JPH04225335A - Light source device - Google Patents

Light source device

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JPH04225335A
JPH04225335A JP40816990A JP40816990A JPH04225335A JP H04225335 A JPH04225335 A JP H04225335A JP 40816990 A JP40816990 A JP 40816990A JP 40816990 A JP40816990 A JP 40816990A JP H04225335 A JPH04225335 A JP H04225335A
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JP
Japan
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harmonic
fundamental wave
lens
light source
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP40816990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Hattori
康弘 服部
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To restrain the useless spread of the luminous flux of a fundamental wave, to reduce stray light and to improve S/N at the time of receiving light by obtaining parallel rays of light for both luminous fluxes B1 and B2 of secondary higher harmonic and the fundamental wave. CONSTITUTION:The wave surface of the luminous flux of the fundamental wave B1 radiated from an optical fiber type secondary harmonic producing element 4 as a spherical wave is deformed by a conversion surface 52 and advances as the parallel rays of light. Therefore, the parallel rays of light are simultaneously obtained for both luminous fluxes of the secondary higher harmonic and the fundamental wave B1 and B2.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、2次高調波発生素子を
用いてレーザ光から2次高調波を発生させ、その2次高
調波およびもとの基本波を同時に平行光線として取り出
すことのできる光源装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention is directed to generating a second harmonic from a laser beam using a second harmonic generating element, and simultaneously extracting the second harmonic and the original fundamental wave as parallel light beams. This article relates to a light source device that can be used.

【0002】0002

【従来の技術】非線形光学効果は、媒質に光が入射した
とき、その光の電場の2乗以上の高次項に比例する分極
が生じる現象であり、この現象により2次高調波が発生
する。上記媒質を含む材料は非線形光学材料といわれ、
KH2 PO4 、LiNbO3 等の無機材料が実用
化されている。また、最近では2−メチル−4−ニトリ
ルアニリン(MNA)に代表される有機材料も大きな非
線形光学定数を有することから注目されている。
2. Description of the Related Art A nonlinear optical effect is a phenomenon in which when light enters a medium, polarization occurs in proportion to a higher-order term equal to or higher than the square of the electric field of the light, and this phenomenon generates second-order harmonics. Materials containing the above medium are called nonlinear optical materials,
Inorganic materials such as KH2PO4 and LiNbO3 have been put into practical use. Furthermore, recently, organic materials represented by 2-methyl-4-nitrileaniline (MNA) have also attracted attention because they have large nonlinear optical constants.

【0003】そして、上記非線形光学材料を2次の高調
波発生素子として用いて半導体レーザ等の低出力レーザ
光線の波長を半分にする波長変換素子が実用化されてい
る。この波長変換素子は、高調波に対する基本波(半導
体レーザ光)を高いエネルギー密度で閉じ込め、かつ高
調波との相互作用長を長くするように設計されているも
のである。
[0003] A wavelength conversion element that uses the above-mentioned nonlinear optical material as a second-order harmonic generation element to halve the wavelength of a low-power laser beam such as a semiconductor laser has been put into practical use. This wavelength conversion element is designed to confine the fundamental wave (semiconductor laser light) for harmonics at high energy density and to lengthen the interaction length with the harmonics.

【0004】そのため、2次高調波発生素子の形態とし
ては、例えば光導波路型のものが使用されている。これ
は、基板の上に、光を閉じ込めて伝搬させる細長い光導
波部を形成し、その上からオーバーレイヤーを被覆した
ものであるが、光導波部等で発生した2次高調波を取り
出すには、光導波路が、当該波長の2次高調波の伝搬位
相速度に対応可能な構造となっていなければならない。 すなわち、基本波と2次高調波との位相整合が取れてい
なければならない。この位相整合を取るためには、種々
の方法が考えられるが、最も簡単に位相整合を取る方法
としてチェレンコフ放射方式を用いたものがある。
[0004] Therefore, as the form of the second harmonic generating element, for example, an optical waveguide type is used. In this method, a long and narrow optical waveguide is formed on a substrate to confine and propagate light, and an overlayer is coated on top of it. However, in order to extract the second harmonic generated in the optical waveguide, etc. , the optical waveguide must have a structure that can accommodate the propagation phase velocity of the second harmonic of the wavelength. That is, the fundamental wave and the second harmonic must be phase matched. Various methods can be considered to achieve this phase matching, but the simplest method is to use the Cerenkov radiation method.

