JP2647190B2 - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3534—Three-wave interaction, e.g. sum-difference frequency generation
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ディスク装置やレーザビームプリンタ等
の情報処理装置、光応用計測器等に使用されるレーザ光
を短波長化する際に使用される光波長変換装置に関す
る。
の情報処理装置、光応用計測器等に使用されるレーザ光
を短波長化する際に使用される光波長変換装置に関す
る。
（従来の技術） 光ディスク装置やレーザビームプリンタ等の情報処理
装置、あるいは光応用計測器等では、半導体レーザ素子
から発せられる集光性および指向性に優れたレーザ光が
使用されている。通常、半導体レーザ素子からの発振さ
れるレーザー光の波長は、780nm、830nm等の長波長の近
赤外光であるが、最近では、情報処理装置における処理
情報量を増大させるために、あるいは光応用計測器の計
測精度を向上させるために、レーザ光の短波長化が進め
られている。例えば、光ディスク装置やレーザビームプ
リンタ等の情報装置では、半導体レーザ素子にて発振さ
れたレーザ光を所定位置に集光させて、情報や画像の書
き込みが行われている。レーザ光の波長と集光スポット
の径は、通常、比例関係にあり、レーザ光の波長が短く
なれば、集光スポットの径を小さくできる。集光スポッ
トの径が小さくなれば、光ディスク装置では、光ディス
クに書き込む情報量（記録密度）を増大させることがで
きる。レーザビームプリンタでは、レーザ光の波長が短
くなれば、微小画像を形成し得るために記録密度を増大
させることができるとともに、解像度を向上させること
ができる。波長の短い緑色や青色のレーザ光が容易に得
られれば、現在使用されている赤色レーザ光と組み合わ
せることにより、高速動作可能な、高解像度のカラープ
リンタも実現し得る。光応用計測器では、レーザ光の波
長を短くすることすることにより、計測精度の向上が図
れる。
装置、あるいは光応用計測器等では、半導体レーザ素子
から発せられる集光性および指向性に優れたレーザ光が
使用されている。通常、半導体レーザ素子からの発振さ
れるレーザー光の波長は、780nm、830nm等の長波長の近
赤外光であるが、最近では、情報処理装置における処理
情報量を増大させるために、あるいは光応用計測器の計
測精度を向上させるために、レーザ光の短波長化が進め
られている。例えば、光ディスク装置やレーザビームプ
リンタ等の情報装置では、半導体レーザ素子にて発振さ
れたレーザ光を所定位置に集光させて、情報や画像の書
き込みが行われている。レーザ光の波長と集光スポット
の径は、通常、比例関係にあり、レーザ光の波長が短く
なれば、集光スポットの径を小さくできる。集光スポッ
トの径が小さくなれば、光ディスク装置では、光ディス
クに書き込む情報量（記録密度）を増大させることがで
きる。レーザビームプリンタでは、レーザ光の波長が短
くなれば、微小画像を形成し得るために記録密度を増大
させることができるとともに、解像度を向上させること
ができる。波長の短い緑色や青色のレーザ光が容易に得
られれば、現在使用されている赤色レーザ光と組み合わ
せることにより、高速動作可能な、高解像度のカラープ
リンタも実現し得る。光応用計測器では、レーザ光の波
長を短くすることすることにより、計測精度の向上が図
れる。
近時、III−Ｖ族の半導体材料を使用した半導体レー
ザ素子では、発振波長が600nm台（680nm）のレーザ光が
得られているが、III−Ｖ族の半導体材料では、それ以
上の短波長化は困難である。ZnSe、ZnS等のII−VI族の
半導体材料を用いた半導体レーザ素子の研究も行われて
いるが、現在では、ｐ−ｎ接合も実現されていない。こ
のため、緑色、青色等の短波長のレーザ光を発振し得る
半導体レーザ素子は、適当な材料が見あたらないことも
あって、実現されていない。このため、緑色や青色等の
短波長のレーザ光は、アルゴンイオンレーザ等の大型な
ガスレーザによって発振されているのが現状である。
ザ素子では、発振波長が600nm台（680nm）のレーザ光が
得られているが、III−Ｖ族の半導体材料では、それ以
上の短波長化は困難である。ZnSe、ZnS等のII−VI族の
半導体材料を用いた半導体レーザ素子の研究も行われて
いるが、現在では、ｐ−ｎ接合も実現されていない。こ
のため、緑色、青色等の短波長のレーザ光を発振し得る
半導体レーザ素子は、適当な材料が見あたらないことも
あって、実現されていない。このため、緑色や青色等の
短波長のレーザ光は、アルゴンイオンレーザ等の大型な
ガスレーザによって発振されているのが現状である。
このような大型のガスレーザを用いることなく、緑
色、青色等の短波長のレーザ光を得るために、固体レー
ザや半導体レーザ素子から発振されたレーザ光の半波長
のレーザ光が得られる光波長変換装置が提案されてい
る。該光波長変換装置は、非線形光学効果を有する結晶
による第２高調波発生（SHG）に代表される非線形光学
現象を利用するものであり、入力される基本波の波長の
1/2の波長のレーザ光が出力される。
色、青色等の短波長のレーザ光を得るために、固体レー
ザや半導体レーザ素子から発振されたレーザ光の半波長
のレーザ光が得られる光波長変換装置が提案されてい
る。該光波長変換装置は、非線形光学効果を有する結晶
による第２高調波発生（SHG）に代表される非線形光学
現象を利用するものであり、入力される基本波の波長の
1/2の波長のレーザ光が出力される。
従来の光波長変換装置は、第３図に示すように、LiNb
O3結晶基板31上にプロトン交換法により平板状の光導波
路32が形成されている。LiNbO3結晶基板31は、非線形光
学定数が大きいために、光導波路32内に入射した基本波
33に対してSHG現象により基本波の波長の半波長の第２
高調波34を発生する。この第２高調波34は基本波33に対
して位相整合する角度θで、光導波路32からLiNbO3結晶
基板31内に放射され、該基板31の端面から出射される。
O3結晶基板31上にプロトン交換法により平板状の光導波
路32が形成されている。LiNbO3結晶基板31は、非線形光
学定数が大きいために、光導波路32内に入射した基本波
33に対してSHG現象により基本波の波長の半波長の第２
高調波34を発生する。この第２高調波34は基本波33に対
して位相整合する角度θで、光導波路32からLiNbO3結晶
基板31内に放射され、該基板31の端面から出射される。
この装置により、発振波長が1.06μｍのYAGレーザを
用いて、0.53μｍの緑色レーザ光の発生が観測されてい
る。さらに、半導体レーザ素子から発振される波長0.84
μｍ、光出力80mWのレーザ光を、レンズおよびプリズム
を含む光学系を用いて、光導波路の一端面に、40mWで結
合させることにより、0.42μｍ、0.4mWの青色レーザ光
が観測されている。また、基本波が複数の発振波長（発
振軸モード）を有するレーザ光の場合は、和周波（二つ
の基本波の光周波数の和）も発生するが、以下、和周波
も含めて第２高調波と表現する。
用いて、0.53μｍの緑色レーザ光の発生が観測されてい
る。さらに、半導体レーザ素子から発振される波長0.84
μｍ、光出力80mWのレーザ光を、レンズおよびプリズム
を含む光学系を用いて、光導波路の一端面に、40mWで結
合させることにより、0.42μｍ、0.4mWの青色レーザ光
が観測されている。また、基本波が複数の発振波長（発
振軸モード）を有するレーザ光の場合は、和周波（二つ
の基本波の光周波数の和）も発生するが、以下、和周波
も含めて第２高調波と表現する。
（発明が解決しようとする課題） このようにして発振される第２高調波の出力は、入力
される基本波の出力の２乗に比例することが知られてい
る。従って、前述した光波長変換装置により実用的な5m
Wの出力の青色レーザ光を得るには、約140mW出力の基本
波を光導波路32内に入射させて該光導波路内を伝播させ
る必要がある。このためには、光導波路との光結合効率
を考慮すると、約280mWの出力の半導体レーザ素子が必
要になる。しかし、現在では高出力半導体レーザ素子の
出力は、50〜100mW程度であり、しかも、光導波路との
光結合効率も低いことから、実用的な5mW出力の青色レ
ーザ光を得ることは容易ではない。
される基本波の出力の２乗に比例することが知られてい
る。従って、前述した光波長変換装置により実用的な5m
Wの出力の青色レーザ光を得るには、約140mW出力の基本
波を光導波路32内に入射させて該光導波路内を伝播させ
る必要がある。このためには、光導波路との光結合効率
を考慮すると、約280mWの出力の半導体レーザ素子が必
要になる。しかし、現在では高出力半導体レーザ素子の
出力は、50〜100mW程度であり、しかも、光導波路との
光結合効率も低いことから、実用的な5mW出力の青色レ
ーザ光を得ることは容易ではない。
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は、比較的低出力の基本波を高効率で第２高調波に
変換することができ、高出力の第２高調波を発生し得る
光波長変換装置を提供することにある。
目的は、比較的低出力の基本波を高効率で第２高調波に
変換することができ、高出力の第２高調波を発生し得る
光波長変換装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明に係る光波長変換装置は、非線形光学効果を有
する材料にて構成された基板に形成された環状の光導波
路を有し、該光導波路は、その一部から基本波が入射さ
れ、一端から第２高調波または和周波光を放射する直線
部分と、該直線部分の両端に接続され、該第２高調波ま
