JPH04318819A - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
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- JPH04318819A JPH04318819A JP3086777A JP8677791A JPH04318819A JP H04318819 A JPH04318819 A JP H04318819A JP 3086777 A JP3086777 A JP 3086777A JP 8677791 A JP8677791 A JP 8677791A JP H04318819 A JPH04318819 A JP H04318819A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 82
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は光波長変換装置に関する。
【０００２】
【背景技術】かかる光波長変換装置としては、図５に示
すように、基本波を発生する光源として半導体レーザ１
を用い、この基本波の波長を変換する導波路型光波長変
換素子として、非線型光学材料からなるコア３とこれを
囲繞するクラッド４とからなる光ファイバー型光波長変
換素子５を用いた光波長変換装置がある。かかる光波長
変換装置においては、基本波をコア端面の光結合部に結
合させる集光レンズ２を用いている。
すように、基本波を発生する光源として半導体レーザ１
を用い、この基本波の波長を変換する導波路型光波長変
換素子として、非線型光学材料からなるコア３とこれを
囲繞するクラッド４とからなる光ファイバー型光波長変
換素子５を用いた光波長変換装置がある。かかる光波長
変換装置においては、基本波をコア端面の光結合部に結
合させる集光レンズ２を用いている。
【０００３】かかる光波長変換装置において、高効率の
光波長変換を行うためには、基本波をコア端面の光結合
部に効率よく結合させなければならない。このためには
、図５に示すように直交ＸＹＺ座標において基準光軸方
向をＺ方向とした場合、半導体レーザ１からの基本波の
集光スポットとコア端面との相対位置を、コア端面のＸ
Ｙ方向及び基準光軸方向のＺ方向の３次元で精度良く一
致させる必要がある。
光波長変換を行うためには、基本波をコア端面の光結合
部に効率よく結合させなければならない。このためには
、図５に示すように直交ＸＹＺ座標において基準光軸方
向をＺ方向とした場合、半導体レーザ１からの基本波の
集光スポットとコア端面との相対位置を、コア端面のＸ
Ｙ方向及び基準光軸方向のＺ方向の３次元で精度良く一
致させる必要がある。
【０００４】ここでＺ方向の調整精度は、集光レンズ２
の焦点深度で規定され、これは、約±１μｍの誤差が許
容できる。しかし、コア端面のＸＹ方向の調整精度は、
光波長変換素子のコア３の径が１μｍ程度であるため、
基本波の集光スポットとコア端面との相対位置は、サブ
ミクロンの高精度で調整する必要がある。
の焦点深度で規定され、これは、約±１μｍの誤差が許
容できる。しかし、コア端面のＸＹ方向の調整精度は、
光波長変換素子のコア３の径が１μｍ程度であるため、
基本波の集光スポットとコア端面との相対位置は、サブ
ミクロンの高精度で調整する必要がある。
【０００５】このようなコア端面のＸＹ方向の位置調整
は、光波長変換素子５及び集光レンズ２のどちらか一方
、または、両方を、例えば高精度の微動ステージで保持
して、微動調整することが考えられる。しかし、このよ
うな高精度の調整を満足に実行するのは容易ではない。 更に、このような位置調整では、調整機構の構成が複雑
になり、小型の光波長変換装置を作成するための障害と
なっていた。また、量産性も悪くコスト高の原因ともな
っていた。
は、光波長変換素子５及び集光レンズ２のどちらか一方
、または、両方を、例えば高精度の微動ステージで保持
して、微動調整することが考えられる。しかし、このよ
うな高精度の調整を満足に実行するのは容易ではない。 更に、このような位置調整では、調整機構の構成が複雑
になり、小型の光波長変換装置を作成するための障害と
なっていた。また、量産性も悪くコスト高の原因ともな
っていた。
【０００６】
【発明の目的】発明の目的は、高精度でレーザビームを
光波長変換素子へ導くことのできる光学系を有する単純
な構成の光波長変換装置を提供することにある。
光波長変換素子へ導くことのできる光学系を有する単純
な構成の光波長変換装置を提供することにある。
【０００７】
【発明の構成】発明の波長変換装置は、基本波を出射す
る光源と、前記基本波を受光する光結合部を有し該基本
波の波長を変換する非線形型光学材料からなる光導波路
を有する導波路型光波長変換素子と、前記基本波を前記
光結合部へ集光する対物レンズを有する集光光学系とか
らなる光波長変換装置であって、前記集光光学系は、前
記基本波の光軸を前記対物レンズの光軸に対して傾斜さ
せる光学傾動手段を有することを特徴とする装置。
る光源と、前記基本波を受光する光結合部を有し該基本
波の波長を変換する非線形型光学材料からなる光導波路
を有する導波路型光波長変換素子と、前記基本波を前記
光結合部へ集光する対物レンズを有する集光光学系とか
らなる光波長変換装置であって、前記集光光学系は、前
記基本波の光軸を前記対物レンズの光軸に対して傾斜さ
せる光学傾動手段を有することを特徴とする装置。
【０００８】
【発明の作用】本発明によれば、光源の位置を調整する
ことにより、高精度でレーザビームの光導波路への導入
が可能となる。
ことにより、高精度でレーザビームの光導波路への導入
が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明による実施例を図面を参照しつ
つ説明する。図１に本実施例の光波長変換装置の要部を
示す。光波長変換素子５は、非線型光学材料からなるコ
アとこれを囲繞するクラッドとからなる光ファイバー型
光波長変換素子である。半導体レーザ１は基本波を発生
し、コリメータレンズ３０は基本波を平行ビームに変換
する。第１の偏角プリズム１０はかかるビームを入射面
１１、出射面１２を介して光軸を所定角度傾けて透過さ
せる。同様にして第２の偏角プリズム２０はかかるビー
ムを入射面２１、出射面２２を介して光軸を所定角度傾
けて透過させる。対物レンズ２はかかるビームを受光し
、光波長変換素子５のコア部に集光する。さらに、第１
及び第２の偏角プリズム１０，２０は回転自在であり、
各々の回転軸θｘとθｙとは略直交する。
つ説明する。図１に本実施例の光波長変換装置の要部を
示す。光波長変換素子５は、非線型光学材料からなるコ
アとこれを囲繞するクラッドとからなる光ファイバー型
光波長変換素子である。半導体レーザ１は基本波を発生
し、コリメータレンズ３０は基本波を平行ビームに変換
する。第１の偏角プリズム１０はかかるビームを入射面
１１、出射面１２を介して光軸を所定角度傾けて透過さ
せる。同様にして第２の偏角プリズム２０はかかるビー
ムを入射面２１、出射面２２を介して光軸を所定角度傾
けて透過させる。対物レンズ２はかかるビームを受光し
、光波長変換素子５のコア部に集光する。さらに、第１
及び第２の偏角プリズム１０，２０は回転自在であり、
各々の回転軸θｘとθｙとは略直交する。
【００１０】以上のような構成により、半導体レーザ１
から基本波ビームの光軸を対物レンズ２の光軸に対して
傾けることによって、基本波をコア端面の光結合部へ高
精度で集光する。本実施例の動作原理は、図２に示すよ
うに、対物レンズ２の焦点距離をｆ、基本波レーザビー
ムの光線の対物レンズ２の光軸に対する傾きをθとする
と、対物レンズ２で集光されたスポット位置は、ｄ＝ｆ
・ｔａｎθだけコア端面上で移動する。
から基本波ビームの光軸を対物レンズ２の光軸に対して
傾けることによって、基本波をコア端面の光結合部へ高
精度で集光する。本実施例の動作原理は、図２に示すよ
うに、対物レンズ２の焦点距離をｆ、基本波レーザビー
ムの光線の対物レンズ２の光軸に対する傾きをθとする
と、対物レンズ２で集光されたスポット位置は、ｄ＝ｆ
・ｔａｎθだけコア端面上で移動する。
【００１１】これを利用して基本波の集光スポットと、
光波長変換素子のコア部との相対位置調整を行う。光線
の傾きを発生する手段として図１に示すような回転可能
な第１及び第２偏角プリズム１０，２０を使用する。こ
の第１偏角プリズム１０を回転軸θｘ回りにて回転させ
ると、図３に示すように回転角θＰに対応した基本波ビ
ームの光軸の傾きθＢが発生し、集光スポットの位置を
コアの端面内でＹ方向において調整することが可能とな
る。
光波長変換素子のコア部との相対位置調整を行う。光線
の傾きを発生する手段として図１に示すような回転可能
な第１及び第２偏角プリズム１０，２０を使用する。こ
の第１偏角プリズム１０を回転軸θｘ回りにて回転させ
ると、図３に示すように回転角θＰに対応した基本波ビ
ームの光軸の傾きθＢが発生し、集光スポットの位置を
コアの端面内でＹ方向において調整することが可能とな
る。
【００１２】同様に、第２偏角プリズム２０を回転軸θ
ｙ回りにて回転させると、集光スポットの位置をコアの
端面内でＺ方向において調整することが可能となる。こ
の第１及び第２偏角プリズム１０及び２０の回転角に対
して基本波ビームの光軸の傾き角が微小となるように偏
角プリズムを設定することで、スポット移動の調整を微
小に行うことが可能となる。
ｙ回りにて回転させると、集光スポットの位置をコアの
端面内でＺ方向において調整することが可能となる。こ
の第１及び第２偏角プリズム１０及び２０の回転角に対
して基本波ビームの光軸の傾き角が微小となるように偏
角プリズムを設定することで、スポット移動の調整を微
小に行うことが可能となる。
【００１３】更に、この方法によれば、プリズムの回転
角度の調整で集光スポットの位置調整ができるため、回
転半径を大とすれば調整感度を向上することができる。 偏角プリズムは、図１に示すように、コアの端面内で集
光スポットのＹ，Ｚ方向の調整に各一枚ずつ第１及び第
２偏角プリズム１０，２０として設けても良いし、図４
に示すような第１及び第２偏角プリズムを一体化した一
体偏角プリズム４０を上記同様の直交するθｘ，θｙの
２軸回りに回転自在としても良い。
角度の調整で集光スポットの位置調整ができるため、回
転半径を大とすれば調整感度を向上することができる。 偏角プリズムは、図１に示すように、コアの端面内で集
光スポットのＹ，Ｚ方向の調整に各一枚ずつ第１及び第
２偏角プリズム１０，２０として設けても良いし、図４
に示すような第１及び第２偏角プリズムを一体化した一
体偏角プリズム４０を上記同様の直交するθｘ，θｙの
２軸回りに回転自在としても良い。
【００１４】更に、基本波の半導体レーザの出射光を効
率よく光波長変換素子のコア端面に結合させるためには
、集光スポット形状をコア形状と一致させることが望ま
しく、このためには、基本波の光出射パターン整形しな
ければならない。このビーム整形には一般にビーム整形
プリズムが使用される。本偏角プリズム、一体偏角プリ
ズム４０は、ビーム整形プリズムの効果を兼ねることが
できる。
率よく光波長変換素子のコア端面に結合させるためには
、集光スポット形状をコア形状と一致させることが望ま
しく、このためには、基本波の光出射パターン整形しな
ければならない。このビーム整形には一般にビーム整形
プリズムが使用される。本偏角プリズム、一体偏角プリ
ズム４０は、ビーム整形プリズムの効果を兼ねることが
できる。
【００１５】例えば、光波長変換素子として、コア部が
円形断面形状をしたファイバー型光波長変換素子を使用
する場合、半導体レーザの楕円ビームパターンを円形ビ
ームパターンにビーム形成しなければ、その集光スポッ
トも円形にならないため、基本波のコアへの結合効率を
向上することができず、光波長変換効率を向上できない
。
円形断面形状をしたファイバー型光波長変換素子を使用
する場合、半導体レーザの楕円ビームパターンを円形ビ
ームパターンにビーム形成しなければ、その集光スポッ
トも円形にならないため、基本波のコアへの結合効率を
向上することができず、光波長変換効率を向上できない
。
【００１６】このため、一般にビーム整形プリズムが使
用されるのであるが、回転自在な偏角プリズムは、この
ビーム整形プリズムを兼ねることができるので、新たな
部品を必要とせずにコア端面における集光スポットの高
精度の位置調整ができる。他の実施例として、例えば第
１偏角プリズム１０は、ビーム整形プリズムとして固定
し、第２偏角プリズム２０の代わりに平面ミラーを直交
する２つのθｘ，θｙの２軸回りに回転自在として設け
ることもできる。
用されるのであるが、回転自在な偏角プリズムは、この
ビーム整形プリズムを兼ねることができるので、新たな
部品を必要とせずにコア端面における集光スポットの高
精度の位置調整ができる。他の実施例として、例えば第
１偏角プリズム１０は、ビーム整形プリズムとして固定
し、第２偏角プリズム２０の代わりに平面ミラーを直交
する２つのθｘ，θｙの２軸回りに回転自在として設け
ることもできる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、回転自在な偏角プリズ
ムの簡素な構成によってレーザビームの光波長変換素子
への導入の際に、高精度の位置調整可能となった小型の
光波長変換装置がえられる。
ムの簡素な構成によってレーザビームの光波長変換素子
への導入の際に、高精度の位置調整可能となった小型の
光波長変換装置がえられる。
【図１】本発明による実施例の光波長変換装置の回転自
在な偏角プリズム等の要部を説明するための斜視図であ
る。
在な偏角プリズム等の要部を説明するための斜視図であ
る。
【図２】図１に示す対物レンズの動作を示す説明図であ
る。
る。
【図３】図１に示す第１偏角プリズムの動作を示す説明
図である。
図である。
【図４】本発明による他の実施例の光波長変換装置の一
体偏角プリズムの斜視図である。
体偏角プリズムの斜視図である。
【図５】従来の光波長変換装置の要部を示す説明図であ
る。
る。
１……半導体レーザ
２……対物レンズ
５……光波長変換素子
１０……第１偏角プリズム
２０……第２偏角プリズム
４０……一体偏角プリズム
Claims (7)
- 【請求項１】 基本波を出射する光源と、前記基本波
を受光する光結合部を有し該基本波の波長を変換する非
線形型光学材料からなる光導波路を有する導波路型光波
長変換素子と、前記基本波を前記光結合部へ集光する対
物レンズを有する集光光学系とからなる光波長変換装置
であって、前記集光光学系は、前記基本波の光軸を前記
対物レンズの光軸に対して傾斜させる光学傾動手段を有
することを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記光学傾動手段は、回転機構を有す
る少なくとも１つの偏角プリズムであり、この偏角プリ
ズムを回転することにより基本波の光軸の傾きを発生さ
せることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記偏角プリズムが基本波光ビームの
強度分布のビーム整形を行うことを特徴とする請求項２
記載の装置。 - 【請求項４】 前記回転機構は直交する２つの回転軸
を有することを特徴とする請求項２又は３記載の装置。 - 【請求項５】 前記光学傾動手段は回転機構を有する
少なくとも１つの平面ミラーであり、この平面ミラーを
回転することにより基本波の光軸の傾きを発生させる装
置。 - 【請求項６】 前記回転機構は直交する２つの回転軸
を有することを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 前記光源は半導体レーザであり、前記
導波路型光波長変換素子は非線型光学材料からなるコア
とこれを囲繞するクラッドとからなる光ファイバー型光
波長変換素子であることを特徴とする請求項１記載の装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3086777A JPH04318819A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 光波長変換装置 |
| US07/790,526 US5173962A (en) | 1991-04-18 | 1991-11-12 | Optical wavelength conversion device with high alignment accuracy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3086777A JPH04318819A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 光波長変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318819A true JPH04318819A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13896188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3086777A Pending JPH04318819A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 光波長変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5173962A (ja) |
| JP (1) | JPH04318819A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534356A (ja) * | 2007-07-20 | 2010-11-04 | コーニング インコーポレイテッド | 波長変換レーザ源のための光学構成 |
| JPWO2018110016A1 (ja) * | 2016-12-12 | 2019-10-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ファイバ結合装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05224264A (ja) * | 1992-02-17 | 1993-09-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光波長変換モジュール |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3887719T2 (de) * | 1987-09-14 | 1994-05-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | Verfahren zur Umwandlung der optischen Wellenlänge und optischer Wellenlängen-Konverter-Modul. |
| JPH02125233A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-14 | Pioneer Electron Corp | ファイバー型光波長変換装置 |
| JP2704308B2 (ja) * | 1989-09-22 | 1998-01-26 | 富士写真フイルム株式会社 | 光波長変換方法 |
| JPH03291636A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ファイバ−型波長変換素子および光波長変換モジュール |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3086777A patent/JPH04318819A/ja active Pending
- 1991-11-12 US US07/790,526 patent/US5173962A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534356A (ja) * | 2007-07-20 | 2010-11-04 | コーニング インコーポレイテッド | 波長変換レーザ源のための光学構成 |
| JPWO2018110016A1 (ja) * | 2016-12-12 | 2019-10-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ファイバ結合装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5173962A (en) | 1992-12-22 |
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