JPH0593931A - 波長変換素子および短波長レーザ光源 - Google Patents
波長変換素子および短波長レーザ光源Info
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- JPH0593931A JPH0593931A JP3255163A JP25516391A JPH0593931A JP H0593931 A JPH0593931 A JP H0593931A JP 3255163 A JP3255163 A JP 3255163A JP 25516391 A JP25516391 A JP 25516391A JP H0593931 A JPH0593931 A JP H0593931A
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- 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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- G—PHYSICS
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- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3558—Poled materials, e.g. with periodic poling; Fabrication of domain inverted structures, e.g. for quasi-phase-matching [QPM]
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- 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
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3544—Particular phase matching techniques
- G02F1/3548—Quasi phase matching [QPM], e.g. using a periodic domain inverted structure
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非線形光学効果を利用した分極反転型の波長
変換素子の構成に関するものである。この波長変換素子
は、分極反転周期と変換波長の整合条件が厳しく入射光
の波長変動に対する許容度が狭く、光源への戻り光によ
る入射光の波長変動による波長変換素子の出力変動が大
きい。これを解決するため波長変換素子からの戻り光を
低減し、安定な出力を得る。 【構成】 波長変換素子には光導波路と分極反転層が形
成されている。この素子の入射部を斜めに形成すること
により、光源への戻り光を減少させる。
変換素子の構成に関するものである。この波長変換素子
は、分極反転周期と変換波長の整合条件が厳しく入射光
の波長変動に対する許容度が狭く、光源への戻り光によ
る入射光の波長変動による波長変換素子の出力変動が大
きい。これを解決するため波長変換素子からの戻り光を
低減し、安定な出力を得る。 【構成】 波長変換素子には光導波路と分極反転層が形
成されている。この素子の入射部を斜めに形成すること
により、光源への戻り光を減少させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コヒーレント光源を応
用した、光情報処理、光応用計測制御分野に使用される
波長変換素子および短波長レーザ光源に関するものであ
る。
用した、光情報処理、光応用計測制御分野に使用される
波長変換素子および短波長レーザ光源に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】誘電体の分極を強制的に反転させる分極
反転は誘電体に周期的な分極反転層を形成することによ
り表面弾性波を利用した光周波数変調器や非線形分極の
分極反転を利用した波長変換素子などに利用される。特
に非線形光学物質の非線形分極を周期的に反転すること
が可能になれば非常に変換効率の高い第二高調波発生素
子を作製することができる。これによって半導体レーザ
などの光を変換すると小型の短波長光源が実現でき、印
刷、光情報処理、光応用計測制御分野などに応用できる
ため盛んに研究が行われている。
反転は誘電体に周期的な分極反転層を形成することによ
り表面弾性波を利用した光周波数変調器や非線形分極の
分極反転を利用した波長変換素子などに利用される。特
に非線形光学物質の非線形分極を周期的に反転すること
が可能になれば非常に変換効率の高い第二高調波発生素
