CN1721984A - 光强度调制元件、强度调制光发生器、激光曝光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种小型而能够进行光强度调制的，且变换为第2高次谐波的效率较高的光强度调制元件。非线性光学晶体所制成的基板的主面形成有向某一方向的光导波路，该光导波路中，形成有在上述光导波路方向上极性周期交互反转地形成有在上述基板的厚度方向上的极化构造。这样，该光导波路中，形成有分别将所入射的红外光的一部分变换成第2高次谐波的第1.第2波长变换部，另外在上述第1.第2波长变换部之间，形成有具有夹持上述光导波路而相对配置的一对电极的第1相位调整部。

Description

光强度调制元件、强度调制光发生器、激光曝光装置
技术领域
本发明涉及一种对半导体激光器所发射的光的强度进行调制的光强度调制元件、具有该光强度调制元件与半导体激光器的变换波长光发生器、具有该变换波长光发生器的激光曝光装置以及将该激光曝光装置用作曝光装置的照片处理装置。
背景技术
近年来，将数码相机所拍摄的图像数据或通过扫描仪所读取的图像数据等，曝光到照片感光材料(照片纸)上的照片处理装置已经实用化了。另外，将具有红(R)、绿(G)、蓝(B)色可见光的激光光源的激光曝光装置，用作这样的照片处理装置的曝光装置，是公知的。
激光曝光装置中，使用半导体激光器作为输出红色的激光光源。另外，作为用来得到绿色与蓝色可见光的激光光源，使用具有发射红外光的半导体激光器，以及对来自半导体激光器的出射光的波长进行变换，作为第2高次谐波(SH：Second Harmonic)输出的SHG(Second HarmonicGeneration)元件的激光发生装置。近年来，作为SHG元件，开发出了一种利用了与整体型相比，能够进行高效的波长变换的伪相位匹配(QPM：Quasi-Phase Matching)技术的元件。
通过进行伪相位匹配，抑制了SHG元件内部的第2高次谐波之间的抵消，提高了变换效率，其结果是，能够从SHG元件输出高强度的绿色与蓝色激光。作为伴随着该伪相位匹配的构成的SHG元件的代表，可以列举出光导波路型周期性极化反转铌酸锂(PPLN：Periodically-poled LiNbO3)元件。
另外，照片处理装置中，要求对应于红、绿、蓝色的图像数据的浓度等级，来调制光强度。在将具有上述的SHG元件的激光光源作为照片处理装置的光源的情况下，一般使用声光调制元件(AOM：Acousto-OpticModulator)作为光强度调制元件。AOM具有让激光透过的声光媒质，当激光在其中透过时，通过给声光媒质作用超声波，由超声波光学效果使其产生衍射。通过这样，激光的强度，能够通过所作用的超声波的强度等进行调制。
但是，用于调制光强度的AOM，是利用光的衍射的方法，因此，为了进行足够的强度调制，另外，考虑到用来将衍射光与源光区分开并取出的尺寸，需要让光学长度较长。因此，由AOM制成的光强度调制元件的小型化非常困难，另外，具有该光强度调制元件的照片处理装置等各种装置也必然需要较大的尺寸。
发明内容
本发明为了解决上述以前的问题，目的在于提供一种小型而能够进行光强度调制的，且变换为第2高次谐波的效率较高的光强度调制元件。
本发明的目的还在于，提供一种具有该光强度调制元件与半导体激光器的变换波长光发生器、具有该变换波长光发生器的激光曝光装置以及将该激光曝光装置用作曝光装置的照片处理装置。
本发明方式1所述的光强度调制元件，其特征在于，在由非线性光学晶体所制成的基板的主面形成有向一方向的光导波路，同时，上述光导波路中，形成有在上述光导波路方向上极性周期交互反转地形成有在上述基板的厚度方向上的极化构造，且分别形成有将入射到上述光导波路中的红外光的一部分变换成第2高次谐波的第1、第2波长变换部，另外在上述第1、第2波长变换部之间，形成有具有夹持上述光导波路而相向配置的一对电极的第1相位调整部。
根据该构成，通过在第1相位调整部中经电极施加电压，来进行相位调制。因此，从第2波长变换部出射时的第2高次谐波，与在第1以及第2波长变换部中进行了波长变换的波相混合。另外，在第2波长变换部中实施了波长变换的第2高次谐波，在第1相位调整部中受到相位调制。通过适当设定该相位调制的大小，能够对所合成的第2高次谐波的振幅进行连续控制。
本发明方式二所述的光强度调制元件，其特征在于，在方式1中所述的光强度调制元件中，根据上述红外光的波长，决定各个极化构造在上述光导波路方向上的长度。根据该构成，能够根据所入射的红外光的波长，来单独决定极化构造在光导波路方向上的长度，因此，能够有效地变换成第2高次谐波。
本发明方式3所述的光强度调制元件的特征在于，在如方式1或2所述的光强度调制元件中，各个极化构造在上述光导波路方向上的长度，被设为使得所变换的上述第2高次谐波的振幅的合成成分最大的长度。根据该构成，由于各个极化构造在上述光导波路方向上的长度，被设为使得各个波长变换部所出射的第2高次谐波的振幅的合成成分最大的长度，因此，光透过多个极化构造时进行相加，增大了第2高次谐波的振幅。
本发明方式4所述的光强度调制元件，其特征在于，在方式1～3中的任一个所述的光强度调制元件中，各个波长变换部在上述光导波路方向上的长度，被设为上述极化构造在上述光导波路方向上的长度的整数倍。根据该构成，由于各个波长变换部具有整数个极化构造，因此，第2高次谐波从各个波长变换部中出射时，不会产生振幅的不必要抵消。
本发明方式5中所述的光强度调制元件，其特征在于，在方式1～4中的任一个所述的光强度调制元件中，经上述1对电极，给上述第1相位调整部，施加基于光强度调制信号的电压。
根据该构成，经相位调整部的电极，施加基于光强度调制信号的电压，该光强度调制信号用来表示希望将第2高次谐波的光强度设定为哪个程度。如果希望降低光强度，则调整该电压让第2高次谐波之间的振幅互相抵消，反之，如果希望加大光强度，则调整该电压让第2高次谐波之间的振幅相加。
方式6中所述的光强度调制元件，其特征在于，在如方式1到方式5中任一个所述的光强度调制元件中，第2高次谐波，具有在可见光区域中的蓝色的波长。根据该构成，对所入射的红外光的波长以及各个波长变换部中的极化构造的长度进行设定，让来自光强度调制元件的输出变为可见光区域中的蓝色波长。
方式7中所述的光强度调制元件，其特征在于，在方式1到5中任一个所述的光强度调制元件中，第2高次谐波，具有在可见光区域中的绿色的波长。根据该构成，对所入射的红外光的波长以及各个波长变换部中的极化构造的长度进行设定，让来自光强度调制元件的输出变为可见光区域中的绿色波长。
