JP3332497B2 - Wavelength converter - Google Patents

Wavelength converter

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JP3332497B2
JP3332497B2 JP23919993A JP23919993A JP3332497B2 JP 3332497 B2 JP3332497 B2 JP 3332497B2 JP 23919993 A JP23919993 A JP 23919993A JP 23919993 A JP23919993 A JP 23919993A JP 3332497 B2 JP3332497 B2 JP 3332497B2
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multilayer film
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和思 森
光晴 松本
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Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光の波長を短波長にす
る波長変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength converter for shortening the wavelength of light.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報の高密度化に伴い、光データ
処理装置又は光通信デバイスに使用する光をより短波長
化する研究が進められている。また医療,化学産業等の
種々の分野においても短波長コヒーレント光の需要が高
まっている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in information density, researches for shortening the wavelength of light used in an optical data processing device or an optical communication device have been advanced. In various fields such as the medical and chemical industries, the demand for short-wavelength coherent light is increasing.

【0003】短波長コヒーレント光を得る方法の1つと
して、非線形光学材料を用い、第2高調波発生(SH
econd armonic eneration)等の非線形相互作
用を利用する方法があり、これを実現する波長変換装置
の研究が活発に行われている。このような異なった波長
間での非線形相互作用においては、エネルギ保存のもと
での位相整合が重要である。この条件が満足されない状
態では、相互作用により発生する非線形分極波と光波と
の間で干渉を生じ大きな変換効率が得られない。
One of the methods for obtaining short wavelength coherent light is as follows.
Then, using a nonlinear optical material, the second harmonic generation (SH
G:SecondHarmonicGeneration)
There is a wavelength conversion device that realizes this.
Research is being actively conducted. Such different wavelengths
In a nonlinear interaction between
Is important. Condition that this condition is not satisfied
In the state, the nonlinear polarization wave and light wave generated by the interaction
Interference occurs between them, and large conversion efficiency cannot be obtained.

【0004】上述の如き波長変換装置の1つとして、特
開昭61-18934号公報には、LiNbO3 基板上にプロト
ン交換により作製された埋込型チャネル導波路の一端面
から基本波を入射すると、SH波が基板側へ斜めに出射
されるものが開示されている。この波長変換装置におけ
る位相整合法はチェレンコフ放射型と呼ばれており、基
本波の波長の変動に対する変換効率の変動率が極めて小
さいという利点がある。
[0004] As one of the wavelength converters described above, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-18934 discloses that a fundamental wave is incident from one end face of a buried type channel waveguide produced by proton exchange on a LiNbO 3 substrate. Then, a device in which the SH wave is emitted obliquely to the substrate side is disclosed. The phase matching method in this wavelength converter is called a Cherenkov radiation type, and has an advantage that the rate of change in the conversion efficiency with respect to the change in the wavelength of the fundamental wave is extremely small.

【0005】また特開平2-12135号公報には、LiTa
3 基板上に結晶成長したLiNbO3 単結晶薄膜の一
端面からTMモードで導波するように基本波を入射する
と、TEモードのSH波導波光が発生する波長変換装置
が開示されている。このときの位相整合法はモード分散
位相整合法と呼ばれており、大きな変換効率及び良質の
ビーム形状が得られるという利点がある。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-12135 discloses LiTa.
A wavelength conversion device has been disclosed in which when a fundamental wave is incident from one end face of a LiNbO 3 single crystal thin film crystal-grown on an O 3 substrate so as to be guided in a TM mode, SH wave guided light in a TE mode is generated. The phase matching method at this time is called a mode dispersion phase matching method, and has an advantage that a large conversion efficiency and a good beam shape can be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の如
きチェレンコフ放射型の従来装置は、変換効率が高くと
も1%程度と低く、また複屈折性基板中に放射されるた
めビーム形状が悪いという問題がある。一方、モード分
散位相整合法による従来装置は、位相整合を満足するた
めには導波路形状及び基本波波長を厳密に制御する必要
があるという問題がある。本発明は、斯かる事情に鑑み
てなされたものであり、基本波は非線形光学媒質層を伝
搬する導波モードとなり、第2高調波は非線形光学媒質
層内を伝搬することができない放射モードとなる構造と
することにより、従来より高い変換効率にて良品質なビ
ームが得られる波長変換装置を提供することを目的とす
る。
However, the conventional Cherenkov radiation type device as described above has a problem that the conversion efficiency is as low as about 1% at the highest, and the beam shape is poor because it is radiated into the birefringent substrate. is there. On the other hand, the conventional device using the mode dispersion phase matching method has a problem that it is necessary to strictly control the shape of the waveguide and the wavelength of the fundamental wave in order to satisfy the phase matching. The present invention has been made in view of such circumstances, and the fundamental wave is a guided mode that propagates through the nonlinear optical medium layer, and the second harmonic is a radiation mode that cannot propagate through the nonlinear optical medium layer. It is an object of the present invention to provide a wavelength converter capable of obtaining a high-quality beam with a higher conversion efficiency than the conventional one.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1にかかる発明
は、一方の端面から基本波を入射し、非線形光学効果に
より、他方の端面から第2高調波を発生させる波長変換
装置において、基板上に、非線形光学媒質層と、複数種
の層を一定の順番で積層したものを繰り返し積層するこ
とで多層化した周期多層膜層とを積層しており、前記一
方の端面から入射した基本波は前記非線形光学媒質層内
をブラッグ反射導波モードで伝搬し、前記非線形光学媒
質層内で発生した第2高調波は該非線形光学媒質層から
前記周期多層膜層に放射され、該周期多層膜層内を伝搬
し、他方の端面から出射することを特徴とする。請求項
2にかかる発明は、一方の端面から基本波を入射し、非
線形光学効果により、他方の端面から第2高調波を発生
させる波長変換装置において、基板上に、非線形光学媒
質層と、2種類の層を繰り返し積層することで多層化し
た周期多層膜層とを積層しており、前記周期多層膜を構
成する2種類の層は、各々の材料の屈折率を夫々n a
b (n a <n b )、膜厚a、bとした場合、基本波に対
して、
According to a first aspect of the present invention, there is provided a wavelength conversion apparatus for receiving a fundamental wave from one end face and generating a second harmonic from the other end face by a nonlinear optical effect. In addition, a non-linear optical medium layer and a periodic multilayer film layer formed by repeatedly laminating a plurality of types of layers laminated in a certain order are laminated, and the fundamental wave incident from the one end face is The second harmonic generated in the nonlinear optical medium layer propagates in the nonlinear optical medium layer in a Bragg reflection guided mode, and is radiated from the nonlinear optical medium layer to the periodic multilayer layer. It propagates through the inside and exits from the other end face. Such invention in claim 2, incident fundamental wave from one end face, by a nonlinear optical effect, in the wavelength conversion device for generating a second harmonic from the other end face, on a substrate, and a non-linear optical medium layer, 2 A periodic multilayer film layer is formed by repeatedly laminating various types of layers, and the two types of layers constituting the periodic multilayer film have a refractive index of each material of n a ,
When n b (n a <n b ) and film thicknesses a and b, the fundamental wave
do it,

【数4】 を満たし、前記非線形光学媒質層内で発生した第2高調
波に対して、
(Equation 4) The filled, for the second harmonic wave generated in the nonlinear optical medium layer,

【数5】 を満たし、上式(1)及び(2)中のA、Dは(Equation 5) And A and D in the above equations (1) and (2) are

【数6】 であらわされることを特徴とする。(Equation 6) It is characterized by being represented by

【0008】第2発明に係る波長変換装置は、第1発明
において、前記非線形光学媒質層がLiNbO3 の単結
晶からなることを特徴とする。
[0008] A wavelength converter according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the nonlinear optical medium layer is made of a single crystal of LiNbO 3 .

【0009】[0009]

【作用】本発明にあっては、基本波は非線形光学媒質層
ブラッグ反射条件で伝搬する導波モードとなり、第2
高調波は非線形光学媒質層内から周期多層膜層に放射さ
れるモードとなるような周期多層膜層することによ
り、第2高調波は、基本波波長の変動に対する変換効率
の変動率が小さいチェレンコフ放射型位相整合により効
率良く周期多層膜層側へ放射され、また発生した第2高
調波は、複数種の層を一定の順番で積層したものを繰り
返し積層することで多層化した周期多層膜層を伝搬した
後に外部に出射されるので、ビーム形状が良好となる。
In the present invention, the fundamental wave becomes a guided mode that propagates through the nonlinear optical medium layer under Bragg reflection conditions .
Harmonics are radiated from the nonlinear optical medium layer to the periodic multilayer layer.
With periodic multilayer film such that the mode, the second harmonic is radiated efficiently to the periodic multilayer film side by variation rate is small Cherenkov radiation type phase matching of the conversion efficiency with respect to the variation of the fundamental wave wavelengths In addition, the generated second harmonic is obtained by laminating a plurality of types of layers in a certain order.
Since the light is emitted to the outside after being propagated through the multilayered multilayer film layer formed by the repeated stacking , the beam shape is improved .

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は、本発明に係る波長変換装
置を示す模式的斜視図である。図中1は、ZカットLi
TaO3 からなる基板であり、基板1上には厚み 2.7μ
m のLiNbO3 からなる非線形光学媒質層2が形成し
てあり、さらにこの上にTiO2 とCeO2 とを、この
順に各厚み 0.285μm で10ペア積層した周期多層膜層3
が堆積してある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a wavelength converter according to the present invention. 1 in the figure is Z-cut Li
The substrate is made of TaO 3 and has a thickness of 2.7μ on the substrate 1.
m, a non-linear optical medium layer 2 made of LiNbO 3 is formed thereon, and a periodic multilayer film layer 3 is further formed by stacking 10 pairs of TiO 2 and CeO 2 in this order with a thickness of 0.285 μm.
Is deposited.

【0011】この波長変換装置の一端面の非線形光学媒
質層2に基本波を入射すると、基本波は非線形光学媒質
層2内をブラッグ反射導波モードで伝搬し、発生したS
H波は周期多層膜層3側に放射され、かつ周期多層膜層
3内を伝搬し、他端面から出射されるようになしてあ
る。このときSH波が薄膜構造の周期多層膜層3を伝搬
し湾曲することが少なくなるので、ビーム形状をより円
形に近づけることができる。しかもこのときの位相整合
は非線形光学媒質層2及び周期多層膜層3を構成する材
料の各膜厚により制御することができるので、従来より
容易に製造することが可能となる。
When a fundamental wave is incident on the nonlinear optical medium layer 2 on one end face of the wavelength converter, the fundamental wave propagates in the nonlinear optical medium layer 2 in a Bragg reflection guided mode, and the generated S
The H wave is radiated toward the periodic multilayer film layer 3, propagates through the periodic multilayer film layer 3, and is emitted from the other end surface. At this time, since the SH wave is less likely to propagate and bend through the periodic multilayer film layer 3 having the thin film structure, the beam shape can be made more circular. In addition, the phase matching at this time can be controlled by the thickness of each of the materials constituting the nonlinear optical medium layer 2 and the periodic multilayer film layer 3, so that it is possible to manufacture the device more easily than before.

【0012】このような非線形光学媒質層2及び周期多
層膜層3の膜厚の決定方法について説明する。発明者ら
が検討した結果、周期多層膜層3を構成する材料のどち
らか一方、又は両方の屈折率が非線形光学媒質層2の屈
折率よりも大きい場合に上述の伝搬を実現することが判
っている。従って、周期多層膜層3を構成する2種類の
多層膜材料A,Bの屈折率を夫々na ,nb (na <n
b )、膜厚をa,bとした場合に、基本波に対して、
A method for determining the film thickness of the nonlinear optical medium layer 2 and the periodic multilayer film layer 3 will be described. As a result of the study by the inventors, it has been found that the above-described propagation is realized when one or both of the materials constituting the periodic multilayer film layer 3 have a refractive index higher than that of the nonlinear optical medium layer 2. ing. Therefore, periodic multilayer film 3 constituting the two multilayer material A, the refractive index each n a of B, n b (n a < n
b ), when the film thicknesses are a and b,

【0013】[0013]

【数7】 (Equation 7)

【0014】またSH波に対して、For SH waves,

【0015】[0015]

【数8】 (Equation 8)

【0016】を満足させれば、非線形光学媒質層2に対
して基本波はブラッグ反射導波モード、SH波は放射モ
ードとなる。但し、上式中A,Dは次式で与えられる。
If the above condition is satisfied, the fundamental wave becomes a Bragg reflection guided mode and the SH wave becomes a radiation mode with respect to the nonlinear optical medium layer 2. Where A and D are given by the following equations.

【0017】[0017]

【数9】 (Equation 9)

【0018】本実施例では、(1),(2)式を満たす
材料として、多層膜材料AにCeO2 を、多層膜材料B
にTiO2 を使用している。図2はこれらの材料を使用
した場合の各膜厚において、基本波が(1)式を満足す
る範囲を網かけで表し、SH波が(2)式を満足しない
範囲を斜線で表したグラフである。なおこのグラフは基
本波波長を0.84μm とし、基本波の実効屈折率を2.25、
SH波の実効屈折率を2.45とした場合を示している。そ
して本実施例では、図2に示すグラフにおけるP点を採
用し、a=b= 0.285μm とした。なおSH波に対して
は、この条件で他の実効屈折率値に変更しても(2)式
を満たすという結果が得られた。また基本波に対しては
非線形光学媒質層2の厚みを 2.7μm とすることによ
り、実効屈折率を2.25に固定することができた。
In this embodiment, as a material satisfying the expressions (1) and (2), the multilayer film material A is made of CeO 2 and the multilayer film material B is made of CeO 2.
Uses TiO 2 . FIG. 2 is a graph in which the range in which the fundamental wave satisfies the expression (1) is indicated by shading, and the range in which the SH wave does not satisfy the expression (2) is indicated by hatching in each film thickness when these materials are used. It is. In this graph, the fundamental wave wavelength is 0.84 μm, the effective refractive index of the fundamental wave is 2.25,
The case where the effective refractive index of the SH wave is 2.45 is shown. In this embodiment, the point P in the graph shown in FIG. 2 is adopted, and a = b = 0.285 μm. It should be noted that for the SH wave, a result was obtained in which the equation (2) was satisfied even when the effective refractive index value was changed to another value under this condition. For the fundamental wave, the effective refractive index could be fixed at 2.25 by setting the thickness of the nonlinear optical medium layer 2 to 2.7 μm.

【0019】次に上述の設定値に基づいた製造方法は以
下のとおりである。即ちZカットLiTaO3 基板上
に、非線形光学媒質層2として厚み 2.7μm のLiNb
3 を結晶成長し、さらにEB蒸着にて温度 350℃で多
層膜材料BのTiO2 と多層膜材料AのCeO2 とを、
この順に各厚み 0.285μm で10ペア積層して周期多層膜
層3を形成する。そして素子長が10mmになるように切断
し、両端面を研磨する。このようにして製造した波長変
換装置に波長0.84μm の半導体レーザ光(赤色) をTM
モードで約40mW入射したところ、約 1.2mWの青色S
H波が良好なビーム形状で周期多層膜層3から出射され
た。
Next, a manufacturing method based on the above set values is as follows. That is, on a Z-cut LiTaO 3 substrate, a 2.7 μm thick LiNb
O 3 is crystal-grown, and TiO 2 of the multilayer material B and CeO 2 of the multilayer material A are mixed at 350 ° C. by EB evaporation.
In this order, ten pairs of layers each having a thickness of 0.285 μm are laminated to form the periodic multilayer film layer 3. Then, cutting is performed so that the element length becomes 10 mm, and both end surfaces are polished. A 0.84 μm wavelength semiconductor laser beam (red) was applied to the wavelength converter manufactured in this manner by TM.
In the mode, about 40 mW incident, blue S of about 1.2 mW
The H wave was emitted from the periodic multilayer film 3 in a good beam shape.

【0020】図4は、本発明装置の他の実施例を示す斜
視図である。本実施例では、導波路として、その上層部
分をチャネル化した非線形光学媒質層12としている。こ
のチャネル化は、導波路部分の両側に、表面から一定深
さまでイオン(He+ イオン)を注入することにより、
低屈折率化してイオン注入部6を形成して行っている。
このような構成とすることにより、図1に示す実施例よ
り変換効率を高めることができる。
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the apparatus of the present invention. In the present embodiment, the waveguide is a nonlinear optical medium layer 12 whose upper layer is channeled. This channelization is performed by injecting ions (He + ions) to a certain depth from the surface on both sides of the waveguide portion,
The ion implantation part 6 is formed by lowering the refractive index.
With such a configuration, the conversion efficiency can be increased as compared with the embodiment shown in FIG.

【0021】図5は、本発明装置のさらに他の実施例を
示す斜視図である。本実施例では、非線形光学媒質層2
上に導波路として、チャネル化した周期多層膜層13を形
成してある。このような構成とすることにより、図1に
示す実施例より変換効率を高めることができる。さらに
変換効率を向上させるために例えば図4及び図5に示す
構造を合わせた構造、即ち非線形光学媒質層及び周期多
層膜層をチャネル化した構造とした場合は、より高い変
換効率を期待することができる。
FIG. 5 is a perspective view showing still another embodiment of the apparatus of the present invention. In the present embodiment, the nonlinear optical medium layer 2
A periodic multilayer film layer 13 formed as a waveguide is formed thereon as a waveguide. With such a configuration, the conversion efficiency can be increased as compared with the embodiment shown in FIG. In order to further improve the conversion efficiency, for example, when a structure obtained by combining the structures shown in FIGS. 4 and 5, that is, a structure in which the nonlinear optical medium layer and the periodic multilayer film are channeled, higher conversion efficiency is expected. Can be.

【0022】なお周期多層膜層3のペア数については、
ブラッグ反射率が適当となるペア数を適宜選択すればよ
い。また本実施例では、非線形光学媒質層2をLiTa
3 基板上に結晶成長したLiNbO3 により形成した
が、LiNbO3 基板をプロトン交換して形成してもよ
く、高エネルギーイオン注入によりLiNbO3 基板表
面から深い位置にバッファ層を形成し、それより浅い層
を導波路としてもよい。またLiNbO3 以外の非線形
光学材料、例えばLiTaO3 ,KNbO3 ,KTP、
又は有機非線形光学材料を用いても本発明に係る波長変
換装置を実現することができる。さらに周期多層膜層3
の材料もCeO2 ,TiO2 に限らず、SiN等の他の
無機誘電体材料、SiC,ZnS等のアモルファス半導
体材料、又は有機誘電体材料でもよく、成膜方法もEB
蒸着に限らず、スパッタリング法,CVD法、また材料
によってはゾルゲル法等、他の方法を使用することも可
能である。
The number of pairs of the periodic multilayer film layer 3 is as follows.
The number of pairs at which the Bragg reflectance becomes appropriate may be appropriately selected. In this embodiment, the nonlinear optical medium layer 2 is made of LiTa.
O 3 was formed by LiNbO 3 was grown on the substrate may be formed by a LiNbO 3 substrate and the proton exchange, to form a buffer layer at a deep position from the LiNbO 3 substrate surface by high-energy ion implantation, than A shallow layer may be used as the waveguide. Non-linear optical materials other than LiNbO 3 , such as LiTaO 3 , KNbO 3 , KTP,
Alternatively, even if an organic nonlinear optical material is used, the wavelength converter according to the present invention can be realized. Further, the periodic multilayer film layer 3
Is not limited to CeO 2, TiO 2 material, other inorganic dielectric material such as SiN, SiC, amorphous semiconductor materials such as ZnS, or organic dielectric materials may be also a film forming method EB
Not only the vapor deposition but also other methods such as a sputtering method, a CVD method, and a sol-gel method depending on a material can be used.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように本発明にかかる波長変換装
置は、基本波は非線形光学媒質層をブラッグ反射条件で
伝搬する導波モードとなり、第2高調波は非線形光学媒
質層内から周期多層膜層に放射されるモードとなるよう
な周期多層膜層することにより、第2高調波は基本波
波長の変動に対する変換効率の変動率が小さいチェレン
コフ放射型位相整合により効率良く周期多層膜層側へ放
射され、また発生した第2高調波は、薄膜を多周期積層
した周期多層膜層を伝搬した後に外部に出射されるの
で、高品質のビームが得られる等、本発明は優れた効果
を奏する。
As described above, in the wavelength converter according to the present invention, the fundamental wave becomes a guided mode that propagates through the nonlinear optical medium layer under the Bragg reflection condition, and the second harmonic wave is generated in the nonlinear optical medium layer. with periodic multilayer film such that the mode emitted periodically multilayer film from the inner, second harmonic efficiently by variation rate is small Cherenkov radiation type phase matching of the conversion efficiency with respect to the variation of the fundamental wave wavelengths The second harmonic emitted and emitted to the periodic multilayer film side is emitted to the outside after propagating through the periodic multilayer film in which thin films are stacked in multiple cycles, so that a high-quality beam can be obtained. Has an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る波長変換装置を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a wavelength converter according to the present invention.

【図2】多層膜材料の設定可能な膜厚を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing a settable film thickness of a multilayer material.

【図3】基本波及びSH波の電磁界分布を模式的に示す
図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing electromagnetic field distributions of a fundamental wave and an SH wave.

【図4】本発明に係る波長変換装置の他の実施例を示す
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the wavelength converter according to the present invention.

【図5】本発明に係る波長変換装置のさらに他の実施例
を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing still another embodiment of the wavelength converter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2,12 非線形光学媒質層 3,13 周期多層膜層 4 基本波 5 SH波(第2高調波) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 12 Nonlinear optical medium layer 3, 13 Periodic multilayer film layer 4 Fundamental wave 5 SH wave (2nd harmonic)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−113227(JP,A) 特開 平1−319021(JP,A) 特開 平1−105220(JP,A) 特開 昭64−90427(JP,A) G.LEO,et.al.,Cher enkov Second−Harmo nic Generation in Multilayer Wavegui de Structures,IEEE JOURNAL OF QUANTU M ELECTRONICS,Vol. 28,No.2,pp.534−546 P.M.LAMBKIN,et.a l.,Nonlinear Semic onductor Bragg Ref lection Waveguide Structures,IEEE JO URNAL OF QUANTUM E LECTRONICS,Vol.27,N o.3,pp.824−829 P.YEH,et.al.,Elec tromagnetic propag ation in periodic stratified media. I.General theory,J ournal of the Opti cal Society of Ame rica,Vol.67,No.4,p p.423−438 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/35 - 1/39 JICSTファイル(JOIS)Continuation of front page (56) References JP-A-2-113227 (JP, A) JP-A-1-310902 (JP, A) JP-A-1-105220 (JP, A) JP-A-64-90427 (JP) , A) G. LEO, et. al. 28, No. 28, No. 28, No. 4, pp.,, Chernkov Second-Harmonic Generation in Multilayer Waveguide de Structures, IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, Vol. 2, pp. 534-546P. M. LAMBKIN, et. a l. , Nonlinear Semiconductor Conductor Bragg Reflection Waveguide Structures, IEEE JORNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, Vol. 27, No. 3, pp. 824-829 p. YEH, et. al. I., Electromagnetic propagation in periodic stratified media. General theory, Journal of the Optic Society of America, Vol. 67, no. 4, pp. 423-438 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/35-1/39 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一方の端面から基本波を入射し、非線形光
学効果により、他方の端面から第2高調波を発生させる
波長変換装置において、基板上に、非線形光学媒質層
と、複数種の層を一定の順番で積層したものを繰り返し
積層することで多層化した周期多層膜層とを積層してお
り、 前記一方の端面から入射した基本波は前記非線形光学媒
質層内をブラッグ反射導波モードで伝搬し、前記非線形
光学媒質層内で発生した第2高調波は該非線形光学媒質
層から前記周期多層膜層に放射され、該周期多層膜層内
を伝搬し、他方の端面から出射する ことを特徴とする波
長変換装置。
1. A non-linear optical system in which a fundamental wave is incident from one end face.
In a wavelength conversion device that generates a second harmonic from the other end face due to a chemical effect, a layer in which a non-linear optical medium layer and a plurality of types of layers are laminated in a certain order on a substrate is repeated.
The periodic multilayer film layer that has been multilayered by laminating
The fundamental wave incident from the one end face is the nonlinear optical medium.
In the Bragg reflection guided mode in the
The second harmonic generated in the optical medium layer is the second harmonic.
Radiated from the layer to the periodic multilayer layer,
, And exits from the other end face .
【請求項2】一方の端面から基本波を入射し、非線形光
学効果により、他方の端面から第2高調波を発生させる
波長変換装置において、基板上に、非線形光学媒質層
と、2種類の層を繰り返し積層することで多層化した周
期多層膜層とを積層しており、 前記周期多層膜を構成する2種類の層は、各々の材料の
屈折率を夫々n a 、n b (n a <n b )、膜厚a、bとした
場合、基本波に対して、 【数1】 を満たし、前記非線形光学媒質層内で発生した第2高調
波に対して、 【数2】 を満たし、上式(1)及び(2)中のA、Dは 【数3】 であらわされることを特徴とする波長変換装置。
2. A wavelength conversion device for injecting a fundamental wave from one end face and generating a second harmonic from the other end face by a non-linear optical effect, wherein a nonlinear optical medium layer and two types of layers are provided on a substrate. and laminating the multi-layered periodic multilayer film by repeatedly laminating the two types of layers constituting the periodic multilayer film, each of the material
The refractive index each n a, n b (n a <n b), and the thickness a, a b
In the case, for the fundamental wave, The filled, for the second harmonic wave generated in the nonlinear optical medium layer, Equation 2] And A and D in the above equations (1) and (2) are given by: A wavelength converter characterized by the following.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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G.LEO,et.al.,Cherenkov Second−Harmonic Generation in Multilayer Waveguide Structures,IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,Vol.28,No.2,pp.534−546
P.M.LAMBKIN,et.al.,Nonlinear Semiconductor Bragg Reflection Waveguide Structures,IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,Vol.27,No.3,pp.824−829
P.YEH,et.al.,Electromagnetic propagation in periodic stratified media.I.General theory,Journal of the Optical Society of America,Vol.67,No.4,pp.423−438

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