DE69010951T2 - Optischer Wellenlängenkonverter. - Google Patents

Optischer Wellenlängenkonverter.

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung:
  • Die Erfindung betrifft einen optischen Wellenlängenkonverter, der in einer Informationsverarbeitungseinrichtung wie einem optischen Speicherplattensystem oder einem Laserstrahldrucker und einem Meßgerät für optische Anwendung unter Verwendung von Laserstrahlen, die von einem Halbleiterlaser-Bauelement emittiert werden, verwendet wird, wenn die Wellenlänge der Laserstrahlen in einen kurzwelligen Bereich umgesetzt wird.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik:
  • Bei einer Informationsverarbeitungseinrichtung wie einem optischen Speicherplattensystem oder einem Laserstrahldrukker und einem Meßgerät mit optischer Anwendung wird ein Laserstrahl eines Halbleiterlaser-Bauelements verwendet, der einfach gebündelt werden kann und ausgezeichnete Richtwirkung aufweist. Im allgemeinen beträgt die Schwingungswellenlänge von Halbleiterlaser-Bauelementen 750 nm oder 830 nm, so daß der Laserstrahl im nahen Infrarot liegt. In den letzten Jahren wurde zum Erhöhen der Informationsmenge, die in einer Informationsverarbeitungseinrichtung verarbeitet werden kann, oder zum Verbessern der Meßgenauigkeit eines Meßgeräts mit optischer Anwendung die Entwicklung von Laserstrahleinrichtungen gefördert, die kurze Wellenlänge aufweisen. Z. B. wird bei einer Informationsverarbeitungseinrichtung wie einem optischen Speicherplattensystem oder einem Laserstrahldrucker der vom Halbleiterlaser-Bauelement emittierte Laserstrahl auf einen vorgegebenen Platz gebündelt, um Information oder Bilder zu schreiben. Die Wellenlänge des Laserstrahls und der Durchmesser des Fokussierflecks weisen dabei im allgemeinen eine Proportionalitätsbeziehung auf, so daß dann, wenn die Wellenlänge des Laserstrahls klein wird, der Durchmesser des Fokussierflecks verringert werden kann. Wenn der Durchmesser desselben verringert wird, kann die Informationsmenge (d. h. die Aufzeichnungsdichte), die in das optische Speicherplattensystem eingeschrieben werden kann, verringert werden. Darüber hinaus kann ein Laserstrahldrucker Mikrobilder erzeugen, wenn die Wellenlänge des Laserstrahls verkürzt ist, so daß die Aufzeichnungsdichte erhöht werden kann und die Auflösung verbessert werden kann. Ferner könnten dann, wenn grüne oder blaue Laserstrahlen mit kürzeren Wellenlängen einfach erhalten werden könnten, diese mit derzeit verwendeten roten Laserstrahlen kombiniert werden, um Farbdrucker hoher Geschwindigkeit und mit hoher Auflösung zu realisieren. Bei Meßgeräten mit optischer Anwendung kann die Meßgenauigkeit durch Verkürzen der Wellenlänge des Laserstrahls erhöht werden.
  • In den letzten Jahren wurden Laserstrahlen mit Schwingungswellenlängen im 600-nm-Bereich (680 mm) mit Halbleiterlaser- Bauelementen unter Verwendung von Halbleitermateralien der Gruppen III-V erhalten, jedoch ist eine weitere Verkürzung der Wellenlänge mit III-V-Halbleitermaterialien schwierig. Halbleiterlaser-Bauelemente unter Verwendung von ZnSe, ZnS und anderer II-VI-Halbleitermaterialien werden untersucht, jedoch wurden bisher keine p-n-Übergänge realisiert. Daher wurden bisher Halbleiterlaser-Bauelemente, die kurzwellige grüne und blaue Laserstrahlen abstrahlen können, nicht realisiert, da bisher keine geeigneten Materialien entdeckt wurden. Aus diesein Grund werden grüne, blaue und andere kurzwellige Laserstrahlen derzeit nur mit Argonionenlasern und anderen großen Gaslasern erhalten.
  • Um grüne und blaue, kurzwellige Laserstrahlen ohne Verwendung großer Gaslaser zu erhalten, wurden optische Wellenlängenkonverter vorgeschlagen, die Laserstrahlen mit der Hälfte der Wellenlänge der Laserstrahlen, wie sie von Festkörperlasern und Halbleiterlaser-Bauelementen abgestrahlt werden, liefern. Die optischen Wellenlängenkonverter verwenden eine nichtlineare optische Eigenschaft, die als optische Frequenzverdopplung (SHG = Second Harmonic Generation) klassifiziert wird, und zwar unter Verwendung von Kristallen mit einem nichtlinearen optischen Effekt, wodurch ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge ausgegeben wird, die die Hälfte derjenigen der eingegebenen Grundwelle ist.
  • Ein herkömmlicher optischer Wellenlängenkonverter weist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, einen kanalförmigen optischen Wellenleiter 32 auf, der in einem kristallinen Substrat 31 aus LiNbO&sub3; durch eine Protonenaustauschtechnik hergestellt wurde. Das kristalline Substrat 31 aus LiNbO&sub3; weist eine große nichtlineare optische Konstante auf, so daß durch den SHG-Effekt die zweite Harmonische 34 von der halben Wellenlänge der Wellenlänge der in den optischen Wellenleiter 32 eintretenden Grundwelle 33 erzeugt wird. Diese zweite Harmonische 34 tritt aus dem optischen Wellenleiter 32 unter einem Winkel Θ in das kristalline Substrat 31 aus LiNbO&sub3; ein, bei Phasenanpassung an die Grundwelle 33, und sie wird dann vom Ende des Substrats 31 abgestrahlt.
  • Durch diesen Konverter wurde Erzeugung eines grünen Laserstrahls von 0,53 um unter Verwendung eines YAG-Lasers mit einer Schwingungswellenlänge von 1,06 um beobachtet. Darüber hinaus wurde durch optisches Koppeln eines von einem Halbleiterlaser-Bauelement abgestrahlten Laserstrahls mit einer Schwingungslänge von 0,84 um und einer optischen Ausgangsleistung von 80 mW in ein Ende des optischen Wellenleiters mit 40 mW durch ein optisches System mit Linsen und Prismen ein blauer Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 0,42 um und einer optischen Ausgangsleistung von 0,4 mW beobachtet. Im Fall eines Laserstrahls mit einer Grundwelle, die aus mehreren Schwingungswellenlängen besteht (Schwingung in einer Longitudinalmode) wird eine Summenwelle (Summe der optischen Frequenzen von zwei Grundwellen) erzeugt. Nachfolgend betreffen Wellen der zweiten Harmonischen auch Summenwellen.
  • Es ist bekannt, daß die Ausgangsleistung einer auf diese Weise erzeugten zweiten Harmonischen proportional zum Quadrat der Ausgangsleistung der eingegebenen Grundwelle ist. Daher ist es zum Erzielen eines blauen Laserstrahls mit einer praktischen Ausgangsleistung von 5 mW unter Verwendung des vorstehend genannten optischen Wellenlängenkonverters erforderlich, eine Grundwelle mit einer Ausgangsleistung von ungefähr 140 mW in den optischen Wellenleiter 32 einzugeben und diese sich darin ausbreiten zu lassen. Unter Berücksichtigung des Kopplungswirkungsgrades der Grundwelle in den optischen Wellenleiter ist ein Halbleiterlaser-Bauelement mit einer Ausgangsleistung von ungefähr 280 mW erforderlich. Jedoch beträgt die Ausgangsleistung von Halbleiterlaser-Bauelementen mit hoher Ausgangsleistung derzeit nur ungefähr 50 - 100 mW. Darüber hinaus ist es aufgrund des geringen Kopplungswirkungsgrades zum optischen Wellenleiter schwierig, einen blauen Laserstrahl mit einer Ausgangsleistung von 5 mW in der Praxis zu erhalten.
  • ZUSAMMENPASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der erfindungsgemäße optische Wellenlängenkonverter, der die vorstehenden und zahlreiche andere Nachteile und Mängel im Stand der Technik überwindet, ist in Anspruch 1 definiert.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist der spezielle Bereich des optischen Wellenleiters, der so arbeitet, daß er die Grundwelle in eine Welle der zweiten Harmonischen oder eine Summenwelle umsetzt, ein Teil zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen ist, der linear entlang der Länge des Substrats auf dem Substrat angeordnet ist.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel setzt sich ein Ende des Teils zur Erzeugung der Welle der zweiten Harmonischen zu einem Ende des Substrates hin so fort, daß das Ende dieses Teils zum Erzeugen der Welle der zweiten Harmonischen mit dem Ende des Substrats fluchtet, wobei die Grundwelle über das Ende dieses Teils zum Erzeugen der Welle der zweiten Harmonischen in den optischen Wellenleiter eingeleitet wird.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein optischer Gitterkoppler auf dem optischen Wellenleiter angeordnet, so daß die Grundwelle über diesen optischen Gitterkoppler in den optischen Wellenleiter eingekoppelt werden kann.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der optische Wellenlängenkonverter ferner eine Brechungsindex-Einstelleinrichtung auf, die in der Nähe eines Teils des restlichen Bereichs des optischen Wellenleiters angeordnet ist, wobei die Brechungsindex-Einstelleinrichtung so arbeitet, daß sie den Brechungsindex des restlichen Bereichs des optischen Wellenleiters verändert, wodurch die Phase der Grundwelle eingestellt wird, die zum speziellen Bereich des optischen Wellenleiters zurückkehrt, um Resonanzbedingungen für die Grundwelle zu erfüllen.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Brechungsindex-Einstelleinrichtung aus einem Paar Brechungsindex-Einstellelektroden, die zu beiden Seiten eines Teils des restlichen Bereichs des optischen Wellenleiters angeordnet sind.
  • So ermöglicht es die hier beschriebene Erfindung, das Ziel zu erreichen, einen optischen Wellenlängenkonverter zu schaffen, der eine Grundwelle mit relativ geringer Ausgangsleistung mit gutem Wirkungsgrad in eine Welle der zweiten Harmonischen umsetzen kann, um dadurch eine Welle der zweiten Harmonischen mit hoher Äusgangsleistung zu erzeugen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, und ihre zahlreichen Aufgaben und Vorteile werden dem Fachmann dadurch besser erkennbar werden, wobei die Zeichnungen folgendes darstellen:
  • Fig. 1 ist eine Draufsicht, die einen erfindungsgemäßen optischen Wellenlängenkonverter zeigt;
  • Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die den optischen Wellenlängenkonverter von Fig. 1 zeigt;
  • Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen herkömmlichen optischen Wellenlängenkonverter zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen optischen Wellenlängenkonverter, der ein kristallines Substrat 11 aufweist, das aus einem Material mit nichtlinearem optischem Effekt besteht, auf dem ein schleifenförmiger optischer Wellenleiter 12 ausgebildet ist. Z. B. kann mit MgO dotiertes LiNbO&sub3; mit Y-Schnitt als Material für das kristalline Substrat 11 verwendet werden.
  • Der optische wellenleiter 12 weist einen Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen auf, der auf dem Substrat 11 linear entlang der Länge des Substrats 11 angeordnet ist, und ein Ende des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen setzt sich zu einem Ende 11a des Substrates 11 so fort, daß das Ende des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen mit dem Ende 11a des Substrats 11 fluchtet. Die Grundwelle wird von diesem Ende 11a her in den optischen Wellenleiter 12 eingeleitet. Das entgegengesetzte Ende des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen liegt nahe dem entgegengesetzten Ende des Substrats 11, wenn diese mit einem Ende eines ersten halbkreisförmig gekrümmten Teils 12b verbunden wird. Das andere Ende des ersten gekrümmten Teils 12b wird mit einem Ende eines linear geneigten Teils 12c verbunden, der unter einem kleinen Winkel in bezug auf den vorstehend genannten Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen geneigt ist. Auf dem Substrat 11 ist eine Brechungsindex-Einstelleinrichtung wie ein Paar Brechungsindex-Einstellelektroden 13 zu jeder Seite des geneigten Teils 12c angeordnet. Das andere Ende des geneigten Teils 12c ist mit einem Ende eines linearen Kontrollwelle- Erzeugungsteils 12d verbunden, der parallel zum vorstehend genannten Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen liegt. Der Kontrollwelle-Erzeugungsteil 12d erstreckt sich ausgehend von ungefähr der Mitte des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen, und sein anderes Ende ist mit einem Ende eines zweiten gekrümmten Teils 12e verbunden. Der zweite gekrümmte Teil 12e krümmt sich allmählich zum Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen hin so, daß er dem Ende 11a des Substrats 11 nahekommt, an dem das Ende des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen angeordnet ist, und das andere Ende des zweiten gekrümmten Teils 12e ist mit demjenigen Ende des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen verbunden, das mit dem Ende 11a des Substrats 11 verbunden ist, so daß der optische Wellenleiter 12 mit Ausnahme dieses Endes des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen eine Schleife ist.
  • Ein optischer Wellenleiter 12 mit dieser Konfiguration wird wie nachstehend beschrieben hergestellt. Zunächst wird Molybdän oder Tantal auf dem kristallinen Substrat 11 aus in Form einer Y-Platte vorliegendem LiNbO&sub3; durch Elektronenstrahlabscheidung abgeschieden, und dann wird ein Resist darauf aufgebracht, wonach das vorstehend genannte Muster des optischen Wellenleiters 12 durch eine Laserstrahl-Zeichentechnik ausgebildet wird, und eine Metallmaske wird mit einem 2 um breiten Schleifenschlitz mit der vorstehend beschriebenen Form ausgebildet. Danach wird es einer Protonenaustauschbehandlung in 230ºC heißer Phosphorsäure unterzogen, und die Metallmaske wird entfernt, was zum optischen Wellenleiter 12 mit der vorstehend beschriebenen Schleifenform führt.
  • Gegenüberstehend einer Seite des Endes 11a des Substrats 11 wird ein optisches System 15 dort positioniert, wo das Ende des optischen Wellenleiters 12 liegt. Ein von einer Laserstrahlquelle 14 emittierter Laserstrahl wird über das optische System 15 auf das Ende des optischen Wellenleiters 12 im Substrat 11 gestrahlt. Darüber hinaus wird ein Detektor 16 am selben Ende lla des Substrats 11, dem das optische System 15 gegenübersteht, angeordnet. Der Detektor 16 wird geringfügig tiefer als die Linie angeordnet, die sich vom Kontrollwelle-Erzeugungsteil 12d im optischen Wellenleiter 12 aus erstreckt. Das andere Ende llb, das dem Ende 11a des Subtrats 11 abgewandt ist, dem das optische System 15 usw. zugewandt sind, neigt sich allmählich zum Ende 11a des Substrats 11 von der Oberseite des Substrats 11 zur Bodenseite desselben hin.
  • Beim optischen Wellenlängenkonverter dieser Konfiguration wird der von der Laserstrahlquelle 14 emittierte Laserstrahl als Grundwelle über das optische System 15 in den optischen Wellenleiter 12 des Substrats 11 eingeleitet. Die in den optischen Wellenleiter 12 eingeleitete Grundwelle breitet sich als TE-Mode innerhalb des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen des optischen Wellenleiters 12 aus, da das Substrat 11 aus LiNbO&sub3;-Material mit Y-Schnitt besteht. Dabei wird die Grundwelle in eine Welle der zweiten Harmonischen umgesetzt, die in das Substrat 11 eindringt, da der Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen unter Verwendung von d&sub3;&sub3; ausgebildet wurde, wodurch die nichtlineare optische Konstante des LiNbO&sub3;-Substrats 11 maximiert ist. Die Welle der zweiten Harmonischen, die in das Substrat 11 ausgetreten ist, breitet sich entlang eines Gefälles im Substrat 11 in Richtung des Teils 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen im optischen Wellenleiter 12 aus und wird vom geneigten Ende 11b des Substrats 11 abgestrahlt, wie durch den Pfeil A in den Fig. 1 und 2 gekennzeichnet. Da das Ende 11b, aus dem die Welle der zweiten Harmonischen abgestrahlt wird, gegenüber dem entgegengesetzten Ende 11a geneigt ist, aus dem der Laserstrahl eingeleitet wird, wird die Welle der zweiten Harmonischen, die sich im Substrat 11 nach unten ausbreitet, vom Ende 11b des Substrats 11 in derjenigen Richtung abgestrahlt, die parallel zur Oberseite des Substrats 11 ist.
  • Die Grundwelle, die vom Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen im optischen Wellenleiter 12 nicht in eine Welle der zweiten Harmonischen umgesetzt wurde, wird vom Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen in den ersten gekrümmten Teil 12b gelenkt und läuft vom ersten gekrümmten Teil 12b durch den geneigten Teil 12c, den Kontrollwelle-Erzeugungsteil 12d und den zweiten gekrümmten Teil 12e zurück in den Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen. In diesem Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen wird ein Teil der Grundwelle in eine Welle der zweiten Harmonischen umgesetzt, zusammen mit einer neuen Grundwelle, die in den Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen eingeleitet wird, während sie sich durch den Teil 12a zum Erzeugen der Welle der zweiten Harmonischen ausbreitet, und diese Welle der zweiten Harmonischen tritt in das Substrat 11 aus. Die Grundwelle, die sich in dem im optischen Wellenleiter 12 liegenden Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen ausbreitet, weist auf diese Weise sowohl eine neu eingeführte Grundwelle als auch eine rückgeführte Grundwelle auf, so daß die Lichtdichte der Grundwelle im optischen Wellenleiter 12 erhöht ist und die in den optischen Wellenleiter 12 eingeleitete Grundwelle mit hohem Wirkungsgrad in eine Welle der zweiten Harmonischen umgesetzt werden kann.
  • Der Brechungsindex des Bereichs mit dem ersten gekrümmten Teil 12b, dem geneigten Teil 12c, dem Kontrollwelle-Erzeugungsteil 12d und dem zweiten gekrümmten Teil 12e des optischen Wellenleiters 12, die die Grundwelle, die vom Teil 12a des optischen Wellenleiters 12 zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen nicht in eine zweite Harmonische umgesetzt wurde, in den Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen zurückführen, wird durch eine Spannung verändert, die vom Paar Brechungsindex-Einstellelektroden 13, die zu beiden Seite des geneigten Teils 12c angeordnet sind, so angelegt wird, daß die Phase der Grundwelle so eingestellt werden kann, daß sie Resonanzbedingungen für die Grundwelle genügt.
  • Die Grundwelle, die im Teil 12a des optischen Wellenleiters 12 zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen nicht in eine Welle der zweiten Harmonischen umgesetzt wird und zum Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen zurückgeführt wird, strahlt im Kontrollwelle-Erzeugungsteil 12d eine Welle der zweiten Harmonischen in das Substrat 11 aus, während sie sich durch den Kontrollwelle- Erzeugungsteil 12d ausbreitet. Die vom Kontrollwelle-Erzeugungsteil 12d ausgestrahlte Welle der zweiten Harmonischen wird vom Ende des Substrats 11 zum Detektor 16 hin abgestrahlt. Der Detektor 16 erfaßt Information über die vom Kontrollwelle-Erzeugungsteil 12d ausgestrahlte Welle der zweiten Harmonischen, und auf Grundlage dieser Information wird die vom Teil 12a des optischen Wellenleiters 12 zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen abgestrahlte Welle der zweiten Harmonischen überwacht. Die Länge des Kontrollwelle-Erzeugungsteils 12d sollte so kurz wie möglich ausgebildet sein, um eine Verschlechterung des Wandlungswirkungsgrades für die Welle der zweiten Harmonischen, die vom Teil 12a zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen abgestrahlt wird, durch die Welle der zweiten Harmonischen zu verhindern, die vom Kontrollwelle-Erzeugungsteil 12a abgestrahlt wird.
  • Beim erfindungsgemäßen optischen Wellenlängenkonverter wurde ein Halbleiterlaser-Bauelement mit einer Ausgangsleistung von 40 mW als Laserstrahlquelle 14 verwendet, und die Länge des Teils 12a des optischen Wellenleiters 12 zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen betrug 5 mm, wodurch eine Welle der zweiten Harmonischen mit einer Ausgangsleistung von 5 mW erhalten wurde.
  • Beim vorstehend beschriebenen Beispiel wurde ein optischer Wellenleiter 12 verwendet, der durch eine Protonenaustauschtechnik in einem kristallinen Substrat 11 aus mit MgO dotiertem LiNbO&sub3; mit Y-Schnitt hergestellt wurde, jedoch besteht keine Beschränkung hierauf; z. B. kann ein optischer Wellenleiter verwendet werden, der auf einem LiNbO&sub3;-Substrat mit Y-Schnitt durch eine Protonenaustauschtechnik unter Verwendung einer Lithiumbenzoat enthaltenden Benzoesäure hergestellt wurde, oder zum Ausbreiten der Grundwelle in der TM- Mode kann ein optischer Wellenleiter verwendet werden, der mit einem LiNbO&sub3;-Substrat mit Z-Schnitt hergestellt wurde. Darüber hinaus kann der schleifenförmige Wellenleiterpfad jede Form aufweisen, solange der Wellenleiterverlust klein ist und er die Grundwelle zum Teil zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen zurückführt. Darüber hinaus kann für das Substrat KTP (Kaliumtitanylphosphat), LiTaO&sub3;, ein organisches, nichtlineares optisches Material oder dergleichen verwendet werden. Ferner ist die Grundwelle nicht auf von Halbleiterlaser-Bauelementen emittierte Halbleiterlaserstrahlen beschränkt, sondern es können von Festkörperlasern wie YAG-Lasern usw. emittierte Laserstrahlen verwendet werden. Selbstverständlich besteht keine Beschränkung für die Wellenlänge des vom Halbleiterlaser-Bauelement emittierten Laserstrahls.
  • Die Grundwelle kann auch über einen optischen Gitterkoppler in den optischen Wellenleiter eingekoppelt werden statt von einem Ende des optischen Wellenleiters aus.
  • Wie vorstehend angegeben, weist der erfindungsgemäße optische Wellenlängenkonverter einen schleifenförmigen optischen Wellenleiter auf, und die Grundwelle, die bei der Ausbreitung durch den optischen Wellenleiter nicht in eine Welle der zweiten Harmonischen umgesetzt wurde, wird zurückgeführt, so daß sie in eine Welle der zweiten Harmonischen umgesetzt werden kann, wodurch die in den optischen Wellenleiter eingeleitete Grundwelle mit hohem Wirkungsgrad in eine Welle der zweiten Harmonischen umgesetzt werden kann, was zu einer Welle der zweiten Harmonischen mit hoher Ausgangsleistung führt.

Claims (6)

1. Optischer Wellenlängenkonverter zum Umsetzen einer Grundwelle in eine Welle einer zweiten Harmonischen oder eine Summenwelle, mit einem Substrat (11) aus einem nichtlinearen optischen Material, einem schleifenförmigen optischen Wellenleiter (12), der auf dem Substrat ausgebildet ist, und einer Einrichtung (15) zum Einleiten der Grundwelle in den optischen Wellenleiter, wobei der Wellenleiter so ausgebildet ist, daß ein spezieller Bereich (12a) desselben dazu in der Lage ist, die umgesetzte Welle (A) abzustrahlen, und daß derjenige Teil der Grundwelle, der nicht in die Welle der zweiten Harmonischen oder die Grundwelle umgesetzt wurde, durch die Schleife (12b - e) in den speziellen Bereich des optischen Wellenleiters zurückgeführt wird.
2. Optischer Wellenlängenkonverter nach Anspruch 1, bei dem der spezielle Bereich des optischen Wellenleiters, der so arbeitet, daß er die Grundwelle in eine Welle der zweiten Harmonischen oder eine Summenwelle umsetzt, ein Teil zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen ist, der linear entlang der Länge des Substrats auf dem Substrat angeordnet ist.
3. Optischer Wellenlängenkonverter nach Anspruch 2, bei dem sich ein Ende des Teils zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen zu einem Ende (11a) des Substrats so fortsetzt, daß dieses Ende des Teils zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen mit diesem Ende des Substrats fluchtet, wobei die Grundwelle über dieses Ende des Teils zum Erzeugen einer Welle der zweiten Harmonischen in den optischen Wellenleiter eingeleitet wird.
4. Optischer Wellenlängenkonverter nach Anspruch 2, bei dem ein optischer Gitterkoppler so auf dem optischen Wellenleiter angeordnet ist, daß die Grundwelle durch den optischen Gitterkoppler in den optischen Wellenleiter eingeleitet werden kann.
5. Optischer Wellenlängenkonverter nach Anspruch 1, der ferner eine Brechungsindex-Einstelleinrichtung (13) aufweist, die in der Nähe eines Teils des restlichen Bereichs (12c) des optischen Wellenleiters angeordnet ist, wobei die Brechungsindex-Einstelleinrichtung so arbeitet, daß sie den Brechungsindex dieses Teils des restlichen Bereichs des optischen Wellenleiters ändert, um dadurch die Phase der Grundwelle einzustellen, die zum genannten speziellen Bereich des optischen Wellenleiters zurückgeführt wird, um Resonanzbedingungen für die Grundwelle zu erfüllen.
6. Optischer Wellenlängenkonverter nach Anspruch 5, bei dem die Brechungsindex-Einstelleinrichtung ein Paar Brechungsindex-Einstellelektroden (13) ist, die zu beiden Seiten des genannten Teils des restlichen Bereichs des optischen Wellenleiters angeordnet sind.
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