-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen
Wellenlängenkonverter (oder -Wandler) zum Wandeln einer Welle mit einer
Grund- oder Fundamentalfrequenz, nachfolgend die Fundamentale
oder Grundschwingung genannt, in ihre zweite Harmonische, d. h.
mit einer Wellenlänge, die die Hälfte der Wellenlänge der
Fundamentalen ist und insbesondere einen optischen
Wellenlängenwandler des Fasertyps zum Beseitigen von Phaseninterferenz
zwischen in einem geleiteten Modus laufenden Wellen, bei denen
eine Fundamentalwelle durch einen Kern geleitet wird, und in
einem Strahlungsmodus laufenden Wellen, bei dem eine zweite
Harmonische in einen Mantel (Überzug) eingestrahlt wird.
-
Verschiedene Versuche sind bisher angestellt worden, um die
Wellenlänge eines Laserstrahls aufgrund der Erzeugung einer
zweiten Harmonischen durch ein nichtlineares optisches Material
in eine kürzeren Wellenlänge zu wandeln. Ein Beispiel eines
optischen Wellenlängenwandlers zur Bewirkung einer solchen
Laserwellenwandlung ist ein Masssivkristall-Wandler, wie
beispielsweise in Introduction to Optical Electronics von A.
Yariv beschrieben, (ins Japanische übersetzt durch Kunio Tada
und Takeshi Kamiya, veröffentlicht durch Maruzen K.K.), Seiten
200-204. Dieser optische Wellenlängenwandler beruht auf der
Doppelbrechung eines Kristalls, um Phasenanpaß-Bedingungen zu
erfüllen. Aus diesem Grund kann jedes Material, das keine
Doppelbrechung oder nur eine geringe Doppelbrechung zeigt, auch
dann nicht benutzt werden, wenn es eine hohe Nichtlinearität
besitzt.
-
Ein optischer Wellenlängenwandler vom Fasertyp wurde
vorgeschlagen, um das angesprochene Problem zu lösen. Der optische
Wellenlängenwandler dieser Art besteht in Form einer optischen
Faser, die einen Kern aus einem nichtlinearen optischen
Material umfaßt, der durch einen Mantel (Umhüllung) umgeben ist. Ein
Beispiel einer solchen optischen Faser ist in dem Bulletin der
Mikrooptik-Forschungsgruppe einer Versammlung der Applied
Physics Society, Bd. 3, Nr. 2, Seiten 28-32 gezeigt. In letzter
Zeit sind viele Anstrengungen auf die Untersuchung von
optischen Wellenlängenwandlern vom Fasertyp gerichtet worden, da
diese leicht Störungen beseitigen kann, die zwischen den in
einem geführten Modus wandernden Wellen, bei denen eine
Fundamentale durch den Kern geleitet wird, und in einem
Strahlungsmodus wandernden Wellen, in denen eine zweite Harmonische
in den Mantel (zur sog. Tscherenkow-Strahlung) eingestrahlt
wird, auftreten.
-
Ein Problem, das mit Bezug auf einen derartigen optischen
Wellenlängenwandler vom Fasertyp erkannt wurde, besteht darin,
daß die Phase der zweiten Harmonischen dazu neigt, gestört zu
werden, während die zweite Harmonische einem Ende des Geräts
zuläuft, durch wiederholte Totalreflexion zwischen den
Außenflächen des Mantels. Wenn die Phase der zweiten Harmonischen
gestört wird, wird die Intensität der zweiten Harmonischen, die
ggf. aus dem optischen Wellenlängenwandlergerät ausgestrahlt
wird, abgesenkt, und damit sinkt auch der Wellenlängenwandler-
Wirkungsgrad. Es ist auch unmöglich geworden, zufriedenstellend
die zweite Harmonische, die aus dem Wandler emittiert wurde, zu
konvergieren.
