JPH03245131A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JPH03245131A
JPH03245131A JP4300890A JP4300890A JPH03245131A JP H03245131 A JPH03245131 A JP H03245131A JP 4300890 A JP4300890 A JP 4300890A JP 4300890 A JP4300890 A JP 4300890A JP H03245131 A JPH03245131 A JP H03245131A
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optical waveguide
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wavelength
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optical
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Teruhiro Shiono
照弘 塩野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明【よ レーザ光の波長を1 / nに短波長化す
る光学装置に関するものであり、特許 温度制御を不用
にし安定動作が期待できる光学装置に関するものである
従来の技術 レーザ光の波長を短波長にするものとして、 SHG 
(second harmonic generati
orL、n = 2 )、T HG (thircl 
harmonic generatiorb n = 
3 )等が注目されている。SHGの例として、第3図
に示すものがあった(K、 ヌノムラ(Nunomu 
ra )他″′セカンドへ−モニ7り シ11ネレーシ
3ン (Second   harmonic  ge
neration)  in  a  スA”7タード
 (sputtered)  LiNb0t  フィル
A(film)  on  MgO”  、  J、 
 クリスタル り′ロース (Crystal  Gr
vth)、 vol、 45. pp、 355−36
00978)、)。基板1として、MgOの結晶を用1
.%  その上に2次の非線形効果を有するLiNb0
aの薄膜を設置す、光導波路2′ としている。光導波
路2′の端面から波長1.06μmのYAGレーザ光4
を入射すると、SHGが生じて入射光の波長が1/2に
なりもう一方の端面か転 高調波である波長0,53μ
mのレーザ光5が出射されるというものである。
発明が解決しようとする課題 第3図に示した従来の光学装置でi*SHGを生じさせ
るために 基本波(入射波と同じ波長)の基本モードT
M―と、波長が1/2の高調波の高次モードTM、を、
光導波路のモード分散を利用して、実効屈折率を一致さ
せるという位相整合を行っていも ある温度では 光導
波路2の膜厚0.37μmでこれらのモードの実効屈折
率を一致させることができ、このときにSHGが生じも
 従って、SHGを生じさせるには 先導波路2の膜厚
を厳密に設定することが要求されも ところ力支 膜厚
を厳密に設定して仮 屈折率が温度依存性を有するた数
 このままでは安定動作の実現するのが難しく、この光
学装置にC友  上敷℃の精密温度制御系が必要である
という課題があっtう 本発明は 上記課題に鑑みてなされたもので、温度制御
を不用にし安定動作が期待できる光学装置を提供するも
のであも 課題を解決するための手段 本発明Cヨ  上記課題を解決するために 基板と、入
射光と出射光の入出力が可能な上記基板上に設けたn 
(nは2以上の整数)次の非線形光学効果を有する光導
波路と、上記光導波路を挟むように上記光導波路上 上
記先導波路中、 上記基板上もしくは上記基板中に設け
た 上記光導波路に電界を印加する電極から構成され 
上記入射光の波長における上記光導波路の屈折率は 上
記入射光の波長の1 / nの上記出射光の波長におけ
る上記基板の屈折率よりも大きくなるように構成した光
学装置を提供する。ものであも 作用 本発明ζ表 非線形光学効果を有する媒体ζ友 通家 
電気光学効果を有することに着目し 温度変化によって
位相整合する条件がずれても設けた電極に電圧を印加し
て、電気光学効果により光導波路の屈折率を変化させる
ことにより、位相整合をさせるものであも 従って、本
発明の光学装置は温度制御の必要はなく、安定動作が実
現される。
実施例 第1図は本発明の一実施例の光学装置の構成図である。
基板1上に リッジ形の光導波路2を形成し その光導
波路2を挟み込むように電極3が設けてあも 基板1と
してMgOの結晶を用L\Mg○の(111)面の上に
 RFスパッタ法により、 2次の非線形光学効果を有
するLiNb0才を例えば0.37μa  (、N配向
のエピタキシャル成長させた 次に 例えば 幅3μへ
