JPH02189528A - Waveguide type wavelength converting element - Google Patents

Waveguide type wavelength converting element

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JPH02189528A
JPH02189528A JP1069789A JP1069789A JPH02189528A JP H02189528 A JPH02189528 A JP H02189528A JP 1069789 A JP1069789 A JP 1069789A JP 1069789 A JP1069789 A JP 1069789A JP H02189528 A JPH02189528 A JP H02189528A
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JP
Japan
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light
optical waveguide
waveguide
shg
channel optical
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Application number
JP1069789A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Ota
太田 義徳
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the spherical aberration of SHG output light by providing a side wall, a channel optical waveguide, and a plane optical waveguide on a crystal thin layer which is formed of bulk type crystal and have nonlinear optical phase matching condition of type 1 and applying the basic wave of ordinary light to the channel optical waveguide. CONSTITUTION:The crystal thin layer 1 which is formed of the bulk type crystal and has the nonlinear optical phase matching condition of type I is provided with the side wall 2 which deviates slightly from an angle satisfying the phase matching condition and extends at an angle where the extraordinary light refrac tive index to second harmonic generating (SHG) light becomes a little bit larger than the ordinary light refractive index to fundamental light, and the channel optical waveguide 3 and plane optical waveguide 4 are provided on the crystal thin layer 1 along the side wall 2. Therefore, the basic wave of the ordinary light is entered into the channel optical waveguide 3 and then the secondary higher harmonic of the basic wave which is the extraordinary light is obtained from the plane optical waveguide 4 to lead out SHG output light 6. Consequent ly, the wave front aberration is small because the SHG output light 6 is waveguide light, and the influence of variance is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導波路型波長変換素子に関し、特にコヒーレ
ントな短波長小型光源の実現を可能にする導波路型波長
変換素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a waveguide type wavelength conversion element, and more particularly to a waveguide type wavelength conversion element that makes it possible to realize a coherent short wavelength compact light source.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

波長変換素子、特に第2次高調波発生(SHG: 5e
cond Harmonic Generatton)
素子は\エキシマレーザなどでは得にくいコヒーレント
な短波長光を得るデバイスとして産業上極めて重要であ
る。
Wavelength conversion elements, especially second harmonic generation (SHG: 5e
cond Harmonic Generatton)
The device is extremely important industrially as a device that can obtain coherent short-wavelength light that is difficult to obtain with excimer lasers and the like.

波長変換素子の有用性は、使用光源が半導体レーザの場
合には、既存の波長光の半導体レーザを用いても、波長
変換によって所望の短波長光を取り出せる光源を構成で
きる点にある。
The usefulness of the wavelength conversion element is that when the light source used is a semiconductor laser, it is possible to construct a light source that can extract a desired short wavelength light by wavelength conversion even if a semiconductor laser of an existing wavelength is used.

すなわち、一般に、半導体レーザは、小型で高出力のコ
ヒーレント光を発振する光源として、各種の光通信機器
や光情報機器に使用されているが、現在、この半導体レ
ーザから得られる光の波長は、0.78μm〜1.55
μmの近赤外領域の波長である。
In other words, semiconductor lasers are generally used in various optical communication devices and optical information devices as compact light sources that oscillate high-power coherent light.Currently, the wavelength of light obtained from semiconductor lasers is 0.78μm~1.55
It is a wavelength in the near-infrared region of μm.

このような半導体レーザをデイスプレィ、医用等、さら
に広く機器に応用するために、赤色、緑色、青色等、よ
り短波長の光が得られる半導体し−ザが求められている
が、現在の技術では、この種の半導体レーザ、すなわち
半導体レーザ自体として短波長光が得られるものをにわ
かに実現するのは難しい。
In order to apply such semiconductor lasers to a wider range of devices such as displays and medical equipment, there is a need for semiconductor lasers that can emit light of shorter wavelengths such as red, green, and blue, but current technology does not allow for this. It is difficult to suddenly realize this type of semiconductor laser, that is, one that can produce short wavelength light as the semiconductor laser itself.

