた酸化物単結晶の組成が、目的の組成であるときには、レーザー光の強度は、波長λ0 で最大値Ｔをとる。しかし、製造が進むのにつれて、微妙に酸化物単結晶の引出し口付近の熱的状態、重力の影響等が変化してくると、このピーク波長は、λ1 またはλ2 の方へと向かってわずかに移動する。これに伴い、グラフＨも矢印Ｆ方向または矢印Ｇ方向へと向かって、グラフの全体がわずかに移動する。また、溶融体の組成が変化してくると、このピーク波長は顕著に移動する。
【００４１】
従って、酸化物単結晶を引き下げている段階で、その組成に変化が生じ、その出力光のピーク波長が変化した場合には、直ちにピーク波長の変化を検出し、引下げ用の駆動装置へと、および必要に応じて原料供給装置へとフィードバックすることができる。
【００４２】
また、受光装置が、フォトダイオードのように、波長成分の分布を検出できない場合には、各波長の出力光の強度を直接知ることはできない。そこで、この場合の好ましい監視方法を、図７を参照しつつ、説明する。
【００４３】
目的とする組成に対応する出力光の波長をλ0 とする。ルツボの引出し口から引下げられた酸化物単結晶の組成が、目的の組成であるときには、レーザー光の強度は、波長λ0 で最大値Ｔをとる。製造が進むのにつれて、前記したように、このピーク波長λ0 が移動し、λ4 またはλ5 となる。これに伴い、グラフＨは、右側または左側へと向かって移動し、グラフＩまたはグラフＪとなる。
【００４４】
このグラフ全体の形状は、通常は、最大値の周辺ではきわめて傾斜が小さい。従って、グラフの最大値がわずかに移動した場合には、波長λ0 における出力の変化は更にきわめて小さいので、組成の変化の検出は事実上困難である。
【００４５】
そこで、波長２λ0 よりも大きい波長２λ7 を有する第一のレーザー光と、波長２λ0 よりも小さい波長２λ6 を有する第二のレーザー光とを、酸化物単結晶に対して照射し、これらの各レーザー光に対応して、その出力光の強度を測定する受光装置を設けた。そして、第一のレーザー光に対応する出力光と、前記第二のレーザー光に対応する出力光との強度を検出してみた。
【００４６】
この結果、ルツボの引出し口から引下げられた酸化物単結晶の組成が、目的の組成であるときには、波長λ6 での強度はｐ0 となり、波長λ7 での強度はｑ0 となる。製造が進むのにつれて、ピーク波長λ0 がλ5 の方へと向かって移動すると、グラフＨは右側へと向かって移動し、グラフＩとなる。このとき、波長λ6 での強度はｐ1 となり、ｐ0 よりも減少する。この一方、波長λ7 での強度はｑ1 となり、ｑ0 よりも増加する。これに対して、ピーク波長λ0 がλ4 の方へと向かって移動すると、グラフＨは左側へと向かって移動し、グラフＪとなる。このとき、波長λ6 での強度はｐ2 となり、ｐ0 よりも増加する。この一方、波長λ7 での強度はｑ2 となり、ｑ0 よりも減少する。
【００４７】
このように、両方の波長で増加と減少とが一対となって現れてくるのて、きわめて組成変化に対する感度が良好になる。しかも、特にピーク波長λ0 、λ4 、λ5 付近を避けてその外側で測定波長を選択することによって、グラフの比較的に傾きの大きい部分を利用することができるので、この観点からも一層感度が良好になる。
【００４８】
上記の方法において、第一のレーザー光と第二のレーザー光とを同時に照射することができるが、また、波長可変レーザーを使用して、二種類の波長の各レーザー光を、時間をずらして逐次に照射することも可能である。
【００４９】
次に、本発明の好適な態様について、更に詳細に説明する。本発明者は、酸化物単結晶のμ引下げ法による量産技術を確立するべく、ルツボを大型化するための研究を続けていたが、この過程で、ルツボを大型化すると共に、このルツボから下方へと延びるノズル部を備え、このノズル部の下端に単結晶育成部を設け、ルツボと単結晶育成部とを互いに独立に温度制御してみた。
【００５０】
この結果、ルツボで溶融する粉末の量を５ｇ以上といった多量にし、これに合わせてルツボの容積を大きくしても、酸化物単結晶を連続的に容易に引き下げうることを見いだした。