子を作製することができる。これによって半導体レーザ
などの光を変換すると小型の短波長光源が実現でき、印
刷、光情報処理、光応用計測制御分野などに応用できる
ため盛んに研究が行われている。
【０００３】図９に従来の波長変換素子の構成図を示
す。以下1.06μｍの波長の基本波に対する高調波発生
（波長0.53μｍ）について図を用いて詳しく述べる。
（E.J.Lim, M.M.Fejer, R.L.Byer , "Second harmonicg
eneration of blue and green light in periodically-
poled planar lithiumniobate waveguides", ＩＧＷ
Ｏ，1988年、参照）．図９に示されるようにLiNbO 3基板
２１に光導波路２２が形成され、さらに光導波路２には
周期的に分極の反転した層２３（分極反転層）が形成さ
れている。基本波と発生する高調波の伝搬定数の不整合
を分極反転層２３の周期構造で補償することにより高効
率に高調波を出すことができる。光導波路２２の入射面
２４に基本波Ｐ１を入射すると、光導波路２２から高調
波Ｐ２が効率良く発生され、光波長変換素子として動作
する。 このような従来の波長変換素子は分極反転構造
を基本構成要素としていた。この素子の分極反転層の製
造方法について図８を用いて説明する。同図（ａ）で非
線形光学結晶であるＬｉＮｂＯ3基板１００にＴｉ１０
１のパターンをリフトオフと蒸着により幅数μｍの周期
で形成していた。次に同図（ｂ）で１１００℃程度の温
度で熱処理を行いLiNbO3基板１と分極が反対向きに反転
した分極反転層１０２を形成した。次に同図（ｃ）で安
息香酸（２００℃）中で３０分熱処理を行った後３５０
℃でアニールを行い光導波路１０３を形成する。上記安
息香酸処理により作製される光波長変換素子は波長1.06
μｍの基本波Ｐ１に対して、光導波路の長さを１ｍｍ、
基本波Ｐ１のパワーを１ｍＷにしたとき高調波Ｐ２のパ
ワー０．５ｎＷが得られていた。基本波が４０ｍＷ入射
したとすると８００ｎＷの高調波出力が可能である。こ
の場合１ｃｍの素子での１Ｗ当りの変換効率は５％／Ｗ
・ｃｍ2である。
す。以下1.06μｍの波長の基本波に対する高調波発生
（波長0.53μｍ）について図を用いて詳しく述べる。
（E.J.Lim, M.M.Fejer, R.L.Byer , "Second harmonicg
eneration of blue and green light in periodically-
poled planar lithiumniobate waveguides", ＩＧＷ
Ｏ，1988年、参照）．図９に示されるようにLiNbO 3基板
２１に光導波路２２が形成され、さらに光導波路２には
周期的に分極の反転した層２３（分極反転層）が形成さ
れている。基本波と発生する高調波の伝搬定数の不整合
を分極反転層２３の周期構造で補償することにより高効
率に高調波を出すことができる。光導波路２２の入射面
２４に基本波Ｐ１を入射すると、光導波路２２から高調
波Ｐ２が効率良く発生され、光波長変換素子として動作
する。 このような従来の波長変換素子は分極反転構造
を基本構成要素としていた。この素子の分極反転層の製
造方法について図８を用いて説明する。同図（ａ）で非
線形光学結晶であるＬｉＮｂＯ3基板１００にＴｉ１０
１のパターンをリフトオフと蒸着により幅数μｍの周期
で形成していた。次に同図（ｂ）で１１００℃程度の温
度で熱処理を行いLiNbO3基板１と分極が反対向きに反転
した分極反転層１０２を形成した。次に同図（ｃ）で安
息香酸（２００℃）中で３０分熱処理を行った後３５０
℃でアニールを行い光導波路１０３を形成する。上記安
息香酸処理により作製される光波長変換素子は波長1.06
μｍの基本波Ｐ１に対して、光導波路の長さを１ｍｍ、
基本波Ｐ１のパワーを１ｍＷにしたとき高調波Ｐ２のパ
ワー０．５ｎＷが得られていた。基本波が４０ｍＷ入射
したとすると８００ｎＷの高調波出力が可能である。こ
の場合１ｃｍの素子での１Ｗ当りの変換効率は５％／Ｗ
・ｃｍ2である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような分極反転
層を基本とした光波長変換素子では素子長１０ｍｍのと
き、レーザの波長に対する許容度が狭く半値幅で0.8ｎ
ｍしかない。一般的に、波長変換素子と半導体レーザと
を組み合わせた場合、波長変換素子から半導体レーザへ
の戻り光が発生し、半導体レーザの発振波長が戻り光の
ため変動を生じ高調波がでなくなる。この分極反転層を
もつ波長変換素子は上で述べたように、半値幅が0.8nm
しかないので、このような戻り光があれば高調波の発生
を大きく阻害することになる。また、高調波の出力が変
動するといった問題があった。具体的に半導体レーザが
