JP2010008574A - 光パラメトリック発振波長変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非線形光学結晶に式(1)で表される周期dで正負の極性が交番する周期的分極反転構造を形成し、擬似位相整合を用いて周波数ω3の光1を入射させることで周波数ω3=ω1+ω2の関係を満たす周波数ω1と周波数ω2の各光2、3を出力させる波長変換素子4と、この素子が配置される光共振器5とで構成される光パラメトリック発振波長変換装置であって、非線形光学結晶が窒化物単結晶で構成されていることを特徴とする。
d=m/[(n3/λ3)−(n2/λ2)−(n1/λ1)] (1) [式(1)において、mは位相整合の次数、λ1、λ2、λ3は周波数ω1、ω2、ω3の光の波長、n1、n2、n3は周波数ω1、ω2、ω3の光に対する窒化物単結晶の屈折率]
【選択図】 図1
Description
非線形光学結晶に下記式(1)で表される周期dで正負の極性が交番する周期的分極反転構造を形成し、擬似位相整合を用いて、周波数ω3の光を入射させることにより周波数ω3=ω1+ω2の関係を満たす周波数ω1と周波数ω2の光を出力させる波長変換素子と、入力側ミラーと出力側ミラーから成りこれ等ミラー間に上記波長変換素子が配置される光共振器とで構成される光パラメトリック発振波長変換装置において、
上記非線形光学結晶が窒化物単結晶で構成されていることを特徴とするものである。
[上記式(1)において、mは位相整合の次数、λ1、λ2、λ3はそれぞれ周波数ω1、ω2、ω3の光の波長、n1、n2、n3はそれぞれ周波数ω1、ω2、ω3の光に対する窒化物単結晶の屈折率である]
また、請求項2に係る発明は、
請求項1に記載の発明に係る光パラメトリック発振波長変換装置において、
上記窒化物単結晶がAl1-xGaxN(但し、0≦x≦1)で表される窒化物であることを特徴とし、
請求項3に係る発明は、
請求項1に記載の発明に係る光パラメトリック発振波長変換装置において、
上記窒化物単結晶がAlNであることを特徴とする。
請求項1〜3のいずれかに記載の発明に係る光パラメトリック発振波長変換装置において、
上記窒化物単結晶がバルク状結晶で構成されていることを特徴とし、
請求項5に係る発明は、
請求項1〜3のいずれかに記載の発明に係る光パラメトリック発振波長変換装置において、
上記窒化物単結晶が基板上に形成された薄膜で構成されていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明に係る光パラメトリック発振波長変換装置において、
薄膜が形成される上記基板が、Si、GaAs、AlN、InP、AlGaN、Al2O3、β−Ga2O3のいずれかであることを特徴とし、
請求項7に係る発明は、
請求項1〜6のいずれかに記載の発明に係る光パラメトリック発振波長変換装置において、
上記窒化物単結晶が気相成長法により製造されていることを特徴とする。
請求項1〜6のいずれかに記載の発明に係る光パラメトリック発振波長変換装置において、
上記窒化物単結晶が液相成長法若しくは溶液成長法により製造されていることを特徴とし、
請求項9に係る発明は、
請求項1に記載の発明に係る光パラメトリック発振波長変換素子において、
波長変換して出力される光の少なくとも1つの光が波長1μm〜14μmであることを特徴とするものである。
擬似位相整合によって波長5μm以上の長波長光への波長変換、および、波長変換素子の温度制御によって広い波長可変性を持った連続光源が実現され、レーザー装置の固体化や小型化が図れるという効果を有している。
[上記式(1)において、mは位相整合の次数、λ1、λ2、λ3はそれぞれ周波数ω1、ω2、ω3の光の波長、n1、n2、n3はそれぞれ周波数ω1、ω2、ω3の光に対する窒化物単結晶の屈折率である]
そして、図1に示すように互いに向かい合わせて設置された高反射率の入力側ミラー51と出力側ミラー52から成る光共振器5の中に、周期的分極反転構造が形成された窒化物単結晶(非線形光学結晶)から成る波長変換素子4を配置し、図1と図2に示すように上記入力側ミラー51を介し波長変換素子4の一方の端面から周期的分極反転構造の境界面に垂直に所定の周波数ω3の入射光1を入力すると、波長変換素子4の他方の端面から周波数ω1であるシグナル波2と周波数ω2であるアイドラ波3が出力され、更に波長変換素子4の両側に設置されている入力側ミラー51と出力側ミラー52により発振し、光パラメトリック発振による波長変換装置として機能する。このとき、波長変換素子4の光の入射面または出射面となる窒化物単結晶端面には光学研磨を施し、更に透過する光の波長に対応した反射防止膜を形成すれば波長変換素子としての効率を高めることが出来る。このような周期的分極反転構造を形成する方法としては特に制限はなく、通常行われる高電圧印加による方法を用いれば、窒化物単結晶に対しても容易に周期的分極反転構造を形成することが出来る
ここで、本発明に係る光パラメトリック発振波長変換装置の波長変換素子を構成する窒化物単結晶(非線形光学結晶)としては、Al1-xGaxN(但し、0≦x≦1)で表されるAlNとGaNの混晶が好適であり、特に、波長5μm以上の長波長光を取り出すためにはAlNを用いることが有効である。窒化物単結晶のAlNにおいては、赤外領域での吸収端が14.8μmであるため、波長5μm以上の長波長光(14μm)を取り出せるからである。
[上記式(1)において、mは位相整合の次数、λ1、λ2、λ3はそれぞれ周波数ω1、ω2、ω3の光の波長、n1、n2、n3はそれぞれ周波数ω1、ω2、ω3の光に対する窒化物単結晶の屈折率である]
本実施例ではAlNの有する強誘電性を利用して周期的分極反転構造を形成した。具体的にはAlNが有する自発分極軸であるc軸方向に、自発分極の向きとは逆方向に外部から高電界を印加することによって自発分極の極性を反転させ、分極反転構造を形成した。
2 シグナル光ω1
3 アイドラ光ω2
4 擬似位相整合波長変換素子
5 光共振器
6 周期d
7 成長用ルツボ
8 加熱装置
9 種結晶
10 成長結晶
11 原料
12 高温部
13 低温部
14 成長方位
15 単結晶板
16 下面電極膜
17 上面電極膜
51 入力側ミラー
52 出力側ミラー
Claims (9)
- 非線形光学結晶に下記式(1)で表される周期dで正負の極性が交番する周期的分極反転構造を形成し、擬似位相整合を用いて、周波数ω3の光を入射させることにより周波数ω3=ω1+ω2の関係を満たす周波数ω1と周波数ω2の光を出力させる波長変換素子と、入力側ミラーと出力側ミラーから成りこれ等ミラー間に上記波長変換素子が配置される光共振器とで構成される光パラメトリック発振波長変換装置において、
上記非線形光学結晶が窒化物単結晶で構成されていることを特徴とする光パラメトリック発振波長変換装置。
d=m/[(n3/λ3)−(n2/λ2)−(n1/λ1)] (1)
[上記式(1)において、mは位相整合の次数、λ1、λ2、λ3はそれぞれ周波数ω1、ω2、ω3の光の波長、n1、n2、n3はそれぞれ周波数ω1、ω2、ω3の光に対する窒化物単結晶の屈折率である] - 上記窒化物単結晶がAl1-xGaxN(但し、0≦x≦1)で表される窒化物であることを特徴とする請求項1に記載の光パラメトリック発振波長変換装置。
- 上記窒化物単結晶がAlNであることを特徴とする請求項1に記載の光パラメトリック発振波長変換装置。
- 上記窒化物単結晶がバルク状結晶で構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光パラメトリック発振波長変換装置。
- 上記窒化物単結晶が基板上に形成された薄膜で構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光パラメトリック発振波長変換装置。
- 薄膜が形成される上記基板が、Si、GaAs、AlN、InP、AlGaN、Al2O3、β−Ga2O3のいずれかであることを特徴とする請求項5に記載の光パラメトリック発振波長変換装置。
- 上記窒化物単結晶が気相成長法により製造されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光パラメトリック発振波長変換装置。
- 上記窒化物単結晶が液相成長法若しくは溶液成長法により製造されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光パラメトリック発振波長変換装置。
- 波長変換して出力される光の少なくとも1つの光が波長1μm〜14μmであることを特徴とする請求項1に記載の光パラメトリック発振波長変換装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016508627A (ja) * | 2013-02-13 | 2016-03-22 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 193nmレーザー及び検査システム |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000356793A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 波長変換装置 |
JP2006243390A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電磁波発生素子 |
JP2006251086A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電磁波発生素子 |
WO2006114999A1 (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Kyoto University | 化合物半導体装置及び化合物半導体製造方法 |
JP2007272062A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 波長変換素子及び光モジュール |
-
2008
- 2008-06-25 JP JP2008166020A patent/JP2010008574A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000356793A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 波長変換装置 |
JP2006243390A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電磁波発生素子 |
JP2006251086A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電磁波発生素子 |
WO2006114999A1 (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Kyoto University | 化合物半導体装置及び化合物半導体製造方法 |
JP2007272062A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 波長変換素子及び光モジュール |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016508627A (ja) * | 2013-02-13 | 2016-03-22 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 193nmレーザー及び検査システム |
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