JPS63121829A - 高調波発生装置 - Google Patents
高調波発生装置Info
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- JPS63121829A JPS63121829A JP26801186A JP26801186A JPS63121829A JP S63121829 A JPS63121829 A JP S63121829A JP 26801186 A JP26801186 A JP 26801186A JP 26801186 A JP26801186 A JP 26801186A JP S63121829 A JPS63121829 A JP S63121829A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 4
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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
本発明は高調波発生装置に関し、特に半導体レーザーと
共振器および非線形光学物質からなる高調波発生装置に
関する。
共振器および非線形光学物質からなる高調波発生装置に
関する。
従来の技術
非線形光学結晶にレーザ光を照射すると非線形光学効果
によって、光周波数が基本波の整数倍の高調波が得られ
る。このうち、基本波の２倍の周波数のものが第２高調
波と呼ばれている。基本波から高調波への変換効率は入
射光強度に比例して大きくなるので通常、パルス波を利
用して光強度を高めて変換効率を向上させる方式が一般
に採用されている。
によって、光周波数が基本波の整数倍の高調波が得られ
る。このうち、基本波の２倍の周波数のものが第２高調
波と呼ばれている。基本波から高調波への変換効率は入
射光強度に比例して大きくなるので通常、パルス波を利
用して光強度を高めて変換効率を向上させる方式が一般
に採用されている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、励起光として半導体レーザーを用いる場
合には出力１０〜３０ｍＷと低く、且つ連続発振なので
、半導体レーザー光を励起光として非線形光学物質に照
射する場合には高調波への変換効率は極めて低いという
欠点があった。
合には出力１０〜３０ｍＷと低く、且つ連続発振なので
、半導体レーザー光を励起光として非線形光学物質に照
射する場合には高調波への変換効率は極めて低いという
欠点があった。
本発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、その
目的は半導体レーザーの如く小型で低出力、連続発振の
励起光を使用して高変換効率の高調波発生装置を提供す
るものである。
目的は半導体レーザーの如く小型で低出力、連続発振の
励起光を使用して高変換効率の高調波発生装置を提供す
るものである。
問題点を解決するための手段
上記の問題点を解決するためになされた本発明は高調波
の変換効率が入射光強度に比例して大きくなることを利
用して、非線形光学物質を光共振器の中に挿入すること
によって高変換効率を得るものであり、さらに高調波発
生効率を高める目的で、温度、電界、磁界を外部から制
御することによって、より完全な位相整合を行って高効
率高調波発生装置である。
の変換効率が入射光強度に比例して大きくなることを利
用して、非線形光学物質を光共振器の中に挿入すること
によって高変換効率を得るものであり、さらに高調波発
生効率を高める目的で、温度、電界、磁界を外部から制
御することによって、より完全な位相整合を行って高効
率高調波発生装置である。
作用
非線形光学係数が大きく、且つ光学的損失の少ない材料
を光共振器の中に挿入し、位相整合をさせながら発振さ
せる条件を満たしてやると入力した基本波が高効率で高
調波に変換される。
を光共振器の中に挿入し、位相整合をさせながら発振さ
せる条件を満たしてやると入力した基本波が高効率で高
調波に変換される。
実施例
以下本発明の一実施例の高調波発生装置について、図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
〔実施例１〕
第１図は本発明における高調波発生装置の構成図を示す
。図中１は非線形光学結晶を示す。図中には示していな
いがこの結晶の両端面には入射レーザー光５に対して反
射防止膜を被服しである。
。図中１は非線形光学結晶を示す。図中には示していな
いがこの結晶の両端面には入射レーザー光５に対して反
射防止膜を被服しである。
本実施例は非線形光学結晶１と共振器を構成するミラー
２．３ならびに、光導波路４が一体化された高調波発生
装置を示す。図中、Ｌは非線形光学結晶１の長さを示す
が、この長さしは入射レーザー光５が光導波路および非
線形光学結晶１内で定在波を形成するように設計されて
いる。光共振器を構成している、ミラー（Ｍｌ ）２は
レーザー光（基本波）に対し９９．８％以上の反射率を
有し、レーザー光（基本波）の２倍の周波数（第２高調
波）６に対しても９９．８％以上の反射率を有するのに
対して、ミラー（ＭＺ）３はレーザー光（基本波）のと
きは９９．８％以上の反射率を有するがレーザー光（基
本波）の２倍の周波数（第２高調波）６に対し、９８％
以上の透過率をもっている。
２．３ならびに、光導波路４が一体化された高調波発生
装置を示す。図中、Ｌは非線形光学結晶１の長さを示す
が、この長さしは入射レーザー光５が光導波路および非
線形光学結晶１内で定在波を形成するように設計されて
いる。光共振器を構成している、ミラー（Ｍｌ ）２は
レーザー光（基本波）に対し９９．８％以上の反射率を
有し、レーザー光（基本波）の２倍の周波数（第２高調
波）６に対しても９９．８％以上の反射率を有するのに
対して、ミラー（ＭＺ）３はレーザー光（基本波）のと
きは９９．８％以上の反射率を有するがレーザー光（基
本波）の２倍の周波数（第２高調波）６に対し、９８％
以上の透過率をもっている。
ここでは非線形光学結晶１として、ＢａｚＮａＮｂｓＯ
＋ ｓ結晶を使用し、非線形係数ｄ３□を利用して結晶
学的ａ軸に沿って光導波路４が形成されるように設計さ
れている。また、この非線形光学結晶１は位相整合温度
に保つように温度制御されている。
＋ ｓ結晶を使用し、非線形係数ｄ３□を利用して結晶
学的ａ軸に沿って光導波路４が形成されるように設計さ
れている。また、この非線形光学結晶１は位相整合温度
に保つように温度制御されている。
上記の構造の高調波発生装置において、レーザー光５を
光導波路４にもっとも適確に入るように調整しながらレ
ーザー光（基本波）５を光導波路４内に入れる。光導波
路内に入ったレーザー光（基本波）５はミラー（ＭＺ）
３で反射され、光導波路内を逆進して、ミラー（Ｍｌ
）２で反射され、光導波路４内で定在波を形成する。こ
れに対して先導波路４内（一部分は非線形光学結晶１内
）で発生した第２高調波６はミラー（ＭＺ ）３を透過
して外部へ第２高調波６として放射される。上記高調波
発生装置のレーザー光（基本波）５から第２高調波６へ
の変換効率（η）は出力２０ｍＷ、波長０．７８μｍの
半導体レーザーを用いた場合で３０％以上の高変換効率
が得られた。必要に応じて、ブルースタ板を使用するこ
ともある。
光導波路４にもっとも適確に入るように調整しながらレ
ーザー光（基本波）５を光導波路４内に入れる。光導波
路内に入ったレーザー光（基本波）５はミラー（ＭＺ）
３で反射され、光導波路内を逆進して、ミラー（Ｍｌ
）２で反射され、光導波路４内で定在波を形成する。こ
れに対して先導波路４内（一部分は非線形光学結晶１内
）で発生した第２高調波６はミラー（ＭＺ ）３を透過
して外部へ第２高調波６として放射される。上記高調波
発生装置のレーザー光（基本波）５から第２高調波６へ
の変換効率（η）は出力２０ｍＷ、波長０．７８μｍの
半導体レーザーを用いた場合で３０％以上の高変換効率
が得られた。必要に応じて、ブルースタ板を使用するこ
ともある。
〔実施例２〕
第２図は本発明における高調波発生装置の構成図を示す
。図中７は非線形光学薄膜（薄膜を形成している基板は
図示せず）、８は先導波路、９は非線形光学薄膜７に電
界を加えるための電極、１０は超音波発生用トランスジ
ューサー、１）は吸音材、１２は温度制御用オーブン、
１３は半導体レーザー、工４は半導体レーザーの活性層
でレーザー光の導波路にもなっており、ここから放射さ
れた、レーザー光（基本波）１７は効率よく光導波路８
に導かれる。１６は共振器を構成しているミラー〔Ｍ２
〕で、これはレーザー光（基本波）（ν）１７に対して
９９．８％以上の反射率を有し、レーザー光１７が光導
路８や非線形光学薄膜７を通過する際に発生する。高調
波（２ν）１８に対しては９８％以上の透過率を有して
いる。１５はミラー［：ＭＺ ） １６とともに共振器
を構成しているミラー〔Ｍ１〕でレーザー光（ν）１７
と高調波（２ν）１８に対してともに９９，８％以上の
反射率を有している。１９は必要に応じて採用するフィ
ルターで、高調波（２ν）１８のみを選択的に透過する
。上記、電極９、超音波用トランスジューサー１０、温
度制御用オーブン等は必要に応じて非線形光学薄膜７や
光導波路８の位相整合（屈折率整合）を行なって基本波
から高調波への変換効率を向上させる目的で使用される
。
。図中７は非線形光学薄膜（薄膜を形成している基板は
図示せず）、８は先導波路、９は非線形光学薄膜７に電
界を加えるための電極、１０は超音波発生用トランスジ
ューサー、１）は吸音材、１２は温度制御用オーブン、
１３は半導体レーザー、工４は半導体レーザーの活性層
でレーザー光の導波路にもなっており、ここから放射さ
れた、レーザー光（基本波）１７は効率よく光導波路８
に導かれる。１６は共振器を構成しているミラー〔Ｍ２
