JPH03261925A - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
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- JPH03261925A JPH03261925A JP2061954A JP6195490A JPH03261925A JP H03261925 A JPH03261925 A JP H03261925A JP 2061954 A JP2061954 A JP 2061954A JP 6195490 A JP6195490 A JP 6195490A JP H03261925 A JPH03261925 A JP H03261925A
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- 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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、レーザ光の波長を第2あるいは第3の高調波
発生、または和周波発生によって短波長化する光波長変
換装置に関し、さらに詳しくは、光デイスク装置、レー
ザビームプリンタ、光計測器などのレーザ光を用いる製
品において、レーザ光の波長を短くして高性能化を図る
場合などに利用される光波長変換装置に関する。
発生、または和周波発生によって短波長化する光波長変
換装置に関し、さらに詳しくは、光デイスク装置、レー
ザビームプリンタ、光計測器などのレーザ光を用いる製
品において、レーザ光の波長を短くして高性能化を図る
場合などに利用される光波長変換装置に関する。
(ロ)従来の技術
近年、小型・高効率・低価格といった利点を有する半導
体レーザの実用化によって、従来レーザ光源の使用が困
難であった一般産業機器、民生機器へのレーザ応用が進
展している。なかでも特に光デイスク装置やレーザビー
ムプリンタなど、半導体レーザを利用して情報処理など
を行う機器の進展が著しい。これらの機器に使用される
半導体レーザ光の発振波長は通常780nmあるいは8
30n−であるが、レーザ光の波長と集光スポット径(
−光の最小集光径)とは比例関係にあり、集光スポット
径が小さいほど、光デイスク装置では光ディスクの記憶
密度を増大することができ、またレーザビームプリンタ
では高解像度が得られる。
体レーザの実用化によって、従来レーザ光源の使用が困
難であった一般産業機器、民生機器へのレーザ応用が進
展している。なかでも特に光デイスク装置やレーザビー
ムプリンタなど、半導体レーザを利用して情報処理など
を行う機器の進展が著しい。これらの機器に使用される
半導体レーザ光の発振波長は通常780nmあるいは8
30n−であるが、レーザ光の波長と集光スポット径(
−光の最小集光径)とは比例関係にあり、集光スポット
径が小さいほど、光デイスク装置では光ディスクの記憶
密度を増大することができ、またレーザビームプリンタ
では高解像度が得られる。
また干渉計測等の光応用計測分野にお一部でも、短波長
のレーザ光を用いることによって計測精度の向上を図る
ことができる。このようにレーザ光を利用した機器の性
能向上を図るために、より短波長のレーザ光発生装置が
要望されている。
のレーザ光を用いることによって計測精度の向上を図る
ことができる。このようにレーザ光を利用した機器の性
能向上を図るために、より短波長のレーザ光発生装置が
要望されている。
半導体レーザの発振波長自体を短くするために、InG
aAIP系の半導体材料を用いて波長6B0nmのレー
ザ光が得られているが、まだ信頼性など多(の問題を残
している。さらに短波長の半導体レーザについては研究
の初期的段階にあり、実用化の見通しは立っていない。
aAIP系の半導体材料を用いて波長6B0nmのレー
ザ光が得られているが、まだ信頼性など多(の問題を残
している。さらに短波長の半導体レーザについては研究
の初期的段階にあり、実用化の見通しは立っていない。
従って現在のところ、緑色、青色などの短波長レーザ光
を必要とする場合には、大型で取り扱いの不便なガスレ
ーザに頼らざるを得ない。
を必要とする場合には、大型で取り扱いの不便なガスレ
ーザに頼らざるを得ない。
小型の装置によって短波長のレーザ光を得るもう一つの
