JPH02212821A - 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
ｍｏｎｌｅｓ　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１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（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ｎｌ、。

（２ω）とすると、この位相整合条件は、図を参照して Ｎ　（（ＩＪ）　ｍａｌｃ、、、　（２ω）　　ｃｏｍ
ａ　−・−・（１）となる。すなわち、 Ｎ　（ω）　く　ｎ　、１．６　（２ω）　　　　　　
　　　　　・・・・・・　（２）でありさえすれば、Ｓ
Ｈ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ｎｔ＋ａ、（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、 ｎ、□（ω）くＮ（ω）く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
ｇ＋＊ａ　（（７Ｊ）　＜ｎｇｌａｄ　（２＜ＩＪ）で
ある故、ｎ　ｔｌ＊ａ　（＜ＩＪ）　＜ｎ　（（ｉＪ）
　＜　ｎ　ｇｌａｄ　（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　ｃｏｍａ　（（ｉＪ）　＜　ｎ　ｃｒａｄ（２ω）
　＜　ｎ　（（ＩＪ）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角度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
光ビームとして用いるためには、ファイ／＜−型ｓＨＧ
の出射光ビームをディスクの情報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、出射光の
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。そのため、ＳＨ波を光ピ
ツクアップの光ビームとして使用する場合、ＳＨ波をコ
リメート（平行平面波に変換）しなければならない。

そこで、第３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５Ｈｔｉ出射角に見合った頂
角αの円錐面を有しかつ透過波面収差が十分少なる円錐
プリズム３０を配置すれば、理論的には、この円錐プリ
ズム３０の作用によって完全なコリメーションが可能で
ある。

しかし乍ら、実際には、円錐プリズム３０の製造上にお
ける頂角αのバラツキや透過波面収差の乱れ、さらには
５ＨＧＩＯと円錐プリズム３０との相対的な位置調整の
ズレ等により、完全なるコリメーションを行なうことは
困難である。その結果、光ピツクアップにおいて集光レ
ンズで集光された光デイスク上のスポットを回折限界ま
で絞ることができず、情報の書込み／読取りに支障を来
すことになる。

発明の概要 そこで、本発明は、波長変換光として回折限界のスポッ
トを生成し得る２次光を導出できるようにしたファイバ
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、
波長変換された光を集光レンズによって集光し、集光さ
れた光の集光点に微小孔を有する遮光板の該微小孔を配
し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。

第１図は、例えば光ピツクアップに適用された本発明に
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
図である。図において、ファイバー型５ＨＧＩＯで波長
変換されたＳＨ波である円錐波面の２次光は例えば円錐
プリズム１１に入射する。円錐プリズムは１１は集光レ
ンズとしての作用をなすようにその円錐頂角βが設定さ
れており、拡散状態で入射する２次光を集光せしめる。

円錐プリズム１１の後方には、当該プリズム１１によっ
て集光された光の集光点に微小孔であるピンホール１２
が位置するように遮光板１３が設けられている。

ピンホール１２を通過した先ビームはコリメータレンズ
１４によって平行光に変換されてビームスプリッタ１５
に入射する。ビームスプリッタ１５で反射された光ビー
ムは対物レンズ１６によって情報記録ディスク１７の情
報記録面上に集束せしめられる。情報記録面で反射され
た光ビームは対物レンズ１６を経た後ビームスプリッタ
１５を通過し、さらに集光レンズ１８で集光されかつシ
リンドリカルレンズ１９で非点収差が与えられて光検知
器２０の受光面に入射する。光検知器２０はその受光面
が互いに直交する２本の直線によって４分割される如く
配置された４個のエレメントからなるいわゆる４分割光
検知器であり、４個のエレメントの各出力の総和が読取
ＲＦ倍信号して導出され、さらに受光面中心に関し、て
互いに対向するエレメント同士の２つの出力和の２がフ
ォーカスエラー信号として導出される。

このように、ファイバー型５ＨＧＩＯから出射されたＳ
Ｈ波を集光せしめ、その集光点にピンホール１２を配す
ることにより、ピンホール１２を通過したＳＨ波を、ビ
ン・ホール１２を点光源とし。

て発せられる光と見なすことができる。したがって、ピ
ンホール１２以降に、従来の光ピツクアップの光学系を
配すれば、対物レンズ１６によりディスク上に回折限界
のスポットを生成できるため、ファイバー型５ＨＧＩＯ
で波長変換された２次光を光ピツクアップの光源光とし
て使用できることになる。

なお、上記実施例では、ファイバー型５ＨＧＩＯから出
射されたＳＨ波を集光する集光レンズとして円錐プリズ
ム１１を用いた場合について説明したが、円錐プリズム
１１に代えて凸レンズを用いることも可能である。

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、波長変換された光を集光し、その集光
点にピンホールを配したことにより、ピンホールを通過
したＳＨ波をピンホールを点光源として発せられる光と
見なせるため、回折限界のスポットを生成し得るＳＨ波
を導出することができる。したがって、かがる光波長変
換装置を光ピツクアップの光源として使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図は光ピツクアップに適用された本発明によるファ
イバー型光波長変換装置の一実施例を示す構成図、第２
図はチェレンコフ放射方式位相整合ＳＨＧの概念図、第
３図は円錐プリズムを用いた従来例を示す構成図である
。 主要部分の符号の説明 １０・・・・・・ファイバー型光源波長変換素子１１．
３０・・・・・・円錐プリズム １２・・・・・・ピンホール ５・・・・・・ビームスプリッタ ７・・・・・・情報記録ディスク ９・・・・・・シリンドリカルレンズ ０・・・・・・光検知器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、前記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、前記集光レンズによって集光
   された光の集光点に配された微小孔を有する遮光板とを
   備えたことを特徴とするファイバー形光波長変換装置。
2. （２）前記集光レンズは円錐プリズム又は凸レンズであ
   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
   変換装置。