JPH01293326A - ファイバー型光波長変換装置 - Google Patents

ファイバー型光波長変換装置

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JPH01293326A
JPH01293326A JP63123414A JP12341488A JPH01293326A JP H01293326 A JPH01293326 A JP H01293326A JP 63123414 A JP63123414 A JP 63123414A JP 12341488 A JP12341488 A JP 12341488A JP H01293326 A JPH01293326 A JP H01293326A
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JP
Japan
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optical axis
light
lens
aspherical surface
wavelength conversion
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JP63123414A
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English (en)
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Kiyobumi Chikuma
清文 竹間
Souta Okamoto
岡本　総太
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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    • G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
    • G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
    • G02F1/383—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure of the optical fibre type

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。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ファイバー型光波長変換装置に関する。
背景技術 光波長変換素子を用いてレーザ光源から発せられるレー
ザ光ビームの波長を半分に変換することにより、ディス
クに対する情報の書込み及び読取りをより高密度にて行
ない得るようにした光ピツクアップが知られている（特
開昭６１−５０１２２号公報参照）。
この光波長変換素子として、２次の非線形光学効果を用
いた光フアイバー型Ｓ　ＨＧ　（Ｓｅｃｏｎｄ　Ｈａｒ
ｗｏｎｌｃｓ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　；第２高調波発生
素子）がある。
光フアイバー型ＳＨＧはチェレンコフ放射方式の位相整
合を採用している。この方式では、はとんど自動的に位
相整合のとれた第２高調波の発生が可能である。第３図
はその概念図である。
第３図（ａ）において、基本波モードが実効屈折率Ｎ（
ω）をもってコア中を伝播すると、ＳＨ波を発生する非
線形分極波も同一の位相速度Ｃ／Ｎ（ω）（Ｃ：光速）
をもって伝播する。この非線形分極波が図のＡ点で導波
方向とθの角をなす方向にＳＨ波を発生し、単位時間後
、Ｂ点で前と同様に、θ方向に再びＳＨ波を発生したと
する。
Ａ点で発生したＳＨ波が例えばクラッド中を伝播して単
位時間後Ｃ点に達し、θがＡＣとＢＣの直交するような
角度であれば、非線形分極波がＡＢ間で発生したＳＨ波
の波面はＢＣとなり、結局、コヒーレントなＳＨ波が生
成されたことになる。
クラッドのＳＨ波長に対する屈折率をｎｃｌｍｄ（２ω
）とすると、この位相整合条件は、図を参照して Ｎ（ω）　＝　ｎ　ｇｌａｍ　（２ω）　　ｃｏｍａ　
・・・・・・（１）となる。すなわち、 Ｎ（ω）　＜ｎｇ＋ａａ　（２ω）　　　　・・・・・
・（２）でありさえすれば、ＳＨ波は自動的に位相整合
のとれたθ方向に発生されるのである。一般に、基本波
に対するクラッドおよびコアの屈折率をｎｃｌｍｄ（ω
）およびｎ（ω）、オーバーレイヤは空気とすると、基
本波がモードとしてコア内を伝播する条件は、 ｎｃ＋−ａ　（（ＩＪ）　＜Ｎ　（（Ｌ））　＜ｎ　（
ω）　　−（３）である。また、クラッドの屈折率の波
長分散を考えると、ｎ　ｃｏｍａ　（ω）　＜　ｎ　ｃ
ｌｍ、（２（＆Ｊ）であるから ｎ　ｇｌａｄ　（ω）　＜　ｎ　（ω）　＜　ｎ　＠ｌ
ａｄ　（２ω）・・・　（４） の条件が満たされれば、どのようなコア径でもすべての
基本波モードに対して（２）式が満たされる。また、仮
に ｎ　。、４　（ω）　く　ｎ　６看、−（２ω）　く　
ｎ　（ω）であってもある範囲のコア径で（２）式を満
たす基本波モードが存在する。
このようにして発生した光第２高調波は、第３図（ｂ）
に示すようにクラッドと空気の境界で全反射を繰り返す
クラッド・モードとして伝播し、ファイバ一端面からθ
で決まる方向に円錐状に出射される。また、このように
して出射された第２高調波の出射波面の等位相面はファ
イバーの中心軸を軸とした円錐状になっている。
この第２高調波を例えば先述した如くディスクに対する
情報の書込み／読取りのための光ビームとして利用する
ためには、光波長変換素子の出射光をディスクの記録面
上に光スポットとして集光する必要がある。ところが、
光波長変換素子の出射光を集光するにしても、出射光等
位相面が円錐状であるため、従来の球面レンズあるいは
非球面レンズからなる集光レンズで回折限界程度まで集
光することは不可能である。
そこで、第４図に示すように、光波長変換素子１０のビ
ーム出射後の光路中に円錐面を有する円錐プリズム２０
を配置し、この円錐プリズム２０の作用によって第２高
調波をコリメートしく平行光にし）、円錐状の等位相面
を平面にすれば、従来の集光レンズによって回折限界程
度まで集光することが可能となる。
しかしながら、従来の集光レンズの他に円錐プリズム２
０を用いるとすると、光波長変換素子１０を用いて例え
ば光ピツクアップを構成する場合、光学部品の増加に伴
い構成が複雑化すると共に、コスト面でも不利となる。
発明の概要 本発明は、上述した点に鑑みなされたものであり、新た
に部品点数を増やすことなく第２高調波を回折限界程度
まで集光し得るファイバー型光波長変換装置を提供する
ことを目的とする。
本発明によるファイバー型光波長変換装置においては、
光波長変換素子によって波長変換された光を集光する集
光レンズが、一般的な１０次の非球面に１次の項（光軸
から非球面までの高さ）が付加された非球面を含む単レ
ンズによって構成されている。
実施例 以下、本発明の一実施例を図に基づいて詳細に説明する
。
第１図において、ファイバー型光波長変換素子１０から
出射される第２高調波である２次光は集光レンズ３０に
入射し、この集光レンズ３０において回折限界程度まで
集光される。集光レンズ３０は２つの屈折面よりなる単
レンズによって構成されており、その屈折面の少なくと
も一方が一般的な１０次の非球面にＹの１次の項（光軸
から非球面までの高さ）が付加された以下に示す式によ
って与えられる形状となっている。すなわち、レンズの
頂点を通り光軸に垂直な面より光軸からの高さＹである
非球面上の点までの距離をＺｉとするとき、 ＋Ａ４　”’　Ｙ’　＋Ａ６　”’　Ｙ６＋　Ａ　Ｂ　
”　’　Ｙ　８＋　Ａ　Ｈ６”　’　Ｙ　”但し、Ｃｉ
は第１面と中心光軸との光点における曲率半径の逆数、
Ｋｉ、Ａ、”’〜Ａ１゜″）は定数、Ｙは光軸から屈折
面までの高さである。
この集光レンズ３０を用いれば、ファイバー型光波長変
換素子１０によって波長変換された等位相面が円錐状の
第２高調波（２次光）を、単一のレンズによって回折限
界程度まで集光することができることになる。したがっ
て、かかる集光レンズ３０を含む本発明によるファイバ
ー型光波長変換装置を例えば光ピツクアップに適用した
場合には、第２図に示すように、新たに光学部品を追加
することなく、ディスクに対する情報の書込み／読取り
をより高密度にて行ない得る光ピツクアップを構成でき
ることになる。なお、第２図において、３１はディスク
、３２はファイバー型光波長変換素子１０からの第２高
調波を集光レンズ４に向けて反射しかつ集光レンズ４か
ら入射される光を透過するハーフミラ−１３３はハーフ
ミラ−３２を透過した光を検知する光検知器である。
発明の詳細 な説明したように、本発明によるファイバー型光波長変
換装置によれば、光波長変換素子によって波長変換され
た光を集光する集光レンズが、一般的な１０次の非球面
に１次の項が付加された非球面を含む単レンズによって
構成されているので、新たに部品点数を増やすことなく
単一のレンズによって第２高調波を回折限界程度まで集
光することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるファイバー型光波長変換装置の一
実施例を示す構成図、第２図はかかる光波長変換装置が
適用された光ピツクアップの構成図、第３図はチェレン
コフ放射方式位相整合ＳＨＧの概念図、第４図は円錐プ
リズムによって第２高調波をコリメートする場合の概念
図である。 主要部分の符号の説明 １０・・・・・・ファイバー型光波長変換素子２０・・
・・・・円錐プリズム ３０・・・・・・集光レンズ 出願人　　　パイオニア株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入射光の波長を変換するファイバー型光波長変換素子と
    、この光波長変換素子によって波長変換された光を集光
    する集光レンズとを備え、この集光レンズは、レンズの
    頂点を通り光軸に垂直な面より光軸からの高さＹである
    非球面上の点までの距離をＺｉとするとき、Ｚｉ＝｛Ｃ
    ｉＹ＾２｝／｛１＋√（１−ＫｉＣｉ）｝＋Ａ＿１＾（
    ＾１＾）Ｙ＋Ａ＿４＾（＾１＾）Ｙ＾４＋Ａ＿６＾（＾
    １＾）Ｙ＾６＋Ａ＿８＾（＾１＾）Ｙ＾８＋Ａ＿１＿０
    ＾（＾１＾）Ｙ＾１＾０但し、Ｃｉは第ｉ面と中心光軸
    との光点における曲率半径の逆数、Ｋｉ，Ａ＿１＾（＾
    １＾）〜Ａ＿１＿０＾（＾１＾）は定数、Ｙは光軸から
    屈折面までの高さである。 で表わされる非球面を含む単レンズによって構成された
    ことを特徴とするファイバー型光波長変換装置。
JP63123414A 1988-05-20 1988-05-20 ファイバー型光波長変換装置 Pending JPH01293326A (ja)

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