JPH04250430A - チェレンコフ型波長変換素子 - Google Patents
チェレンコフ型波長変換素子Info
- Publication number
- JPH04250430A JPH04250430A JP820291A JP820291A JPH04250430A JP H04250430 A JPH04250430 A JP H04250430A JP 820291 A JP820291 A JP 820291A JP 820291 A JP820291 A JP 820291A JP H04250430 A JPH04250430 A JP H04250430A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cladding
- core
- cerenkov
- clad
- diffraction grating
- Prior art date
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- Pending
Links
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- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011162 core material Substances 0.000 abstract 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形材料をもちいて
光の波長変換を行う波長変換素子に関するものである。
光の波長変換を行う波長変換素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非線形性を有する光学結晶は、２次高調
波発生などにより励起光より短波長の光を得ることが出
来るため、小型の短波長光源を得るための有力な材料と
なっている。このときの変換効率は、励起光のパワー密
度に比例するため、微細な導波構造を用いた素子構成が
多く検討されている。
波発生などにより励起光より短波長の光を得ることが出
来るため、小型の短波長光源を得るための有力な材料と
なっている。このときの変換効率は、励起光のパワー密
度に比例するため、微細な導波構造を用いた素子構成が
多く検討されている。
【０００３】その中に、図４に示すような非線形結晶を
コア１としてガラス等のクラッド２の中に成長させたフ
ァイバ形の素子がある。波長変換を生じるためには、導
波路における励起光４と変換光５の位相を同期する必要
があるが、変換光を放射モードとするチェレンコフ型で
は、自動的に位相同期が取れ安定した変換を実現できる
。このとき変換光をクラッドの外周面で反射されること
なくファイバ端面から取り出すためには、チェレンコフ
の放射角をθ、ファイバ半径をｒ、ファイバ長をＬとし
たとき、 ｔａｎθ ≦ ｒ／Ｌ の関係が成り立つ必要がある。
コア１としてガラス等のクラッド２の中に成長させたフ
ァイバ形の素子がある。波長変換を生じるためには、導
波路における励起光４と変換光５の位相を同期する必要
があるが、変換光を放射モードとするチェレンコフ型で
は、自動的に位相同期が取れ安定した変換を実現できる
。このとき変換光をクラッドの外周面で反射されること
なくファイバ端面から取り出すためには、チェレンコフ
の放射角をθ、ファイバ半径をｒ、ファイバ長をＬとし
たとき、 ｔａｎθ ≦ ｒ／Ｌ の関係が成り立つ必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような素子にお
いては変換効率はファイバ長に比例する。ファイバ長を
長く取るためにはチェフレンコフの放射角θを小さくす
るか、ファイバ半径ｒを拡大する必要がある。ところが
、放射角は素子材料に依存しておりあまり小さくするこ
とはできない。通常１０度前後となる。ファイバ径もコ
ア径を数μｍ以下にするためには１ｍｍ程度が限界であ
る。
いては変換効率はファイバ長に比例する。ファイバ長を
長く取るためにはチェフレンコフの放射角θを小さくす
るか、ファイバ半径ｒを拡大する必要がある。ところが
、放射角は素子材料に依存しておりあまり小さくするこ
とはできない。通常１０度前後となる。ファイバ径もコ
ア径を数μｍ以下にするためには１ｍｍ程度が限界であ
る。
【０００５】本発明の目的は上記のような問題点を生じ
ることなくファイバ長を長くすることのできる波長変換
素子を提供することを目的とする。
ることなくファイバ長を長くすることのできる波長変換
素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のチェレンコフ型
波長変換素子は、コアまたはクラッドのいずれかに少な
くとも非線形性を有する同心円のファイバ型導波路素子
において、前記クラッドの外周部に変換光を外部へ取り
出すための回折格子を設けたことを特徴とする。
波長変換素子は、コアまたはクラッドのいずれかに少な
くとも非線形性を有する同心円のファイバ型導波路素子
において、前記クラッドの外周部に変換光を外部へ取り
出すための回折格子を設けたことを特徴とする。
【０００７】また、本発明の別のチェレンコフ型波長変
換素子は、コアまたはクラッドのいずれかに少なくとも
非線形性を有する同心円のファイバ型導波路素子におい
て、前記クラッドの外側に前記クラッドより屈折率の小
さい第２のクラッドを設けたことを特徴とする。
換素子は、コアまたはクラッドのいずれかに少なくとも
非線形性を有する同心円のファイバ型導波路素子におい
て、前記クラッドの外側に前記クラッドより屈折率の小
さい第２のクラッドを設けたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明の作用を説明する。素子長の制限は、変
換光がクラッド外周で反射されてしまい、外部へ取り出
せないことが原因である。従って、何等かの付加的な構
造によりクラッド外周部から変換光を取り出せるように
すればよい。
換光がクラッド外周で反射されてしまい、外部へ取り出
せないことが原因である。従って、何等かの付加的な構
造によりクラッド外周部から変換光を取り出せるように
すればよい。
【０００９】第１の手段としては、図１に示すように外
周部に回折格子を設けることにより変換光を取り出す。 このような構造では、原理的に素子長をいくらでも長く
することが可能である。 第２の手段としては、図２
に示すようにクラッドの回りにそれより屈折率の低い第
２のクラッドを設け、変換光を第２のクラッドへ導き更
にその放射角度を減少させることで有効素子長を長く取
るものである。
周部に回折格子を設けることにより変換光を取り出す。 このような構造では、原理的に素子長をいくらでも長く
することが可能である。 第２の手段としては、図２
に示すようにクラッドの回りにそれより屈折率の低い第
２のクラッドを設け、変換光を第２のクラッドへ導き更
にその放射角度を減少させることで有効素子長を長く取
るものである。
【００１０】以上のような方法により、従来より変換効
率の高い素子を得ることができる。
率の高い素子を得ることができる。
【００１１】
【実施例】図１に本発明の第１の手段の実施例を示す。
中心部にコア１を有するクラッド２の外周部に回折格子
３を設ける。励起光４の入力に対してチェレンコフ放射
で得られた変換光５はこの回折格子により外部に取り出
される構成となっている。クラッド材料としては１．７
程度の屈折率をもつガラスを使用し、コア材料にＤＡＮ
やＭＮＡと呼ばれる有機非線形結晶を用いれば、１μｍ
前後の励起光波長において容易にチェレンコフ変換光を
得ることができる。コア径を１．２μｍ、ファイバ径を
１ｍｍとすると、θは約１０度となる。回折格子はクラ
ッドの外周部にレリーフとして形成してもよいし、他の
材料で形成してもよい。格子の周期Ｐは、式１で与えら
れる。
３を設ける。励起光４の入力に対してチェレンコフ放射
で得られた変換光５はこの回折格子により外部に取り出
される構成となっている。クラッド材料としては１．７
程度の屈折率をもつガラスを使用し、コア材料にＤＡＮ
やＭＮＡと呼ばれる有機非線形結晶を用いれば、１μｍ
前後の励起光波長において容易にチェレンコフ変換光を
得ることができる。コア径を１．２μｍ、ファイバ径を
１ｍｍとすると、θは約１０度となる。回折格子はクラ
ッドの外周部にレリーフとして形成してもよいし、他の
材料で形成してもよい。格子の周期Ｐは、式１で与えら
れる。
【００１２】
【数１】
【００１３】
【００１４】λは変換光の波長、ｎはクラッドの屈折率
、αはチェレンコフ放射角、βはクラッドからの放射角
、ｍは整数値である。βを約１０度とすると上記の構成
では、Ｐは６μｍ程度となる。
、αはチェレンコフ放射角、βはクラッドからの放射角
、ｍは整数値である。βを約１０度とすると上記の構成
では、Ｐは６μｍ程度となる。
【００１５】図２は、本発明の第２の手段の実施例を示
す。中心部にコア１を有するクラッド２の回りにそれよ
り屈折率の低い第２クラッド６をもうける。このクラッ
ドは別の材料を用いてもよいし、同一のガラス材料にイ
オン拡散等で屈折率の異なる領域を形成したようなもの
を用いてもよい。更に、クラッド２と第２クラッド６と
の境界において、屈折率が階段状ではなく連続的に変化
する構成であっても同様の効果が得られる。
す。中心部にコア１を有するクラッド２の回りにそれよ
り屈折率の低い第２クラッド６をもうける。このクラッ
ドは別の材料を用いてもよいし、同一のガラス材料にイ
オン拡散等で屈折率の異なる領域を形成したようなもの
を用いてもよい。更に、クラッド２と第２クラッド６と
の境界において、屈折率が階段状ではなく連続的に変化
する構成であっても同様の効果が得られる。
【００１６】図１で述べたＤＡＮを用いたファイバでは
、第２クラッドの屈折率を１．３とすれば、第２クラッ
ド中での放射角は７度程度に低減される。
、第２クラッドの屈折率を１．３とすれば、第２クラッ
ド中での放射角は７度程度に低減される。
【００１７】第２クラッド６は、図３に示すように、コ
ア１とクラッド２で構成される素子全体を包む構成でも
よい。この場合、励起光４も変換光５も第２クラッドを
透過することになる。このような第２クラッドは、固体
ではなく、液体でも容易に実現できる。
ア１とクラッド２で構成される素子全体を包む構成でも
よい。この場合、励起光４も変換光５も第２クラッドを
透過することになる。このような第２クラッドは、固体
ではなく、液体でも容易に実現できる。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、従来の様な素子長の制限
をうけずに変換効率を向上することが可能なチェレンコ
フ型波長変換素子を得ることができる。
をうけずに変換効率を向上することが可能なチェレンコ
フ型波長変換素子を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例の別の形態を示す図であ
る。
る。
【図４】従来技術を説明する図である。
１ コア
２ クラッド
３ 回折格子
４ 励起光
５ 変換光
６ 第２クラッド
Claims (2)
- 【請求項１】 コアまたはクラッドのいずれかに少な
くとも非線形性を有する同心円のファイバ型導波路素子
において、前記クラッドの外周部に変換光を外部へ取り
出すための回折格子を設けたことを特徴とするチェレン
コフ型波長変換素子。 - 【請求項２】 コアまたはクラッドのいずれかに少な
くとも非線形性を有する同心円のファイバ型導波路素子
において、前記クラッドの外側に前記クラッドより屈折
率の小さい第２のクラッドを設けたことを特徴とするチ
ェレンコフ型波長変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP820291A JPH04250430A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | チェレンコフ型波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP820291A JPH04250430A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | チェレンコフ型波長変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250430A true JPH04250430A (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=11686680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP820291A Pending JPH04250430A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | チェレンコフ型波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04250430A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002048980A (ja) * | 2000-06-17 | 2002-02-15 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | 走査顕微鏡 |
| JP2012053452A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-03-15 | Canon Inc | 光周波数変換素子 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP820291A patent/JPH04250430A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002048980A (ja) * | 2000-06-17 | 2002-02-15 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | 走査顕微鏡 |
| JP2012053452A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-03-15 | Canon Inc | 光周波数変換素子 |
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