-
Darüberhinaus ist es möglich, daß die zweite Harmonische durch
den Kern absorbiert wird, während sie durch den optischen
Wellenlängenwandler vom Fasertyp läuft und dabei wiederholt
einer Totalreflexion unterworfen wird. Eine derartige
Absorption der zweiten Harmonischen senkt auch den
Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad ab und macht es schwierig, eine zweite
Harmonische mit hoher Intensität abzuziehen, die eine kürzere
Wellenlänge als die Fundamentale hat und eine leicht
absorbierte Welle ist.
-
In EP-0 300 471 A1 wird ein optischer Wellenlängenwandler
geoffenbart mit einem Wellenleiter aus einem nichtlinearen
optischen Material, der in einem Mantel sitzt. Ein
Brechungsindex des Wellenleitermaterials ist niedriger als der
Brechungsindex des Mantels zum Wandeln einer durch den
Wellenleiter geleiteten Fundamentalen in eine zweite oder dritte
Harmonische und zum Ausstrahlen der zweiten oder dritten
Harmonischen in den Mantel. EP-0 300 471 A1 ist eine anhängige
Anmeldung, die der gleichen Anmelderin wie die der vorliegenden
Anmeldung übertragen ist und die nach dem Einreichungsdatum der
vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde.
-
Im Hinblick auf die vorher erwähnten Nachteile der üblichen
optischen Wellenlängenwandler ist es ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen optischen Wellenlängenwandler zu schaffen, der
fähig ist, zu verhindern, daß die harmonische Welle, die
infolge des Tscherenkow-Effekts in den Mantel gestrahlt wird,
in den Faserkern zurück reflektiert wird, und mit der geführten
Fundamentalwelle in dem Kern interferriert, wodurch die
Wirksamkeit der Erzeugung der Harmonischen gestört wird.
-
Um dieses Problem zu lösen, besitzt der erfindungsgemäße Mantel
(die erfindungsgemäße Umhüllung) einen Durchmesser D von
mindestens 500 um, und die Länge L der optischen Faser und der
Durchmesser d des Kerns sind so bemessen, daß die optische
Grundwellenlänge durch den Kern geführt wird und Wellen der
zweiten Harmonischen, die in den Mantel eingestrahlt werden und
durch diesen in einem Strahlungsmodus laufen, werden von einer
Ausgangsendfläche des Mantels emittiert, ohne durch den Kern
gestört oder absorbiert zu werden.
-
Man nimmt an, daß die Phase der zweiten Harmonischen aus einem
der folgenden Gründe gestört wird:
-
(1) Wie in Fig. 5(a) der beigefügten Zeichnungen gezeigt,
läuft eine zweite Harmonische 55, zu einem Ende des optischen
Wellenlängenwandlers hin und erfährt gleichzeitig wiederholt
eine Totalreflexion durch die Außenflächen 52a eines einen Kern
51 umgebenden Mantels 52. Infolge der Differenz zwischen den
Brechungsindices des Mantels 52 und des Kerns 51 wird die
zweite Harmonische 55, einer Fresnel-Reflexion unterworfen, wie
durch gestrichelte Linien angezeigt, und die zweite Harmonische
55,, die durch den Kern 51 hindurchgetreten ist und die zweite
Harmonische 55', die eine Fresnel-Reflexion erfahren hat,
kommen zueinander außer Phase.
-
(2) Wenn der Brechungsindex des Mantels 52 bezüglich der
zweiten Harmonischen höher als der des Kerns 51 ist, wird die
zweite Harmonische 55, einer Totalreflexion an der Grenze
zwischen dem Kern 51 und dem Mantel 52 unterworfen, wie durch
die gestrichelte Linie in Fig. 5(b) gezeigt, wodurch sich eine
Phasenstörung ergibt.
-
(3) Falls der Kern 51 außer koaxialer Ausrichtung mit dem
Mantel 52 gesetzt ist, tritt eine zweite Harmonische 55' durch
den Kern 51 hindurch und eine andere zweite Harmonische 55'
tritt nicht durch den Kern 51 hindurch, wie jeweils durch die
durchgezogenen und die gestrichelten Linien in Fig. 5(c)
gezeigt, und diese Harmonischen 55' geraten außer Phase
miteinander.
