JPH035735A - 波長変換素子 - 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、高い波長変換効率を有し、かつ集光性にすぐ
れた第２高調波を発生させる波長変換素子に関する。

〈従来の技術〉 第５図に示されるように、２次の非線形光学効果を有す
る有機非線形光学結晶からなるコア１０と、２次の非線
形光学効果を有しないガラスのクラッド１１とから構成
されるファイバー型波長変換素子にあっては、式： ％式％（） （ただし、ｎ　　　（２ω）は第２高調波におけるｌａ
ｄ クラッド１１の屈折率、ｎ　　（ω）は基本波にｏｒｅ おけるコア１０の実効屈折率、ｎ　　（ω）は基ｌａｄ 水波におけるクラッド１１の屈折率である）の条件を満
足するとき、第２高調波が第５図に矢印１２で示すよう
にコア１０からクラッド１１へ放射される、チェレンコ
フ放射が発生する。このとき、得られる第２高調波の出
射パターンは同図に示すようにリング１４となる。なお
、図において、矢印１３は基本波を示している。

前記第２高調波がクラット１１とその外側の空気との界
面で全反射したとき、第２高調波の位相か次式のように
変化する。

（ただし、δ１１　　はＰ偏光の位相変化量、δエ　は
Ｐ偏光の位相変化量、ｎは第２高調波におけるクラッド
１１の屈折率である） 〈発明が解決しようとする課題〉 前記式において、ｎ−１，７４、θ−１０°とすると、
δ、１　は１７１°　　δ　は１５５’　となり、上 この光がコア１０へ戻ってきたとき、第６図に示すよう
にコア１０から放射される第２高調波１２と干渉して大
部分の光が消えてしまうという欠点があった。

これを防ぐためには、クラッド１１と空気との界面で第
２高調波が１回も反射しないようにクラッドの径を大き
くすればよいが、そのようなガラスクラッドの製造は非
常に困難であった。

また、前述のように、出射した第２高調波はリング状で
あるために、第７図（ａ）および（ｂ）に示すように円
状の光を集光した場合（同図（ａ））に比べて、サイド
ローブＡが大きくなる。このため、この光を光デイスク
上に集光すると、隣設するピットへも光が当たり、いわ
ゆるクロストークの原因となる。

本発明は上述の欠点を排除すべくなされたものであって
、変換効率が向上し、かつ集光性にすぐれた波長変換素
子を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明の波長変換素子は、を機非線形光学結晶をコアに
、ガラスをクラッドとし、チェレンコフ放射によって第
２高調波を取り出すものであって、レーザーの入射端か
ら出射端までの長さが、レーザーの入射端で発生し前記
コアからクラッドへ放射された第２高調波がクラッドの
外面で全反射しかつその光がコアに戻らない長さである
ことを特徴とする。

第１図は本発明にかかる波長変換素子を説明するための
説明図であって、有機非線形光学結晶のコア１と、ガラ
スのクラッド２とからなり、レーザー（基本波）が入射
する入射端Ｂで発生した第２高調波（矢印３で示す）が
クラッド２と空気との界面で反射され、それがコア１に
戻る前に出射端Ｃから外へ出射されるように構成される
。これにより、第２高調波がクラッド２と空気との界面
で反射しない場合に比べて、同じクラツド径で入射端Ｂ
から出射端Ｃまでの長さを長くとることができ、その結
果第２高調波への変換効率が向上される。

また、出射パターンは第２図に示すようにリング４の幅
Ｗが大きくなり、第３図に示すようにクラッドと空気と
の界面で反射しない場合のリング５に比べて２倍の幅と
なる。

波長変換素子から出射した第２高調波は、第４図に示す
ように、円錐形のコリメーター６によって平行光に変換
し、ついで集光レンズ７で集光する。このとき、本発明
の波長変換素子は、リング４の幅Ｗが太いため、集光ス
ポットＰの周りに生じるサイドローブの強度を低減させ
ることがてきる。従って、この光を光ディスク（図示せ
ず）上に集光した場合には、隣接するビットに当たる光
が弱くなり、クロストークが低減される。

なお、クラッド２の外周面側は空気でなくともよく、例
えば種々の金属やその誘導体などの全反射か起こる物質
で被覆していてもよい。

本発明における有機非線形光学結晶としては、とくに限
定されるものではなく、種々のものが使用可能であり、
例えば３−ニトロ−５−（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）−
アセトアニリド、３−（Ｎ。

Ｎ−ジメチルアミノ）−アニリン、Ｎ−（４−メトキシ
ベンゾイル）−４−シアノアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−
（４−シアノフェニル）アミノアセトニトリル、Ｎ−（
４−シアノフェニル）アミノアセトニトリル、４−ニト
ロベンジリデン−２゜３−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−２，４−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−２，５−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−３，４−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−３，５−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−２，４−ジメトキシアニリン、４−ニ
トロベンジリデン−３，４，５−トリメトキシアニリン
、３−ニトロベンジリデン−３，４，５−１−ジメトキ
シアニリン、２−ニトロベンジリデン−３，４，５−ト
リメトキシアニリン、３−ニトロベンジリデン−２，３
−ジメチルアニリン、３−ニトロベンジリデン−２，５
−ジメチルアニリン、３−ニトロベンジリデン−３５−
ジメチルアニリン、２−メチル−４−ニトロアニリン（
ＭＮＡ）　　４−（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）−３−ア
セトアミドニトロベンゼン（ＤＡＮ）　　　４．５−ジ
′メチルー１．３−ジチオール−２−イリデンシアノア
セテート、１．３−ジチオール−２−イリデンシアノア
セテート、Ｎ−（４−ニトロフェニル）−（Ｓ）−プロ
リノール（ＮＰＰ）　、Ｎ−（５−ニトロ−２ピリジル
）（Ｓ）−フェニルアラリノール（ＮＰＰＡ）　、９−
メチルカルバゾール−３−カルボックスアルデヒドなど
があげられる。

次に、実施例をあげて本発明の波長変換素子をより詳細
に説明する。

〈実施例〉 式； て示す有機非線形光学結晶を融解し、ＳＦ４ガラス（鉛
ガラス、ｎ　ｏ　＝　１　、　７５　）からなる外径５
００μｍ１内径４μｍの毛細管中に毛管現象を利用して
吸い上げ、ついで融液結晶成長を行ってファイバー型波
長変換素子を作成した。この波長変換素子にＱスイッチ
Ｎｄ　：　ＹＡＧレーザー光を入射し、リング状の第２
高調波を観測した。このとき、第２高調波の第２図に示
す出射角度αは１９．４＠であった。

得られた波長変換素子の長さ、すなわち第１図に示す入
射端Ｂから出射端Ｃまでの長さを、コアからクラッドへ
放射された第２高調波がクラッドの外面で全反射しかつ
その光がコアに戻らない長さ（２、８ａＩｌｌ）に設定
した。これを、第２高調波をクラッドと空気の界面で反
射させない長さ１゜４ａ＋＋ｎの波長変換素子と比較し
たとき、レーザー光の入射出力か同じ場合で、変換効率
は約２倍に向上した。

また、この実施例にかかる長さ２．８ｍｍの波長変換素
子の出射端面を研磨し、この出射端面から出射した第２
高調波を、ＢＫ７よりなる頂角１２０．０°の円錐形コ
リメーターによって平行光に変換した後、ＮＡ（日間数
）−０，４の集光レンズで集光した。その結果、直径が
約０．５μｍの集光スポット像が得られた。このものの
サイドローブは長さ１．４ｍｍの波長変換素子に比べて
光強度が弱くなっていた。

〈発明の効果〉 本発明によれば、レーザーの入射端から出射端までの長
さが、クラッドの外面で全反射した第２高調波かコアに
戻らない長さであるため、第２高調波への変換効率が向
上し、かつ集光性にすぐれたものになるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の波長変換素子を示す説明図、第２図は
この波長変換素子における第２高調波の出射パターンを
示す説明図、第３図は第２高調波をクラッドと空気との
界面で反射させずに出射させた場合の出射パターンを示
す説明図、第４図は第２高調波の集光方法を示す説明図
、第５図は第２高調波のチェレンコフ放射を示す説明図
、第６図はその問題点を示す説明図、第７図（ａ）およ
び（ｂ）は集光スポットが円形である場合およびリング
形である場合の光強度を示すグラフである。 １．１０・・・コア、２．１１・・・クラッド、４，５
゜１４・・・リング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機非線形光学結晶をコアに、ガラスをクラッドと
   し、チェレンコフ放射によって第２高調波を取り出すフ
   ァイバー型波長変換素子において、 レーザーの入射端から出射端までの長さが、前記レーザ
   ーの入射端で発生し前記コアからクラッドへ放射された
   第２高調波がクラッドの外面で全反射しかつその光がコ
   アに戻らない長さであることを特徴とする波長変換素子
   。