従って、波長変換素子、特に半導体レーザの出力程度で
も効率よく波長変換できる波長変換素子が実現できれば
、この効果は甚大なものとなるのである。
Therefore, if a wavelength conversion element, especially a wavelength conversion element that can efficiently convert wavelength even at the output level of a semiconductor laser, could be realized, the effect would be enormous.

そこで、半導体レーザ用波長変換素子の研究、開発が進
められており、近年、半導体レーザの製作技術の発達に
伴い従来にも増して高出力の特性のものが得られるよう
になってきたため、波長変換素子として導波路型SHG
素子が注目されてきている。
Therefore, research and development of wavelength conversion elements for semiconductor lasers is progressing, and in recent years, with the development of semiconductor laser manufacturing technology, it has become possible to obtain products with higher output characteristics than before. Waveguide type SHG as a conversion element
elements are attracting attention.

すなわち、光導波路型のS HG素子を構成すれば、光
の回折によるエネルギー密度の減少を回避でき、半導体
レーザ程度の光強度でも比較的高い変換効率で波長変換
素子を実現できる可能性がある。従来、そのような観点
からの導波路型S HG素子の例として、ニオブ酸リチ
ウム(LiNbO:+)結晶に光導波路を形成し、この
光導波路に近赤外光を透過し、これから結晶基板中に放
射(チェレンコフ輻射)される第2次高調波を得る方式
のSHG素子の技術が提案されている(特開昭60−1
4222号公報、特開昭61−94031号公報)。
That is, by configuring an optical waveguide type SHG element, it is possible to avoid a decrease in energy density due to light diffraction, and it is possible to realize a wavelength conversion element with relatively high conversion efficiency even with a light intensity comparable to that of a semiconductor laser. Conventionally, as an example of a waveguide-type SHG element from such a point of view, an optical waveguide is formed in a lithium niobate (LiNbO:+) crystal, near-infrared light is transmitted through this optical waveguide, and from there it is transmitted into the crystal substrate. An SHG element technology has been proposed that obtains the second harmonics radiated by (Cherenkov radiation).
4222, JP-A-61-94031).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、かかる方式によるSHO素子にあっては、次の
ような波面収差などの点では、なお改善の余地がある。
However, in the SHO element using this method, there is still room for improvement in terms of wavefront aberrations as described below.

すなわち、上述の従来の方式のSHG素子は、基本波と
SHG波との位相整合条件が自動的に取れているため、
精密な温度調節が必要ないという特長をもつ反面、S 
HG出力が基板放射光であるため波面が特異で、収差の
きつい、あたかも「細い眉毛」の様な強度分布の光が基
板の端面から出てくる。このため、この光をガウス状強
度分布の通常の使い易いビームに変換するには、この収
差を補正する高級なレンズを必要とする。
In other words, in the conventional SHG element described above, the phase matching condition between the fundamental wave and the SHG wave is automatically established.
Although it has the advantage of not requiring precise temperature control, S
Since the HG output is substrate radiation, light with a unique wavefront, severe aberrations, and an intensity distribution resembling "thin eyebrows" is emitted from the end surface of the substrate. Therefore, converting this light into a normal, easy-to-use beam with a Gaussian intensity distribution requires a high-grade lens that corrects this aberration.

本発明の目的は、上述のような導波路型S HG素子の
持つ難点を除去することができ、SHG出力光に波面収
差が少なく、加えて、材料の光学的なばらつきや製作誤
差のばらつきを吸収することのできる導波路型波長変換
素子を提供することにある。
The purpose of the present invention is to be able to eliminate the drawbacks of the waveguide-type SHG element as described above, to have less wavefront aberration in the SHG output light, and to reduce optical variations in materials and manufacturing errors. An object of the present invention is to provide a waveguide type wavelength conversion element that can absorb light.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の導波路型波長変換素子は、 バルク状の結晶でありかつタイプIの非線形光学位相整
合条件を有する結晶薄層に、当該位相整合条件を満たす
角度より僅かにずれていて、S HG先に対する異常光
屈折率が基本光に対する常光屈折率より僅かに太き(な
る角度の方向に進む側壁を設けると共に、 その側壁に沿って前記結晶薄層上に形成されたチャンネ
ル光導波路と、このチャンネル光導波路を形成した同一
の結晶薄層上に形成された平面光導波路とを備えて成り
、 前記チャンネル光導波路には常光線の基本波が注入され
、前記平面光導波路から異常光線である前記基本波の第
2次高調波を得ることを特徴としている。
The waveguide type wavelength conversion element of the present invention is a bulk crystal and has a type I nonlinear optical phase matching condition. A channel optical waveguide is formed on the thin crystal layer along the side wall, and a channel optical waveguide is formed on the thin crystal layer along the side wall. a planar optical waveguide formed on the same crystal thin layer that formed the optical waveguide, the fundamental wave of an ordinary ray is injected into the channel optical waveguide, and the fundamental wave, which is an extraordinary ray, is injected from the planar optical waveguide. It is characterized by obtaining the second harmonic of the wave.