方式8中所述的光强度调制元件，其特征在于，在如方式1到7中任一个所述的光强度调制元件中，非线性光学晶体是铌酸锂。根据该构成，除了能够利用高非线性性，还能够在很大的波长范围内进行波长变换。
方式9所述的光强度调制元件，其特征在于，在如方式8所述的光强度调制元件中，第2高次谐波，具有在可见光区域中的蓝色的波长，上述各个极化构造在上述光导波路方向上的长度为2.3μm。根据该构成，对各个波长变换部中的极化构造的长度进行设定，让来自光强度调制元件的输出变为可见光区域中的蓝色波长。另外，所入射的红外光的波长，也选择为在光导波路方向上的长度为2.3μm时，能够最高效地变换成第2高次谐波。
方式10的光强度调制元件，其特征在于，在如方式8所述的光强度调制元件中，第2高次谐波，具有在可见光区域中的绿色的波长，上述各个极化构造在上述光导波路方向上的长度为3.2μm。
根据该构成，对各个波长变换部中的极化构造的长度进行设定，让来自光强度调制元件的输出变为可见光区域中的绿色波长。另外，所入射的红外光的波长，也选择为在光导波路方向上的长度为3.2，能够最高效地变换成第2高次谐波。
方式11述的光强度调制元件，其特征在于，在如方式1至10中任一个所述的光强度调制元件中，具有在光导波路方向，与上述第2波长变换部相邻接，具有夹持上述光导波路而相向设置的一对电极的第2相位调整部，以及在上述光导波路中，在上述光导波路方向上极性周期交互反转地形成有在上述基板的厚度方向上的极化构造，且将入射到上述光导波路中的红外光的一部分变换成第2高次谐波的第3波长变换部。
根据该构成，不但能够在第1相位调整部中，还能够在第2相位调整部中进行相位调制。因此，从第3波长变换部出射时的第2高次谐波，与在第1、第2以及第3波长变换部中进行了波长变换的波相混合。另外，在第2波长变换部中实施了波长变换的第2高次谐波，在第1相位调整部中受到相位调制，在第3波长变换部中实施了波长变换的第2高次谐波，在第2相位调整部中受到相位调制。由于能够单独设定该相位调制的大小，因此能够对所合成的第2高次谐波的振幅连续进行控制。
方式12所述的光强度调制元件，其特征在于，在如方式11所述的光强度调制元件中，向第2相位调整部，提供在光强度调制信号为最小等级时，让光强度输出为0等级的校准电压。
根据该构成，在光强度调制信号为最小等级时，在第2相位调整部中进行相位调制，让第2高次谐波的振幅互相完全抵消。该相位调制的大小，通过校准电压的形式提供给第2相位调整部。
方式13中所述的强度调制光发生器，其特征在于，具有如方式1至12中任一个所述的光强度调制元件，以及向上述第1波长变换部的光导波路发射红外光的激光光源。
根据该构成，激光光源所发射的红外光，入射到光强度调制元件中的第1波长变换部的光导波路中。之后，在各个波长变换部中，红外光的一部分被变换成第2高次谐波，在相位调整部中进行相位调制。通过在该相位调整部中所进行的局部相位调制，能够连续控制所合成的第2高次谐波的振幅。
方式14述的强度调制光发生器，其特征在于，在如方式13所述的强度调制光发生器中，激光光源与光强度调制元件通过光纤光栅相连接。根据该构成，从激光光源所发射的红外光，经光纤的内核中形成有周期性折射率调制的光栅光纤，入射到光强度调制元件中的第1波长变换部的光导波路中。
方式15所述的激光曝光装置，其特征在于，具有如方式13或14所述的强度调制光发生器作为感光用激光光源。根据该构成，激光的输出可变，且能够实现紧凑的激光曝光装置。
方式16所述的照片处理装置，其特征在于，具有通过将基于对应于图像数据的浓度等级的光强度调制信号的电压，供给给上述相位调整部，来进行光强度输出调制的如方式15所述的激光曝光装置，以及将上述激光曝光装置所出射的激光导入给照片感光材料的光学系统。根据该构成，激光的输出可变，且能够实现紧凑的照片处理装置。
【发明效果】
根据方式1中所述的发明，能够连续对所合成的第2高次谐波的振幅进行控制。由于光强度与振幅的2次方成正比，因此，能够连续地控制从光强度调制元件所发射的第2高次谐波的强度。另外，通过经第1相位调整部中的电极所局部施加的电压来进行相位调制，也即进行强度调制，因此，光强度调制元件的小型化成为可能。
根据方式2中所述的发明，能够根据所入射的红外光的波长，来单独决定极化构造在光导波路方向上的长度，因此，能够有效地进行向第2高次谐波的转变。
根据方式3中所述的发明，光透过多个极化构造时进行相加，增大了第2高次谐波的振幅，因此能够得到高强度的第2高次谐波。另外，由于不会产生振幅的不必要抵消，因此能够实现高变换效率。
根据方式4中所述的发明，被极化构造所变换了的第2高次谐波从波长变换部中输出时，不会产生振幅的不必要抵消，因此能够得到高强度的第2高次谐波，同时还能够实现高变换效率。
根据方式5中所述的发明，能够根据光强度调制信号，连续变化光强度调制元件所出射的第2高次谐波的光强度。
根据方式6中所述的发明，能够实现光强度可调，且结构紧凑的蓝色激光光源。
根据方式7中所述的发明，能够实现光强度可调，且结构紧凑的绿色激光光源。
根据方式8中所述的发明，能够实现可在很宽的波长范围内变换成第2高次谐波，且变换效率高的光强度调制元件。
根据方式9中所述的发明，能够实现光强度可调，且结构紧凑的蓝色激光光源。另外，在光导波路方向上的长度为2.3μm时，能够最高效地变换成第2高次谐波的红外光的波长为1064nm。由于该红外光源广泛使用，因此，很容易与与本发明相关的光强度调制元件组合。
根据方式10中所述的发明，能够实现光强度可调，且结构紧凑的绿色激光光源。另外，在光导波路方向上的长度为3.2μm时，能够最高效地变换成第2高次谐波的红外光的波长为946nm。由于该红外光源广泛使用，因此，很容易与与本发明相关的光强度调制元件组合。
根据方式11中所述的发明，能够连续对所合成的第2高次谐波的振幅进行控制。由于光强度与振幅的2次方成正比，因此，能够连续地控制从光强度调制元件所发射的第2高次谐波的强度。另外，通过设置第2相位调整部，所合成的第2高次谐波的数目变为3个，因此，增加了相位调制的自由度，振幅的调整更加容易。
根据方式12中所述的发明，在光强度调制信号为最小等级时，第2高次谐波的振幅互相完全抵消，光强度调制元件所输出的光强度变为0。也即，能够从0到最大值连续对光强度进行控制，从而能够实现适用于曝光装置以及照片出来装置的光强度调制元件。
根据方式13中所述的发明，能够实现将红外光变换成第2高次谐波，光强度可变且结构紧凑的强度调制光发生器。
根据方式14中所述的发明，由于激光光源与光强度调制元件通过光栅光纤相连接，因此，能够只将激光光源所发射的特定波长的激光稳定地提供给光强度调制元件。因此，来自光强度调制元件的第2高次谐波的输出较稳定。
根据方式15中所述的发明，能够实现激光的输出可变，且结构紧凑的激光曝光装置。
根据方式16中所述的发明，能够实现激光的输出可变，且结构紧凑的照片处理装置。
附图说明
图1为具有与本发明相关的强度调制光发生器的照片处理装置的外观立体图。
图2为说明具有与本发明相关的强度调制光发生器的激光曝光装置的内部结构的立体图。
图3(a)为说明与本发明相关的光强度调制元件的实施方式1的模式图。(b)为说明与本发明相关的光强度调制元件的实施方式1中的极化构造的纵剖视图。
图4为说明与本发明相关的光强度调制元件的实施方式1中的SH波的相位关系的模式图。
图5为说明具有与本发明相关的校准部的光强度调制元件的一实施方式的模式图。
图6为说明具有与本发明相关的校准部的光强度调制元件的一实施方式中的SH波的相位关系的模式图。
图7为说明与本发明相关的强度调制光发生器中，通过光纤插座光栅将半导体激光器与光强度调制元件直接连接起来的情况下的模式图。
图8为说明具有与本发明相关的校准部的光强度调制元件的一实施例的结构图。
图9为表示与本发明相关的强度调制光发生器的一实施例中的，对应于电压V1的SHG输出的曲线图。
图中：1、61-基板，2a、2b、3a、3b、62a、62b、63a、63b-相位调制用电极，4、64-光导波路，10、20、60-光强度调制元件，PP1、PP2、PP3-周期性极化反转部，PM1、PM2-非极化部。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1为说明照片处理装置的一构成例的外观立体图。照片处理装置500，由将通过图像扫描仪从胶卷(负片、正片)中所读取的图像数据，以及通过数码相机所拍摄的图像数据、通过个人计算机所制作的图像数据，曝光到照片感光材料(照片纸)中的激光曝光装置100、存放卷绕成卷状的照片纸并能够将其传送给曝光装置100的感光材料存放部200、对曝光之后的照片纸进行显影、漂白定影以及稳定处理的显影部300、对实施了稳定处理后的照片纸进行干燥的干燥部400以及贯穿在这些部件之间的照片纸传送系统(图中省略显示)等构成。
图2为说明激光曝光装置100的内部结构的立体图。另外，虽然图2中省略显示了壳体102的上部，但壳体102是暗室构造，同时还是能够防止灰尘进入的密闭构造。壳体102内的给定位置中，设有分别发射束状激光的3个激光光源104、106、108。激光光源104，例如是产生波长685nm的R(红)色激光的半导体激光元件(LD)。另外，激光光源106与108，例如是产生波长1064nm与946nm的激光的半导体激光元件。
激光光源104、106、108的激光出射侧，具有用来让激光平行的准直透镜110。另外，声光调制元件(AOM)112R，用作红(R)色用光强度调制元件。与此相对，与本发明相关的光强度调制元件112G、112B，分别用作绿(G)色、蓝(B)色用光强度调制元件。
激光光源104、106、108的激光出射侧，还顺次设有激光整形开口114、反射镜116。另外，反射镜116的反射侧，顺次设置有球面透镜118、柱面透镜120以及多角镜122。
多角镜122的反射侧，顺次设置有fθ透镜124、柱面透镜126、反射镜128、130。这样，向着箭头C方向传送的照片纸140，被反射镜130所反射的R、G、B激光所照射，将图像曝光出来。
AOM112R，内置有通过超声波光学效果的作用，对入射激光产生衍射，从而能够调制输出强度的声光媒质。另外，应当让声光媒质在来自激光光源104的激光的光轴上的位置一致，设置在壳体102的给定位置上，同时，与图示省略了的AOM驱动器相连接。
另外，在光强度调制元件112G、112B中，分别能够对G色以及B色的输出强度进行调制。另外，光强度调制元件112G、112B，分别设置在壳体102的给定位置上，同时，与图示省略了的驱动器相连接。
该光强度调制元件112G、112B，接收到激光光源106、108所出射的激光之后，将该激光的波长变换成1/2。该波长被变换成1/2并被出射的激光，称作第2高次谐波(SH：Second Harmonic)，产生第2高次谐波，则称作SHG(Second Harmonic Generation)。
光强度调制元件112G、112B，并不将激光光源106、108所出射的光全部变换成SH波(第2高次谐波)，从光强度调制元件112G、112B所出射的光中，还混杂有来自激光光源106、108的红外光与SH波等等。因此，为了从光强度调制元件112G、112B所出射的光中去除红外光，而采用具有图示省略了的IR(红外光)截止滤波器的构成。
通过这样的构成，从图示省略了的图像存储器，将作为处理对象的图像数据(R色浓度数据)，经AOM驱动器输入给AOM112R。之后，根据光强度调制信号，对应于图像数据的浓度等级对入射到AOM112R中的激光的强度进行调制。此时，AOM112R的声光媒质中，产生了对应于AOM驱动器的输出的声光效果，因此而产生了衍射效应。通过这样，对应于图像数据的浓度等级，对入射到AOM112R中的激光的强度进行调制。
与此相对，作为G色与B色光源的激光光源106、108的强度调制中，并不使用AOM。而是在光强度调制元件112G、112B中，在产生第2高次谐波时，同时在该元件内进行强度调制。关于G色以及B色，也与R色一样，从图示省略了的图像存储器，将作为处理对象的图像数据(G色以及B色浓度数据)，经驱动器输入给光强度调制元件112G、112B，之后，根据光强度调制信号，对应于图像数据的浓度等级对入射到光强度调制元件112G、112B中的激光的强度进行调制。
接下来，对上述构成的激光扫描装置的动作进行说明。从激光光源104、106、108所出射的激光，经准直透镜110，入射到AOM112R以及光强度调制元件112G、112B中。通过让对应于图像数据的R、G、B各色浓度数据的信号，入射到AOM112R以及光强度调制元件112G、112B中，入射到AOM112R以及光强度调制元件112G、112B中的激光束，被调制成对应于图像浓度的强度并输出。从AOM112R以及光强度调制元件112G、112B所输出的激光，在主扫描方向上被向着箭头的方向以一定的速度旋转的多角镜122扫描之后，照射到照片纸140上。照片纸140，被图示省略了的照片纸传送系统向着垂直于主扫描方向的箭头C的方向传送，通过这样，在照片纸140上形成2维的彩色图像。
本发明涉及一种用来调制激光的强度的光强度调制元件112G、112B，以及具有该光强度调制元件112G、112B与半导体激光器106、108，能够对激光光强度进行调制的强度调制光发生器，以及将该强度调制光发生器用作感光用激光光源，通过强度调制了的激光，在照片纸中曝光图像的激光曝光装置100。另外，还涉及一种具有该激光曝光装置100，除了通过强度调制了的激光，在照片纸中曝光图像之外，还具有传送照片纸，将曝光之后的照片纸进行显影等功能的照片处理装置500。
下面对照附图，对图2所示的激光曝光装置100的光强度调制元件112G、112B，以及该光强度调制元件中包含有激光光源106、108的强度调制光发生器进行说明。
[实施方式1]
图3(a)为说明与本发明相关的光强度调制元件的一实施方式的模式图。另外，图3(b)为说明与本发明相关的光强度调制元件的一实施方式中的极化构造的纵剖视图，是在图3(a)的光导波路的正中沿着光导波路的方向的剖视图。
在矩形基板1的宽度方向的中央部分，直线形成有用来对激光进行导波的光导波路4。之后，以夹持该光导波路4的形式，设置相位调制用电极2a、2b。
基板1由非线性光学晶体LiNbO3(LN：铌酸锂)制成。该LiNbO3是显示出了2次非线性光学效果的强电介质晶体，具有被作用电场之后，折射率会发生变化的性质。另外，非线性光学晶体中也可以具有特别高的非线性特性，能够在较大的波长区域内进行波长变换，因此，非常适用于本发明。
相位调制用电极2a、2b设置在基板1的上面(主面)，与图中未显示的电气线路相连接。之后，经相位调制用电极2a、2b施加所期望的方向以及大小的电压，通过这样产生电场，对光导波路4的折射率进行控制。该相位调制用电极2a、2b，例如可以通过溅射法等薄膜形成技术，在晶体表面形成作为电极层的金属薄膜层的方法进行制作。
光导波路4用来让后述的激光透过，直线形成在基板1内。该光导波路4，通过例如质子交换法进行制作。质子交换法是指，在LiNbO3中通过光刻胶技术将光导波路形成部分去除并形成掩膜，将在置于安息香酸中进行质子交换处理之后，去除掩膜，通过进行热处理来形成光导波路的方法。
另外，光导波路4中，在基板1的厚度方向上的极化构造，交互逆极性地形成在光导波路方向上。也即，光导波路4的给定部位中，如图3(b)所示，沿着作为入射光的激光的行进方向，交互排列有极性周期性反转的极化反转部，以及不具有极性的非极化部。以下，从激光的基波入射侧顺次将周期性极性反转(Periodically Poled)部称作PP1与PP2区域，将非极化部称作PM1区域。
该周期性极化反转部，担当变换入射光的波长的作用。也即，周期性极化反转部具有作为波长变换部的功能，PP1区域为第1波长变换部，PP2区域为第2波长变换部。
另外，如后所述，非极化部具有作为调制入射光的相位的相位调整部的功能，PM1区域为第1相位调整部。
如图3(b)所示，PP1以及PP2区域，还进一步划分为小的矩形区域。这些一个个的小区域表示极化构造，其中所标注的箭头的方向表示该区域中的极化方向。
例如，图3(b)的PP1区域中，从基波入射侧开始的极化方向，顺次是图中的上、下、上...。另外，周期性极化反转部(波长变换部)PP1、PP2在光导波路方向的长度，被设定为极化构造在光导波路方向上的长度的整数倍。这是为了让被极化构造所变换的第2高次谐波，从周期性极化反转部中输出时，不会发生振幅的不必要抵消。其结果是，能够得到高强度的第2高次谐波，同时能够实现高变换效率。
基波与变换之后的第2高次谐波的波长当然不同，导致在媒质中透过的速度(相位速度)也不同。因此，如果基波与第2高次谐波的相位发生偏移之后，就会相互抵消，从而无法得到第2高次谐波的高输出。也即，为了有效地进行波长变换，让基波与第2高次谐波相位一致(相位匹配)是非常重要的。如果使用伪相位匹配(QPM)作为该周期性极化反转，与整体型相比，能够进行高效率的波长变换。
另外，极化构造在光导波路方向的长度，也称作相干长度(1c)，如果超过该长度，那么所合成的第2高次谐波的强度就会减小，以该周期反复出现强度的增减。因此，伪相位匹配，通过以相干长度周期性将极化方向反转，就不会发生抵消，从而能够增大第2高次谐波的振幅。
也即，最好将各个极化构造在光导波路方向上的长度1c，设置为让变换之后的第2高次谐波的振幅的合成成分最大的长度。通过该构成，当光透过多个极化构造时，由于进行让第2高次谐波的振幅增大的相加，因此，能够得到高强度的第2高次谐波。另外，由于不会发生第2高次谐波的振幅的不必要的抵消，因此还能够实现高变换效率。
光导波路4中的周期性极化反转，能够通过去除LiNbO3的极化反转区域，通过光刻胶技术在其表面形成周期性的电极构造，通过该电极施加高电压来进行制作。
如上所述，周期性极化反转LiNbO3称作PPLN。PPLN的优点是，波长变换效率高，能够产生大功率的可见光。
从图3(a)的左侧，将激光的基波入射到具有上述构造的光强度调制元件10中。该激光是从AlGaAs激光器或InGaAsP激光器等半导体激光器(图示省略)所射出的，具有给定的波长。本实施方式中，其波长位于红外区域，是1064nm或946nm。另外，将从半导体激光器所出射的没有发生变化的激光，称作基波。入射到了光强度调制元件10中的激光，透过光强度调制元件10中的光导波路4，从另一端出射出去。
接下来，对光强度调制元件10所具有的光强度调制原来进行说明。首先，图3(a)中，从光强度调制元件10的左侧入射激光的基波。将该基波的透过方向(与光导波路4的长度方向相同)，定义为y轴的正方向。将垂直于y轴，且包含有光强度调制元件10的上表面的方向定义为x方向，将垂直于光强度调制元件10的上表面(主面)且指向上方的方向定义为z轴的正方向。
该基波最初从光导波路4中的周期性极化反转部(PP1区域)中透过。此时，PP1区域的反转周期，被设定为让所射出的激光的波长变为基波波长的1/2，也即将其变换成第2高次谐波(SH波)。
也即，基波波长为1064nm的红外区域中的激光，透过了PP1区域之后，其一部分被变换成波长为1/2的532nm的绿色激光。另外，基波波长为946nm的红外区域中的激光，透过了PP1区域之后，其一部分被变换成波长为1/2的473nm的蓝色激光。换而言之，为了得到绿色与蓝色可见光区域中的激光，可以将具有其波长的2倍波长的红外区域的激光用作基波。
这里，光导波路方向中的极化构造的长度，是根据激光(红外光)的基波波长，以及用作基板的非线性光学材料的折射率来决定的。这里省略其详细说明，但极化构造的长度(图3(b)中的1c)，例如，如果基波的波长为1064nm，则为3.2μm，如果基波的波长为946nm则为2.3μm。因此，如果要得到绿色激光，则可以将基波波长设为1064nm，将极化构造的长度设为3.2μm。同样，如果要得到蓝色激光，则可以将基波波长设为946nm，将极化构造的长度设为2.3μm。但是，该分极构造的长度，是在上或下的一个方向的分极构造的长度，将上下合并后的一个周期的分级构造的长度变为2倍。
以下，对基波波长为946nm的红外区域的激光，入射到光导波路4中的情况进行说明。但是，对于基波波长为1064nm的红外区域的激光来说，同样的说明当然也是成立的。
透过了PPI区域的激光的大部分，是作为基波的946nm的红外区域光，其一部分被变换成波长为473nm的蓝色光。该红外与蓝色的混合后的激光，入射到非极化部(PM1区域)中。这里，在相位调制用电极2a、2b之间，施加给定的电压，产生了在图3(a)中的z轴方向上的电场。通过表示对应于图像数据的浓度等级，将光的强度调制到哪个等级的光强度调制信号，来控制该给定的电压的大小。
也即，对应于例如透过数码相机所拍摄的图像数据的浓度等级，将基于光强度调制信号的电压提供给第1相位调整部。通过这样，对应于图像数据的浓度等级，对入射到光强度调制元件10中的激光的强度进行调制。
另外，如前所述，LiNbO3一旦被施加电场，其折射率就会发生变化。且具有折射率的变化，根据所施加的电场的方向的不同而不同的特性。利用该特性，透过从电极2a、2b给光导波路4施加适当的电场，对z方向成分透过性进行控制，进行相位调制。
透过PM1区域时，红外与蓝色光的相位均接受调制，但该调制的大小在两者中各不相同。另外，通过掉换施加在相位调制用电极2上的电压的极性，对应于该极性掉换，相位的变化方向(正负)也颠倒过来。
在PM1区域中进行了相位调制的红外以及蓝色激光，接下来透过周期性极化反转部(PP2区域)。此时，PP2区域的反转周期也和PP1区域中的一样，被设定为将作为基波的946nm的红外区域的光，变换成波长473nm的蓝色光。因此，PP2区域中，混合有在PP1以及PP2区域中所生成的蓝色激光。
这两个蓝色激光波长相同，但相位偏差了在PM1区域中所调制的部分。因此，如果这些光存在于同一个区域中，进行合成之后，其强度并不是两个光简单的相加，而是矢量合成。之后，所合成的光，从光强度调制元件10中的与激光的入射侧相反的一侧，作为SH波出射出来。此时，通过例如红外光截止滤波器等将红外光去除，就能够只得到蓝色激光。
换而言之，本实施方式中的光强度调制元件10，通过在PM1区域中进行相位调制，能够对所取出的可见光区域的激光的强度进行控制。PM1区域中的相位调制，是通过施加在PM1区域中的电场所发生的，该电场是由施加在相位调制用电极2a、2b之间的电压所引起的。因此，本发明能够通过施加电压，来容易地控制SH波的强度。
接下来，着眼于相位的变化，对与本发明相关的SH波强度的调制进行说明。图4为说明与本发明相关的光强度调制元件的一实施方式中的SH波的相位关系的模式图。与基波(例如红外区域的光)相比，SH波(例如蓝色光)的相位调制较小，因此，为了简单起见，具有将其忽视为零。
如上所述，首先，在PP1区域中产生SH波。以下的讨论中，以该SH波的相位为基准，在图4中通过箭头(a)来进行表示。也即，图4中的水平线(单点划线)是相位的基准。接下来，基波在透过PM1区域时，受到大小为φ1的相位调制。这里，将图4中的逆时针方向设为相位增加方向。其结果是，透过了PM1区域之后的基波的相位，相对基准逆时针旋转了φ1。接下来，基波透过PP2区域时，产生SH波。PP2区域中所产生的该SH波的相位，与在PM1区域中受到了φ1的相位调制的基波的相位相同，因此，通过图4的箭头(b)来表示。
如前所述，在PP1区域中所产生的SH波，透过PM1区域时的相位调制较小，因此，保持为图4的箭头(a)。因此，从光强度调制元件10所出射的SH波的相位，是PP1区域中所产生的SH波(箭头(a))，与PP2区域中所产生的SH波(箭头(b))的合成。也即，箭头(a)与箭头(b)的矢量相加结果(箭头(c))，是从光强度调制元件10所出射的SH波的相位。图4中通过ψ1来表示其大小。
如果PM1区域中的相位调制的大小φ1为0则PP1与PP2区域中所产生的SH波为同相位。因此，SH波互相强相加，从光强度调制元件10所出射的SH波的输出为最大。与此相对，如果PM1区域中的相位调制的大小φ1为π，则PP1与PP2区域中所产生的SH波为反相位。因此，SH波互相减弱合成，从光强度调制元件10所出射的SH波的输出为最小。也即，这种情况下，SH波的能量回归到基波的能量。因此，如果让PP1与PP2区域中所产生的SH波为反相位，并使得各自的光强度一致，就能够让SH波的输出为0。
如上所述，本实施方式中，通过给激光所透过的光导波路4施加电压，来调制激光的相位。另外，激光的相位调制，等价于激光的强度调制。因此，根据本实施方式，通过对施加给光导波路4的电压的大小进行控制，能够控制从光强度调制元件10所输出的SH波的强度。
[实施方式2]
上述实施方式1中，光强度调制元件10，具有两个周期性极化反转部与1个非极化部，在非极化部中通过所施加的电压进行相位调制，也即进行SH波的强度调制。本实施方式中，对除了实施方式1的构造之外，还分别具有1个周期性极化反转部与1个非极化部的构造的光强度调制元件进行说明。另外，根据需要，将新增加的周期性极化反转部与非极化部称作校准部。
图5为说明与本发明相关的光强度调制元件的1实施方式的模式图。被标注了与上述实施方式1相同的符号的部分，具有与其相同的功能·构造，因此省略其说明。另外，坐标轴也和图3(a)所示的一样。也即，从元件的上表面(主面)的指向上方的法线方向为z轴的正向，激光的行进方向为y轴的正向。
本实施方式中也一样，在矩形基板1的大约中央部分，直线形成有用来对激光进行导波的光导波路4。之后，以夹持该光导波路4的形式，设置相位调制用电极2a、2b、3a、3b。该相位调制用电极3a、3b，在本实施方式中，是新附加的的构成之一。
基板1由非线性光学晶体LiNbO3(LN：铌酸锂)制成。相位调制用电极2a、2b、3a、3b，是用来通过它们施加所期望的大小的电压，通过这样来对光导波路4的折射率进行控制。
另外，从激光的基波入射侧，顺次将光导波路4中所形成的周期性极化反转部，称作PP1、PP2以及PP3区域，将非极化部称作PM1与PM2。该周期性极化反转部中的PP3区域，以及非极化部中的PM2区域，是本实施方式中新增加的构成。PP区域具有作为第3波长变换部的功能，PM1区域具有作为第2相位调整部的功能。
从图5的左侧，将激光的基波入射到具有上述构造的光强度调制元件20中。本实施方式中也一样，其波长位于红外区域，是1064nm或946nm。入射到了光强度调制元件20中的激光，透过光强度调制元件20中的光导波路4，从另一端出射出去。
以下，对基波波长为946nm的红外区域的激光，入射到光导波路4中的情况进行说明。
首先，入射到光强度调制元件20中的基波，最初从光导波路4中的周期性极化反转部(PP1区域)中透过。此时，PP1区域的反转周期，被设定为让所射出的激光的波长变为基波波长的1/2。因此，透过了PP1区域的激光的大部分，是作为基波的946nm的红外区域光，其一部分被变换成波长为473nm的蓝色光。该红外与蓝色的混合激光，入射到非极化部(PM1区域)中。这里，在相位调制用电极2a、2b之间，施加给定的电压，产生了在图5中的z轴方向上的电场。通过表示对应于图像数据的浓度等级，将光的强度调制到哪个等级的光强度调制信号，来控制该给定的电压的大小。通过这样，激光透过PM1区域时，受到了相位调制。
在PM1区域中进行了相位调制的红外以及蓝色激光，接下来透过周期性极化反转部(PP2区域)。此时，PP2区域的反转周期也和PP1区域中的一样，被设定为将作为基波的946nm的红外区域的光，变换成波长473nm的蓝色光。因此，PP2区域中，混合有在PP1以及PP2区域中所生成的蓝色激光。这两个蓝色激光波长相同，但相位偏差了在PM1区域中所调制的部分。
接下来，该红外与蓝色的混合激光，入射到非极化部(PM2区域)中。这里，在相位调制用电极3a、3b之间，施加给定的电压，产生了在图5中的z轴方向上的电场。通过表示对应于图像数据的浓度等级，将光的强度调制到哪个等级的光强度调制信号，来控制该给定的电压的大小。通过这样，激光透过PM2区域时，受到了相位调制。
在PM2区域中进行了相位调制的红外以及蓝色激光，接下来透过周期性极化反转部(PP3区域)。此时，PP3区域的反转周期也和PP1以及PP2区域中的一样，被设定为将作为基波的946nm的红外区域的光，变换成波长473nm的蓝色光。因此，PP3区域中，除了在PP1以及PP2区域中所生成的蓝色激光之外，还混合有PP3区域中所产生的蓝色激光。这3个蓝色激光波长相同，但相位偏差了在PM1以及PM2区域中所调制的部分。之后，这3个蓝色激光矢量合成所得到的光，从光强度调制元件20中的与激光的入射侧相反的一侧，作为SH波出射出来。
换而言之，本实施方式中的光强度调制元件20，通过在PM1以及PM2区域中进行相位调制，能够对所取出的可见光区域的激光的强度进行控制。PM1以及PM2区域中的相位调制，是通过施加在相位调制用电极2a、2b、3a、3b之间的电压所产生的。因此，换而言之，本发明能够通过施加电压，来容易地控制SH波的强度。
接下来，着眼于相位的变化，对与本发明相关的SH波强度的调制进行说明。图6为说明与本发明相关的光强度调制元件的1实施方式中的SH波的相位关系的模式图。与基波(例如红外区域的光)相比，SH波(例如蓝色光)的相位调制较小，因此，为了简单起见，具有将其忽视为零。
如上所述，首先，在PP1区域中产生SH波。以下的讨论中，以该SH波的相位为基准，在图6中通过箭头(a)来进行表示。也即，图6中的水平线(单点划线)是相位的基准。接下来，基波在透过PM1区域时，受到大小为φ1的相位调制。这里，将图6中的逆时针方向设为相位增加方向。其结果是，透过了PM1区域之后的基波的相位，相对基准逆时针旋转了φ1。接下来，基波透过PP2区域时，产生SH波。PP2区域中所产生的该SH波的相位，与在PM1区域中受到了φ1的相位调制的基波的相位相同，因此，通过图6的箭头(b)来表示。
接下来，在PM1区域中受到了大小为φ1的相位调制的基波，进一步在透过PM2区域时，受到大小为φ2的相位调制。也即，合计受到了相对基准为φ1+φ2的相位调制。其结果是，透过了PM2区域之后的基波的相位，相对基准逆时针旋转了φ1+φ2。接下来，基波透过PP3区域时，产生SH波。PP3区域中所产生的该SH波的相位，与原来的基波的相位相同，因此，通过图6的箭头(c)来表示。
如前所述，在PP1区域中所产生的SH波，透过PM1区域时的相位调制较小，因此，保持为图6的箭头(a)。因此，从光强度调制元件20所出射的SH波的相位，是PP1区域中所产生的SH波(箭头(a))，与PP2区域中所产生的SH波(箭头(b))，以及PP3区域中所产生的SH波(箭头(c))的合成。也即，箭头(a)、(b)以及(c)的矢量相加结果(箭头(c))，是从光强度调制元件20所出射的SH波的相位。
图6中显示出箭头(a)、(b)以及(c)的合成结果为0。这表示从光强度调制元件20所出射的SH波的输出为0。虽然通常并不像该图所示的这样，3个箭头的合成结果为0，但在满足3个箭头的长度形成三角形的条件(1边的长度，比另两边的长度的和小)，就必定存在能够让合成结果为0的φ1与φ2组合。反之，可以说能够通过控制PM1与PM2区域中所施加的电压，让合成结果为0，也即，能够让光强度调制元件20所发射的SH波的输出为0。
例如，在作为校准部所添加的PM2区域中，当光调制信号为最小等级时，也即，本实施方式中希望让蓝色或绿色SH波的输出最小时，可以提供让光强度输出变为0的修正电压。
如上所述，本实施方式中，除了实施方式1的构造之外，还分别具有1个周期性极化反转部与1个非极化部的构造。因此，根据本实施方式，通过对施加给光导波路4的电压的大小进行控制，不但能够控制从光强度调制元件20所输出的SH波的强度，还能够容易地让光强度调制元件20所输出的SH波的输出为0。
[实施方式3]
上述实施方式1以及2中的光强度调制元件10、20，具有周期性极化反转部与非极化部，能够通过非极化部中所施加的电压，来进行相位调制，也即SH波的强度调制。本实施方式中，对具有该光强度调制元件10、20的激光光源，也即强度调制光发生器进行说明。该强度调制光发生器，具有图2所示的激光曝光装置中的激光光源106(或108)、准直透镜110以及光强度调制元件112G(或112B)的组合功能。
图7为说明与本发明相关的强度调制光发生器L的一实施方式的立体图。激光装置L包括：具有半导体激光器36的激光发生部30、将激光发生部30所产生的激光变换成给定的强度并输出的光强度调制元件20。另外，激光发生部30与光强度调制元件20，通过接合部40相连接。
激光发生部30，由发生给定波长的激光的半导体激光器36、支持半导体激光器36的支持部件34以及载置固定支持部件34的略立方体基座部件32构成。半导体激光器36，通常存放在金属制壳体(图示省略)内，该壳体的底面，安装有上述基座部件32。基座部件32进行半导体激光器36的温度调整等工作，具有让所产生的激光的输出波长稳定的作用，例如由珀耳帖元件等构成。
上述半导体激光器36，例如具有双杂合构造、量子井构造，可以使用AlGaAs激光器或InGaAsP激光器等半导体激光元件。另外，在半导体激光器36的振荡波长，在光强度调制元件20中变换成第2高次谐波的情况下，可以进行选择，例如在要得到波长532nm的绿色激光的情况下，选择发射1064nm的红外区域的激光的元件，在要得到波长473nm的蓝色激光的情况下，选择发射946nm的红外区域的激光的元件。另外，半导体激光器36，最好是输出红外光的半导体芯片形式。
光强度调制元件20，通过在形成周期性极化反转层的非线性光学晶体中，形成用来让激光透过的光导波路4而构成。该光强度调制元件20，安装在支持部件54上，另外，为了进行光强度调制元件20的温度调整，将其保持在例如由珀耳帖元件所构成的略长方体基座部件52上。
激光发生部30所产生的激光，通过光纤42导入到光强度调制元件20中。具体的说，光纤42的一端与半导体激光器36的发射部光学结合，光纤42的另一端与光强度调制元件20所具有的光导波路4的入射部44光学结合。另外，光纤42虽然可以使用通常的光纤，但最好使用光栅光纤。光栅光纤在光纤的内核中形成有周期性折射率调制，通过只反射特定波长的光，能够起到一种共振反射镜的作用，具有让该特定波长的光共振，提高了其光强度之后再输出的功能。
如果使用这样的光栅光纤，作为将激光发生部30与光强度调制元件20连接起来的光纤，能够通过共振作用，例如只让半导体激光器36所发出的1064nm或946nm的激光变成强光，进行稳定的输出，另外，具有除此之外的波长成分的激光没有受到相关共振作用，而直接输出，由于能够让半导体激光器36的激光输出较为稳定，因此是很理想的。也即，通过使用光栅光纤，能够防止与振荡波长不同的波长的光，返回半导体激光器36，因此，激光器振荡较稳定。另外，光栅光纤一般可以通过给石英类单模式光纤，照射准分子激光器紫外光，来进行制造。
下面对照图7，对激光装置L的动作进行说明。从图示省略了的驱动电路，给半导体激光器36供应驱动电流之后，产生给定波长(例如1064nm的激光)的激光。此时，半导体激光器36还伴随有发热，通过珀耳帖元件所构成的基座部件32来进行温度调节，能够保持一定的温度，实现输出波长的稳定化。
半导体激光器36所发射的激光，使用光学透镜系统等入射到光纤42的一端侧，通过光纤42，导入到光强度调制元件20的光导波路4的入射端面(入射部44)中。这里，为了将光纤42与光导波路4的入射侧端面连接起来，而使用例如能够透光的紫外线硬化型粘接剂。激光在光强度调制元件20中，波长对应于极化反转层(PP1、PP2以及PP3区域)的周期进行变换。例如，如果将极化反转周期设为能够产生第2高次谐波，则在从半导体激光器36入射波长为1064nm的激光的情况下，根据从光导波路4中通过，被变换成波长为1/2的532nm的绿色激光。如果入射激光是波长946nm的激光，则被变换成波长为1/2的473nm的蓝色激光。
如上所述，与本发明相关的强度调制光发生器，与作为以前的光强度调制元件的AOM等相比较小，且能够通过施加电压来简单地对光强度进行调制。因此，具有与本发明相关的强度调制光发生器的激光曝光装置，能够实现进一步的小型化。
【实施例1】
下面对与本发明相关的光强度调制元件的具体实施例进行说明。
图8为与本发明相关的具有校准部的光强度调制元件的1实施例中的结构图。光强度调制元件60中，在矩形基板61的宽度方向的中央部分，直线形成有用来对激光进行导波的光导波路64。之后，以夹持该光导波路64的形式，设置相位调制用电极焊盘62a、62b、63a、63b。
基板61由非线性光学晶体LiNbO3(LN：铌酸锂)制成。本实施例中，其大小为在激光透过方向(图8中的横向，也即基板的长边方向)上为15.4839mm，在垂直于透过方向的方向(图8中的纵向)上为3.0mm。
光导波路64用来让激光透过，直线形成在基板61内。该光导波路64，通过例如上述的质子交换法进行制作，其宽度约为5μm。另外，光导波路64中，交互排列形成有周期性极化反转部与非极化部。以下，是激光的基波入射侧，也即图8的左侧，顺次将周期性极化反转部称作PP1、PP2与PP3区域，将非极化部称作PM1与PM2区域。各个区域的(图8中的横向)长度，按照PP1、PM1、PP2、PM2、PP3区域的顺序，分别为4.9956mm、3.4975mm、4.9956mm、0.997mm、0.9982mm。
另外，周期性极化反转部(PP1、PP2与PP3区域)通过质子交换法形成。其极化构造的长度为2.3μm。也即，作为波长变换部的周期性极化反转部在光导波路方向的长度，被设定为极化构造在光导波路方向上的长度的整数倍。具体的说，PP1与PP2区域的长度为各个极化构造的长度(图3(b)的1c)的2172倍，PP3区域的长度为极化构造的长度的434倍。
相位调制用电极焊盘62a、62b、63a、63b设置在基板61的上面(主面)，与图示省略了的电气线路相连接。这里，相位调制用电极焊盘62a、63a的电位为0V，构成所谓的地(G)。因此，PM1与PM2区域中，相位调制用电极焊盘62b与63b的电位成为施加给光导波路64的电压。也即，相位调制用电极焊盘62b的电位为施加给PM1区域的电压(以下称作V1)，相位调制用电极63b的电位为施加给PM2区域的电压(以下称作V2)
该相位调制用电极焊盘62a、62b、63a、63b，通过溅射与光刻胶技术制作出来。另外，该相位调制用电极焊盘62a、62b、63a、63b的大小，在纵横方向上都为0.5mm。另外，PM1与PM2区域中，垂直于光导波路64的方向(图8的纵向)上的电极线的宽度，在与相位调制用电极焊盘62a相连接的G侧，以及与相位调制用电极62b相连接的+侧，均为20μm。
如图8所示，本实施例中，PM1与PM2区域中，在光导波路64的宽度方向的大约一半处，重叠构成有与相位调制用电极焊盘62b、63b相连接的+侧电极线。另外，与相位调制用电极焊盘62a、63a相连接的G侧电极线，形成在距离光导波路大约20μm的位置上。通过该构成，在光导波路64的PM1以及PM2区域中，产生基板61的上面(主面)的法线方向上的电场，构成光导波路64的LiNbO3的折射率发生变化。
使用如上所构成的光强度调制元件60，构成如图7所示的强度调制光发生器。使用发射波长946nm的激光的元件作为激光光源36，该激光光源36与光强度调制元件60，经光纤42相连接。另外，强度调制光发生器中，激光光源36所发射的光并不全部被变换成SH波(第2高次谐波)，因此，为了去除来自激光光源36的红外光，让从光强度调制元件60中所出射的光，从图示省略了的IR(红外光)截止滤波器中通过。
这样所构成的强度调制光发生器中，进行SHG测定的结果如图9所示。图9为说明与本发明相关的强度调制光发生器的1实施例中的，SHG输出(可见光输出)与电压V1之间的关系的曲线图。横轴为相位调制用电极焊盘62a与62b之间所施加的电压，也即施加在PM1区域中的电压V1。该电压V1，例如是在将强度调制光发生器装配到激光曝光装置中等时，根据对应于图像数据的浓度水平的光强度调制信号而施加的。另外，施加在PM2区域中的电压V2，固定为V2＝10V。纵轴表示作为SHG的结果的，强度调制光发生器所发射的波长470nm的可见光的输出。且该纵轴的值，通过可见光输出的最大值进行了标准化，也就是说是相对值。
另外，以构成基板61的LiNbO3为代表的通常的非线性光学材料中，具有将入射光变换成SHG时的效率的温度依赖性。因此，将非线性光学材料保持在最佳温度中，是用来得到高输出的重要的因素。进行本测定时的光强度调制元件60的温度为55.2℃。这是让强度调制光发生器所发射的可见光输出为最大时的温度。
所得到的可见光输出，随着电压V1的变化而平滑地变化。其值在V1＝-12V附近，几乎变为0，随着电压V1的上升而增加，在V1＝17V附近达到最大。上述最大输出与最小输出的值，分别为300μW与0.3μW，消光比为1/1000。
本实施例中，使用波长940nm的激光作为激光光源，得到波长470nm的蓝色可见光输出。但本发明并不仅限于此，例如，还可以使用波长1064nm的激光作为激光光源，得到波长532nm的绿色可见光输出。也即，根据本发明，可以使用具有所期望的可见光的两倍波长的激光光源，制作具有与其相配的极化反转周期的光强度调制元件，因此，能够实现小型且能够进行输出调制的SHG激光器。
如上所述，本实施例的相关具有光强度调制元件的强度调制光发生器，具有输出可变的大消光比，同时，能够通过施加电压来平滑地控制SHG输出。并且，由于不需要以前一直使用的强度调制用AOM，因此能够让光强度调制元件的全长较短。另外，与马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)型相比，还具有综合损耗较小这一优点。通过这样，与本发明相关的具有强度调制光发生器的激光曝光装置，以及具有该激光曝光装置的照片处理装置的特征在于，能够更加紧凑化，同时其输出可变也很容易。
[其他实施方式]
本实施方式中，对使用非线性光学晶体作为光导波路4的情况进行了说明，但也可以使用非线性有机高分子等材料。
另外，光强度调制元件上的电极的形态，也并不仅限于通过一对电极(例如图3(a)中的2a与2b)将光导波路夹在中间这种形态，只要能够向光导波路施加电场，不管采用哪种形态都可以。
另外，作为非线性光学晶体，除了LiNbO3(LN)之外，还可以采用MgO掺杂LiNbO3(MgO：LN)、LiTaO3(LT)、KTiOPoP4(KTP)、RbTiOAsO4、RbTiOPO4等。
另外，本实施方式中，通过质子交换法来制造光导波路，但本发明并不仅限于此，还可以使用其他制造方法。例如可以通过Ti扩散法或Li外扩散法等进行制造。
本实施方式，以将光强度调制元件用作照片处理装置的激光曝光装置中的光源的情况为例进行了说明，但本发明并不仅限于此。例如，还可以作为彩色激光打印机或彩色复印机，以及光盘装置等各种装置的光源进行使用。

Claims (16)

1.一种光强度调制元件，其特征在于：
非线性光学晶体所制成的基板的主面形成有向一方向的光导波路，并且，上述光导波路中，在上述光导波路方向上极性周期交互反转地形成有对上述基板的厚度方向上的极化构造，且分别形成有将入射到上述光导波路中的红外光的一部分变换成第2高次谐波的第1、第2波长变换部，另外在上述第1、第2波长变换部之间，形成有具有夹持上述光导波路而相对配置的一对电极的第1相位调整部。
2.如权利要求1所述的光强度调制元件，其特征在于：
根据上述红外光的波长，决定各个极化构造在上述光导波路方向上的长度。
3.如权利要求1或权利要求2所述的光强度调制元件，其特征在于：
各个极化构造在上述光导波路方向上的长度，被设为使变换后的上述第2高次谐波的振幅的合成成分最大的长度。
4.如权利要求1～3中的任一个所述的光强度调制元件，其特征在于：
各个波长变换部在上述光导波路方向上的长度，被设为上述极化构造在上述光导波路方向上的长度的整数倍。
5.如权利要求1～4中的任一个所述的光强度调制元件，其特征在于：
通过上述一对电极，对上述第1相位调整部，施加基于光强度调制信号的电压。
6.如权利要求1～5中的任一个所述的光强度调制元件，其特征在于：
第2高次谐波，具有在可见光区域中的蓝色的波长。
7.如权利要求1～5中的任一个所述的光强度调制元件，其特征在于：
第2高次谐波，具有在可见光区域中的绿色的波长。
8.如权利要求1～7中的任一个所述的光强度调制元件，其特征在于：
非线性光学晶体是铌酸锂。
9.如权利要求8所述的光强度调制元件，其特征在于：
第2高次谐波，具有在可见光区域中的蓝色的波长，上述各个极化构造在上述光导波路方向上的长度为2.3μm。
10.如权利要求8所述的光强度调制元件，其特征在于：
第2高次谐波，具有在可见光区域中的绿色的波长，上述各个极化构造在上述光导波路方向上的长度为3.2μm。
11.如权利要求1～10中的任一个所述的光强度调制元件，其特征在于：
具有在光导波路方向，与上述第2波长变换部相邻接，具有夹持上述光导波路而相对配置的一对电极的第2相位调整部，以及在上述光导波路中，在上述光导波路方向上极性周期交互反转地形成有在上述基板的厚度方向上的极化构造，且将入射到上述光导波路中的红外光的一部分变换成第2高次谐波的第3波长变换部。
12.如权利要求11所述的光强度调制元件，其特征在于：
对第2相位调整部，提供在光强度调制信号为最小等级时，让光强度输出为0等级的修正电压。
13.一种强度调制光发生器，其特征在于，具有：
如权利要求1～12中的任一个所述的光强度调制元件，以及向上述第1波长变换部的光导波路发射红外光的激光光源。
14.如权利要求13所述的强度调制光发生器，其特征在于：
激光光源与光强度调制元件通过光纤光栅相连接。
15.一种激光曝光装置，其特征在于：
具有如权利要求13或14所述的强度调制光发生器作为感光用激光光源。
16.一种照片处理装置，其特征在于，具有：
通过将基于对应于图像数据的浓度等级的光强度调制信号的电压，供给上述相位调整部，来进行光强度输出调制的如权利要求15所述的激光曝光装置，以及将上述激光曝光装置所出射的激光导入给照片感光材料的光学系统。
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