【００５１】
こうした作用効果が得られた理由は、おそらく、ノズル部の下端部に単結晶育成部を設けることによって、ルツボにおける溶融物が発生させる熱量の影響を、単結晶育成部が直接受けにくいようになり、同時に単結晶育成部ないしノズル部と、ルツボとを別々に温度制御することによって、単結晶育成部付近における温度勾配を大きくすることができたからと、考えられる。
【００５２】
しかも、この方法によれば、ルツボ内で溶融する原料粉末の量を３０〜５０ｇ程度にまで増大させた場合でも、ＫＬＮ単結晶ファイバーにおける組成の変動が、わずかに０．０１ｍｏｌ％以下という驚くべき精度にまで減少していたことを発見した。従って、この製造方法と本発明とを組み合わせることによって、こうした極めて高い精度の組成を有する酸化物単結晶を量産することができる。
【００５３】
更に、本発明者は、上記した製造装置を使用して、単結晶育成部における溶融物の状態と単結晶の物性について研究した。この結果、単結晶育成部の環境に対して、重力よりも表面張力の方が支配的である場合には、きわめて組成の変動の少ない良好な酸化物単結晶を、連続的に引き出しうることを見いだした。これによって、良好な固相液相界面が形成されるからと思われる。
【００５４】
このように、単結晶育成部において表面張力の方が重力よりも支配的な条件を生じさせるためには、ノズル部内の溶融物に加わる重力を減少させる機構を、ルツボ内に設けることが有効である。本発明者は，このような機構について検討したが、特にノズル部の内径を０．５ｍｍ以下とすることによって、ノズル部内において、溶融物に加わる重力よりも表面張力の方が支配的な条件を生成でき、ノズル部の先端開口において均一なメニスカスを形成できることを確認した。
【００５５】
ただし、このノズル部の内径が０．０１ｍｍ未満であると、単結晶の育成速度が小さくなりすぎるので、量産の観点からノズル部の内径を０．０１ｍｍ以上とすることが好ましい。ノズル部の最適な内径は、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内で、溶融物の粘性、表面張力、比重、単結晶の育成速度等によって若干変動する。
【００５６】
更に、本発明者は、この点について追求した結果、次のような知見を得るに至った。即ち、従来のμ引下げ法においては、ルツボの規模が小さいので、単結晶ファイバーを連続的に引き下げることができたと考えられるが、これは、ルツボ内の溶融物の量が少なく、溶融物がルツボの壁面に対して、その表面張力によって張りつくことから、引出し口へと加わる重力が相対的に小さくなっていたために、ある程度は均質な固相液相界面が形成されたものと推定できる。しかし、ルツボの寸法を大きくすると、引出し口付近において表面張力が支配的な条件が失われたものと推定される。
【００５７】
更に、この方法においては、単結晶育成部付近において、ノズル部をその長さ方向に見たときの温度勾配を大きくすることが容易である。これによって、ノズル部内を流下してきた溶融物を急速に冷却できる。
【００５８】
ルツボに対して原料を供給すると、その原料の溶解熱によって、ルツボ内の熱的状態に変動が発生し、単結晶の組成の変動等がこれによって発生する。しかし、ルツボの下方に前記のようにしてノズル部を設ける場合には、ルツボに対して原料を連続的に、または間欠的に供給することができる。なぜなら、ルツボ内で前記のような熱的変動が発生しても、単結晶育成部への熱的影響は少なく、かつ単結晶育成部では平衡状態ではなく、速度論的状態なので、熱的変動の影響をますます受けにくいからである。
【００５９】
本発明においては、ルツボの加熱方法は特に限定されない。しかし、単結晶製造装置の周囲を囲むように、加熱炉を設けることが好ましい。この際、加熱炉を上側炉と下側炉とに分離し、ルツボを上側炉によって包囲し、この上側炉の方を相対的に高温で発熱させて、ルツボ内の粉末の溶融を助けることが好ましい。これに対してノズル部の周囲に下側炉を設置し、この下側炉の方の温度を相対的に低くすることによって、ノズル部の下端部の単結晶育成部における温度勾配を大きくすることが好ましい。
