JPS63269129A - 光集積回路 - Google Patents
光集積回路Info
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- JPS63269129A JPS63269129A JP62105102A JP10510287A JPS63269129A JP S63269129 A JPS63269129 A JP S63269129A JP 62105102 A JP62105102 A JP 62105102A JP 10510287 A JP10510287 A JP 10510287A JP S63269129 A JPS63269129 A JP S63269129A
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- Japan
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- waveguide
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical group [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
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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
-
- G—PHYSICS
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- 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
- G02F1/374—Cherenkov radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Head (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
本発明は光を複数の異なった波長の光に変換する波長変
換機能を有する光集積回路に関するものであり、光ディ
スク等への情報の書き込み消去等複数の波長の光が必要
な光ピツクアップ、複数の波長で同時に行う光情報処理
等に利用できる光集積回路にものである。
換機能を有する光集積回路に関するものであり、光ディ
スク等への情報の書き込み消去等複数の波長の光が必要
な光ピツクアップ、複数の波長で同時に行う光情報処理
等に利用できる光集積回路にものである。
従来の技術
近年、光情報処理等の重要性が高まってきている。特に
情報を高密度で記録再生可能な光ディスクには大きな期
待がかけられている。この光ディスクの中でも追記可能
な光ディスクは特に重要であるがこの光ディスクに用い
られている光ピツクアップには複数の波長のレーザ光が
必要である。
情報を高密度で記録再生可能な光ディスクには大きな期
待がかけられている。この光ディスクの中でも追記可能
な光ディスクは特に重要であるがこの光ディスクに用い
られている光ピツクアップには複数の波長のレーザ光が
必要である。
従来はこの複数のレーザ光をそれぞれ別のレーザ装置を
用いて構成していた。
用いて構成していた。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら複数のレーザー装置を使用する上記の構成
では構造が複雑となる。また短波長のレーザ装置として
これを満足するような小型軽量な半導体レーザ装置はま
だ実用化されておらず比較的大きなガスレーザ装置を使
わざるを得ない。このため装置全体が大きくなるという
欠点を有していた。本発明は上記問題点を解決するもの
で１つのレーザ光源より複数の興なる波長のレーザ光を
取り出すことのできる小型軽量な光集積回路を提供する
ことを目的とする。
では構造が複雑となる。また短波長のレーザ装置として
これを満足するような小型軽量な半導体レーザ装置はま
だ実用化されておらず比較的大きなガスレーザ装置を使
わざるを得ない。このため装置全体が大きくなるという
欠点を有していた。本発明は上記問題点を解決するもの
で１つのレーザ光源より複数の興なる波長のレーザ光を
取り出すことのできる小型軽量な光集積回路を提供する
ことを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は
（１）基板に複数の光導波路を含んで形成される光集積
回路で、前記複数の光導波路のうち少なくとも一つの光
導波路は伝搬する第一次の光の波長を変換し且つ波長変
換された第二次の光を該光導波路の外部に放射し得る非
線形効果を有する光導波路であり、該非線形光導波路の
うち第一の非線形導波路を伝搬する第一の光が波長変換
され該非線形光導波路外部へ第二の光として放射され、
該光が興なる１つまたは複数の第二の非線形光導波路と
結合し導波光として伝搬、さらに該非線形光導波路外部
へ第三の光として放射される事を特徴とする光集積回路
である。
回路で、前記複数の光導波路のうち少なくとも一つの光
導波路は伝搬する第一次の光の波長を変換し且つ波長変
換された第二次の光を該光導波路の外部に放射し得る非
線形効果を有する光導波路であり、該非線形光導波路の
うち第一の非線形導波路を伝搬する第一の光が波長変換
され該非線形光導波路外部へ第二の光として放射され、
該光が興なる１つまたは複数の第二の非線形光導波路と
結合し導波光として伝搬、さらに該非線形光導波路外部
へ第三の光として放射される事を特徴とする光集積回路
である。
さらに本発明は次に示す態様を可能とする。
■前記接近した光導波路が前記基板の同一面に形成され
ている。
ている。
■前記非線形導波路の厚さが幅よりも大なる。
（４）前記非線形導波路の１つの側面付近へ導波路の法
線方向に周期的な屈折率分布を持つ。
線方向に周期的な屈折率分布を持つ。
■前記第二の光導波路の一部に光の伝搬方向に対して実
効的に周期的な屈折率分布が存在するグレーティングが
形成され、グレーティグの回折効果により前記波長変換
され放射される第二の光と第二の光導波路の導波光が結
合されている。
効的に周期的な屈折率分布が存在するグレーティングが
形成され、グレーティグの回折効果により前記波長変換
され放射される第二の光と第二の光導波路の導波光が結
合されている。
（６）前記グレーティングがブレーズグレーティングで
ある。
ある。
ａ）前記第二の光導波路の一部に隣接して該光導波路の
実効屈折率よりも大なる領域を持つ。
実効屈折率よりも大なる領域を持つ。
（８）前記非線形光導波路が第二次高調波を発生する光
導波路である。
導波路である。
（９）前記非線形光導波路がニオブ酸リチウムを主成分
とする光導波路である。
とする光導波路である。
作用
本発明は非線形光導波路を導波する光の一部がが非線形
光学効果により波長変換され、チェレンコフ放射により
基板内へ一定の角度で放射し、さらにこの光が他の非線
形光導波路と結合し一部がこの非線形光導波路により波
長変換される事を利用するものである。
光学効果により波長変換され、チェレンコフ放射により
基板内へ一定の角度で放射し、さらにこの光が他の非線
形光導波路と結合し一部がこの非線形光導波路により波
長変換される事を利用するものである。
実施例
以下、本発明を実施例をもとに説明する。
第１図は本発明の第一の実施例の波長変機能を具備した
光集積回路の概略斜視図である。第１図において、１は
ニオブ酸リチウム基板、２はプロトン交換により形成さ
れた第一の第二次高調波発生光導波路、３は同じくプロ
トン交換により形成された第二の第二次高調波発生光導
波路４はプロトン交換法により形成さた光導波路、５，
６はプロトン交換により形成されたブレーズグレーティ
ング、７．８はブラッグ反射器である。なお非線形光導
波路２，３、光導波路４はすべて導波光に対してシング
ルモードのものである。
光集積回路の概略斜視図である。第１図において、１は
ニオブ酸リチウム基板、２はプロトン交換により形成さ
れた第一の第二次高調波発生光導波路、３は同じくプロ
トン交換により形成された第二の第二次高調波発生光導
波路４はプロトン交換法により形成さた光導波路、５，
６はプロトン交換により形成されたブレーズグレーティ
ング、７．８はブラッグ反射器である。なお非線形光導
波路２，３、光導波路４はすべて導波光に対してシング
ルモードのものである。
以下、本実施例の動作原理について第１図の概略斜視図
をもとに説明する。第二次高調波発生光導波路２に半導
体レーザの波長１．５μｍのレーザ光９が入射すると、
このレーザ光は光導波路２を導波すると共に一部が波長
０．７５μｍの第二次高調波へ変換される。非線形光導
波路が深さ方向に長い形状をしているためこの第二次高
調波は基板面方向へ導波方向に対して一定の角度をなし
て左右ヘチェレンコフ放射するが、図面右方向の第二次
高調波はブラッグ反射器により反射されるため第二次高
調波は図面左方向のみに第二次高調波１０のように伝搬
する。この第二次高調波１０は非線形光導波路３に形成
されたブレーズグレーティング７へ入射し回折効果によ
り非線形光導波路３と結合し、非線形光導波路３を伝搬
する。この伝搬光は一部が光導波路２の非線形光学効果
により波長０．３７５μｍの第二次高調波を発生し、前
記と同じ理由によりこの第二次高調波は基板面方向へ導
波方向に対して一定の角度をなして図面左方向へ第二次
高調波１１としてチェレンコフ放射する。この放射光は
さらに光導波路４に形成されたブレーズグレーティング
８へ入射し回折効果により光導波路４と結合し、非線形
光導波路４を伝搬する。非線形導波路１，２で波長変換
されなかった残りの導波光および光導波路４を導波する
導波光はそれぞれ波長１．５μｍ、０．７５μｍ、０．
３７５μｍで導波路端面より光１２゜１３．１４として
出射する。
をもとに説明する。第二次高調波発生光導波路２に半導
体レーザの波長１．５μｍのレーザ光９が入射すると、
このレーザ光は光導波路２を導波すると共に一部が波長
０．７５μｍの第二次高調波へ変換される。非線形光導
波路が深さ方向に長い形状をしているためこの第二次高
調波は基板面方向へ導波方向に対して一定の角度をなし
て左右ヘチェレンコフ放射するが、図面右方向の第二次
高調波はブラッグ反射器により反射されるため第二次高
調波は図面左方向のみに第二次高調波１０のように伝搬
する。この第二次高調波１０は非線形光導波路３に形成
されたブレーズグレーティング７へ入射し回折効果によ
り非線形光導波路３と結合し、非線形光導波路３を伝搬
する。この伝搬光は一部が光導波路２の非線形光学効果
により波長０．３７５μｍの第二次高調波を発生し、前
記と同じ理由によりこの第二次高調波は基板面方向へ導
波方向に対して一定の角度をなして図面左方向へ第二次
高調波１１としてチェレンコフ放射する。この放射光は
さらに光導波路４に形成されたブレーズグレーティング
８へ入射し回折効果により光導波路４と結合し、非線形
光導波路４を伝搬する。非線形導波路１，２で波長変換
されなかった残りの導波光および光導波路４を導波する
導波光はそれぞれ波長１．５μｍ、０．７５μｍ、０．
３７５μｍで導波路端面より光１２゜１３．１４として
出射する。
以上のようにして複数の波長を同時に取り出すことので
きる性能の波長変換装置を構成することができる。以上
の実施例では第二次高調波と非線形導波路または光導波
路の結合にグレーティングカブラを用いたが他の結合方
法を用いることも可能である。
きる性能の波長変換装置を構成することができる。以上
の実施例では第二次高調波と非線形導波路または光導波
路の結合にグレーティングカブラを用いたが他の結合方
法を用いることも可能である。
第２図に本発明の第二の実施例の概略斜視図を示す。第
１図において、２１はニオブ酸リチウム基板、２２はプ
ロトン交換により形成された第一の第二次高調波発生光
導波路、２３は同じくプロトン交換により形成された第
二の第二次高調波発生光導波路２４はプロトン交換法に
より形成された光導波路、２５．２６はプロトン交換に
より形成されたプリズムでその屈折率はそれぞれ第二次
高調波発生光導波路２３．光導波路２４の実効屈折率よ
りも高いものである、２７．２８はブラッグ反射器であ
る。なお非線形光導波路２２゜２３、光導波路２４はす
べて導波光に対してシングルモードのものである。
１図において、２１はニオブ酸リチウム基板、２２はプ
ロトン交換により形成された第一の第二次高調波発生光
導波路、２３は同じくプロトン交換により形成された第
二の第二次高調波発生光導波路２４はプロトン交換法に
より形成された光導波路、２５．２６はプロトン交換に
より形成されたプリズムでその屈折率はそれぞれ第二次
高調波発生光導波路２３．光導波路２４の実効屈折率よ
りも高いものである、２７．２８はブラッグ反射器であ
る。なお非線形光導波路２２゜２３、光導波路２４はす
べて導波光に対してシングルモードのものである。
以下、本実施例の動作原理について第１図の概略斜視図
をもとに説明する。第二次高調波発生光導波路２２に半
導体レーザの波長１．５μｍのレーザ光２９が入射する
と、第一の実施例で述べたごとくこのレーザ光は光導波
路２２を導波すると共に一部が波長０．７５μｍの第二
次高調波へ変換され基板面方向へ導波方向に対して一定
の角度をなして図面左方向へチェレンコフ放射する。こ
の第二次高調波形はプリズム２５に入射し非線形光導波
路２３の導波光と位相整合がとられ非線形光導波路２３
を伝搬する。この伝搬光は一部が光導波路２２の非線形
光学効果により波長０．３７５μｍの第二次高調波を発
生し、前記と同じ理由によりこの第二次高調波は基板面
方向へ導波方向に対して一定の角度をなして図面左方向
へチェレンコフ放射する。この放射光はさらにプリズム
２６により導波路２４と結合され、非線形光導波路２４
を伝搬する。非線形導波路２１．２２で波長変換されな
かった残りの導波光および光導波路２４を導波する導波
光はそれぞれ波長１．５μｍ。
をもとに説明する。第二次高調波発生光導波路２２に半
導体レーザの波長１．５μｍのレーザ光２９が入射する
と、第一の実施例で述べたごとくこのレーザ光は光導波
路２２を導波すると共に一部が波長０．７５μｍの第二
次高調波へ変換され基板面方向へ導波方向に対して一定
の角度をなして図面左方向へチェレンコフ放射する。こ
の第二次高調波形はプリズム２５に入射し非線形光導波
路２３の導波光と位相整合がとられ非線形光導波路２３
を伝搬する。この伝搬光は一部が光導波路２２の非線形
光学効果により波長０．３７５μｍの第二次高調波を発
生し、前記と同じ理由によりこの第二次高調波は基板面
方向へ導波方向に対して一定の角度をなして図面左方向
へチェレンコフ放射する。この放射光はさらにプリズム
２６により導波路２４と結合され、非線形光導波路２４
を伝搬する。非線形導波路２１．２２で波長変換されな
かった残りの導波光および光導波路２４を導波する導波
光はそれぞれ波長１．５μｍ。
０．７５μｍ、０．３７５μｍで導波路端面より出射す
る。
る。
以上のようにして複数の波長を同時に取り出すことので
きる高性能の波長変換装置を作製の簡単なプリズムを用
いて構成することができる。
きる高性能の波長変換装置を作製の簡単なプリズムを用
いて構成することができる。
第−及び第二の実施例においてはニオブ酸リチウムの基
板を用いイオン拡散することにより導波路を形成してい
るが基板が第二次高調波に対して透明であればこれに限
定されるものではない。また非線形光導波路もニオブ酸
リチウムのイオン交換導波路に限られずタンタル酸リチ
ウム等の酸化物、■−ｖ族化合物或はＩＩ−Ｖｌ化合物
等非線形効果を有する媒体により形成された光導波路を
用いることも可能である。更に第二次高調波を伝搬する
光導波路は、第二次高調波に対して透明であればいかな
る媒体で形成されていても差し支えない。
板を用いイオン拡散することにより導波路を形成してい
るが基板が第二次高調波に対して透明であればこれに限
定されるものではない。また非線形光導波路もニオブ酸
リチウムのイオン交換導波路に限られずタンタル酸リチ
ウム等の酸化物、■−ｖ族化合物或はＩＩ−Ｖｌ化合物
等非線形効果を有する媒体により形成された光導波路を
用いることも可能である。更に第二次高調波を伝搬する
光導波路は、第二次高調波に対して透明であればいかな
る媒体で形成されていても差し支えない。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば簡単な構成により一
つのレーザ光源にから複数の波長のレーザ光を取り出す
ことのできる小型軽量な光集積回路を提供することがで
き、例えば多波長の光ピツクアップや多波長の光情報処
理に使用する素子としてその実用的効果は大きい。
つのレーザ光源にから複数の波長のレーザ光を取り出す
ことのできる小型軽量な光集積回路を提供することがで
き、例えば多波長の光ピツクアップや多波長の光情報処
理に使用する素子としてその実用的効果は大きい。
第１図は本発明の第一の実施例の光集積回路の概略斜視
図、第２図は本発明の第二の実施例の同回路の概略斜視
図である。 １・・・ニオブ酸リチウム基板、２．３・・・第二次高
調波発生光導波路、４・・・光導波路、５．６・・・ブ
レーズグレーティング、７，８・・拳ブラッグ反射器、
１・・・ニオブ酸リチウム基板、２２．２３・・・第二
次高調波発生光導波路、２４・・・光導波路、２５．２
６・・・プリズム、２７．２８・・・ブラッグ反射器。
図、第２図は本発明の第二の実施例の同回路の概略斜視
図である。 １・・・ニオブ酸リチウム基板、２．３・・・第二次高
調波発生光導波路、４・・・光導波路、５．６・・・ブ
レーズグレーティング、７，８・・拳ブラッグ反射器、
１・・・ニオブ酸リチウム基板、２２．２３・・・第二
次高調波発生光導波路、２４・・・光導波路、２５．２
６・・・プリズム、２７．２８・・・ブラッグ反射器。
Claims (10)
- （１）基板に複数の光導波路を含んで形成される前記複
数の光導波路のうち少なくとも一つの光導波路は伝搬す
る第一次の光の波長を変換し且つ波長変換された第二次
の光を前記光導波路の外部に放射し得る非線形効果を有
する光導波路であり、前記非線形光導波路のうち第一の
