JPS6118934A - 光波長変換装置 - Google Patents

光波長変換装置

Info

Publication number
JPS6118934A
JPS6118934A JP13988984A JP13988984A JPS6118934A JP S6118934 A JPS6118934 A JP S6118934A JP 13988984 A JP13988984 A JP 13988984A JP 13988984 A JP13988984 A JP 13988984A JP S6118934 A JPS6118934 A JP S6118934A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
optical
substrate
light
fundamental wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP13988984A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0523410B2 (ja
Inventor
Tetsuo Taniuchi
哲夫 谷内
Kazuhisa Yamamoto
和久 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP13988984A priority Critical patent/JPS6118934A/ja
Publication of JPS6118934A publication Critical patent/JPS6118934A/ja
Publication of JPH0523410B2 publication Critical patent/JPH0523410B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/37Non-linear optics for second-harmonic generation
    • G02F1/377Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体レーザ光源用の波長変換器に関するも
のであり、利用分野としては、光メモリ装置、レーザプ
リンタ等の光情報処理装置あるいはレーザテレビ等のデ
ィスプレイ装置等のレーザ応用分野が考えられる。
従来例の構成とその問題点 非線形光学効果を応用する光波長変換器として、第1図
に示すように、ニオブ酸リチウム単結晶(L z Nb
O5) 10表面にチタン(Ti)を熱拡散することに
よシ形成した光導波路2の端面に基本波P1を入射し、
他端面よシ高調波P2を出射させる構成が既に提案され
ているが、屈折率の温度変化を用いた位相整合法である
ために、±0・1℃程度の温度制御が必要になる点が実
用上の難点である。また、光導波路2に、上記Ti熱拡
散法に加え、イオン交換法を重畳することにより、位相
整合温度を制御する報告もなされているが、温度に対し
不安定であることは同様である。
発明の目的 本発明の目的は、高効率で温度安定性が良い、実用性の
高い光波長変換器を提供することにある。
発明の構成 本発明の光波長変換器は、ニオブ酸リチウム単結晶基板
中にイオン交換法を用いて形成された光導波路の一端面
に基本波を入射し、上記基板中に放射する高周波をとり
出すことを特徴とするものである。
実施例の説明 従来例のもつ欠点を克服するために、本発明では次の工
夫を加えた。
(1)位相整合法として、基本波の導波モードと高調波
の基板モードの実効屈折率を一致させる方法を採用した
。(実効屈折率とは位相速度/真空中の波数) (11)光導波路の形成法として、180℃〜260℃
の安息香酸中でL iN b O3を熱処理するイオン
交換法を採用した。
(iii)  光導波路の両端面に、反射率r=o、s
〜o、99の反射膜を装着し、変換効率の向上を図った
第2図は、本発明の光波長変換部分の構成図(側断面図
)であり、L iN b O3基板30表面にイオン交
換法で形成された光導波路4の端面に基本波P1を入射
し、LiNbo3基板中に高調波P2を放射させる点が
従来と異なる。
本発明の動作原理を以下に説明する。
波長λ 、光パワーP1の基本波を光導波路4に入射さ
せると、L I N b Oaのもつ非線形光学効果に
より、波長λ2(λ2=λ1/2)の高調波が基板モー
ド7となり基板中に放射される。実験的検討の結果、次
の条件に近い時に高効率で波長変換が行なわれた。
(i)LiNbO2にX板(結晶のZ軸に垂直に切断し
たもの)を使用し、光導波路4をY軸方向伝搬とした。
(iD  光導波路4の寸法は、導波路幅(Wμm)。
導波路厚(Dμm)、基本波長(11μm)とすると次
表の関係があった。
6  ・ 第3図は、温度による高調波出力P2の変化であり、±
10℃程度の温度範囲で安定であることが分かる。この
点が従来例と大きく異なる点であり、従来の屈折率の温
度変化を用いた位相整合法ではなく、導波モードと基板
モードの位相整合を利用する利点である。この方式の波
長変換は、他の材料では試みられているが、低損失で良
好な光導波路の形成が困難であり充分な結果が得られて
いない。本発明は、LiNbO2に対する光導波路形成
法として、イオン交換法を応用し基板中に高調波を放射
させる点が新規な点である。
イオン交換法によるL I N b Osに対する光導
波路形成は、上記2板以外に、X板、Y板においても同
様に可能であり、多少変換効率に差が出るが、光波長変
換器として使用可能であることは確認している。
6  ”− 第4図は、基本波長λ1=1.06μmにおける光導波
路厚りと高調波出力P2の関係を示し、がなシ急峻な特
性を示すことが分かる。
また、第5図における光導波路の両端の反射膜8.8′
は基本波長においてファプリーベロー共振器となるよう
に形成したもので、共振器内の光パワー密度が増加する
ために光波長変換効率が増大させる効果をもっている。
反射膜8,8′の最適反射率は、光導波路の伝搬損失α