-
Herkömmliche optische Wellenlängenwandler vom Fasertyp haben
normalerweise einen Manteldurchmesser von 100 um, oder maximal
etwa 250 um, und einen Kerndurchmesser im Bereich von 1 bis
10 um. Je länger der optische Wellenlängenwandler ist, um so
größer ist sein Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad. Für
praktische Zwecke erfordert ein optischer Wellenlängenwandler eine
Länge von 30 mm oder mehr. Wenn der Manteldurchmesser, der
Kerndurchmesser und die Wandlerlänge sich in den vorstehend
beschriebenen numerischen Bereichen befinden, wird eine vom
Kern in den Mantel gestrahlte zweite Harmonische wiederholt
durch eine äußere Mantelfläche totalreflektiert, und das beim
Maximum mehrere -zehnmal. Deshalb treten die vorher in den
Absätzen (1), (2) und (3) beschriebenen Probleme häufig auf,
und die Phase der zweiten Harmonischen ist beträchtlich
gestört. Je mehr die zweite Harmonische einer Totalreflexion
unterzogen wird, umso häufiger tritt die zweite Harmonische in
den Kern ein und umso mehr wird sie durch den Kern absorbiert.
-
Bei dem erfindungsgemäßen optischen Wellenlängenwandler ist der
Manteldurchmesser sehr groß, nämlich mindestens 500 um. Deshalb
wird die Häufigkeit, mit der eine zweite Harmonische der
Totalreflexion durch eine Außenfläche des Mantels unterworfen
wird, reduziert auf die Hälfte oder weniger als die Hälfte der
Zahl von Totalreflexionen der zweiten Harmonischen bei einem
üblichen optischen Wellenlängenwandler. Die in den vorstehenden
Absätzen (1), (2) und (3) beschriebenen Nachteile werden damit
reduziert, wodurch wirksam verhindert wird, daß die Phase der
zweiten Harmonischen gestört wird, und auch verhindert wird,
daß die zweite Harmonische durch den Kern absorbiert wird.
-
Zu einer zuverlässigeren Verhinderung der Absorption der
weiten Harmonischen durch den Kern sollte der optische
Wellenlängenwandler so aufgebaut sein, daß er im ganzen das
Wiedereintreten der zweiten Harmonischen in den Kern verhindert,
indem der Durchmesser des Mantels so ausgewählt ist, daß er
L·tanR + d oder mehr beträgt, wobei d der Durchmesser des
Kerns, R der Phasenanpaßwinkel der zweiten Harmonischen und L
die Länge des Gerätes ist.
-
Wenn der Manteldurchmesser so ausgewählt ist, daß er 2L·tanR + d
oder größer ist, tritt die zweite Harmonische nicht wieder
in den Kern ein, da durch die Phasenanpassung die zweite
Harmonische keiner Totalreflexion durch eine äußere
Mantelfläche mehr unterworfen wird. Damit kommen eine zweite
Harmonische, die nach einer Totalreflexion durch eine äußere
Mantelfläche von dem Mantelende emittiert wird, und eine andere
zweite Harmonische, die direkt von dem Mantelende ohne
Totalreflexion emittiert wird, nicht mehr außer Phase miteinander.
Demzufolge wird die Wellenlängenwandler-Wirksamkeit nicht durch
Phasenstörungen herabgesetzt, die sonst vorhanden wären, und
die Schwierigkeit des Konvergierens der zweiten Harmonischen
wird beseitigt.
-
Die vorstehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher aus der
nachfolgenden Beschreibung, wenn sie mit den beigefügten Zeichnungen
zusammen genommen wird, in denen bevorzugte Ausführungen der
vorliegenden Erfindung anhand illustrativer Beispiele gezeigt
sind.
-
Fig. 1 perspektivische Ansicht eines optischen
Wellenlängenwandlers nach einer Ausführung der Erfindung;
-
Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht des optischen
Wellenlängenwandlers aus Fig. 1;
-
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren
zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten optischen
Wellenlängenwandlers zeigt;
-
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines optischen Weges
einer zweiten Harmonischen in dem optischen
Wellenlängenwandler;
-
Fig. 5(a), 5(b) und 5(c) sind Ansichten, welche die Gründe
von Phasenstörungen einer zweiten Harmonischen bei einem
üblichen optischen Wellenlängenwandler vom Fasertyp erklären;
-
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht eines optischen Weges
einer zweiten Harmonischen in einem üblichen optischen
Wellenlängenwandler vom Fasertyp; und
-
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines optischen Weges
einer zweiten Harmonischen in einem optischen
Wellenlängenwandler vom Fasertyp nach einer anderen Ausführung der vorliegenden
Erfindung.
-
Fig. 1 und 2 zeigen einen optischen Wellenlängenwandler 10 nach
einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Der optische
Wellenlängenwandler 10 umfaßt eine optische Faser mit einem
Kern 11 aus einem nichtlinearen optischen Material, der in
einen zentral in einem Mantel 12 gelegenen Hohlraum eingesetzt
ist. Das nichtlineare optische Material sollte vorzugsweise ein
organisches nichtlineares optisches Material mit einem hohen
Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad sein, wie vorstehend
beschrieben. Bei der dargestellten Ausführung besteht der Kern 11 aus
3,5-Dimethyl-1-(4-Nitrophenyl)Pyrazol (hier von jetzt an als
"PRA" bezeichnet), wie in der von der gleichen Anmelderin
eingereichten JP-Patentanmeldung 61-53884 geoffenbart.
-
Ein Verfahren zum Herstellen des optischen Wellenlängenwandlers
10 durch Fertigung des Kerns 11 aus PRA und des Mantels 12 aus
SFS3-Glas wird nachstehend beschrieben. Eine Hohlglasfaser 12'
(Fig. 3), die als Mantel 12 dient, ist vorgesehen, wobei die
Hohlglasfaser 12' einen Außendurchmesser von etwa 3 mm und der
darin befindliche Hohlraum einen Durchmesser von 2 um hat. Wie
in Fig. 3 gezeigt, wird PPA 11' als geschmolzene Lösung in
einem Ofen gehalten und ein Ende der Glasfaser 12' wird in das
geschmolzene PPA 11' eingetaucht. Dann tritt das PPA 11' im
geschmolzenen Zustand infolge von Kapillarität in den Hohlraum
in der Glasfaser 12' ein. Die geschmolzene Lösung wird auf
einer Temperatur gehalten, die geringfügig höher als der
Schmelzpunkt (102ºC) ist, um eine Zersetzung des PPA 11' zu
verhindern. Danach wird die Glasfaser 12' rasch abgekühlt, um
eine Polykristallisierung des PPA 11' in dem Hohlraum zu
erreichen.
-
Dann wird die Glasfaser 12' allmählich aus dem Ofen
herausgezogen, der bei einer höheren Temperatur (z. B. bei 102,5ºC) als
der des Schmelzpunktes von PPA 11' gehalten wird, in einen
Außenraum, der bei einer niedrigeren Temperatur als der des
Schmelzpunktes gehalten wird, wodurch eine kontinuierliche
Monokristallisierung des PPA 11' an der Stelle, wo es aus dem
Ofen herausgezogen wird, verursacht wird. Der so hergestellte
Kern 11 besteht in einer hochgradig lang-monokristallisierten
Form mit gleichmäßiger Kristallorientierung, und deshalb ist
der optische Wellenlängenwandler 10 ausreichend lang. Da der
Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad des optischen
Wellenlängenwandlers dieses Typs proportional zur Länge des Geräts zunimmt,
wie dem Fachmann wohlbekannt, wird der praktische Wert des
Geräts umso größer, je länger der optische Wellenlängenwandler
ist.
-
Nachdem der Kern 11 in den hohlen Bereich der Glasfaser 12'
eingefüllt wurde, werden die einander gegenüber liegenden Enden
der Glasfaser 12 in entsprechender Weise abgeschnitten, um den
Herstellungsvorgang des optischen Wellenlängenwandlers 10, wie
in Fig. 1 und 2 gezeigt, zu vollenden. Bei dieser Ausführung
hat der optische Wellenlängenwandler 10 eine Länge von 10 mm.
-
Der optische Wellenlängenwandler 10 wird so benutzt, wie in
Fig. 2 gezeigt. Insbesondere wird beispielsweise ein
Halbleiterlaser (Wellenlänge 870 um) 16 als Mittel zur Erzeugung einer
Fundamentalen benutzt. Ein als divergenter Strahl von dem
Halbleiterlaser 16 ausgestrahlter Laserstrahl (Fundamentale) 15
wird durch eine Kollimatorlinse 17 in einen Parallelstrahl
gewandelt, der durch eine Objektivlinse 18 auf eine Endfläche
10a des Wandlers 10 konvergiert wird, so daß der Strahl 15 in
den optischen Wellenlängenwandler 10 eintritt. Die Fundamentale
15 wird dann durch das PPA, aus dem der Kern 11 hergestellt
ist, in eine zweite Harmonische 15' mit einer Wellenlänge
gewandelt, die die Hälfte der Fundamentalen 15 beträgt. Die
zweite Harmonische 15' wird in den Mantel 12 eingestrahlt und
schreitet durch das Gerät 10 zu dessen anderem Ende hin fort,
während sie wiederholt einer Totalreflexion durch die
Außenflächen des Mantels 12 unterzogen wird, und einer
Phaseninterferenz zwischen den Wellen, die in einem geführten Modus
wandern, bei dem die Fundamentale 15 durch den Kern 11 geleitet
wird, und Wellen, die in einem Strahlungsmodus wandern, in
welchem die zweite Harmonische 15' in den Mantel 12
ausgestrahlt wird (sog. "Tscherenkow-Strahlung").
-
Ein Strahl 15'', der die zweite Harmonische 15' enthält, wird
von einer Austritts-Endfläche 10b des optischen
Wellenlängenwandlers 10 emittiert. Der emittierte Strahl 15'' wird durch ein
(nicht gezeigtes) Filter geleitet, das nur den Durchtritt der
zweiten Harmonischen 15' erlaubt. Damit wird nur die zweite
Harmonische 15' zum Gebrauch extrahiert.
-
Der Mantel 12 aus SFS3-Glas besitzt Brechungsindices nω/clad,
n2ω/clad bezüglich der Fundamentalen 15 (Wellenlänge 870 nm)
und der zweiten Harmonischen 15' (Wellenlänge 435 um). Diese
Brechungsindices sind wie folgt:
-
nω/clad = 1,76, n2ω/clad = 1,84.
-
Der Kern 11 aus PPA besitzt einen Brechungsindex nω/core = 1,78
bezüglich der Fundamentalen 15. Deshalb gilt
-
nω/clad < nω/clad < n2ω/clad,
-
und die Wellenleitbedingungen werden erfüllt.
-
Der Phasenanpaßwinkel e der in den Mantel 12 gestrahlten
zweiten Harmonischen 15' beträgt etwa 150. Wie vorstehend
beschrieben, ist der Manteldurchmesser 3 mm, der
Kerndurchmesser d beträgt 2 um und die Wandlerlänge L beträgt 10 mm.
Aufgrund dieser numerischen Werte wird die zweite Harmonische
5', welche den längsten Weg innerhalb des Wandlers 10 läuft und
eine richtige Phasenbeziehung mit anderen von dem Wandler
emittierten Wellen hat, wie in Fig. 4 gezeigt (d. h. die zweite
Harmonische 15', die am nächsten zur Eingangsendfläche 10a des
Wandlers 10 am äußersten Umfangsabschnitt des Kerns 11 erzeugt
wird), nachstehend analysiert. Der Abstand x, den diese zweite
Harmonische 15 in Längsrichtung des Wandlers 10 zurücklegt,
bevor sie die Außenumfangsfläche des Mantels 12 erreicht, ist
gegeben durch:
-
x = (D -d)/(2 tanR)
-
= (3000 -2)/(2 tan 15º)
-
= 5 593 um.
-
Damit die zweite Harmonische 15' durch Totalreflexion an der
Außenfläche des Mantels 12 wieder in den Kern 11 eintritt, ist
es notwendig, daß die Länge des optischen Wellenlängenwandlers
10 beträgt:
-
2x = 11 186 um = 11,19 mm.
-
Da aber die Länge L des optischen Wellenlängenwandlers 10
dieser Ausführung 10 mm beträgt, tritt die genannte zweite
Harmonische 15' in Wirklichkeit nicht wieder in den Kern 11
ein. Da die vorstehend analysierte zweite Harmonische 15'
den längsten Weg in dem Wandler 10 zurücklegt, treten alle
zweiten Harmonischen 15', die mit dem Phasenanpaßwinkel R in
den Mantel 12 eingestrahlt werden, nicht wieder in den Kern 11
ein. Demzufolge tritt keine Phasenstörung auf, die sonst bei
einem Wiedereintreten der zweiten Harmonischen in den Kern
auftreten würde.
-
In Abwesenheit einer Phasenstörung bei der zweiten Harmonischen
5' kann eine zweite Harmonische mit hoher Intensität von dem
optischen Wellenlängenwandler 10 extrahiert werden, und der
Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad ist hoch. Bei dieser
Ausführung betrug der Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad bei einer
Eingangsleistung von 100 mW etwa 10%. Ein optischer
Wellenlängenwandler nach einem Vergleichsbeispiel wurde hergestellt, bei
dem der Durchmesser D des Mantels 150 um betrug und die anderen
Abmessungen sonst die gleichen wie bei der vorbeschriebenen
Ausführung waren, und der Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad
dieses optischen Wellenlängenwandlers betrug bei einer
Eingangsleistung von 100 mW etwa 2%. Bei dem optischen
Wellenlängenwandlergerät nach dem Vergleichsbeispiel, wie in Fig. 6
gezeigt, läuft die zweite Harmonische 15' an dem längsten Weg
256 um (= 74/tan15º) in der Längsrichtung des Wandlers, bevor
sie zum ersten Mal die Außenfläche des Mantels 12 erreicht, und
läuft 560 um (= 150/tan15º) in Längsrichtung des Wandlers in
einem Zyklus, in welchem sie durch die Außenfläche des Mantels
totalreflektiert wird. Wenn deshalb die Lange des Wandlers 10 mm
(= 10 000 um) beträgt, tritt die zweite Harmonische 15'
siebzehnmal wieder in den Kern 11 ein, da
-
10000 = 560 · 17 + 276 + 204.
-
Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung mit Bezug auf Fig.
4 ergibt, können alle Wellen von zweiten Harmonischen
miteinander phasenangepaßt sein und nicht wieder in den Kern
eintreten. Falls die folgende Beziehung erfüllt ist, werden die
zweiten Harmonischen nicht wieder in den Kern eintreten:
-
D - d/2 > L/2 tanR,
-
wobei D der Manteldurchmesser, d der Kerndurchmesser, L die
Wandlerlänge und R der Phasenanpaßwinkel ist, d. h. wenn der
Durchmesser des Mantels gemäß der folgenden Gleichung
festgesetzt ist:
-
D > L·tanR + d.
-
Mehr bevorzugt wird der Durchmesser D des Mantels erhöht, so
daß er die folgende Gleichung erfüllt:
-
D > 2L·tanR + d.
-
Fig. 7 zeigt einen optischen Wellenlängenwandler mit einem
Manteldurchmesser nach einer anderen Ausführung der
vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 7 gezeigt, treten alle zweiten
Harmonischen 15', die miteinander in Phase sind, nicht wieder
in den Kern 11 ein und erfahren auch niemals eine
Totalreflexion durch die Außenfläche des Mantels 12. Bei der
dargestellten Ausführung wird keine Phasenverzerrung in der zweiten
Harmonischen 15' erzeugt, die durch die Außenfläche des Mantels
12 totalreflektiert und von der Austrittsendfläche 10b des
Wandlers emittiert wird, noch wird irgendeine Phasenverzerrung
in einer zweiten Harmonischen 15' erzeugt, die direkt von der
Austrittsendfläche 10b austritt, ohne eine Totalreflexion
erfahren zu haben. Deshalb wird jede Herabsetzung des
Wellenlängenwandler-Wirkungsgrades infolge der Störung der zweiten
Harmonischen miteinander und jede Schwierigkeit beim
Konvergieren der zweiten Harmonischen, die sich sonst aus den
Phasendifferenzen zwischen den zweiten Harmonischen ergäben,
beseitigt, so daß ein Lichtfleck mit hoher Intensität mit der
Frequenz der zweiten Harmonischen erhalten werden kann.
-
Statt die vorstehende Bedingung zu erfüllen, kann der
Durchmesser des Mantels auch so ausgewählt werden, daß er 500 um
oder mehr beträgt, um die Häufigkeit in hohem Maße zu
reduzieren, mit der die zweite Harmonische wieder in den Kern
eintritt, im Vergleich zu optischen Wellenlängenwandlern vom
Fasertyp nach herkömmlicher Art. Auch dadurch wird wirksam jede
Phasenstörung bei der zweiten Harmonischen verhindert.
-
Mit dem so ausgewählten Manteldurchmesser kann die Häufigkeit,
mit der die zweite Harmonische 15' den Kern durchläuft,
reduziert werden, und dadurch wird die Absorption der zweiten
Harmonischen durch den Kern reduziert. Wenn der
Manteldurchmesser
ausreichend groß ist, wird eine derartige Absorption
insgesamt beseitigt, und eine zweite Harmonische höherer
Intensität kann von dem Wandler extrahiert werden. Falls die
Absorption der zweiten Harmonischen durch den Kern gering oder
beseitigt ist, kann die zweite Harmonische von einer kurzen
Welle, die leicht durch den Kern absorbiert wird, von dem
Wandler mit hoher Intensität extrahiert werden.
-
Bei der vorliegenden Erfindung wird, wie vorstehend
beschrieben, durch Festlegen des Manteldurchmessers auf 500 um oder
mehr die Häufigkeit, mit der die zweite Harmonische wieder in
den Kern eintritt, in hohem Maße herabgesetzt im Vergleich zu
den üblichen optischen Wellenlängenwandlern. Damit wird durch
den erfindungsgemäßen optischen Wellenlängenwandler eine
Phasenstörung der zweiten Harmonischen wirksam verhindert, und
ein hochintensiver Lichtstrahl mit der Frequenz der zweiten
Harmonischen kann mit einem hohen
Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad extrahiert werden. Die zweite Harmonische kann zu einem
ausreichend kleinen Fleck konvergiert werden.
-
Wenn die Häufigkeit des Eintretens der zweiten Harmonischen
in den Kern reduziert wird, wird verhindert, daß die zweite
Harmonische durch den Kern absorbiert wird. Als Ergebnis
wird der Wellenlängenwandler-Wirkungsgrad erhöht und eine
zweite Harmonische, die in Form einer kurzen Welle besteht,
die leicht durch den Kern zu absorbieren ist, kann mit einer
hohen Intensität erreicht werden.
-
Es sind zwar bestimmte bevorzugte Ausführungen gezeigt und
beschrieben worden, es ist jedoch zu verstehen, daß viele
Änderungen und Abwandlungen daran hergestellt werden könne,
ohne vom Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen.