JPH05100268A - 光波長変換素子 - Google Patents
光波長変換素子Info
- Publication number
- JPH05100268A JPH05100268A JP3260662A JP26066291A JPH05100268A JP H05100268 A JPH05100268 A JP H05100268A JP 3260662 A JP3260662 A JP 3260662A JP 26066291 A JP26066291 A JP 26066291A JP H05100268 A JPH05100268 A JP H05100268A
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- JP
- Japan
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- light
- clad
- wavelength conversion
- conversion element
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】有機非線形光学材料を用いた光波長変換素子４
は、有機非線形光学材料の光吸収領域の波長の光の入射
によって光分解などが起こり、このため光波長変換素子
４の機能が劣化することを防止する。 【構成】光波長変換素子４の，光入射端面４４の光入射
領域４１ａ及び光出射端面４５の光出射領域を除く外面
に遮光層４３を設けた。
は、有機非線形光学材料の光吸収領域の波長の光の入射
によって光分解などが起こり、このため光波長変換素子
４の機能が劣化することを防止する。 【構成】光波長変換素子４の，光入射端面４４の光入射
領域４１ａ及び光出射端面４５の光出射領域を除く外面
に遮光層４３を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、円柱状光導波部（コ
ア）をクラッドで取り囲んだ構造を有する光ファイバ
型、平面光導波部の上面、下面若しくは両面にクラッド
を接触させた構造を有する２次元光導波路型、又は立体
光導波部（チャンネル）にクラッドを接触させた構造を
有する３次元光導波路型などで構成され、レーザ光であ
る基本波を光導波部に入射し、その２次高調波を変換光
として端面から出射させるようにした光波長変換素子に
関するものである。
ア）をクラッドで取り囲んだ構造を有する光ファイバ
型、平面光導波部の上面、下面若しくは両面にクラッド
を接触させた構造を有する２次元光導波路型、又は立体
光導波部（チャンネル）にクラッドを接触させた構造を
有する３次元光導波路型などで構成され、レーザ光であ
る基本波を光導波部に入射し、その２次高調波を変換光
として端面から出射させるようにした光波長変換素子に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学効果は、媒質に光が入射した
とき、その光の電場の２乗以上の高次項に比例する分極
が生じる現象であり、この現象により２次高調波、和周
波、差周波等が発生する。前記現象が現れる材料は非線
形光学材料といわれ、ＫＨ2 ＰＯ4 、ＬｉＮｂＯ 3 等の
無機材料がよく知られているが、最近では、２−メチル
−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、４−ジメチルアミノ
−３−アセトアミドニトロベンゼン（ＤＡＮ）、３，５
−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール
（ＤＭＮＰ）に代表される有機材料が大きな非線形光学
定数を有することから注目されている。
とき、その光の電場の２乗以上の高次項に比例する分極
が生じる現象であり、この現象により２次高調波、和周
波、差周波等が発生する。前記現象が現れる材料は非線
形光学材料といわれ、ＫＨ2 ＰＯ4 、ＬｉＮｂＯ 3 等の
無機材料がよく知られているが、最近では、２−メチル
−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、４−ジメチルアミノ
−３−アセトアミドニトロベンゼン（ＤＡＮ）、３，５
−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール
（ＤＭＮＰ）に代表される有機材料が大きな非線形光学