出力の５％以上の戻り光をうけると発振スペクトルはシ
ングルモードからマルチモードに変化し、３％以上の戻
り光でも、発振波長は波長は０．３ｎｍ変化するため、
３％以上の戻り光で波長変換素子の出力がでなくなって
いた。
層を基本とした光波長変換素子では素子長１０ｍｍのと
き、レーザの波長に対する許容度が狭く半値幅で0.8ｎ
ｍしかない。一般的に、波長変換素子と半導体レーザと
を組み合わせた場合、波長変換素子から半導体レーザへ
の戻り光が発生し、半導体レーザの発振波長が戻り光の
ため変動を生じ高調波がでなくなる。この分極反転層を
もつ波長変換素子は上で述べたように、半値幅が0.8nm
しかないので、このような戻り光があれば高調波の発生
を大きく阻害することになる。また、高調波の出力が変
動するといった問題があった。具体的に半導体レーザが
出力の５％以上の戻り光をうけると発振スペクトルはシ
ングルモードからマルチモードに変化し、３％以上の戻
り光でも、発振波長は波長は０．３ｎｍ変化するため、
３％以上の戻り光で波長変換素子の出力がでなくなって
いた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するため分極反転構造を基本とした光波長変換素子
に新たな工夫を加えることにより半導体レーザの戻り光
を低減して高調波を安定に出力する波長変換素子を提供
するものである。つまり、非線形光学結晶中に分極反転
層および光導波路および前記光導波路の端面に形成した
入射部および前記光導波路のもう一方の端面に形成した
出射部とを有しなおかつ前記入射部端面の法線が前記光
導波路と平行でないという手段を有するものである。
解決するため分極反転構造を基本とした光波長変換素子
に新たな工夫を加えることにより半導体レーザの戻り光
を低減して高調波を安定に出力する波長変換素子を提供
するものである。つまり、非線形光学結晶中に分極反転
層および光導波路および前記光導波路の端面に形成した
入射部および前記光導波路のもう一方の端面に形成した
出射部とを有しなおかつ前記入射部端面の法線が前記光
導波路と平行でないという手段を有するものである。
【０００６】また、本発明の波長変換装置は安定な出力
を得るために、非線形光学結晶中に分極反転層および光
導波路および前記光導波路の端面に形成した入射部およ
び前記光導波路のもう一方の端面に形成した出射部とを
有する波長変換素子と半導体レーザおよび前記半導体レ
ーザの光を前記波長変換素子に入力する集光光学系を有
し、なおかつ前記集光光学系の光軸が前記入射部端面の
法線と前記集光光学系の光軸とが０℃以上の角度をもっ
ているという手段を有するものである。
を得るために、非線形光学結晶中に分極反転層および光
導波路および前記光導波路の端面に形成した入射部およ
び前記光導波路のもう一方の端面に形成した出射部とを
有する波長変換素子と半導体レーザおよび前記半導体レ
ーザの光を前記波長変換素子に入力する集光光学系を有
し、なおかつ前記集光光学系の光軸が前記入射部端面の
法線と前記集光光学系の光軸とが０℃以上の角度をもっ
ているという手段を有するものである。
【０００７】
【作用】本発明の光波長変換素子により光源への戻り光
を低減することができ、安定な高調波発生が得られる。
また、本発明の波長変換装置によれば半導体レーザと波
長変換素子との光軸を傾けることにより半導体レーザへ
の戻り光を低減し高調波の出力安定度を大幅に向上でき
る。
を低減することができ、安定な高調波発生が得られる。
また、本発明の波長変換装置によれば半導体レーザと波
長変換素子との光軸を傾けることにより半導体レーザへ
の戻り光を低減し高調波の出力安定度を大幅に向上でき
る。
【０００８】
【実施例】図１は、第１の実施例における波長変換素子
の構造図を示すものである。図１において、１はLiTaO3
基板、２は分極反転層、３はプロトン交換導波路、４は
入射部、５は出射部、６は出射光、７は入射光である。
の構造図を示すものである。図１において、１はLiTaO3
基板、２は分極反転層、３はプロトン交換導波路、４は
入射部、５は出射部、６は出射光、７は入射光である。
【０００９】以上のように構成された第１の実施例の波
長変換素子について、以下その動作につい説明する。波
長変換素子は導波路３の入射部４に入射されたコヒーレ
ント光７を周期的な分極反転層２によって波長変換し、
出射部５より変換された光６を出射する。光源に波長
０．８μｍの半導体レーザを用いると波長変換素子によ
り、半分の波長の０．４μｍの青色の光を発生すること
ができる。この波長変換素子は光導波路を用いて光の閉
じこめ効果を大きくし、かつ長い作用長を実現すること
ができるため、非常に光効率の変換が可能である。また
出力が導波モードで出力するため、集光特性に優れた出
射光が得られる。
長変換素子について、以下その動作につい説明する。波
長変換素子は導波路３の入射部４に入射されたコヒーレ
ント光７を周期的な分極反転層２によって波長変換し、
出射部５より変換された光６を出射する。光源に波長
０．８μｍの半導体レーザを用いると波長変換素子によ
り、半分の波長の０．４μｍの青色の光を発生すること
ができる。この波長変換素子は光導波路を用いて光の閉
じこめ効果を大きくし、かつ長い作用長を実現すること
ができるため、非常に光効率の変換が可能である。また
出力が導波モードで出力するため、集光特性に優れた出
射光が得られる。
【００１０】本実施例のポイントは波長変換素子の入射
端を斜めに研磨し、光源への戻り光の低減を図ったこと
にある。
端を斜めに研磨し、光源への戻り光の低減を図ったこと
にある。
【００１１】以下その特性について評価した。まず波長
変換素子の入射部端面と基板表面との形成する角度θと
半導体レーザへの戻り光の関係を求めた。結果を図２に
示す。また図２に同時に角度θと半導体レーザ−波長変
換素子間の結合効率の関係を示す。図２から分かるよう
に、波長変換素子の入射端の角度θを９０度からずらす
に従い半導体レーザへの戻り光が低減するのがわかる。
これは反射光と入射光の角度が２θとなり、反射光が直
接半導体レーザに戻らなくなるためである。しかし、図
２に示したように、入射部の角度が９０度からずれるに
従い波長変換素子と半導体レーザとの結合効率も低下す
る。この低下はの角度鋭角になるほうが、鈍角になると
きより小さい。これは導波路−基板間の屈折率差と導波
路−空気層の屈折率差の違いによるものである。このた
め、角度θを鋭角にすることにより結合効率の低下を抑
制したまま、光源への戻り光を低減できた。実際には図
２に示すように、角度θを８０度以下にすると戻り光を
２％以下に低減でき、かつ４５％の結合効率が得られ
た。
変換素子の入射部端面と基板表面との形成する角度θと
半導体レーザへの戻り光の関係を求めた。結果を図２に
示す。また図２に同時に角度θと半導体レーザ−波長変
換素子間の結合効率の関係を示す。図２から分かるよう
に、波長変換素子の入射端の角度θを９０度からずらす
に従い半導体レーザへの戻り光が低減するのがわかる。
これは反射光と入射光の角度が２θとなり、反射光が直
接半導体レーザに戻らなくなるためである。しかし、図
２に示したように、入射部の角度が９０度からずれるに
従い波長変換素子と半導体レーザとの結合効率も低下す
る。この低下はの角度鋭角になるほうが、鈍角になると
きより小さい。これは導波路−基板間の屈折率差と導波
路−空気層の屈折率差の違いによるものである。このた
め、角度θを鋭角にすることにより結合効率の低下を抑
制したまま、光源への戻り光を低減できた。実際には図
２に示すように、角度θを８０度以下にすると戻り光を
２％以下に低減でき、かつ４５％の結合効率が得られ
た。
【００１２】さらに、入射端面及び出射端面にＳｉＯ2
を１４００Ａ蒸着し、レーザ光に対する反射防止膜を形
成した。結果を図３に示す。反射防止膜（ＡＲコート）
を付加ことにより光源への戻り光の低減、結合効率の増
加をさらに一層増すことができ、角度θが８０度以上の
とき戻り光１％、結合効率５０％が得られた。
を１４００Ａ蒸着し、レーザ光に対する反射防止膜を形
成した。結果を図３に示す。反射防止膜（ＡＲコート）
を付加ことにより光源への戻り光の低減、結合効率の増
加をさらに一層増すことができ、角度θが８０度以上の
とき戻り光１％、結合効率５０％が得られた。
【００１３】作製した波長変換素子の安定性を測定する
ため、波長変換素子の出力（SHG出力）の時間変動を観
測した。半導体レーザ出力１００ｍＷのとき１ｍＷのＳ
ＨＧ出力が得られた。角度θが９０度のとき出力変動が
激しく８０％以上の変動が有ったが、角度θを８０度以
上にすると出力変動は５％以下になり、安定した出力が
得られた。さらに反射防止膜を用いると、出力変動は２
％以下煮なり、ＳＨＧ出力も約１．３倍に増加した。
ため、波長変換素子の出力（SHG出力）の時間変動を観
測した。半導体レーザ出力１００ｍＷのとき１ｍＷのＳ
ＨＧ出力が得られた。角度θが９０度のとき出力変動が
激しく８０％以上の変動が有ったが、角度θを８０度以
上にすると出力変動は５％以下になり、安定した出力が
得られた。さらに反射防止膜を用いると、出力変動は２
％以下煮なり、ＳＨＧ出力も約１．３倍に増加した。
【００１４】なお本実施例では基板にLiTaO3基板を用い
たが他にMgOをドープしたLiTaO3基板，、LiNbO3、KTP、
有機非線形材料などの他の非線形材料でも同様な素子が
作製できる。
たが他にMgOをドープしたLiTaO3基板，、LiNbO3、KTP、
有機非線形材料などの他の非線形材料でも同様な素子が
作製できる。
【００１５】なお本実施例では反射防止膜として、SiO2
を用いたが、他の誘電体の多層膜を用いても同様な効果
が得られる。
を用いたが、他の誘電体の多層膜を用いても同様な効果
が得られる。
【００１６】また図５は、第２の実施例における短波長
レーザ光源の構造図を示すものである。図５において、
１はLiTaO3基板、２は分極反転層、３はプロトン交換導
波路、４は入射部、５は出射部、６は出射光、７は入射
光、８は半導体レーザ、９は集光光学系、１０は反射防
止膜、１１は反射防止膜である。
レーザ光源の構造図を示すものである。図５において、
１はLiTaO3基板、２は分極反転層、３はプロトン交換導
波路、４は入射部、５は出射部、６は出射光、７は入射
光、８は半導体レーザ、９は集光光学系、１０は反射防
止膜、１１は反射防止膜である。
【００１７】以上のように構成された第１の実施例の波
長変換素子について、以下その動作につい説明する。波
長変換素子は導波路３の入射部４に入射された入射光７
を周期的な分極反転層２によって波長変換し、出射部５
より変換された光６を出射する。光源に波長０．８μｍ
の半導体レーザを用いると波長変換素子により、半分の
波長の０．４μｍの青色の光を発生することができる。
図５に示すように、集光光学系の光軸を波長変換素子の
導波路に対して傾けると、実施例１と同様の理由から半
導体レーザへの戻り光が低減しする。
長変換素子について、以下その動作につい説明する。波
長変換素子は導波路３の入射部４に入射された入射光７
を周期的な分極反転層２によって波長変換し、出射部５
より変換された光６を出射する。光源に波長０．８μｍ
の半導体レーザを用いると波長変換素子により、半分の
波長の０．４μｍの青色の光を発生することができる。
図５に示すように、集光光学系の光軸を波長変換素子の
導波路に対して傾けると、実施例１と同様の理由から半
導体レーザへの戻り光が低減しする。
【００１８】半導体レーザと光導波路のなす角θと半導
体レーザへの戻り光の関係を求めた。結果を図６に示
す。また図６に同時に角度θと半導体レーザ−波長変換
素子間の結合効率の関係を示す。図６から分かるよう
に、波長変換素子の入射端の角度θを０度からずらすに
従い半導体レーザへの戻り光が低減するのがわかる。こ
れは反射光と入射光の角度が２θとなり、反射光が直接
半導体レーザに戻らなくなるためである。しかし、図６
に示したように、入射部の角度が０度からずれるに従い
波長変換素子と半導体レーザとの結合効率も低下する。
この低下はの角度がマイナスになるほうが、プラスにな
るときより小さい。これは導波路−基板間の屈折率差と
導波路−空気層の屈折率差の違いによるものである。こ
のため、角度θをマイナスにすることにより結合効率の
低下を抑制したまま、光源への戻り光を低減できた。実
際には図６に示すように角度θを１０度以上にすること
により戻り光を１％以下に抑えることができ、ＳＨＧ出
力の変動を測定したところ２％以下の変動に抑えること
ができた。このとき半導体レーザとの結合効率は５０％
であり、非常に高い結合効率が得られた。この結果、半
導体レーザの波長変動を抑え安定な波長変換装置を形成
できた。
体レーザへの戻り光の関係を求めた。結果を図６に示
す。また図６に同時に角度θと半導体レーザ−波長変換
素子間の結合効率の関係を示す。図６から分かるよう
に、波長変換素子の入射端の角度θを０度からずらすに
従い半導体レーザへの戻り光が低減するのがわかる。こ
れは反射光と入射光の角度が２θとなり、反射光が直接
半導体レーザに戻らなくなるためである。しかし、図６
に示したように、入射部の角度が０度からずれるに従い
波長変換素子と半導体レーザとの結合効率も低下する。
この低下はの角度がマイナスになるほうが、プラスにな
るときより小さい。これは導波路−基板間の屈折率差と
導波路−空気層の屈折率差の違いによるものである。こ
のため、角度θをマイナスにすることにより結合効率の
低下を抑制したまま、光源への戻り光を低減できた。実
際には図６に示すように角度θを１０度以上にすること
により戻り光を１％以下に抑えることができ、ＳＨＧ出
力の変動を測定したところ２％以下の変動に抑えること
ができた。このとき半導体レーザとの結合効率は５０％
であり、非常に高い結合効率が得られた。この結果、半
導体レーザの波長変動を抑え安定な波長変換装置を形成
できた。
【００１９】今回、波長０．８μｍの半導体レーザと集
光光学系、および波長変換素子をモジュール化して小型
の短波長光源を実現した。作製した光源は３０×１０×
１０ｍｍと非常に小型で発振波長０．４μｍの出力は
０．５ｍＷであった。このような小型の光源を実現する
には、半導体レーザが必要であるが現在存在する半導体
レーザの波長は６６０ｎｍ〜９８０ｎｍであるのでこの
範囲の波長の半導体レーザを用いて波長変換素子と組み
合わせることは非常に有用である。
光光学系、および波長変換素子をモジュール化して小型
の短波長光源を実現した。作製した光源は３０×１０×
１０ｍｍと非常に小型で発振波長０．４μｍの出力は
０．５ｍＷであった。このような小型の光源を実現する
には、半導体レーザが必要であるが現在存在する半導体
レーザの波長は６６０ｎｍ〜９８０ｎｍであるのでこの
範囲の波長の半導体レーザを用いて波長変換素子と組み
合わせることは非常に有用である。
【００２０】なお、本実施例では入射端面が導波路に対
し、垂直の波長変換素子を用いたが、図７に示すよう
に、第１の実施例に示した素子を用いても、同様の効果
が得られる。
し、垂直の波長変換素子を用いたが、図７に示すよう
に、第１の実施例に示した素子を用いても、同様の効果
が得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、入射光の波長変動
の許容度の小さい分極反転型の波長変換素子とコヒーレ
ント光源を結合させる場合、波長変換素子からの戻り光
によって光源の波長変動を誘発し、これによって波長変
換素子の出力が不安定になる。そこで波長変換素子の入
射端面を基板に対して、斜めに形成することにより、光
源への戻り光を低減し、光源の出力変動、波長変動を低
減できる。以上の結果、波長変換素子の出力変動を低減
し、高出力で安定な波長変換素子を形成することがで
き、その実用効果は大きい。
の許容度の小さい分極反転型の波長変換素子とコヒーレ
ント光源を結合させる場合、波長変換素子からの戻り光
によって光源の波長変動を誘発し、これによって波長変
換素子の出力が不安定になる。そこで波長変換素子の入
射端面を基板に対して、斜めに形成することにより、光
源への戻り光を低減し、光源の出力変動、波長変動を低
減できる。以上の結果、波長変換素子の出力変動を低減
し、高出力で安定な波長変換素子を形成することがで
き、その実用効果は大きい。
【００２２】また、分極反転型の波長変換素子および半
導体レーザおよび集光光学系からなる短波長レーザ光源
において、集光光学系の光軸を波長変換素子の入射端面
に斜めに入射することにより、波長変換素子から半導体
レーザへの戻り光を低減することができ、半導体レーザ
出力の波長変動、出力変動を大幅に低減することができ
た。以上の結果、高出力で安定な短波長レーザ光源を形
成することができその実用効果は大きい。
導体レーザおよび集光光学系からなる短波長レーザ光源
において、集光光学系の光軸を波長変換素子の入射端面
に斜めに入射することにより、波長変換素子から半導体
レーザへの戻り光を低減することができ、半導体レーザ
出力の波長変動、出力変動を大幅に低減することができ
た。以上の結果、高出力で安定な短波長レーザ光源を形
成することができその実用効果は大きい。
【図１】本発明の実施例の波長変換素子の構造斜視図
【図２】入射端面の傾斜角と光源への反射率（戻り光）
の関係を示す図
の関係を示す図
【図３】入射端面の傾斜角と光源への反射率（戻り光）
の関係を示す図
の関係を示す図
【図４】波長変換素子のＳＨＧ出力変動を示す図
【図５】実施例の波長変換装置の断面図
【図６】集光光学系の光軸の傾斜角と光源への反射率
（戻り光）の関係を示す図
（戻り光）の関係を示す図
【図７】従来の波長変換素子の製造方法をしめす工程断
面図である。
面図である。
【図８】従来の波長変換素子の構成図である。
１ LiTaO3基板 ２ 分極反転層 ３ プロトン交換光導波路 ４ 入射部 ５ 出射部 ６ 出射光 ７ 入射光 ８ 半導体レーザ ９ 集光光学系 １１ 反射防止膜 １２ 反射防止膜 ２２ プロトン交換導波路 ２３ 分極反転層 ２４ 入射部 １００ LiNbO3基板 １０１ Ｔｉパターン １０２ 分極反転層 １０３ 光導波路
Claims (6)
- 【請求項１】非線形光学結晶中に分極反転層および光導
波路および前記光導波路の端面に形成した入射部および
前記光導波路のもう一方の端面に形成した出射部とを有
しなおかつ前記入射部端面の法線が前記光導波路と平行
でないことを特徴とする波長変換素子。 - 【請求項２】入射部端面と基板表面とが形成する交線が
光導波路と直交しかつ前記基板表面と前記入射端面との
交角が鋭角であることを特徴とする請求項１記載の波長
変換素子。 - 【請求項３】光導波路の入射端面または出射端面または
その両方に１層以上の誘電体膜を形成することを特徴と
する請求項１記載の波長変換素子。 - 【請求項４】非線形光学結晶中に分極反転層および光導
波路および前記光導波路の端面に形成した入射部および
前記光導波路のもう一方の端面に形成した出射部とを有
する波長変換素子と半導体レーザおよび前記半導体レー
ザの光を前記波長変換素子に入力する集光光学系を有
し、なおかつ前記集光光学系の光軸が前記入射部端面の
法線と前記集光光学系の光軸とが０℃以上の角度をもっ
ていることを特徴とする短波長レーザ光源。 - 【請求項５】請求項１記載の波長変換素子と半導体レー
ザと、前記半導体レーザの光を前記波長変換素子に入力
する集光光学系とを備えた短波長レーザ光源。 - 【請求項６】基本光の波長λが６６０〜９８０ｎｍであ
る請求項４記載の短波長レーザ光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255163A JP2921208B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 波長変換素子および短波長レーザ光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255163A JP2921208B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 波長変換素子および短波長レーザ光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593931A true JPH0593931A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2921208B2 JP2921208B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=17274940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3255163A Expired - Lifetime JP2921208B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 波長変換素子および短波長レーザ光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921208B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6980570B2 (en) | 2003-06-05 | 2005-12-27 | Shimadzu Corporation | Solid laser apparatus |
| JP2009158985A (ja) * | 2009-04-14 | 2009-07-16 | Shimadzu Corp | 波長変換レーザ装置 |
| WO2014084368A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | シチズンホールディングス株式会社 | レーザ光源 |
| WO2019116461A1 (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 遠赤外光源、遠赤外分光装置 |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP3255163A patent/JP2921208B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6980570B2 (en) | 2003-06-05 | 2005-12-27 | Shimadzu Corporation | Solid laser apparatus |
| JP2009158985A (ja) * | 2009-04-14 | 2009-07-16 | Shimadzu Corp | 波長変換レーザ装置 |
| WO2014084368A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | シチズンホールディングス株式会社 | レーザ光源 |
| JPWO2014084368A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2017-01-05 | シチズンホールディングス株式会社 | レーザ光源 |
| WO2019116461A1 (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 遠赤外光源、遠赤外分光装置 |
| JPWO2019116461A1 (ja) * | 2017-12-13 | 2020-11-19 | 株式会社日立ハイテク | 遠赤外光源、遠赤外分光装置 |
| US11644418B2 (en) | 2017-12-13 | 2023-05-09 | Hitachi High-Tech Corporation | Far-infrared light source and far-infrared spectrometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2921208B2 (ja) | 1999-07-19 |
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