たは和周波光に変換されなかった基本波を、該直線部分
の一端側から他端側に戻す環流部分とからなり、該環流
部分における直線部の長さの総和は、該直線部分の長さ
より短く、該環流部分は、その光出射側端からモニター
光として第２高調波を発生する直線部を含んでいる。そ
のことにより上記目的が達成される。
する材料にて構成された基板に形成された環状の光導波
路を有し、該光導波路は、その一部から基本波が入射さ
れ、一端から第２高調波または和周波光を放射する直線
部分と、該直線部分の両端に接続され、該第２高調波ま
たは和周波光に変換されなかった基本波を、該直線部分
の一端側から他端側に戻す環流部分とからなり、該環流
部分における直線部の長さの総和は、該直線部分の長さ
より短く、該環流部分は、その光出射側端からモニター
光として第２高調波を発生する直線部を含んでいる。そ
のことにより上記目的が達成される。
（作用） この発明においては、上記光導波路を環状構造とし、
第２高調波に変換されない基本波を還流するようにした
ので、基本波の変換効率を高めて第２高調波の高出力化
を図ることができる。
第２高調波に変換されない基本波を還流するようにした
ので、基本波の変換効率を高めて第２高調波の高出力化
を図ることができる。
また、環状の光導波路の最も長い直線部分を高調波発
生部とするとともに光の入射部とし、しかも該環状の光
導波路におけるその他の直線部の長さの総和を、該最も
長い直線部分の長さより短くしているため、入射光を効
率よく環状の光導波路に注入できるとともに、高調波発
生部での変換効率の低下を抑制することができる。
生部とするとともに光の入射部とし、しかも該環状の光
導波路におけるその他の直線部の長さの総和を、該最も
長い直線部分の長さより短くしているため、入射光を効
率よく環状の光導波路に注入できるとともに、高調波発
生部での変換効率の低下を抑制することができる。
さらに、該還流部分における直線部を、モニター光を
発生する部分としているため、光導波路からモニター波
を小さい出力で取り出すことができ、変換効率を低下さ
せることなく、第２高調波を発生させることができる。
発生する部分としているため、光導波路からモニター波
を小さい出力で取り出すことができ、変換効率を低下さ
せることなく、第２高調波を発生させることができる。
またさらに、直線部分からの出力光ではなく、環流部
分で発生した２次高調波をモニターするので、出力光の
減衰のおそれはなく、またモニター（受光器）も環流部
分の任意の部分に配置することができる。
分で発生した２次高調波をモニターするので、出力光の
減衰のおそれはなく、またモニター（受光器）も環流部
分の任意の部分に配置することができる。
（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。
本発明の光波長変換装置は、第１図および第２図に示
すように、非線形光学効果を有する結晶基板11上に、環
状の光導波路12が形成されている。該結晶基板11として
は、例えば、ＹカットされたMgOドープのLiNbO3が使用
される。
すように、非線形光学効果を有する結晶基板11上に、環
状の光導波路12が形成されている。該結晶基板11として
は、例えば、ＹカットされたMgOドープのLiNbO3が使用
される。
該光導波路12は、基板11の一側部上にその長辺に沿っ
て直線状に配設された高調波発生部12aを有し、該高調
波発生部12aの一端面が基板11の一方の端面11aに連なっ
て、両者が面一になっている。そして、該端面11aから
光導波路12内に基本波が導入される。該高調波発生部12
aの他方の端部は、基板11の他方の端面近傍に達してお
り、該端面近傍部にて半円状の第１湾曲部12bの一端に
連なっている。該第１湾曲部12bは180度よりも若干小さ
く湾曲しており、その他端は前述した高調波発生部12a
に対して小角度で傾斜した状態の直線状の傾斜部12cの
一端に連なっている。基板11には、該傾斜部12cを挟む
一対の屈折率制御電極13および13が配設されている。そ
して該傾斜部12cの他端は、前記高調波発生部12aとは平
行になった直線状のモニター波発生部12dの一端に連な
っている。該モニター波発生部12dは高調波発生部12aの
略中央部に対向しており、その他端は第２湾曲部12eの
一端に連なっている。該第２湾曲部12eは、高調波発生
部12aの端面が位置する基板11端面11a側になるに連れ
て、該高調波発生部12a側に緩やかに湾曲し、該第２湾
曲部12eの他端が高調波発生部12aの基板11端面11aに連
なる端部に連なっており、光導波路12は高調波発生部12
aの端部を除いて環状になっている。
て直線状に配設された高調波発生部12aを有し、該高調
波発生部12aの一端面が基板11の一方の端面11aに連なっ
て、両者が面一になっている。そして、該端面11aから
光導波路12内に基本波が導入される。該高調波発生部12
aの他方の端部は、基板11の他方の端面近傍に達してお