方法として光波長変換がある。ここで光波長変換の方式
としては、複数の光の周波数が足し合わされる和周波発
生、その中でも特に同一周波数の2つ、あるいは3つの
光の周波数が足し合わされる第2高調波発生、第3高調
波発生という方法がある。Wt2の高調波発生により、
現在、例えば波長1.06μmのYAC; (イツトニ
ウム・アルミニウム・ガーネット)レーザを用いて波長
0.53μmの緑色レーザ光、波長0.83〜0.84
μlの半導体レーザを用いて0.415〜0.42μl
の青色レーザ光の発生か実現されている。
方法として光波長変換がある。ここで光波長変換の方式
としては、複数の光の周波数が足し合わされる和周波発
生、その中でも特に同一周波数の2つ、あるいは3つの
光の周波数が足し合わされる第2高調波発生、第3高調
波発生という方法がある。Wt2の高調波発生により、
現在、例えば波長1.06μmのYAC; (イツトニ
ウム・アルミニウム・ガーネット)レーザを用いて波長
0.53μmの緑色レーザ光、波長0.83〜0.84
μlの半導体レーザを用いて0.415〜0.42μl
の青色レーザ光の発生か実現されている。
(ハ)発明が解決しようとする課題
このような光波長変換における現在の主要な課題は、半
導体レーザのような低出力の基本波光源を用いて高効率
変換を実現することである。波長変換効率は基本波密度
に比例し、高調波出力は基本波密度の2乗に比例して増
大する。そこで基本波密度を増幅するため、第1の手法
として導波路による光閉じ込めが、第2の手法として光
共振器を用いた光増幅が行われており、さらにその両者
を組み合せて大幅な高効率化を図ることも提案されてい
る。
導体レーザのような低出力の基本波光源を用いて高効率
変換を実現することである。波長変換効率は基本波密度
に比例し、高調波出力は基本波密度の2乗に比例して増
大する。そこで基本波密度を増幅するため、第1の手法
として導波路による光閉じ込めが、第2の手法として光
共振器を用いた光増幅が行われており、さらにその両者
を組み合せて大幅な高効率化を図ることも提案されてい
る。
現在、この種の装置として、リング共振器を導波路化し
、高調波出力を基板への放射光として取り出す構成のも
のが提案されている。この構成を第6図に示す。
、高調波出力を基板への放射光として取り出す構成のも
のが提案されている。この構成を第6図に示す。
同図において、波長0.83μm、出力100mWの単
一モード発振する半導体レーザ100から発し几光(基
本波)はレンズ101によって集光され、MgOドープ
L i N b O3の2カツト基板10B上の光導波
路102λに入射する。各光導波路は、プロトン交換法
によって作製されている。光導波路102aからの光は
先方向性結合器103を通過するとき一部はリング導波
路104に結合し、残りは光導波路102bを通って受
光素子105へ入射する。この受光量が極小となるよう
に制御回路107により共振制御を行う。高調波はリン
グ導波路104の各部分から基板中へ放出される。
一モード発振する半導体レーザ100から発し几光(基
本波)はレンズ101によって集光され、MgOドープ
L i N b O3の2カツト基板10B上の光導波
路102λに入射する。各光導波路は、プロトン交換法
によって作製されている。光導波路102aからの光は
先方向性結合器103を通過するとき一部はリング導波
路104に結合し、残りは光導波路102bを通って受
光素子105へ入射する。この受光量が極小となるよう
に制御回路107により共振制御を行う。高調波はリン
グ導波路104の各部分から基板中へ放出される。
特に図下側の直線部104aから発生した光を基板端一
から取り出し、レンズ106で整形し平行光とした。
から取り出し、レンズ106で整形し平行光とした。
実験によれば、基本波光量100 mW、うち光導波路
102aの結合量が約35mWのとき、レンズ106を
通った高調波の強度は約3mWであった。これによりリ
ング光導波路104全体から発する光量の総和はほぼ1
0mWに達すると推定される。
102aの結合量が約35mWのとき、レンズ106を
通った高調波の強度は約3mWであった。これによりリ
ング光導波路104全体から発する光量の総和はほぼ1
0mWに達すると推定される。
以上の例では、リング光導波路の一方の直線部分から発
