JPH02125234A - ファイバー型光波長変換装置 - Google Patents

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ビック゛アップが知られている（
特開昭６１−５０１２２号公報？照）。

この光波長変換素子として、２次の非線形光学効果をＩ
ｌｌいた光フアイバー型Ｓ　ＨＧ　（Ｓｅｃｏｎｄ　ｌ
ｉａｒａｇｏｎｉｅｓ　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４
ｉ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１週波（以ド、ＳＨ波と略称す
る）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
線形う）極液も同一の位相速度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ｎｅｌａｄ（２ω
）とすると、この位相整合条件は、図を参照して Ｎ　（ω）　ｍｌｌ、、、、　（２ω）　　ｃｏｓθ−
・−（１）となる。すなわち、 Ｎ（ω）　＜　ｎ　ｇｌａｍ　（２ω）　　　　　−−
−−・・（２）でありさえずれば、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ｎｅｌａ
ｄ（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、 ｎｔ＋□（（ＩＪ）　＜Ｎ　（ω）　＜　ｎ　（（４７
）　　−（’、：３）である。また、クラッドの屈折率
の波長分散を考えると、ｎｅｌａｄ（ω）　＜ｎｇ＋ｍ
ａ　（２ω）であるから ＩＩ　ｃＩａｍ　（ω）　＜　ｎ　（ω）　＜　ｎ　ｃ
ｌａｍ　（２（ＩＪ）・・・　（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 ｎｃ＋ａａ（ω）　＜　ｎ　ｃｌｍ、（２ω）くｎ（ω
）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ＳＨ波を例えば先述した如く光ディスクに対する情
報の書込み／読取りをなす光ピツクアップにおいてその
先ビームとして用いるためには、ファイバー型ＳＨＧの
出射光ビームをディスクの情￥４Ｊ記録面上にビームス
ポットとして集光する必要がある。ところが、ファイバ
ー型ＳＨＧの出射光ビーム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、ファイバー型５ＨＧＩＯ
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Ｓ
Ｈ波をコリメートしく平行平面波にし）、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、円錐プリズム２０を用いた場合において
、ファイバー型５ＨＧＩＯの２次光の出射角や円錐プリ
ズム２０の頂角が所望の値からずれると、円錐プリズム
２０を通過後の２次光の光路が光軸に平行にならず、こ
れを例えば先の光ピツクアップにおいて第５図に示す如
く対物レンズ（集光レンズ）２１で絞ることにより得ら
れるビムスポットはリング状となってしまう。例えば、
円錐プリズム２０を通過後の波面がθ−ｏ、。

１°程度の円錐状であっても、開口数ＮＡ−０゜５、焦
点距、１ｌｌｆ−４．５程度の対物レンズ２］で絞ると
、２　ｆ　ｔａｎθ−１，６［μｍ］の中抜はリングの
ビームスポットとなり、光ディスクに対する情報の書込
み／読取りには使用が困難である。

このように、円錐プリズム２０を用いて２次光をコリメ
ートする場合、２次光の出射角に見合った高精度の頂角
をもつ円錐プリズム２ｏを使用し。

なければならないことになる。

発明の概要 そこで、本発明は、ファイバー型ＳＨＧからの２次光の
出射角に応じて２次光のコリメーションの、１３整が可
能な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、
ファイバー型ＳＨＯによって波長変換された光ビームを
平行平面波ビームに変換する（コリメーション）手段と
して、光軸方向において移動ＩＩＪ能に設けられて人躬
面が凸曲面の曲而ブリズムを用いた構成となっている。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

本発明の一実施例を示す第１図において、ファイバー型
５ＨＧＩＯから出射されるＳＨ波である円錐状波面の２
次光は、入射面が２次以上の項をもつ球面、放物面等の
凸曲面の曲面プリズム３０に入射し、この曲面プリズム
３０において平行平面波に変換される。曲面プリズム３
０は光軸方向において移動可能に設けられており、ファ
イバー型５ＨＧＩＯからの２次光の出射角に応じてその
位置が設定されるようになっている。

かかる構成において、ファイバー型５ＨＧＩＯからの２
次光の出射角が設計値からずれた場合、曲面プリズム３
０を光軸方向に移動させることにより、２次光をコリメ
ートする適当な面を選定することができる。この場＆、
２次光の光線幅ではほぼ平面とみなせる曲面を使用すれ
ば、円錐状波面の２次光を精度良く平行車面波に変換で
きることになる。すなわち、第２図に示すように、曲面
プリズム３０の頂点をＸ　Ｉ　−Ｘ　２に移動すると、
２次光が而の法線となす角はθ１−θ２　（θ１　〉θ
２）と変化し、而の光軸方向の移動により２次光のコリ
メーションの、Ｍｆｌができるのである。なお、第２図
において、（Ａ）はコリメーション調整前、（Ｂ）はコ
リメーション調整後の各状態を示す。

発明の詳細 な説明したように、本発明によるファイバ型光波長変換
装置においては、ファイバー型ＳＨＧによって波長変換
された先ビームを１１臂−ｊ　ｌ　Ｉｊ波ビームに変換
する手段として、光軸方向において移動可能に設けられ
て入射面が凸曲面の曲面プリズムを用いた構成となって
いるので、ファイバー型ＳＨＧからの２次光の出射角に
応じて２次光のコリメーションの調整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はコリ
メーション、２！Ｊ整前（Ａ）及びコリメーション調整
後（Ｂ）の各状態を示す、第３図はチェレンコフ放射方
式位相整合Ｓ　ＨＧの概念図、第４図は円錐プリズムに
よってＳＨ波をコリメートする場合の構成図、第５図は
コリメート後の光路が光軸に平行でない状態においてχ
・Ｉ物しンズによってビームスポットをｉ′？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・・・・・・曲面プリズム 出願人　　　パイオニア株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入射光ビーム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
   ビームを平行平面波ビームに変換する変換手段とを備え
   、この変換手段が光軸方向において移動可能に設けられ
   て入射面が凸曲面の曲面プリズムからなることを特徴と
   するファイバー型光波長変換装置。