JPH04360130A - 光波長変換装置 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明は、光学式ピックアップ装置等に用
いられ得る光波長変換装置に関し、特にファイバ―型の
光波長変換素子を用いた光波長変換装置に関する。

【０００２】

【背景技術】光波長変換素子として２次の非線形光学効
果を用いたファイバ―型のＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ　Ｈａ
ｒｍｏｎｉｃｓ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：第２高調波発生
素子）がある。このＳＨＧが発生する第２高調波光を用
いて情報の書込み及び読取りを高密度にて行ない得るよ
うにした光学式ピックアップが知られている。図３は、
光波長変換装置を用いた光学式ピックアップ装置を示す
。図において、半導体レ―ザ１から発せられる１次光（
基本波）は、集光レンズ２によって集光されてファイバ
―型ＳＨＧ３に入射する。このファイバ―型ＳＨＧ３で
波長変換されて波長が１次光の半分になった第２高調波
は、１次光と同一光軸にて出射されてアキシコンレンズ
５に入射する。このアキシコンレンズ５において第２高
調波は平行光に変換される。１次光はフィルタ６で遮断
される。第２高調波は、フィルタ６を通過し、その偏光
面がＰ偏光であることからビ―ムスプリッタ７を通過し
、λ／４板８で直線偏光から円偏光に偏光面が変えられ
た後、対物レンズ９によって光ディスク１０の情報記録
面上に集光される。

【０００３】光ディスク１０からの反射光は、対物レン
ズ９及びλ／４板８を通過し、その偏光面がλ／４板８
において円偏光から直線偏光に変えられて、ビ―ムスプ
リッタ７に入射する。ここで、ビ―ムスプリッタ７の反
射入射光は、λ／４板８を往路及び往路で２度通過し偏
光面がＳ偏光になっているので、ビ―ムスプリッタ７で
反射され、集光レンズ１１及びシリンドリカルレンズ１
２を経ていわゆる４分割光検出器１３の受光面に入射す
る。そして、４分割光検出器１３の４つの出力の総和が
ＲＦ信号として導出され、さらに周知のエラ―生成法に
基づく４出力の組合わせによってフォ―カスエラ―信号
及びトラッキングエラ―信号が導出される。

【０００４】図４は、かかる光波長変換装置の要部を示
す。ファイバ―型ＳＨＧ３はレ―ザ光源１から導入され
る１次レ―ザ光ビ―ムの波長を半分に変換し第２高調波
を生成する。このファイバ―型ＳＨＧは、チェレンコフ
放射方式の位相整合を採用しているので、ほとんど自動
的に位相整合がとれた第２高調波の発生が可能である。 このファイバ―型ＳＨＧから出射する第２高調波は、リ
ング状の強度分布を持ち、その等位相面が円錐状となっ
ている。ファイバ―型ＳＨＧのほかにも導波路型の第２
高調波発生素子がある。

【０００５】かかる光波長変換装置においては、１次光
の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非線型光学材料からなるコ
ア３ａとこれを囲繞するクラッド３ｂとからなる光ファ
イバー型ＳＨＧ３を用いている。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。

【０００６】かかる光学式ピックアップ装置の光波長変
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３ａの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４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ＸＹ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。

【０００７】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。また、ＳＨＧのコア３ａの径が１μｍ程度で
あるため、コア３の端面のＸＹ方向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。このようなコア端面のＸＹ方向の
位置調整は、ＳＨＧ３を高精度の微動ステージ２０で保
持して、微動調整する。

【０００８】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。

【０００９】

【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。

【００１０】

【発明の構成】本発明の光波長変換装置は、発散する基
本波を出射する半導体レーザと、非線型光学材料からな
るコア及びこれを囲繞するクラッドからなる導波路型光
波長変換素子と、前記基本波を集光して前記コアに結合
させる集光レンズとからなる光波長変換装置であって、
前記半導体レーザ及び前記集光レンズを保持しかつ光軸
方向及び前記光軸方向に直交する方向へ移動する移動手
段を有することを特徴とする。

【００１１】

【発明の作用】本発明によれば、光源及び又は集光レン
ズの相対位置を調整することにより、高精度でレーザビ
ームの光導波路型光波長変換素子への導入が可能となる
。

【００１２】

【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。かかる光波長変換装置は、発散する基本波を出射
する半導体レーザ１と、非線型光学材料からなるコア３
ａ及びこれを囲繞するクラッド３ｂからなる導波路型光
波長変換素子すなわちＳＨＧ３と、基本波を集光してコ
アに結合させる有限仕様集光レンズ２とからなる。さら
に、かかる光波長変換装置は可動な第１治具３０と第２
治具４０とを有し、第１治具３０は半導体レーザ１を保
持しかつこれを光軸方向及び光軸方向に直交する方向へ
移動する。第２治具４０は集光レンズ２を保持しかつこ
れを光軸方向及び光軸方向に直交する方向へ移動する。