生した第2高調波のみを有効に利用しており、リング光
導波路の曲がり部分、および他方の直線部分から発した
第2高調波光はむだに捨てている。この点に関しては、
さらに高調波が有効に利用されない部分の光導波路にお
ける高調波の発生を抑え、波長変換に伴う基本波の損失
を抑える構成を有する光波長変換装置が提案されている
。
生した第2高調波のみを有効に利用しており、リング光
導波路の曲がり部分、および他方の直線部分から発した
第2高調波光はむだに捨てている。この点に関しては、
さらに高調波が有効に利用されない部分の光導波路にお
ける高調波の発生を抑え、波長変換に伴う基本波の損失
を抑える構成を有する光波長変換装置が提案されている
。
しかし、高調波が発生しない部分における導波路損失は
依然として存在しており、そのため基本波の共振倍率が
制限されている。
依然として存在しており、そのため基本波の共振倍率が
制限されている。
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、リング
導波路の総ての部分から発生する波長変換光を有効に利
用するために導波路のどの部分から発する波長変換光に
対しても、同一焦点を有する光もしくは平行光に変換す
ることができる光波長変換装置を提供しようとするしの
である。
導波路の総ての部分から発生する波長変換光を有効に利
用するために導波路のどの部分から発する波長変換光に
対しても、同一焦点を有する光もしくは平行光に変換す
ることができる光波長変換装置を提供しようとするしの
である。
(ニ)課題を解決するため9手段及び作用この発明(i
、基板外部に対する光入力部を育する第1の光導波路と
、円周状に形成されそのコアあるいはクラッド層が非線
形光学材料よりなる第2の光導波路と、第1の光導波路
と第2の光導波路の間に光結合を行う光方向性結合器と
が同一の基板に形成され、レーザ光源からの出射光を基
本波として前記第1の光導波路の光入力部に入射し、前
記第2の光導波路より、位相整合条件を満たす角変で基
板内に高調枝先または和周波光を発生する光波長変換装
置において、前記基板の裏面または表面に、第2の光導
波路の全周から発する高調枝先または和周波光を同一焦
点を経由する光または平行光となるように波形整形を行
うグレーティングが形成されてなることを特徴とする光
波長変換装置である。
、基板外部に対する光入力部を育する第1の光導波路と
、円周状に形成されそのコアあるいはクラッド層が非線
形光学材料よりなる第2の光導波路と、第1の光導波路
と第2の光導波路の間に光結合を行う光方向性結合器と
が同一の基板に形成され、レーザ光源からの出射光を基
本波として前記第1の光導波路の光入力部に入射し、前
記第2の光導波路より、位相整合条件を満たす角変で基
板内に高調枝先または和周波光を発生する光波長変換装
置において、前記基板の裏面または表面に、第2の光導
波路の全周から発する高調枝先または和周波光を同一焦
点を経由する光または平行光となるように波形整形を行
うグレーティングが形成されてなることを特徴とする光
波長変換装置である。
上記構成において、グレーティングが基板の裏面あるい
は表面に形成されろことにより、従来は光導波路の直線
部分から発する波長変換光しか利用できなかったのに対
し、曲線部分をも含む第2の導波路の全周からの高調波
が利用できるようになる。更に、光導波路の曲がり損失
と伝搬損失との和が最小となるように極力小さい円形状
の光導波路とすることにより、共振倍率を大きくするこ
とができるため、単に全周の波長変換光が利用できる以
上に効率の向上が図れる。
は表面に形成されろことにより、従来は光導波路の直線
部分から発する波長変換光しか利用できなかったのに対
し、曲線部分をも含む第2の導波路の全周からの高調波
が利用できるようになる。更に、光導波路の曲がり損失
と伝搬損失との和が最小となるように極力小さい円形状
の光導波路とすることにより、共振倍率を大きくするこ
とができるため、単に全周の波長変換光が利用できる以
上に効率の向上が図れる。
(ホ)実施例
以下本発明の実施例を図面にて詳述するが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。
下の実施例に限定されるものではない。
実施例1
第1図は本発明の第1の実施例である光波長変換装置の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
