JPH02248933A - 短波長レーザ光源および光情報処理装置 - Google Patents
短波長レーザ光源および光情報処理装置Info
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- JPH02248933A JPH02248933A JP6962489A JP6962489A JPH02248933A JP H02248933 A JPH02248933 A JP H02248933A JP 6962489 A JP6962489 A JP 6962489A JP 6962489 A JP6962489 A JP 6962489A JP H02248933 A JPH02248933 A JP H02248933A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、コヒーレント光を利用する光情報処理分野、
あるいは光応用計測制御分野に使用する短波長レーザ光
源および光情報処理装置に関するものである。
あるいは光応用計測制御分野に使用する短波長レーザ光
源および光情報処理装置に関するものである。
従来の技術
第７図に従来の短波長レーザ光源の構成図を示す。第７
図で２１は半導体レーザ、２４はコリメータレンズ、２
５はフォーカスレンズ、２７は光波長変換素子である。
図で２１は半導体レーザ、２４はコリメータレンズ、２
５はフォーカスレンズ、２７は光波長変換素子である。
マウント２０に取り付けられた半導体レーザ２１はＣＷ
電源５０により定電流で駆動されており基本波Ｐ１を出
射する。発生した基本波Ｐ１はコリメータレンズ２４で
平行光にされ、半波長板２６で偏光方向が８０度回転さ
れた後、フォーカスレンズ２５により集光され光波長変
換素子２７に形成された光導波路２の端部より光導波路
２に入る。光導波路２中で高調波Ｐ２に変換されフィル
ター２８を通過して外部に放射される。以下０．８４μ
ｍの波長の基本波に対する高調波発生（波長０．４２μ
ｍ）について第８図を用いて詳しく述べる。 ［Ｔ、
Ｔａｎ１ｕｃｈｉ ａｎｄ Ｋ、 Ｙａｍａｍｏｔｏ、
”５ｅｃｏｎｄ ｈａｒｍｏｎｌｃ ｇｅｎｅｒａｔ
ｉｏｎ ｂｙ Ｃｈｅｒｅｎｋ。
電源５０により定電流で駆動されており基本波Ｐ１を出
射する。発生した基本波Ｐ１はコリメータレンズ２４で
平行光にされ、半波長板２６で偏光方向が８０度回転さ
れた後、フォーカスレンズ２５により集光され光波長変
換素子２７に形成された光導波路２の端部より光導波路
２に入る。光導波路２中で高調波Ｐ２に変換されフィル
ター２８を通過して外部に放射される。以下０．８４μ
ｍの波長の基本波に対する高調波発生（波長０．４２μ
ｍ）について第８図を用いて詳しく述べる。 ［Ｔ、
Ｔａｎ１ｕｃｈｉ ａｎｄ Ｋ、 Ｙａｍａｍｏｔｏ、
”５ｅｃｏｎｄ ｈａｒｍｏｎｌｃ ｇｅｎｅｒａｔ
ｉｏｎ ｂｙ Ｃｈｅｒｅｎｋ。
ｖ ｒａｄｌａＨｏｎ Ｉｎ ｐｒｏｔｏｎ−ｅｘｃｈ
ａｎｇｅｄ ＬＩＮｂＯｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｖａｖｅ
ｇｕｌｄｅ″、シーエル イー オー（ＣＬＥＯ） ’
８Ｂ、 ｆＲ３，１９８８年、参照コ。第８図は光波長
変換素子の斜視図および断面図である。ＬｉＮｂＯ５基
板１に形成された埋め込み型の光導波路２の入射面５に
半導体レーザからの基本波Ｐ１の光を入射すると、基本
波の導波モードの実効屈折率Ｎ１と高調波の実効屈折率
Ｎ２が等しくなるような条件が満足されるとき、光導波
路２からＬＩＮｂＯ，基板ｌ内に高調波Ｐ２の光が効率
良く放射され、光波長変換素子として動作する。
ａｎｇｅｄ ＬＩＮｂＯｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｖａｖｅ
ｇｕｌｄｅ″、シーエル イー オー（ＣＬＥＯ） ’
８Ｂ、 ｆＲ３，１９８８年、参照コ。第８図は光波長
変換素子の斜視図および断面図である。ＬｉＮｂＯ５基
板１に形成された埋め込み型の光導波路２の入射面５に
半導体レーザからの基本波Ｐ１の光を入射すると、基本
波の導波モードの実効屈折率Ｎ１と高調波の実効屈折率
Ｎ２が等しくなるような条件が満足されるとき、光導波
路２からＬＩＮｂＯ，基板ｌ内に高調波Ｐ２の光が効率
良く放射され、光波長変換素子として動作する。
このような従来の光波長変換素子は埋め込み型の光導波
路を基本構成要素としていた。この埋め込み型光導波路
の製造方法としては、強誘電体基板であるＬｉＮｂＯ５
基板１にＣｒまたはＡＩ等を蒸着し、フォトプロセスお
よびエツチングにより幅数μｍのスリットを開けたもの
を安息香酸中で熱処理を行い光導波路２となる高屈折率
層（基板との屈折率差ΔＮｅ＝０．１３程度）を形成し
ていた。［Ｊ、Ｌ、Ｊａｃｋｅｌ＋ Ｃ，Ｅ、Ｒｌｃｅ
、ａｎｄ Ｊ、ＪＪａｓｅｌｋａ。
路を基本構成要素としていた。この埋め込み型光導波路
の製造方法としては、強誘電体基板であるＬｉＮｂＯ５
基板１にＣｒまたはＡＩ等を蒸着し、フォトプロセスお
よびエツチングにより幅数μｍのスリットを開けたもの
を安息香酸中で熱処理を行い光導波路２となる高屈折率
層（基板との屈折率差ΔＮｅ＝０．１３程度）を形成し
ていた。［Ｊ、Ｌ、Ｊａｃｋｅｌ＋ Ｃ，Ｅ、Ｒｌｃｅ
、ａｎｄ Ｊ、ＪＪａｓｅｌｋａ。
“Ｐｒｏｔｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｆｏｒ ｈｌｇｈ
−１ｎｄｅｘ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓＩｎ ＬＩＮｂＯ
ａ Ａｐｐ１． Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 （アプラ
イドフィジックス レター’） 、 Ｖｏ１４１． Ｎ
ｏ、７． ｐｐｆｉ０７−８０８（１９８２）］参照 上記安息香酸処理により作製される光波長変換素子は半
導体レーザからの波長０．８４μｍの基本波Ｐ１に対し
て光導波路の厚み０．５μｍで最大変換効率を示し、光
導波路の長さを８ｍｍｖ 半導体レーザを１２０ｍＷで
駆動し光導波路内での基本波Ｐ１＝４０ｍＷにしたとき
Ｐ２＝０．４ｍＷの高調波が得られていた。この場合の
変換効率Ｐｉ／Ｐ２は１％である。
−１ｎｄｅｘ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓＩｎ ＬＩＮｂＯ
ａ Ａｐｐ１． Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 （アプラ
イドフィジックス レター’） 、 Ｖｏ１４１． Ｎ
ｏ、７． ｐｐｆｉ０７−８０８（１９８２）］参照 上記安息香酸処理により作製される光波長変換素子は半
導体レーザからの波長０．８４μｍの基本波Ｐ１に対し
て光導波路の厚み０．５μｍで最大変換効率を示し、光
導波路の長さを８ｍｍｖ 半導体レーザを１２０ｍＷで
駆動し光導波路内での基本波Ｐ１＝４０ｍＷにしたとき
Ｐ２＝０．４ｍＷの高調波が得られていた。この場合の
変換効率Ｐｉ／Ｐ２は１％である。
発明が解決しようとする課題
上記のような半導体レーザを基本とした短波長レーザ光
源では半導体レーザの信頼性を考えると４０ｍＷ以上で
使用することは困難であり、レンズの損失および光導波
路との結合損失を考えると利用できる基本波出力は２０
ｍＷ程度である。そのため高調波出力は０．１ｍＷＬか
得られず短波長レーザ光源の光情報処理分野での実用レ
ベルである１ｍＷ以上の高調波を安定に得ることが困難
であった。
源では半導体レーザの信頼性を考えると４０ｍＷ以上で
使用することは困難であり、レンズの損失および光導波
路との結合損失を考えると利用できる基本波出力は２０
ｍＷ程度である。そのため高調波出力は０．１ｍＷＬか
得られず短波長レーザ光源の光情報処理分野での実用レ
ベルである１ｍＷ以上の高調波を安定に得ることが困難
であった。
課題を解決するための手段
本発明は、半導体レーザのドライブに新たな工夫を加え
ることにより高調波出射パワーの高出力化および安定化
を可能とするものである。
ることにより高調波出射パワーの高出力化および安定化
を可能とするものである。
そのために本発明の短波長レーザ光源は光導波路が形成
された非線形光学効果を有する基板より成る光波長変換
素子と半導体レーザと前記半導体レーザを駆動する電源
を備え、なおかつ前記半導体レーザは５００ＭＨｚ以上
の高周波でドライブされるという手段を用いるものであ
る。
された非線形光学効果を有する基板より成る光波長変換
素子と半導体レーザと前記半導体レーザを駆動する電源
を備え、なおかつ前記半導体レーザは５００ＭＨｚ以上
の高周波でドライブされるという手段を用いるものであ
る。
作用
上記手段により基本波を・発生する半導体レーザへ高周
波ドライブすることで、半導体レーザをパルス動作させ
出射される基本波の平均パワーを上げることなく基本波
のピークパワーを大幅に向上させることが可能となる。
波ドライブすることで、半導体レーザをパルス動作させ
出射される基本波の平均パワーを上げることなく基本波
のピークパワーを大幅に向上させることが可能となる。
これにより光波長変換素子の高調波への変換効率をアッ
プし高調波の平均出力の大幅向上が図れる。
プし高調波の平均出力の大幅向上が図れる。
実施例
本発明の短波長レーザ光源の実施例について図を用いて
説明する。第１図に光波長変換素子を用いて構成される
短波長レーザ光源の一種である青色レーザ光源の構成図
を示す。この青色レーザ光源は光導波路２が形成された
非線形光学効果を有する基板から成る光波長変換素子２
７と半導体レーザ２１と半導体レーザ２１を駆動する電
源である高周波電源１００より基本的に構成される。そ
の製造方法としてはまずマウント２０に光波長変換素子
２７の光導波路２の形成されている面側を接着した。次
にＮＡが０．８のフォーカスレンズ２５および半波長板
２６をマウント２０中に挿入し固定した。次にＮＡが０
．３のコリメータレンズ２４、半導体レーザ２１を挿入
した後、半導体レーザ２１を駆動し基本波Ｐ１が光波長
変換素子２７の入射部３に焦点を結ぶようにコリメータ
レンズ２４および半導体レーザ２１を動かし出射する高
調波Ｐ２が最大になるようにした後固定を行った。その
後、散乱して出る基本波に対する吸収フィルター２８を
マウント２０に取り付けた。第１図で半導体レーザ２１
は０．７８μｍの発振波長のものでＣＷ電源より一定電
流（以下これをＤＣバイアスとよぶ）をまた高周波電源
よりサイン状の高周波（ＩＧＨｚ）が印加されており平
均パワー４０ｍＷの基本波Ｐ１が出射されている。この
基本波Ｐ１がレンズ２４．２５および半波長板２８を用
いて光波長変換素子２７に入射し高調波Ｐ２が発生する
。半波長板２６は半導体レーザ２１と長さ８ｍｍの光波
長変換素子２７に形成された光導波路２との偏光方向を
一致させるために挿入した。また、光導波路２の出射部
４はやすりにより基本波Ｐ１が散乱するように荒されて
いる。
説明する。第１図に光波長変換素子を用いて構成される
短波長レーザ光源の一種である青色レーザ光源の構成図
を示す。この青色レーザ光源は光導波路２が形成された
非線形光学効果を有する基板から成る光波長変換素子２
７と半導体レーザ２１と半導体レーザ２１を駆動する電
源である高周波電源１００より基本的に構成される。そ
の製造方法としてはまずマウント２０に光波長変換素子
２７の光導波路２の形成されている面側を接着した。次
にＮＡが０．８のフォーカスレンズ２５および半波長板
２６をマウント２０中に挿入し固定した。次にＮＡが０
．３のコリメータレンズ２４、半導体レーザ２１を挿入
した後、半導体レーザ２１を駆動し基本波Ｐ１が光波長
変換素子２７の入射部３に焦点を結ぶようにコリメータ
レンズ２４および半導体レーザ２１を動かし出射する高
調波Ｐ２が最大になるようにした後固定を行った。その
後、散乱して出る基本波に対する吸収フィルター２８を
マウント２０に取り付けた。第１図で半導体レーザ２１
は０．７８μｍの発振波長のものでＣＷ電源より一定電
流（以下これをＤＣバイアスとよぶ）をまた高周波電源
よりサイン状の高周波（ＩＧＨｚ）が印加されており平
均パワー４０ｍＷの基本波Ｐ１が出射されている。この
基本波Ｐ１がレンズ２４．２５および半波長板２８を用
いて光波長変換素子２７に入射し高調波Ｐ２が発生する
。半波長板２６は半導体レーザ２１と長さ８ｍｍの光波
長変換素子２７に形成された光導波路２との偏光方向を
一致させるために挿入した。また、光導波路２の出射部
４はやすりにより基本波Ｐ１が散乱するように荒されて
いる。
この光波長変換素子２７では光導波路２の内部に２５ｍ
Ｗの基本波Ｐ１が入射し、１．２ｍＷの高調波が得られ
トータルの変換効率は３％であった。
Ｗの基本波Ｐ１が入射し、１．２ｍＷの高調波が得られ
トータルの変換効率は３％であった。
また、高調波の安定性は±１％以下であった。
高周波電源からの電気波形と高周波でドライブされた半
導体レーザ２１より出射される基本波の波形を第２図（
ａ）および（ｂ）にそれぞれしめす。半導体レーザ２１
は電気波形（ａ）の高速性に応答できず緩和振動を生じ
パルス的に発振する。
導体レーザ２１より出射される基本波の波形を第２図（
ａ）および（ｂ）にそれぞれしめす。半導体レーザ２１
は電気波形（ａ）の高速性に応答できず緩和振動を生じ
パルス的に発振する。
そしてこの場合の半導体レーザ２１のピーク出力は１Ｗ
程度となり高調波への変換効率は１０％を上回ることと
なる。この場合の半導体レーザ２１の平均パワーは４０
ｍＷと信頼性の点で問題はない。変換されてでる高調波
のパワーはＣＷに比べて５〜１０倍程度アップした。
程度となり高調波への変換効率は１０％を上回ることと
なる。この場合の半導体レーザ２１の平均パワーは４０
ｍＷと信頼性の点で問題はない。変換されてでる高調波
のパワーはＣＷに比べて５〜１０倍程度アップした。
第３図に半導体レーザ２１の平均パワーを４０ｍＷとし
た時のドライブ周波数と高調波出力の関係を示す。２２
に示す周波数領域すなわち５００ＭＨｚ以上の領域では
ドライブ周波数に対して高調波出力が比例して増加して
おり有利に高周波出力が得られる。出力を大きくするこ
とにより高い周波数の方が有利であり、これは周波数が
増すと半導体レーザのパルス波形の半値幅が狭まるため
と考えられる。第４図に高周波ドライブと高周波重畳の
それぞれの場合のドライブ方法の違いを説明するための
半導体レーザのＩ−Ｌ特性（電流−出力特性）を示す。
た時のドライブ周波数と高調波出力の関係を示す。２２
に示す周波数領域すなわち５００ＭＨｚ以上の領域では
ドライブ周波数に対して高調波出力が比例して増加して
おり有利に高周波出力が得られる。出力を大きくするこ
とにより高い周波数の方が有利であり、これは周波数が
増すと半導体レーザのパルス波形の半値幅が狭まるため
と考えられる。第４図に高周波ドライブと高周波重畳の
それぞれの場合のドライブ方法の違いを説明するための
半導体レーザのＩ−Ｌ特性（電流−出力特性）を示す。
高周波重畳は単に半導体レーザの安定化の目的で使用さ
れるため半導体レーザの発振のしきい値■ｔｈを少し切
ったところで使われる。つまり第４図（ａ）のようにピ
ーク電流■、と動作電流Ｉ＞の差（Ｉ、−Ｉｂ）は動作
電流としきい値電流の差（Ｉｂ−Ｉｔｂ）の大きくても
２倍程度である。これに対して半導体レーザのピークパ
ワーの増加が目的の高周波ドライブでは少なくとも（１
，−Ｉｓ）は（１−−Ｉｔｂ）の３倍、通常では５〜１
０倍はある。なお高周波のドライブパワーは１Ｗ以上の
ときに特にビークパワーがアップする。又、ＤＣバイア
スをかけた場合の方がかけない時に比べてビークパワー
が大きい。
れるため半導体レーザの発振のしきい値■ｔｈを少し切
ったところで使われる。つまり第４図（ａ）のようにピ
ーク電流■、と動作電流Ｉ＞の差（Ｉ、−Ｉｂ）は動作
電流としきい値電流の差（Ｉｂ−Ｉｔｂ）の大きくても
２倍程度である。これに対して半導体レーザのピークパ
ワーの増加が目的の高周波ドライブでは少なくとも（１
，−Ｉｓ）は（１−−Ｉｔｂ）の３倍、通常では５〜１
０倍はある。なお高周波のドライブパワーは１Ｗ以上の
ときに特にビークパワーがアップする。又、ＤＣバイア
スをかけた場合の方がかけない時に比べてビークパワー
が大きい。
第５図に短波長レーザ光源の基本構成要素となる光波長
変換素子の製造工程図を示す。まず同図（ａ）でＭｇＯ
がドープされたＬＩＮｂ０３基板１上に保護マスクであ
るＴａ黛Ｏｓ膜１２を３０ＯＡスパッタ蒸着を行った。
変換素子の製造工程図を示す。まず同図（ａ）でＭｇＯ
がドープされたＬＩＮｂ０３基板１上に保護マスクであ
るＴａ黛Ｏｓ膜１２を３０ＯＡスパッタ蒸着を行った。
次に同図（ｂ）で厚み０．７μｍのフォトレジストエ１
をパターン化した後、ＣＦａガスを用いて保護マスク１
２をドライエツチングし、スリットを形成した。次にフ
ォトレジスト１１を除去した後、同図（Ｃ）でＬＩＮｂ
Ｏ３基板１に燐酸の一種であるピロ燐酸中で２３０℃、
８分間熱処理（プロトン交換処理）を行い厚み０．３７
μｍの光導波路２を形成した。その後、同図（ｄ）で保
護マスク１２を除去した。Ｔａ＊０ｓ１２の除去には弗
酸を用いた。除去後スパッタにより表面の保護膜として
５ｉｄｅ膜１４を４００ＯＡ蒸着した。最後に光導波路
