JP2007114527A - Optical wavelength converting device and its control method, and image forming apparatus using the same - Google Patents

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幸生 古川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sum frequency type optical wavelength converting device capable of modulating an output relatively stably without depending upon a modulation signal pattern, and its control method. <P>SOLUTION: The optical wavelength converting device has first and second light sources 11 and 19 such as DFB lasers, and a nonlinear optical element 31 on which first light and second light emitted by the first and second light sources 11 and 19 are made incident and which outputs their sum frequency light. A control means which controls first and second driving currents applied to the first and second light sources 11 and 19 respectively functions to selectively modulate the first driving current between a high current state and a low current state and also selectively modulate the second driving current between a low current state and a high current state in synchronism therewith. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザ（Laser Diode：LD）などの2つの光源からの光を和周波光に変換する光波長変換装置、その制御方法、及びそれを用いた画像形成装置に関する。特には、レーザディスプレイや光記録、光計測用などの光源として利用できる、比較的高速な変調駆動で光を出射することができる光波長変換装置などに関するものである。 The present invention relates to an optical wavelength conversion device that converts light from two light sources such as a semiconductor diode (LD) into sum frequency light, a control method thereof, and an image forming apparatus using the same. In particular, the present invention relates to an optical wavelength conversion device that can be used as a light source for laser display, optical recording, optical measurement, and the like and can emit light with a relatively high-speed modulation drive.

非線形光学材料を利用してＬＤ光を別の波長に変換する試みが様々行われている。この技術によれば、ＬＤとしては実用化に至っていない波長域、例えば、緑色域や紫外域のレーザ光を発生させることが可能となり、レーザディスプレイや光記録用の光源としての応用が期待できる。 Various attempts have been made to convert LD light into another wavelength using a nonlinear optical material. According to this technology, it becomes possible to generate laser light in a wavelength region that has not been put into practical use as an LD, for example, green region and ultraviolet region, and application as a light source for laser display and optical recording can be expected.

例えば、ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）素子と半導体レーザを組み合わせたＳＨＧレーザ光源が広く研究されている。一般にＳＨＧ素子の波長選択幅は1ｎｍ以下と非常に狭いため、ＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザやＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）レーザなど波長安定性の良い半導体レーザが励起用光源として用いられている。この様な半導体レーザに変調電流を注入した場合、その電流の変調パターンによって活性層の熱履歴が変化し発振波長が変動する。そして、その結果として、この発振光を受けるＳＨＧ素子からのＳＨＧ光の出力も変動してしまうという問題が知られている。 For example, an SHG laser light source combining a SHG (Second Harmonic Generation) element and a semiconductor laser has been widely studied. In general, since the wavelength selection width of the SHG element is very narrow as 1 nm or less, a semiconductor laser having good wavelength stability such as a DFB (Distributed Feedback) laser or a DBR (Distributed Bragg Reflector) laser is used as an excitation light source. When a modulation current is injected into such a semiconductor laser, the thermal history of the active layer changes depending on the modulation pattern of the current, and the oscillation wavelength varies. As a result, there is a known problem that the output of the SHG light from the SHG element that receives this oscillation light also fluctuates.

そのため、その問題を考慮したＳＨＧレーザ光源が提案されている（特許文献1参照）。図9はその構成を示す図である。図示される様に、この構成は、ＤＢＲ領域813と位相調整領域812と活性領域811を持つＤＢＲ半導体レーザ810、ＳＨＧ素子820、駆動回路830を備える。駆動回路830は、活性領域811からＤＢＲ領域813に伝達する熱量と位相領域812からＤＢＲ領域813に伝達する熱量との和が一定になる様に、活性領域811への注入電流量と位相領域812への注入電流量を制御している。こうして、変調信号パターンに対するＳＨＧ光の依存を低減している。
特開2002−043698号公報 For this reason, an SHG laser light source considering the problem has been proposed (see Patent Document 1). FIG. 9 is a diagram showing the configuration. As shown in the figure, this configuration includes a DBR semiconductor laser 810 having a DBR region 813, a phase adjustment region 812, and an active region 811, an SHG element 820, and a drive circuit 830. The drive circuit 830 includes the amount of current injected into the active region 811 and the phase region 812 so that the sum of the amount of heat transferred from the active region 811 to the DBR region 813 and the amount of heat transferred from the phase region 812 to the DBR region 813 is constant. The amount of current injected into the is controlled. Thus, the dependence of the SHG light on the modulation signal pattern is reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-043698

しかし、ＤＢＲレーザでは必ずモードホップが発生する可能性を含んでいる。そのため、環境温度や変調信号パターンによって意図しないモードホップが生じ、ＳＨＧ光出力が所望の値を得られない場合がある。それを避けるために、予めＤＢＲレーザの特性をデバイスごとに評価しておきモードホップポイントを避けて駆動するといった方法もあるが、コスト高の要因となる。 However, the DBR laser always includes the possibility of mode hops. For this reason, an unintended mode hop may occur depending on the environmental temperature or the modulation signal pattern, and the SHG optical output may not be able to obtain a desired value. In order to avoid this, there is a method in which the characteristics of the DBR laser are evaluated in advance for each device and driving is performed while avoiding the mode hop point. However, this increases the cost.

また、変調されたＤＢＲレーザ光のＯＮ／ＯＦＦ状態が変調信号パターンに依存するため、レーザ光を受けるＳＨＧ素子の温度も変調信号パターンに依存する。その結果、ＳＨＧ素子の位相整合波長が変動してＳＨＧ光の強度が一定とならない、といった課題もある。 Further, since the ON / OFF state of the modulated DBR laser light depends on the modulation signal pattern, the temperature of the SHG element that receives the laser light also depends on the modulation signal pattern. As a result, there is a problem that the phase matching wavelength of the SHG element varies and the intensity of the SHG light does not become constant.

上述の課題はＳＨＧ光源のものであるが、2つの光を非線形光学素子に入れて和周波光を発生させる技術でも、同種の課題が存在する。 The above-mentioned problem is related to the SHG light source, but the same kind of problem exists even in the technique of generating the sum frequency light by putting two lights into the nonlinear optical element.

