JPH03156431A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、基本波をその１／２の波長の第２高調波等に
変換するファイバー型の光波長変換素子と、波長変換波
の波面を円錐波面から平面あるいは球面波面に変換する
光学素子とからなる光波長変換装置に関するものである
。

（従来の技術） 従来より、非線形光学材料を利用して、レーザー光を第
２高調波等に波長変換（短波長化）する試みが種々なさ
れている。このようにして波長変換を行なう光波長変換
素子として具体的には、例えば「光エレクトロニクスの
基礎ＪＡ、ＹＡＲＩＶ著、多田邦雄、神谷武志訳（丸善
株式会社）のｐ２００〜２０４に示されるようなバルク
結晶型のものがよく知られている。ところがこの光波長
変換素子は、位相整合条件を満たすために結晶の複屈折
を利用するので、非線形性が大きくても複屈折性が無い
材料あるいは小さい材料は利用できない、という問題が
あった。

上記のような問題を解決できる光波長変換素子として、
いわゆるファイバー型のものが提案されている。この光
波長変換素子は、クラッド内に非線形光学材料からなる
コアが充てんされた光ファイバーであり、応用物理学会
懇話会微小光学研究グループ機関誌ＶＯＬ、３．Ｎα２
．ｐ２８〜３２にはその一例が示されている。このファ
イバー型の光波長変換素子においては、コア部における
基本波の導波モードと、第２高調波等のクラッドへの放
射モードとの間で容易に位相整合をとることができる（
いわゆるチェレンコフ放射の場合）ので、最近ではこの
ファイバー型光波長変換素子についての研究が盛んにな
されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のようにして得この光波長変換波はクラ
ッドの端面から取り出されて、種々の目的のために利用
されるが、その場合、波長変換波を小さなスポットに絞
って利用したいことが多い。例えば波長変換波を光記録
に利用する場合等にあっては、記録密度向上等の点から
、波長変換波を特に微小なスポットに絞り込むことが望
まれる。

ところが、上述のファイバーチェレンコフ型の光波長変
換素子においては、素子外に取り出しこの光波長変換波
を一般的な球面レンズに通して絞ろうとしても、小さな
スポットに収束しないという問題が認められる。

そこで本発明は、波長変換波を小さなスポットに絞り込
むことができる光波長変換装置を提供することを目的と
するものである。

さらに本発明は、レーザー光源の発振波長変動により基
本波波長が変動しても、上記のように波長変換波を小さ
なスポットに絞り込んだ状態を良好に維持可能とするこ
とも目的とする。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明による第
１の光波長変換装置は、先に述べたようなファイバーチ
ェレンコフ型の光波長変換素子にあっては、クラッド中
に放射しこの光波長変換波（所定の位相整合角度で出射
して基本波と位相整合する光）の波面が円錐波面になっ
ているという知見に基づいて得られたものであり、この
ファイバーチェレンコフ型の光波長変換素子に加えてさ
らに、 この光波長変換素子のクラッド端面から出射しこの光波
長変換波が入射する位置に配され、それぞれ該波長変換
波を屈折、回折させて、その円錐波面を双方の作用によ
り平面または球面波面に変換する屈折型光学素子および
回折型光学素子を設け、上記および回折型光学素子をそ
れぞれ光波長変換素子とは別体に形成し、 および回折型光学素子とからなる光波長変換波偏角θｔ
のなる関係を満たすように構成したことを特徴とするも
のである。

また本発明の第２の光波長変換装置も上記のような２つ
の光学素子により波面変換を行なうものであるが、これ
らのうちの一方を光波長変換素子のクラッド端面に直接
形成し、そして および回折型光学素子とからなる光波長変換波偏角θｔ
のたとき、 たとき、 ＣｊＡ　　　　　　ＯＡ なる関係を満たすように構成したことを特徴とするもの
である。

上記の屈折型光学素子としては例えば、光入射側および
／または光出射側の面が円錐面状とされたレンズ等を用
いることができる。一方回折型光学素子としては、同心
円グレーティング素子等を用いることができる。

上記光学素子双方の作用により、波長変換波の波面を平
面または球面波面に変換すれば、その波長変換波を通常
の球面レンズ等に通すことにより、小さなスポットに絞
り込むことが可能になる。

また第１の光波長変換装置において（１）式の関係が満
足されていると、基本波波長が変動して波長変換波の波
長が変動したとき、クラッド端面がらの波長変換波出射
角と、２番目の（光波長変換素子から遠い方の）光学素
子からの波長変換波の出射角とが互いに打ち消し合うよ
うに変化し、波長変換波が小さなスポットに絞られた状
態が維持されうる。

一方第２の光波長変換装置において（２）式の関係が満
足されていると、上記と同様にして波長変換波の波長が
変動したとき、位相整合角００つまりはクラッド端面に
形成された光学素子への波長変換波の入射角と、２番目
の光学素子からの波長変換波の出射角とが互いに打ち消
し合うように変化し、この場合も上記と同じ作用が得ら
れる。

（実　施　例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図は、本発明の第１実施例による光波長変換装置を
示すものである。この装置は、光波長変換素子１０と、
波面変換を行なう光学素子としての円錐レンズ２０およ
び等ピッチ同心円グレーティング素子４０とから構成さ
れている。

上記光波長変換素子１０は、クラッド１２の中心の中空
部分内に、非線形光学材料からなるコア１１が充てんさ
れた先ファイバーである。上記非線形光学材料としては
、前述したように波長変換効率が高い有機非線形光学材
料を用いるのが好ましい。

本例では特に特開昭６２−２１０４３２号公報に示され
る３、５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラ
ゾール（以下、ＰＲＡと称する）によってコア１１を形
成している。一方クラッド１２は、５ＦＳ３ガラスから
形成されている。

この光波長変換素子１０を作成する際には、まずクラッ
ド１２となる５ＦＳ３ガラスの中空ファイバーが用意さ
れる。このガラスファイバーは一例として、外径が３ｍ
ｍで、中空部の径が２．０μｍのものである。そしてこ
のガラスファイバーの中空部に融液状態のＰＲＡを充填
し、固化させ、またそれを単結晶化させる。次いでこの
ガラスファイバーの両端を切断、研磨して、光波長変換
素子１０を得る。なお、以上のようにして光波長変換素
子１０を作成する方法については、例えば特開昭６４−
７９７３４号公報等に詳しい記載がなされている。

一方円錐レンズ２０は５ＦＳ３ガラスから形成され、光
波長変換素子１０側の面２０ａが円錐面とされ、それと
反対側の面２０ｂが平面とされたものである。

また上記円錐レンズ２０よりも光波長変換素子ｌＯから
遠い位置に配された等ピッチ同心円グレーティング素子
４０は、第２図に平面形状を示すように、等ピッチのグ
レーティング４０ａが同心円状に形成されたものである
。このようなグレーティング素子４０は、例えば公知の
フォトリソ法等によって形成することができる。

上記光波長変換素子１０は第１図図示のようにして使用
される。すなわち、基本波発生手段としての半導体レー
ザー（発振波長：　８７０　ｎｍ）　１Ｂが光波長変換
素子ｌＯの光入射側の端面１０ａに直接固定され、そこ
から射出されたレーザー光（基本波）１５がコア１１内
に入射する。この基本波Ｉ５は、コア１１を構成するＰ
ＲＡにより、波長が１／２の第２高調波１５°に変換さ
れる。この第２高調波１５°はクラッド１２中に放射し
て、素子１０内を端面側に進行する。位相整合は、基本
波１５のコア部での導波モードと、第２高調波１５°の
クラッド部への放射モードとの間で取られる（いわゆる
チェレンコフ放射）。

第２高調波１５’　は、クラッド端面１２ａから出射し
、円錐レンズ２０および等ピッチ同心円グレーティング
素子４０によってコリメートされる。またコア１１の端
面１１ａからは、コアｌｌ内を導波した基本波１５が出
射する。この第２高調波１５°と基本波１５を含む光ビ
ーム１５“は、第２高調波１５’のみを通過させるフィ
ルター１８に通され、第２高調波１５’のみが取り出さ
れる。この第２高調波１５’　は、船釣な球面レンズで
ある集光レンズ１９に通され、微小なスポットＰに絞ら
れる。なお第１図ではこの第２高調波１５゛　を利用す
る装置を特に示していないが、この種の装置においては
前述した理由により、こうして第２高調波１５°を絞っ
て利用することが多い。

次に、円錐レンズ２０および等ピッチ同心円グレーティ
ング素子４０の作用について詳しく説明する。

本実施例においては第３図に詳しく示すように、クラッ
ド１２が十分に太く形成され、それにより、位相整合角
θ０でクラッド１２中に放射した第２高調波１５°はす
べて、クラッド外表面で全反射することなしにクラッド
端面１２ａから直接出射するようになっている。そうす
るためにはコア１１の直径をｄ１クラッド１２の長さを
Ｌとしたとき、クラッド１２の直径Ｄｃを ＤＣ＞　２　Ｌ　ψｔａｎ　　θ。＋ｄに設定すればよ
い。このようになっていると、クラッド１２中を進行す
るすべての第２高調波１５゛　の波面は、コア軸を含む
１つの平面内においては第３図中に矢印Ｗで示す向きと
なり、したがって全体では円錐面状となる。

ここで、第４図に詳しく示す通り、円錐レンズ２０の円
錐面２０ａのカット角（頂角）をρ、該レンズ２０によ
る偏角をθＲ１該レンズ２０の材料である５ＦＳ３ガラ
スの第２高調波波長λ−４３５ｎｍに対する屈折率をｎ
Ｌとすると、 であり、５ｉｎｘ＝ｘと近似させると、θＲよ（ｎＬ−
１）ρ となる。第２高調波１５′の波長λの変化によって屈折
率ｎｌが変化し、それによりθｋが変化するから、 θＤユλ／Δ である。よって前記と同様にして、 （θＤ＋ΔθＤ）＝（λ＋Δλ）／Ａ したがって偏角θにの波長依存性は、角度について士の
方向を第１図図示のように定めて、したがって回折角θ
Ｄの波長依存性は、波長λが増大すると偏角θＲは小さ
くなる。

一方等ピッチ同心円グレーティング素子４０による回折
角をθｏ１そのグレーティングピッチを八とすると、 ｓｉｎθＤユλ／Δ　　　　　　　・・・・・・（５）
であり、近似的に となる。一般に１／λ〉０であるから、波長λが増大す
ると回折角θＤも大きくなる。

前述したように、等ピッチ同心円グレーティング素子４
０を通過後に第２高調波１５゛がコリメートされるため
には、この第２高調波１５°のクラッド端面１２ａから
の出射角をθ＾とすると、θ＾−θＲ＋θＤ−０　　　
　・・・・・・（７）であればよい。また、基本波波長
すなわち第２高調波波長λが変動したとき、波面収差が
生じないようにするためには、上記偏角θＲと回折角θ
Ｄ前記（１）式、すなわち であり、この値が＋０．０８５°／　ｎ　ｍとなれば、
偏角θｔの波長依存性と出射角θ＾の波長依存性が、互
いに補償し合うことになる。

１／λ−２３，０Ｘ　１０−４／　ｎ　ｍであり、また
５ＦＳ３ガラスについては、 が成立すればよい。本例では、ＰＲＡからなるコア１１
の直径が２．０μｍ、５ＦＳ３ガラスからなるクラッド
１２の直径が３　ｍ　ｍ　％波長λ−４３５ｎｍの第２
高調波１５°に対するクラッド１２の屈折率ｎ−１，８
２４９、位相整合角θｏ　−１５−１’　、出射角θＡ
−２８，４°であり、また出射角θ＾の波長依存性は、
前述の（４）、（６）式より、 であるから、これらの値を上記（８）式に代入するとと
もにその左辺を＋０．０８５　’　／　ｎ　ｍとし、そ
してθＡ−２８，４°の値を（７）式に代入すると、θ
Ｒ諺５２．７”　　　　　θＤ　−２４４＠となる。こ
のθ、−５２．７°の値と前記（３）式より、円錐レン
ズ２０のカット角ρ−４４，６７”とすればよい。一方
、θＤ−２４，３°の値と前記（５）式より、等ピッチ
同心円グレーティング素子４０のグレーティングピッチ
Δ−１，０６μｍとすればよい。

上記のような円錐レンズ２０および等ビ・ソチ同心円グ
レーティング素子４０に第２高調波１５°を通すことに
より、その円錐波面が平面波面に変換されていれば、こ
の第２高調波１５゛　を前記のように一般的な球面レン
ズである集光レンズ１９に通すことにより、それを微小
なスポットＰに絞ることが可能となる。

また、前述した（１）式が満足されているから、基本波
波長つまり第２高調波１５°の波長λが変動した際には
、出射角θ＾と、等ビ・ソチ同心円グレーティング素子
４０からの第２高調波１５°の出射角とが、互いに打ち
消し合うように変化する。よって基本波波長が変動して
も、波面変換後の第２高調波１５゛　に波面収差が生じ
ることを防止でき、第２高調波１５”を微小なスポット
Ｐに絞った状態を良好に維持可能となる。

以上説明した第１実施例について要点をまとめると、波
面が変換された後の第２高調波１５°に波面収差が生じ
ることを防止するための条件は、先に説明した通り、 であり（これは、以下に説明する第２〜８実施例におい
ても同様である）、また である。

そして前述したように、波長λが増大したとき偏角θＲ
が小さくなるとともに、回折角θＤが大きくなるから、
偏角θｔは、円錐レンズ２０のみあるいはグレーティン
グ素子４０のみを用いる場合よりもさらに大きくなり、
よって出射角θＡの波長に対処可能となる。これは、以
下に述べる第２．５および６実施例においても同様であ
る。

次に、第５図を参照して本発明の第２実施例１こついて
説明する。なおこの第５図において、前記第１図中の要
素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説
明は省略する（以下、同様）。

上記第１実施例は、出射角θ＾の波長依存性が負の値を
取る場合に有効なものであるが（以下に説明する第５お
よび１１実施例も同様である）、この第２実施例は上記
波長依存性が正の値を取る場合に有効なものである（以
下に説明する第６および９実施例も同様である）。

この第２実施例においては、第１実施例におけるのと反
対に、光波長変換素子１０に近い側に等ピッチ同心円グ
レーティング素子４２が配され、遠（Ａ側に円錐レンズ
２２が配されている。

このような構成においては、 である。

次に、第６図を参照して本発明の第３実施例について説
明する。この実施例は、上記位相整合角θ０の波長依存
性、つまり出射角θＡの波長依存性が比較的０に近い値
を取る場合に有効である（なお、以下に説明する第４．
７．８、ｌＯおよび１２実施例も同様である）。

この実施例においては、光波長変換素子１０に近い側に
等ピッチ同心円グレーティング素子４３が配され、遠い
側に円錐レンズ２３が配されている。この構成において
は、 −ティング素子４４が配されている。この構成におであ
る。

そして前述したように、波長λが増大したとき偏角θＲ
が小さくなるとともに、回折角θＤが大きくなるから、
偏角θｔは、円錐レンズ２３のみあるいはグレーティン
グ素子４３のみを用いる場合よりもさらに小さくなり、
よって出射角θＡの波長変換素子１０に対処可能となる
。これは、以下に述べる第４．７および８実施例におい
ても同様である。

次に、第７図を参照して本発明の第４実施例（こついて
説明する。

この第４実施例においては、第３実施例におけるのと反
対に、光波長変換素子１０に近い側に円錐レンズ２４が
配され、遠い側に等ピッチ同心円ブレ通りである。

次に、第８図を参照して本発明の第５実施例について説
明する。

この第５実施例と、後に説明する第６．７および８実施
例においては、屈折型光学素子と一体的に回折型光学素
子が形成されている。この第８図の装置においては、円
錐レンズ２５の平坦な方の面に等ピッチ同心円グレーテ
ィング素子４５が形成されている。第８図において屈折
の関係は、ｓｉｎ　　（θＡ　＋ｐ）−ｎＬｓｉｎθ１
これより近似的に、 θ＾＋ρ−ｎＬｅ１　　　　・・・・・・（１０）また
　　　θ２−ρ−θｌ　　　　　　・・・・・・（１１
）そして回折の保存式は、 λ ｎＬｓｉｎ　θ２−纏Ｏ これより、ｎｌ−θ２−λ／Ａ　　　　　・・・・・・
（１２）上記（１０）式において、Δλの波長変化によ
り屈折後の光路がΔθ１変化したとすると、 これより、（１１）式を用いることにより、これより、 となる（なおΔλΔθｌの項は無視した）。波長変化と
、上記（１３）式の角度変化が有った場合の式（１２）
は、角度の正負を考慮して、 となる。

次に、第９図を参照して本発明の第６実施例について説
明する。

この第６実施例においては、第５実施例におけるのと反
対に、円錐レンズ２６はその円錐面が光波長変換素子１
０と反対側を向くように配され、そして光波長変換素子
１０側を向く該レンズ２Ｂの平坦面に、等ピッチ同心円
グレーティング素子４６が形成されている。この構成に
おいては、 −−Δθ となる。よって、 Ａ ａ　人 となる。

次に、第１Ｏ図を参照して本発明の第７実施例について
説明する。

この第７実施例は、前述した通り、位相整合角θ。の波
長依存性、つまり出射角θ＾の波長依存性が比較的０に
近い値を取る場合に有効である。

そして円錐レンズ２７はその円錐面が光波長変換素子ｌ
Ｏ側を向くように配され、光波長変換素子１０と反対側
を向く該レンズ２７の平坦面に、等ピッチ同心円グレー
ティング素子４７が形成されている。この構成において
は、 となる。

次に、第１１図を参照して本発明の第８実施例について
説明する。

この第８実施例も、位相整合角θ０の波長依存性、つま
り出射角θ＾の波長依存性が比較的０に近い値を取る場
合に有効である。そしてこの第８実施例においては、第
７実施例におけるのと反対に、円錐レンズ２８はその円
錐面が光波長変換素子ｌＯと反対側を向くように配され
、光波長変換素子ｌＯ側を向く該レンズ２８の平坦面に
、等ピッチ同心円グレーティング素子４８が形成されて
いる。

（１４）式で示される通りとなる。

次に、第１２図を参照して本発明の第９実施例について
説明する。

この第９実施例および後述する第１Ｏ１１１および１２
実施例は、屈折型光学素子および回折型光学素子の一方
が、ファイバー型の光波長変換素子１０のクラッド端面
に形成されたものである。このような構成においては、
前述した なる関係が満足されるようにすれば、基本波波長が変化
したとき、位相整合角θ０つまりはクラッド端面に形成
された光学素子への波長変換波の入射角と、２番目の光
学素子からの波長変換波の出射角とが互いに打ち消し合
うように変化する。

第９実施例においては、平坦なりラッド端面１２ａ上に
等ピッチ同心円グレーティング素子４９が形成され、そ
してそれとは別に円錐レンズ２９が設けられている。な
お本実施例は、位相整合角θ。の波長依存性が正の値を
取る場合に有効である。

第１２図において、円錐レンズ２９の屈折率、クラッド
１２の屈折率を各々ｎＬＳｎとして、回折の保存式は、 ｎ５ｉｎθ０−λ／Ａ　　−−ｓｉｎθ１これより近似
的に、 ｎθ０−λ／Δ−−θ１　　　・・・・・・（１５）円
錐レンズ２９の第１面における屈折の関係は、ｓｉｎ　
　（θ１　＋　ρ）　−ｎＬｓｉｎ　９これより近似的
に、 θ墓＋ρ−ｎｌ−ρ　　　　　・・・・・・（１Ｂ）式
（１５）において、Δλの波長変化により回折後の光路
がΔθｌ変化したとすると、 そのときの屈折の式（１６）は、 これより、 円錐レンズ２９の第２面における屈折を考慮すると、最
終的な角度変化Δθ／Δλ、つまり偏角θｔの波長依存
性は、 となる。

そして前述したように、波長λが増大したとき偏角θＲ
が小さくなるとともに、回折角θ０が大きくなるから、
偏角θｔは、円錐レンズ２９のみあるいはグレーティン
グ素子４９のみを用いる場合よりもさらに大きくなり、
よって位相整合角θ。の子ＩＯに対処可能となる。これ
は、以下に述べる第１１実施例においても同様である。

次に、第１３図を参照して本発明の第１０実施例につい
て説明する。

この第１０実施例においても、第９実施例と同様に、平
坦なりラッド端面１２ａ上に等ピッチ同心円グレーティ
ング素子５０が形成され、そしてそれとは別に円錐レン
ズ３０が設けられている。また本実施例は、位相整合角
θ０の波長依存性が比較的０に近い値を取る場合に有効
である。このような構成においては、 となる。

そして前述したように、波長λが増大したとき偏角θＲ
が小さくなるとともに、回折角θ０が大きくなるから、
偏角θｔは、円錐レンズ３０のみあるいはグレーティン
グ素子５０のみを用いる場合よりもさらに小さくなり、
よって位相整合角θ０の波長変換素子ｌＯに対処可能と
なる。これは、以下に述べる第１２実施例においても同
様である。

次に、第１４図を参照して本発明の第１１実施例につい
て説明する。

この第１１実施例においては、クラッド端面３１が円錐
面状に加工されて屈折型光学素子を構成し、その他に等
ピッチ同心円グレーティング素子５１が設けられている
。また本実施例は、位相整合角θ。の波長依存性が負の
値を取る場合に有効である。

第１４図において、クラッド端面３１のカット角をρと
すると、該クラッド端面３１における屈折の関係は、 ｎｓｉ口　（ρ−θ０　　）　　−５ｉｎ　　θｌこれ
より近似的に、 ｎ（ρ−００）−θｌ　　　　・・・・・・（１７）回
折の保存式は、 ｓｉｎ　　（θ１−ρ）−λ／Ａ−０ これより近似的に、 θ１−ρ−λ／Ａ−０ 式（１７）において、Δλの波長変化により屈折後の光
路がΔθｌ変化したとすると、 ｄス この後の回折では、 θ１＋Δθ１−ρ−（λ＋Δλ）／Δ謹−Δθこれより
、 よって最終的な角度変化Δθ／Δλ、つまり偏角θｔの
波長依存性は、 となる。

次に、第１５図を参照して本発明の第１２実施例につい
て説明する。

この第１２実施例においても、第１１実施例と同様に、
クラッド端面３２が円錐面状に加工されて屈折型光学素
子を構成し、その他に等ピッチ同心円グレーティング素
子５２が設けられている。また本実施例は、位相整合角
θ０の波長依存性が比較的Ｏに近い値を取る場合に有効
である。このような構成においては、 となる。

以上、基本波を第２高調波に変換する実施例について説
明したが、本発明はその他、基本波を第３高調波に波長
変換する光波長変換素子や、２種の波長の基本波を和周
波や差周波に波長変換する光波長変換装置に対しても適
用可能である。

また本発明は、波長変換波の波面を円錐波面から球面波
面に変換する場合にも適用可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明によれば、ファイバー型
の光波長変換素子から出射しこの光波長変換波の波面を
平面または球面波面とすることができるので、この波長
変換波を通常の球面レンズに通して微小なスポットに絞
ることが可能となる。したがって本発明によれば、利用
する光ビームを微小なスポットに絞る必要がある光記録
装置等に対して波長変換波を利用することが可能となり
、波長変換の技術の応用範囲が著しく拡大される。

その上本発明においては、波長変換波の光波長変換素子
からの出射角、あるいは位相整合角の波長依存性と、波
面変換を行なう光学素子による偏角の波長依存性とが互
いに打ち消し合うに構成したから、基本波の波長変動が
あっても、上記のように波長変換波が微小なスポットに
良好に絞られた状態を維持でき、この波長変換波を利用
する装置の信頼性を高めることができる。

そして本発明においては、上記出射角あるいは位相整合
角の波長依存性の補償を、屈折型光学素子と回折型光学
素子との組合せによって行なうようにしたので、この波
長依存性が極めて小さいものから反対に極めて大きいも
のまで、広範な光波長変換素子に対して上記の補償を適
用可能となる。

さらに本発明によれば、上記のように基本波の波長変動
を許容できるから、レーザー光源の発振波長の個体差も
許容できることになり、それにより歩留り向上の効果や
、レーザー光源が破損した際光波長変換素子はそのまま
にしてレーザー光源を簡単に交換使用できるという効果
も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例による光波長変換装置を
示す側面図、 第２図は、上記光波長変換装置の等ピッチ同心円グレー
ティング素子を示す正面図、 第３図は、第１図の装置における光波長変換素子を詳し
く示す拡大側面図、 第４図は、第１図の装置の円錐レンズにおける光の屈折
を説明する説明図、 第５．６．７．８．９．１０．１１、】２．１３．１４
および１５図はそれぞれ、本発明の第２．３．４．５．
６．７．８．９、ｌ０１１１および１２実施例による光
波長変換装置を示す側面図である。 ＩＯ・・・光波長変換素子　　■ｌ・・・コア１２・・
・クラッド　　　　　１２ａ・・・クラッド端面１５・
・・基本波　　　　　　１５°・・・第２高調波２０．
２２．２３．２４．２５．２６．２７．２８．２９．３
゜・・・円錐レンズ ３１３２、・・・円錐面状のクラッド端面４０、４２．
４３．４４．４５．４６．４７．４８．４９．５０．５
１．５２・・・等ピッチ同心円グレーティング素子第 ３ 図 第 図 第 図 第 図 ＋ｒ１ ４ 図 第 ８ 図 第 図 第 ０ 図 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折率のク
   ラッド内に充てんされてなるファイバーであって、コア
   に入射された基本波を波長変換してクラッド中に放射す
   る光波長変換素子と、 この光波長変換素子のクラッド端面から出射した波長変
   換波が入射する位置に配され、それぞれ該波長変換波を
   屈折、回折させて、その円錐波面を双方の作用により平
   面または球面波面に変換する屈折型光学素子および回折
   型光学素子とからなる光波長変換装置において、 前記両光学素子がそれぞれ光波長変換素子とは別体に形
   成され、 両光学素子による合計の波長変換波偏角θｔの波長依存
   性を■θｔ／■λ、クラッド端面における波長変換波の
   出射角θ＿Ａの波長依存性を■θ＿Ａ／■λとしたとき
   、 ■θ＿Ａ／■λ＋■θｔ／■λ≒０ なる関係を満たすように構成されていることを特徴とす
   る光波長変換装置。
2. （２）非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折率のク
   ラッド内に充てんされてなるファイバーであって、コア
   に入射された基本波を波長変換してクラッド中に放射す
   る光波長変換素子と、 この光波長変換素子のクラッド端面から出射した波長変
   換波が入射する位置に配され、それぞれ該波長変換波を
   屈折、回折させて、その円錐波面を双方の作用により平
   面または球面波面に変換する屈折型光学素子および回折
   型光学素子とからなる光波長変換装置において、 前記両光学素子の一方が前記クラッド端面に形成され、 両光学素子による合計の波長変換波偏角θｔの波長依存
   性を■θｔ／■λ、クラッドの屈折率をｎ、位相整合角
   をθｏ、その波長依存性を■θｏ／■λとしたとき、 ｎ（■θｏ）／（■λ）＋（■θｔ）／（■λ）≒０な
   る関係を満たすように構成されていることを特徴とする
   光波長変換装置。