JPH05210137A - Second harmonic wave generator - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To decrease residual phase matching errors and to enhance efficiency. CONSTITUTION:This generator has at least a member 34 having periodic polarization inversion structures and consisting of a nonlinear optical material, a light source 31 and a means for controlling the angle at which the basic wave 33 from the light source is made incident on the material. More preferably, the light source 33 is a solid-state laser excited by a semiconductor laser and the member or/and the laser are disposed in a resonator structure. The distance between the inversion layers 35 where a basic wave 33 crosses is fluctuated by controlling the incident angle of the basic wave, by which the residual phase matching errors are decreased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、擬位相整合素子を用い
た第２次高調波発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a second harmonic generation device using a quasi phase matching element.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、光通信，光コンピュータ，情報処
理等の光エレクトロニクスの発展に伴い、非線形光学効
果を利用した各種の機能性光学材料が要求されるように
なってきた。これらの分野で用いられる光源は、通常出
力数１０〜１００ｍＷ（変換効率数％以上）の赤外ない
し近赤外領域の半導体レーザである。光メモリ，ディス
プレー関係では特にグリーン光やブルー光を必要として
おり、LiNbO ₃ ,KNbＯ₃，ＫＴＰ等の非線形光学効果の
大きい無機材料を用いた波長変換用デバイスの研究が精
力的に進められている。しかしながら、従来のバルク状
結晶にレーザ光を単純に通過させる方法では強い非線形
光学効果を得るのは困難である。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of optical electronics such as optical communication, optical computers, and information processing, various functional optical materials utilizing a nonlinear optical effect have been required. The light source used in these fields is usually a semiconductor laser in the infrared or near infrared region having an output of 10 to 100 mW (conversion efficiency of several percent or more). Green light and blue light are especially required for optical memories and displays, and research on wavelength conversion devices using inorganic materials such as LiNbO ₃ , KNbO ₃ , and KTP having a large non-linear optical effect has been vigorously pursued. However, it is difficult to obtain a strong nonlinear optical effect by the conventional method of simply passing the laser light through the bulk crystal.

【０００３】そこで、高効率波長変換のために、従来の
材料よりも極端に大きな非線形光学定数の材料の開発が
進められている。材料開発に関しては、最近では分子設
計に基づく高非線形光学定数を有する有機材料の利用が
盛んであるが、一方で擬位相整合による第２次高調波発
生の研究が盛んになりつつある。Therefore, for the purpose of highly efficient wavelength conversion, development of a material having a nonlinear optical constant extremely larger than that of a conventional material is underway. Regarding material development, organic materials having high nonlinear optical constants based on molecular design have recently been actively used, but on the other hand, research on second-order harmonic generation by quasi-phase matching is becoming active.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】周期的分極反転構造に
よる擬位相整合を用いた第２次高調波発生は、出力光集
光が容易で高効率化が可能な新しい第２次高調波発生デ
バイスの実現法として期待される。しかしながら、設計
パラメータの不確定や作動誤差のため、正確に整合条件
を満たすデバイスを作製することは困難であった。そこ
で本発明は、残留位相整合誤差を低減させ、高効率化を
可能とする第２次高調波発生装置の提供を目的とする。The second harmonic generation device using quasi-phase matching with a periodic polarization inversion structure is a new second harmonic generation device that can easily collect output light and can achieve high efficiency. Is expected as a method of realizing However, it is difficult to manufacture a device that satisfies the matching condition accurately because of uncertain design parameters and operation errors. Therefore, it is an object of the present invention to provide a second harmonic generation device that reduces residual phase matching error and enables high efficiency.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る第２次高調波発生装置は、周期的分極
反転構造を有する非線形光学材料からなる部材と、光源
と、該光源からの基本波が該部材に入射する角度を調節
する手段とを少なくとも具備するもので、望ましくは該
光源が半導体レーザ励起固体レーザであり、該部材また
は／および該レーザが共振器構造内に配設される構成と
するものである。また、本発明に係る第２次高調波発生
装置は、周期的分極反転構造を有する非線形光学材料か
らなる部材と、劈開面にミラー構造およびその対向面に
無反射構造を形成してなる光源と、該光源からの基本波
が該部材に入射する角度を調節する手段と、出力ミラー
とを具備し、該部材が光源のミラー構造と出力ミラーと
で形成される共振器構造内に配設されてなり、望ましく
は該光源が半導体レーザまたは／および半導体レーザ励
起固体レーザである。In order to solve the above problems, a second harmonic generation device according to the present invention comprises a member made of a non-linear optical material having a periodic polarization inversion structure, a light source, and the light source. Means for adjusting the angle of incidence of the fundamental wave from the laser on the member, preferably the light source is a semiconductor laser pumped solid-state laser, and the member or / and the laser are arranged in a resonator structure. The configuration is provided. A second harmonic generation device according to the present invention includes a member made of a non-linear optical material having a periodic polarization inversion structure, and a light source having a cleaved surface having a mirror structure and an opposing surface having a non-reflective structure. , A means for adjusting an angle at which a fundamental wave from the light source is incident on the member, and an output mirror, the member being disposed in a resonator structure formed by the mirror structure of the light source and the output mirror. Preferably, the light source is a semiconductor laser or / and a semiconductor laser pumped solid state laser.