【００６０】
更に、ルツボ内での粉末の溶融の効率を向上させるためには、ルツボの外側の加熱炉のみによってルツボを加熱するよりも、ルツボ自体を導電性材料によって形成し、このルツボに電力を供給することによって、ルツボを発熱させることが好ましい。更に、ノズル部内を流れる溶融物の溶融状態を保持するためには、ノズル部を導電性材料によって形成し、このノズル部に電力を供給することによって発熱させることが好ましい。
【００６１】
こうした導電性材料としては、特に耐食性の観点から、白金、白金−金合金、白金−ロジウム合金、白金−イリジウム合金、イリジウム等の材料が好ましい。
【００６２】
本発明は、酸化物単結晶ファイバーの製造だけでなく、単結晶からなる板状体ないしプレートの製造に対しても、良好に適用することができる。具体的なプレートの形成方法は後述する。
【００６３】
ＫＬＮ単結晶は、最近、光材料として注目を集めており、特に半導体レーザー用の青色光第二高調波発生（ＳＨＧ）素子用の単結晶として注目されている。これは、３９０ｎｍの紫外光領域まで発生することが可能であるので、こうした短波長の光を利用することで、光ディスクメモリー用、医学用、光化学用、各種光計測用等の幅広い応用が可能である。また、ＫＬＮ単結晶は、電気光学効果も大きいので、そのフォトリフラクティブ効果を利用した光記憶素子等にも適用できる。
【００６４】
図８は、本発明の一実施例に係る製造装置を模式的に示すブロック図である。この育成装置においては、上側炉２０内にヒーター２２Ａが設けられており、下側炉２１内にヒーター２２Ｂが設けられている。上側炉、下側炉の所定箇所に、温度測定装置（好ましく熱電対）５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅが設置されている。各温度測定装置から、それぞれ制御装置９へと信号線が延びている。上側炉２０の内側空間１０内にルツボ１１が設置されており、ルツボ１１のノズルから下側炉２１の内側空間１８内へと単結晶を引き出す。この部分の具体的好適例については後述する。上側炉２０の上方に原料供給装置１９が設置されており、この原料供給装置１９の供給口１９ａがルツボ１１の上面に向かって開いている。原料供給装置１９も制御装置９に対して連絡している。
【００６５】
下側炉２１の下には単結晶１２の撮影装置６が設置されており、この撮影装置６がモニター７に接続されている。撮影装置６の下には、ブロックとして模式的に表示した駆動装置２３が設置されており、この下側に、組成の検出装置１３および切断装置１４が設けられている。駆動装置２３、検出装置１３および切断装置１４は、制御装置９へと接続されている。駆動装置２３による引下げ速度は、制御装置９を通して精密に制御できるようになっている。１６は切断部であり、５０は、切断によって得られた所定形状、寸法の単結晶品である。
【００６６】
この単結晶品５０の下側には搬送装置１７が設置されている。制御装置９は、端末８によって監視し、制御できるように構成されている。
【００６７】
図９は、本発明の一実施例に係る単結晶育成用の製造装置を模式的に示す概略断面図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、そのノズル部の先端部分の状態を説明するための概念図である。
【００６８】
炉体の内部にはルツボ１１が設置されている。ルツボ１１およびその上側空間１０を包囲するように、上側炉２０が設置されており、上側炉２０内にはヒーター２２Ａが埋設されている。ルツボ１１の下端部から下方向へと向かってノズル部２９が延びており、ノズル部２９の下端部に開口２９ａが形成されている。ノズル部２９およびその周囲の空間１８を包囲するように下側炉２１が設置されており、下側炉２１の中にヒーター２２Ｂが埋設されている。こうした加熱炉の形態自体は、種々変更することができる。例えば図９においては、加熱炉を２ゾーンに分割しているが、加熱炉を３ゾーン以上に分割することもできる。ルツボ１１およびノズル部２９は、いずれも耐食性の導電性材料によって形成されている。
【００６９】
ルツボ１１の位置Ａに対して、電源３６Ａの一方の電極が電線によって接続されており、ルツボ１１の下側の折曲端Ｂに対して、電源３６Ａの他方の電極が接続されている。ノズル部２９の位置Ｃに対して、電源３６Ｂの一方の電極が電線によって接続されており、ノズル部２９の下端Ｄに対して他方の電極が接続されている。これらの各通電機構は、共に分離されており、独立してその電圧を制御できるように構成されている。
【００７０】
ノズル部２９を包囲するように、間隔を置いて、空間１８内にアフターヒーター２８が設けられている。ルツボ１１内で、取り入れ管２７が上方向へと向かって延びており、この取り入れ管２７の上端に取り入れ口２６が設けられている。取り入れ口２６は、ルツボ１１の底部から若干突き出している。
【００７１】
上側炉２０、下側炉２１およびアフターヒーター２８を発熱させて空間１０、１８の温度分布を適切に定め、溶融物の原料をルツボ１１内に供給し、ルツボ１１およびノズル部２９に電力を供給して発熱させる。この状態では、図１０（ａ）に示すように、ノズル部２９の下端部にある単結晶育成部３０では、開口２９ａから溶融物２４が僅かに突出し、その表面張力によって保持されて、比較的に平坦な表面３７が形成されている。
【００７２】
ノズル部２９内の溶融物２４に対して加わる重力は、ノズル部２９内の壁面に対する溶融物の接触によって大きく減少している。特に、ノズル部２９の内径を０．５ｍｍ以下とすることによって、前記したように均一な固相液相界面を形成することができた。
【００７３】
この状態で、種結晶１５を矢印Ｅで示すように上方向へと移動させ、種結晶１５の端面１５ａを表面３７に対して接触させる。次いで、図１０（ｂ）に示すように、種結晶１５を下方向へと引下げる。この際、種結晶１５の上端部と、ノズル部２９から下方向へと引き出されてくる溶融物２４との間には、均一な固相液相界面（メニスカス）３８が形成される。
【００７４】
この結果、図９に示すように、種結晶の上側に単結晶１２が連続的に形成され、下方向へと向かって引き出されてくる。本実施例では、この単結晶１２を、駆動装置であるローラー１３によって送っている。
【００７５】
一方、従来のルツボを使用しつつ、これに投入する粉末の量を増加させた場合には、ルツボの引出し口から下方向へと向かって、溶融物による膨張部分が形成される。この状態で種結晶１５の端面１５ａを溶融物に対して接触させると、良好な固相液相界面が形成されない。
【００７６】
単結晶１２が連続的に下方向へと向かって引き出されてくると、検出装置２３においては、レーザー光源３１から矢印Ｒのように波長２λ0 付近のレーザー光を出射させて単結晶１２に照射し、単結晶１２からの第２高調波λ0 付近の出力光Ｓを長波長カットフィルター３４を通して受光装置３５Ｃで受光し、その強度を検出する。受光装置３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃからの信号を制御装置９へと送り、ここで処理する。この処理を受けて、駆動装置による引下げ速度を制御すると共に、ルツボ１１上の原料供給装置１９から投入する原料の組成比率を制御することによって、酸化物単結晶の組成の変動を打ち消す方向へとフィードバック制御する。
【００７７】
次に、単結晶プレートを製造するための具体的なノズル部の形態について、好適例を説明する。図１１（ａ）に示すように、平板４２に複数列の細長い溝４３を、互いに平行となるように形成する。図１１（ｂ）に示すように、各平板４２を貼り合わせて、平板形状のノズル部４５を形成し、ノズル部４５の中に複数列の融液流通孔４４を形成する。４６は継ぎ目である。
【００７８】
