JPH0566439A

JPH0566439A - 光波長変換装置

Info

Publication number: JPH0566439A
Application number: JP22578591A
Authority: JP
Inventors: Akinori Harada; 明憲原田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1991-09-05
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】光導波路の一端面、他端面からそれぞれ相対
向して入射した基本波を波長変換し、波長変換波を光導
波路の表面から出射させるタイプの光波長変換素子と、
基本波光源としてのレーザーダイオードを同一基板上に
形成してなる光波長変換装置において、高い波長変換効
率を実現するとともに、波長変換波の光強度分布を均一
にする。【構成】レーザーダイオード14、15を光導波路13の一
端面13ａ側、他端面13ｂ側にそれぞれ配するとともに、
これら２つのレーザーダイオード14、15の各外端面14
ａ、15ａにレーザービーム20ａ、20ｂに対する高反射コ
ート18、19を施して、これらの外端面14ａ、15ａをレー
ザービーム20ａ、20ｂを共振させる共通の共振器ミラー
面とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基本波光源と光導波路
型の光波長変換素子とからなる光波長変換装置に関し、
特に詳細には光波長変換素子として、光導波路の一端
面、他端面からそれぞれ入射された基本波を波長変換
し、波長変換波を光導波路の表面から出射させるタイプ
のものが用いられた光波長変換装置に関するものであ
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の一つとして、特開昭63-15233号，
同63-15234号公報に示されるように、非線形光学材料か
らなる２次元光導波路を有する光導波路型の光波長変換
素子が知られている。さらには、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る３次元光
導波路型の光波長変換素子も知られている。

【０００３】また、この光導波路型の光波長変換素子の
一つとして、近時、エレクトロニクス・レターズ（Ｅle
ctronics Ｌetters）誌６th Ｄecember 1990 vol.
26Ｎo.25の2088〜2089ｐに示されているように、波長変
換波を光導波路の表面側に出射させるタイプのものが注
目されている。この光波長変換素子は、非線形光学材料
からなる光導波路を有し、その一端面、他端面からそれ
ぞれ相対向して入射した基本波を波長変換して、波長変
換波を光導波路の表面から垂直出射させるものである。
このような光波長変換素子においては、波長変換波が、
一般に極めて薄く形成される光導波路の厚さ方向に進行
するので、波長変換波が光導波路に吸収されてしまう程
度が比較的低いと考えられている。

【０００４】また、この種の光波長変換素子を、基本波
光源としてのレーザーダイオードとともに同一基板上に
モノリシックに形成して、短波長レーザー光を得るコン
パクトな光波長変換装置を形成する試みも既になされて
いる。このような従来の光波長変換装置においては、光
導波路の一端面、他端面からそれぞれ相対向して基本波
を入射させるために、光導波路の一端面側に１つのレー
ザーダイオードを配置するとともに、光導波路の他端面
には、波長変換されなかった基本波を反対方向に折り返
させるミラー面を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この光導波路
と１つのレーザーダイオードとからなる従来の光波長変
換装置においては、十分高強度の基本波を得ることがで
きないために、高い波長変換効率を実現することが困難
となっていた。

【０００６】またこの従来の光波長変換装置において
は、光導波路表面から出射する波長変換波の光強度分布
が、レーザーダイオード設置側で高くなるように偏って
しまうという問題も認められている。このような光強度
分布を有する波長変換波は、それを絞って利用する際に
特殊なビーム整形光学系を必要とするので、利用価値が
低いものとなってしまう。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、波長変換波を光導波路表面から出射させる光波
長変換素子とレーザーダイオードとからコンパクトに形
成されて、十分に高い波長変換効率が得られ、その上均
一な光強度分布を有する波長変換波が得られる光波長変
換装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【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、前述したように波長変換波を光導波路の表面か
ら出射させる光波長変換素子と、上記光導波路と同一基
板上に形成されたレーザーダイオードとからなる光波長
変換装置において、レーザーダイオードが光導波路の一
端面側、他端面側にそれぞれ配されるとともに、これら
２つのレーザーダイオードの各外端面が、それらから各
々発せられた基本波を共振させる共通の共振器ミラー面
とされていることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用および発明の効果】上記の構成においては、レー
ザー共振器内に光波長変換素子が配されているから、共
振器内部で高パワー状態となっている基本波が光波長変
換素子に入射し、しかも該基本波は２つのレーザーダイ
オードから発せられたものであって本来高強度であるか
ら、高い波長変換効率が実現される。

【００１０】また上記光波長変換装置においては、基本
波を光導波路に対してその一端面側、他端面側からそれ
ぞれ入射させた上で、２つのレーザーダイオードの各外
端面を共振器ミラー面としているから、各基本波の光強
度がレーザーダイオードから遠くなるにつれて低下する
特性が互いに相殺されるようになり、よってこの特性に
起因して波長変換波の光強度分布が偏ることがなくな
り、その光強度分布は均一なものとなる。

【００１１】

【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。図１は、本発明の一実施例による光波
長変換装置を示すものである。この光波長変換装置は、
ＧａＡｓ基板11上に形成されたクラッド層12と、その上
に形成された２次元（スラブ状）光導波路13とからなる
光波長変換素子10および、光導波路13の一端面13ａ、他
端面13ｂ側にそれぞれ配置されたレーザーダイオード1
4、15から構成されている。

【００１２】なお本実施例における光導波路13は、Ａｌ
_XＧａ_1-XＡｓ層13ｄおよびＡｌ_XＧａ_1-YＡｓ層13ｅ
（Ｘ≠Ｙ）なる薄膜積層タイプのものである。またレー
ザーダイオード14、15はＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系のも
のであり、各々クラッド層16、17を介して上記ＧａＡｓ
基板11上に形成されている。そしてレーザーダイオード
14、15の各外端面14ａ、15ａにはそれぞれ、後述する波
長900 ｎｍの基本波を反射させる高反射コート18、19が
施されている。

【００１３】上記構成において、一方のレーザーダイオ
ード14から射出された波長900 ｎｍの基本波としてのレ
ーザービーム20ａは、光導波路13の一端面13ａから該光
導波路13内に入射し、一部はそこをそのまま導波して他
方のレーザーダイオード15の外端面15ａに達し、そこで
反射する。同様に他方のレーザーダイオード15から射出
された波長900 ｎｍの基本波としてのレーザービーム20
ｂも、光導波路13の他端面13ｂから該光導波路13内に入
射し、一部はそこをそのまま導波して一方のレーザーダ
イオード14の外端面14ａに達し、そこで反射する。以上
のようにしてレーザービーム20ａ、20ｂはそれぞれ、外
端面14ａ、15ａを共振器ミラー面として共振する。なお
本実施例ではレーザーダイオード14、15として、互いに
等しい出力のものが用いられている。

【００１４】このようにして光波長変換素子10の光導波
路13には、レーザービーム20ａ、20ｂが相対向する状態
で入射し、そこを導波する。これらのレーザービーム20
ａ、20ｂは、光導波路13を構成している非線形光学材料
であるＡｌＧａＡｓにより、波長が１／２、すなわち45
0 ｎｍの第２高調波22に変換される。この第２高調波22
は、光導波路13の表面13ｃに対して垂直な方向に放射
し、該表面13ｃから素子外に出射する。

【００１５】ここで、この光波長変換装置においては、
レーザー共振器内に光波長変換素子10が配されているか
ら、共振器内部で高パワー状態となっているレーザービ
ーム20ａ、20ｂが光波長変換素子10に入射し、しかも該
レーザービーム20ａ、20ｂの合計の光強度は、１つのレ
ーザーダイオード14あるいは15が用いられた場合と比べ
てほぼ２倍と高くなっているから、高い波長変換効率が
実現される。

【００１６】またこの光波長変換装置においては、レー
ザービーム20ａ、20ｂを光導波路13に対してその一端面
13ａ側、他端面13ｂ側からそれぞれ入射させた上で、２
つのレーザーダイオード14、15の各外端面14ａ、15ａを
共振器ミラー面としているから、第２高調波22の光強度
分布が均一なものとなる。この点について、図２を参照
して説明する。

【００１７】もし、従来装置におけるように一方のレー
ザーダイオード14のみを設け、光導波路13の他端面13ｂ
にミラー面を形成して、波長変換されなかったレーザー
ビーム20ａを折り返させると、その場合のレーザービー
ム20ａの光強度は図２に曲線Ａで示す特性で導波方向に
沿って変化する。つまり、レーザービーム20ａの光強度
はレーザーダイオード14から遠くなるにつれて低下す
る。このようになっていると、光導波路13の表面13ｃか
ら出射する第２高調波22の光強度分布は、図２の曲線ａ
で示すように偏ったものとなる。

【００１８】それに対して、本装置におけるレーザービ
ーム20ａおよび20ｂの導波方向に沿った合計の光強度分
布は、各レーザービーム20ａ（20ｂ）の光強度がレーザ
ーダイオード14（15）から遠くなるにつれて低下する特
性が互いに相殺されて、図２に曲線Ｂで示すようにほぼ
一様なものとなる。そうであれば、第２高調波22の光強
度分布は、同図の曲線ｂで示すようにほぼ均一なものと
なる。

【００１９】なお本発明において用いられる光導波路の
材料は、以上説明した実施例のものに限らず、例えばＺ
ｎＣｄＳＳｅ系等のII−VI族化合物半導体や、カルコパ
イライト等、その他のものを適宜使用することができ
る。そしてレーザーダイオードもＡｌＧａＡｓ／ＧａＡ
ｓ系レーザーに限られるものではなく、その他例えば、
ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系レーザー（発振波長：90
0 〜1100ｎｍ）等を好適に用いることができる。

【００２０】また上記実施例では結晶成長を良化する等
のために、光導波路13を薄膜積層タイプのものとしてい
るが、そのようにすることは必ずしも必要ではない。ま
た光導波路およびレーザーダイオードには、量子井戸構
造を採用してもよい。

【００２１】さらに本発明は、２次元光導波路型の光波
長変換素子に限らず、３次元光導波路型の光波長変換素
子に対しても同様に適用可能である。また本発明は、基
本波を第２高調波以外に波長変換する光波長変換素子に
対しても同様に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光波長変換装置を示す
概略側面図

【図２】上記実施例の光波長変換装置における基本波と
第２高調波の光強度分布特性を示すグラフ

【符号の説明】

10 光波長変換素子 11 基板 12、16、17 クラッド層 13 光導波路 13ａ、13ｂ光導波路の端面 13ｃ光導波路の表面 14、15 レーザーダイオード 14ａ、15ａレーザーダイオードの外端面 18、19 高反射コート 20ａ、20ｂレーザービーム（基本波） 22 第２高調波

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非線形光学材料からなる光導波路を有
し、その一端面、他端面からそれぞれ相対向して入射し
た基本波を波長変換して、波長変換波を光導波路表面か
ら出射させる光波長変換素子と、前記光導波路と同一基
板上に形成された基本波光源としてのレーザーダイオー
ドとからなる光波長変換装置において、前記レーザーダイオードが光導波路の一端面側、他端面
側にそれぞれ配されるとともに、これら２つのレーザーダイオードの各外端面が、それら
から各々発せられた基本波を共振させる共通の共振器ミ
ラー面とされていることを特徴とする光波長変換装置。