JP2004069869A - 光導波路型ｓｈｇ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】複数色の光を光導波路型ＳＨＧ素子により生成する場合に、装置コストの低減と装置の小型化を図る。
【解決手段】光導波路ＬＧとその光導波路ＬＧに形成される周期ドメイン反転構造ＲＤとを備えて、光導波路ＬＧに入射された光の第２高調波を生成する光導波路型ＳＨＧ素子において、前記周期ドメイン反転構造ＲＤは、出射する複数色の第２高調波に対応して異なる周期を有する複数の周期ドメイン反転構造５４，５５が光の伝播方向に沿って並ぶ状態で形成されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路とその光導波路に形成される周期ドメイン反転構造とを備えて、光導波路に入射された光の第２高調波を生成する光導波路型ＳＨＧ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる光導波路型ＳＨＧ素子は、レーザ光源から出射したレーザ光を光導波路型ＳＨＧ素子に形成された光導波路に入射させ、その光導波路から入射レーザ光の第２高調波（入射光の１／２の波長の光）を取り出す光源装置に用いられ、写真プリント装置や光ディスク装置等の各種の装置の光源として利用されている。
この光源装置に用いられる光導波路型ＳＨＧ素子は、光導波路にいわゆる周期ドメイン反転構造といわれる分極が周期的に反転した構造が形成されて、第２高調波への変換効率の向上を図っている。
従来、複数色のレーザ光を第２高調波を生成することによって得たい場合には、各色毎に光導波路型ＳＨＧ素子を備えるのが一般的であり、１つの光導波路型ＳＨＧ素子内での周期ドメイン反転構造の周期は一定周期であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記従来構成では、光導波路型ＳＨＧ素子を利用して複数色のレーザ光を得ようとすると、必要な色の数と同数の光導波路型ＳＨＧ素子が必要となり、装置コストが増大すると共に、光源装置が大型化してしまう不都合があった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数色の光を光導波路型ＳＨＧ素子により生成する場合に、装置コストの低減と装置の小型化を図る点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記請求項１記載の構成を備えることにより、光導波路とその光導波路に形成される周期ドメイン反転構造とを備えて、光導波路に入射された光の第２高調波を生成する光導波路型ＳＨＧ素子において、前記周期ドメイン反転構造は、出射する複数色の第２高調波に対応して異なる周期を有する複数の周期ドメイン反転構造が光の伝播方向に沿って並ぶ状態で形成されている。
【０００５】
すなわち、前記周期ドメイン反転構造は、その反転周期に対して高効率の第２高調波への変換効率が得られる入射レーザ光の波長範囲が極めて狭い範囲に限られ、その範囲外の波長のレーザ光は、そのまま透過させてしまうという知見に基づいて、複数の波長のレーザ光に対応した周期を有する複数の周期ドメイン反転構造が前記光導波路に沿って並ぶ状態で形成している。このように形成しても、その複数の周期ドメイン反転構造の夫々は、対応する波長のレーザ光についてのみ第２高調波の発生に寄与し、他の波長のレーザ光にはほとんど関与しない。
【０００６】
これによって、周期ドメイン反転構造が単一の光導波路に形成される場合は、単一の光導波路にて複数色の第２高調波を生成できることになり、又、周期ドメイン反転構造が横並び状態の複数の光導波路に亘って形成される場合でも、それら複数の光導波路を近接して配置することが可能となるので、単に単一の光導波路型ＳＨＧ素子で複数色の第２高調波を発生できるにとどまらず、光導波路型ＳＨＧ素子をコンパクトに構成できる。
もって、複数色の光を光導波路型ＳＨＧ素子により生成する場合に、光源装置の装置コストの低減と小型化とを実現できるに至った。
【０００７】
又、上記請求項２記載の構成を備えることにより、前記光導波路は、複数の光導波路が合流点で合流するように構成されている。
すなわち、複数個のレーザ光源から出射されたレーザ光又はそのレーザ光によって生成された第２高調波の光路を合流させることによって、複数色の第２高調波を同一光軸の光ビームとして取り出すことができる。
これによって、光源装置の後段に備えられる光学系を簡素化することができる。
【０００８】
又、上記請求項３記載の構成を備えることにより、前記複数の周期ドメイン反転構造が、前記合流点よりも下流側の前記出力側光導波路に形成されている。
すなわち、複数の周期の周期ドメイン反転構造は、前記合流点よりも上流側の複数の光導波路に亘る状態で形成しても良いが、光導波路の数が少ない前記合流点よりも下流側の出力側光導波路に複数の周期の周期ドメイン反転構造を形成することで、周期ドメイン反転構造を形成する際に位置合わせを容易に行え、且つ、周期ドメイン反転構造をコンパクトに形成することが可能となる。
【０００９】
又、上記請求項４記載の構成を備えることにより、前記合流点よりも上流側の入力側光導波路は、赤色のレーザ光を伝播する第１入力側光導波路と、緑色光の第２高調波を生成するための波長のレーザ光を伝播する第２入力側光導波路と、青色光の第２高調波を生成するための波長のレーザ光を伝播する第３入力側光導波路とを備えて構成され、前記複数の周期ドメイン反転構造は、前記第２入力側光導波路を伝播するレーザ光の波長に対応する周期を有する周期ドメイン反転構造と、前記第３入力側光導波路を伝播するレーザ光の波長に対応する周期を有する周期ドメイン反転構造とによって構成されている。
【００１０】
すなわち、赤色のレーザ光源としては、既に赤色レーザ光を出射する半導体レーザ素子が実用化されており、光導波路型ＳＨＧ素子を必要とはしないのであるが、例えば写真プリント装置の露光用光源のように赤色，緑色，及び，青色のレーザ光を必要として、尚且つ、緑色及び青色の光を単一の光導波路型ＳＨＧ素子にて生成する場合には、赤色のレーザ光を伝播する光導波路を、緑色及び青色の光の生成のための光導波路と共に光導波路型ＳＨＧ素子に作り込んでおくのである。
このように光導波路型ＳＨＧ素子内において赤色のレーザ光を伝播させても、周期ドメイン反転構造は緑色光と青色光の生成のために形成されているので、赤色の入射光にはほとんど関与せず、単なる光導波路として作用することになり、しかも、他の光導波路と共に作り込むことで製造工程が煩雑化してしまうこともない。
従って、光導波路型ＳＨＧ素子からは赤色，緑色，及び，青色の光が単一の光ビームとして得ることができ、光源装置自身の構成及び後段の光学系の構成を極めて簡素化することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光導波路型ＳＨＧ素子を写真プリントシステムにおける露光用の光源装置に備えた場合の実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
本第１実施形態で例示する写真プリントシステムＤＰは、いわゆるデジタルミニラボ機として知られているものであり、図６のブロック構成図に示すように、現像処理済みの写真フィルムやメモリーカード，ＭＯあるいはＣＤ−Ｒ等から写真プリントを作製するための画像データを入力する画像入力装置ＩＲと、画像入力装置ＩＲにて入力した画像データを印画紙２に露光処理する露光・現像装置ＥＰとから構成されている。
〔画像入力装置ＩＲの概略構成〕
画像入力装置ＩＲには、図６に概略的に示すように、写真フィルムの駒画像を読み取るフィルムスキャナ３と、メモリーリーダ，ＭＯドライブ及びＣＤ−Ｒドライブ等を備えた外部入出力装置４と、汎用小型コンピュータシステムにて構成されてフィルムスキャナ３や外部入出力装置４の制御のほか写真プリントシステムＤＰ全体の管理を実行する主制御装置５とが備えられ、更に、主制御装置５には、仕上がりプリント画像をシミュレートしたシミュレート画像や各種の制御用の情報を表示するモニタ５ａと、露光条件の手動設定等や制御情報の入力操作をするための操作卓５ｂとが接続されている。
【００１２】
〔露光・現像装置ＥＰの全体構成〕
露光・現像装置ＥＰは、筐体内部に、画像露光装置ＥＸと、画像露光装置ＥＸにて露光された印画紙２を現像処理する現像処理装置ＰＰと、筐体内に配置された印画紙マガジン６から引き出された印画紙２を多数の搬送ローラ９等にて現像処理装置ＰＰへ搬送する印画紙搬送系ＰＴとが設けられている。
図示を省略するが、露光・現像装置ＥＰの筐体外部には、現像処理装置ＰＰにて現像処理及び乾燥処理された印画紙２をオーダ毎に分類するためのソータが備えられ、このソータへ印画紙２を搬送するコンベア１０が筐体上面に備えられている。
更に、印画紙搬送系ＰＴの搬送経路の途中には、印画紙マガジン６から引き出された長尺の印画紙２を設定プリントサイズに切断するカッタ１１と、一列で搬送される印画紙２を複数の搬送列に振り分けるための振り分け装置１２が備えられている。
【００１３】
〔画像露光装置ＥＸの構成〕
画像露光装置ＥＸは、印画紙２に対して光ビームを走査することにより印画紙２上に露光画像を形成する画像露光ユニット１３と、画像露光ユニット１３を制御する露光制御装置１４とを主要部として構成されている。
〔画像露光ユニット１３の構成〕
画像露光ユニット１３は、レーザを光源として印画紙２上に画像を露光するいわゆるレーザ露光式を採用しており、その概略構成を図５のブロック構成図に示す。
画像露光ユニット１３には、第１レーザ光源ユニット２０と、第２レーザ光源ユニット２１と、第１レーザ光源ユニット２０及び第２レーザ光源ユニット２１から出射される光ビームＬＢのビーム径を調整するためのビームエキスパンダ２２と、シリンドリカルレンズ２３と、２本の光ビームＬＢの光軸を１本の光軸にまとめるプリズム２４と、光ビームＬＢを走査するためのポリゴンミラー２５と、ｆ−θ特性と面倒れ補正機能とを有する結像レンズ群２６とが備えられる他、光ビームＬＢの光路を屈曲させるミラー２７やプリズム２４へ入射する光を規制するアパーチャ２８が配置されている。
【００１４】
〔各レーザ光源ユニット２０，２１の構成〕
第１レーザ光源ユニット２０は、赤色レーザ光を出射する半導体レーザ素子を備えた赤色半導体レーザ装置と、赤色半導体レーザ装置の出射光を集光するレンズとを備えて構成され、第２レーザ光源ユニット２１には、図２に示すように、緑色の第２高調波の生成源となる第１近赤外半導体レーザ装置２１ａと、青色の第２高調波の生成源となる第２近赤外半導体レーザ装置２１ｂと、第１，第２近赤外半導体レーザ装置２１ａ，２１ｂの出射レーザ光の第２高調波を生成する第２高調波発生装置２１ｃと、第２高調波発生装置２１ｃの出射光を集光するレンズ２１ｄとが備えられている。
【００１５】
以下、第２レーザ光源ユニット２１の構成について更に説明する。
第１近赤外半導体レーザ装置２１ａ及び第２近赤外半導体レーザ装置２１ｂは、図４に示すように、半導体レーザ素子４１と、半導体レーザ素子４１を支持するレーザ支持部材４２と、半導体レーザ素子４１の温度調整をするための熱電冷却装置４３とが備えられ、レーザ支持部材４２に形成されたＶ字状溝４２ａに固定される光ファイバー４５にて、図２に示すように、半導体レーザ素子４１の出射光が第２高調波発生装置２１ｃに導かれる。
第１近赤外半導体レーザ装置２１ａと第２近赤外半導体レーザ装置２１ｂとは、使用する半導体レーザ素子４１の発振波長のみが異なり、第１近赤外半導体レーザ装置２１ａでは発振波長が略１０６０ｎｍの半導体レーザ素子４１を使用し、第２近赤外半導体レーザ装置２１ｂでは発振波長が略９６０ｎｍの半導体レーザ素子４１を使用している。
【００１６】
第２高調波発生装置２１ｃは、図３に示すように、光導波路型ＳＨＧ素子５１と、光導波路型ＳＨＧ素子５１を支持するＳＨＧ支持部材５２と、光導波路型ＳＨＧ素子５１の温度調整をするための熱電冷却装置５３とが備えられて構成されて、ＳＨＧ支持部材５２に横並びに形成された２つのＶ字状溝５２ａの夫々に光ファイバー４５の一端が固定されている。２本の光ファイバー４５のうちの一方は、第１近赤外半導体レーザ装置２１ａからのレーザ光を導くものであり、他方は、第２近赤外半導体レーザ装置２１ｂからのレーザ光を導くものである。
【００１７】
光導波路型ＳＨＧ素子５１に形成される光導波路ＬＧは、図１の平面図に示すように、２つの光導波路５１ａが合流点ＪＣで合流するように構成されている。以下、便宜上、前記合流点ＪＣよりも上流側の光導波路５１ａを「入力側光導波路５１ａ」と称し、前記合流点ＪＣよりも下流側の光導波路５１ｂを「出力側光導波路５１ｂ」と称する。
２つの入力側光導波路５１ａに対して２本の光ファイバー４５から夫々レーザ光が入射され、２つの入力側光導波路５１ａを伝播するレーザ光は前記合流点ＪＣで合波されて出力側光導波路５１ｂを伝播し、出力される。
出力側光導波路５１ｂ上に、第１周期ドメイン反転構造５４と第２周期ドメイン反転構造５５の２つの周期ドメイン反転構造ＲＤが光の伝播方向に並ぶ状態で形成されている。尚、図１及び図３では、図面を見易くするために光導波路や各周期ドメイン反転構造を実際の寸法よりも拡大して図示している。
【００１８】
光導波路型ＳＨＧ素子５１は、本実施の形態では基板としてＬｉＮｂＯ_３を用いており、各光導波路ＬＧはプロトン交換法等により形成し、第１，第２周期ドメイン反転構造５４，５５は、電界印加法あるいはＴｉ拡散法等で周期的に分極を反転させることにより形成する。
第１周期ドメイン反転構造５４の周期すなわち、第１周期ドメイン反転構造５４における分極反転領域５４ａの並びピッチＰ１（図１参照）は４〜５μｍに設定してあり、第２近赤外半導体レーザ装置２１ｂから入射された略９６０ｎｍのレーザ光に対応するものであり、第２周期ドメイン反転構造５５の周期すなわち、第２周期ドメイン反転構造５５における分極反転領域５５ａの並びピッチＰ２（図１参照）は６〜８μｍに設定してあり、第１近赤外半導体レーザ装置２１ａから入射された略１０６０ｎｍのレーザ光に対応するものである。
【００１９】
上記のような構成において、第１近赤外半導体レーザ装置２１ａ及び第２近赤外半導体レーザ装置２１ｂに備えられた夫々の半導体レーザ素子４１から出射されたレーザ光は、２本の光ファイバー４５を経て光導波路型ＳＨＧ素子５１の入力側光導波路５１ａに入射し、更に、出力側光導波路５１ｂに伝播する。出力側光導波路５１ｂを伝播する略１０６０ｎｍの波長のレーザ光は、その一部が第２周期ドメイン反転構造５５の作用によって効率良く略５３０ｎｍの緑色光に変換されて出射される。又、出力側光導波路５１ｂを伝播する略９６０ｎｍの波長のレーザ光は、その一部が第１周期ドメイン反転構造５４の作用によって効率良く略４８０ｎｍの青色光に変換されて出射される。これら緑色光と青色光とがレンズ２１ｄにて集光されて、緑色及び青色のビーム光を含む単一の光ビームＬＢとなる。
【００２０】
〔露光制御装置１４の構成〕
露光制御装置１４には、図５に概略的に示すように、上記構成の画像露光ユニット１３を制御するために、画像入力装置ＩＲから入力される画像データを画像露光ユニット１３の露光特性を考慮した画像データに補正演算する画像処理回路３０と、画像処理回路３０にて求められた画像データを赤色，緑色及び青色の各色毎に記憶する画像データメモリ３１と、赤色，緑色及び青色の各色毎に備えられて画像データメモリ３１の出力データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ３２と、各Ｄ／Ａコンバータ３２からの入力信号に応じて各半導体レーザ素子の駆動電流を変調するＬＤ制御回路３３と、各Ｄ／Ａコンバータ３２から送出する画像信号の送出タイミングを制御するタイミング制御回路３４とが備えられている。このように本実施形態では、赤色レーザ光を発生する半導体レーザ素子と、緑色及び青色の第２高調波の発生源となる各半導体レーザ素子とを直接変調することにより光ビームＬＢの各色の強度を変調する場合を例示しているが、例えば音響光学変調素子等を用いて外部変調により光ビームＬＢの各色の強度を変調するように構成しても良い。
【００２１】
〔画像露光装置ＥＸの露光動作〕
次に、上記構成の画像露光ユニット１３及び露光制御装置１４の動作を説明する。
画像入力装置ＩＲから入力された露光用画像データは、画像処理回路３０によって補正演算されて、画像露光ユニット１３によって露光されたときに良好なプリント画像が得られる画像データに変換され、画像データメモリ３１に順次書き込まれる。
画像データメモリ３１に一旦記憶されたデータは、各画素のデータ毎に、タイミング制御回路３４から入力されるクロック信号と同期して画素単位でＤ／Ａコンバータ３２に送られ、アナログ信号に変換された後にＬＤ制御回路３３に送られる。
タイミング制御回路３４は、印画紙搬送系ＰＴから得られる印画紙２の搬送情報に基づいて、印画紙２の前端が所定の露光開始位置まで搬送されて来たことを検知すると、光ビームＬＢの走査位置の検出信号と同期をとりながら、画像露光ユニット１３の露光処理スピードに対応した速度で画像信号を画像露光ユニット１３へ順次送信するように前記クロック信号を生成する。
【００２２】
ＬＤ制御回路３３の制御にて強度変調された赤色，緑色及び青色の光ビームＬＢは、各光学部品を通過してポリゴンミラー２５の反射面に照射され、駆動モータ２５ａにて回転駆動されているポリゴンミラー２５の反射面で反射された光ビームＬＢは、ポリゴンミラー２５の回転軸芯と直交する面内で走査されて、搬送移動される印画紙２上に結像レンズ群２６によって集光される。光ビームＬＢの走査方向は印画紙２の搬送方向と交差（より具体的には、直交）しており、光ビームＬＢの走査方向が主走査方向、印画紙２の搬送方向が副走査方向となる。光ビームＬＢの走査と印画紙２の搬送移動によって、印画紙２上にプリントする画像が潜像として形成される。
【００２３】
〔写真プリントの作製動作〕
次に、上記構成の写真プリントシステムＤＰによる写真プリントの作製動作を概略的に説明する。
操作者が写真フィルムの駒画像について写真プリントの作製を指示入力したときは、主制御装置５は、フィルムスキャナ３に対して写真フィルムの読み取りを指令し、フィルムスキャナ３からその写真フィルムの画像データを順次受取って、内蔵されているメモリに記録する。
一方、操作者がメモリーカード，ＭＯあるいはＣＤ−Ｒ等の記録媒体に記録された画像データについて写真プリントの作製を指示入力したときは、主制御装置５は、外部入出力装置４の該当するドライブに画像データの読み取りを指令し、そのドライブから画像データを順次受取ってメモリに記録する。
【００２４】
主制御装置５は、上記のようにして入力された画像データに基づいて、その画像データによってプリントを作製した場合に得られるであろうシミュレート画像を図示を省略する画像処理回路にて演算して求め、それをモニタ５ａに表示する。
操作者は、このモニタ５ａ上のシミュレート画像を観察して、適正な画像が得られていなければ、操作卓５ｂから露光条件の修正入力操作を行う。
主制御装置５の画像処理回路は、入力された画像データとその修正入力とに従って予め設定された演算条件で赤色、緑色、青色毎の露光用画像データを生成する。
【００２５】
この露光用画像データは、露光・現像装置ＥＰの露光制御装置１４に送られ、上述のようにして印画紙２にプリント画像の潜像が形成される。
画像露光ユニット１３にて露光処理された印画紙２は、印画紙搬送系ＰＴにて現像処理装置ＰＰへ搬送されて、各現像処理タンクを順次通過することにより現像され、現像処理された印画紙２は、更に乾燥処理された後にコンベア１０上に排出され、ソータにてオーダー毎にまとめられる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態を説明する。
本第２実施形態は、画像露光ユニット１３の構成のみが第１実施形態と異なり、写真プリントシステムＤＰの全体構成や、露光制御装置１４の構成、更には、画像露光装置ＥＸの動作や、写真プリントの作製動作は上記第１実施形態と同様であり説明を省略する。
〔画像露光ユニット１３の構成〕
本第２実施形態の画像露光ユニット１３は、上記第１実施形態と同様に、レーザを光源として印画紙２上に画像を露光するいわゆるレーザ露光式を採用しており、その概略構成を図１０のブロック構成図に示す。
画像露光ユニット１３には、レーザ光源ユニット６０と、レーザ光源ユニット６０から出射される光ビームＬＢのビーム径を調整するためのビームエキスパンダ２２と、シリンドリカルレンズ２３と、光ビームＬＢを走査するためのポリゴンミラー２５と、ｆ−θ特性と面倒れ補正機能とを有する結像レンズ群２６とが備えられる他、光ビームＬＢの光路を屈曲させるミラー２７が配置されている。
【００２７】
〔レーザ光源ユニット６０の構成〕
レーザ光源ユニット６０には、図８に示すように、赤色のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ装置６０ａと、緑色の第２高調波の生成源となる第１近赤外半導体レーザ装置６０ｂと、青色の第２高調波の生成源となる第２近赤外半導体レーザ装置６０ｃと、第１，第２近赤外半導体レーザ装置６０ｂ，６０ｃの出射レーザ光の第２高調波を生成する第２高調波発生装置６０ｄと、第２高調波発生装置６０ｄの出射光を集光するレンズ６０ｅとが備えられている。
【００２８】
本第２実施形態の第１近赤外半導体レーザ装置６０ｂ及び第２近赤外半導体レーザ装置６０ｃは上記第１実施形態の構成と同様であり、本第２実施形態では、更に、赤色半導体レーザ装置６０ａも第１近赤外半導体レーザ装置６０ｂ等と同様の構成をとっている。すなわち何れの半導体レーザ装置６０ａ，６０ｂ，６０ｃも、図４に示すように、半導体レーザ素子４１と、半導体レーザ素子４１を支持するレーザ支持部材４２と、半導体レーザ素子４１の温度調整をするための熱電冷却装置４３とが備えられ、レーザ支持部材４２に形成されたＶ字状溝４２ａに固定される光ファイバー４５にて、図８に示すように、半導体レーザ素子４１の出射光が第２高調波発生装置６０ｄに導かれる。
各半導体レーザ装置６０ａ，６０ｂ，６０ｃは使用する半導体レーザ素子４１の発振波長のみが異なり、赤色半導体レーザ装置６０ａでは発振波長が略６８０ｎｍの半導体レーザ素子４１を使用し、第１近赤外半導体レーザ装置６０ｂでは発振波長が略１０６０ｎｍの半導体レーザ素子４１を使用し、第２近赤外半導体レーザ装置６０ｃでは発振波長が略９６０ｎｍの半導体レーザ素子４１を使用している。
【００２９】
第２高調波発生装置６０ｄは、図９に示すように、光導波路型ＳＨＧ素子５１と、光導波路型ＳＨＧ素子５１を支持するＳＨＧ支持部材５２と、光導波路型ＳＨＧ素子５１の温度調整をするための熱電冷却装置５３とが備えられて構成され、本第２実施形態では、ＳＨＧ支持部材５２に横並びに３つのＶ字状溝５２ａが形成されている。これら３つのＶ字状溝５２ａの夫々には、赤色半導体レーザ装置６０ａ，第１近赤外半導体レーザ装置６０ｂ及び第２近赤外半導体レーザ装置６０ｃの夫々の出射光を導く光ファイバー４５の一端が固定されている。
【００３０】
本第２実施形態における光導波路型ＳＨＧ素子５１の光導波路ＬＧは、図７の平面図に示すように、３つの光導波路５１ａが合流点ＪＣで合流するように構成されている。以下、本第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、前記合流点ＪＣよりも上流側の光導波路５１ａを「入力側光導波路５１ａ」と称し、前記合流点ＪＣよりも下流側の光導波路５１ｂを「出力側光導波路５１ｂ」と称する。
本第２実施形態における３つの入力側光導波路５１ａは、赤色半導体レーザ装置６０ａから入射される赤色のレーザ光を伝播する第１入力側光導波路７１，第１近赤外半導体レーザ装置６０ｂから入射される緑色光の第２高調波を生成するための波長（略１０６０ｎｍ）のレーザ光を伝播する第２入力側光導波路７２及び第２近赤外半導体レーザ装置６０ｃから入射される青色光の第２高調波を生成するための波長（略９６０ｎｍ）のレーザ光を伝播する第３入力側光導波路７３からなっており、この３つの入力側光導波路５１ａを伝播するレーザ光が合流点ＪＣで合流して出力側光導波路５１ｂを伝播し、出力される。
出力側光導波路５１ｂ上には、第１周期ドメイン反転構造５４と第２周期ドメイン反転構造５５の２つの周期ドメイン反転構造ＲＤが光の伝播方向に並ぶ状態で形成されている。すなわち、上記第１実施形態とは、赤色のレーザ光を受け入れるための入力側光導波路５１ａが１本増設されている点で上記第１実施形態と異なる。尚、図７では、３本の入力側光導波路５１ａを１箇所で合流させているが、Ｙ分岐の合流点を２箇所設けることによって３本の入力側光導波路５１ａを伝播するレーザ光を合流させるように構成してもよい。更に、図７及び図９では、上記第１実施形態と同様に、図面を見易くするために光導波路や各周期ドメイン反転構造を実際の寸法よりも拡大して図示している。
【００３１】
光導波路型ＳＨＧ素子５１における光導波路ＬＧ及び周期ドメイン反転構造ＲＤの形成方法は上記第１実施形態と同様であり、光導波路型ＳＨＧ素子５１の基板としてＬｉＮｂＯ_３を用いて、各光導波路ＬＧはプロトン交換法等により形成し、第１，第２周期ドメイン反転構造５４，５５は、電界印加法あるいはＴｉ拡散法等で周期的に分極を反転させることにより形成する。
第１周期ドメイン反転構造５４の周期すなわち、第１周期ドメイン反転構造５４における分極反転領域５４ａの並びピッチＰ１（図７参照）は４〜５μｍに設定してあり、第２近赤外半導体レーザ装置６０ｃから入射され第３入力側光導波路７３を伝播した略９６０ｎｍのレーザ光に対応するものであり、第２周期ドメイン反転構造５５の周期すなわち、第２周期ドメイン反転構造５５における分極反転領域５５ａの並びピッチＰ２（図７参照）は６〜８μｍに設定してあり、第１近赤外半導体レーザ装置６０ｂから入射され第２入力側光導波路７２を伝播した略１０６０ｎｍのレーザ光に対応するものである。赤色半導体レーザ装置６０ａの出射レーザ光については、入力側光導波路５１ａ及び出力側光導波路５１ｂを単なる光導波路として利用しているので、対応する周期ドメイン反転構造ＲＤは設けていない。
【００３２】
上記のような構成において、赤色半導体レーザ装置６０ａ，第１近赤外半導体レーザ装置６０ｂ及び第２近赤外半導体レーザ装置６０ｃに備えられた夫々の半導体レーザ素子４１から出射されたレーザ光は、３本の光ファイバー４５を経て光導波路型ＳＨＧ素子５１の入力側光導波路５１ａに入射し、更に、出力側光導波路５１ｂに伝播する。出力側光導波路５１ｂを伝播する略１０６０ｎｍの波長のレーザ光は、その一部が第２周期ドメイン反転構造５５の作用によって効率良く略５３０ｎｍの緑色光に変換されて出射される。又、出力側光導波路５１ｂを伝播する略９６０ｎｍの波長のレーザ光は、その一部が第１周期ドメイン反転構造５４の作用によって効率良く略４８０ｎｍの青色光に変換されて出射される。一方、第１入力側光導波路７１を伝播して出力側光導波路５１ｂに入射した赤色のレーザ光は、そのまま出射される。
これら赤色光，緑色光及び青色光がレンズ６０ｅにて集光されて、赤色，緑色及び青色のビーム光を含む単一の光ビームＬＢとなる。
【００３３】
＜その他の実施形態＞
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記第１実施形態及び第２実施形態では、本発明の光導波路型ＳＨＧ素子５１を、写真プリントシステムＤＰの画像露光装置ＥＸにおいて印画紙２に露光画像を形成するための光源に適用する場合を例示しているが、光ディスク装置の読取り及び記録用の光源として用いる等、種々の用途に用いることができる。
（２）上記第１実施形態及び第２実施形態では、光導波路型ＳＨＧ素子５１から出射する光の色を、緑色及び青色、あるいは、赤色，緑色及び青色とする場合を例示しているが、他の色すなわち他の波長の光を出射するように構成しても良い。
【００３４】
（３）上記第１実施形態及び第２実施形態では、光導波路型ＳＨＧ素子５１において、光導波路ＬＧの合流点ＪＣよりも下流側の出力側光導波路５１ｂに周期ドメイン反転構造ＲＤを形成する場合を例示しているが、光導波路ＬＧにおける合流点ＪＣよりも上流側の入力側光導波路５１ａに複数の周期ドメイン反転構造ＲＤを形成しても良いし、あるいは、前記入力側光導波路５１ａ及び前記出力側光導波路５１ｂの双方に複数の周期ドメイン反転構造ＲＤを形成するように構成しても良い。
更に、上記第１実施形態及び第２実施形態では、周期ドメイン反転構造ＲＤの形成個数を２個としているが、３個以上形成しても良いのはもちろんのことである。
（４）上記第１実施形態及び第２実施形態では、光導波路型ＳＨＧ素子５１の基板材料としてＬｉＮｂＯ_３を例示しているが、例えばＬｉＴａＯ_３やＫＴＰ等の他の材料を用いても良い。
【００３５】
（５）上記第１実施形態及び第２実施形態では、光導波路型ＳＨＧ素子５１にて第２高調波を発生させるためのレーザ光源として半導体レーザ素子４１を用いる場合を例示しているが、例えばＹＡＧレーザ等の半導体レーザ素子以外のレーザ光源を用いても良い。
（６）上記第１実施形態及び第２実施形態では、半導体レーザ素子４１の出射光を光ファイバー４５にて光導波路型ＳＨＧ素子５１へ導く場合を例示しているが、半導体レーザ素子４１を入力側光導波路５１ａの光入射端に近接配置して、半導体レーザ素子４１の出射光を直接に入力側光導波路５１ａへ入射させるように構成しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
上記請求項１記載の構成によれば、前記周期ドメイン反転構造は、その反転周期に対して高効率の第２高調波への変換効率が得られる入射レーザ光の波長範囲が極めて狭い範囲に限られ、その範囲外の波長のレーザ光は、そのまま透過させてしまうという知見に基づいて、複数の波長のレーザ光に対応した周期を有する複数の周期ドメイン反転構造が前記光導波路に沿って並ぶ状態で形成している。
これによって、周期ドメイン反転構造が単一の光導波路に形成される場合は、単一の光導波路にて複数色の第２高調波を生成できることになり、又、周期ドメイン反転構造が横並び状態の複数の光導波路に亘って形成される場合でも、それら複数の光導波路を近接して配置することが可能となるので、単に単一の光導波路型ＳＨＧ素子で複数色の第２高調波を発生できるにとどまらず、光導波路型ＳＨＧ素子をコンパクトに構成できる。
もって、複数色の光を光導波路型ＳＨＧ素子により生成する場合に、光源装置の装置コストの低減と小型化とを実現できるに至った。
【００３７】
又、上記請求項２記載の構成によれば、複数個のレーザ光源から出射されたレーザ光又はそのレーザ光によって生成された第２高調波の光路を合流させることによって、複数色の第２高調波を同一光軸の光ビームとして取り出すことができ、光源装置の後段に備えられる光学系を簡素化することができる。
又、上記請求項３記載の構成によれば、複数の周期の周期ドメイン反転構造は、複数の入力側光導波路に亘る状態で形成しても良いが、光導波路の数が少ない出力側光導波路に複数の周期の周期ドメイン反転構造を形成することで、周期ドメイン反転構造を形成する際に位置合わせを容易に行え、且つ、周期ドメイン反転構造をコンパクトに形成することが可能となる。
【００３８】
又、上記請求項４記載の構成によれば、赤色のレーザ光源としては、既に赤色レーザ光を出射する半導体レーザ素子が実用化されており、光導波路型ＳＨＧ素子を必要とはしないのであるが、例えば写真プリント装置の露光用光源のように赤色，緑色，及び，青色のレーザ光を必要として、尚且つ、緑色及び青色のレーザ光を単一の光導波路型ＳＨＧ素子にて生成する場合には、赤色のレーザ光を伝播する光導波路を、緑色及び青色のレーザ光の生成のための光導波路と共に光導波路型ＳＨＧ素子に作り込んでおくことで、製造工程の煩雑化を回避しながら、光導波路型ＳＨＧ素子からは赤色，緑色，及び，青色のレーザ光が単一の光ビームとして得ることができ、光源装置自身の構成及び後段の光学系の構成を極めて簡素化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光導波路型ＳＨＧ素子の平面図
【図２】本発明の第１実施形態にかかる露光用光源の概略構成図
【図３】本発明の第１実施形態にかかる第２高調波発生装置の斜視図
【図４】本発明の第１実施形態にかかる半導体レーザ装置の斜視図
【図５】本発明の第１実施形態にかかる画像露光装置の概略構成図
【図６】本発明の第１実施形態にかかる写真プリントシステムのブロック構成図
【図７】本発明の第２実施形態にかかる光導波路型ＳＨＧ素子の平面図
【図８】本発明の第２実施形態にかかる露光用光源の概略構成図
【図９】本発明の第２実施形態にかかる第２高調波発生装置の斜視図
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる画像露光装置の概略構成図
【符号の説明】
ＪＣ　　合流点
ＬＧ　　光導波路
ＲＤ　　周期ドメイン反転構造
５１ａ　入力側光導波路
５１ｂ　出力側光導波路
７１　　第１入力側光導波路
７２　　第２入力側光導波路
７３　　第３入力側光導波路

Claims (4)

1. 光導波路とその光導波路に形成される周期ドメイン反転構造とを備えて、光導波路に入射された光の第２高調波を生成する光導波路型ＳＨＧ素子であって、
   前記周期ドメイン反転構造は、出射する複数色の第２高調波に対応して異なる周期を有する複数の周期ドメイン反転構造が光の伝播方向に沿って並ぶ状態で形成されている光導波路型ＳＨＧ素子。
2. 前記光導波路は、複数の光導波路が合流点で合流するように構成されている請求項１記載の光導波路型ＳＨＧ素子。
3. 前記複数の周期ドメイン反転構造が、前記合流点よりも下流側の出力側光導波路に形成されている請求項２記載の光導波路型ＳＨＧ素子。
4. 前記合流点よりも上流側の入力側光導波路は、赤色のレーザ光を伝播する第１入力側光導波路と、緑色光の第２高調波を生成するための波長のレーザ光を伝播する第２入力側光導波路と、青色光の第２高調波を生成するための波長のレーザ光を伝播する第３入力側光導波路とを備えて構成され、
   前記複数の周期ドメイン反転構造は、前記第２入力側光導波路を伝播するレーザ光の波長に対応する周期を有する周期ドメイン反転構造と、前記第３入力側光導波路を伝播するレーザ光の波長に対応する周期を有する周期ドメイン反転構造とによって構成されている請求項２又は３記載の光導波路型ＳＨＧ素子。

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