【０００６】本発明において使用され得る非線形光学材
料は、無機又は有機の各種非線形光学材料が結晶基板と
して使用される。無機非線形光学材料としては、ＬＮ
（LiNbＯ₃ ），ＬＴ（LiTaＯ₃ ），ＫNbＯ₃ ，ＢＮＮ
（Ba₂ NaNb₅ Ｏ₁₅），ＫＴＰ（ＫTiＯＰＯ₄ ），ＫＴＡ
（ＫTiＯAsＯ₄ ），ＢＢＯ（β−BaＢ₂ Ｏ₄ ），ＬＢＯ
（LiＢ₃ Ｏ₇ ）等が、有機非線形光学材料としては、ｍ
ＮＡ（メタニトロアニリン），ＭＮＡ（2-メチル-4- ニ
トロアニリン），カルコン（4-ブロモ-4'-メトキシカル
コン），ＤＩＶＡ（ジシアノビニル アニソール），Ｄ
ＭＮＰ〔3,5-ジメチル-1-(4-ニトロフェニル）ピラゾー
ル〕，ＭＭＮＡ（N-メトキシメチル-4- ニトロアニリ
ン），ＭＮＢＡ（4'- ニトロベンジリデン-3- アセタミ
ノ-4- メトキシアニリン）等の低分子有機材料，ＬＡＰ
（Ｌ−アルギニン フォスフェートモノハイドレー
ト），ポールドポリマ等が例示される。As the nonlinear optical material that can be used in the present invention, various inorganic or organic nonlinear optical materials are used as a crystal substrate. As an inorganic nonlinear optical material, LN
(LiNbO ₃ ), LT (LiTaO ₃ ), KNbO ₃ , BNN
(Ba ₂ NaNb ₅ O ₁₅ ), KTP (KTiOPO ₄ ), KTA
(KTiOAsO ₄ ), BBO (β-BaB ₂ O ₄ ), LBO
(LiB ₃ O ₇ ) and the like are m as organic nonlinear optical materials.
NA (metanitroaniline), MNA (2-methyl-4-nitroaniline), chalcone (4-bromo-4'-methoxychalcone), DIVA (dicyanovinyl anisole), D
MNP [3,5-dimethyl-1- (4-nitrophenyl) pyrazole], MMNA (N-methoxymethyl-4-nitroaniline), MNBA (4'-nitrobenzylidene-3-acetamino-4-methoxyaniline), etc. Low molecular weight organic materials, LAP
(L-arginine phosphate monohydrate), poled polymer and the like are exemplified.

【０００７】周期的分極反転構造とは、媒質のコヒーレ
ント長毎に結晶反転を繰り返す構造をいい、この構造を
形成することにより擬似的に位相整合が図られ、高効率
波長変換が行なわれる。具体的にはドメイン反転構造，
Segmented waveguide structure 等を意味する。The periodic polarization inversion structure is a structure in which crystal inversion is repeated for each coherent length of a medium. By forming this structure, pseudo phase matching is achieved and highly efficient wavelength conversion is performed. Specifically, domain inversion structure,
It means segmented waveguide structure.

