JPH05341343A - 光波長変換素子 - Google Patents
光波長変換素子Info
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- JPH05341343A JPH05341343A JP6454091A JP6454091A JPH05341343A JP H05341343 A JPH05341343 A JP H05341343A JP 6454091 A JP6454091 A JP 6454091A JP 6454091 A JP6454091 A JP 6454091A JP H05341343 A JPH05341343 A JP H05341343A
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- Japan
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- optical
- waveguide
- knbo3
- wavelength conversion
- wavelength converting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＫＮｂＯ3 を用いて光導波路型の光波長変換
素子を形成する。 【構成】 ＫＮｂＯ3 によりクラッド部としての基板11
を形成し、それにＫＮｂＯ3 よりも高屈折率の材料から
なる光導波路12を隣設して、チェレンコフ放射型の光波
長変換素子とする。
素子を形成する。 【構成】 ＫＮｂＯ3 によりクラッド部としての基板11
を形成し、それにＫＮｂＯ3 よりも高屈折率の材料から
なる光導波路12を隣設して、チェレンコフ放射型の光波
長変換素子とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入射された基本波を第
２高調波等に波長変換する光波長変換素子に関し、特に
詳細には、無機の非線形光学材料であるＫＮｂＯ3 を利
用した光導波路型の光波長変換素子に関するものであ
る。
２高調波等に波長変換する光波長変換素子に関し、特に
詳細には、無機の非線形光学材料であるＫＮｂＯ3 を利
用した光導波路型の光波長変換素子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、非線形光学材料を利用して、
レーザー光を第２高調波等に波長変換（短波長化）する
試みが種々なされている。このようにして波長変換を行
なう光波長変換素子として具体的には、例えば「光エレ
クトロニクスの基礎」Ａ．ＹＡＲＩＶ著，多田邦雄，神
谷武志訳（丸善株式会社）のｐ２００〜２０４に示され
るようなバルク結晶型のものがよく知られている。
レーザー光を第２高調波等に波長変換（短波長化）する
試みが種々なされている。このようにして波長変換を行
なう光波長変換素子として具体的には、例えば「光エレ
クトロニクスの基礎」Ａ．ＹＡＲＩＶ著，多田邦雄，神
谷武志訳（丸善株式会社）のｐ２００〜２０４に示され
るようなバルク結晶型のものがよく知られている。
【０００３】また、いわゆるファイバー型の光波長変換
素子も提案されている。この光波長変換素子は、クラッ
ド内に非線形光学材料からなるコアが充てんされた光フ
ァイバーであり、応用物理学会懇話会微小光学研究グル
ープ機関誌ＶＯＬ．３，Ｎｏ．２，ｐ２８〜３２にはそ
の一例が示されている。このファイバー型の光波長変換
素子は、基本波と波長変換波との間の位相整合をとるこ
とも容易であるので、最近ではこのファイバー型光波長
変換素子についての研究が盛んになされている。また、
例えば本出願人による特開昭６３−１５２３３号，同６
３−１５２３４号公報に示されるように、クラッド部と
なる２枚の基板の間に非線形光学材料からなる２次元光
導波路を形成した２次元光導波路型の光波長変換素子も
知られている。さらには、ガラス基板内に非線形光学材
料からなる３次元光導波路が埋め込まれてなり、ガラス
基板中に波長変換波を出射する３次元光導波路型の光波
長変換素子も知られている。これらの光導波路型光波長
変換素子も、上述のような特長を有している。
素子も提案されている。この光波長変換素子は、クラッ
ド内に非線形光学材料からなるコアが充てんされた光フ
ァイバーであり、応用物理学会懇話会微小光学研究グル
ープ機関誌ＶＯＬ．３，Ｎｏ．２，ｐ２８〜３２にはそ
の一例が示されている。このファイバー型の光波長変換
素子は、基本波と波長変換波との間の位相整合をとるこ
とも容易であるので、最近ではこのファイバー型光波長
変換素子についての研究が盛んになされている。また、
例えば本出願人による特開昭６３−１５２３３号，同６
３−１５２３４号公報に示されるように、クラッド部と
なる２枚の基板の間に非線形光学材料からなる２次元光
導波路を形成した２次元光導波路型の光波長変換素子も
知られている。さらには、ガラス基板内に非線形光学材
料からなる３次元光導波路が埋め込まれてなり、ガラス
基板中に波長変換波を出射する３次元光導波路型の光波
長変換素子も知られている。これらの光導波路型光波長