長さ5m+n中央部に残すように イオンビームエツチ
ングで、LiNb0a薄膜を、例えば膜厚0.2μm削
り取り、リッジ形の光導波路2を形成した この先導波
路2を挟み込むように 例えばA1、Au等の金属で電
極3を1対形戊しf、  この電極3は光導波路2に電
界が印加されるように形成すればよく、光導波路2上も
しくは光導波路2中もしくは基板1上もしくは基板1中
に設けてもよl、%  例えば 光導波路2の膜厚が0
.37μmで、温度が23度で1よ 光導波路2の端面
に波長1.06μmのYAGレーザ光4を基板1に垂直
方向に直線偏光して入射すると、SHGが生じて入射光
の波長が1/2になりもう一方の端面か転 波長0.5
3μmのレーザ光5が出射された 第2図に 本実施例の場合の光導波路の膜厚と導波光の
実効屈折率との関係を示す。同図(よ 電圧印加の効果
を説明するためのもので、温度が23℃の場合である。
波長1.06μmの基本波の基本モードの曲線はTM@
(ω)、波長0.53μmの高調波の一部モードの曲線
はTM+(2ω)でそれぞれ実線で示されており、光導
波路2の膜厚0,37μmでこれらの曲線は交わり(交
点1)、一致する(位相整合条件)。このときにSHG
が生じも本実施例では 光導波路2の膜厚が0.37μ
mでありSHGの条件を満たしており、入射光4は基本
波の基本モードTM・を励振し 実効屈折率の等しい高
調波の高次モードT M +に一部変換されて、波長0
.53μmのレーザ光5が出射されたものである。次に
 電極3に電圧を印加a 先導波路2に電界がかかるよ
うにする。LiNbO5等の2次の非線形光学効果を有
する媒体1社 通家 電気光学効果を有するたへ 電界
をかけると、電界の大きさと方向に依存して屈折率が変
化すも 電極3に電圧Vを印加したときのTM、(ω)
、TM、(2ω)の曲線を、それぞれTMi(弘 V)
、TM+(2axV)で点線で示す。これらの曲線の交
点(交点2)の位置は 交点lから変化させることがで
きも 光導波路2、基板lの屈折率(よ 温度に依存しており
、温度が変化すると、TMs(ω)、TM。
(2ω)の曲線は変化し 同時に 交点1の光導波路2
の膜厚も変わることになる。従って、SHGの変換効率
は悪くなり、安定動作ができなくなム 本実施例で(よ
 このとき電極3に電圧を印加すると、交点の位置を変
化させて、位相整合条件を初期の交点の光導波路2の膜
厚の値(0,37μl11)に戻すことができるた数 
安定な動作が実現できん 本実施例で(よ 基本波の波長における光導波路3の屈
折率(よ 高調波の波長における基板1の屈折率よりも
太きいた歇 第2図のように 基本波と高調波をある膜
厚で導波モードで位相整合をさせることができ、高調波
を光導波路2の端面から出射させることができ起 従っ
て、基本波の波長における光導波路3の屈折率ζよ 高
調波の波長における基板1の屈折率よりも大きいという
こと力文本発明の条件の1つになa 以上説明したのは 2次の非線形効果を示すLiNbo
zを光導波路に用いたSHGの場合である力<、n(n
は2以上の整数)次の非線形光学効果を示す物質を先導
波路に用いれば本発明の効果はあも この場合の高調波
の波長は1 / nであも特に n=2の場合に(よ 
電気光学効果を効率よく示し 本発明の効果は犬き1.
%  例えi;ULiI○3、KNbOs、KTiOP
O4や、 MNA  (メチルニトロアニリン)等のベ
ンゼン環をもったπ電子共役系化合物を含む高分子等を
光導波路に用いれば効果は犬きl、%  また 基板と
して(よ C軸配向のLiNbO5が戒長しやすいもの
としてMgOを用いた力交 これに限らない。
発明の効果 以上のように本発明によれば 温度制御を不用にし 安
定動作が期待できる光学装置が構成可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の光学装置の構成は第2図は
本発明の一実施例の電圧印加の効果を説明するための先
導波路膜厚と実効屈折率との関係を示すクラ7、第3図
は従来の光学装置の構成図であ瓜 l・・基板、2・・光導波跋 3・・電極 4・入射光
 5・・出射光

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板と、入射光と出射光の入出力が可能な上記基
    板上に設けたn(nは2以上の整数)次の非線形光学効
    果を有する光導波路と、上記光導波路を挟むように、上
    記光導波路上、上記光導波路中、上記基板上もしくは上
    記基板中に設けた、上記光導波路に電界を印加する電極
    とを備え、上記入射光の波長における上記光導波路の屈
    折率は、上記入射光の波長の1/nの上記出射光の波長
    における上記基板の屈折率よりも大きいことを特徴とす
    る光学装置。
  2. (2)nは2であることを特徴とする請求項1に記載の
    光学装置。
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