に依存し、α−o、1dB/c、mの時に最適反射率は
γ1=0.9.γ2−0.99となり、この時の光パワ
ー密度は、反射膜8,8′のない時に比べほぼ9倍大き
くなる。
第6図は、本発明の第1実施例の光波長変換器を示すも
のであり、半導体レーザ9を基本波光源に用いて波長変
換を行う構成である。光導波路4と半導体レーザ9の結
合はレンズ10を介し、光導波路4の両端には結合効率
を向上させるために反射防止膜11.11’を装着した
ものである。
第7図は、本発明の第2実施例であり、基板3の下面を
上面に対し傾斜させることにより、基板中に放射する高
調波を反射させてから出射させる構成である。第1実施
例と同様に、光導波路4の両端には反射防止膜11.1
1 ’を装着することにより結合効率を上げている。
第8図は、本発明の第3実施例であり、光導波路4の両
端に基本波長に対する反射率が0.8〜0.99の反射
膜8,8′を装着することにより、光導波路4をファプ
リーペロー共振器としたもので、光導波路内の基本波光
パワーの増大を図った結果、P1=100mW、r1=
0.95.r2=0.99.a=0.2clB7cm 
 において変換効率η−10%が得られた。本実施例で
は光導波路4の上部にクラッド層12を装着しており、
クラッド層12の厚み、あるいは長さにより共振状態と
なるように調整できるように工夫したものである0 第9図は、上記第3実施例において、光導波路4の上部
に印加電極13.13’を装着したもので、L iN 
b O3のもつ電気光学効果により最適共振状態となる
ように調整できるように工夫した光波長変換器である〇 第10図は、第8図における反射膜8,8′の代りにグ
レーティング反射器14.14’を用いた構成であり、
基本波に対する実効屈折率をN1とすると、グレーティ
ングの周期Gは次式になる。
λ =0.84 μm 、 N1= 2.20の時G=
=1.19μmとなる。
第11図は、本発明の第6実施例であり、半導体レーザ
9と光導波路4を同一共振器内に構成したものであり、
基本波に対する反射膜は、半導体レーザ9の一端面15
と、光導波路4の出射面16に、基本波に対する反射防
止膜を半導体レーザ9の他端面17と、光波長変換器の
入射面18に装着したものである。ここで、高調波に対
して、18は完全反射、16は完全透過となるように設
計されており、高調波は16を通して取り出すことがで
きる。
発明の効果 従来、L iN b Osを用いた光導波路形波長変換
9 ′・ 器が±0.1℃以下の微妙な温度制御を必要としている
のに対し、本発明にかかるイオン交換法にょる光導波路
を用いて、基板中へ高調波を取り出すという新規な構成
では、±10℃程度の温度範囲で安定であり実用性がき
わめて高い。これは、位相整合法が本質的に異なるため
である。
また、高効率化のために光導波路の両端に反射膜を装着
し、ファプリーペロー共振器として動作させることによ
り6〜10倍の効率向上が図れ、高効率で同時に温度安
定性が良いという太きた利点をもっている。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光波長変換器の概略構成図、第は本発明
の変換器の他の概略構成図、第6図〜第11図は本発明
の第1〜6実施例の光波長変換器の概略構成図である。 3・・・・・・LiNbo3単結晶、4・・・・・・光
導波路、7・・・・・・高調波、8.8’、15.16
・・・・・・反射膜、9・・・1o ・・ ・・・半導体レーザ、10・・・・・・レンズ、11,
11’。 17.1B・・・・・・反射防止膜、12・・・・・・
クラッド層、13.13’・・・・・・印加電極、14
.14’・・・・・・グレーティング反射器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第3図 第4図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ニオブ酸リチウム単結晶基板中にイオン交換法を
    用いて形成された光導波路の一端面に基本波を入射し、
    上記基板中に放射する高調波を取り出すことを特徴とす
    る光波長変換器。
  2. (2)光導波路の両端部に、基本波長に対する反射率が
    0.8〜0.99の反射器を装着することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の光波長変換器。
  3. (3)光導波路上に、基本波が共振状態となるように選
    んだクラッド層を装着することを特徴とする特許請求の
    範囲第2項記載の光波長変換器。
  4. (4)光導波路上に、基本波が共振状態となるように調
    整する制御用電極を装着することを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の光波長変換器。
  5. (5)基板の下面を、光導波路が形成されている上面に
    対し傾斜させ、高調波の反射面とすることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の光波長変換器。
JP13988984A 1984-07-05 1984-07-05 光波長変換装置 Granted JPS6118934A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13988984A JPS6118934A (ja) 1984-07-05 1984-07-05 光波長変換装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13988984A JPS6118934A (ja) 1984-07-05 1984-07-05 光波長変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6118934A true JPS6118934A (ja) 1986-01-27
JPH0523410B2 JPH0523410B2 (ja) 1993-04-02

Family

ID=15255956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13988984A Granted JPS6118934A (ja) 1984-07-05 1984-07-05 光波長変換装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6118934A (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0263026A (ja) * 1988-08-30 1990-03-02 Nec Corp 導波路型波長変換素子
JPH0281035A (ja) * 1988-09-19 1990-03-22 Hitachi Ltd 第2高調波発生装置
JPH02105117A (ja) * 1988-10-14 1990-04-17 Pioneer Electron Corp ファイバー型光波長変換素子
JPH02186327A (ja) * 1989-01-13 1990-07-20 Toshiba Corp 波長変換光学素子
EP0390524A2 (en) * 1989-03-28 1990-10-03 Sharp Kabushiki Kaisha A light wavelength converter
EP0395451A2 (en) * 1989-04-28 1990-10-31 Hamamatsu Photonics K.K. Wavelength converting device
EP0416935A2 (en) * 1989-09-07 1991-03-13 Sharp Kabushiki Kaisha A light wavelength converter
JPH03251826A (ja) * 1990-01-25 1991-11-11 Oki Electric Ind Co Ltd 第2高調波発生素子
US5274727A (en) * 1991-05-10 1993-12-28 Hitachi, Ltd. Second harmonic generator and method of fabrication thereof
US5377291A (en) * 1989-01-13 1994-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Wavelength converting optical device
JPH07190713A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Agency Of Ind Science & Technol 高精度レーザ干渉計測法
CN1035405C (zh) * 1992-08-13 1997-07-09 菲利浦光灯制造公司 提高电磁辐射频率用的光学组件和光电子部件
CN1041864C (zh) * 1992-09-07 1999-01-27 皇家菲利浦电子有限公司 提高电磁辐射频率用的光元件和光电子器件

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0263026A (ja) * 1988-08-30 1990-03-02 Nec Corp 導波路型波長変換素子
JPH0281035A (ja) * 1988-09-19 1990-03-22 Hitachi Ltd 第2高調波発生装置
JPH02105117A (ja) * 1988-10-14 1990-04-17 Pioneer Electron Corp ファイバー型光波長変換素子
JP2525879B2 (ja) * 1988-10-14 1996-08-21 パイオニア株式会社 ファイバ―型光波長変換素子
US5377291A (en) * 1989-01-13 1994-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Wavelength converting optical device
JPH02186327A (ja) * 1989-01-13 1990-07-20 Toshiba Corp 波長変換光学素子
EP0390524A2 (en) * 1989-03-28 1990-10-03 Sharp Kabushiki Kaisha A light wavelength converter
EP0395451A2 (en) * 1989-04-28 1990-10-31 Hamamatsu Photonics K.K. Wavelength converting device
US5082340A (en) * 1989-04-28 1992-01-21 Hamamatsu Photonics K. K. Wavelength converting device
EP0416935A2 (en) * 1989-09-07 1991-03-13 Sharp Kabushiki Kaisha A light wavelength converter
JPH03251826A (ja) * 1990-01-25 1991-11-11 Oki Electric Ind Co Ltd 第2高調波発生素子
US5274727A (en) * 1991-05-10 1993-12-28 Hitachi, Ltd. Second harmonic generator and method of fabrication thereof
CN1035405C (zh) * 1992-08-13 1997-07-09 菲利浦光灯制造公司 提高电磁辐射频率用的光学组件和光电子部件
CN1041864C (zh) * 1992-09-07 1999-01-27 皇家菲利浦电子有限公司 提高电磁辐射频率用的光元件和光电子器件
JPH07190713A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Agency Of Ind Science & Technol 高精度レーザ干渉計測法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0523410B2 (ja) 1993-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3178729B2 (ja) リングレーザ
JPS6118934A (ja) 光波長変換装置
JPS61290426A (ja) 高調波発生器
EP0377988B1 (en) Wavelength converting optical device
JPH077135B2 (ja) 光導波路および光波長変換素子および短波長レーザ光源の製造方法
JPH0523413B2 (ja)
JPS60112023A (ja) 光波長変換素子
JP2725302B2 (ja) 導波路型波長変換素子
JPS63121829A (ja) 高調波発生装置
JP2676743B2 (ja) 導波路型波長変換素子
JPS6118933A (ja) 光波長変換器
JP2921208B2 (ja) 波長変換素子および短波長レーザ光源
JPH01257922A (ja) 導波路型波長変換素子
JPS61189686A (ja) レ−ザ装置
JP2688102B2 (ja) 光波長変換装置
JPH01312529A (ja) 非線形光学素子
JPH07202309A (ja) 短波長レーザ光源
JP2658381B2 (ja) 導波路型波長変換素子
KR100360474B1 (ko) 제2고조파발생장치
JPH03132628A (ja) 波長変換素子
JP3086239B2 (ja) プロトン交換光導波路とその製造方法及びこの導波路を用いた光偏向器
JPS6172222A (ja) 光波長変換器
JPH0627509A (ja) 波長変換素子
JPH06265952A (ja) 光波長変換素子
JPH04145419A (ja) 第2高調波発生素子

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term