JPH035733A - 光二次高調波発生素子 - Google Patents
光二次高調波発生素子Info
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- JPH035733A JPH035733A JP13970389A JP13970389A JPH035733A JP H035733 A JPH035733 A JP H035733A JP 13970389 A JP13970389 A JP 13970389A JP 13970389 A JP13970389 A JP 13970389A JP H035733 A JPH035733 A JP H035733A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
- G02B6/305—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device and having an integrated mode-size expanding section, e.g. tapered waveguide
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。
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］
本発明は短波長光源としての光二次高調波発生素子に関
する。
する。
［従来の技術１
従来、光二次高調波発生素子としては第３図に示すよう
にＧａＡｓ基板３０１上にＺｎｓクランド層３０２．Ｚ
ｎ５ｅ光導彼層３０３を積層したのち、フォトリングラ
フィ技術によりパターニングを行なった後エツチングを
行い光導波部３０４を形成したものが知られていた。
にＧａＡｓ基板３０１上にＺｎｓクランド層３０２．Ｚ
ｎ５ｅ光導彼層３０３を積層したのち、フォトリングラ
フィ技術によりパターニングを行なった後エツチングを
行い光導波部３０４を形成したものが知られていた。
（発明が解決しようとする課題１
光二次高調波発生素子は光二次高調波発生効率が光導波
路内に存在する光強度の自乗に比例する。
路内に存在する光強度の自乗に比例する。
そのため高効率化のためには光導波路幅は１μｍ程度が
好ましい。
好ましい。
しかしながら、従来の光二次高調波発生素子では励起先
入射部のアライメントがきわめて困難であり、入射光を
安定に導入するための光導波路幅としては５μｍはどう
しても必要であった６そのため、光二次高調波発生効率
は数十分の−に低下してしまい、半導体レーザなどの比
較的弱い励起光源では実用的な光出力を得ることができ
なかった。
入射部のアライメントがきわめて困難であり、入射光を
安定に導入するための光導波路幅としては５μｍはどう
しても必要であった６そのため、光二次高調波発生効率
は数十分の−に低下してしまい、半導体レーザなどの比
較的弱い励起光源では実用的な光出力を得ることができ
なかった。
そこで、本発明では従来のこのような問題点を解決する
ため励起光と光二次高調波発生素子とのアライメントが
容易でかつ光二次高調波発生効率がきわめて高い光二次
高調波発生素子を得ることにある。
ため励起光と光二次高調波発生素子とのアライメントが
容易でかつ光二次高調波発生効率がきわめて高い光二次
高調波発生素子を得ることにある。
［課題を解決するための手段１
上記問題点を解決するため、本発明の光二次高調波発生
素子は、 （１）光二次高調波発生に関与する光学的非線形性を有
する材料または超格子構造を用いて等価的に光二次高調
波発生に関与する光学的非線形性を増強した材料から成
る光導波部と前記光導波部よりも屈折率の低いクラッド
部とから成る光導波路を基板上に形成した光二次高調波
発生素子において前記光導波路の形状が励起光入射部側
に向かって広がるテーパー部を有すること。
素子は、 （１）光二次高調波発生に関与する光学的非線形性を有
する材料または超格子構造を用いて等価的に光二次高調
波発生に関与する光学的非線形性を増強した材料から成
る光導波部と前記光導波部よりも屈折率の低いクラッド
部とから成る光導波路を基板上に形成した光二次高調波
発生素子において前記光導波路の形状が励起光入射部側
に向かって広がるテーパー部を有すること。
（２）前記クラッド部に前記基板の一部を用いたこと。
を特徴とする。
［実 施 例１
以上に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
［実施例−１］
本発明の第１の実施例としてＧ５Ａｓ基板上に２ｎＳｅ
を光導波部に用いＺｎｓをクラッド部に用いた光二次高
調波発生素子について説明する。
を光導波部に用いＺｎｓをクラッド部に用いた光二次高
調波発生素子について説明する。
第１図は発振波長８７０ｎｍのＡｌＧａＡｓ系半導体レ
ーザを励起光源とし、４３５ｎｍの光二次高調波を出力
する光二次高調波発生素子である。
ーザを励起光源とし、４３５ｎｍの光二次高調波を出力
する光二次高調波発生素子である。
まず製造方法について説明する・
ＧａＡＳ基板１０１上にジメチル亜鉛と硫化水素及びセ
レン化水素を原料系に用いた有機金属化学気相成長法（
ＭＯＣＶＤ法）を用いてＺｎｓクラッド層１０２を５ｕ
ｍ、Ｚｎ５ｅ光導波層１０３を１μｍ積層する。
レン化水素を原料系に用いた有機金属化学気相成長法（
ＭＯＣＶＤ法）を用いてＺｎｓクラッド層１０２を５ｕ
ｍ、Ｚｎ５ｅ光導波層１０３を１μｍ積層する。
なお、成長中の基板温度は５００°Ｃ，Ｉ［−Ｖｌ比は
５とし、成長時圧力は８０Ｔｏｒｒとした。
５とし、成長時圧力は８０Ｔｏｒｒとした。
つぎに、フォトリングラフ工程を行なった後、アルカリ
系のエツチング液を用いてＺｎ５ｅ光導波層１０３及び
ＺｎＳクラッド層１０２の不要部分をエツチングにより
除去することにより製造したものである。
系のエツチング液を用いてＺｎ５ｅ光導波層１０３及び
ＺｎＳクラッド層１０２の不要部分をエツチングにより
除去することにより製造したものである。
各部の寸法は、励起先入封部の幅２０μｍ、テーパー部
長さ５０μｍ、リブ幅１ｕｍ、チップ全長５００μｍで
ある。
長さ５０μｍ、リブ幅１ｕｍ、チップ全長５００μｍで
ある。
光結合形式としてはプリズム結合形式を用いた。
この光二次高調波発生素子に発振波長８７０ｎｍの半導
体レーザな光出力３０ｍｗで動作させたとき二次高調波
に相当する４３５ｎｍの光出力として ２ｍｗの光出力
が得られた。
体レーザな光出力３０ｍｗで動作させたとき二次高調波
に相当する４３５ｎｍの光出力として ２ｍｗの光出力
が得られた。
また、光学系の位置精度の余裕としては半導体レーザの
光をなんら集光する手段を用いることな（３０μｍとい
う値を得ることが出来た。
光をなんら集光する手段を用いることな（３０μｍとい
う値を得ることが出来た。
〔実施例−２１
本発明の第２の実施例として基板にニオブ酸リチウムを
用い、基板にクラッド部としての作用を持たせた光二次
高調波発生素子について説明する。
用い、基板にクラッド部としての作用を持たせた光二次
高調波発生素子について説明する。
第２図は発振波長８７０ｎｍのＡ１ｇａＡｓ系半導体レ
ーザを励起光源とし、４３５ｎｍの光二次高調波を出力
する光二次高調波発生素子である。
ーザを励起光源とし、４３５ｎｍの光二次高調波を出力
する光二次高調波発生素子である。
ニオブ酸リチウム基板２０１にチタン拡散して光導波路
２０２を形成したものである。
２０２を形成したものである。
各部の寸法は、励起先入封部の幅２０μｍ、テーパー部
長さ５０μｍ、リブ幅１μｍ、チップ全長５００μｍで
ある。
長さ５０μｍ、リブ幅１μｍ、チップ全長５００μｍで
ある。
光結合形式としてはプリズム結合形式を用いた。
この光二次高調波発生素子に発振波長８７００ｍの半導
体レーザを光出力３０ｍＷで動作させたとき二次高調波
に相当する４３５ｎｍの光出力として４ｍＷの光出力が
得られた。
体レーザを光出力３０ｍＷで動作させたとき二次高調波
に相当する４３５ｎｍの光出力として４ｍＷの光出力が
得られた。
また、光学系の位置精度の余裕としては半導体レーザの
光をなんら集光する手段を用いることなく３０ｕｍとい
う値を得ることが出来た。
光をなんら集光する手段を用いることなく３０ｕｍとい
う値を得ることが出来た。
なお、実施励−１及び２では励起光源としてＡｌＧａＡ
ｓ系の半導体レーザーを用いたがこれはもちろんＩｎｐ
などの他の系の半導体レーザを用いてもよい、また、Ａ
ｒレーザやＨｅ−Ｎｅレザなどの励起光源を用いてもよ
い。
ｓ系の半導体レーザーを用いたがこれはもちろんＩｎｐ
などの他の系の半導体レーザを用いてもよい、また、Ａ
ｒレーザやＨｅ−Ｎｅレザなどの励起光源を用いてもよ
い。
ただし、効率よく光二次高調波を取り出すためには位相
整合条件を満たさねばならないため、光導波路に用いた
材料系に対して使用できる波長域は多少の制限を受ける
。
整合条件を満たさねばならないため、光導波路に用いた
材料系に対して使用できる波長域は多少の制限を受ける
。
また、テーパー部の形状などは必要に応じて設計すれば
よ（、例λば利得導波形半導体レーザ等のように近視野
像が１００μｍ以上横に広がっているものを光源とする
ときにはその寸法に会わせて設計すればよい。
よ（、例λば利得導波形半導体レーザ等のように近視野
像が１００μｍ以上横に広がっているものを光源とする
ときにはその寸法に会わせて設計すればよい。
もちろん、光結合形式はプリズム結合形式にこだわる必
要はない。
要はない。
〔発明の効果１
本発明の光二次高調波発生素子は以下に示すような効果
を有する。
を有する。
（１）光学的非線形媒質から成る光導波路中の光烹度が
きわめて高くなるため低出力光源に対しての変換効率が
高い。
きわめて高くなるため低出力光源に対しての変換効率が
高い。
（２）光二次高調波発生用の励起光源と光二次高調波発
生素子とが有効に結合するため、結合損失が極めて小さ
くなるため実効的な入射光量が増加するため低出力光源
を用いたときの変換効率は更に高くなる。
生素子とが有効に結合するため、結合損失が極めて小さ
くなるため実効的な入射光量が増加するため低出力光源
を用いたときの変換効率は更に高くなる。
（３）利得導波形半導体レーザの様に近視野像が幅広い
ものを用いても結合損失が少ない。
ものを用いても結合損失が少ない。
しかも、出力光は波面整形されているので微小スポット
光源として取り扱うことができるため光５７１気ディス
ク等に応用した時には光Ｅｎ気ディスク面上の記録密度
は飛躍的に増大する。
光源として取り扱うことができるため光５７１気ディス
ク等に応用した時には光Ｅｎ気ディスク面上の記録密度
は飛躍的に増大する。
第１図は本発明の実施例−１を説明するための光二次高
調波発生素子の斜視図 第２図は本発明の実施例−２を説明するための光二次高
調波発生回路の斜視図。 第３図は従来技術を説明するための光二次高調波発生回
路の斜視図 ０１ ０２ ０３ ０１ ０２ ０１ ０２ ０３ ＧａＡｓ基板 Ｚｎｓクラッド層 Ｚｎ５ｅ光導波層 ニオブ酸リチウム基板 光導波路 ＧａＡＳ基板 ＺｎＳクラッド層 Ｚｎ５ｅ光導波層 以 上
調波発生素子の斜視図 第２図は本発明の実施例−２を説明するための光二次高
調波発生回路の斜視図。 第３図は従来技術を説明するための光二次高調波発生回
路の斜視図 ０１ ０２ ０３ ０１ ０２ ０１ ０２ ０３ ＧａＡｓ基板 Ｚｎｓクラッド層 Ｚｎ５ｅ光導波層 ニオブ酸リチウム基板 光導波路 ＧａＡＳ基板 ＺｎＳクラッド層 Ｚｎ５ｅ光導波層 以 上
Claims (2)
- （１）光二次高調波発生に関与する光学的非線形性を有
する材料または超格子構造を用いて等価的に光二次高調
波発生に関与する光学的非線形性を増強した材料から成
る光導波部と前記光導波部よりも屈折率の低いクラッド
部とから成る光導波部を基板上に形成した光二次高調波
発生素子において前記光導波路の形状が励起光入射部側
に向かって広がるテーパー部を有することを特徴とする
光二次高調波発生素子。 - （２）前記クラッド部に前記基板の一部を用いたことを
特徴とする請求項１記載の光二次高調波発生素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13970389A JPH035733A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 光二次高調波発生素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13970389A JPH035733A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 光二次高調波発生素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035733A true JPH035733A (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=15251454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13970389A Pending JPH035733A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 光二次高調波発生素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH035733A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1126566A2 (en) * | 2000-02-14 | 2001-08-22 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corporation | Optical waveguide structure |
| JP2007245944A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 転圧作業車の鉄輪 |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP13970389A patent/JPH035733A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1126566A2 (en) * | 2000-02-14 | 2001-08-22 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corporation | Optical waveguide structure |
| EP1126566A3 (en) * | 2000-02-14 | 2003-01-15 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corporation | Optical waveguide structure |
| JP2007245944A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 転圧作業車の鉄輪 |
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