【０００８】本発明において使用され得る光源として
は、小型、高効率、長寿命の半導体レーザが好ましい。
しかしながら、通常の半導体レーザは、発振空間パター
ンが悪く、即ち上下と左右の方向でビームの発散角が異
なり一点に集光しにくく、使いにくい。またエネルギー
を蓄積できずＱスイッチがかけられないため高出力が出
せない。さらに注入電流や温度による変動により発振ス
ペクトルが変動しやすい等の欠点がある。そこで、これ
らの欠点を解決する手段として、半導体レーザ励起固体
レーザ（以下、単に「固体レーザ」ともいう。）を使う
ことが奨励される。即ち、固体レーザによれば、単一横
モードで発振させることが容易となり、また蛍光寿命の
長い固体レーザを用いることによりエネルギー蓄積がで
き高出力が出せる。さらに発振スペクトルを安定に制御
でき、固体材料の選択により波長可変性を持たせること
ができる。固体レーザの材料としては特に制限されず、
Nd：ＹＡＧ，Nd：ＹＶＯ₄ ，Nd：ＬＯＳ，Nd：ＣＧＡ，
ＮＰＰ，ＬＮＰ，ＫＮＰ，ＮＹＡＢ等が好適に使用され
る。特に吸収係数の大きい材料は、単一縦モードを発振
しやすく、従って発振スペクトルを十分狭くすることが
でき望ましい。また、通常の半導体レーザの劈開面にミ
ラー構造およびその対向面に無反射構造を形成して、発
振波が上記ミラー構造で高反射されて出力されるととも
に、無反射構造で拡散する発振波が吸収される構造とす
れば、通常の半導体レーザを用いても線幅が狭い高出力
のレーザを発振させることが可能となる。As a light source which can be used in the present invention, a small size, high efficiency, and long life semiconductor laser is preferable.
However, an ordinary semiconductor laser has a bad oscillation space pattern, that is, the divergence angle of the beam differs in the vertical and horizontal directions, and it is difficult to focus on one point, which makes it difficult to use. In addition, energy cannot be stored and the Q switch cannot be turned on, so high output cannot be produced. Further, there is a defect that the oscillation spectrum is likely to vary due to variation due to the injection current and temperature. Therefore, it is recommended to use a semiconductor laser pumped solid-state laser (hereinafter, also simply referred to as “solid-state laser”) as a means for solving these drawbacks. That is, according to the solid-state laser, it is easy to oscillate in a single transverse mode, and by using the solid-state laser having a long fluorescence lifetime, energy can be accumulated and a high output can be obtained. Further, the oscillation spectrum can be controlled stably, and wavelength variability can be provided by selecting a solid material. The material of the solid-state laser is not particularly limited,
Nd: YAG, Nd: YVO ₄ , Nd: LOS, Nd: CGA,
NPP, LNP, KNP, NYAB and the like are preferably used. In particular, a material having a large absorption coefficient is preferable because it can easily oscillate in a single longitudinal mode and thus can sufficiently narrow the oscillation spectrum. Further, a mirror structure is formed on the cleavage surface of an ordinary semiconductor laser and a non-reflective structure is formed on the opposing surface thereof, and the oscillated wave is highly reflected by the mirror structure and output, and the oscillated wave diffused by the non-reflective structure With the absorption structure, it becomes possible to oscillate a high-power laser having a narrow line width even if a normal semiconductor laser is used.

【０００９】本発明において、光源からの基本波が非線
形光学材料からなる部材に入射する角度を調節する手段
としては、例えば非線形光学材料からなる部材自体が二
次元或いは三次元的に自在に移動，運動（回転運動を含
む。）できるようにする、又は非線形光学材料からなる
部材は固定して鏡等を使って基本波自体が入射する方向
を変える、さらにはこれらを組み合わせる等の手段を講
じればよい。In the present invention, as means for adjusting the angle at which the fundamental wave from the light source is incident on the member made of the nonlinear optical material, for example, the member itself made of the nonlinear optical material can freely move two-dimensionally or three-dimensionally, If it is possible to move (including rotational movement), or if a member made of a non-linear optical material is fixed and the direction of incidence of the fundamental wave itself is changed by using a mirror, etc. Good.

【００１０】[0010]

【作用】本発明においては、光源からの基本波が非線形
光学材料からなる部材に入射する方向を任意に設定する
ことができる。従って、基本波は、周期的分極反転構造
を任意の方向より貫通し、基本波が入射する非線形光学
材料からなる部材面と反対の面より第２次高調波として
出射する。即ち、基本波の入射角度を調節することによ
り、基本波が横断する反転層間の距離が変動し、残留位
相整合誤差を低減することができ、高効率化を達成でき
る。In the present invention, the direction in which the fundamental wave from the light source enters the member made of the nonlinear optical material can be set arbitrarily. Therefore, the fundamental wave penetrates the periodically poled structure in an arbitrary direction, and is emitted as a second harmonic from the surface opposite to the member surface made of the nonlinear optical material on which the fundamental wave is incident. That is, by adjusting the incident angle of the fundamental wave, the distance between the inversion layers traversed by the fundamental wave varies, the residual phase matching error can be reduced, and high efficiency can be achieved.

【００１１】[0011]

【実施例】以下、本発明装置の実施例について説明する
が、以下の実施例においては本発明の理解を容易にする
ため、特にドメイン反転構造を有する非線形光学材料か
らなる部材を用いた例に限って説明する。EXAMPLES Examples of the device of the present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, the following examples particularly show examples using members made of a nonlinear optical material having a domain inversion structure. Only explain.

【００１２】図１は、ドメイン反転構造を有する非線形
光学材料からなる部材１の構造の一例を示す斜視図であ
り、図中２は基板、３はドメイン反転構造である。ドメ
イン反転構造３は、複数の反転層４からなる。この反転
層４は、常套手段により形成され、例えばＬＮ（LiNbＯ
₃ ）の場合、通常電子ビーム描画やTiイオンを拡散し、
加熱処理することにより形成される。ドメイン反転構造
３は、図１に示すように、基板２の一方の面（例えば−
Ｚ面）から反対の面（例えば＋Ｚ面）にまで貫通するよ
うに形成しても良く、或いは図２に示すようにその途中
まで形成しても良い。ドメイン反転構造３の周期（反転
層４相互間の距離）は、使用する光源の発振波長により
異なり、例えば赤外〜赤色を波長変換する場合、３〜１
μｍ又はこの奇数倍とする。FIG. 1 is a perspective view showing an example of the structure of a member 1 made of a non-linear optical material having a domain inversion structure, in which 2 is a substrate and 3 is a domain inversion structure. The domain inversion structure 3 is composed of a plurality of inversion layers 4. The inversion layer 4 is formed by a conventional method, for example, LN (LiNbO).
_In the case of ₃ ), usually electron beam drawing or diffusion of Ti ions,
It is formed by heat treatment. Domain inversion structure
As shown in FIG. 1, 3 is one surface of the substrate 2 (for example, −
It may be formed so as to penetrate from the Z surface) to the opposite surface (for example, + Z surface), or may be formed halfway as shown in FIG. The period of the domain inversion structure 3 (distance between the inversion layers 4) varies depending on the oscillation wavelength of the light source used, and for example, in the case of wavelength conversion from infrared to red, it is 3 to 1
μm or an odd multiple of this.

【００１３】図３は、本発明装置の基本構造を示す図で
ある。３１は半導体レーザであり、この半導体レーザ３
１からの発振波がレンズ系３２を通過して、基本波３３
として非線形光学材料からなる部材３４に入射する。非
線形光学材料からなる部材３４は、水平に回転させる手
段（図示せず）により、基本波３３の入射角度を調節す
ることができる。これにより、基本波３３が反転層３５
間を横断する距離ｄは変動し、この距離が基本波３３の
波長の奇数倍となるとき、つまり、ｄ＝ｍ×λ／２〔ｎ
（２ω）−ｎ（ω）〕の関係を満たすときに、第２次高
調波３６として出射する。ただし、λは基本波光の波
長、ｎ（ω），ｎ（２ω）はそれぞれ基本波，第２次高
調波に対する基板２の屈折率、ｍは正の奇整数である。
尚、図３においてはレンズ系３２を用いているが、発散
角の小さいレーザを発振する半導体レーザを用いた場合
及び固体レーザを入射する場合には、特にレンズ等は必
要ない。FIG. 3 is a diagram showing the basic structure of the device of the present invention. 31 is a semiconductor laser, and this semiconductor laser 3
The oscillating wave from 1 passes through the lens system 32, and the fundamental wave 33
Is incident on the member 34 made of a nonlinear optical material. The member 34 made of a non-linear optical material can adjust the incident angle of the fundamental wave 33 by means of horizontal rotation (not shown). As a result, the fundamental wave 33 is transferred to the inversion layer 35.
The distance d across the space fluctuates, and when this distance is an odd multiple of the wavelength of the fundamental wave 33, that is, d = m × λ / 2 [n
When the relationship of (2ω) -n (ω)] is satisfied, the second harmonic 36 is emitted. Here, λ is the wavelength of the fundamental wave light, n (ω) and n (2ω) are the refractive index of the substrate 2 with respect to the fundamental wave and the second harmonic, respectively, and m is a positive odd integer.
Although the lens system 32 is used in FIG. 3, a lens or the like is not particularly necessary when a semiconductor laser that oscillates a laser having a small divergence angle is used or when a solid-state laser is incident.

【００１４】波長変換効率を上昇させるためには、レー
ザ光の強度を高める必要がある。このため、図３に示す
ような配置の非線形光学材料３４を一度だけ通す通過型
では、この非線形光学材料３４にさらに光導波路を設け
て光を閉じ込めてやることで、レーザ光強度を高めなけ
ればならない。これに対して、本発明においては、共振
器の共振効果を利用することにより光源（レーザ）光の
強度を高めることが可能である。具体的には共振器構造
内に非線形光学材料からなる部材を置くのであるが、
外部共振器法と、内部共振器法とがある。In order to increase the wavelength conversion efficiency, it is necessary to increase the intensity of laser light. For this reason, in the transmission type in which the non-linear optical material 34 having the arrangement shown in FIG. 3 is passed only once, an optical waveguide is further provided in the non-linear optical material 34 to confine the light so that the laser light intensity is increased. I won't. On the other hand, in the present invention, the intensity of the light source (laser) light can be increased by utilizing the resonance effect of the resonator. Specifically, a member made of a nonlinear optical material is placed in the resonator structure.
There are an external resonator method and an internal resonator method.

【００１５】共振器法とは、レーザ共振器内に非線形光
学材料からなる部材を置く方法であり、必要とされる非
線形光学材料長は、通過型に比べ、一般に１／３〜１／
５でよく、結果的に位相整合角度の許容度が３〜５倍と
広くなり、装置のセッティングが容易となり使い易くな
る。The resonator method is a method in which a member made of a non-linear optical material is placed in a laser resonator, and the required length of the non-linear optical material is generally one-third to one-third that of the pass-through type.
5, and as a result, the tolerance of the phase matching angle is widened to 3 to 5 times, which facilitates the setting of the apparatus and ease of use.

【００１６】外部共振器法は、基本波に対してフィネス
の極めて高い外部共振器を構成し、共振する周波数での
電界を高めて、この中に非線形光学材料からなる部材を
置き、第２次高調波を発生させる方法である。この方法
では、極めて良くコントロールされた狭いスペクトルの
半導体レーザを使う必要がある。そこで、この外部共振
器法とオプティカルフィードバック法とを組み合わせた
方法が提案されており、これを図４に示す。オプティカ
ルフィードバック法とは、高フィネスの外部共振器４１
を出た洩れレーザ光４２を、再び半導体レーザ４３にフ
ィードバックするもので、これにより半導体レーザへの
注入電流や温度が少々変動しても、線幅の狭いしかも周
波数の極めて安定したレーザを発振させることができ
る。また、オプティカルフィードバック法を用いずに、
電気系フィードバックを用いて、安定化させる方法も提
案されている。The external resonator method constitutes an external resonator having an extremely high finesse with respect to the fundamental wave, enhances an electric field at a resonant frequency, and places a member made of a non-linear optical material in this to form a secondary This is a method of generating harmonics. This method requires the use of a very well controlled and narrow spectrum semiconductor laser. Therefore, a method combining the external resonator method and the optical feedback method has been proposed, which is shown in FIG. The optical feedback method is a high finesse external resonator 41.
The leaked laser light 42 emitted from the laser diode is fed back to the semiconductor laser 43 again, so that a laser having a narrow line width and an extremely stable frequency can be oscillated even if the injection current or temperature of the semiconductor laser slightly fluctuates. be able to. Also, without using the optical feedback method,
A method of stabilizing by using electric system feedback has also been proposed.

【００１７】これに対し内部共振器法とは、図５に示す
ように、レーザ共振器内にレーザ発振素子と非線形光学
材料を同時に置く方法であり、外部共振器法で必要とさ
れる発振波長安定化のためのフィードバック系を必要と
しないため構造が単純となる。ここで、共振器内に置か
れる光源（レーザ）は、通常は固体レーザであるが、半
導体レーザと固体レーザとが連結したもの（マイクロチ
ップレーザ等）または半導体レーザであってもよい。
尚、Nd：MgＯ：LiNbＯ₃ やＮＹＡＢ等のマルチ機能素子
を共振器内に置いた場合は、レーザ作用と波長変換作用
の二機能を同時に持たせることができ、構造が簡単にな
る。On the other hand, the internal resonator method is a method in which a laser oscillation element and a nonlinear optical material are simultaneously placed in a laser resonator, as shown in FIG. 5, and the oscillation wavelength required by the external resonator method. The structure is simple because no feedback system for stabilization is required. Here, the light source (laser) placed in the resonator is usually a solid-state laser, but it may be one in which a semiconductor laser and a solid-state laser are connected (microchip laser or the like) or a semiconductor laser.
When a multi-function element such as Nd: MgO: LiNbO ₃ or NYAB is placed in the resonator, it can have two functions of laser and wavelength conversion at the same time, and the structure is simplified.

【００１８】さらに、図６では光源（半導体レーザ）の
劈開面にミラー構造を形成し、このミラー構造と周期的
反転構造を有する非線形光学材料からなる部材の発振面
に形成したミラー構造との間で共振器構造を形成したも
のである。同図において、３１は半導体レーザで、その
劈開面にはミラー構造３１ａが、その対向面には無反射
構造３１ｂが形成されている。また、３５は出力ミラー
であり、上記半導体レーザ３１のミラー構造３１ａとこ
のミラー構造３５とで共振器構造３８が形成されてい
る。前記半導体レーザ３１および周期的反転構造を有す
る非線形光学材料からなる部材からなる部材３４は、上
記共振器３８構造内に配設されている。Further, in FIG. 6, a mirror structure is formed on the cleaved surface of the light source (semiconductor laser), and between the mirror structure and the mirror structure formed on the oscillation surface of a member made of a nonlinear optical material having a periodic inversion structure. To form a resonator structure. In the figure, 31 is a semiconductor laser, a mirror structure 31a is formed on the cleavage surface thereof, and a non-reflection structure 31b is formed on the opposing surface thereof. Further, 35 is an output mirror, and a resonator structure 38 is formed by the mirror structure 31a of the semiconductor laser 31 and the mirror structure 35. The semiconductor laser 31 and the member 34 made of a member made of a nonlinear optical material having a periodic inversion structure are arranged in the resonator 38 structure.

【００１９】半導体レーザ３１から発振される基本波
は、ミラー構造３１ａと３５とで共振する周波数での電
界が高められ、この中に通過型に比べて１／３〜１／５
短くてよい周期的反転構造を有する非線形光学材料から
なる部材３４を置くので、角度整合の許容度が大きくな
り、簡単な角度調節だけで容易に第２次高調波を発生さ
せることができる。なお、上記作用は、図５においても
同様に生じるものである。また、図６においては、特に
外部ミラーの数が少なく、固体レーザを使用せずに直接
半導体レーザの波長変換を行うので、構造が簡略化して
小型化でき、また、安価に製造できるようになる。The fundamental wave oscillated from the semiconductor laser 31 has an increased electric field at a frequency at which the mirror structures 31a and 35 resonate, and the electric field is ⅓ to ⅕ of that of the pass type.
Since the member 34 made of a non-linear optical material having a short periodic reversal structure is placed, the tolerance of angle matching is increased, and the second harmonic can be easily generated only by simple angle adjustment. It should be noted that the above-mentioned action occurs similarly in FIG. Further, in FIG. 6, since the number of external mirrors is particularly small and the wavelength of the semiconductor laser is directly converted without using the solid-state laser, the structure can be simplified, the size can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. ..

【００２０】以上の実施例において、共振器として鏡等
が使用されているが、共振器内における基本波の損失が
変換効率を大きく左右するので、損失の小さい材料を選
ぶ必要がある。In the above embodiments, a mirror or the like is used as the resonator, but the loss of the fundamental wave in the resonator greatly affects the conversion efficiency, so it is necessary to select a material with low loss.

【００２１】[0021]

【発明の効果】本発明の第２次高調波発生装置は以上説
明したように構成されているので、以下のような効果を
奏する。 基本波が非線形光学材料からなる部材に入射する角
度を調節することにより、基本波が横断する反転層間の
距離が変動し、残留位相整合誤差を低減することがで
き、容易に高効率波長変換を達成できる。 非線形光学材料からなる部材，半導体レーザ，固体
レーザの組合せの自由度が広がる。 共振器法を組み合わせることにより、非線形光学材
料は少なくてすみ、また、位相整合の許容角度が大きく
なるので、よりセッティングが容易になる。さらに、共
振器内の光損失が少なくなるので、さらに高効率化を達
成できる。 内部共振器法を組み合わせることにより、製造が容
易となり、小型化が図れる。Since the second harmonic generation device of the present invention is constructed as described above, it has the following effects. By adjusting the angle at which the fundamental wave is incident on the member made of the nonlinear optical material, the distance between the inversion layers traversed by the fundamental wave can be changed, and the residual phase matching error can be reduced. Can be achieved. The flexibility of combination of members made of non-linear optical materials, semiconductor lasers, and solid-state lasers is expanded. By combining the resonator method, the amount of nonlinear optical material can be reduced, and the allowable angle of phase matching is increased, so that the setting is easier. Further, since the optical loss in the resonator is reduced, it is possible to achieve higher efficiency. By combining the internal resonator method, the manufacturing becomes easy and the size can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明装置を構成する非線形光学材料からなる
部材の構造の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of the structure of a member made of a non-linear optical material that constitutes the device of the present invention.

【図２】図１の変更例を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view showing a modification of FIG.

【図３】本発明装置の基本構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a basic structure of the device of the present invention.

【図４】外部共振器法とオプティカルフィードバック法
とを組み合わせた方法の概略を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an outline of a method in which an external resonator method and an optical feedback method are combined.

【図５】内部共振器法の概略を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an outline of an internal resonator method.

【図６】本発明装置の他の構造を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another structure of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３１ 光源 ３２ レンズ系 ３３ 基本波 ３４ 非線形光学材料からなる部材 ３５ 反射層 ３６ 第２次高調波 31 light source 32 lens system 33 fundamental wave 34 member made of non-linear optical material 35 reflection layer 36 second harmonic

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 周期的分極反転構造を有する非線形光学
材料からなる部材と、光源と、該光源からの基本波が該
材料に入射する角度を調節する手段とを少なくとも具備
する第２次高調波発生装置。1. A second-order harmonic wave comprising at least a member made of a nonlinear optical material having a periodically poled structure, a light source, and means for adjusting an angle at which a fundamental wave from the light source enters the material. Generator. 【請求項２】 光源が、半導体レーザ励起固体レーザで
あることを特徴とする請求項１記載の第２次高調波発生
装置。2. The second harmonic generation device according to claim 1, wherein the light source is a semiconductor laser pumped solid-state laser. 【請求項３】 周期的分極反転構造を有する非線形光学
材料からなる部材が、共振器構造内にあることを特徴と
する請求項１記載の第２次高調波発生装置。3. The second harmonic generation device according to claim 1, wherein the member made of a nonlinear optical material having a periodically poled structure is provided in the resonator structure. 【請求項４】 周期的分極反転構造を有する非線形光学
材料からなる部材およびレーザが、共振器構造内に配設
されることを特徴とする請求項２記載の第２次高調波発
生装置。4. The second-harmonic generator according to claim 2, wherein the member made of a non-linear optical material having a periodically poled structure and the laser are arranged in a resonator structure. 【請求項５】 周期的分極反転構造を有する非線形光学
材料からなる部材と、劈開面にミラー構造およびその対
向面に無反射構造を形成してなる光源と、該光源からの
基本波が周期的分極反転構造を形成してなる部材に入射
する角度を調節する手段と、出力ミラーとを具備し、該
部材が光源のミラー構造と出力ミラーとで形成される共
振器構造内に配設されてなる第２次高調波発生装置。5. A member made of a non-linear optical material having a periodic polarization inversion structure, a light source having a mirror structure on the cleavage surface and a non-reflection structure on the opposite surface, and a fundamental wave from the light source is periodic. A means for adjusting an incident angle to a member having a polarization inversion structure and an output mirror are provided, and the member is disposed in a resonator structure formed by the mirror structure of the light source and the output mirror. Second harmonic generator. 【請求項６】 該光源が半導体レーザおよび／または半
導体レーザ励起固体レーザであることを特徴とする請求
項５記載の第２次高調波発生装置。6. The second harmonic generation device according to claim 5, wherein the light source is a semiconductor laser and / or a semiconductor laser pumped solid-state laser.