〔作用〕[Effect]

本発明では、チャンネル光導波路に常光線の基本波を注
入すれば、平面光導波路から異常光線である前記基本波
の第2次高調波が得られ、S HG出力光を取り出すこ
とができる。これにより得られるS HG、出力光は導
波光であるため波面収差は少ない。また、チャンネル光
導波路を側壁に沿って形成し、その方向を材料の光学的
なばらつきや製作時のばらつきを吸収できる方向に選定
するようにすれば、これらのばらつきの影響も排除する
ことが可能である。
In the present invention, when the fundamental wave of the ordinary ray is injected into the channel optical waveguide, the second harmonic of the fundamental wave, which is the extraordinary ray, is obtained from the planar optical waveguide, and the SHG output light can be extracted. Since the SHG and output light obtained thereby are guided light, there is little wavefront aberration. Furthermore, if the channel optical waveguide is formed along the sidewall and its direction is selected to absorb optical variations in the material and manufacturing variations, it is possible to eliminate the effects of these variations. It is.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の導波路型波長変換素子の構
造を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of a waveguide type wavelength conversion element according to an embodiment of the present invention.

第1図において、参照符号lは例えば、はう酸バリウム
結晶(β−888gO4)(以下β−BBO結晶と略記
する)のように、光学的に一軸性の異方性をもった非線
形光学効果を有する結晶層であり、結晶層の方位はX板
(すなわち、結晶層に立てた法線はX軸)である。この
結晶層面上にZ軸からy軸方向にθ度(22度程度)振
った方向(2,)に進む側壁2を設け、この側壁2に沿
って、β−BBO結晶層上にチャンネル光導波路3が形
成されている。そして、このチャンネル光導波路3を形
成した同一の結晶層上に、平面光導波路4が併せて設け
られている。
In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a nonlinear optical effect with optically uniaxial anisotropy, such as barium oxalate crystal (β-888gO4) (hereinafter abbreviated as β-BBO crystal). The orientation of the crystal layer is the X plate (that is, the normal line to the crystal layer is the X axis). On this crystal layer surface, a side wall 2 is provided which extends in a direction (2,) which is tilted by θ degrees (approximately 22 degrees) from the Z axis in the y axis direction, and along this side wall 2, a channel optical waveguide is formed on the β-BBO crystal layer. 3 is formed. A planar optical waveguide 4 is also provided on the same crystal layer in which the channel optical waveguide 3 is formed.

第1図において、β−BBO結晶N1は、バルク状の結
晶においてタイプIの非線形光学位相整合条件を有する
結晶薄層を構成しており、また、側壁2は、上記位相整
合条件を満たす角度より僅かにずれていて、5IIG先
に対する異常屈折率が基本光に対する常光屈折率より僅
かに大きくなる角度の方向に進む側壁を構成している。
In FIG. 1, the β-BBO crystal N1 constitutes a thin crystal layer having type I nonlinear optical phase matching condition in a bulk crystal, and the side wall 2 is formed from an angle that satisfies the above phase matching condition. It forms a side wall that is slightly shifted and proceeds in the direction of an angle such that the extraordinary refractive index for the 5IIG ahead is slightly larger than the ordinary refractive index for the fundamental light.

チャンネル光導波路3には、図示しない光源から常光線
の基本波5 (周波数ω)が注入されるようになってい
る。また、光源側とは反対の結晶端面側には、図示の例
では、円筒レンズ7が配置されている。
A fundamental wave 5 (frequency ω) of an ordinary ray is injected into the channel optical waveguide 3 from a light source (not shown). Further, in the illustrated example, a cylindrical lens 7 is arranged on the crystal end face side opposite to the light source side.

第1図に示したSHG素子では、基本波5をチャンネル
光導波路3に注入し、平面光導波路4から異常光線であ
る基本波5の第2次高調波、すなわちSHG光6を導波
光として取り出し、これをs it e出力光として円
筒レンズ7に与えるようになっている。
In the SHG element shown in FIG. 1, the fundamental wave 5 is injected into the channel optical waveguide 3, and the second harmonic of the fundamental wave 5, which is an extraordinary ray, ie, the SHG light 6, is extracted from the planar optical waveguide 4 as guided light. , this is supplied to the cylindrical lens 7 as site output light.

SHG出力光、すなわち波長が1/2の第2次高調波を
得るのに際し、そのSHG出力光が導波光であるので、
従来のように収差を補正するべく、高級なレンズを使用
しないでも済み、S HG出力光に波面収差のない、安
定な導波路型波長変換素子を構成することができる。
When obtaining the SHG output light, that is, the second harmonic with a wavelength of 1/2, since the SHG output light is guided light,
It is not necessary to use a high-grade lens to correct aberrations as in the past, and a stable waveguide type wavelength conversion element can be constructed in which the SHG output light has no wavefront aberration.

前述したように、従来のものでは、S HG出力に波面
が特異で収差のきつい光が出てくるためガウス状強度分
布の使い易いビームに変換するのに収差補正用の高級な
レンズが必要とされるのに対し、SHG出力光も空間的
に少なくとも1つの方向は導波構造となっている導波路
で導かれれば7、このような不便は生じない。
As mentioned above, with the conventional SHG output, light with a unique wavefront and severe aberrations is emitted, so a high-grade lens for aberration correction is required to convert it into an easy-to-use beam with a Gaussian intensity distribution. On the other hand, if the SHG output light is also spatially guided in at least one direction by a waveguide having a waveguide structure7, such inconvenience will not occur.

既述した平面光導波路4は、SHG光をTEの平面導波
光として保持する導波路として設けられており、従って
、本実施例の如(円筒レンズ7を用いて容易に使い易い
ビーム、すなわち円形コリメートビームに変換すること
ができ、高級なレンズが要求されることはないので、前
述の従来の導波型S HG素子の持つ難点を取り除くこ
とができ、S tl G出力光が導波光であるため波面
収差が少ない導波路型波長変換素子を得ることができる
The planar optical waveguide 4 described above is provided as a waveguide that holds the SHG light as a TE planar waveguide light, and therefore, as in this embodiment (using the cylindrical lens 7), it is easy to use a beam that is easy to use, that is, circular. Since it can be converted into a collimated beam and does not require a high-grade lens, it is possible to eliminate the drawbacks of the conventional waveguide type SHG element mentioned above, and the S tl G output light is waveguided light. Therefore, a waveguide type wavelength conversion element with less wavefront aberration can be obtained.

また、第1図の構成におい°ζは、側壁2を既述したよ
うな方向に設けると共に、チャンネル光導波路3をその
側壁2に沿って形成するようにしており、かかる構成に
よって使用材料の光学的なばらつきや、素子作製時の製
作誤差のばらつきがあっても、これら材料の光学的なば
らつきや製作誤差のばらつきを吸収できる構造の導波路
型波長変換素子を得ることができる。
In addition, in the configuration shown in FIG. Even if there are physical variations or variations in manufacturing errors during device fabrication, it is possible to obtain a waveguide type wavelength conversion element with a structure that can absorb these optical variations in materials and variations in manufacturing errors.

このように、本発明に従う導波路型波長変換素子は、バ
ルク状の結晶においてタイプ■の非線形光学位相整合条
件を有する結晶薄層に、その位相整合条件を満たす角度
より僅かにずれていて、SHG光に対する異常光屈折率
が基本光に対する常光屈折率より僅かに大きくなる角度
の方向に進む側壁2を設け、側壁2に沿って前記結晶薄
層上に形成されたチャンネル光導波路3と、チャンネル
光導波路3を形成した同一の結晶’41111上に形成
された平面光導波路4とからなり、チャンネル光導波路
3に常光線の基本波5を注入し、平面光導波路4から異
常光線である前記基本波5の第2次高調波を得るように
している。
As described above, the waveguide type wavelength conversion element according to the present invention has a thin crystal layer having a nonlinear optical phase matching condition of type (III) in a bulk crystal, with an angle slightly shifted from the angle that satisfies the phase matching condition, and SHG A side wall 2 is provided extending in the direction of an angle such that the extraordinary refractive index for light is slightly larger than the ordinary refractive index for the fundamental light, and a channel optical waveguide 3 formed on the thin crystal layer along the side wall 2 and a channel optical waveguide 3 formed on the thin crystal layer are provided. It consists of a planar optical waveguide 4 formed on the same crystal '41111 that formed the waveguide 3. A fundamental wave 5, which is an ordinary ray, is injected into the channel optical waveguide 3, and the fundamental wave, which is an extraordinary ray, is injected from the planar optical waveguide 4. 5 second harmonic is obtained.

以下、数値例をも含めて第1図の導波路型波長変換素子
について更に具体的に説明する。
The waveguide type wavelength conversion element shown in FIG. 1 will be described in more detail below, including numerical examples.

第1図において、この波長変換素子は、下記する光源と
しての半導体レーザと共にコヒーレントな短波長小型光
源を構成しており、上記2つの光導波路は、例えばバル
クβ−BBO結晶の表面に屈折率を増大させるようなイ
オンをドープしたβ−BBO結晶層をフラツクス性等に
よって一様にエピタキシャル成長させ、通常のりソグラ
フィ技術とドライまたはウェットのエツチング技術を用
いて形成することが出来る。
In FIG. 1, this wavelength conversion element constitutes a coherent short-wavelength compact light source together with a semiconductor laser as a light source described below, and the two optical waveguides have a refractive index on the surface of, for example, a bulk β-BBO crystal. A .beta.-BBO crystal layer doped with ions to increase the amount of ions can be uniformly epitaxially grown by flux property or the like, and can be formed using ordinary lithographic techniques and dry or wet etching techniques.

それらの厚さは、入射光であり結晶N1のX軸に平行な
電界成分を持つTM波の基本波5を保持するチャンネル
光導波路3については、例えば基本波として波長0.8
38m半導体レーザ光を使用した場合に単一モード導波
路となるように設定してあり、導波路4については、波
長0.415μmの光に対しては単一モード導波路であ
り、基本波の0゜83μm光に対しては、はぼカットオ
フとなるようにその厚さを設定しである。
For the channel optical waveguide 3 that holds the fundamental wave 5 of the TM wave which is incident light and has an electric field component parallel to the X-axis of the crystal N1, the thickness thereof is, for example, a wavelength of 0.8 as the fundamental wave.
It is set to be a single mode waveguide when a 38 m semiconductor laser beam is used, and waveguide 4 is a single mode waveguide for light with a wavelength of 0.415 μm, and the fundamental wave For 0°83 μm light, the thickness is set so as to provide a rough cutoff.

チャンネル光導波路3を透過する常光である基本波5か
ら非線形光学定数を介して異常光であるS HG光6が
放射される。その波面の進行方向は、基本波5と同一方
向であるが、エネルギーの伝搬方向は、それから数度ず
れる(この効果をWalk−off効果と称している)
。このエネルギーの伝搬方向がずれたSHG光6をTE
の平面導波光として保持する導波路として上記の導波路
4が設けられている。平面導波SHG光6は、導波路垂
直方向に1次元的に広がり角度を持って結晶端面から放
射され、円筒レンズ7によって、既述したように円形コ
リメートビームに変換される。
SHG light 6, which is extraordinary light, is emitted from the fundamental wave 5, which is ordinary light, transmitted through the channel optical waveguide 3 via a nonlinear optical constant. The traveling direction of the wave front is the same direction as the fundamental wave 5, but the energy propagation direction is shifted by several degrees from it (this effect is called the walk-off effect).
. The SHG light 6 whose energy propagation direction is shifted is TE
The above-mentioned waveguide 4 is provided as a waveguide for holding planar waveguide light. The planar waveguide SHG light 6 is emitted from the crystal end face with a one-dimensional spread angle in the direction perpendicular to the waveguide, and is converted into a circular collimated beam by the cylindrical lens 7 as described above.

上記の条件は、仮に側壁2がなく、−様に平面構造であ
ったとしたならば、z軸を挟んで+y1−y両方向に存
在し、SHG光6への変換効率は半減するが、本実施例
のように、側壁2を設けであるため、一方向へ効率よく
変換が達成される。
The above conditions would exist in both +y1-y directions across the z-axis if there were no side wall 2 and a -like planar structure, and the conversion efficiency to SHG light 6 would be halved, but in this implementation As in the example, since the side wall 2 is provided, conversion in one direction is efficiently achieved.

また、基本波5とSHG光6との間の位相整合は、以下
のように満たされており、かつSHG波の励振も効率よ
(、しかも既述したようなばらつきをも吸収して行える
In addition, the phase matching between the fundamental wave 5 and the SHG light 6 is satisfied as shown below, and the SHG wave can be excited efficiently (while also absorbing the variations as described above).

すなわち、まず、側壁2の進む方向は、バルクβ−BB
O結晶で実現している結晶角度による位相整合の条件(
2つの光波の屈折率が等しい方位)、すなわちタイプI
 (基本波は常光、SHG光は異常光)の方位(2,)
に近い値をとっている。
That is, first, the direction in which the side wall 2 moves is the bulk β-BB
Conditions for phase matching based on the crystal angle achieved in O crystals (
direction in which the refractive index of the two light waves is equal), i.e. type I
(Fundamental wave is ordinary light, SHG light is extraordinary light) Direction (2,)
It takes a value close to .

しかしながら、一般によく知られているように、導波路
の透過屈折率は、形状効果が効いてバルクの屈折率とは
僅かに異なる。このため、バルクβ−BBO結晶で実現
している整合角度(2,)に合わせてチャンネル光導波
路3の方向を選んでも、正しく整合条件を得ることは難
しい。ましてや、導波路の厚さや幅は、製作時において
ばらつきを生ずるため、整合条件を正しく設定すること
は困難である。
However, as is generally well known, the transmission refractive index of a waveguide is slightly different from the bulk refractive index due to shape effects. For this reason, even if the direction of the channel optical waveguide 3 is selected in accordance with the matching angle (2,) realized by the bulk β-BBO crystal, it is difficult to obtain correct matching conditions. Furthermore, since the thickness and width of the waveguide vary during manufacturing, it is difficult to set matching conditions correctly.

そこで、上記のばらつきを吸収できる構造とすることが
必要である。
Therefore, it is necessary to have a structure that can absorb the above-mentioned variations.

このため、上記の実施例では、チャンネル光導波路3を
側壁2に沿って形成することとし、チャンネル光導波路
3の方向をバルクの整合角度より僅かに(α)ずらし、
SHG光に対する異常光屈折率が、基本光に対する常光
屈折率より僅かに大きくなる角度(2,)に選んである
Therefore, in the above embodiment, the channel optical waveguide 3 is formed along the side wall 2, and the direction of the channel optical waveguide 3 is slightly shifted (α) from the bulk matching angle.
The angle (2,) is selected so that the extraordinary refractive index for the SHG light is slightly larger than the ordinary refractive index for the fundamental light.

このようにすることによって、チャンネル光導波路3を
進む基本波(その透過屈折率はNf)が、同一方向に波
面伝搬方向を有するS HG波(その透過屈折率はN5
na)と一致しなくても、僅かな角度β振れた方向に波
面伝搬方向を有するSHG波(その透過屈折率はNs□
cosβ)と一致し、その方向にSHG波が効率よく励
振される。
By doing this, the fundamental wave (its transmission refractive index is Nf) traveling through the channel optical waveguide 3 is converted into an SHG wave (its transmission refractive index is N5) having a wavefront propagation direction in the same direction.
na), the SHG wave has a wavefront propagation direction in a direction tilted by a slight angle β (its transmission refractive index is Ns□
cos β), and SHG waves are efficiently excited in that direction.

か(して、SHO出力光に球面収差のない構造とするこ
とができると同時に、材料の光学的な、あるいは製作誤
差のばらつきをも吸収できる構造のものとすることがで
きる。
(Thus, it is possible to obtain a structure in which the SHO output light does not have spherical aberration, and at the same time, it is possible to obtain a structure that can absorb optical variations in materials or manufacturing errors.

更に、冗長性を増すためには、次のようにしてもよい。Furthermore, in order to increase redundancy, the following may be done.

すなわち、チャンネル光導波路3の幅を、光透過方向に
連続的に徐々に変化するように形成してもよい。
That is, the width of the channel optical waveguide 3 may be formed so as to continuously and gradually change in the light transmission direction.

また、上記の実施例では、−軸性結晶の場合を述べたが
、同様の効果は二輪性結晶の場合でも有効である。更に
また、基板と組成がほぼ同一の結晶層を基板上に成長さ
せるいわゆるホモエピタキシャル層の場合を述べたが、
基板と成長層とが組成を異にするヘテロエピタキシャル
層であっても同様に実現できる。
Further, in the above embodiments, the case of a -axial crystal was described, but the same effect is also effective in the case of a bicyclic crystal. Furthermore, although we have described the case of a so-called homoepitaxial layer in which a crystal layer with almost the same composition as the substrate is grown on the substrate,
The same can be achieved even if the substrate and the growth layer are heteroepitaxial layers having different compositions.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、SHG出力光に
波面収差の少ない、安定な導波路型波長変換素子が得ら
れる。また、材料の光学的なばらつきや製作誤差のばら
つき等があっても、これを吸収可能な構造の導波路型波
長変換素子も実現することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a stable waveguide type wavelength conversion element in which the SHG output light has little wavefront aberration. Further, it is also possible to realize a waveguide type wavelength conversion element having a structure that can absorb optical variations in materials, variations in manufacturing errors, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の導波路型波長変換素子の構
造を説明するための斜視図である。 1・・・・・結晶層 2・・・・・側壁 3・・・・・チャンネル光導波路 4・・・・・平面光導波路 5・・・・・基本波 6・・・・・SHG光 7・・・・・円筒レンズ
FIG. 1 is a perspective view for explaining the structure of a waveguide type wavelength conversion element according to an embodiment of the present invention. 1... Crystal layer 2... Side wall 3... Channel optical waveguide 4... Planar optical waveguide 5... Fundamental wave 6... SHG light 7・・・・・・Cylindrical lens

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)バルク状の結晶でありかつタイプ I の非線形光
学位相整合条件を有する結晶薄層に、当該位相整合条件
を満たす角度より僅かにずれていて、SHG光に対する
異常光屈折率が基本光に対する常光屈折率より僅かに大
きくなる角度の方向に進む側壁を設けると共に、 その側壁に沿って前記結晶薄層上に形成されたチャンネ
ル光導波路と、このチャンネル光導波路を形成した同一
の結晶薄層上に形成された平面光導波路とを備えて成り
、 前記チャンネル光導波路には常光線の基本波が注入され
、前記平面光導波路から異常光線である前記基本波の第
2次高調波を得ることを特徴とする導波路型波長変換素
子。
(1) A thin crystal layer that is a bulk crystal and has Type I nonlinear optical phase matching conditions is slightly deviated from the angle that satisfies the phase matching conditions, so that the extraordinary refractive index for SHG light is different from that for fundamental light. A side wall extending in the direction of an angle slightly larger than the ordinary refractive index is provided, a channel optical waveguide is formed on the thin crystal layer along the side wall, and a channel optical waveguide is formed on the same thin crystal layer on which the channel optical waveguide is formed. a planar optical waveguide formed in the channel optical waveguide, a fundamental wave of an ordinary ray is injected into the channel optical waveguide, and a second harmonic of the fundamental wave, which is an extraordinary ray, is obtained from the planar optical waveguide. Features of waveguide type wavelength conversion element.
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