【００１３】以上のような構成により、可動な第１治具
３０に担持された半導体レーザ１及び可動な第２治具４
０に担持された集光レンズ２は、互いに相対的に位置調
整可能となり、基本波をコア端面の光結合部へ高精度で
集光する。図２は、本実施例の光波長変換装置の調整時
における半導体レーザ１、集光レンズ２及びＳＨＧ３の
関係を示す。集光レンズ２の周囲が一様な屈折率であり
、集光レンズ２の光軸Ｚを基準とし、集光レンズ２は物
側焦点Ｆ、像側焦点Ｆ’、物側主点Ｈ、像側主点Ｈ’物
側焦点距離ｆ及び像側焦点距離ｆ’を有する。また、横
倍率をｍ及び縦倍率をＭとする。半導体レーザ１及びＳ
ＨＧ３が配置されるべき位置をそれぞれ光軸Ｚ上の物点
Ｏおよび像点Ｏ’とする。各焦点からの物点Ｏおよび像
点Ｏ’までの距離をそれぞれｚ＝ＦＯ及びｚ’＝Ｆ’Ｏ
’とする。ここで半導体レーザ１の変位ｙを物体高さと
し、ＳＨＧ３の変位ｙ’を像高さとするとつぎのような
関係が成り立つ。

【００１４】 横倍率ｍ＝ｙ’／ｙ＝ｆ／ｚ＝ｚ’／ｆ’∴ｚｚ’＝ｆ
ｆ’（ニュートン公式） 縦倍率Ｍ＝−ｚ’／ｚ＝−ｆｆ’／ｚ２＝−ｚ’２／ｆ
ｆ’ ∴Ｍ＝−（ｆ’／ｆ）（ｍ２） ここで、図２において、符号の定義は左から右を正、下
から上を正としている。よってｆ＞０、ｆ’＜０、ｚ＜
０、ｚ’＞０である。ここで、集光レンズ２の周囲が一
様な屈折率であるのでｆ＝−ｆ’である。

【００１５】∴Ｍ＝ｍ２ 従って、図２に示す基本波結合光学系を考えた場合、物
点Ｏ（レーザ光源１）が光軸に垂直な方向にｙだけ変位
すると、像点Ｏ’（波長変換素子のコア部３）は光軸に
垂直な方向にｙ’＝ｍｙだけ変位し、物点Ｏが光軸方向
にｚだけ変位すると、像点Ｏ’は光軸方向に、ｚ’＝ｍ
２ｚ変位する。一般に、この種のいわゆる有限仕様の光
学系は、｜ｍ｜＜１が好ましいとされているから、像点
Ｏ’の変位は、物点Ｏの変位に対して圧縮される。

【００１６】従って、図２の様に、絶対値が１以下の適
当な横倍率をもつ結合光学系に於て、第１治具に担持さ
れた半導体レーザ１を３次元方向に変位可能にすること
で、結合光学系でコア上に集光させたスポットを、３次
元方向で微小に変位させることができ、波長変換素子の
ＳＨＧを高精度で微動調整することなく、基本波の集光
スポットと波長変換素子のコア部との高精度の相対位置
調整が可能となる。

【００１７】本実施例においては、レーザ光源１（物点
）の変位と集光レンズ２（像点）の変位とは等価なので
、第２治具に担持された集光レンズを変位しても同じ効
果が得られる為、例えば、スポットのコア端面内方向の
位置調整は第１治具に担持された半導体レーザ１の変位
で行い、光軸方向の位置調整は第２治具に担持された集
光レンズで行っても良いし、集光レンズの変位でスポッ
トの３次元方向の調整を行っても良い。

【００１８】発散基本波をコリメータレンズで平行光線
とするいわゆる無限仕様の光学系を使用する場合では、
集光レンズをＸＹ平面内で変位しても本発明の効果は得
られない。更に、他の実施例として、図１に示す構成中
、基本波レーザビームの横断面を円形にするために半導
体レーザ１及び集光レンズ２間にビーム整形プリズムを
配置することもできる。これらの場合、半導体レーザ１
は、図１に示すように直交ＸＹＺ座標におけるＸＹ平面
内の位置に配置されなくとも良い。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、有限仕様対物レンズ系
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
波長変換装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の光波長変換装置における
要部を示す斜視図である。

【図２】図１の集光レンズの動作を示す説明図である。

【図３】光学式ピックアップ装置を示す説明図である。

【図４】従来の光波長変換装置の要部を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１……半導体レーザ ２……集光レンズ ３……ＳＨＧ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発散する基本波を出射する半導体レー
   ザと、非線型光学材料からなるコア及びこれを囲繞する
   クラッドからなる導波路型光波長変換素子と、前記基本
   波を集光して前記コアに結合させる集光レンズとからな
   る光波長変換装置であって、前記半導体レーザ及び集光
   レンズを保持しかつ光軸方向及び前記光軸方向に直交す
   る方向へ移動する移動手段を有することを特徴とする装
   置。
2. 【請求項２】　　前記移動手段は、前記半導体レーザを
   保持しかつ光軸方向及び前記光軸方向に直交する方向へ
   移動する第１治具と、前記集光レンズを保持しかつ光軸
   方向及び前記光軸方向に直交する方向へ移動する第２治
   具とを有すことを特徴とする請求項１記載の装置。