上記課題に鑑み、本発明の光波長変換装置は、ＤＦＢレーザなどの半導体レーザ等である第1、第2の光源と、第1、第2の光源から夫々発せられる第1、第2の光を入射してその和周波光を出力する非線形光学素子を有する。そして、第1、第2の光源に夫々注入される第1、第2の駆動電流を制御する制御手段が、第1の駆動電流を高電流状態と低電流状態の間で選択的に変調すると共に、それと同期して第2の駆動電流を低電流状態と高電流状態の間で選択的に変調する機能を有する。ここで、典型的には、第1、第2の駆動電流が夫々高電流状態と低電流状態の場合に和周波光が高出力となり、第1、第2の駆動電流が夫々低電流状態と高電流状態の場合に和周波光が低出力となる様に、第1、第2の光源の発振波長及び第1、第2の駆動電流を調整する。 In view of the above problems, the optical wavelength conversion device of the present invention includes first and second light sources such as a semiconductor laser such as a DFB laser, and first and second light emitted from the first and second light sources, respectively. And a nonlinear optical element that outputs the sum frequency light. Then, the control means for controlling the first and second drive currents injected into the first and second light sources respectively selectively modulates the first drive current between the high current state and the low current state. In addition, the second driving current is selectively modulated between the low current state and the high current state in synchronization with the second driving current. Here, typically, when the first and second drive currents are in a high current state and a low current state, respectively, the sum frequency light becomes a high output, and the first and second drive currents are in a low current state, respectively. The oscillation wavelengths of the first and second light sources and the first and second drive currents are adjusted so that the sum frequency light has a low output in a high current state.

また、上記課題に鑑み、本発明の光波長変換装置の制御方法は、ＤＦＢレーザなどの半導体レーザ等である第1、第2の光源と、第1、第2の光源から夫々発せられる第1、第2の光を入射して和周波光を出力する非線形光学素子を有する光波長変換装置の制御方法である。そして、第1、第2の光源に夫々注入される第1、第2の駆動電流について、第1の駆動電流を高電流状態と低電流状態の間で選択的に変調すると共に、それと同期して第2の駆動電流を低電流状態と高電流状態の間で選択的に変調する様に、制御することを特徴とする。ここでも、典型的には、第1、第2の駆動電流が夫々高電流状態と低電流状態の場合に和周波光が高出力となり、第1、第2の駆動電流が夫々低電流状態と高電流状態の場合に和周波光が低出力となる様に、第1、第2の光源の発振波長及び第1、第2の駆動電流を調整する。 Further, in view of the above problems, the control method of the optical wavelength conversion device according to the present invention includes the first and second light sources, which are semiconductor lasers such as DFB lasers, and the first and second light sources, respectively. This is a method for controlling an optical wavelength conversion device having a nonlinear optical element that receives the second light and outputs the sum frequency light. For the first and second drive currents injected into the first and second light sources, respectively, the first drive current is selectively modulated between the high current state and the low current state, and is synchronized therewith. The second drive current is controlled to be selectively modulated between a low current state and a high current state. Also here, typically, when the first and second drive currents are in a high current state and a low current state, respectively, the sum frequency light becomes a high output, and the first and second drive currents are in a low current state, respectively. The oscillation wavelengths of the first and second light sources and the first and second drive currents are adjusted so that the sum frequency light has a low output in a high current state.

また、上記課題に鑑み、本発明の画像形成装置は、上記の光波長変換装置、及び少なくとも1つの光走査素子を有し、光波長変換装置によって発せられる変調された和周波光を光走査素子で走査することで画像を形成することを特徴とする。 In view of the above problems, an image forming apparatus of the present invention includes the above-described optical wavelength conversion device and at least one optical scanning element, and the modulated scanning frequency light emitted from the optical wavelength conversion device is converted into the optical scanning element. An image is formed by scanning with.

本発明により、比較的簡単な構成ないし方法で、第1、第2の光源が出射する光の波長の変動を好都合に互いに相殺でき、非線形光学素子に入る光パワーの変動を小さく抑えられる。したがって、変調信号パターンに依存せずに比較的安定して出力の変調が可能な光波長変換装置及びその制御方法を実現できる。 According to the present invention, fluctuations in the wavelength of the light emitted from the first and second light sources can be advantageously canceled out with a relatively simple configuration or method, and fluctuations in the optical power entering the nonlinear optical element can be kept small. Therefore, it is possible to realize an optical wavelength conversion device and a control method thereof that can modulate the output relatively stably without depending on the modulation signal pattern.

以下に、本発明による光波長変換装置ないしその制御方法の一実施形態を説明する。本実施形態に係る光波長変換装置は、ＤＦＢレーザなどの半導体レーザである第1、第2の光源と、第1、第2の光源から発せられた夫々第1、第2の光を入射してその和周波光を出力する非線形光学素子とを有する光波長変換装置である。そして、第1、第2の光源に夫々注入される第1、第2の駆動電流を制御する制御手段を有する。制御手段は、第1の駆動電流を高電流状態と低電流状態の間で選択的に変調すると共に、それと同期して第2の駆動電流を低電流状態と高電流状態の間で選択的に変調する機能を有する。この際、第1の駆動電流が高電流状態で第2の駆動電流が低電流状態の場合に和周波光が高出力となり、第1の駆動電流が低電流状態で第2の駆動電流が高電流状態の場合に和周波光が低出力となる様に、第1、第2の光源の波長及び第1、第2の駆動電流を調整できる。 Hereinafter, an embodiment of an optical wavelength conversion device or a control method thereof according to the present invention will be described. The optical wavelength conversion device according to the present embodiment receives the first and second light sources, which are semiconductor lasers such as DFB lasers, and the first and second light emitted from the first and second light sources, respectively. And a non-linear optical element that outputs the sum frequency light. Control means for controlling the first and second drive currents injected into the first and second light sources, respectively. The control means selectively modulates the first drive current between the high current state and the low current state, and selectively synchronizes the second drive current between the low current state and the high current state. It has a function to modulate. At this time, when the first drive current is in a high current state and the second drive current is in a low current state, the sum frequency light is high in output, and the first drive current is in a low current state and the second drive current is high. The wavelengths of the first and second light sources and the first and second drive currents can be adjusted so that the sum frequency light has a low output in the current state.

以下さらに詳細に説明する。図1は本実施形態に係る光波長変換装置の構成例を示す模式図である。図1において、11、19は設定波長λ10（周波数ｆ10）の第1の半導体レーザ及び設定波長λ20（周波数ｆ20）の第2の半導体レーザである。設定波長は、その近傍で発振できる波長の意味である。また、13、21はコリメート用レンズ、15、23は2分の1波長板、27はダイクロイックミラー、29は集光レンズ、31は非線形光学素子、33は分極反転領域、35は光導波路、37は波長フィルタである。分極反転領域33には、2つの半導体レーザ11、19からの光とそれらの和周波光とを擬似位相整合させる周期的分極反転構造が設けてある。 This will be described in more detail below. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an optical wavelength conversion device according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numerals 11 and 19 denote a first semiconductor laser having a set wavelength λ 10 (frequency f 10 ) and a second semiconductor laser having a set wavelength λ 20 (frequency f 20 ). The set wavelength means a wavelength that can oscillate in the vicinity thereof. 13 and 21 are collimating lenses, 15 and 23 are half-wave plates, 27 is a dichroic mirror, 29 is a condenser lens, 31 is a nonlinear optical element, 33 is a polarization inversion region, 35 is an optical waveguide, 37 Is a wavelength filter. The domain-inverted region 33 is provided with a periodic domain-inverted structure that quasi-phase-matches the light from the two semiconductor lasers 11 and 19 and their sum frequency light.