り、該端面近傍部にて半円状の第１湾曲部12bの一端に
連なっている。該第１湾曲部12bは180度よりも若干小さ
く湾曲しており、その他端は前述した高調波発生部12a
に対して小角度で傾斜した状態の直線状の傾斜部12cの
一端に連なっている。基板11には、該傾斜部12cを挟む
一対の屈折率制御電極13および13が配設されている。そ
して該傾斜部12cの他端は、前記高調波発生部12aとは平
行になった直線状のモニター波発生部12dの一端に連な
っている。該モニター波発生部12dは高調波発生部12aの
略中央部に対向しており、その他端は第２湾曲部12eの
一端に連なっている。該第２湾曲部12eは、高調波発生
部12aの端面が位置する基板11端面11a側になるに連れ
て、該高調波発生部12a側に緩やかに湾曲し、該第２湾
曲部12eの他端が高調波発生部12aの基板11端面11aに連
なる端部に連なっており、光導波路12は高調波発生部12
aの端部を除いて環状になっている。
このような光導波路12は、次のように形成される。ま
ず、Ｙ板LiNbO3製の結晶基板11に、モリブデンまたはタ
ンタルを電子ビーム蒸着した後に、レジストを塗布し
て、レーザビーム描画法により、前述した光導波路12形
状にパターニングし、幅２μｍの所定形状の環状スリッ
トを有する金属マスクを形成する。そして、230℃のリ
ン酸中でプロトン交換処理を行った後に金属マスクを除
去することにより、所定の環状をした光導波路12が形成
される。
ず、Ｙ板LiNbO3製の結晶基板11に、モリブデンまたはタ
ンタルを電子ビーム蒸着した後に、レジストを塗布し
て、レーザビーム描画法により、前述した光導波路12形
状にパターニングし、幅２μｍの所定形状の環状スリッ
トを有する金属マスクを形成する。そして、230℃のリ
ン酸中でプロトン交換処理を行った後に金属マスクを除
去することにより、所定の環状をした光導波路12が形成
される。
光導波路12の端面が位置する基板11の端面11aの側方
には、光学系15が対向して配設されており、レーザ光源
14から発振されるレーザ光が、該光学系15を介して基板
11における光導波路12の端面に照射される。また、該光
学系15が対向する基板11の端面11aには、受光器16が対
向して配設されている。該受光器16は、光導波路12にお
けるモニター波発生部12dの延長線に対して若干下方に
位置している。基板11における光学系15等が対向する端
面11aとは反対側の端面11bは、下側になるに連れて順次
他方の端面11a側に接近した傾斜面になっている。
には、光学系15が対向して配設されており、レーザ光源
14から発振されるレーザ光が、該光学系15を介して基板
11における光導波路12の端面に照射される。また、該光
学系15が対向する基板11の端面11aには、受光器16が対
向して配設されている。該受光器16は、光導波路12にお
けるモニター波発生部12dの延長線に対して若干下方に
位置している。基板11における光学系15等が対向する端
面11aとは反対側の端面11bは、下側になるに連れて順次
他方の端面11a側に接近した傾斜面になっている。
このような構成の光波長変換装置では、レーザ光源14
から発振されたレーザ光が光学系15を介して基板11の光
導波路12内に基本波として入射される。光導波路12内に
入射した基本波は、基板11がＹカットされたLiNbO3製で
あるため、該光導波路12における高調波発生部12a内をT
Eモードで伝播する。このとき、LiNbO3基板11の非線形
光学定数が最大となるd33を利用して高調波発生部12aが
形成されているため、基本波は第２高調波に変換されて
基板11内に放出される。基板11内に放出された第２高調
波は、光導波路12の高調波発生12aの延設方向に沿って
基板11内を下方に傾斜して伝播し、第１図および第２図
に矢印Ａで示すように、傾斜した端面11bから出射され
る。このとき、第２高調波が出射される端面11bが、下
方になるに連れてレーザ光が入射される他方の端面11a
に接近するように傾斜しているために、基板11内を傾斜
して伝播する第２高調波は、該端面11bから基板11上面
と平行に出射される。
から発振されたレーザ光が光学系15を介して基板11の光
導波路12内に基本波として入射される。光導波路12内に
入射した基本波は、基板11がＹカットされたLiNbO3製で
あるため、該光導波路12における高調波発生部12a内をT
Eモードで伝播する。このとき、LiNbO3基板11の非線形
光学定数が最大となるd33を利用して高調波発生部12aが
形成されているため、基本波は第２高調波に変換されて
基板11内に放出される。基板11内に放出された第２高調
波は、光導波路12の高調波発生12aの延設方向に沿って
基板11内を下方に傾斜して伝播し、第１図および第２図
に矢印Ａで示すように、傾斜した端面11bから出射され
る。このとき、第２高調波が出射される端面11bが、下