２に垂直な面を光学研磨した後、ＡＲコートを行いさら
に基本波の出射端をカットした。これにより光波長変換
素子が製造された。この素子の長さは８ｍｍである。ま
た本実施例ではＭｇＯがドーピングされている基板を用
いているため短波長の光に対しても光損傷が防止でき高
調波の出力変動がない。なお実施例ではＴａ嘗０６を用
いているがＴａと酸素の割合が異なるものでも構わない
。出射端をカットしたのは高調波Ｐ２に変換されずに伝
搬していった大部分の基本波を出射部４で散乱させるた
めである。これにより半導体レーザには基本波は戻らな
いため半導体レーザの出力および縦モードは安定になり
、これに伴い高調波の出力も安定となる。さらに半導体
レーザに高調波ドライブを行うと高調波出力の変動±１
％以下に抑えることができた。
をパターン化した後、ＣＦａガスを用いて保護マスク１
２をドライエツチングし、スリットを形成した。次にフ
ォトレジスト１１を除去した後、同図（Ｃ）でＬＩＮｂ
Ｏ３基板１に燐酸の一種であるピロ燐酸中で２３０℃、
８分間熱処理（プロトン交換処理）を行い厚み０．３７
μｍの光導波路２を形成した。その後、同図（ｄ）で保
護マスク１２を除去した。Ｔａ＊０ｓ１２の除去には弗
酸を用いた。除去後スパッタにより表面の保護膜として
５ｉｄｅ膜１４を４００ＯＡ蒸着した。最後に光導波路
２に垂直な面を光学研磨した後、ＡＲコートを行いさら
に基本波の出射端をカットした。これにより光波長変換
素子が製造された。この素子の長さは８ｍｍである。ま
た本実施例ではＭｇＯがドーピングされている基板を用
いているため短波長の光に対しても光損傷が防止でき高
調波の出力変動がない。なお実施例ではＴａ嘗０６を用
いているがＴａと酸素の割合が異なるものでも構わない
。出射端をカットしたのは高調波Ｐ２に変換されずに伝
搬していった大部分の基本波を出射部４で散乱させるた
めである。これにより半導体レーザには基本波は戻らな
いため半導体レーザの出力および縦モードは安定になり
、これに伴い高調波の出力も安定となる。さらに半導体
レーザに高調波ドライブを行うと高調波出力の変動±１
％以下に抑えることができた。
また、Ｏ，’８５〜１．６μｍの波長の基本波を用いて
本光波長変換素子による高調波発生を確認した。
本光波長変換素子による高調波発生を確認した。
次に第２の実施例として本発明の短波長レーザ光源を基
本波の波長１．３μｍの半導体レーザと波長０．８μｍ
の半導体レーザおよび光波長変換素子により構成したも
のについて説明する。第６図において３１は波長真、３
μｍの半導体レーザ、３２は波長０．８６μｍの半導体
レーザ、２７は光波長変換素子である。この実施例では
それぞれの半導体レーザは光波長変換素子に直接結合さ
れている。つまりレンズを用いない結合を行っている。
本波の波長１．３μｍの半導体レーザと波長０．８μｍ
の半導体レーザおよび光波長変換素子により構成したも
のについて説明する。第６図において３１は波長真、３
μｍの半導体レーザ、３２は波長０．８６μｍの半導体
レーザ、２７は光波長変換素子である。この実施例では
それぞれの半導体レーザは光波長変換素子に直接結合さ
れている。つまりレンズを用いない結合を行っている。
入射導波路３３．３４を伝搬した基本波Ｐ１゜Ｐ３はＹ
分岐３５で合波され光導波路２に入りここで変換され和
周波Ｐ２（波長０．５２μｍ）として放射される。光導
波路２を伝搬し端部まで達した基本波Ｐ１．Ｐ３は出射
部４で散乱され、半導体レーザ３１及び３２には戻り光
がなく安定に動作する。出射部４はＣｏｔレーザを用い
テ基本波が散乱するように加工を行った。半導体レーザ
３１．３２のそれぞれに高周波ドライブを行うことによ
り和周波Ｐ２が高出方でしかも安定に得られた。半導体
レーザ３１．３２のドライブには同じ１．２ＧＨｚの高
周波電源を用い同時に緩和振動を生じさせ基本波のパル
ス波形のピークが重なるように調整を行った。このよう
に本構成は和周波発生にも有効である。本実施例では半
導体レーザからの基本波が直接光導波路に入射する構成
を採ったが、このようにすると光源が非常にコンパクト
になりレーザプリンタなどの光情報処理装置としても有
利である。
分岐３５で合波され光導波路２に入りここで変換され和
周波Ｐ２（波長０．５２μｍ）として放射される。光導
波路２を伝搬し端部まで達した基本波Ｐ１．Ｐ３は出射