ここで、波長λ10及び波長λ20の光に対する光導波路35の屈折率を夫々ｎ1、ｎ2、それらの和周波光（波長λ30、周波数ｆ30）に対する光導波路35の屈折率をｎ3とする。そして、位相不整合量Δｋを次式で定義する。 Here, the refractive index of the optical waveguide 35 with respect to the light of the wavelength λ 10 and the wavelength λ 20 is n 1 and n 2 , respectively, and the refractive index of the optical waveguide 35 with respect to the sum frequency light (wavelength λ 30 and frequency f 30 ) is n. 3 Then, the phase mismatch amount Δk is defined by the following equation.

Figure 2007114527
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すると、非線形光学材料中の分極反転領域33に設けられた周期的分極反転構造の周期Λは、次式で与えられる必要がある。位相不整合量Δｋをゼロとする様な非線形光学材料及び波長の組み合わせであれば、周期Λは無限大となって、このときは、周期的分極反転構造を設けなくてもよいことを意味する。 Then, the period Λ of the periodic domain-inverted structure provided in the domain-inverted region 33 in the nonlinear optical material needs to be given by the following equation. If the combination of the nonlinear optical material and the wavelength is such that the phase mismatch amount Δk is zero, the period Λ becomes infinite, which means that it is not necessary to provide a periodic polarization inversion structure. .

Figure 2007114527
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上記の構成で、擬似位相整合条件は、以下の式（3）、（4）を同時に満たす波長λ1、λ2（周波数ｆ1、ｆ2）の組み合わせにおいて成立する。このとき、効率良く、和周波光の波長λ3（周波数ｆ3）に波長変換を行うことができる。 With the above configuration, the quasi-phase matching condition is satisfied in a combination of wavelengths λ 1 and λ 2 (frequency f 1 and f 2 ) that simultaneously satisfy the following expressions (3) and (4). At this time, wavelength conversion can be efficiently performed to the wavelength λ 3 (frequency f 3 ) of the sum frequency light.

Figure 2007114527
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Figure 2007114527
Figure 2007114527

式（4）において、ｎ（λ1）、ｎ（λ2）、ｎ（λ3）は、夫々、波長λ1及び波長λ2の光に対する光導波路35の屈折率、それらの和周波光（波長λ3、周波数ｆ3）に対する光導波路35の屈折率である。 In equation (4), n (λ 1 ), n (λ 2 ), and n (λ 3 ) are the refractive index of the optical waveguide 35 with respect to the light of the wavelength λ 1 and the wavelength λ 2 , and their sum frequency light ( The refractive index of the optical waveguide 35 with respect to the wavelength λ 3 and the frequency f 3 ).

例えば、非線形光学素子31としてＬｉＮｂＯ3を用い、分極反転構造の周期Λを6．55μｍとした場合に、式（3）、（4）を同時に満たす波長λ1、λ2の組み合わせを図2に示す。同条件において、周波数ｆ1、ｆ2の組み合わせを図3に示す。 For example, when LiNbO 3 is used as the nonlinear optical element 31 and the period Λ of the domain-inverted structure is 6.55 μm, combinations of wavelengths λ 1 and λ 2 that simultaneously satisfy equations (3) and (4) are shown in FIG. Show. FIG. 3 shows combinations of the frequencies f 1 and f 2 under the same conditions.

ここで、本実施形態の具体的な動作例を説明する。図4に、第1、第2の半導体レーザ11、19に電流を注入している場合の電流波形、活性層温度、発振波長、光出力の時間変化を模式的に示す。第1の半導体レーザ11に注入する駆動電流ないし変調電流は図4（ａ−1）に示す。和周波光出力がＯＮ（高出力状態）の時には高電流状態、ＯＦＦ（低出力状態）の時には低電流状態となっている。この変調電流により活性層の温度が変動するが、温度の変化は或る時定数を持っているので、立ち上がり、立下りは鈍っている（図4（ｂ−1））。発振波長は、注入電流が増加したときにキャリア効果によって波長が減少し、その後活性層の熱変化に対応して波長が長波側にシフトする。逆に、注入電流が減少したときにキャリア効果によって波長が増加し、その後活性層の熱変化に対応して波長が短波側にシフトする（図4（ｃ−1））。第1の半導体レーザ11の光出力は、注入電流に対応して増減する（図4（ｄ−1））。 Here, a specific operation example of the present embodiment will be described. FIG. 4 schematically shows changes over time in the current waveform, active layer temperature, oscillation wavelength, and optical output when current is injected into the first and second semiconductor lasers 11 and 19. The drive current or modulation current injected into the first semiconductor laser 11 is shown in FIG. When the sum frequency light output is ON (high output state), it is in a high current state, and when it is OFF (low output state), it is in a low current state. The temperature of the active layer fluctuates due to this modulation current, but since the temperature change has a certain time constant, the rise and fall are slow (FIG. 4 (b-1)). The oscillation wavelength is decreased by the carrier effect when the injection current is increased, and then the wavelength is shifted to the long wave side corresponding to the thermal change of the active layer. Conversely, when the injection current is decreased, the wavelength increases due to the carrier effect, and then the wavelength shifts to the short wave side in response to the thermal change of the active layer (FIG. 4 (c-1)). The optical output of the first semiconductor laser 11 increases or decreases in accordance with the injection current (FIG. 4 (d−1)).

第2の半導体レーザ19に注入する駆動電流ないし変調電流は図4（ａ−2）に示す。図4（ａ−1）とは逆に、和周波光出力がＯＮ（高出力状態）の時には低電流状態、ＯＦＦ（低出力状態）の時には高電流状態となっている。この変調電流により活性層の温度が変動するが、ここでも温度の変化は或る時定数を持っているので立ち上がり、立下りは鈍っている（図4（ｂ−2））。発振波長は、注入電流が増加したときにキャリア効果によって波長が減少し、その後活性層の熱変化に対応して波長が長波側にシフトする。逆に、注入電流が減少したときにキャリア効果によって波長が増加し、その後活性層の熱変化に対応して波長が短波側にシフトする（図4（ｃ−2））。第2の半導体レーザ19の光出力も、注入電流に対応して増減する（図4（ｄ−2））。 The drive current or modulation current injected into the second semiconductor laser 19 is shown in FIG. 4 (a-2). Contrary to FIG. 4 (a-1), when the sum frequency light output is ON (high output state), it is in a low current state, and when it is OFF (low output state), it is in a high current state. The temperature of the active layer fluctuates due to this modulation current, but here also the change in temperature has a certain time constant, so that the rise and fall are slow (FIG. 4 (b-2)). The oscillation wavelength is decreased by the carrier effect when the injection current is increased, and then the wavelength is shifted to the long wave side corresponding to the thermal change of the active layer. Conversely, when the injection current decreases, the wavelength increases due to the carrier effect, and then the wavelength shifts to the short wave side corresponding to the thermal change of the active layer (FIG. 4 (c-2)). The light output of the second semiconductor laser 19 also increases or decreases in accordance with the injection current (FIG. 4 (d-2)).