同図において、波長0.83μ11出力100mWの単
一モード発振する半導体レーザlOから発した光(基本
波)はレンズ20によって集光され、MgOドープL
i N b Osの2カツト基板(以下基板と記す)3
0上の光導波路32gに光入力部32cを介して入射す
る。この光は光方向性結合器36を通過する際、一部は
半径0.7JIIの円形状光導波路(以下リング光導波
路と記す)34に結合し、残りは光導波路32bを通っ
て受光素子50へ入射する。この受光量が極小となるよ
うに後述する方法によって共振制御を行う。共振状態に
おいて高調波はリング光導波路34の各部分から基板3
0中へ放射される。
一モード発振する半導体レーザlOから発した光(基本
波)はレンズ20によって集光され、MgOドープL
i N b Osの2カツト基板(以下基板と記す)3
0上の光導波路32gに光入力部32cを介して入射す
る。この光は光方向性結合器36を通過する際、一部は
半径0.7JIIの円形状光導波路(以下リング光導波
路と記す)34に結合し、残りは光導波路32bを通っ
て受光素子50へ入射する。この受光量が極小となるよ
うに後述する方法によって共振制御を行う。共振状態に
おいて高調波はリング光導波路34の各部分から基板3
0中へ放射される。
基板30の裏面には、ある幅を有する閉曲線領域すなわ
ち外周部半径1.36izと内周部半径1.18zzの
間の領域に、グレーティング40が形成されている。リ
ング光導波路34から基板30に放射された第2高調波
はこのグレーティング40によって方向を変えられ、基
板30表面に垂直に入射し、基板30外部で平行光Lp
となる。
ち外周部半径1.36izと内周部半径1.18zzの
間の領域に、グレーティング40が形成されている。リ
ング光導波路34から基板30に放射された第2高調波
はこのグレーティング40によって方向を変えられ、基
板30表面に垂直に入射し、基板30外部で平行光Lp
となる。
それぞれの光導波路32.34は以下のようにして作製
する。基板30を220℃のリン酸に25分浸漬して深
さ約0.4μ−のプロトン交換層を所定形状に形成する
。光導波路幅はIumである。曲がり部は半径0.7x
xの円弧とする。このような寸法の光導波路の伝搬損失
は0.8dB/amであった。
する。基板30を220℃のリン酸に25分浸漬して深
さ約0.4μ−のプロトン交換層を所定形状に形成する
。光導波路幅はIumである。曲がり部は半径0.7x
xの円弧とする。このような寸法の光導波路の伝搬損失
は0.8dB/amであった。
プロトン交換光導波路の場合、光導波路部分の屈折率の
増加が約0.13と大きいので、半径0.7u+の光導
波路における曲がり損失は無視でき、リング光導波路3
4での損失はばば伝搬損失のみによって与えられる。
増加が約0.13と大きいので、半径0.7u+の光導
波路における曲がり損失は無視でき、リング光導波路3
4での損失はばば伝搬損失のみによって与えられる。
グレーティング40の形状について、第2図に基づいて
説明する。第2図(a)は基板30上面から光導波路3
2,34、グレーティング40を眺めた図、第2図(b
)は点Aと点Bを含む面内での基板30の断面図である
。
説明する。第2図(a)は基板30上面から光導波路3
2,34、グレーティング40を眺めた図、第2図(b
)は点Aと点Bを含む面内での基板30の断面図である
。
リング光導波路34の点Aから光導波路の接平面に沿っ
て基板30方向に放射される高調波は、裏面上の点Bに
到達する。グレーティング40は、この光を基板30に
垂直な方向に反射するようよ設計される。グレーティン
グ線の方向は第2図(a)において、直線ABに直光す
る方向であり、ピッチは、チェレンコフ角θ−16°、
高調波に対する基板30の屈折率n−2,3、高周波の
波長λ≠0.415μsより、λ/n−cosθ=0.
18haとする。
て基板30方向に放射される高調波は、裏面上の点Bに
到達する。グレーティング40は、この光を基板30に
垂直な方向に反射するようよ設計される。グレーティン
グ線の方向は第2図(a)において、直線ABに直光す
る方向であり、ピッチは、チェレンコフ角θ−16°、
高調波に対する基板30の屈折率n−2,3、高周波の
波長λ≠0.415μsより、λ/n−cosθ=0.