部４で散乱され、半導体レーザ３１及び３２には戻り光
がなく安定に動作する。出射部４はＣｏｔレーザを用い
テ基本波が散乱するように加工を行った。半導体レーザ
３１．３２のそれぞれに高周波ドライブを行うことによ
り和周波Ｐ２が高出方でしかも安定に得られた。半導体
レーザ３１．３２のドライブには同じ１．２ＧＨｚの高
周波電源を用い同時に緩和振動を生じさせ基本波のパル
ス波形のピークが重なるように調整を行った。このよう
に本構成は和周波発生にも有効である。本実施例では半
導体レーザからの基本波が直接光導波路に入射する構成
を採ったが、このようにすると光源が非常にコンパクト
になりレーザプリンタなどの光情報処理装置としても有
利である。
次に第３の実施例として本発明の短波長レーザ光源を光
ディスクの読み取りに応用した光情報処理装置について
説明する。実施例１で製造されたこの短波長レーザ光源
により得られた高調波を整形光学系である整形レンズに
より発散光側を平行光になるようにビーム整形を行い、
両側ともに平行光とする。この平行光にされた高調波は
偏光ビームスプリフタを通過後、フォーカシングレンズ
で集光され光デイスク上に０．８μｍのスポットを結ぶ
。この反射信号は再び偏光ビームスプリッタを通過後、
受光器に入射する。波長０．８４μｍ、出力４０ｍＷの
半導体レーザを用い９６０ＭＨｚでドライブすることに
より２ｍＷの高調波が放射された。使用した光波長変換
素子の長さは１２ｍｍである。
ディスクの読み取りに応用した光情報処理装置について
説明する。実施例１で製造されたこの短波長レーザ光源
により得られた高調波を整形光学系である整形レンズに
より発散光側を平行光になるようにビーム整形を行い、
両側ともに平行光とする。この平行光にされた高調波は
偏光ビームスプリフタを通過後、フォーカシングレンズ
で集光され光デイスク上に０．８μｍのスポットを結ぶ
。この反射信号は再び偏光ビームスプリッタを通過後、
受光器に入射する。波長０．８４μｍ、出力４０ｍＷの
半導体レーザを用い９６０ＭＨｚでドライブすることに
より２ｍＷの高調波が放射された。使用した光波長変換
素子の長さは１２ｍｍである。
このように本発明の光情報処理装置では半導体レーザを
高周波ドライブした短波長レーザ光源を用いることで安
定にしかも高出力の高調波を取り出すことができる。そ
のため、従来使用していた０、 ８μｍ帯の半導体レ
ーザを用いた光ディスクの読み取り系に比べて半分のス
ポットに絞ることができ光ディスクの記録密度を４倍に
向上することができる。この例のように極めて高速にド
ライブするため通常の光情報処理装置の信号記録、再生
に影響を与えない。
高周波ドライブした短波長レーザ光源を用いることで安
定にしかも高出力の高調波を取り出すことができる。そ
のため、従来使用していた０、 ８μｍ帯の半導体レ
ーザを用いた光ディスクの読み取り系に比べて半分のス
ポットに絞ることができ光ディスクの記録密度を４倍に
向上することができる。この例のように極めて高速にド
ライブするため通常の光情報処理装置の信号記録、再生
に影響を与えない。
なお光デイスク以外にもレーザプリンタ、製版機などの
光情報処理装置にも利用することができなお、実施例で
は出射部で基本波を散乱させたが、出射部に吸収体を塗
布するなどにより基本波を吸収することも効果的である
。また、実施例では非線形光学定数の大きなＬｉＮｂＯ
５を用いたが、他にＬ１τａＯｓ１ＫＮｂＯｓなどの強
誘電体、ＭＮＡなどの有機物質、またはＺｎＳなどの化
合物半導体などの非線形光学定数の大きな基板であれば
用いることができる。
光情報処理装置にも利用することができなお、実施例で
は出射部で基本波を散乱させたが、出射部に吸収体を塗
布するなどにより基本波を吸収することも効果的である
。また、実施例では非線形光学定数の大きなＬｉＮｂＯ
５を用いたが、他にＬ１τａＯｓ１ＫＮｂＯｓなどの強
誘電体、ＭＮＡなどの有機物質、またはＺｎＳなどの化
合物半導体などの非線形光学定数の大きな基板であれば
用いることができる。
発明の詳細
な説明したように本発明の短波長レーザ光源によれば、
半導体レーザを高周波でドライブしそのビークパワーを
上げ光波長変換素子の高調波への変換効率を向上させる
ことが可能となり、これにより高調波または和周波の出
力を大幅に向上することができる。