図5を用いて和周波変換の様子を説明する。和周波出力ＯＮの状態において、第1の半導体レーザ11の発振波長と第2の半導体レーザ19の発振波長が常に変換効率最大の関係を満たして変化する様に、変調電流が制御されている。そのため、和周波出力ＯＮの状態では安定した和周波出力を得ることができる。一方、和周波出力ＯＦＦの状態では、第1の半導体レーザ11の光出力が小さいため和周波出力は小さくなる。このときも一応、第1の半導体レーザ11の発振波長と第2の半導体レーザ19の発振波長が常に変換効率最大の関係を満たして変化する様にはなっている。さらに、このときの第1の半導体レーザ11への注入電流をしきい値以下にしておくことで、和周波出力をほとんど0にすることができる。この場合、ＯＮ状態とＯＦＦ状態間のコントラストを高めることが可能となる。ここにおいて、第1の半導体レーザ11の出力パワーと第2の半導体レーザ19の出力パワーの和は、概ね一定になっていて、非線形光学素子31が受けるパワーは比較的安定しているので、その擬似位相整合条件の変動は抑えられている。この様に図4（ｄ−1）と図4（ｄ−2）に示す如く、出力パワーの和を概ね一定にしても、和周波光の出力は、概ね第1、第2の半導体レーザ11、19の出力パワーの積で効くので、ＯＮ状態とＯＦＦ状態間のコントラストを充分大きくできる。 The state of sum frequency conversion will be described with reference to FIG. In the state where the sum frequency output is ON, the modulation current is controlled such that the oscillation wavelength of the first semiconductor laser 11 and the oscillation wavelength of the second semiconductor laser 19 always change to satisfy the maximum conversion efficiency. Therefore, a stable sum frequency output can be obtained when the sum frequency output is ON. On the other hand, in the state where the sum frequency output is OFF, the sum frequency output is small because the light output of the first semiconductor laser 11 is small. Also at this time, the oscillation wavelength of the first semiconductor laser 11 and the oscillation wavelength of the second semiconductor laser 19 always change so as to satisfy the maximum conversion efficiency. Furthermore, the sum frequency output can be made almost zero by setting the injection current to the first semiconductor laser 11 at this time below the threshold value. In this case, the contrast between the ON state and the OFF state can be increased. Here, the sum of the output power of the first semiconductor laser 11 and the output power of the second semiconductor laser 19 is substantially constant, and the power received by the nonlinear optical element 31 is relatively stable. Variations in quasi phase matching conditions are suppressed. Thus, as shown in FIGS. 4D-1 and 4D-2, even if the sum of the output powers is substantially constant, the output of the sum frequency light is approximately the first and second semiconductor lasers 11. Therefore, the contrast between the ON state and the OFF state can be sufficiently increased.

この例では、同一パターンの繰り返しによる変調電流を用いているが、それに限ったものではなく、いろいろな変調パターンに適応できる。こうした変調電流を上記した態様で各光源に注入する機能を持つのが本発明の制御手段である。 In this example, a modulation current by repeating the same pattern is used. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various modulation patterns. The control means of the present invention has a function of injecting such a modulation current into each light source in the above-described manner.

本実施形態による和周波方式では、半導体レーザを1つ用いたＳＨＧ方式に比べ、変調時の熱の影響を効果的に抑えることができる。その理由は、熱による2つの光源の波長の変動に起因する好ましくない効果を互いに相殺できる方向で制御でき、2つの光源の出力を上記の如く調整することで非線形光学素子に入る光パワーの変動を抑えられるからである。特に、波長安定性に優れ、モードホップのほとんどないＤＦＢレーザを用いた場合、その好ましい効果が最も発揮される構成となる。もちろん、モードホップの可能性があるＤＢＲレーザを用いた場合でも、同様の理由により、ＳＨＧ方式に比べ格段に熱の影響を抑えることが可能となる。 In the sum frequency method according to the present embodiment, the influence of heat during modulation can be effectively suppressed as compared with the SHG method using one semiconductor laser. The reason for this is that it can be controlled in a direction that can cancel each other's undesirable effects caused by fluctuations in the wavelengths of the two light sources due to heat, and the fluctuations in the optical power entering the nonlinear optical element by adjusting the outputs of the two light sources as described above This is because it can be suppressed. In particular, when a DFB laser having excellent wavelength stability and almost no mode hop is used, the preferable effect is most exhibited. Of course, even when a DBR laser having a possibility of mode hopping is used, for the same reason, the influence of heat can be remarkably suppressed as compared with the SHG method.

上記構成において、非線形光学素子11としては、ＫＮｂＯ3（ＫＮ）、ＫＴｉＯＰＯ4（ＫＴＰ）、ＬｉＴａＯ3（ＬＴ）などを用いてもよい。また、半導体レーザ11、19の波長は、半導体レーザとして発振可能であり、非線形光学素子11の非線形効果がある波長帯であれば何でもよい。 In the above configuration, as the nonlinear optical element 11, KNbO 3 (KN), KTiOPO 4 (KTP), LiTaO 3 (LT), or the like may be used. The wavelengths of the semiconductor lasers 11 and 19 may be any wavelength as long as they can oscillate as a semiconductor laser and have a nonlinear effect of the nonlinear optical element 11.

例えば、結晶長12ｍｍのＬｉＮｂＯ3を非線形光学素子11として用い、波長λ1（約1．04μｍ）の光と波長λ2（約1．08μｍ）の光から設定波長0．53μｍの和周波光を発生させる場合を考える。波長λ1、λ2が変動し、それらの和周波光の波長が設定波長から0．05ｎｍずれると変換効率が約1／2に低下する。この程度の低下は許容できるとして、この波長誤差は、0．05ｎｍ／0．53μｍ＝約0．01％に相当する。これを周波数で換算すると、変換効率の低下がピークの約1／2以下に止まる範囲内で使用するためには、次の様に設定する必要がある。すなわち、第1の半導体レーザ11の発振周波数の変動と第2の半導体レーザ19の発振周波数の変動を、その符号が逆で絶対値の差が和周波光の設定周波数の約0．01％以下になる様に設定する必要がある。 For example, LiNbO 3 having a crystal length of 12 mm is used as the nonlinear optical element 11, and a sum frequency light having a set wavelength of 0.53 μm is obtained from light having a wavelength of λ 1 (about 1.04 μm) and light having a wavelength of λ 2 (about 1.08 μm). Consider the case of generating. When the wavelengths λ 1 and λ 2 fluctuate and the wavelength of the sum frequency light deviates from the set wavelength by 0.05 nm, the conversion efficiency decreases to about 1/2. Assuming that such a decrease is acceptable, this wavelength error corresponds to 0.05 nm / 0.53 μm = about 0.01%. In order to use this within a range where the reduction in conversion efficiency stops at about 1/2 or less of the peak when converted by frequency, it is necessary to set as follows. That is, the fluctuation of the oscillation frequency of the first semiconductor laser 11 and the fluctuation of the oscillation frequency of the second semiconductor laser 19 are reversed, and the difference in absolute value is about 0.01% or less of the set frequency of the sum frequency light. It is necessary to set to become.

以下、本発明のより具体的な実施例について図面を用いて説明する。 Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第1の実施例＞
図1は本発明の第1の実施例に係る光波長変換装置の構成図である。図1において、11、19は、夫々、設定波長1．04μｍのＤＦＢレーザからなる第1の半導体レーザ、及び設定波長1．08μｍのＤＦＢレーザからなる第2の半導体レーザである。また、13、21はコリメート用レンズ、15、23は2分の1波長板、27は、波長1．04μｍの光を透過して波長1．08μｍの光を反射するダイクロイックミラー、29は集光レンズである。さらに、31は、ＬｉＮｂＯ3からなる非線形光学素子、33は、周期6．55μｍで設定された分極反転領域、35は光導波路、37は、0．53μｍ近傍の光のみを透過する波長フィルタである。ここにおいて、第1、第2の半導体レーザ11、19からの光は、同一の偏光状態になってダイクロイックミラー27で合波されて同偏光状態でＬｉＮｂＯ3の非線形光学素子31に入る様になっている。 <First embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical wavelength converter according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 11 and 19 denote a first semiconductor laser composed of a DFB laser having a set wavelength of 1.04 μm and a second semiconductor laser composed of a DFB laser having a set wavelength of 1.08 μm, respectively. 13 and 21 are collimating lenses, 15 and 23 are half-wave plates, 27 is a dichroic mirror that transmits light having a wavelength of 1.04 μm and reflects light having a wavelength of 1.08 μm, and 29 is a condensing lens. It is a lens. Further, 31 is a nonlinear optical element made of LiNbO 3 , 33 is a polarization inversion region set with a period of 6.55 μm, 35 is an optical waveguide, and 37 is a wavelength filter that transmits only light in the vicinity of 0.53 μm. . Here, the lights from the first and second semiconductor lasers 11 and 19 are in the same polarization state and are combined by the dichroic mirror 27 and enter the LiNbO 3 nonlinear optical element 31 in the same polarization state. ing.

第1の半導体レーザ11（しきい値電流50ｍＡ）には、低電流状態45ｍＡ／高電流状態200ｍＡ、デューティー比1：1、繰り返し周期200μｓの変調電流が注入されている。一方、これに同期して、第2の半導体レーザ19には、高電流状態320ｍＡ／低電流状態200ｍＡ、デューティー比1：1、繰り返し周期200μｓの変調電流が注入されている。このときの第1の半導体レーザ11の光出力は0．1ｍＷ（低電流状態）／150ｍＷ（高電流状態）であり、第2の半導体レーザ19の光出力は285ｍＷ（高電流状態）／150ｍＷ（低電流状態）である。また、このときの和周波出力ＯＮ状態での第1の半導体レーザ11の発振波長シフト量は0．52ｎｍであり、それに応じて第2の半導体レーザ19の発振波長シフト量は逆側に0．52ｎｍとなる様に、第1の駆動電流と第2の駆動電流が調整されている。ここでの繰り返し周期200μｓは熱の影響が無視できない時間長である。 A modulation current having a low current state of 45 mA / a high current state of 200 mA, a duty ratio of 1: 1, and a repetition period of 200 μs is injected into the first semiconductor laser 11 (threshold current of 50 mA). On the other hand, in synchronization with this, a modulated current having a high current state of 320 mA / low current state of 200 mA, a duty ratio of 1: 1, and a repetition period of 200 μs is injected into the second semiconductor laser 19. At this time, the optical output of the first semiconductor laser 11 is 0.1 mW (low current state) / 150 mW (high current state), and the optical output of the second semiconductor laser 19 is 285 mW (high current state) / 150 mW ( Low current state). At this time, the oscillation wavelength shift amount of the first semiconductor laser 11 in the ON state of the sum frequency output is 0.52 nm, and accordingly, the oscillation wavelength shift amount of the second semiconductor laser 19 is 0. The first drive current and the second drive current are adjusted so as to be 52 nm. The repetition period of 200 μs here is a time length in which the influence of heat cannot be ignored.

この様な2つの半導体レーザ光を光導波路35に入射したところ、ＯＮ状態の和周波出力は30から31ｍＷで安定しており、ＯＦＦ状態の和周波出力は0．1ｍＷ以下であった。 When such two semiconductor laser beams were incident on the optical waveguide 35, the sum frequency output in the ON state was stable at 30 to 31 mW, and the sum frequency output in the OFF state was 0.1 mW or less.

本実施例により、熱の影響が無視できない低速変調における本発明による方式の有効性が確認できた。 This example confirmed the effectiveness of the method according to the present invention in low-speed modulation where the influence of heat cannot be ignored.

＜第2の実施例＞
次に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例の構成は第1の実施例と同様であり、説明は省略する。第1の実施例との違いは、変調信号が高速変調であり、同一パターンの繰り返しではなく或る変調パターンで説明していることである。 <Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The difference from the first embodiment is that the modulation signal is high-speed modulation, and the description is based on a certain modulation pattern rather than repetition of the same pattern.

図6に、2つの半導体レーザ11、19に電流を注入している場合の電流波形、活性層温度、発振波長、光出力の時間変化を模式的に示す。 FIG. 6 schematically shows changes in current waveform, active layer temperature, oscillation wavelength, and optical output over time when current is injected into the two semiconductor lasers 11 and 19.

第1、第2の半導体レーザ11、19に注入する変調電流ないし駆動電流を図6（ａ−1）、（ａ−2）に示す。ここでは、1画素に対応する周期を、熱変化の時定数に比べ短い時間とし、各周期中のパルス幅を或る変調信号に応じて変化させた例を示しており、一周期の中で和周波光出力のＯＮ／ＯＦＦが切り替わっている。この変調周波数では、活性層の温度変化は1画素周期に比べ遅く、変調パターンに依存してなだらかに変化する（図6（ｂ−1）、（ｂ−2））。発振波長の変化は、活性層の温度変化に起因する波長シフトよりもキャリア効果による波長シフトのほうが大きいが、変調パターンに依存した温度変化によるなだらかな波長シフトも同時に存在する（図6（ｃ−1、ｃ−2））。第1、第2の半導体レーザ11、19の光出力は、夫々、注入電流に対応して増減する（図6（ｄ−1、ｄ−2））。 FIGS. 6A-1 and 6A-2 show modulation currents or drive currents injected into the first and second semiconductor lasers 11 and 19, respectively. Here, an example is shown in which the period corresponding to one pixel is set to a time shorter than the time constant of the heat change, and the pulse width in each period is changed according to a certain modulation signal. ON / OFF of sum frequency light output is switched. At this modulation frequency, the temperature change of the active layer is slower than one pixel period, and changes gently depending on the modulation pattern (FIGS. 6 (b-1) and (b-2)). The change in the oscillation wavelength is larger in the wavelength shift due to the carrier effect than in the wavelength shift due to the temperature change in the active layer, but there is also a gentle wavelength shift due to the temperature change depending on the modulation pattern (FIG. 6 (c- 1, c-2)). The optical outputs of the first and second semiconductor lasers 11 and 19 increase / decrease corresponding to the injection current (FIG. 6 (d−1, d−2)).

ここに示した様に、キャリア効果による波長シフトと変調パターンに依存した温度変化による波長シフトが共存している。しかし、第1の半導体レーザ11の波長シフト量（すなわち周波数シフト量）と第2の半導体レーザ19の波長シフト量（すなわち周波数シフト量）とが、符号が逆で絶対値が概ね等しい様に、夫々の変調電流の振幅及びバイアスを設定しておく。こうすれば、変調パターンに依存せずに安定に和周波光出力を得ることが可能となる。 As shown here, the wavelength shift due to the carrier effect and the wavelength shift due to the temperature change depending on the modulation pattern coexist. However, the wavelength shift amount (that is, the frequency shift amount) of the first semiconductor laser 11 and the wavelength shift amount (that is, the frequency shift amount) of the second semiconductor laser 19 are opposite in sign and are almost equal in absolute value. The amplitude and bias of each modulation current are set in advance. In this way, it is possible to stably obtain the sum frequency light output without depending on the modulation pattern.

このとき、図6（ａ−1）に示す如く、第1の半導体レーザ11（しきい値電流50ｍＡ）には、低電流状態45ｍＡ／高電流状態200ｍＡ、1画素相当時間100ｎｓ、パルス幅を適当に変化させた変調電流を注入する。他方、第2の半導体レーザ19には、図6（ａ−2）に示す如く、これと同期して高電流状態320ｍＡ／低電流状態200ｍＡの変調電流を注入する。こうした場合、和周波光のＯＮ状態での出力レベルは、パルス幅や変調パターンに依存せずに概ね一定であり、1画素相当時間内で積分した和周波光の光量はパルス幅に応じて最小0.1ｍＷから最大25ｍＷまで概ね線形に制御することができた。 At this time, as shown in FIG. 6 (a-1), the first semiconductor laser 11 (threshold current 50 mA) has a low current state of 45 mA / a high current state of 200 mA, a time corresponding to one pixel of 100 ns, and an appropriate pulse width. The modulation current changed to is injected. On the other hand, as shown in FIG. 6A-2, the second semiconductor laser 19 is injected with a modulation current in a high current state of 320 mA / low current state of 200 mA in synchronization with this. In such a case, the output level in the ON state of the sum frequency light is substantially constant without depending on the pulse width or modulation pattern, and the amount of sum frequency light integrated within the time corresponding to one pixel is the minimum according to the pulse width. It was possible to control the linearity from 0.1 mW to a maximum of 25 mW.

本実施例により、熱変化の時定数に比べて短い周期において適当な変調パターンの変調電流を用いた場合でも、本発明による方式の有効性が確認できた。 According to this example, the effectiveness of the method according to the present invention was confirmed even when a modulation current having an appropriate modulation pattern was used in a cycle shorter than the time constant of the thermal change.

＜第3の実施例＞
次に、本発明の第3の実施例について図面を用いて説明する。図7は本実施例による光波長変換装置の構成図である。第1の実施例とほぼ同様である構成部分の説明は省略する。第1の実施例との違いは、第1の半導体レーザ111と第2の半導体レーザ119がほぼ同一の発振波長を有していることである。 <Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of an optical wavelength converter according to the present embodiment. A description of components that are substantially the same as those in the first embodiment will be omitted. The difference from the first embodiment is that the first semiconductor laser 111 and the second semiconductor laser 119 have substantially the same oscillation wavelength.

図1と異なる部材について説明する。図7において、111、119は、ともに設定波長1．06μｍのＤＦＢレーザからなる第1の半導体レーザ及び第2の半導体レーザであり、127は、波長1．06μｍに対して設計されたハーフミラーである。第1の半導体レーザ111と第2の半導体レーザ119がほぼ同一の発振波長を有しているので、ダイクロイックミラーではなくハーフミラー127を用いている。ここにおいても、第1、第2の半導体レーザ111、119からの光は、同一の偏光状態になってハーフミラー127で合波されて同偏光状態でＬｉＮｂＯ3の非線形光学素子31に入る。 Components different from those in FIG. 1 will be described. In FIG. 7, 111 and 119 are both a first semiconductor laser and a second semiconductor laser composed of a DFB laser having a set wavelength of 1.06 μm, and 127 is a half mirror designed for a wavelength of 1.06 μm. is there. Since the first semiconductor laser 111 and the second semiconductor laser 119 have substantially the same oscillation wavelength, the half mirror 127 is used instead of the dichroic mirror. Also in this case, the light from the first and second semiconductor lasers 111 and 119 becomes the same polarization state, is combined by the half mirror 127, and enters the LiNbO 3 nonlinear optical element 31 in the same polarization state.

動作原理は第1、第2の実施例と同様である。本実施例では、第1の実施例に比べ、ハーフミラー127を用いることによる光の損失があるものの、2つの半導体レーザ111、119を同一構造のもので構成できることから特性が均一となり、より安定に制御できるという利点がある。 The operating principle is the same as in the first and second embodiments. In this embodiment, compared to the first embodiment, although there is a light loss due to the use of the half mirror 127, the two semiconductor lasers 111 and 119 can be configured with the same structure, so the characteristics are uniform and more stable. There is an advantage that can be controlled.

＜第4の実施例＞
次に、本発明の第4の実施例について図8を用いて説明する。図8は、本発明の第4の実施例に係る画像表示装置の模式的な構成図である。図8中、701は、第1の実施例から第3の実施例で説明した様な緑色の和周波光を出力する変調光源からなる緑色光源、703は、半導体レーザモジュールからなる赤色光源、705は、半導体レーザモジュールからなる青色光源である。また、707はダイクロイックミラー、709は水平走査素子、711は垂直走査素子、713はスクリーンである。 <Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an image display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, 701 is a green light source composed of a modulated light source that outputs green sum frequency light as described in the first to third embodiments, 703 is a red light source composed of a semiconductor laser module, 705 Is a blue light source comprising a semiconductor laser module. 707 is a dichroic mirror, 709 is a horizontal scanning element, 711 is a vertical scanning element, and 713 is a screen.

