JPH0523413B2 - - Google Patents
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- JPH0523413B2 JPH0523413B2 JP3096185A JP3096185A JPH0523413B2 JP H0523413 B2 JPH0523413 B2 JP H0523413B2 JP 3096185 A JP3096185 A JP 3096185A JP 3096185 A JP3096185 A JP 3096185A JP H0523413 B2 JPH0523413 B2 JP H0523413B2
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- optical
- optical waveguide
- wavelength conversion
- conversion device
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体レーザを用いた光波長変換装
置に関し、光メモリ装置やレーザプリンタ等の光
情報処理分野に利用できるものである。
置に関し、光メモリ装置やレーザプリンタ等の光
情報処理分野に利用できるものである。
従来の技術
LiNbO3単結晶等の非線形光学効果を応用した
光波長変換装置において、光導波路構造を採用す
ることにより変換効率の向上が図れる。第５図は
このような目的で提案された光波長変換装置の従
来例（特願昭59−139889号）であり、LiNbO3単
結晶１の表面を安息香酸等を用いたイオン交換法
により処理して形成した光導波路２の一端に基本
波３を入射し、基板１より高調波４を取り出し、
この高調波４の取り出し方法が、基本波３の導波
モードと、高調波４の基板への放射モードの実効
屈折率を一致させる位相整合法である構成であ
る。
光波長変換装置において、光導波路構造を採用す
ることにより変換効率の向上が図れる。第５図は
このような目的で提案された光波長変換装置の従
来例（特願昭59−139889号）であり、LiNbO3単
結晶１の表面を安息香酸等を用いたイオン交換法
により処理して形成した光導波路２の一端に基本
波３を入射し、基板１より高調波４を取り出し、
この高調波４の取り出し方法が、基本波３の導波
モードと、高調波４の基板への放射モードの実効
屈折率を一致させる位相整合法である構成であ
る。
発明が解決しようとする問題点
この従来の素子の構成によると周囲温度変化に
対して高調波発生特性が安定である特長を有して
いるが、イオン交換法により形成された光導波路
の伝搬損失が２〜3dB／cmと比較的大きいために
実用上十分な変換効率が得られないという問題点
があつた。
対して高調波発生特性が安定である特長を有して
いるが、イオン交換法により形成された光導波路
の伝搬損失が２〜3dB／cmと比較的大きいために
実用上十分な変換効率が得られないという問題点
があつた。
本発明は、伝搬損失を低減することにより上記
問題点を解決することを目的とするものである。
問題点を解決することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
イオン交換法により形成した光導波路の伝搬損
失の大部分は、光導波路側面の散乱損失であり、
特に導波路幅が１〜2μｍの単一モード光導波路
では顕著である。そこで本発明は、LiNbO3単結
晶基板の表面にリツジ型光導波路を形成すること
により光を凸部にゆるやかに閉じ込め、導波路側
面の散乱損失の低減を図つたものである。
失の大部分は、光導波路側面の散乱損失であり、
特に導波路幅が１〜2μｍの単一モード光導波路
では顕著である。そこで本発明は、LiNbO3単結
晶基板の表面にリツジ型光導波路を形成すること
により光を凸部にゆるやかに閉じ込め、導波路側
面の散乱損失の低減を図つたものである。
作 用
本発明は、上記構成により、光伝搬損失を低減
し、高効率の光長波変換装置を実現したものであ
る。
し、高効率の光長波変換装置を実現したものであ
る。
実施例
第１図は本発明の一実施例であり、LiNbO3単
結晶基板１の表面に、単結晶基板１に向かつて凸
となる凸部５ａを有するリツジ型光導波路５を形
成したもので、この導波路５により光を凸部５ａ
にゆるやかに閉じ込め、導波路側面の散乱損失の
低減を図つている。
結晶基板１の表面に、単結晶基板１に向かつて凸
となる凸部５ａを有するリツジ型光導波路５を形
成したもので、この導波路５により光を凸部５ａ
にゆるやかに閉じ込め、導波路側面の散乱損失の
低減を図つている。
第５図に示す従来の構造では、導波路幅2μｍ
導波路厚0.5μｍにおいて、２〜3dB／cmであり、
第１図に示す本実施例の構造では0.5dB／cmと伝
搬損失低減効果が著しく、本発明の効果はきわめ
て大きい。
導波路厚0.5μｍにおいて、２〜3dB／cmであり、
第１図に示す本実施例の構造では0.5dB／cmと伝
搬損失低減効果が著しく、本発明の効果はきわめ
て大きい。
第２図に、本発明にかかるリツジ型光導波路の
断面図であり作製手順の一例を示す。まず第２図
ａに示すようにアルミニウム、あるいはSiO2等
のパターンマスク６を通して安息香酸中で熱処理
（160〜250℃）すると、パターンマスク６の開口
部の下がイオン交換され、屈折率の大きな矩形部
７を形成する。次にパターンマスク６を除去し、
全面をイオン交換することにより一部が凸状のリ
ツジ型光導波路５を形成した。凸部５ａとそれ以
外の厚みを各々0.5μｍ、0.3μｍとした時、伝搬損
失がほぼ0.5dB／cmと小さく、波長変換効率も基
本波長λ＝1.06μｍ（光パワー100ｍＷ）において
ほぼ７％と従来に比べ２〜３倍の高効率化が図れ
た。
断面図であり作製手順の一例を示す。まず第２図
ａに示すようにアルミニウム、あるいはSiO2等
のパターンマスク６を通して安息香酸中で熱処理
（160〜250℃）すると、パターンマスク６の開口
部の下がイオン交換され、屈折率の大きな矩形部
７を形成する。次にパターンマスク６を除去し、
全面をイオン交換することにより一部が凸状のリ
ツジ型光導波路５を形成した。凸部５ａとそれ以
外の厚みを各々0.5μｍ、0.3μｍとした時、伝搬損
失がほぼ0.5dB／cmと小さく、波長変換効率も基
本波長λ＝1.06μｍ（光パワー100ｍＷ）において
ほぼ７％と従来に比べ２〜３倍の高効率化が図れ
た。
第３図は、本実施例の光波長変換装置と半導体
レーザを組み合わせた青色レーザ装置の概略図で
あり、半導体レーザ９とリツジ型光導波路５が形
成されているLiNbO3単結晶１と保持台１０から
なつている。図においてリツジ型光導波路５と半
導体レーザ９の結合部の導波路厚みは部分的に増
大させることにより半導体レーザ光の結合効率を
向上させ、また高調波出射側のLiNbO3単結晶の
端面を傾斜させることにより高調波４を光導波路
方向に出射させる工夫を行なつている。さらにリ
ツジ型光導波路５の上面に表面保護膜１１を付け
特性の安定化を図つている。半導体レーザ９とし
て発振波長0.84μｍ、光出力50ｍＷのものを使用
した結果、高調波といて波長0.42μｍ、光出力0.5
ｍＷの青色レーザ光が得られた（光導波路長は10
mm）。
レーザを組み合わせた青色レーザ装置の概略図で
あり、半導体レーザ９とリツジ型光導波路５が形
成されているLiNbO3単結晶１と保持台１０から
なつている。図においてリツジ型光導波路５と半
導体レーザ９の結合部の導波路厚みは部分的に増
大させることにより半導体レーザ光の結合効率を
向上させ、また高調波出射側のLiNbO3単結晶の
端面を傾斜させることにより高調波４を光導波路
方向に出射させる工夫を行なつている。さらにリ
ツジ型光導波路５の上面に表面保護膜１１を付け
特性の安定化を図つている。半導体レーザ９とし
て発振波長0.84μｍ、光出力50ｍＷのものを使用
した結果、高調波といて波長0.42μｍ、光出力0.5
ｍＷの青色レーザ光が得られた（光導波路長は10
mm）。
第４図は、同様な青色レーザ装置の概略図であ
り、第３図と異なる点は半導体レーザとして分布
帰還型半導体レーザ１２を用いており、リツジ型
光導波路５と分布帰還型半導体レーザ１２を反射
防止層１３を介して直接結合させたもので、機械
的安定性の向上を図つたものである。
り、第３図と異なる点は半導体レーザとして分布
帰還型半導体レーザ１２を用いており、リツジ型
光導波路５と分布帰還型半導体レーザ１２を反射
防止層１３を介して直接結合させたもので、機械
的安定性の向上を図つたものである。
発明の効果
以上説明したように、イオン交換法により形成
されたLiNbO3光導波路は、光ダメージに対して
強く、また温度安定性も良いが、光伝搬損失が大
きい点が欠点であつたが、本発明は基板に向かつ
て凸状をしたリツジ型光導波路の構造を採用する
ことにより上記欠点を克服し、0.5dB／cm以下と
伝搬損失を大幅に低減した。これにより、高効率
な光波長変換装置が実現され実用性の向上が図
れ、半導体レーザと組み合わせることにより、波
長0.35〜0.45μｍのコヒーレントな青色光源を得
ることができた。
されたLiNbO3光導波路は、光ダメージに対して
強く、また温度安定性も良いが、光伝搬損失が大
きい点が欠点であつたが、本発明は基板に向かつ
て凸状をしたリツジ型光導波路の構造を採用する
ことにより上記欠点を克服し、0.5dB／cm以下と
伝搬損失を大幅に低減した。これにより、高効率
な光波長変換装置が実現され実用性の向上が図
れ、半導体レーザと組み合わせることにより、波
長0.35〜0.45μｍのコヒーレントな青色光源を得
ることができた。
このような装置は、レーザプリンタ、ホログラ
フイ、光メモリ用光源として広く応用されるもの
である。
フイ、光メモリ用光源として広く応用されるもの
である。
第１図は本発明の一実施例における光波長変換
装置の構造を示す図、第２図は同装置の作製方法
を示す断面図、第３図、第４図は本実施例におけ
る光波長変換装置を示す図、第５図は従来の光波
長変換装置の構造を示す図である。 １……LiNbO3単結晶基板、５……リツジ型光
導波路、１１……表面保護膜、９，１２……半導
体レーザ、４……高調波出力。
装置の構造を示す図、第２図は同装置の作製方法
を示す断面図、第３図、第４図は本実施例におけ
る光波長変換装置を示す図、第５図は従来の光波
長変換装置の構造を示す図である。 １……LiNbO3単結晶基板、５……リツジ型光
導波路、１１……表面保護膜、９，１２……半導
体レーザ、４……高調波出力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基本波を出射する半導体レーザと、 LiNbO3単結晶基板と、 前記単結晶基板表面にイオン交換処理により形
成した一部が前記基板側に向かつて凸状をなすリ
ツジ型光導波路とを備え、 前記半導体レーザから基本波を前記光導波路の
凸状端面に入射し、前記光導波路から前記基板内
部に放射する高調波を取り出し、 前記高調波の取り出し方法が、前記基本波の導
波モードと前記高調波の基板への放射モードの実
効屈折率を一致させる位相整合法であることを特
徴とする光波長変換装置。 ２ 基本波を入射する側のリツジ型光導波路のサ
イズを一部大きくすることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の光波長変換装置。 ３ 高調波を取り出す側のLiNbO3単結晶基板の
端面を前記光導波路に垂直な面に対して傾斜させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光波長変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3096185A JPS61189524A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 光波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3096185A JPS61189524A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 光波長変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189524A JPS61189524A (ja) | 1986-08-23 |
| JPH0523413B2 true JPH0523413B2 (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=12318268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3096185A Granted JPS61189524A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 光波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61189524A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0820655B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1996-03-04 | 松下電器産業株式会社 | 光波長変換素子 |
| US4951293A (en) * | 1988-05-26 | 1990-08-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Frequency doubled laser apparatus |
| WO1990003055A1 (en) * | 1988-09-01 | 1990-03-22 | Seiko Epson Corporation | Light emitting device and method of producing the same |
| JP2738713B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1998-04-08 | 株式会社日立製作所 | 第２高調波発生装置 |
| US5377291A (en) * | 1989-01-13 | 1994-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wavelength converting optical device |
| JP2771247B2 (ja) * | 1989-04-28 | 1998-07-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 波長変換素子 |
| EP0397895A1 (en) * | 1989-05-13 | 1990-11-22 | SELENIA INDUSTRIE ELETTRONICHE ASSOCIATE S.p.A. | Method for the fabrication of LiNbO3 single mode planar optical guide lenses |
| JPH0719004B2 (ja) * | 1989-12-20 | 1995-03-06 | 松下電器産業株式会社 | 光波長変換素子およびその製造方法 |
| JP2015099379A (ja) * | 2010-03-04 | 2015-05-28 | キヤノン株式会社 | テラヘルツ波発生ユニット、テラヘルツ波検出ユニット、およびテラヘルツ時間領域分光装置 |
| JP5881331B2 (ja) * | 2011-08-19 | 2016-03-09 | シチズンホールディングス株式会社 | レーザ光源の製造方法 |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP3096185A patent/JPS61189524A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61189524A (ja) | 1986-08-23 |
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