定数を有することから注目されている。
【０００３】最近では、前記のような有機非線形光学材
料を、半導体レーザ等の低出力レーザ光源の波長を半分
にする光波長変換素子に応用するための研究が盛んに行
われている。光波長変換素子では、基本波を高いエネル
ギー密度で閉じ込め、かつ基本波と高調波との相互作用
長を長くするように設計されていることが重要である。
料を、半導体レーザ等の低出力レーザ光源の波長を半分
にする光波長変換素子に応用するための研究が盛んに行
われている。光波長変換素子では、基本波を高いエネル
ギー密度で閉じ込め、かつ基本波と高調波との相互作用
長を長くするように設計されていることが重要である。
【０００４】そのため、光波長変換素子の形態として
は、光ファイバ型や光導波路型のものが使用されてい
る。これらの形態の光波長変換素子では、光導波部又は
光導波部よりも低屈折率のクラッドの少なくとも一方が
有機非線形光学材料の単結晶又は多結晶で構成されてお
り、光導波部中を基本波が導波されることにより、高い
変換効率を得ている。
は、光ファイバ型や光導波路型のものが使用されてい
る。これらの形態の光波長変換素子では、光導波部又は
光導波部よりも低屈折率のクラッドの少なくとも一方が
有機非線形光学材料の単結晶又は多結晶で構成されてお
り、光導波部中を基本波が導波されることにより、高い
変換効率を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の有機
非線形光学材料を用いた光波長変換素子は、有機非線形
光学材料への光、特に有機非線形光学材料の光吸収領域
の波長の光の入射によって光分解などが起こる。図５の
グラフは、ＤＭＮＰとＤＡＮの単結晶における光透過率
の測定値を示し、ＤＭＮＰは波長０．４５μｍ以下、Ｄ
ＡＮは波長０．４８μｍ以下の光を吸収することが分か
る。なお、長波長の光の透過率が１００％にならないの
は表面反射のためである。
非線形光学材料を用いた光波長変換素子は、有機非線形
光学材料への光、特に有機非線形光学材料の光吸収領域
の波長の光の入射によって光分解などが起こる。図５の
グラフは、ＤＭＮＰとＤＡＮの単結晶における光透過率
の測定値を示し、ＤＭＮＰは波長０．４５μｍ以下、Ｄ
ＡＮは波長０．４８μｍ以下の光を吸収することが分か
る。なお、長波長の光の透過率が１００％にならないの
は表面反射のためである。
【０００６】この光吸収のため、光波長変換素子の劣化
につながり、当該光波長変換素子を用いた光源装置の寿
命が短くなるという問題があった。そこで、本発明の目
的は、上述の技術的課題を解決し、光の照射による光波
長変換素子の劣化が生じにくく、光源装置の寿命を長く
することができる光波長変換素子を提供することであ
る。
につながり、当該光波長変換素子を用いた光源装置の寿
命が短くなるという問題があった。そこで、本発明の目
的は、上述の技術的課題を解決し、光の照射による光波
長変換素子の劣化が生じにくく、光源装置の寿命を長く
することができる光波長変換素子を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの請求項１記載の光波長変換素子は、少なくとも光入
射端面の光入射領域及び光出射端面の光出射領域を除く
光波長変換素子の外面に遮光層を設けたものである。な
お、遮光層は、光入射端面の光入射領域及び光出射端面
の光出射領域を除く光波長変換素子の外面の全面に形成
されている必要はなく、外面の一部、例えば光入射端面
や光出射端面には、全く形成されていなくてもよい。
めの請求項１記載の光波長変換素子は、少なくとも光入
射端面の光入射領域及び光出射端面の光出射領域を除く
光波長変換素子の外面に遮光層を設けたものである。な
お、遮光層は、光入射端面の光入射領域及び光出射端面
の光出射領域を除く光波長変換素子の外面の全面に形成
されている必要はなく、外面の一部、例えば光入射端面
や光出射端面には、全く形成されていなくてもよい。
【０００８】
【作用】前記の構成によれば、光の入出射領域を除く光
波長変換素子の外面に遮光層を設けたので、光導波部又
はクラッドの少なくとも一方を形成している有機非線形
光学材料への有害な光の入射を最小限に抑えることがで
きる。
波長変換素子の外面に遮光層を設けたので、光導波部又
はクラッドの少なくとも一方を形成している有機非線形
光学材料への有害な光の入射を最小限に抑えることがで
きる。
【０００９】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図２は、本発明の一実施例である光波長変換素
子を用いた光源装置の基本的な構成を示す概念図であ
る。この光源装置は、半導体レーザ等のレーザ光源１か
ら発生されたレーザ光を球面レンズ２でコリメートし、
このコリメートされた光線を球面レンズ３で集光して、
光波長変換素子４に入射させるようにしたものである。
明する。図２は、本発明の一実施例である光波長変換素
子を用いた光源装置の基本的な構成を示す概念図であ
る。この光源装置は、半導体レーザ等のレーザ光源１か
ら発生されたレーザ光を球面レンズ２でコリメートし、
このコリメートされた光線を球面レンズ３で集光して、
光波長変換素子４に入射させるようにしたものである。
【００１０】光波長変換素子４は、図１に拡大して示さ
れているように、光ファイバ型に構成されたものであ
り、コア４１及びクラッド４２を有しているとともに、
光の入出射端面４４，４５を除いてクラッド４２の外周
に遮光層４３を形成している。遮光層４３は、例えばア
ルミニウム、銀等の金属の光反射膜、あるいは紫外線や
可視光線を透過しないカーボン膜、塗料膜などから構成
されている。コア４１、クラッド４２は、いずれか一方
又は双方にＭＮＡ，ＤＡＮ等の公知の有機非線形光学材
料を適用したものである。
れているように、光ファイバ型に構成されたものであ
り、コア４１及びクラッド４２を有しているとともに、
光の入出射端面４４，４５を除いてクラッド４２の外周
に遮光層４３を形成している。遮光層４３は、例えばア
ルミニウム、銀等の金属の光反射膜、あるいは紫外線や
可視光線を透過しないカーボン膜、塗料膜などから構成
されている。コア４１、クラッド４２は、いずれか一方
又は双方にＭＮＡ，ＤＡＮ等の公知の有機非線形光学材
料を適用したものである。
【００１１】光波長変換素子４のコア４１にレーザ光が
入射すると、入射したレーザ光を基本波としたチェレン
コフ放射が生じ、発生した２次高調波（変換光）が出射
されてリング状に拡散しつつ放射される。出射された変
換光は、コリメートされ、さらに集光されて光ディスク
の読取りなどのために用いられる。この場合、光波長変
換素子４の外周は遮光層４３で覆われているので、有害
な光劣化をおこす波長の光（例えばＤＡＮならば波長
０．５μｍ以下の光）が外部からコア４１やクラッド４
２に入射するのを防ぐことができる。なお、基本波や２
次高調波は有機非線形光学材料を透過するので、光吸収
による劣化などの問題は発生しないことはいうまでもな
い。
入射すると、入射したレーザ光を基本波としたチェレン
コフ放射が生じ、発生した２次高調波（変換光）が出射
されてリング状に拡散しつつ放射される。出射された変
換光は、コリメートされ、さらに集光されて光ディスク
の読取りなどのために用いられる。この場合、光波長変
換素子４の外周は遮光層４３で覆われているので、有害
な光劣化をおこす波長の光（例えばＤＡＮならば波長
０．５μｍ以下の光）が外部からコア４１やクラッド４
２に入射するのを防ぐことができる。なお、基本波や２
次高調波は有機非線形光学材料を透過するので、光吸収
による劣化などの問題は発生しないことはいうまでもな
い。
【００１２】図３は光波長変換素子の他の実施例を示
す。この例では、光波長変換素子５は断面矩形状のチャ
ンネル５１をクラッド５２の上面に埋め込んだ構造を有
する３次元光導波路で構成されている。そして、光の入
出射端面５４，５５を除くクラッド５２の外面およびチ
ャンネル５１の上部露出面には遮光層５３が形成されて
いる。
す。この例では、光波長変換素子５は断面矩形状のチャ
ンネル５１をクラッド５２の上面に埋め込んだ構造を有
する３次元光導波路で構成されている。そして、光の入
出射端面５４，５５を除くクラッド５２の外面およびチ
ャンネル５１の上部露出面には遮光層５３が形成されて
いる。
【００１３】この実施例においても、チャンネル５１の
光入射端面５４にレーザ光が入射すると、入射したレー
ザ光を基本波として２次高調波（変換光）が発生し、反
対側の光出射端面５５から出射される。そして、遮光層
５３のために光劣化をおこす波長の光が外部からチャン
ネル５１やクラッド５２に入射するのを防ぐことができ
る。
光入射端面５４にレーザ光が入射すると、入射したレー
ザ光を基本波として２次高調波（変換光）が発生し、反
対側の光出射端面５５から出射される。そして、遮光層
５３のために光劣化をおこす波長の光が外部からチャン
ネル５１やクラッド５２に入射するのを防ぐことができ
る。
【００１４】次に光波長変換素子の作製例について説明
する。ここでは、図１に示す光ファイバ型波長変換素子
の作製例について説明する。内径２．５μｍ、外径１．
０ｍｍ、長さ５０ｍｍのＳＦ４ガラス（保谷ガラス製）
の毛細管中にＤＡＮの融液を満たし、冷却により単結晶
をコアとして成長させ、光ファイバ型光波長変換素子を
作製した。コアの成長方法は、ＤＡＮの溶融液を毛細管
現象を利用して吸い上げた後、ブリッジマン法によって
端から結晶を成長させる方法である（詳細な製法は特開
平３−111826号公報参照）。
する。ここでは、図１に示す光ファイバ型波長変換素子
の作製例について説明する。内径２．５μｍ、外径１．
０ｍｍ、長さ５０ｍｍのＳＦ４ガラス（保谷ガラス製）
の毛細管中にＤＡＮの融液を満たし、冷却により単結晶
をコアとして成長させ、光ファイバ型光波長変換素子を
作製した。コアの成長方法は、ＤＡＮの溶融液を毛細管
現象を利用して吸い上げた後、ブリッジマン法によって
端から結晶を成長させる方法である（詳細な製法は特開
平３−111826号公報参照）。
【００１５】この光ファイバ型光波長変換素子を５mmの
長さに２本切り出し、この後、１本のガラスクラッドの
側面に真空蒸着法によって遮光膜であるアルミニウム薄
膜を形成した。各光波長変換素子のコアにＮｄ：ＹＡＧ
（波長1.064 μｍ）のレーザ光を入射したところ、それ
ぞれ波長0.532 μｍの変換光がファイバ出射端から空気
中に出射した。
長さに２本切り出し、この後、１本のガラスクラッドの
側面に真空蒸着法によって遮光膜であるアルミニウム薄
膜を形成した。各光波長変換素子のコアにＮｄ：ＹＡＧ
（波長1.064 μｍ）のレーザ光を入射したところ、それ
ぞれ波長0.532 μｍの変換光がファイバ出射端から空気
中に出射した。
【００１６】この遮光膜のある素子とない素子とをそれ
ぞれ１００Ｗの白色ランプ下で長期間放置し性能劣化試
験を行ったところ、遮光膜のある素子では変換効率はほ
とんど劣化しないのに、遮光膜のない素子では変換効率
は日数とともに指数関数的に低下していった。この性能
劣化試験の結果を図４に示す。次に、コアの材料として
ＤＡＮの代わりにＤＭＮＰを用いて、前記と同様の光波
長変換素子を作製し、同じ性能劣化試験を行ったとこ
ろ、遮光膜のある素子では変換効率はほとんど劣化しな
いのに、遮光膜のない素子では変換効率は日数とともに
指数関数的に低下していった。この性能低下試験の結果
を図４に示す。
ぞれ１００Ｗの白色ランプ下で長期間放置し性能劣化試
験を行ったところ、遮光膜のある素子では変換効率はほ
とんど劣化しないのに、遮光膜のない素子では変換効率
は日数とともに指数関数的に低下していった。この性能
劣化試験の結果を図４に示す。次に、コアの材料として
ＤＡＮの代わりにＤＭＮＰを用いて、前記と同様の光波
長変換素子を作製し、同じ性能劣化試験を行ったとこ
ろ、遮光膜のある素子では変換効率はほとんど劣化しな
いのに、遮光膜のない素子では変換効率は日数とともに
指数関数的に低下していった。この性能低下試験の結果
を図４に示す。
【００１７】なお、本発明は前記の実施例に限られるも
のではなく、例えば、図１の光入射端面４４のうち、光
入射領域であるコア４１の端面４１ａを除く部分すなわ
ちクラッド４２の端面４２ａは遮光層で覆われていても
よく、図３の光入射端面５４のうち、光入射領域である
チャンネル５１の端面５１ａを除く部分すなわちクラッ
ド５２の端面５２ａは遮光層で覆われていてもよい。い
ずれも、クラッドの端面には光が入射する訳ではないか
らである。さらに、光波長変換素子の基板への取付け面
など外部の光が入射するおそれのない部分には、遮光層
を設ける必要はないことは勿論である。
のではなく、例えば、図１の光入射端面４４のうち、光
入射領域であるコア４１の端面４１ａを除く部分すなわ
ちクラッド４２の端面４２ａは遮光層で覆われていても
よく、図３の光入射端面５４のうち、光入射領域である
チャンネル５１の端面５１ａを除く部分すなわちクラッ
ド５２の端面５２ａは遮光層で覆われていてもよい。い
ずれも、クラッドの端面には光が入射する訳ではないか
らである。さらに、光波長変換素子の基板への取付け面
など外部の光が入射するおそれのない部分には、遮光層
を設ける必要はないことは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明の光波長変換素子に
よれば、光導波部又はクラッドの少なくとも一方を形成
している有機非線形光学材料への有害な光の吸収を最小
限に抑えることができ、有機非線形光学材料の光分解な
どによる光波長変換素子の劣化を防ぐことができ、光波
長変換素子の寿命を延ばすことができる。
よれば、光導波部又はクラッドの少なくとも一方を形成
している有機非線形光学材料への有害な光の吸収を最小
限に抑えることができ、有機非線形光学材料の光分解な
どによる光波長変換素子の劣化を防ぐことができ、光波
長変換素子の寿命を延ばすことができる。
【図１】本発明の一実施例の光波長変換素子の基本的な
構成を示す斜視図である。
構成を示す斜視図である。
【図２】前記光波長変換素子が適用された光源装置の基
本的な構成を示す概念図である。
本的な構成を示す概念図である。
【図３】本発明の他の実施例の光波長変換素子の基本的
な構成を示す斜視図である。
な構成を示す斜視図である。
【図４】光波長変換素子の性能劣化試験の結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】有機非線形光学材料の光透過率を実測したグラ
フである。
フである。
４，５ 光波長変換素子 ４１ コア ４２，５２ クラッド ４３，５３ 遮光層 ５１ チャンネル
Claims (1)
- 【請求項１】光導波部と、光導波部よりも低屈折率のク
ラッドとを具備し、光導波部又はクラッドの少なくとも
一方が有機非線形光学材料で形成されており、光導波部
に入射した光から波長変換された光を発生する光波長変
換素子において、 光波長変換素子の，光入射端面の光入射領域及び光出射
端面の光出射領域を除く外面又はその外面の一部に遮光
層を設けたことを特徴とする光波長変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260662A JPH05100268A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 光波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260662A JPH05100268A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 光波長変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100268A true JPH05100268A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17351028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3260662A Pending JPH05100268A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 光波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05100268A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07209680A (ja) * | 1994-01-20 | 1995-08-11 | Sharp Corp | 光波長変換素子及びその製造方法並びにレーザユニット |
| JP2013195915A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｋｔｎ光スキャナーの遮蔽機構 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP3260662A patent/JPH05100268A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07209680A (ja) * | 1994-01-20 | 1995-08-11 | Sharp Corp | 光波長変換素子及びその製造方法並びにレーザユニット |
| JP2013195915A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｋｔｎ光スキャナーの遮蔽機構 |
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