図１１（ｃ）に示すように、略長方形状のルツボ４７の底部に、ノズル部４５が接合されている。このルツボ４７内の融液は、ノズル部４５の各融液流通孔４４内を流下し、各融液流通孔４４から流れだす。このとき、各融液流通孔から流れだした融液が、ノズル部４５の底面４５ａ上で一体となって流れ、この底面４５ａの直下で固相となるが、これによってプレート状の単結晶４８がノズル部４５の下方へと向かって引き出される。こうした方法であれば、単結晶プレートを形成するための内径の小さなノズル部を、容易に製造することができる。
【００７９】
【実施例】
以下、更に具体的な実験結果について述べる。
（実施例１）
（ルツボの炉体部分の構成）
図８および図９に示すような構造の育成装置を使用し、ＫＬＮ単結晶を育成した。炭酸カリウム、炭酸リチウム、酸化ニオブを、モル比率で３０：２０：５０の組成比率となるように調合して原料粉末を製造し、この原料粉末約３００ｇを白金製のルツボ内に収容した。この育成炉の炉体部分は、前述したように上部炉と下部炉とによって全体の温度を制御し、ノズル通電部分とアフターヒーター通電部分とで、単結晶の育成点付近の温度勾配を制御できるようになっている。
【００８０】
上部炉部分の温度を１１００〜１２００℃に調整し、白金ルツボ内の原料を融解させた。下部炉部分の温度を５００〜１０００℃の範囲内で均一に制御した。更に、ルツボのノズル部の通電およびアフターヒーターへの通電によって、単結晶育成点の温度を最適化し、単結晶の育成を実施した。良好な単結晶の育成が可能であるような条件に制御し、即ち、育成点の温度を１０５０℃〜１１５０℃とし、温度勾配を１０〜５０℃／ｍｍに制御して、単結晶の育成を実施した。
【００８１】
（育成の開始）
酸化物単結晶の移動機構として、種単結晶を保持して移動させるための機構部分と、育成された酸化物単結晶をローラーによって保持して移動させるための機構とをそれぞれ備えた駆動装置を使用した。切断装置としては、炭酸ガスレーザーによって単結晶を局部的に加熱し、溶解させる機構を搭載した。なお、引下げ駆動機構部分の速度は、垂直方向に見て２〜３００ｍｍ／時間で均一に制御できるように構成されている。搬送装置としては、酸化物単結晶を搬送するベルトコンベアを使用した。
【００８２】
シーディング時には、ノズルの先端に種結晶を接触させ、界面を最適なメニスカス状態とし、当初は８０ｍｍ／時間の一定速度で単結晶を育成した。このように育成した、断面が１ｍｍ×１ｍｍの寸法の結晶の長さが約２００ｍｍに達したところで、連続送り用のローラーによって酸化物単結晶を両側から保持し、移動させた。
【００８３】
（育成時の制御）
単結晶の育成が進行するのにつれて、ニオブの割合が５３ｍｏｌ％であるＫＬＮ単結晶が育成されてくるために、ルツボ内の溶融体におけるニオブの割合が５０ｍｏｌ％から４９．５ｍｏｌ％、４９．０ｍｏｌ％といったように徐々に減少してきた。そこで、前記した検出装置を使用し、チタンサファイアレーザーまたは半導体レーザーを使用して、ＫＬＮ単結晶から発生する位相整合波長を監視しながら、８７０ｎｍの位相整合波長が得られるように、引下げ速度を８０ｍｍ／時間から徐々に６５ｍｍ／時間、５０ｍｍ／時間へと減少させていった。この結果、約１００本のＫＬＮ単結晶ファイバーを１０日間で育成することに成功した。
【００８４】
（第二高調波発生素子としての特性の測定）
このようにして育成したすべてのＫＬＮ単結晶ファイバーについて、第二高調波発生素子の波長を測定した。この結果、位相整合波長は、目標とする８７０ｎｍに対して、±０．２ｎｍの範囲内にあることが判明した。また、出力の変換効率も、理論値とほぼ同一の値が得られたし、出力の変動も±１％以内の検出限界以下であった。
【００８５】
（実施例２）
（ルツボの炉体部分の構成）
図８および図９に示すような構造の育成装置を使用し、ＫＬＮ単結晶を育成した。炭酸カリウム、炭酸リチウム、酸化ニオブを、モル比率で３０：２０：５０の組成比率となるように調合して原料粉末を製造し、この原料粉末約２０００ｇを白金製のルツボ内に収容した。ルツボの上側には、原料を供給するための原料供給装置を備え、溶融体の表面に設置した熱電対からの信号、即ち温度変化を示す信号によって、原料の供給を制御する構造とした。また、ルツボの形態としては、図１１（ａ）〜（ｃ）に示したものを使用した。
【００８６】
この育成炉の炉体部分は、前述したように上部炉と下部炉とによって全体の温度を制御し、ノズル通電部分とアフターヒーター通電部分とで、単結晶の育成点付近の温度勾配を制御できるようになっている。
【００８７】
上部炉部分の温度を１１００〜１２００℃に調整し、白金ルツボ内の原料を融解させた。下部炉部分の温度を５００〜１０００℃の範囲内で均一に制御した。更に、ルツボのノズル部の通電およびアフターヒーターへの通電によって、単結晶育成点の温度を最適化し、単結晶の育成を実施した。良好な単結晶の育成が可能であるような条件に制御し、即ち、育成点の温度を１０５０℃〜１１５０℃とし、温度勾配を１０〜５０℃／ｍｍに制御して、単結晶の育成を実施した。
【００８８】
（育成の開始）
酸化物単結晶の移動機構として、種単結晶を保持して移動させるための機構部分と、育成された酸化物単結晶をローラーによって保持して移動させるための機構とをそれぞれ備えた駆動装置を使用した。切断装置としては、炭酸ガスレーザーによって単結晶を局部的に加熱し、溶解させる機構を搭載した。なお、引下げ駆動機構部分の速度は、垂直方向に見て２〜３００ｍｍ／時間で均一に制御できるように構成されている。搬送装置としては、酸化物単結晶を搬送するベルトコンベアを使用した。また、単結晶プレートの厚さを半導体レーザーを用いて監視し、検出するモニターを設置した。
【００８９】
シーディング時には、ノズルの先端に種結晶を接触させ、界面を最適なメニスカス状態とし、当初は８０ｍｍ／時間の一定速度で単結晶プレートを育成した。このように育成した、断面が５０ｍｍ×１ｍｍの寸法の単結晶プレートの長さが約２００ｍｍに達したところで、連続送り用のローラーによって単結晶プレートを両側から保持し、移動させた。
【００９０】
（育成時の制御）
単結晶の育成が進行するのにつれて、ルツボ内の溶融体が単結晶プレートとして消費されるために、その重量が減少してくる。溶融体の量が減少すると、その界面の位置が変化してくるが、この界面の位置の変化を熱電対で検出し、原料を供給してルツボ内の原料の重量が一定範囲に保持されるようにした。なお、この例ではルツボ内の溶融体の量の変化を熱電対によって検出したが、ルツボおよび溶融体の総重量をロードセルによって検出し、この重量の変化が±１ｇの範囲内となるように、間欠的に原料粉末をルツボ内に供給することができる。この原料粉末の組成は、ニオブ組成５３ｍｏｌ％の育成結晶の組成と同じ組成とした。
【００９１】
前記した検出装置を使用し、チタンサファイアレーザーを使用して、ＫＬＮ単結晶から発生する位相整合波長を、０．０５ｎｍの精度で、光スペクトラムアナライザーによって測定した。この測定結果を、制御装置であるコンピューターを使用して、引下げ速度の方にフィードバックした。この引下げ速度の制御範囲は、原料粉末を供給してから原料粉末が完全に溶融するまでの時間差や、原料の蒸発等に起因する要因や、ルツボの形状等の要因によって変化するが、ほぼ８０ｍｍ±３ｍｍ／時間の範囲であった。
【００９２】
このＫＬＮ単結晶プレートは、約４０分間で５０ｍｍ成長するので、５０ｍｍ成長するごとに炭酸ガスレーザーで単結晶プレートを切断し、寸法５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの単結晶プレートを連続的に育成した。１０日間連続的に運転を行うことによって、４００枚の単結晶プレートを製造した。
【００９３】
（第二高調波発生素子としての特性の測定）
このようにして育成したすべてのＫＬＮ単結晶プレートについて、第二高調波発生素子の波長を測定した。この結果、位相整合波長は、目標とする８７０ｎｍに対して、各プレートの内部のいずれの点でも、またいずれのプレートにおいても、±０．２ｎｍの範囲内にあることが判明した。また、出力の変換効率も、理論値とほぼ同一の値が得られたし、出力の変動も±１％以内の検出限界以下であった。
【００９４】
（比較例１）
実施例１と同様の育成装置を使用した。ただし、ＳＨＧ位相整合波長の検出装置を取り除き、一定速度（８０ｍｍ／時間）で単結晶ファイバーの育成を連続的に行った。当初は、８７０ｎｍで位相整合する単結晶が得られていたが、時間が経過するのにつれて位相整合波長がシフトし、最終的にはルツボ中の溶融体中のニオブの割合が４９ｍｏｌ％に接近し、位相整合波長は８４０ｎｍ付近にまで変化した。
【００９５】
（比較例２）
実施例２と同様の育成装置を使用し、単結晶プレートを育成した。ただし、ＳＨＧ位相整合波長の検出装置を取り除き、一定速度（８０ｍｍ／時間）で単結晶の育成を連続的に行った。この結果、最大限精密に原料供給を制御しても、上記したような要因によって、位相整合波長は８７０ｎｍ±５ｎｍの範囲内で変動した。
【００９６】
（実施例３）
実施例１と同様にして、ＫＬＮ単結晶ファイバーを育成した。ただし、表１に示すように溶融体の組成を変更した。また、表１に示すように、単結晶ファイバーの引下げ速度を種々変更した。この結果、位相整合波長が、表１に示したように、また前述したように変動した。
【００９７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、マイクロ引下げ法によって酸化物単結晶を育成するのに際して、この酸化物単結晶における組成を適切に、迅速に制御することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＫＬＮ単結晶のＳＨＧ位相整合波長とニオブの割合との関係を示すグラフである。
【図２】（Ｋ、Ｌｉ）−Ｎｂの二元系の相図において、ニオブの組成が５０．０ｍｏｌ％の溶融体から単結晶を育成した場合を示す図である。
【図３】（Ｋ、Ｌｉ）−Ｎｂの二元系の相図において、ニオブの組成が４８．０ｍｏｌ％の溶融体から単結晶を育成した場合を示す図である。
【図４】（Ｋ、Ｌｉ）−Ｎｂの二元系の相図において、ニオブの組成が４６．０ｍｏｌ％の溶融体から単結晶を育成した場合を示す図である。
【図５】（Ｋ、Ｌｉ）−Ｎｂの二元系の相図において、ニオブの組成が５２．０ｍｏｌ％の溶融体から単結晶を育成した場合を示す図である。
【図６】波長λ1 とλ2 との間のレーザー光の強度をスペクトラムアナライザーで検出する態様について説明するためのグラフである。
【図７】目的とする波長λ0 の両側の波長の出力光の強度を測定する態様について説明するためのグラフである。
【図８】本発明の実施例に係る単結晶育成装置を模式的に示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例に係る単結晶育成装置を模式的に示すブロック図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、単結晶育成用の製造装置のノズル部２９の先端部分の状態を説明するための概念図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、単結晶プレートを育成するのに適したルツボおよびノズルの形態を例示するための図てある。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ  組成の変化を説明するための仮想線    ９  制御装置
１１  ルツボ    １２  酸化物単結晶    １４  切断装置    １５  種結晶
２３  検出装置
【図１】
0003734860.tif 000003
【図２】
0003734860.tif 000004
【図３】
0003734860.tif 000005
【図４】
0003734860.tif 000006
【図５】
0003734860.tif 000007
【図６】
0003734860.tif 000008
【図７】
0003734860.tif 000009
【図８】
0003734860.tif 000010
【図９】
0003734860.tif 000011
【図１０】
0003734860.tif 000012
【図１１】
0003734860.tif 000013