方になるに連れてレーザ光が入射される他方の端面11a
に接近するように傾斜しているために、基板11内を傾斜
して伝播する第２高調波は、該端面11bから基板11上面
と平行に出射される。
光導波路12における高調波発生部12aから第２高調波
に変換されない基本波は、光導波路12の該高調波発生部
12aから第１湾曲部12b内に導入され、該第１湾曲部12b
から傾斜部12c、モニター波発生部12d、および第２湾曲
部12eを通って、高調波発生部12a内へ還流される。そし
て、該高調波発生部12a内にて、新たに該高調波発生部1
2a内に入射される基本波とともに、該高調波発生部12a
内を伝播される間に、一部が第２高調波に変換されて基
板11内に放射される。このように、光導波路12の高調波
発生部12a内を伝播される基本波は、新たに入射される
基本波と還流される基本波の両者であるため、その光密
度は増大し、該光導波路12内に入射される基本波に対し
ては高効率で第２高調波に変換されることになる。
に変換されない基本波は、光導波路12の該高調波発生部
12aから第１湾曲部12b内に導入され、該第１湾曲部12b
から傾斜部12c、モニター波発生部12d、および第２湾曲
部12eを通って、高調波発生部12a内へ還流される。そし
て、該高調波発生部12a内にて、新たに該高調波発生部1
2a内に入射される基本波とともに、該高調波発生部12a
内を伝播される間に、一部が第２高調波に変換されて基
板11内に放射される。このように、光導波路12の高調波
発生部12a内を伝播される基本波は、新たに入射される
基本波と還流される基本波の両者であるため、その光密
度は増大し、該光導波路12内に入射される基本波に対し
ては高効率で第２高調波に変換されることになる。
光導波路12の高調波発生部12aにて第２高調波波に変
換されない基本波を、該高調波発生部12aに還流させる
光導波路の第１湾曲部12b、傾斜部12c、モニター波発生
部12d、および第２湾曲部12eは、傾斜部12cを挟んで配
設された一対の屈折率制御電極13から印加される電圧に
より屈折率が変更され、共振条件が満足されるように位
相調整される。
換されない基本波を、該高調波発生部12aに還流させる
光導波路の第１湾曲部12b、傾斜部12c、モニター波発生
部12d、および第２湾曲部12eは、傾斜部12cを挟んで配
設された一対の屈折率制御電極13から印加される電圧に
より屈折率が変更され、共振条件が満足されるように位
相調整される。
光導波路12の高調波発生部12aにて第２高調波に変換
されず、再度、高調波発生部12aに還流される基本波
は、モニター波発生部12dを伝播する間に、該モニター
波発生部12dにおいて第２高調波を、基板11内に放出す
る。該モニター波発生部12dから放射された第２高調波
は、基板11の端面から受光器16に向けて出射される。該
受光器16は、モニター波発生部12dから放射される第２
高調波の情報を捉えており、該情報に基づいて、光導波
路12の高調波発生部12aから放射される第２高調波の情
報がモニターされる。該モニター波発生部12dの長さ
は、該モニター波発生部12dから放射される第２高調波
により、高調波発生部12aから放射される第２高調波の
変換効率を低下させないように、できるだけ短くするこ
とが好ましい。
されず、再度、高調波発生部12aに還流される基本波
は、モニター波発生部12dを伝播する間に、該モニター
波発生部12dにおいて第２高調波を、基板11内に放出す
る。該モニター波発生部12dから放射された第２高調波
は、基板11の端面から受光器16に向けて出射される。該
受光器16は、モニター波発生部12dから放射される第２
高調波の情報を捉えており、該情報に基づいて、光導波
路12の高調波発生部12aから放射される第２高調波の情
報がモニターされる。該モニター波発生部12dの長さ
は、該モニター波発生部12dから放射される第２高調波
により、高調波発生部12aから放射される第２高調波の
変換効率を低下させないように、できるだけ短くするこ
とが好ましい。
本発明の光波長変換装置では、レーザー光源14とし
て、出力40mWの半導体レーザ素子を用い、光導波路12に
おける高調波発生部12aの長さを5mmとしたところ、5mW
の出力の第２高調波が得られた。
て、出力40mWの半導体レーザ素子を用い、光導波路12に
おける高調波発生部12aの長さを5mmとしたところ、5mW
の出力の第２高調波が得られた。
なお、上記実施例では、ＹカットされたMgOドープのL
iNbO3結晶基板11上にプロトン交換法により形成された
光導波路12を用いたが、これに限るものではなく、例え
ば、ＹカットのLiNbO3基板に、安息香酸リチウムを含有
する安息香酸によるプロトン交換法により形成された光
導波路を用いてもよく、また、ＺカットのLiNbO3基板に
形成された光導波路を用いて、TMモードで基本波を伝播
させてもよい。また、環状導波路は導波路損失が小さ
く、高調波発生部に基本波が還流される構成であれば任
意の形状とされる。さらに、基板としては、KTP（チタ
ノリン酸カリウム）、LiTaO3、有機非線形光学材料等も
使用し得る。基本波も半導体レーザ素子から発振される
半導体レーザ光に限らず、YAGレーザ等の固体レーザか
ら発振されるレーザ光であってもよい。半導体レーザ素
子から発振されるレーザ光の波長も何ら限定されるもの
ではない。
iNbO3結晶基板11上にプロトン交換法により形成された
光導波路12を用いたが、これに限るものではなく、例え
ば、ＹカットのLiNbO3基板に、安息香酸リチウムを含有
する安息香酸によるプロトン交換法により形成された光
導波路を用いてもよく、また、ＺカットのLiNbO3基板に
形成された光導波路を用いて、TMモードで基本波を伝播
させてもよい。また、環状導波路は導波路損失が小さ
く、高調波発生部に基本波が還流される構成であれば任
意の形状とされる。さらに、基板としては、KTP（チタ
ノリン酸カリウム）、LiTaO3、有機非線形光学材料等も
使用し得る。基本波も半導体レーザ素子から発振される
半導体レーザ光に限らず、YAGレーザ等の固体レーザか
ら発振されるレーザ光であってもよい。半導体レーザ素
子から発振されるレーザ光の波長も何ら限定されるもの
ではない。
基本波は、導波路の端面から入射させる構成に限ら
ず、グレーティング光結合器等を用いて光導波路内に入
射させてもよい。
ず、グレーティング光結合器等を用いて光導波路内に入
射させてもよい。
（発明の効果） 本発明の光波長変換装置は、このように、環状の光導
波路を有しているために、該光導波路内を伝播する間に
第２高調波に変換されない基本波は、第２高調波に変換
されるべく還流されるため、光導波路内に入射される基
本波に対して高効率で基本波を第２高調波に変換し得
て、高出力の第２高調波を発生させることができる効果
がある。
波路を有しているために、該光導波路内を伝播する間に
第２高調波に変換されない基本波は、第２高調波に変換
されるべく還流されるため、光導波路内に入射される基
本波に対して高効率で基本波を第２高調波に変換し得
て、高出力の第２高調波を発生させることができる効果
がある。
また、環状の光導波路の最も長い直線部分を高調波発
生部とするとともに光の入射部とし、しかも該環状の光
導波路におけるその他の直線部の長さの総和を、該最も
長い直線部分の長さより短くしているため、入射光を効
率よく環状の光導波路に注入できるとともに、高調波発
生部での変換効率の低下を抑制することができる効果が
ある。
生部とするとともに光の入射部とし、しかも該環状の光
導波路におけるその他の直線部の長さの総和を、該最も
長い直線部分の長さより短くしているため、入射光を効
率よく環状の光導波路に注入できるとともに、高調波発
生部での変換効率の低下を抑制することができる効果が
ある。
さらに、該還流部分における直線部を、モニター光を
発生する部分としているため、光導波路からモニター波
を小さい出力で取り出すことができ、交換効率を低下さ
せることなく、第２高調波を発生させることができる効
果がある。
発生する部分としているため、光導波路からモニター波
を小さい出力で取り出すことができ、交換効率を低下さ
せることなく、第２高調波を発生させることができる効
果がある。
またさらに、上記直線部分からの出力光ではなく、還
流部分で発生した２次高調波をモニターするので、出力
光の減衰のおそれはなく、また受光器などのモニターも
還流部分の任意の部分に配置することができる効果があ
る。
流部分で発生した２次高調波をモニターするので、出力
光の減衰のおそれはなく、また受光器などのモニターも
還流部分の任意の部分に配置することができる効果があ
る。
第１図は本発明の光波長変換装置の平面図、第２図はそ
の側面図、第３図は従来の光波長変換装置の斜視図であ
る。 11……基板、12……光導波路、13……屈折率制御電極、
14……レーザ光源、15……光学系。
の側面図、第３図は従来の光波長変換装置の斜視図であ
る。 11……基板、12……光導波路、13……屈折率制御電極、
14……レーザ光源、15……光学系。
Claims (1)
- 【請求項１】非線形光学効果を有する材料にて構成され
た基板に形成された環状の光導波路を有し、 該光導波路は、その一部から基本波が入射され、一端か
ら第２高調波または和周波光を放射する直線部分と、 該直線部分の両端に接続され、該第２高調波または和周
波光に変換されなかった基本波を、該直線部分の一端側
から他端側に戻す環流部分とからなり、 該環流部分における直線部の長さの総和は、該直線部分
の長さより短く、 該環流部分は、その光出射側端からモニター光として第
２高調波を発生する直線部を含んでいる光波長変換装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077823A JP2647190B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 光波長変換装置 |
| US07/498,573 US5046802A (en) | 1989-03-28 | 1990-03-26 | Light wavelength converter |
| EP90303288A EP0390524B1 (en) | 1989-03-28 | 1990-03-28 | A light wavelength converter |
| DE69010951T DE69010951T2 (de) | 1989-03-28 | 1990-03-28 | Optischer Wellenlängenkonverter. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077823A JP2647190B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 光波長変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254427A JPH02254427A (ja) | 1990-10-15 |
| JP2647190B2 true JP2647190B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=13644764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1077823A Expired - Lifetime JP2647190B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 光波長変換装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5046802A (ja) |
| EP (1) | EP0390524B1 (ja) |
| JP (1) | JP2647190B2 (ja) |
| DE (1) | DE69010951T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2771247B2 (ja) * | 1989-04-28 | 1998-07-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 波長変換素子 |
| JP2542444B2 (ja) * | 1990-01-31 | 1996-10-09 | シャープ株式会社 | レ―ザ光発振装置 |
| JPH03287140A (ja) * | 1990-04-02 | 1991-12-17 | Pioneer Electron Corp | レーザー光波長変換装置 |
| JP2753118B2 (ja) * | 1990-06-28 | 1998-05-18 | シャープ株式会社 | 光波長変換装置 |
| JPH095550A (ja) * | 1995-06-21 | 1997-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路の作製方法 |
| FR2736480B1 (fr) * | 1995-07-05 | 1997-09-19 | France Telecom | Disposif de coloration de signaux optiques |
| US5708671A (en) * | 1996-04-17 | 1998-01-13 | Semi-Custom Logic, Inc. | Tunable gigihertz all-optical clock generator and method using same |
| JPH11109427A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-23 | Nec Corp | 導波路型光強度減衰素子 |
| JP3417373B2 (ja) * | 2000-02-04 | 2003-06-16 | 日本電気株式会社 | 光送受信回路 |
| US20040002273A1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-01-01 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Liquid repellent nonwoven protective material |
| US7190865B2 (en) * | 2004-04-19 | 2007-03-13 | Infinera Corporation | Hermaphroditic u-guide alignment structures and method thereof |
| JP2015099379A (ja) * | 2010-03-04 | 2015-05-28 | キヤノン株式会社 | テラヘルツ波発生ユニット、テラヘルツ波検出ユニット、およびテラヘルツ時間領域分光装置 |
| JP6853730B2 (ja) * | 2017-05-18 | 2021-03-31 | 日本電信電話株式会社 | 波長変換デバイス |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3725809A (en) * | 1971-04-05 | 1973-04-03 | Bell Telephone Labor Inc | Dielectric ring lasers using waveguiding |
| JPS6118934A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光波長変換装置 |
| JPS6118933A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光波長変換器 |
| US4739507A (en) * | 1984-11-26 | 1988-04-19 | Board Of Trustees, Stanford University | Diode end pumped laser and harmonic generator using same |
| JP2533496B2 (ja) * | 1986-07-30 | 1996-09-11 | 株式会社日立製作所 | 光パルス発生器 |
| US4763019A (en) * | 1986-09-09 | 1988-08-09 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Apparatus comprising harmonic generation means |
| JPS6490427A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-06 | Sharp Kk | Light wavelength converter |
| JPH01108533A (ja) * | 1987-10-22 | 1989-04-25 | Sharp Corp | 光波長変換装置 |
| US4925263A (en) * | 1987-11-05 | 1990-05-15 | Polaroid Corporation | Proton-exchanged waveguides for sum-frequency generation |
| US4930132A (en) * | 1987-12-28 | 1990-05-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Second harmonic wave generating device having active layer and second harmonic wave generating layer on same substrate |
| JPH01194487A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-04 | Sharp Corp | 位相同期半導体レーザアレーの光学系 |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP1077823A patent/JP2647190B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-26 US US07/498,573 patent/US5046802A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-28 EP EP90303288A patent/EP0390524B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-28 DE DE69010951T patent/DE69010951T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0390524B1 (en) | 1994-07-27 |
| DE69010951T2 (de) | 1995-02-09 |
| DE69010951D1 (de) | 1994-09-01 |
| JPH02254427A (ja) | 1990-10-15 |
| EP0390524A2 (en) | 1990-10-03 |
| US5046802A (en) | 1991-09-10 |
| EP0390524A3 (en) | 1991-10-09 |
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