【0005】この方式は、図18に示すように、A点に
おいて光導波部11を伝搬している光から2次高調波が
発生し、角度θをもって基板12およびオーバーレイヤ
ー13に洩れ出したとすると、単位時間後B点において
ふたたびθ方向に出射した2次高調波の等位相面と、上
記2次高調波の等位相面が合致する場合に、この角度θ
方向に2次高調波が射出されるというものである。基本
波に対する基板の屈折率をns (ω)、導波部の屈折
率をnG (ω)、2次高調波に対する基板の屈折率を
nS (2ω)とすると、 nS (2ω)>nG (ω)>nS (ω)の条件さ
え満足すれば自動的に位相整合がとれ、チェレンコフ放
射が可能となるので、このチェレンコフ放射は最も簡単
に位相整合を取ることのできる方式として採用されてい
る。
In this method, as shown in FIG. 18, a second harmonic is generated from the light propagating through the optical waveguide 11 at point A and leaks into the substrate 12 and overlayer 13 at an angle θ. Then, if the equal phase front of the second harmonic that is emitted again in the θ direction after a unit time and the equal phase front of the second harmonic match, this angle θ
The second harmonic is emitted in the direction. If the refractive index of the substrate for the fundamental wave is ns (ω), the refractive index of the waveguide is nG (ω), and the refractive index of the substrate for the second harmonic is nS (2ω), then nS (2ω)>nG (ω) )>nS (ω), phase matching is automatically achieved and Cerenkov radiation becomes possible, and therefore this Cerenkov radiation is adopted as the method that can most easily achieve phase matching.

【0006】しかし、光導波路型の2次高調波発生素子
では狭い幅の光導波部から基板へ2次高調波を放射する
ため、光線の特性は断面三日月状となり集光の点でよい
とはいえない。したがって、この2次高調波は小さなス
ポットに集光ができないという欠点を持っている。した
がって、例えば光ディスク等の微細なピットを有する光
記憶媒体の書き込み、読出し等に2次高調波を利用する
ことが困難であった。
However, in the optical waveguide type second harmonic generation element, since the second harmonic is emitted from the narrow optical waveguide to the substrate, the characteristics of the light beam are crescent-shaped in cross section, which is not good in terms of focusing. I can't say that. Therefore, this second harmonic has the disadvantage that it cannot be focused on a small spot. Therefore, it has been difficult to use second harmonics for writing and reading from, for example, optical storage media having minute pits, such as optical disks.

【0007】これに対し、光ファイバ型の2次高調波発
生素子は軸対称であるため、2次高調波はリング状に拡
がり、平行光線にすることもできる。そこで、レーザ光
源と、レーザ光源から出るレーザ光から2次高調波を発
生する光ファイバ型2次高調波発生素子と、円対称傾斜
面を有し、2次高調波発生素子から出射した2次高調波
を平行光線に変換するコリメートレンズとを備えた光源
装置が開示されている(特開平1−287531号公報
参照)。
On the other hand, since the optical fiber type second harmonic generation element is axially symmetrical, the second harmonic spreads in a ring shape and can also be made into parallel light beams. Therefore, a laser light source, an optical fiber type second harmonic generating element that generates a second harmonic from the laser light emitted from the laser light source, and a second harmonic generating element that has a circularly symmetrical inclined surface and that generates a second harmonic from the second harmonic generating element. A light source device equipped with a collimating lens that converts harmonics into parallel light beams has been disclosed (see Japanese Patent Laid-Open No. 1-287531).

【0008】上記の構成の光源装置によれば、レーザ光
源から出るレーザ光を光ファイバ型2次高調波発生素子
に導き2次高調波を発生させると、2次高調波は軸対称
、かつ円錐形状の等位相面を有する波となって光ファイ
バの端面から拡がっていく。図19は、この様子を示し
たものであり、2次高調波は光ファイバ4のクラッド4
2を通して、円錐状のビームBとなって拡がっていく。 そこで、円対称傾斜面を少なくとも部分的に有するコリ
メートレンズに、この2次高調波を通すことにより、2
次高調波の平行光線を得ることができる。
According to the light source device having the above configuration, when the laser light emitted from the laser light source is guided to the optical fiber type second harmonic generation element and the second harmonic is generated, the second harmonic is axially symmetrical and conical. The wave spreads out from the end face of the optical fiber as a wave with an equal phase front. FIG. 19 shows this situation, and the second harmonic is generated by the cladding 4 of the optical fiber 4.
2, it becomes a conical beam B and spreads out. Therefore, by passing this second harmonic through a collimating lens that at least partially has a circularly symmetrical inclined surface,
Parallel rays of harmonics can be obtained.

【0009】なお、コリメートレンズは実際の円錐形状
をしていなくともよく、円錐形状の等位相面を有する波
面を平行波面に変換するものであればよい。例えば回折
格子を応用したグレーティングアクシコンレンズを使っ
てもよい(特開平2−153328号公報参照)。
[0009] The collimating lens does not have to have an actual conical shape, but may be one that converts a conical wavefront having an equiphase front into a parallel wavefront. For example, a grating axicon lens to which a diffraction grating is applied may be used (see Japanese Patent Laid-Open No. 2-153328).

【0010】0010

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の光源
装置から出る光のうち、2次高調波は平行光線に変換さ
れるが、基本波は広がってしまい、迷光となって測定の
支障になる。図20は、この様子を示したものであり、
2次高調波B2は平行光線に変換されても、基本波光束
B1 は、円錐レンズ5を通ったり通らなかったりして
広がってしまう。
[Problem to be Solved by the Invention] However, among the light emitted from the above-mentioned light source device, the second harmonic is converted into a parallel beam, but the fundamental wave is spread out and becomes stray light, which interferes with measurement. . Figure 20 shows this situation,
Even if the second harmonic wave B2 is converted into a parallel light beam, the fundamental wave light beam B1 may or may not pass through the conical lens 5 and spread out.

【0011】このため、例えば光ディスク再生装置にお
いて、集束された2次高調波を利用しようとしても、光
検出器が基本波に対して感応するものであれば、迷光と
なった基本波が反射して光検出器に入りノイズ成分とし
て信号に乗ってしまい、S/Nが悪くなるということが
あった。勿論波長フィルタを挿入して基本波をカットし
てもよいが、十分な程度にカットするには波長フィルタ
が何枚も必要なので、波長フィルタの挿入損失のために
、もともと光量の少ない2次高調波が減衰を受け、位置
制御(現在この種の装置では2次高調波を使って読出し
点の位置制御を行っている)が十分にできず、さらに取
り扱いにくいものになってしまう。
[0011] For this reason, for example, in an optical disc playback device, even if an attempt is made to utilize the focused second harmonic, if the photodetector is sensitive to the fundamental wave, the fundamental wave that has become stray light will be reflected. The signal enters the photodetector and is added to the signal as a noise component, resulting in poor S/N ratio. Of course, you can cut the fundamental wave by inserting a wavelength filter, but multiple wavelength filters are required to cut the fundamental wave to a sufficient degree. The waves are attenuated, and position control (currently, this type of device uses second harmonics to control the position of the readout point) cannot be performed sufficiently, making it even more difficult to handle.

【0012】本発明は、レーザ光源から出るレーザ光に
基づき2次高調波を発生する光ファイバ型2次高調波発
生素子と、2次高調波発生素子から出射した2次高調波
を平行光線に変換するコリメートレンズとを備えた光源
装置において、基本波光線の無駄な広がりを防止し迷光
の発生を押さえることができるようにした光源装置を提
供することを目的とする。
The present invention provides an optical fiber type second harmonic generation element that generates second harmonic waves based on laser light emitted from a laser light source, and a second harmonic wave emitted from the second harmonic generation element into parallel light beams. It is an object of the present invention to provide a light source device equipped with a collimating lens for conversion, which can prevent unnecessary spread of fundamental wave rays and suppress generation of stray light.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の光源装置は、コリメートレンズに、光ファ
イバ型2次高調波発生素子から出射され球面状に広がる
基本波を平行光線に変換する変換面が形成されているも
のである(請求項1)。また、上記コリメートレンズに
は、2次高調波発生素子から出射され球面状に広がる基
本波を曲率の異なる球面波に変換する変換面が形成され
ているものである(請求項2)。
[Means for Solving the Problems] A light source device of the present invention for achieving the above object has a collimating lens that converts a fundamental wave emitted from an optical fiber type second harmonic generation element and spread in a spherical shape into parallel light beams. A conversion surface for conversion is formed (claim 1). Further, the collimating lens is formed with a conversion surface that converts the fundamental wave emitted from the second harmonic generation element and spread in a spherical shape into a spherical wave having a different curvature (claim 2).

【0014】これらの「変換面」は、例えば球面でもよ
いし、球面と同様の機能を果たす環状回折格子パターン
を有する面でもよい。変換面の開口数は2次高調波発生
素子の開口数以上であることが好ましい。
These "conversion surfaces" may be, for example, spherical surfaces, or surfaces having an annular diffraction grating pattern that performs the same function as a spherical surface. It is preferable that the numerical aperture of the conversion surface is greater than or equal to the numerical aperture of the second harmonic generation element.

【0015】[0015]

【作用】上記請求項1の構成によれば、光ファイバ型2
次高調波発生素子から球面波として放射された基本波光
束は、変換面により波面が変形され、平行光線となって
進行する。したがって、2次高調波および基本波の両光
束について同時に平行光線を得ることができ、ともにレ
ンズ等を用いて集光可能となる。
[Operation] According to the structure of claim 1, the optical fiber type 2
The fundamental wave light flux emitted as a spherical wave from the harmonic generating element has its wavefront deformed by the conversion surface, and travels as a parallel light beam. Therefore, parallel light beams can be obtained simultaneously for both the second harmonic and the fundamental wave, and both can be focused using a lens or the like.

【0016】上記請求項2の構成によれば、光ファイバ
型2次高調波発生素子から球面波として放射された基本
波光束は、変換面により曲率の異なる球面波となって放
射される。したがって、2次高調波および基本波ともに
レンズ等を用いて集光可能となるのは請求項1の場合と
同じであるが、請求項1の発明では、レンズ等の色収差
のために2次高調波および基本波のスポットが必ず異な
る位置にできるのに対して、請求項2の発明ではレンズ
等の色収差を逆に利用してスポットの結像位置を調節す
ることが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the fundamental wave light flux emitted as a spherical wave from the optical fiber type second harmonic generation element is emitted as a spherical wave having a different curvature due to the conversion surface. Therefore, it is the same as the case of claim 1 that both the second harmonic and the fundamental wave can be focused using a lens, etc., but in the invention of claim 1, the second harmonic can be focused due to the chromatic aberration of the lens etc. Whereas the spots of the wave and the fundamental wave are necessarily located at different positions, in the invention according to claim 2, it is possible to adjust the imaging position of the spot by inversely utilizing the chromatic aberration of the lens or the like.

【0017】[0017]

【実施例】次いで、本発明の実施例について図を参照し
ながら以下に説明する。図1は、半導体レーザ等のレー
ザ光源1と、レーザ光源1から発生するレーザ光をコリ
メートする球面レンズ2と、コリメートされた光線を集
光する集光球面レンズ3と、コア41、クラッド42の
いずれかまたは双方にMNA等の公知非線形光学材料を
用いた光ファイバ型の2次高調波発生素子4と、2次高
調波発生素子4から発生した2次高調波の光束(以下単
に「2次高調波」という)をコリメートする円錐面51
(頂角2α)および基本波の光束(以下単に「基本波」
という)をコリメートする球面52(半径R)を持った
屈折率nのコリメートレンズ5とから構成された光源装
置を示している。なお、コリメートレンズ5の回転対称
軸が2次高調波発生素子4の回転対称軸(長軸)と一致
するように配置している。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a laser light source 1 such as a semiconductor laser, a spherical lens 2 that collimates the laser light generated from the laser light source 1, a condensing spherical lens 3 that collects the collimated light beam, a core 41, and a cladding 42. An optical fiber type second harmonic generation element 4 using a known nonlinear optical material such as MNA for one or both of them, and a light flux of the second harmonic generated from the second harmonic generation element 4 (hereinafter simply "second order harmonic generation element 4"). A conical surface 51 that collimates the
(apex angle 2α) and the fundamental wave light flux (hereinafter simply referred to as “fundamental wave”)
This figure shows a light source device composed of a collimating lens 5 having a spherical surface 52 (radius R) and a refractive index n for collimating the light. Note that the collimator lens 5 is arranged so that its rotational symmetry axis coincides with the rotational symmetry axis (long axis) of the second harmonic generation element 4.

【0018】上記の光源装置において、2次高調波発生
素子4から出射した2次高調波B2は、図1に示すよう
に、回転対称軸と一定角θoをなす。コリメートレンズ
5は、頂角2αの円錐面51を持っているので、コリメ
ートレンズ5の回転対称軸を光ファイバの回転対称軸に
設定し、 tan α=(n−cos θo)/sin θoとな
るようにn,αを選ぶと、2次高調波について平行光線
が得られる。円錐面51の大きさは、クラッド42の直
径、2次高調波発生素子4の出射端とレンズ5との距離
Lおよび2次高調波発生素子4から出射する2次高調波
の上記広がり角度θoに応じて決定すればよい。実施例
では、外径d1 、内径d2 のリング状の円錐面とな
っている。
In the above light source device, the second harmonic B2 emitted from the second harmonic generating element 4 forms a constant angle θo with the axis of rotational symmetry, as shown in FIG. Since the collimating lens 5 has a conical surface 51 with an apex angle of 2α, the rotational symmetry axis of the collimating lens 5 is set to the rotational symmetry axis of the optical fiber, and tan α=(n-cos θo)/sin θo. If n and α are chosen as follows, parallel rays can be obtained for the second harmonic. The size of the conical surface 51 is determined by the diameter of the cladding 42, the distance L between the output end of the second harmonic generation element 4 and the lens 5, and the spread angle θo of the second harmonic output from the second harmonic generation element 4. You can decide accordingly. In the embodiment, it is a ring-shaped conical surface with an outer diameter d1 and an inner diameter d2.

【0019】また、2次高調波発生素子4の出射端と球
面52と光軸上の距離をLとすると、球面52の中心を
光ファイバの回転対称軸の上に設定し、1/L=(n−
1)/R となるように半径Rを設定すると基本波について平行光
線が得られる。この条件は球面レンズの焦点距離fと距
離Lとが等しいということと同じである。
Furthermore, if the distance between the output end of the second harmonic generating element 4 and the spherical surface 52 on the optical axis is L, then the center of the spherical surface 52 is set on the axis of rotational symmetry of the optical fiber, and 1/L= (n-
1) If the radius R is set to be /R, a parallel ray can be obtained for the fundamental wave. This condition is the same as the fact that the focal length f and the distance L of the spherical lens are equal.

【0020】さらに、光ファイバの開口数と球面52か
らなる球面レンズの開口数とを等しくすれば、球面レン
ズの好ましい大きさが決まる。この条件は次式のとおり
である。 (n1 2 −n2 2 ) 1/2 =D/fただし
、Dは球面52の半径、n1 は基本波に対するコア4
1の屈折率、n2 は基本波に対するクラッド42の屈
折率である。球面レンズの半径がこの式で示される半径
Dよりも小さいとその程度に応じて基本波の一部が逃げ
ていき、それに応じて多少の迷光が発生する。
Furthermore, by making the numerical aperture of the optical fiber equal to the numerical aperture of the spherical lens made of the spherical surface 52, the preferred size of the spherical lens is determined. This condition is as follows. (n1 2 - n2 2 ) 1/2 = D/f However, D is the radius of the spherical surface 52, and n1 is the core 4 for the fundamental wave.
1 and n2 is the refractive index of the cladding 42 for the fundamental wave. If the radius of the spherical lens is smaller than the radius D expressed by this equation, a portion of the fundamental wave will escape depending on the degree, and a certain amount of stray light will occur accordingly.

【0021】上記の構成において、2次高調波は円錐面
51において平行となり、基本波は球面52において平
行となる。その結果、中心部は基本波からなる光束、そ
の外側にリング状の2次高調波からなる光束、さらにそ
の外側にリング状の基本波からなる光束が得られる。上
記したコリメートレンズ5の形状は、図1の球面と円錐
面とを組み合わせた形状に限定されるものではない。例
えば、図2(a) に示すように、円錐レンズの代わり
にグレーティングアクシコンレンズ53を採用してもよ
い。 この場合、2次高調波の出射角θoと、回折格子のピッ
チdと、回折格子面の傾斜角αとは、 sin θo=λ/θo tan α=( n−cosθo) /sin θoの
関係を満たすようにすれば平行光線が得られる(図2(
b) 参照)。ここに、λは2次高調波の空気中の波長
、nは回折格子の材質の屈折率である。
In the above configuration, the second harmonics are parallel to each other on the conical surface 51, and the fundamental waves are parallel to each other on the spherical surface 52. As a result, a light beam consisting of a fundamental wave is obtained at the center, a light beam consisting of a ring-shaped second harmonic wave is obtained at the outer side, and a light beam consisting of a ring-shaped fundamental wave is obtained at the outer side. The shape of the collimating lens 5 described above is not limited to the shape that is a combination of a spherical surface and a conical surface as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 2(a), a grating axicon lens 53 may be used instead of the conical lens. In this case, the output angle θo of the second harmonic, the pitch d of the diffraction grating, and the inclination angle α of the diffraction grating surface have the following relationship: sin θo=λ/θo tan α=(n-cosθo)/sin θo If this is satisfied, parallel rays can be obtained (Figure 2 (
b) Reference). Here, λ is the wavelength of the second harmonic in the air, and n is the refractive index of the material of the diffraction grating.

【0022】また、球面レンズの代わりに、非球面レン
ズ54(図3参照)、屈折率分布型レンズ55(図4参
照)、グレーティングレンズ(図5参照)56等を用い
てもよい。また、使用条件によっては、基本波からなる
平行光束は、2次高調波の内側または外側のみに形成さ
れるようにしてもよい(図6,7参照)。
Furthermore, instead of the spherical lens, an aspherical lens 54 (see FIG. 3), a gradient index lens 55 (see FIG. 4), a grating lens (see FIG. 5) 56, etc. may be used. Further, depending on usage conditions, the parallel light beam consisting of the fundamental wave may be formed only inside or outside the second harmonic (see FIGS. 6 and 7).

【0023】さらに、円錐面51、球面52を2次高調
波発生素子4の外側に設定してもよい(図8参照)。両
側に設置してもよい(図9〜14参照)。また、基本波
を平行光線にするレンズは、円錐レンズの内側と外側で
別の種類のレンズとしてもよい。例えば図15に示すよ
うに、内側は球面レンズ52、外側はグレーティングレ
ンズ56で構成してもよい。
Furthermore, the conical surface 51 and the spherical surface 52 may be set outside the second harmonic generating element 4 (see FIG. 8). They may be installed on both sides (see Figures 9-14). Furthermore, the lens that converts the fundamental wave into parallel light may be made of different types of lenses on the inside and outside of the conical lens. For example, as shown in FIG. 15, it may be configured with a spherical lens 52 on the inside and a grating lens 56 on the outside.

【0024】この外、コリメートレンズに無反射コーテ
ィング60を施せば(図16)、表面での反射を押さえ
ることができ、迷光の削減にいっそう寄与することがで
きる。上記いずれの場合もコリメートレンズ5を用いて
、基本波を平行光線に集束させることができる。したが
って、基本波が逃げていく割合を減少させ、迷光の発生
を極力押さえることができる。
In addition, if the collimating lens is coated with a non-reflective coating 60 (FIG. 16), reflections on the surface can be suppressed and stray light can be further reduced. In any of the above cases, the collimating lens 5 can be used to focus the fundamental wave into a parallel beam. Therefore, the rate at which the fundamental wave escapes can be reduced, and the generation of stray light can be suppressed as much as possible.

【0025】また、基本波の出射角は平行光線ゆえ一定
となるから、例えば誘電体多層膜反射鏡を用いて基本波
を十分な程度に減衰させることができるようになり、波
長フィルタを使った場合と比べてS/Nを向上させるこ
とができる。また、光ディスク再生装置に用いた場合、
2次高調波からなる集光光束と基本波からなる集光光束
とを別々の位置に集光させることができ、2次高調波の
スポットを読出し専用に、基本波のスポットを位置制御
専用に用いることによって精度の高い読出しが可能にな
る。
Furthermore, since the emission angle of the fundamental wave is constant because it is a parallel beam, it is now possible to attenuate the fundamental wave to a sufficient extent by using, for example, a dielectric multilayer reflector, and by using a wavelength filter. The S/N can be improved compared to the case. In addition, when used in an optical disc playback device,
The condensed beam consisting of the second harmonic and the condensed beam consisting of the fundamental wave can be condensed at different positions, with the spot of the second harmonic being used only for reading and the spot of the fundamental wave being exclusively used for position control. By using this, highly accurate reading becomes possible.

【0026】次に、請求項2に係る発明の実施例を図1
7を用いて説明する。図17において、図1と同一の符
号を付した部分は同一の部材を示す。図1と異なること
は、レンズ5には、2次高調波発生素子4から出射され
球面状に広がる基本波を曲率の異なる球面波に変換する
変換面58が形成されており、この球面波および平行光
線となった2次高調波は、同一のスポットQに集光され
るよう、集光レンズ7の材質が選ばれていることである
Next, an embodiment of the invention according to claim 2 is shown in FIG.
This will be explained using 7. In FIG. 17, parts with the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same members. What is different from FIG. 1 is that the lens 5 is formed with a conversion surface 58 that converts the fundamental wave that is emitted from the second harmonic generation element 4 and spreads in a spherical shape into a spherical wave with a different curvature. The material of the condensing lens 7 is selected so that the second harmonics, which have become parallel light beams, are condensed onto the same spot Q.

【0027】このように、構成することにより、同一の
集光レンズ7を用いて同一の位置Qにスポットを得るこ
とができるので、その点に受光素子を配置すれば、受光
素子の数は1つで済み、光源装置を含んだ光学系におけ
る信号処理が容易にできるようになる。
With this configuration, it is possible to obtain a spot at the same position Q using the same condensing lens 7, so if a light receiving element is placed at that point, the number of light receiving elements is reduced to 1. This makes it possible to easily perform signal processing in an optical system including a light source device.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1の光源
装置によれば、光ファイバ型2次高調波発生素子から球
面波として放射された基本波光束は、変換面により波面
が変換され、平行光線となって進行する。したがって、
2次高調波および基本波の両光束について平行光線を得
ることができるので、迷光を減らし受光時のS/Nを向
上させることができる。
As described above, according to the light source device of claim 1 of the present invention, the wavefront of the fundamental wave light beam emitted as a spherical wave from the optical fiber type second harmonic generation element is converted by the conversion surface. and travels as parallel rays. therefore,
Since parallel light beams can be obtained for both the second harmonic and the fundamental wave, stray light can be reduced and the S/N ratio at the time of light reception can be improved.

【0029】また、請求項2の光源装置によれば、迷光
を減らすことができるほか、適当な色収差を持ったレン
ズ等で集光することによって2次高調波および基本波を
同一の点に集光させることができるようになり、信号処
理系の構成を簡単にすることができるようになる。
Further, according to the light source device of claim 2, in addition to reducing stray light, the second harmonic and the fundamental wave can be focused at the same point by focusing the light with a lens having an appropriate chromatic aberration. This makes it possible to simplify the configuration of the signal processing system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】光源装置の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a light source device.

【図2】コリメートレンズの一部をグレーティングアク
シコンレンズで構成した変更例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a modified example in which a part of the collimating lens is configured with a grating axicon lens.

【図3】コリメートレンズの一部を非球面レンズで構成
した変更例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a modified example in which a part of the collimating lens is configured with an aspherical lens.

【図4】コリメートレンズの一部を屈折率分布型レンズ
で構成した変更例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a modified example in which a part of the collimating lens is configured with a gradient index lens.

【図5】コリメートレンズの一部をグレーティングレン
ズで構成したの変更例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a modification example in which a part of the collimating lens is configured with a grating lens.

【図6】基本波からなる平行光束は2次高調波の内側の
みに形成されるようにしたコリメートレンズの変更例を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a modified example of the collimating lens in which a parallel light beam consisting of a fundamental wave is formed only inside the second harmonic.

【図7】基本波からなる平行光束は2次高調波の外側の
みに形成されるようにしたコリメートレンズの変更例を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a modified example of the collimating lens in which a parallel light beam consisting of a fundamental wave is formed only outside the second harmonic.

【図8】変換面を2次高調波発生素子の外側に設けたコ
リメートレンズの変更例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the collimating lens in which the conversion surface is provided outside the second harmonic generation element.

【図9】コリメートレンズを2つの別体からなるレンズ
で構成し変換面を両外側に設けた変更例を示す図である
FIG. 9 is a diagram showing a modification example in which the collimating lens is composed of two separate lenses and conversion surfaces are provided on both outer sides.

【図10】変換面および円錐面をレンズの両側に設けた
コリメートレンズの変更例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a modification of the collimating lens in which a conversion surface and a conical surface are provided on both sides of the lens.

【図11】変換面をレンズの両側に設けたコリメートレ
ンズの変更例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a modified example of a collimating lens in which conversion surfaces are provided on both sides of the lens.

【図12】円錐面をレンズの両側に設けたコリメートレ
ンズの変更例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a modified example of a collimating lens in which conical surfaces are provided on both sides of the lens.

【図13】変換面および円錐面をレンズの両側に設けた
コリメートレンズの変更例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a modification of the collimating lens in which a conversion surface and a conical surface are provided on both sides of the lens.

【図14】変換面および円錐面をそれぞれレンズの片側
に設けたコリメートレンズの変更例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a modification of the collimating lens in which a conversion surface and a conical surface are each provided on one side of the lens.

【図15】変換面を種類の違うレンスで構成したコリメ
ートレンズの変更例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a modified example of a collimating lens in which the conversion surface is composed of lenses of different types.

【図16】レンズ面に無反射コーティングを施して迷光
をさらに減少させた実施例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing an example in which a non-reflective coating is applied to the lens surface to further reduce stray light.

【図17】請求項2の発明に係る光源装置の実施例を示
す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing an embodiment of a light source device according to a second aspect of the invention.

【図18】チェレンコフ放射方式を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing the Cerenkov radiation method.

【図19】円錐波面状に出射されたビームを示す図であ
る。
FIG. 19 is a diagram showing a beam emitted in a conical wavefront shape.

【図20】円錐レンズを通ったり通らなかったりして広
がっていく基本波光束B1 を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a fundamental light beam B1 that spreads while passing through a conical lens and not passing through the conical lens.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  レーザ光源 4  2次高調波発生素子 41  コア 42  クラッド 5  コリメートレンズ 51  円錐面 52  球面 1 Laser light source 4 Second harmonic generation element 41 Core 42 Clad 5 Collimating lens 51 Conical surface 52 Spherical surface

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザ光源と、レーザ光源から出るレーザ
光の2次高調波を発生する光ファイバ型の2次高調波発
生素子と、この2次高調波発生素子から出射した2次高
調波を平行光線に変換するコリメートレンズとを備えた
光源装置において、上記コリメートレンズには、2次高
調波発生素子から出射され球面状に広がる基本波を平行
光線に変換する変換面が形成されていることを特徴とす
る光源装置。
Claim 1: A laser light source, an optical fiber type second harmonic generation element that generates a second harmonic of laser light emitted from the laser light source, and a second harmonic generated from the second harmonic generation element. In a light source device comprising a collimating lens that converts into parallel light beams, the collimating lens is provided with a conversion surface that converts a fundamental wave emitted from the second harmonic generation element and spreading in a spherical shape into parallel light beams. A light source device featuring:
【請求項2】レーザ光源と、レーザ光源から出るレーザ
光の2次高調波を発生する光ファイバ型の2次高調波発
生素子と、この2次高調波発生素子から出射した2次高
調波を平行光線に変換するコリメートレンズとを備えた
光源装置において、上記コリメートレンズには、2次高
調波発生素子から出射され球面状に広がる基本波を曲率
の異なる球面波に変換する変換面が形成されていること
を特徴とする光源装置。
Claim 2: A laser light source, an optical fiber type second harmonic generation element that generates a second harmonic of the laser light emitted from the laser light source, and a second harmonic generated from the second harmonic generation element. In a light source device equipped with a collimating lens that converts into parallel light beams, the collimating lens is formed with a conversion surface that converts a fundamental wave emitted from a second harmonic generation element and spreading in a spherical shape into a spherical wave having a different curvature. A light source device characterized by:
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