変換素子も、上述のような特長を有している。
【０００４】ところで、無機の非線形光学材料の一つと
して従来より、ＫＮｂＯ3 が知られている。このＫＮｂ
Ｏ3 は、現在知られている無機非線形光学材料の中で、
非対角項の非線形光学定数ｄ32（２０ｐｍ／Ｖ）が最も
大きい材料である。非対角項の非線形光学定数を利用す
る場合と、対角項の非線形光学定数を利用する場合とで
は、その数値が等しいとすると、前者の場合の方がより
高い波長変換効率を実現できる。そこで、上述のように
非線形光学定数の非対角項が特に大きいＫＮｂＯ3 は、
高い波長変換効率を得る上で非常に好ましい材料である
と言える。
して従来より、ＫＮｂＯ3 が知られている。このＫＮｂ
Ｏ3 は、現在知られている無機非線形光学材料の中で、
非対角項の非線形光学定数ｄ32（２０ｐｍ／Ｖ）が最も
大きい材料である。非対角項の非線形光学定数を利用す
る場合と、対角項の非線形光学定数を利用する場合とで
は、その数値が等しいとすると、前者の場合の方がより
高い波長変換効率を実現できる。そこで、上述のように
非線形光学定数の非対角項が特に大きいＫＮｂＯ3 は、
高い波長変換効率を得る上で非常に好ましい材料である
と言える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来、ＫＮｂＯ
3 を用いた光波長変換素子としては、バルク結晶型のも
のが知られているだけである。このバルク結晶型のもの
に比べて光導波路型（ファイバー型も含むものとする）
の光波長変換素子は、光を導波部に閉じ込めるものであ
るから、高い波長変換効率を得やすいものとなってい
る。それなのに、従来、ＫＮｂＯ3 を用いた光導波路型
の光波長変換素子が全く提案されていないのは、ＫＮｂ
Ｏ3 はチタン拡散等の導波路化するための処理が困難で
あることによる。
3 を用いた光波長変換素子としては、バルク結晶型のも
のが知られているだけである。このバルク結晶型のもの
に比べて光導波路型（ファイバー型も含むものとする）
の光波長変換素子は、光を導波部に閉じ込めるものであ
るから、高い波長変換効率を得やすいものとなってい
る。それなのに、従来、ＫＮｂＯ3 を用いた光導波路型
の光波長変換素子が全く提案されていないのは、ＫＮｂ
Ｏ3 はチタン拡散等の導波路化するための処理が困難で
あることによる。
【０００６】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、ＫＮｂＯ3 を用いた光導波路型の光波長
変換素子を提供することを目的とするものである。
たものであり、ＫＮｂＯ3 を用いた光導波路型の光波長
変換素子を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による光波長変換
素子は、ＫＮｂＯ3 によりクラッド部を形成し、ＫＮｂ
Ｏ3 よりも高屈折率の材料をこのクラッド部に隣設して
導波部とした、チェレンコフ放射型のものである。
素子は、ＫＮｂＯ3 によりクラッド部を形成し、ＫＮｂ
Ｏ3 よりも高屈折率の材料をこのクラッド部に隣設して
導波部とした、チェレンコフ放射型のものである。
【０００８】
【作用】上記の導波部において基本波を導波させると、
その一部はエバネッセント波となってクラッド部に浸み
出す。このエバネッセント波は、クラッド部を構成する
ＫＮｂＯ3 によって波長変換され、その波長変換波のク
ラッド部における放射モードと、導波部における基本波
の導波モードとの間で位相整合が取られる。
その一部はエバネッセント波となってクラッド部に浸み
出す。このエバネッセント波は、クラッド部を構成する
ＫＮｂＯ3 によって波長変換され、その波長変換波のク
ラッド部における放射モードと、導波部における基本波
の導波モードとの間で位相整合が取られる。
【０００９】
【発明の効果】以上のようにして、クラッド部を構成す
るＫＮｂＯ3 によりエバネッセント波を波長変換するよ
うにすれば、ＫＮｂＯ3 の大きな非線形光学定数を利用
して、高い波長変換効率を実現できる。またＫＮｂＯ3
により光導波路を形成することは不要であるから、この
光導波路型の光波長変換素子は容易に作製できるものと
なる。
るＫＮｂＯ3 によりエバネッセント波を波長変換するよ
うにすれば、ＫＮｂＯ3 の大きな非線形光学定数を利用
して、高い波長変換効率を実現できる。またＫＮｂＯ3
により光導波路を形成することは不要であるから、この
光導波路型の光波長変換素子は容易に作製できるものと
なる。
【００１０】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１１】図１はおよび図２は、本発明の第１実施例
による光波長変換素子10を示すものである。この光波長
変換素子10は、ＫＮｂＯ3 単結晶からなるクラッド部と
しての基板11上に、それよりも高屈折率のＺｎＳからな
る薄膜12がスパッタにより形成され、この薄膜部分が光
導波路とされたものである。なお本実施例では特に、フ
ォトリソ法により光導波路12をリッジ型として、光を３
次元方向に閉じ込めるようにしている。
による光波長変換素子10を示すものである。この光波長
変換素子10は、ＫＮｂＯ3 単結晶からなるクラッド部と
しての基板11上に、それよりも高屈折率のＺｎＳからな
る薄膜12がスパッタにより形成され、この薄膜部分が光
導波路とされたものである。なお本実施例では特に、フ
ォトリソ法により光導波路12をリッジ型として、光を３
次元方向に閉じ込めるようにしている。
【００１２】一例として半導体レーザー13から射出され
た基本波としてのレーザービーム14（波長＝８７０ｎ
ｍ）は、コリメーターレンズ15により平行光化された
後、集光レンズ16により集光されて、光導波路12のリッ
ジ状部分端面において収束する。それにより基本波14が
光導波路12内に入射し、そこを導波する。導波モードで
光導波路12を進行する基本波14の一部は、エバネッセン
ト波となって基板11の部分に浸み出す。この浸み出した
基本波14は、非線形光学材料であるＫＮｂＯ3 により、
波長が１／２すなわち４３５ｎｍの第２高調波14’に変
換される。したがって、光波長変換素子10の基本波入射
側と反対側の端面からは、この第２高調波14’と基本波
14とが混合した光ビーム14”が出射する。この光ビーム
14”は図示しないフィルターに通されて、第２高調波1
4’のみが取り出される。
た基本波としてのレーザービーム14（波長＝８７０ｎ
ｍ）は、コリメーターレンズ15により平行光化された
後、集光レンズ16により集光されて、光導波路12のリッ
ジ状部分端面において収束する。それにより基本波14が
光導波路12内に入射し、そこを導波する。導波モードで
光導波路12を進行する基本波14の一部は、エバネッセン
ト波となって基板11の部分に浸み出す。この浸み出した
基本波14は、非線形光学材料であるＫＮｂＯ3 により、
波長が１／２すなわち４３５ｎｍの第２高調波14’に変
換される。したがって、光波長変換素子10の基本波入射
側と反対側の端面からは、この第２高調波14’と基本波
14とが混合した光ビーム14”が出射する。この光ビーム
14”は図示しないフィルターに通されて、第２高調波1
4’のみが取り出される。
【００１３】なお光導波路12の厚さ等は、基板11中を放
射モードで進行する第２高調波14’と、光導波路12を導
波モードで進行する基本波14との間で位相整合が取られ
るように設定されている。また基板11はＫＮｂＯ3 単結
晶を光学軸ＹとＺ軸を含むＹ−Ｚ面でカットして形成さ
れ、光導波路12はリッジ状部分がＸ軸方向に延びるよう
に形成されている。そして半導体レーザー13は、基本波
14の直線偏光方向が上記Ｙ軸方向と一致する向きに配置
されている。以上のように各条件を設定したとき、第２
高調波14’はＺ軸方向に直線偏光していることが確認さ
れた。すなわち本実施例では、前述したように極めて大
きい値の非線形光学定数ｄ32が利用されている。このよ
うに非対角項の非線形光学定数ｄ32を利用できれば、高
い波長変換効率を実現できる。本例では、光導波路12の
長さが５ｍｍ、基本波14の出力が４０ｍＷであるとき、
２ｍＷの第２高調波14’を得ることができた。
射モードで進行する第２高調波14’と、光導波路12を導
波モードで進行する基本波14との間で位相整合が取られ
るように設定されている。また基板11はＫＮｂＯ3 単結
晶を光学軸ＹとＺ軸を含むＹ−Ｚ面でカットして形成さ
れ、光導波路12はリッジ状部分がＸ軸方向に延びるよう
に形成されている。そして半導体レーザー13は、基本波
14の直線偏光方向が上記Ｙ軸方向と一致する向きに配置
されている。以上のように各条件を設定したとき、第２
高調波14’はＺ軸方向に直線偏光していることが確認さ
れた。すなわち本実施例では、前述したように極めて大
きい値の非線形光学定数ｄ32が利用されている。このよ
うに非対角項の非線形光学定数ｄ32を利用できれば、高
い波長変換効率を実現できる。本例では、光導波路12の
長さが５ｍｍ、基本波14の出力が４０ｍＷであるとき、
２ｍＷの第２高調波14’を得ることができた。
【００１４】なお本発明において光導波路を形成する材
料は、上記実施例におけるＺｎＳに限られるものではな
く、その他ＴｉＯ2 等が用いられてもよい。
料は、上記実施例におけるＺｎＳに限られるものではな
く、その他ＴｉＯ2 等が用いられてもよい。
【００１５】また以上説明した実施例の光波長変換素子
10は、リッジ型の光導波路12を有するものであるが、本
発明の光波長変換素子における光導波路は、完全な薄膜
状に形成されてもよい。さらには図３に示す第２実施例
の光波長変換素子20のように、埋込み型の３次元光導波
路22を形成してもよい。なおこの図３において、既に説
明したものと同等の要素については同番号を付してあ
り、それらについての重複した説明は省略する（以下、
同様）。
10は、リッジ型の光導波路12を有するものであるが、本
発明の光波長変換素子における光導波路は、完全な薄膜
状に形成されてもよい。さらには図３に示す第２実施例
の光波長変換素子20のように、埋込み型の３次元光導波
路22を形成してもよい。なおこの図３において、既に説
明したものと同等の要素については同番号を付してあ
り、それらについての重複した説明は省略する（以下、
同様）。
【００１６】また本発明の光波長変換素子は、ファイバ
ー型に形成することもできる。図４はそのように形成さ
れた本発明の第３実施例を示している。すなわちこの第
３実施例の光波長変換素子30においては、ＫＮｂＯ3 か
らなるクラッド31中に、ＺｎＳからなるコア32が形成さ
れている。なおこのようなファイバー型の光波長変換素
子30を作製するためには、例えば特開昭６３−１９９３
２８号公報に示されるような方法を利用すればよい。
ー型に形成することもできる。図４はそのように形成さ
れた本発明の第３実施例を示している。すなわちこの第
３実施例の光波長変換素子30においては、ＫＮｂＯ3 か
らなるクラッド31中に、ＺｎＳからなるコア32が形成さ
れている。なおこのようなファイバー型の光波長変換素
子30を作製するためには、例えば特開昭６３−１９９３
２８号公報に示されるような方法を利用すればよい。
【図１】本発明の第１実施例による光波長変換素子を示
す斜視図
す斜視図
【図２】上記第１実施例の光波長変換素子を示す側断面
図
図
【図３】本発明の第２実施例による光波長変換素子を示
す斜視図
す斜視図
【図４】本発明の第３実施例による光波長変換素子を示
す斜視図
す斜視図
10、20、30 光波長変換素子 11 基板 12、22 光導波路 13 半導体レーザー 14 基本波 14’ 第２高調波 31 クラッド 32 コア
Claims (1)
- 【請求項１】 ＫＮｂＯ3 から形成されたクラッド部
と、ＫＮｂＯ3 よりも高屈折率の材料から形成されて前
記クラッド部に隣設された導波部とからなるチェレンコ
フ放射型光波長変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6454091A JPH05341343A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 光波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6454091A JPH05341343A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 光波長変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341343A true JPH05341343A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=13261160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6454091A Withdrawn JPH05341343A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 光波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05341343A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014142347A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | 日本碍子株式会社 | しみ出し光発生素子およびしみ出し光発生デバイス |
| CN105932540A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-07 | 复旦大学 | 一种产生均匀倏逝波场的系统 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP6454091A patent/JPH05341343A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014142347A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | 日本碍子株式会社 | しみ出し光発生素子およびしみ出し光発生デバイス |
| JPWO2014142347A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-02-16 | 日本碍子株式会社 | しみ出し光発生素子およびしみ出し光発生デバイス |
| US9933569B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-04-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Evanescent light generation element and evanescent light generation device |
| CN105932540A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-07 | 复旦大学 | 一种产生均匀倏逝波场的系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |