[发明专利]波长变换元件和制造波长变换元件的方法

权利要求书

1.一种波长变换元件，所述波长变换元件具有光波导并对从所述光波导的一端输入的入射光的波长进行变换且从所述光波导的另一端输出出射光，所述波长变换元件包含：

由Al_xGa_(1-x)N(0.5≤x≤1)构成的第一晶体；和

组成与所述第一晶体的组成相同的第二晶体，

其中所述第一晶体和第二晶体形成畴相反结构，在该畴相反结构中极化方向沿所述光波导周期性反转，所述畴相反结构对于所述入射光满足准相位匹配条件，且所述第一晶体和第二晶体中的至少一种晶体具有1×10³cm^-2以上且小于1×10⁷cm^-2的位错密度。

2.如权利要求1所述的波长变换元件，其中所述第一晶体和第二晶体中的至少一种晶体具有1×10³cm^-2以上且小于1×10⁵cm^-2的位错密度。

3.一种制造波长变换元件的方法，所述波长变换元件具有光波导并对从所述光波导的一端输入的入射光的波长进行变换且从所述光波导的另一端输出出射光，所述方法包括：

准备由Al_xGa_(1-x)N(0.5≤x≤1)构成的底部衬底的步骤；

在所述底部衬底上生长组成与所述底部衬底的组成相同的晶体的步骤；

将所述晶体分成两个以上的部分使得其极化发生反转，由此形成第一晶体和第二晶体的步骤；以及

形成畴相反结构并以所述畴相反结构对于所述入射光满足准相位匹配条件的方式将所述第一晶体和第二晶体结合在一起的步骤，在所述畴相反结构中所述第一晶体和第二晶体的极化方向沿所述光波导周期性反转。

4.一种制造波长变换元件的方法，所述波长变换元件具有光波导并对从所述光波导的一端输入的入射光的波长进行变换且从所述光波导的另一端输出出射光，所述方法包括：

准备由Al_xGa_(1-x)N(0.5≤x≤1)构成的底部衬底的步骤；

在所述底部衬底上生长组成与所述底部衬底的组成相同的第一晶体的步骤；

准备组成与所述第一晶体的组成相同的第二晶体的步骤；以及

形成畴相反结构并以所述畴相反结构对于所述入射光满足准相位匹配条件的方式将所述第一晶体和第二晶体结合在一起，在所述畴相反结构中所述第一晶体和第二晶体的极化方向沿所述光波导周期性反转。

5.一种制造波长变换元件的方法，所述波长变换元件具有光波导并对从所述光波导的一端输入的入射光的波长进行变换且从所述光波导的另一端输出出射光，所述方法包括：

准备由Al_xGa_(1-x)N(0.5≤x≤1)构成的底部衬底的步骤；

在所述底部衬底上生长组成与所述底部衬底的组成相同的第一晶体的步骤；

形成在所述第一晶体的表面上规则布置的两个以上凸起部分的步骤；以及

在所述第一晶体的表面上生长组成与所述第一晶体的组成相同的第二晶体的步骤，所述第二晶体是无定形晶体，

其中在生长所述第二晶体的步骤中，形成畴相反结构并以所述畴相反结构对于所述入射光满足准相位匹配条件的方式形成所述第一晶体和第二晶体，在所述畴相反结构中所述第一晶体和第二晶体的极化方向沿所述光波导周期性反转。

6.一种制造波长变换元件的方法，所述波长变换元件具有光波导并对从所述光波导的一端输入的入射光的波长进行变换且从所述光波导的另一端输出出射光，所述方法包括：

准备由Al_xGa_(1-x)N(0.5≤x≤1)构成的底部衬底的步骤；

在所述底部衬底上形成具有开口的掩模层的步骤；以及

通过在所述底部衬底和所述掩模层上生长组成与所述底部衬底的组成相同的晶体而形成第一晶体和第二晶体的步骤，其中通过与所述底部衬底接触而生长所述第一晶体，并通过与所述掩模层接触而生长所述第二晶体，

其中在所述形成步骤中，形成畴相反结构并以所述畴相反结构对于所述入射光满足准相位匹配条件的方式形成所述第一晶体和第二晶体，在所述畴相反结构中所述第一晶体和第二晶体的极化方向沿所述光波导周期性反转。