18haとする。
なお、この値は実際に作製するにはやや細かいので、そ
の整数倍である0、375μ−などとしてもよい。
の整数倍である0、375μ−などとしてもよい。
グレーティング40の断面形状は、第2図(b)に示す
ように反射面の法線BPが、#ABCを三等分するよう
ブレーズ化した。
ように反射面の法線BPが、#ABCを三等分するよう
ブレーズ化した。
グレーティング40は以下の手順で作製した。
まず、基板30裏面に電子ビームレジストを塗布し、グ
レーティング40の谷(削られる部分)を電子ビーム露
光し、現像することにより、電子ビームに露光されなか
った部分のレジスト310(第3図)を残す。次にグレ
ーティング40のブレーズ化した溝を作製するため、A
rイオンビームエツチングを行う。グレーティング溝の
方向がスノ(イラルなので、−度に同じ向きにブレーズ
化することができない。そこで第3図に示すように、グ
レーティング領域の一部分のみが斜めに入射するArイ
オンビーム330にエツチングされるようにウィンドウ
部のあるマスク320を配置し、基板30を回転ホルダ
340に取付け、回転しながらエツチングを行い、全周
のエツチングを行った。
レーティング40の谷(削られる部分)を電子ビーム露
光し、現像することにより、電子ビームに露光されなか
った部分のレジスト310(第3図)を残す。次にグレ
ーティング40のブレーズ化した溝を作製するため、A
rイオンビームエツチングを行う。グレーティング溝の
方向がスノ(イラルなので、−度に同じ向きにブレーズ
化することができない。そこで第3図に示すように、グ
レーティング領域の一部分のみが斜めに入射するArイ
オンビーム330にエツチングされるようにウィンドウ
部のあるマスク320を配置し、基板30を回転ホルダ
340に取付け、回転しながらエツチングを行い、全周
のエツチングを行った。
その後で裏面にアルミニウム反射膜39を蒸着した。
基[30の表面には、S i Oを層38を690人形
成した。この5iOz層38は単に光導波路を保護する
だけでなく、グレーティング40で向きを変えられて基
板30表面を透過する第2高調波に対しての反射防止膜
としても作用する。
成した。この5iOz層38は単に光導波路を保護する
だけでなく、グレーティング40で向きを変えられて基
板30表面を透過する第2高調波に対しての反射防止膜
としても作用する。
基板30の基本波入射・出射面は光学研摩を行い、基本
波波長に対して反射防止コートを灯った。
波波長に対して反射防止コートを灯った。
このように基本波の入射面と出射面を同一面とすること
により、両方の反射防止膜コートを同時に済ますことが
できる。
により、両方の反射防止膜コートを同時に済ますことが
できる。
光方向性結合器36は、光導波路32.34を1/4円
周(約1.1zm)に渡って、1〜4μlの距離を置い
て平行に配置して作製した。なお、導波・路32aから
の光がほぼすべてリング光導波路34に結合するために
は、リング光導波路損失に応じて最適な結合長さ、およ
び光導波路間距離を設定する必要がある。この例では結
合長さを一定として光導波路間距離を調節することによ
り最適化を図っている。一般にリング光導波路の損失が
小さくなるほど光方向性結合器の光導波路間距離を大き
くする。なお、最適結合長さは複数存在するが、本実施
例ではその中で最も短いものをとった。
周(約1.1zm)に渡って、1〜4μlの距離を置い
て平行に配置して作製した。なお、導波・路32aから
の光がほぼすべてリング光導波路34に結合するために
は、リング光導波路損失に応じて最適な結合長さ、およ
び光導波路間距離を設定する必要がある。この例では結
合長さを一定として光導波路間距離を調節することによ
り最適化を図っている。一般にリング光導波路の損失が
小さくなるほど光方向性結合器の光導波路間距離を大き
くする。なお、最適結合長さは複数存在するが、本実施
例ではその中で最も短いものをとった。
リング光導波路34の共振状態は、受光素子50におけ
る受光量が極小となることによって検知できる。本実施
例においては、共振条件を保つために半導体レーザ発振
波長の注入電流依存性を利用し、常に受光量が極小とな
るように制御回路60によって注入電流を制御している
。この制御方式では半導体レーザのモードホッピングに
よって制御が不安定となるため、半導体レーザ10の温
度がほぼ一定となるようにして実験した。なお、半導体
レーザ10を完全な定電流駆動とし、その温度を受光量
が極小となるように精密に制御することによっても共振
制御が可能である。
る受光量が極小となることによって検知できる。本実施
例においては、共振条件を保つために半導体レーザ発振
波長の注入電流依存性を利用し、常に受光量が極小とな
るように制御回路60によって注入電流を制御している
。この制御方式では半導体レーザのモードホッピングに
よって制御が不安定となるため、半導体レーザ10の温
度がほぼ一定となるようにして実験した。なお、半導体
レーザ10を完全な定電流駆動とし、その温度を受光量
が極小となるように精密に制御することによっても共振
制御が可能である。
実験によれば、基本波光量100 mW、そのうち光導
波路32への結合光量が約45mWのとき、基板30表
面を出射した高調波の強度は約17mWであった。
波路32への結合光量が約45mWのとき、基板30表
面を出射した高調波の強度は約17mWであった。
なお、本実施例においては単一モード半導体レーザを用
いたが、マルチモードであってもよい。
いたが、マルチモードであってもよい。
特にリング共振器の共振波長間隔の整数倍が半導体レー
ザの縦モード間隔となる場合には、マルチモード半導体
レーザの出力がほとんどリング共振器に入り、有効に第
2高周波を発生する。ここで厳密に言えば、半導体レー
ザの異なる2つの縦モードの周波数が足し合わされて高
周波を発生する一種の和周波発生も生じる。
ザの縦モード間隔となる場合には、マルチモード半導体
レーザの出力がほとんどリング共振器に入り、有効に第
2高周波を発生する。ここで厳密に言えば、半導体レー
ザの異なる2つの縦モードの周波数が足し合わされて高
周波を発生する一種の和周波発生も生じる。
実施例2
第2の実施例の構成図を第4図に示す。本実施例におい
ては、第1の実施例において表面の導波路と裏面のグレ
ーティングとの位置合せが難しかった点を解決するため
、裏面を良好な平坦面とし、その平坦面で第2高周波光
を全反射させ、グレーティングを表面に形成して$2高
調波光の整形を行う。このグレーティングは反射型なの
で、第2高調波は裏面から出射する。グレーティングは
外径2.406zm、内径2.006z、wの円に挟ま
れた領域に形成した。
ては、第1の実施例において表面の導波路と裏面のグレ
ーティングとの位置合せが難しかった点を解決するため
、裏面を良好な平坦面とし、その平坦面で第2高周波光
を全反射させ、グレーティングを表面に形成して$2高
調波光の整形を行う。このグレーティングは反射型なの
で、第2高調波は裏面から出射する。グレーティングは
外径2.406zm、内径2.006z、wの円に挟ま
れた領域に形成した。
光導波路基板および作製方法は実施例1と同じてある。
同一構成要素には上記第1の実施例と同一符号を付して
説明する。
説明する。
リング光導波路34は半径0.7u、幅lμ偽である。
基本波入力部分および出力部分にグレーティングカプラ
31a、31bを採用した。作製手順としては、まず導
波路のプロトン交換を行い、次にグレーティング40、
グレーティングカブラ31λ。
31a、31bを採用した。作製手順としては、まず導
波路のプロトン交換を行い、次にグレーティング40、
グレーティングカブラ31λ。
31bのパターンを同じ電子ビーム描画装置で作製し、
Arイオンビームエツチングによって所定の形状に加工
した。その後で裏面全面にSin。
Arイオンビームエツチングによって所定の形状に加工
した。その後で裏面全面にSin。
膜38°を蒸着した。
第1の実施例においてはグレーティングを通過した光は
平行ビームとしたが、本実施例においては収束光Lcと
した。
平行ビームとしたが、本実施例においては収束光Lcと
した。
本実施例においても高い波長交換効率が得られた。
実施例3
第3の実施例においては、光導波路材料として大きな非
線形光学効果を有する非線形光学材料のうちの有機材料
のひとつであるMNA(2−メチル−4−ニトロアニリ
ン)を用いた。MNAを用いた光導波路部分を説明する
ための要部斜視図を第5図に示す。なお基板中での光導
波路の配置は実施例1と同じである。
線形光学効果を有する非線形光学材料のうちの有機材料
のひとつであるMNA(2−メチル−4−ニトロアニリ
ン)を用いた。MNAを用いた光導波路部分を説明する
ための要部斜視図を第5図に示す。なお基板中での光導
波路の配置は実施例1と同じである。
ガラス基板90λ上(図では下面)に幅2μ−1深さ0
.2μ園のZn0I膜層92を形成し、その上に1〜1
0μm程度の微小な空隙を介してもう一つのガラス基板
90bを重ね、その空隙に融点以上の温度で液状となっ
ているMNA94を吸い込ませ、冷却により固化する。
.2μ園のZn0I膜層92を形成し、その上に1〜1
0μm程度の微小な空隙を介してもう一つのガラス基板
90bを重ね、その空隙に融点以上の温度で液状となっ
ているMNA94を吸い込ませ、冷却により固化する。
この構造では基本波はZnO薄膜層92に沿って伝搬し
、MNA94はクラッド層として作用する。ZnO薄膜
層92とMNA94の屈折率の関係で基板中への第2高
調波放射条件が満足される。
、MNA94はクラッド層として作用する。ZnO薄膜
層92とMNA94の屈折率の関係で基板中への第2高
調波放射条件が満足される。
光源としては半導体レーザ励起の小型YAGレーザを用
いた。共振制御には、材料の性質上電気光学効果による
制御を行うことができないので、屈折率の温度変化によ
る光路長の変化を利用し、基板全体の温度を調節した。
いた。共振制御には、材料の性質上電気光学効果による
制御を行うことができないので、屈折率の温度変化によ
る光路長の変化を利用し、基板全体の温度を調節した。
この構成により第2高周波の発生が観測された。
M N Aは非常に高い非線形光学定数を有しているの
で、導波路損失、MNAの配向性などを改善することに
より良好な効率が得られるものと考えられる。
で、導波路損失、MNAの配向性などを改善することに
より良好な効率が得られるものと考えられる。
非線形光学材料としては、高調波が基板中へ放射される
条件(チェレンコフ放射条件)をみたすものであれば様
々なものを用いることが可能である。代表的なものとし
ては、実施例1・2に用いたL i N b Osの他
、L 1TaOs、KNbOs、KTP (KT i
0PO4) 、KTA (KT i 0ASO,)、β
−B i B @ Oa、Lil0a、LiB。
条件(チェレンコフ放射条件)をみたすものであれば様
々なものを用いることが可能である。代表的なものとし
ては、実施例1・2に用いたL i N b Osの他
、L 1TaOs、KNbOs、KTP (KT i
0PO4) 、KTA (KT i 0ASO,)、β
−B i B @ Oa、Lil0a、LiB。
05、B N N (B l t N L N b s
O、s ) 、K D P (KHx P 04 )
、ZnS、Zn5eなどの無機材料、および実施例3に
用いたMNAや、NPP (N−(4−n1troph
enyl)−(L)−prolinol)、POM(3
−sethyl −4−nitropyridine−
1−owide)、 DAN (4−(N、 N
−diaethylamino)−3−acetami
donitrobenzene)、MAP (3−s+
ethyl−2,4−dinitrophenyl a
minopropanate)、mNA(メタニトロア
ニリン)、L A P (L −Arginine P
hosphate Monohydrate)、DLA
P (1水素化LAP)、D I VA (メトキシジ
シアノビニルアニソール)、カルコン誘導体、シアニン
誘導体などの有機材料を用いることが考えられる。
O、s ) 、K D P (KHx P 04 )
、ZnS、Zn5eなどの無機材料、および実施例3に
用いたMNAや、NPP (N−(4−n1troph
enyl)−(L)−prolinol)、POM(3
−sethyl −4−nitropyridine−
1−owide)、 DAN (4−(N、 N
−diaethylamino)−3−acetami
donitrobenzene)、MAP (3−s+
ethyl−2,4−dinitrophenyl a
minopropanate)、mNA(メタニトロア
ニリン)、L A P (L −Arginine P
hosphate Monohydrate)、DLA
P (1水素化LAP)、D I VA (メトキシジ
シアノビニルアニソール)、カルコン誘導体、シアニン
誘導体などの有機材料を用いることが考えられる。
基板材料としては、実施例1や2のように非線形光学材
料自体を用いる場合と、実施例3のようにガラスなどの
他の基板を用いることが可能である。基板としては、サ
ファイア、M、O,シリコン、GλAsなどを用いても
よい。
料自体を用いる場合と、実施例3のようにガラスなどの
他の基板を用いることが可能である。基板としては、サ
ファイア、M、O,シリコン、GλAsなどを用いても
よい。
(へ)発明の効果
本発明によれば、基板上に第1の光導波路と第2の光導
波路とによりリング共振型導波路が形成され、その第2
の光導波路の全周から放射された波長変換光がすべてグ
レーティングによって平行光または同一焦点を有するビ
ームに変換されるため、波長変換光の利用率をほぼ10
0%にできる。
波路とによりリング共振型導波路が形成され、その第2
の光導波路の全周から放射された波長変換光がすべてグ
レーティングによって平行光または同一焦点を有するビ
ームに変換されるため、波長変換光の利用率をほぼ10
0%にできる。
さらに第2の光導波路の長さを極小化でき、導波損失の
低減に伴う共振倍率の向上が図れるため、高効率で光波
長変換が可能となる。
低減に伴う共振倍率の向上が図れるため、高効率で光波
長変換が可能となる。
第1図は本発明の第1の実施例を示す構成図、第2図(
a)及び(b)は第1の実施例におけるグレーティング
の配置および形状を説明する説明図、第3図は第1の実
施例におけるグレーティングを作製する方法の説明図、
第4図は本発明の第2の実施例を示す構成図、第5図は
本発明の第3の実施例に用いた導波路の構造を示す要部
拡大斜視図、第6図は従来例を示す構成図である。 0・・・・・・レーザ光源、20・・・・・・レンズ、
0・・・・・・基板、32・・・・・・光導波路、4・
・・・・・リング光導波路、 6・・・・・・光方向性結合器、 0・・・・・・グレーティング、 0・・・・・・制御回路。 50・・・・・・受光素子、
a)及び(b)は第1の実施例におけるグレーティング
の配置および形状を説明する説明図、第3図は第1の実
施例におけるグレーティングを作製する方法の説明図、
第4図は本発明の第2の実施例を示す構成図、第5図は
本発明の第3の実施例に用いた導波路の構造を示す要部
拡大斜視図、第6図は従来例を示す構成図である。 0・・・・・・レーザ光源、20・・・・・・レンズ、
0・・・・・・基板、32・・・・・・光導波路、4・
・・・・・リング光導波路、 6・・・・・・光方向性結合器、 0・・・・・・グレーティング、 0・・・・・・制御回路。 50・・・・・・受光素子、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基板外部に対する光入力部を有する第1の光導波路
と、円周状に形成されそのコアあるいはクラッド層が非
線形光学材料よりなる第2の光導波路と、第1の光導波
路と第2の光導波路の間に光結合を行う光方向性結合器
とが同一の基板に形成され、レーザ光源からの出射光を
基本波として前記第1の光導波路の光入力部に入射し、
前記第2の光導波路より、位相整合条件を満たす角度で
基板内に高調波光または和周波光を発生する光波長変換
装置において、 前記基板の裏面または表面に、第2の光導波路の全周か
ら発する高調波光または和周波光を同一焦点を経由する
光または平行光となるように波形整形を行うグレーティ
ングが形成されてなることを特徴とする光波長変換装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2061954A JP2688102B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 光波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2061954A JP2688102B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 光波長変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03261925A true JPH03261925A (ja) | 1991-11-21 |
JP2688102B2 JP2688102B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=13186095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2061954A Expired - Fee Related JP2688102B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 光波長変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2688102B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0696026A2 (en) | 1994-08-02 | 1996-02-07 | Nec Corporation | Speech coding device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63269132A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光集積回路 |
JPH01147528A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 2次高調波光発生素子 |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP2061954A patent/JP2688102B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63269132A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光集積回路 |
JPH01147528A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 2次高調波光発生素子 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0696026A2 (en) | 1994-08-02 | 1996-02-07 | Nec Corporation | Speech coding device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2688102B2 (ja) | 1997-12-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |