JPH02105117A - ファイバー型光波長変換素子 - Google Patents

ファイバー型光波長変換素子

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JPH02105117A
JPH02105117A JP63259041A JP25904188A JPH02105117A JP H02105117 A JPH02105117 A JP H02105117A JP 63259041 A JP63259041 A JP 63259041A JP 25904188 A JP25904188 A JP 25904188A JP H02105117 A JPH02105117 A JP H02105117A
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optical wavelength
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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
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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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素子に関する。
背景技術 鵡　　　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
と為　　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ッ蔦　
　　クアップが知られぞいる（特開昭６１−５０１２″
）　　　２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
イ　　　効果を用いた光フアイバー型Ｓ　ＨＧ　（Ｓｅ
ｃｏｎｄ　Ｈａｒｍｏｎｌｃｓ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　
：第２高調波発生素子）がある０し　　光フアイバー型
ＳＨＧはチェレンコフ放射方式のイ　　　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（以下、ＳＨ波と略称する）の発生
が可能である。第２図はその概念図である。
第２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の角度をなす方向に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層中を伝播して
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。
クラッド層のＳＨ波長に対する屈折率をｎｃｌａｄ（２
ω）とすると、この位相整合条件は、図を参照して Ｎ　（（＋７）　ａｗｎｃ、、、　（２（＋７）　　ｃ
ｏｓθ　−−−−−−（１）となる。すなわち、 Ｎ（ω）くｎ１□（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
クラッド層およびコアの屈折率をｎｔ＋＊ａｃω）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、 ｎ、＋、＊　（ω）　＜Ｎ　（ω）　＜ｎ　（ω）　　
−（３）である。また、クラッド層の屈折率の波長分散
を考えると、ｎ　ｇｌａｄ　（ω）　＜　ｎ　ｇｌａｄ
　（２ω）であるから ｎｔＩｍｍ　（ω）　＜ｎ　（ω）　＜ｎ、１ａｄ（２
ＣＩＪ）・・・（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 ｎｔＩｍｍ　（（Ｌｌ）　＜　ｎｔＩｍｍ　（２（ＩＪ
）　＜　ｎ　（（ＬＪ）であってもある範囲の膜厚で（
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ＳＨ波は、第２図（ｂ）に示す
ようにクラッド層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ＳＨ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。
このファイバー型光波長変換素子において、ＳＨ波がク
ラッド層を導波するときクラッド層と空気の境界面で反
射が起こると位相が反転することになる。このため、第
２図（ｂ）に示すＳＨ波出射リングにおいて、上記境界
面での反射によって内側のＳＨ波Ｂが外側のＳＨ波Ａに
比べて位相が１８０＠だけずれることになる。
発明の概要 そこで、本発明は、位相が異なるＳＨ波を分離して同一
位相のＳＨ波を有効に利用できるようにしたファイバー
型光波長変換素子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素子においては、
クラッド層の外側に入射端面から出射端面に向けて拡径
する透明な円錐状層を設けた構成となっている。
好ましくは、円錐状層はクラッド層と略等しい屈折率を
有し、その傾斜角がクラッド層からの出射ビームの導波
方向に対する出射角の２分の１に設定される。
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、本発明によるファイバー型光波長変換
素子１０は、コア１１及びその外側のクラッド層１２、
さらにクラッド層１２の外側に入射端面から出射端面に
向けて拡径するように設けられた透明な円錐状層１３に
よって構成されている。この円錐状層１３はクラッド層
１２と同一材質によって一体に形成されても良く、又ク
ラッド層１２と略等しい屈折率を有するアクリル等の樹
脂若しくはガラスによって形成されても良い。また、円
錐状層１３の傾斜角は、好ましくは、クラッド層１２か
らの出射ビームの導波方向（ファイバーの中心軸）に対
する出射角θの２分の１に設定される。
このように、クラッド層１２の外側に入射端面から出射
端面に向けて拡径する円錐状層１３を設けることにより
、クラッド層１２から円錐状層１３に進んだＳＨ波Ｂが
円錐状層１３の内面によって反射されて、出射角θで直
接出射されるＳＨ波Ａとは全く異なる方向に出射される
ため、位相が互いに異なるＳＨ波Ａ、　　Ｂを完全に分
離できることになる。特に、円錐状層１３の傾斜角をθ
／２に設定することにより、ＳＨ波Ｂはファイバーの中
心軸に平行な平面波として出射されることになる。
ところで、光波長変換素子１０から出射されるＳＨ波を
有効にオプトエレクトロニクスに応用するためには、そ
の出射波面を平面にすることが好ましく、一般的には、
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を配置し、この円錐プリズムの作用
によってＳＨ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ることが考えられる。ところが、
本実施例によれば、円錐状層１３の傾斜角をθ／２に設
定することにより、円錐プリズム等の別部品を用いるこ
となく、ＳＨ波Ｂを平面波として出射できるという効果
も得られる。
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
換素子においては、クラッド層の外側に入射端面から出
射端面に向けて拡径する透明な円錐状層を設けた構成と
なっているので、位相が異なるＳＨ波を完全に分離でき
ることになる。
特に、円錐状層の屈折率をクラッド層のそれと等しくし
かつその傾斜角をクラッド層からの出射ビームの導波方
向に対する出射角の２分の１に設定することにより、円
錐プリズム等の別部品を用いることなく、一方のＳＨ波
を平面波として得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はチェ
レンコフ放射方式位相整合ＳＨＧ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１１・・
・・・・クラッド層　　　１３・・・・・・円錐状層出
願人　　　パイオニア株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）コア及びその外側のクラッド層からなり、入射ビ
    ームの波長を変換して所定波長のビームとして出射する
    ファイバー型光波長変換素子であって、前記クラッド層
    の外側に入射端面から出射端面に向けて所定角度で拡径
    する透明な円錐状層を有することを特徴とするファイバ
    ー型光波長変換素子。
  2. （２）前記円錐状層は前記クラッド層と略等しい屈折率
    を有し、その傾斜角は前記クラッド層からの出射ビーム
    の導波方向に対する出射角の２分の１であることを特徴
    とする請求項１記載のファイバー型光波長変換素子。
  3. （３）前記円錐状層が前記クラッド層と一体に形成され
    ることを特徴とする請求項１記載のファイバー型光波長
    変換素子。
  4. （４）前記円錐状層が樹脂若しくはガラスからなること
    を特徴とする請求項１記載のファイバー型光波長変換素
    子。
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