非線形導波路を伝搬する第一の光が波長変換され前記非
線形光導波路外部へ第二の光として放射され、前記第二
の光が異なる１つまたは複数の第二の非線形光導波路と
結合し導波光として伝搬しさらに前記非線形光導波路外
部へ第三の光として放射される事を特徴とする光集積回
路。 - （２）接近した光導波路が前記基板の同一面に形成され
ている事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光集
積回路。 - （３）非線形光導波路が単一モード光導波路である事を
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光集積回路。 - （４）非線形導波路の厚さが幅よりも大なる事を特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の光集積回路。 - （５）非線形導波路の１つの側面付近へ導波路の法線方
向に周期的な屈折率分布を持つ事を特徴とする特許請求
の範囲第４項記載の光集積回路。 - （６）第二の光導波路の一部に光の伝搬方向に対して実
効的に周期的な屈折率分布が存在するグレーティングが
形成され、グレーティグの回折効果により前記波長変換
され放射される第二の光と第二の光導波路の導波光が結
合されている事を特徴とする特許請求の範囲第１項から
第５項のいずれかに記載の光集積回路。 - （７）グレーティングがブレーズグレーティングである
事を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の光集積回路
。 - （８）第二の光導波路の一部に隣接して前記光導波路の
実効屈折率よりも大なる領域を持ちこの領域の位相整合
機能により前記第二の光導波路の導波光が結合されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項の
いずれかに記載の光集積回路。 - （９）非線形光導波路が第二次高調波を発生する光導波
路である事を特徴とする特許請求の範囲第１項から第８
項のいずれかに記載の光集積回路。 - （１０）非線形光導波路がニオブ酸リチウムを主成分と
する光導波路である事を特徴とする特許請求の範囲第１
項から第９項のいずれかに記載の光集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62105102A JPS63269129A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62105102A JPS63269129A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 光集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63269129A true JPS63269129A (ja) | 1988-11-07 |
Family
ID=14398517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62105102A Pending JPS63269129A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63269129A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5082340A (en) * | 1989-04-28 | 1992-01-21 | Hamamatsu Photonics K. K. | Wavelength converting device |
| US6212307B1 (en) * | 1996-05-10 | 2001-04-03 | Commissariat A L'energie Atomique | Integrated optical filter |
| EP1447690A1 (en) * | 2003-02-14 | 2004-08-18 | Avanex Corporation | Stray light deflector |
-
1987
- 1987-04-28 JP JP62105102A patent/JPS63269129A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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