〕で、これはレーザー光（基本波）（ν）１７に対して
９９．８％以上の反射率を有し、レーザー光１７が光導
路８や非線形光学薄膜７を通過する際に発生する。高調
波（２ν）１８に対しては９８％以上の透過率を有して
いる。１５はミラー［：ＭＺ ） １６とともに共振器
を構成しているミラー〔Ｍ１〕でレーザー光（ν）１７
と高調波（２ν）１８に対してともに９９，８％以上の
反射率を有している。１９は必要に応じて採用するフィ
ルターで、高調波（２ν）１８のみを選択的に透過する
。上記、電極９、超音波用トランスジューサー１０、温
度制御用オーブン等は必要に応じて非線形光学薄膜７や
光導波路８の位相整合（屈折率整合）を行なって基本波
から高調波への変換効率を向上させる目的で使用される
。
上記諸条件を最適化することによって、基本波から高調
波への変換効率は１５％以上の高効率が達成されている
。
波への変換効率は１５％以上の高効率が達成されている
。
〔実施例３〕
第３図は本発明における高調波発生装置の構成図を示す
。図中２０は非線形光学結晶、２１は先導波路、２２は
半導体レーザー、２３は半導体レーザーの活性層（導波
路）、２４は非線形光学結晶２０と半導体レーザー２２
との接合面で、この接合面では非線形光学結晶の光導波
路２１と半導体レーザーの導波路２３が結合効率が最大
になるような位置関係で接合されている。２５はミラー
ＣＭ＋）でこれはレーザー光くν）２７と高調波（２ν
）２８ともに９９．８％以上の反射率を有している。２
６はミラー〔Ｍ２〕でこれはレーザー光（ν）２７に対
して９９．８％以上の反射率を有するが、高調波（２ν
）２８に対しては９８％以上の透過率を示す。半導体レ
ーザーとして、出力１５ｍＷ、波長λ−０，７８μｍを
用いて連続発振で６ｍＷの安定した第２高調波λ−０，
３９μｍを得た。ここでは非線形光学結晶としてＫＮｂ
Ｏ３を採用した。導波路内の光をより高効率で利用する
場合には上記共振器のミラー２５．２６をグレーティン
グにする。
。図中２０は非線形光学結晶、２１は先導波路、２２は
半導体レーザー、２３は半導体レーザーの活性層（導波
路）、２４は非線形光学結晶２０と半導体レーザー２２
との接合面で、この接合面では非線形光学結晶の光導波
路２１と半導体レーザーの導波路２３が結合効率が最大
になるような位置関係で接合されている。２５はミラー
ＣＭ＋）でこれはレーザー光くν）２７と高調波（２ν
）２８ともに９９．８％以上の反射率を有している。２
６はミラー〔Ｍ２〕でこれはレーザー光（ν）２７に対
して９９．８％以上の反射率を有するが、高調波（２ν
）２８に対しては９８％以上の透過率を示す。半導体レ
ーザーとして、出力１５ｍＷ、波長λ−０，７８μｍを
用いて連続発振で６ｍＷの安定した第２高調波λ−０，
３９μｍを得た。ここでは非線形光学結晶としてＫＮｂ
Ｏ３を採用した。導波路内の光をより高効率で利用する
場合には上記共振器のミラー２５．２６をグレーティン
グにする。
発明の効果
本発明は光共振器と非線形光学物質および半導体レーザ
ーを組合せた構造を基本とし、これに位相整合し易くす
る目的で温度制御、電界制御、超音波が加えられるよう
に構成されている。この結果、従来極めて困難と考えら
れていた、半導体レーザー（λ−０．７８μｍ）を励起
光として第２高調波（λ−０，３９μｍ）への変換効率
３０％以上の高効率を得ることが出来た。
ーを組合せた構造を基本とし、これに位相整合し易くす
る目的で温度制御、電界制御、超音波が加えられるよう
に構成されている。この結果、従来極めて困難と考えら
れていた、半導体レーザー（λ−０．７８μｍ）を励起
光として第２高調波（λ−０，３９μｍ）への変換効率
３０％以上の高効率を得ることが出来た。
半導体レーザーでは困難と考えられていたλ−０，４μ
ｍのレーザー光を容易に得ることが出来た。
ｍのレーザー光を容易に得ることが出来た。
応用としては例えば光記録に応用すれば一挙に４倍の高
密度化が可能となるし、さらには、サブミクロンホトリ
ソ工程への適用など、その応用範囲は広い。
密度化が可能となるし、さらには、サブミクロンホトリ
ソ工程への適用など、その応用範囲は広い。
第１図、第２図、第３図は本発明の高調波発生装置の実
施状態を示す構成図である。 １・・・・・・非線形光学結晶、２・・・・・・ミラー
〔Ｍ、〕３・・・・・・ミラー（ＭＺ ） 、４・・・
・・・光導波路、５・・・・・・レーザー光、６・・・
・・・第２高調波。
施状態を示す構成図である。 １・・・・・・非線形光学結晶、２・・・・・・ミラー
〔Ｍ、〕３・・・・・・ミラー（ＭＺ ） 、４・・・
・・・光導波路、５・・・・・・レーザー光、６・・・
・・・第２高調波。
Claims (10)
- （１）共振器と非線形光学物質とを用いたことを特徴と
する高調波発生装置。 - （２）共振器と非線形光学物質を一体化したことを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の高調波発生装置
。 - （３）半導体レーザーと共振器と非線形光学物質を組み
合せたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項また
は第（２）項のいずれかに記載の高調波発生装置。 - （４）非線形光学物質に光導波路を形成させたことを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または
第（３）項のいずれかに記載の高調波発生装置。 - （５）非線形光学物質に電界を加えることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（３）
項のいずれかに記載の高調波発生装置。 - （６）非線形光学物質を温度制御することを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（３）
項のいずれかに記載の高調波発生装置。 - （７）非線形光学物質に磁界を加えることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（３）
項のいずれかに記載の高調波発生装置。 - （８）非線形光学物質として薄膜状のものを用いること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項ま
たは第（３）項のいずれかに記載の高調波発生装置。 - （９）非線形光学物質に音波を加えることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（３）
項のいずれかに記載の高調波発生装置。 - （１０）共振器のミラーをグレーティングにすることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項また
は第（３）項のいずれかに記載の高調波発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26801186A JPS63121829A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26801186A JPS63121829A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121829A true JPS63121829A (ja) | 1988-05-25 |
Family
ID=17452665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26801186A Pending JPS63121829A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63121829A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH03127034A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-05-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換装置 |
| US5082340A (en) * | 1989-04-28 | 1992-01-21 | Hamamatsu Photonics K. K. | Wavelength converting device |
| JPH04107536A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-04-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | 第２高調波発生装置 |
| WO2005033791A1 (ja) | 2003-10-01 | 2005-04-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 波長変換レーザ装置および画像表示装置 |
| JP2007333040A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | 回転機のブレーキ装置 |
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| JP2021034450A (ja) * | 2019-08-20 | 2021-03-01 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-11-11 JP JP26801186A patent/JPS63121829A/ja active Pending
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