本画像表示装置において、上記実施例で説明した緑色の変調光を発する光波長変換装置701、赤色レーザを発する変調光源703、青色レーザを発する変調光源705より出力されたレーザ光は、ダイクロイックミラー304によって合波される。合波されたレーザ光は水平走査素子709、垂直走査素子711によって走査され、スクリーン713上に走査線を形成する。フルカラーの画像情報から生成された赤、緑、青各色の階調情報により、各光源701、703、705の出力を変調することにより、スクリーン713上に2次元のフルカラー画像が表示される。 In this image display device, the laser light output from the light wavelength conversion device 701 that emits green modulated light, the modulated light source 703 that emits red laser, and the modulated light source 705 that emits blue laser described in the above embodiments is the dichroic mirror 304. Is combined. The combined laser beam is scanned by the horizontal scanning element 709 and the vertical scanning element 711 to form a scanning line on the screen 713. A two-dimensional full-color image is displayed on the screen 713 by modulating the output of each light source 701, 703, and 705 with the gradation information of each color of red, green, and blue generated from the full-color image information.

本発明による光波長変換装置は、赤色の半導体レーザなどと同等の変調性能を持つので、赤、緑、青それぞれを同じ様に変調できて、高分解能、高精細の階調表現が可能な画像を表示できる。本発明の光波長変換装置ないし方法は、上記レーザディスプレイなどの画像形成装置の他に、レーザビームプリンタ、複写機などの画像形成装置などにも使用できる。 The optical wavelength conversion device according to the present invention has a modulation performance equivalent to that of a red semiconductor laser, etc., so that each of red, green, and blue can be modulated in the same manner, and an image capable of high-resolution, high-definition gradation expression. Can be displayed. The optical wavelength conversion apparatus or method of the present invention can be used for an image forming apparatus such as a laser beam printer and a copying machine in addition to the image forming apparatus such as a laser display.

本発明の実施形態及び実施例に係る光波長変換装置の模式的な構成を説明する図である。It is a figure explaining the typical structure of the optical wavelength converter which concerns on embodiment and an Example of this invention. 和周波変換条件を満たす波長の組み合わせを示す図である。It is a figure which shows the combination of the wavelength which satisfy | fills sum frequency conversion conditions. 和周波変換条件を満たす周波数の組み合わせを示す図である。It is a figure which shows the combination of the frequency which satisfy | fills sum frequency conversion conditions. 本発明の第1の実施例における半導体レーザの変調特性などを説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the modulation characteristics of the semiconductor laser in the first embodiment of the present invention. 和周波変換の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of sum frequency conversion. 本発明の第2の実施例における半導体レーザの変調特性などを説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the modulation characteristics of a semiconductor laser in a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施例に係る光波長変換装置の模式的な構成を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical wavelength conversion device according to a third example of the present invention. 本発明の第4の実施例に係る画像表示装置の模式的な構成を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a schematic configuration of an image display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 従来例の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

11、111 第1の光源（第1の半導体レーザ）
19、119 第2の光源（第2の半導体レーザ）
31 非線形光学素子
33 分極反転領域
35 光導波路
701 緑色光源
703 赤色光源
705 青色光源
709、711 光走査素子（水平走査素子、垂直走査素子） 11, 111 First light source (first semiconductor laser)
19, 119 Second light source (second semiconductor laser)
31 Nonlinear optical elements
33 Polarization inversion region
35 Optical waveguide
701 Green light source
703 Red light source
705 Blue light source
709, 711 Optical scanning element (horizontal scanning element, vertical scanning element)

Claims (13)

第1、第2の光源と、前記第1、第2の光源から夫々発せられる第1、第2の光を入射してその和周波光を出力する非線形光学素子を有する光波長変換装置であって、
第1、第2の光源に夫々注入される第1、第2の駆動電流を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、第1の駆動電流を高電流状態と低電流状態の間で選択的に変調すると共に、それと同期して第2の駆動電流を低電流状態と高電流状態の間で選択的に変調する機能を有することを特徴とする光波長変換装置。 An optical wavelength converter having a first and a second light source and a nonlinear optical element that receives the first and second light emitted from the first and second light sources and outputs the sum frequency light, respectively. And
Control means for controlling the first and second drive currents injected into the first and second light sources, respectively;
The control means selectively modulates the first drive current between a high current state and a low current state, and selectively selects the second drive current between the low current state and the high current state in synchronization with the first drive current. An optical wavelength conversion device characterized by having a function of modulating light. 前記第1、第2の光源は、夫々、半導体レーザであることを特徴とする請求項1に記載の光波長変換装置。 2. The optical wavelength conversion device according to claim 1, wherein each of the first and second light sources is a semiconductor laser. 前記制御手段は、第1の駆動電流が高電流状態で第2の駆動電流が低電流状態の場合に和周波光が高出力となり、かつ第1の駆動電流が低電流状態で第2の駆動電流が高電流状態の場合に和周波光が低出力となるべく、第1、第2の光源の発振波長及び第1、第2の駆動電流を調整する様に構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光波長変換装置。 When the first drive current is in a high current state and the second drive current is in a low current state, the control means has a high sum frequency light output, and the first drive current is in a low current state and the second drive It is configured to adjust the oscillation wavelengths of the first and second light sources and the first and second drive currents so that the sum frequency light has a low output when the current is in a high current state. 3. The optical wavelength converter according to claim 1 or 2. 前記非線形光学素子には、第1、第2の光源からの光とそれらの和周波光とを擬似位相整合させるための周期的分極反転構造を持つ光導波路が設けられ、
第1、第2の光源の設定波長を夫々λ10、λ20、それらの和周波光の波長をλ30、それらに対する非線形光学素子の光導波路の屈折率を夫々ｎ1、ｎ2、ｎ3、周期的分極反転構造の周期をΛ、位相不整合量をΔｋとするとき、位相不整合量Δｋ及び周期Λは、
Figure 2007114527
Figure 2007114527
で与えられ、
前記第1、第2の光源の発振波長を夫々λ1、λ2、それらの和周波光の波長をλ3、それらに対する非線形光学素子の光導波路の屈折率を夫々ｎ（λ1）、ｎ（λ2）、ｎ（λ3）とするとき、
Figure 2007114527
Figure 2007114527
をほぼ満たすべく、前記制御手段は、第1、第2の光源の発振波長を制御する様に構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光波長変換装置。 The nonlinear optical element is provided with an optical waveguide having a periodically poled structure for quasi-phase matching the light from the first and second light sources and the sum frequency light thereof,
The set wavelengths of the first and second light sources are λ 10 and λ 20 respectively , the wavelength of the sum frequency light is λ 30 , and the refractive index of the optical waveguide of the nonlinear optical element corresponding to them is n 1 , n 2 , and n 3 , respectively. When the period of the periodically poled structure is Λ and the phase mismatch amount is Δk, the phase mismatch amount Δk and the period Λ are
Figure 2007114527
Figure 2007114527
Given in
The oscillation wavelengths of the first and second light sources are λ 1 and λ 2 , the wavelength of the sum frequency light is λ 3 , and the refractive index of the optical waveguide of the nonlinear optical element is n (λ 1 ) and n, respectively. When (λ 2 ) and n (λ 3 ),
Figure 2007114527
Figure 2007114527
4. The optical wavelength conversion device according to claim 1, wherein the control means is configured to control the oscillation wavelengths of the first and second light sources so as to substantially satisfy the above. 前記制御手段は、前記第1の駆動電流により発生する第1の光源の発振周波数の変動と、前記第2の駆動電流により発生する第2の光源の発振周波数の変動とが、符号が逆で同期しており、かつ、その絶対値の差が和周波光の周波数の0．01％以下である如く、第1、第2の駆動電流を制御する様に構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光波長変換装置。 The control means has the opposite sign of the fluctuation of the oscillation frequency of the first light source generated by the first driving current and the fluctuation of the oscillation frequency of the second light source generated by the second driving current. The first and second drive currents are controlled so that they are synchronized and the absolute value difference is 0.01% or less of the frequency of the sum frequency light. 5. The optical wavelength conversion device according to claim 1, wherein: 前記第1、第2の光源は、夫々第1、第2の半導体レーザであり、
前記制御手段は、前記第1の駆動電流が高電流状態のときに第1の半導体レーザの活性領域に与える熱量と低電流状態のときに第1の半導体レーザの活性領域に与える熱量を調整することで第1の半導体レーザの発振周波数の変動量を調整し、かつ、前記第2の駆動電流が高電流状態のときに第2の半導体レーザの活性領域に与える熱量と低電流状態のときに第2の半導体レーザの活性領域に与える熱量を調整することで、第2の半導体レーザの発振周波数の変動量を調整する様に構成されていることを特徴とする請求項5に記載の光波長変換装置。 The first and second light sources are first and second semiconductor lasers, respectively.
The control means adjusts the amount of heat applied to the active region of the first semiconductor laser when the first drive current is in a high current state and the amount of heat applied to the active region of the first semiconductor laser when in the low current state. By adjusting the amount of fluctuation of the oscillation frequency of the first semiconductor laser, and when the second drive current is in a high current state and the amount of heat given to the active region of the second semiconductor laser and in a low current state 6. The optical wavelength according to claim 5, wherein the amount of heat given to the active region of the second semiconductor laser is adjusted to adjust the amount of fluctuation of the oscillation frequency of the second semiconductor laser. Conversion device. 前記制御手段は、前記第1、第2の駆動電流をＰＷＭ駆動することで和周波光の光出力をパルス幅に応じて変化させる様に構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の光波長変換装置。 7. The control means is configured to change the optical output of sum frequency light according to a pulse width by PWM driving the first and second drive currents. The optical wavelength converter according to any one of the above. 前記第1の駆動電流の低電流状態は第1の半導体レーザの発振しきい値以下であることを特徴とする請求項2乃至7に記載の光波長変換装置。 8. The optical wavelength conversion device according to claim 2, wherein the low current state of the first drive current is equal to or less than an oscillation threshold value of the first semiconductor laser. 前記第1、第2の半導体レーザが同一構造を有することを特徴とする請求項2乃至8に記載の光波長変換装置。 9. The optical wavelength converter according to claim 2, wherein the first and second semiconductor lasers have the same structure. 第1、第2の光源と、前記第1、第2の光源から夫々発せられる第1、第2の光を入射してその和周波光を出力する非線形光学素子を有する光波長変換装置の制御方法であって、
第1、第2の光源に夫々注入される第1、第2の駆動電流について、第1の駆動電流を高電流状態と低電流状態の間で選択的に変調すると共に、それと同期して第2の駆動電流を低電流状態と高電流状態の間で選択的に変調する様に、制御することを特徴とする光波長変換装置の制御方法。 Control of an optical wavelength conversion device having first and second light sources and a nonlinear optical element that receives the first and second light emitted from the first and second light sources and outputs the sum frequency light, respectively. A method,
For the first and second drive currents injected into the first and second light sources, respectively, the first drive current is selectively modulated between the high current state and the low current state, and the first drive current is synchronized with the first drive current. 2. A control method for an optical wavelength conversion device, wherein the drive current is controlled so as to be selectively modulated between a low current state and a high current state. 第1の駆動電流が高電流状態で第2の駆動電流が低電流状態の場合に和周波光が高出力となり、かつ第1の駆動電流が低電流状態で第2の駆動電流が高電流状態の場合に和周波光が低出力となるべく、第1、第2の光源の発振波長及び第1、第2の駆動電流を調整することを特徴とする請求項10記載の光波長変換装置の制御方法。 When the first drive current is in the high current state and the second drive current is in the low current state, the sum frequency light is high, and the first drive current is in the low current state and the second drive current is in the high current state. 11. The control of the optical wavelength conversion device according to claim 10, wherein the oscillation wavelengths of the first and second light sources and the first and second drive currents are adjusted so that the sum frequency light has a low output in the case of Method. 前記第1、第2の光源は、夫々第1、第2の半導体レーザであり、
前記第1の駆動電流により発生する第1の光源の発振周波数の変動と、前記第2の駆動電流により発生する第2の光源の発振周波数の変動とが、符号が逆で同期しており、かつ、その絶対値の差が和周波光の周波数の0．01％以下である様に、第1、第2の駆動電流を制御することを特徴とする請求項10または11に記載の光波長変換装置の制御方法。 The first and second light sources are first and second semiconductor lasers, respectively.
The fluctuation of the oscillation frequency of the first light source generated by the first driving current and the fluctuation of the oscillation frequency of the second light source generated by the second driving current are synchronized with opposite signs, 12. The optical wavelength according to claim 10, wherein the first and second drive currents are controlled so that a difference between the absolute values is 0.01% or less of the frequency of the sum frequency light. Control method of conversion device. 請求項1乃至9のいずれかに記載の光波長変換装置、及び少なくとも1つの光走査素子を有し、光波長変換装置によって発せられる変調された和周波光を光走査素子で走査することで画像を形成することを特徴とする画像形成装置。 An optical wavelength conversion device according to any one of claims 1 to 9 and at least one optical scanning element, and an image obtained by scanning the modulated sum frequency light emitted by the optical wavelength conversion device with the optical scanning element. Forming an image forming apparatus.
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