JPH01172935A - 非線形光学素子 - Google Patents
非線形光学素子Info
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- JPH01172935A JPH01172935A JP33197387A JP33197387A JPH01172935A JP H01172935 A JPH01172935 A JP H01172935A JP 33197387 A JP33197387 A JP 33197387A JP 33197387 A JP33197387 A JP 33197387A JP H01172935 A JPH01172935 A JP H01172935A
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- optical waveguide
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光波長変換用非線形光学素子に関するもので
ある。
ある。
従来の技術
有機物質の大きな非線形性を利用して、先導波路構造に
よって光波長を変換する素子の開発が行われている。従
来の有機材料を用いた非線形光学素子としては、例えば
電子情報通信学会論文誌、Ｖｏｌ、Ｊ７０−ＣＮｏ、２
（１９８７）、ｐ。
よって光波長を変換する素子の開発が行われている。従
来の有機材料を用いた非線形光学素子としては、例えば
電子情報通信学会論文誌、Ｖｏｌ、Ｊ７０−ＣＮｏ、２
（１９８７）、ｐ。
２２４に示されている。第３図はこの従来の非線形光学
素子の構成図を示すものであり、６は基板、７は傾斜付
きＭＮＡ （２−メチル−４−二トロアニリン）ｆｉｌ
膜導波路、８はカブラプリズムである。
素子の構成図を示すものであり、６は基板、７は傾斜付
きＭＮＡ （２−メチル−４−二トロアニリン）ｆｉｌ
膜導波路、８はカブラプリズムである。
傾斜付きＭＮＡＩ結晶薄膜を導波路に用いて、Ｎｄ：
ＹＡＧレーザー光（波長１．０６４μｔｎ）を基本波と
してＭＮＡ導波路に結合させ、基本波人力パワー１０ワ
ツトで変換効率０．３％の第二高調波を□観測している
。
ＹＡＧレーザー光（波長１．０６４μｔｎ）を基本波と
してＭＮＡ導波路に結合させ、基本波人力パワー１０ワ
ツトで変換効率０．３％の第二高調波を□観測している
。
発明が解決しようとする問題点
有機結晶には、Ｉ、１Ｎｂｏ３等の無機結晶と比べて大
きな非線形性を持つ化合物が存在し、代表的なものとし
てはＭＮＡ （２−メチル−４−ニトロアニリン）、Ｄ
ＡＮ（１−ジメチル−アミノ−２−７セトアミドー４−
二トロベンゼン）等がある。
きな非線形性を持つ化合物が存在し、代表的なものとし
てはＭＮＡ （２−メチル−４−ニトロアニリン）、Ｄ
ＡＮ（１−ジメチル−アミノ−２−７セトアミドー４−
二トロベンゼン）等がある。
これらの大きな非線形性をもった有機結晶を利用するこ
とによって変換効率の高い非線形光学素子の実現が期待
されている。
とによって変換効率の高い非線形光学素子の実現が期待
されている。
しかしながら、上記のような構成では、有機結晶が光導
波路も兼ね備えた構造なので、良質な有機結晶が得にく
い現状では、入射光の伝搬損失による低下もあいともな
って、第二高調波への変換効率が低いという問題点を有
していた。
波路も兼ね備えた構造なので、良質な有機結晶が得にく
い現状では、入射光の伝搬損失による低下もあいともな
って、第二高調波への変換効率が低いという問題点を有
していた。
本発明は、かかる点に鑑み、大きな非線形光学定数を有
する有機物質を利用した光波長変換素子において、変換
効率の高い素子を提供することを目的とする。
する有機物質を利用した光波長変換素子において、変換
効率の高い素子を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、基板上に薄膜光導波路を設け、その上に導波
路よりも屈折率の小さな有機非線形物質を薄膜化させ、
さらに、その有機薄膜の上に高調波波長域において屈折
率が等しいか、もしくは大きな無機結晶基板を設けた構
造である。薄膜光導波路の膜厚を制御することによって
位相整合をとり、また、良質な薄膜有機結晶を得ること
によって変換効率の高い高調波を発生させる。
路よりも屈折率の小さな有機非線形物質を薄膜化させ、
さらに、その有機薄膜の上に高調波波長域において屈折
率が等しいか、もしくは大きな無機結晶基板を設けた構
造である。薄膜光導波路の膜厚を制御することによって
位相整合をとり、また、良質な薄膜有機結晶を得ること
によって変換効率の高い高調波を発生させる。
作用 ・
本発明は、前記した構成により基本波が光導波路に入射
すると先導波路に接する有機結晶薄膜からチェレンコフ
放射によって高調波が発生し、その高調波が有機結晶と
屈折率が等しいか、もしくは大きなＷ＃機結晶基板を通
過して外部に出射される。
すると先導波路に接する有機結晶薄膜からチェレンコフ
放射によって高調波が発生し、その高調波が有機結晶と
屈折率が等しいか、もしくは大きなＷ＃機結晶基板を通
過して外部に出射される。
実施例
第１図は本発明の第１の実施例における非線形光学素子
の構成図を示すものである。第１図において、１は５ｉ
０２基板、２はＴａ２０５光導波路（屈折率２．２１）
、３は２に接して形成されたＭＮＡ薄膜（屈折率は、波
長１．０６μｍではｌ。
の構成図を示すものである。第１図において、１は５ｉ
０２基板、２はＴａ２０５光導波路（屈折率２．２１）
、３は２に接して形成されたＭＮＡ薄膜（屈折率は、波
長１．０６μｍではｌ。
８、波長０．５３７１ｍでは２．２）、４は３に接して
設けられたＬｉＮｂＯ３基板（屈折率２．２）であるｅ
Ｓ ｓ ０２基板上に膜厚０． ３〜１． ０７１
ｔｎのＴａ２０ｓｉ膜をスパッタ法で形成し、これとｌ
−１ｉＮｂｏ３結晶基板の間に３μｍの間隔を設け、こ
の間隙に溶融ＭＮＡを毛細管現象によって吸い上げ同化
後、ゾーンメルティング法によって薄膜結晶を得た。Ｔ
ａ２０５光導波路の一端からＮｄ： ＹＡＧレーザ光（
波長１．０６４μｍ）を基本波Ｐ１として結合させ、入
射光と反対面のＬｉＮｂＯ１基板面から出射される第二
高調波Ｐ２を測定した結果、Ｔａ２’ｓ光導波路２の長
さが１０ｍｍ、膜厚０゜５ μｍ、 Ｐ＋＝ １０Ｗ
とした時、Ｐ２＝５００〜６００ｍＷの第二高調波出力
が得られ、変換効率は５〜６％であった。以上のように
本実施例によれば、Ｔａ２Ｏ＋＞光導波路と□これに接
して形成されたＭ Ｎ Ａ ’ｆｌｉ膜を設けることに
より、変換効率の高い第二高調波を発生すること途でき
る。
設けられたＬｉＮｂＯ３基板（屈折率２．２）であるｅ
Ｓ ｓ ０２基板上に膜厚０． ３〜１． ０７１
ｔｎのＴａ２０ｓｉ膜をスパッタ法で形成し、これとｌ
−１ｉＮｂｏ３結晶基板の間に３μｍの間隔を設け、こ
の間隙に溶融ＭＮＡを毛細管現象によって吸い上げ同化
後、ゾーンメルティング法によって薄膜結晶を得た。Ｔ
ａ２０５光導波路の一端からＮｄ： ＹＡＧレーザ光（
波長１．０６４μｍ）を基本波Ｐ１として結合させ、入
射光と反対面のＬｉＮｂＯ１基板面から出射される第二
高調波Ｐ２を測定した結果、Ｔａ２’ｓ光導波路２の長
さが１０ｍｍ、膜厚０゜５ μｍ、 Ｐ＋＝ １０Ｗ
とした時、Ｐ２＝５００〜６００ｍＷの第二高調波出力
が得られ、変換効率は５〜６％であった。以上のように
本実施例によれば、Ｔａ２Ｏ＋＞光導波路と□これに接
して形成されたＭ Ｎ Ａ ’ｆｌｉ膜を設けることに
より、変換効率の高い第二高調波を発生すること途でき
る。
第２図は本発明の第２の実施例を示す非線形光学素子の
構成図である。同図においてｌは５ｉ０２基板、２はＴ
ａ２’ｓ光導波路、３はＭＮＡ薄膜、４はＬｉＮｂ０ａ
基板で、以トは第１図の構成と同様なものである。第１
図の構成と異なるのはＴａ２０５光導波路に屈折率変調
形グレーティングを基本波入射方向に平行に、例えば、
集束イオンビーム装置を用いたＢｉイオン注入法によっ
て、設けた点である。Ｎｄ： ＹＡＧレーザ光による基
本波が、Ｔａ２０５光導波路のイオン注入によって得ら
れた高屈折率部分５に入射すると、光の閉じ込め効果に
よってパワー密度の高い基本波から第二高調波が発生し
た。第二高調波Ｐ２を測定した結果、′ｒａ２０５光導
波路２における高屈折率部分５の幅が２゜Ｑ Ｉｔ ｔ
ｎ、厚さが０．５μｍ、長さが１０ｍｍで、Ｐ Ｌ＝
ｌ ＯＷとした時、Ｐ２＝８００ｍＷの第二高調波が得
られた。
構成図である。同図においてｌは５ｉ０２基板、２はＴ
ａ２’ｓ光導波路、３はＭＮＡ薄膜、４はＬｉＮｂ０ａ
基板で、以トは第１図の構成と同様なものである。第１
図の構成と異なるのはＴａ２０５光導波路に屈折率変調
形グレーティングを基本波入射方向に平行に、例えば、
集束イオンビーム装置を用いたＢｉイオン注入法によっ
て、設けた点である。Ｎｄ： ＹＡＧレーザ光による基
本波が、Ｔａ２０５光導波路のイオン注入によって得ら
れた高屈折率部分５に入射すると、光の閉じ込め効果に
よってパワー密度の高い基本波から第二高調波が発生し
た。第二高調波Ｐ２を測定した結果、′ｒａ２０５光導
波路２における高屈折率部分５の幅が２゜Ｑ Ｉｔ ｔ
ｎ、厚さが０．５μｍ、長さが１０ｍｍで、Ｐ Ｌ＝
ｌ ＯＷとした時、Ｐ２＝８００ｍＷの第二高調波が得
られた。
以上のように、本実施例によれば、光導波路に屈折率変
調形グレーティングを設けることにより、パワー密度の
高い基本波から第二高調波を発生することができる。
調形グレーティングを設けることにより、パワー密度の
高い基本波から第二高調波を発生することができる。
なお、第１の実施例において光導波路はＴａ２０５とし
たが、先導波路はＮｂ２Ｏ５，５ｉ３Ｎａ、ＴｅＯ２と
してもよく、さらに第１の実施例において非線形有機結
晶はＭＮＡとしたが、非線形有機結晶はＤＡＮ、ＵＲＥ
Ａとしてもよい。
たが、先導波路はＮｂ２Ｏ５，５ｉ３Ｎａ、ＴｅＯ２と
してもよく、さらに第１の実施例において非線形有機結
晶はＭＮＡとしたが、非線形有機結晶はＤＡＮ、ＵＲＥ
Ａとしてもよい。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば大きな非線形性を有
する有機結晶から変換効率の高い高調波を得ることがで
きた。さらに、透過波長域がより短波長側にある非線形
有機物質を用いれば、半導体レーザとの組合せによって
波長０．３５〜０゜４５７ｘ ｍのコヒーレント光を高
効率で発振する小型デバイスも可能となり、その実用的
効果は大きい。
する有機結晶から変換効率の高い高調波を得ることがで
きた。さらに、透過波長域がより短波長側にある非線形
有機物質を用いれば、半導体レーザとの組合せによって
波長０．３５〜０゜４５７ｘ ｍのコヒーレント光を高
効率で発振する小型デバイスも可能となり、その実用的
効果は大きい。
第１図は本発明における一実施例の光波長変換用非線形
光学素子の構成斜視図、第２図は本発明の他の実施例の
光波長変換用非線形光学素子の構成斜視図、第３図は非
線形有機材料を用いた従来の光波長変換用非線形光学素
子の斜視図である。 １・・・・ＳｉＯ２基板、２・・・・Ｔａ２０５光導波
路、３・・・・ＭＮＡ薄膜、４・・・・Ｌ！ＮｂＯ３基
板、５・・・・高屈折率部分。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名／−、５６
０２基放 ？−−２０ｓ ９ｅ−膚渭蕗 ３−ＭＮＡ薄黒 Ｐ２−一第二島訓深 ｉＥ２ 図 ｊ 鳥屈ｖｒ弊部分
光学素子の構成斜視図、第２図は本発明の他の実施例の
光波長変換用非線形光学素子の構成斜視図、第３図は非
線形有機材料を用いた従来の光波長変換用非線形光学素
子の斜視図である。 １・・・・ＳｉＯ２基板、２・・・・Ｔａ２０５光導波
路、３・・・・ＭＮＡ薄膜、４・・・・Ｌ！ＮｂＯ３基
板、５・・・・高屈折率部分。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名／−、５６
０２基放 ？−−２０ｓ ９ｅ−膚渭蕗 ３−ＭＮＡ薄黒 Ｐ２−一第二島訓深 ｉＥ２ 図 ｊ 鳥屈ｖｒ弊部分
Claims (2)
- （１）薄膜光導波路に、これよりも屈折率が小さく、か
つ大きな非線形光学定数を有する有機物質からなる薄膜
を重ね、前記薄膜の上に屈折率が有機物質と高調波波長
λにおいて等しいかあるいは大きな無機質単結晶基板を
構成することによって、前記光導波路の一端に基本波を
入射し、無機質単結晶基板から高調波（波長λ）を取り
出すことを特徴とする非線形光学素子。 - （２）薄膜光導波路に屈折率変調形グレーティングを基
本波入射方向に平行に設けることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の非線形光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33197387A JPH01172935A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 非線形光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33197387A JPH01172935A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 非線形光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172935A true JPH01172935A (ja) | 1989-07-07 |
Family
ID=18249717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33197387A Pending JPH01172935A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 非線形光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01172935A (ja) |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP33197387A patent/JPH01172935A/ja active Pending
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