半導体レーザを高周波でドライブしそのビークパワーを
上げ光波長変換素子の高調波への変換効率を向上させる
ことが可能となり、これにより高調波または和周波の出
力を大幅に向上することができる。
また、基本波を発生する半導体レーザを高周波ドライブ
することより半導体レーザへの戻り光に強くなり安定な
高調波出力が得られる。
することより半導体レーザへの戻り光に強くなり安定な
高調波出力が得られる。
上記短波長レーザ光源を組み込んだ光情報処理装置とし
ては高出力で安定な短波長光を利用でき記録密度および
感度が大幅に向上する。
ては高出力で安定な短波長光を利用でき記録密度および
感度が大幅に向上する。
第１図は本発明の短波長レーザ光源の構成図、第２図は
電気波形および半導体レーザの波形図、第３図は高調波
出力のドライブ周波数依存性を示すグラフ、第４図は半
導体レーザのＩ−Ｌ特性図、第５図は本発明の光波長変
換素子の製造工程図。 第８図は本発明の第２の実施例の短波長レーザ光源の構
成図、第７図は従来の短波長レーザ光源の構成図、第８
図は従来の光波長変換素子の構成図である。 １・・・Ｌｉｍｂ’ｓ基板、２・・・、光導波路、３・
・・入射部、４・・・出射部、２１・・・半導体レーザ
。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか１名２−−一光
Ｊｌｌ遼Ｊ各 ２７−−−光波長麦換未子 第 ２ｒ！！Ｊ 第 １ 図 ρＩ 時間 第３図 ドライブ゛周液姿’ｉ、（ＧＨｚ＞ （ｂ） （Ｃン 第 第 図 図 （α） ｆ−−−Ｌ：ＮｂＯ３基板
電気波形および半導体レーザの波形図、第３図は高調波
出力のドライブ周波数依存性を示すグラフ、第４図は半
導体レーザのＩ−Ｌ特性図、第５図は本発明の光波長変
換素子の製造工程図。 第８図は本発明の第２の実施例の短波長レーザ光源の構
成図、第７図は従来の短波長レーザ光源の構成図、第８
図は従来の光波長変換素子の構成図である。 １・・・Ｌｉｍｂ’ｓ基板、２・・・、光導波路、３・
・・入射部、４・・・出射部、２１・・・半導体レーザ
。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか１名２−−一光
Ｊｌｌ遼Ｊ各 ２７−−−光波長麦換未子 第 ２ｒ！！Ｊ 第 １ 図 ρＩ 時間 第３図 ドライブ゛周液姿’ｉ、（ＧＨｚ＞ （ｂ） （Ｃン 第 第 図 図 （α） ｆ−−−Ｌ：ＮｂＯ３基板
Claims (7)
- （１）光導波路が形成された非線形光学効果を有する基
板より成る光波長変換素子と少なくとも１つの半導体レ
ーザと前記半導体レーザを駆動する電源を備え、前記半
導体レーザを５００ＭＨｚ以上の高周波でドライブする
ことを特徴とする短波長レーザ光源。 - （２）光導波路が形成された非線形光学効果を有する基
板より成る光波長変換素子と少なくとも１つの半導体レ
ーザと前記半導体レーザを駆動する電源を備え、前記半
導体レーザを５００ＭＨｚ以上の高周波でドライブする
短波長レーザ光源と整形光学系を有する光情報処理装置
。 - （３）非線形光学効果を有する基板としてＬｉＮｂ＿Ｘ
Ｔａ＿１＿−＿ＸＯ＿３（０≦Ｘ≦１）基板又はＭｇＯ
がドーピングされたＬｉＮｂ＿ＸＴａ＿１＿−＿ＸＯ＿
３（０≦Ｘ≦１）基板を使用したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の短波長レーザ光源または同第２
項記載の光情報処理装置。 - （４）半導体レーザからの基本波が直接光導波路に入射
する構成となる特許請求の範囲第１項記載の短波長レー
ザ光源または同第２項記載の光情報処理装置。 - （５）基本波の入射部に反射防止膜が形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の短波長レー
ザ光源または同第２項記載の光情報処理装置。 - （６）高周波のパワーが１Ｗ以上であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の短波長レーザ光源または
同第２項記載の光情報処理装置。 - （７）ＤＣバイアスを半導体レーザに加えることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の短波長レーザ光源ま
たは同第２項記載の光情報処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069624A JPH07117675B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 短波長レーザ光源および光情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069624A JPH07117675B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 短波長レーザ光源および光情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248933A true JPH02248933A (ja) | 1990-10-04 |
| JPH07117675B2 JPH07117675B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=13408210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1069624A Expired - Fee Related JPH07117675B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 短波長レーザ光源および光情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117675B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04172427A (ja) * | 1990-11-06 | 1992-06-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 短波長レーザ光源 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014222A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光波長変換素子 |
| JPS61290426A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Sharp Corp | 高調波発生器 |
| JPS6423235A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical wavelength transducer |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1069624A patent/JPH07117675B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014222A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光波長変換素子 |
| JPS61290426A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Sharp Corp | 高調波発生器 |
| JPS6423235A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical wavelength transducer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04172427A (ja) * | 1990-11-06 | 1992-06-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 短波長レーザ光源 |
| JP2718259B2 (ja) * | 1990-11-06 | 1998-02-25 | 松下電器産業株式会社 | 短波長レーザ光源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07117675B2 (ja) | 1995-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |