JPH06260713A - 第２高調波発生装置およびそれから成る光源 - Google Patents
第２高調波発生装置およびそれから成る光源Info
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- JPH06260713A JPH06260713A JP4418893A JP4418893A JPH06260713A JP H06260713 A JPH06260713 A JP H06260713A JP 4418893 A JP4418893 A JP 4418893A JP 4418893 A JP4418893 A JP 4418893A JP H06260713 A JPH06260713 A JP H06260713A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 第２高調波光の変換効率と基本波の光ファイ
バ結合効率の高い半導体レーザＳＨＧ装置を提供する。 【構成】 強誘電体結晶から成る第２高調波発生素子1
に波長1.56μm の基本波光を透過しその第２高調波光を
反射するフィルタ11を素子1 の出射端面に形成する。基
本波光の一部は第２高調波発生素子1 内部において第２
高調波光に変換され，残りの部分はフィルタ11を透過し
て外部へ射出され，出射端面に密着した光ファイバ3 に
直接結合される。第２高調波光は第２高調波発生素子1
内を逆行して入射端面から外部に射出される。この第２
高調波光をフィルタ12により基本波光と分離して発振周
波数制御装置20におけるルビジウムセル21に入射させ
る。波長0.78μm に原子吸収線を有するルビジウムセル
21を透過する第２高調波光の強度が最小になるように半
導体レーザ4 の駆動電流を制御して基本波光の周波数を
一定にたもつ。
バ結合効率の高い半導体レーザＳＨＧ装置を提供する。 【構成】 強誘電体結晶から成る第２高調波発生素子1
に波長1.56μm の基本波光を透過しその第２高調波光を
反射するフィルタ11を素子1 の出射端面に形成する。基
本波光の一部は第２高調波発生素子1 内部において第２
高調波光に変換され，残りの部分はフィルタ11を透過し
て外部へ射出され，出射端面に密着した光ファイバ3 に
直接結合される。第２高調波光は第２高調波発生素子1
内を逆行して入射端面から外部に射出される。この第２
高調波光をフィルタ12により基本波光と分離して発振周
波数制御装置20におけるルビジウムセル21に入射させ
る。波長0.78μm に原子吸収線を有するルビジウムセル
21を透過する第２高調波光の強度が最小になるように半
導体レーザ4 の駆動電流を制御して基本波光の周波数を
一定にたもつ。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は 1.5μm 帯の光通信に用
いられる半導体レーザの発振周波数の安定化技術, とく
に, 周波数基準として用いられる第２高調波発生装置お
よびそれから成る光源に関する。
いられる半導体レーザの発振周波数の安定化技術, とく
に, 周波数基準として用いられる第２高調波発生装置お
よびそれから成る光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信の容量を拡大する方法として，波
長が僅かずつ異なる複数の光を用いて多重化を行う光周
波数多重方式(FDM;Frequency Domain Multiplexing) が
検討されている。この方式においては, これらの光の周
波数すなわち光源の発振周波数を精密に制御しなければ
ならない。光源としては, 半導体レーザが用いられる
が, 半導体レーザの発振周波は駆動電流および動作温度
によって影響されやすい。このために, 実際にはレーザ
光を検出し, その周波数を周波数の基準と比較して両者
のずれを最小とするような制御を行う必要がある。
長が僅かずつ異なる複数の光を用いて多重化を行う光周
波数多重方式(FDM;Frequency Domain Multiplexing) が
検討されている。この方式においては, これらの光の周
波数すなわち光源の発振周波数を精密に制御しなければ
ならない。光源としては, 半導体レーザが用いられる
が, 半導体レーザの発振周波は駆動電流および動作温度
によって影響されやすい。このために, 実際にはレーザ
光を検出し, その周波数を周波数の基準と比較して両者
のずれを最小とするような制御を行う必要がある。
【０００３】この目的のために, 原子または分子の吸収
線を基準として利用する周波数制御方法がある。すなわ
ち，発振周波数とほぼ等しい周波数に吸収線を有する気
体状の原子または分子中にレーザ光の一部を透過させ,
このときの透過光の出力が最小になるように駆動電流を
フィードバック制御する。
線を基準として利用する周波数制御方法がある。すなわ
ち，発振周波数とほぼ等しい周波数に吸収線を有する気
体状の原子または分子中にレーザ光の一部を透過させ,
このときの透過光の出力が最小になるように駆動電流を
フィードバック制御する。
【０００４】ところで, 石英系の光ファイバにおける伝
送損失の点から, 現在の光通信における伝送波長は1.5
μm 帯が主流であるが, この波長帯の固有吸収線を有す
る気体としては適当な原子が存在せず, 水(H2O) または
アンモニア(NH3) のような分子線吸収を利用せざるを得
ない。しかし, 分子線吸収は分子の回転運動や振動運動
に基づくものであるために吸収係数が小さい。その結
果, 微弱な吸収を検出する必要から，これらの気体を充
填した吸収容器が大型になり, また, 制御回路が複雑で
あると言う難点がある。
送損失の点から, 現在の光通信における伝送波長は1.5
μm 帯が主流であるが, この波長帯の固有吸収線を有す
る気体としては適当な原子が存在せず, 水(H2O) または
アンモニア(NH3) のような分子線吸収を利用せざるを得
ない。しかし, 分子線吸収は分子の回転運動や振動運動
に基づくものであるために吸収係数が小さい。その結
果, 微弱な吸収を検出する必要から，これらの気体を充
填した吸収容器が大型になり, また, 制御回路が複雑で
あると言う難点がある。
【０００５】これに対して，ルビジウム(Rb)が有する波
長0.78μm の原子吸収と, 1.5 μmのレーザ光の第２高
調波を利用する周波数制御すなわち周波数安定化のため
の装置が特開昭63-137494 に開示されている。すなわ
ち，波長1.56μm の基本波によりその第２高調波を発生
させ, この第２高調波を気体状のルビジウムを封入した
吸収容器に透過させ, このときの透過光の強度が最小に
なるようにレーザの駆動電流を制御する。その結果, 半
導体レーザは, その出力光の波長が1.56μm になるよう
に制御される。このようにして波長すなわち周波数が制
御されたレーザ光は, 前記光周波数多重方式の基準周波
数光として利用することができる。また,第２高調波
は，短波長のコヒーレント光として利用することもでき
る。
長0.78μm の原子吸収と, 1.5 μmのレーザ光の第２高
調波を利用する周波数制御すなわち周波数安定化のため
の装置が特開昭63-137494 に開示されている。すなわ
ち，波長1.56μm の基本波によりその第２高調波を発生
させ, この第２高調波を気体状のルビジウムを封入した
吸収容器に透過させ, このときの透過光の強度が最小に
なるようにレーザの駆動電流を制御する。その結果, 半
導体レーザは, その出力光の波長が1.56μm になるよう
に制御される。このようにして波長すなわち周波数が制
御されたレーザ光は, 前記光周波数多重方式の基準周波
数光として利用することができる。また,第２高調波
は，短波長のコヒーレント光として利用することもでき
る。
【０００６】上記のようにルビジウムの原子吸収線を利
用することにより，吸収容器の小型化や制御回路の簡素
化が可能となる。
用することにより，吸収容器の小型化や制御回路の簡素
化が可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記公開公報の周波数
安定化装置においては，目的とする基準周波数のレーザ
光の第２高調波を発生する必要がある。このような第２
高調波発生手段としては，ニオブ酸リチウムやチタン酸
リチウム(LiNbO3)等の結晶のような非線型光学物質が用
いられることは周知の通りである。一般に，非線型光学
結晶における第２高調波の変換効率は入射レーザ光のパ
ワーに比例する。半導体レーザは，その出力が充分大き
くない。したがって, 前記非線型光学結晶すなわち第２
高調波発生素子には光導波路を設けて光パワー密度をで
きるだけ高くすることによって，高い変換効率を得られ
るようにすることが望ましい。
安定化装置においては，目的とする基準周波数のレーザ
光の第２高調波を発生する必要がある。このような第２
高調波発生手段としては，ニオブ酸リチウムやチタン酸
リチウム(LiNbO3)等の結晶のような非線型光学物質が用
いられることは周知の通りである。一般に，非線型光学
結晶における第２高調波の変換効率は入射レーザ光のパ
ワーに比例する。半導体レーザは，その出力が充分大き
くない。したがって, 前記非線型光学結晶すなわち第２
高調波発生素子には光導波路を設けて光パワー密度をで
きるだけ高くすることによって，高い変換効率を得られ
るようにすることが望ましい。
【０００８】一方, 第２高調波発生素子から射出される
基本波を基準周波数信号光として利用する場合には, 第
２高調波と基本波とを効率よく分離する必要がある。こ
のために，基本的には次のような二つの分離方法が考え
られる。
基本波を基準周波数信号光として利用する場合には, 第
２高調波と基本波とを効率よく分離する必要がある。こ
のために，基本的には次のような二つの分離方法が考え
られる。
【０００９】(1) 図４に示すように, 第２高調波発生素
子１に入射する前の基本波の一部をフィルタ2Aによって
分離し, 光ファイバ３に結合し, 残りを第２高調波素子
１に入射させる。
子１に入射する前の基本波の一部をフィルタ2Aによって
分離し, 光ファイバ３に結合し, 残りを第２高調波素子
１に入射させる。
【００１０】(2) 図５に示すように, 第２高調波発生素
子１から射出される第２高調波と基本波とをフィルタ2B
によって分離し, 基本波を光ファイバ３に結合し, 第２
高調波を周波数制御に用いる。
子１から射出される第２高調波と基本波とをフィルタ2B
によって分離し, 基本波を光ファイバ３に結合し, 第２
高調波を周波数制御に用いる。
【００１１】図４の構成による方法では, 第２高調波発
生素子１に入射する基本波のパワーが低くなるために,
高い変換効率を得られない。一方, 図５の構成による方
法では, 光ファイバ３に結合しやすい導波モードの基本
波を一旦空間に射出し, レンズ5Dで集光したのち光ファ
イバ３に結合することになるため, 光軸ずれやレンズ5
C, 5Dによる反射および吸収に起因する損失が生じる。
生素子１に入射する基本波のパワーが低くなるために,
高い変換効率を得られない。一方, 図５の構成による方
法では, 光ファイバ３に結合しやすい導波モードの基本
波を一旦空間に射出し, レンズ5Dで集光したのち光ファ
イバ３に結合することになるため, 光軸ずれやレンズ5
C, 5Dによる反射および吸収に起因する損失が生じる。
【００１２】本発明は, 上記のような第２高調波を利用
する周波数安定化方法における従来の問題点を解決する
ことを目的とする。
する周波数安定化方法における従来の問題点を解決する
ことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的は, 非線型光学
物質から成り且つ基本波が入射する第１の端面と該第１
の端面に対向する第２の端面とを有し且つ少なくとも該
入射した基本波を導くための光導波路が設けられており
且つ該基本波の第２高調波を発生する第２高調波発生素
子と，該基本波を透過させるとともに該基本波の第２高
調波を反射する光学特性を有し且つ該第２の端面に密着
して設けられた第１のフィルタと，該第１の端面に入射
する該基本波を該光導波路に結合するための光学手段と
を備えたことを特徴とする本発明に係る第２高調波発生
装置, または, 上記において, 前記基本波を透過させる
とともに前記第２高調波を反射する光学特性を有し且つ
前記第１の端面の前面に配置され且つ前記第１のフィル
タによって反射されたのち前記第２高調波発生素子から
射出する該第２高調波を該第１の端面に入射する該基本
波とは異なる光路に向けて反射する第２のフィルタを備
えたことを特徴とする本発明に係る第２高調波発生装
置, または, 上記のいずれかの第２高調波発生装置と，
前記第１の端面に入射する前記基本波を発生する半導体
レーザと，前記第２高調波発生素子から射出された前記
第２高調波に基づいて該半導体レーザの発振周波数を制
御する手段とを備えたことを特徴とする本発明に係る光
源のいずれかによって達成される。
物質から成り且つ基本波が入射する第１の端面と該第１
の端面に対向する第２の端面とを有し且つ少なくとも該
入射した基本波を導くための光導波路が設けられており
且つ該基本波の第２高調波を発生する第２高調波発生素
子と，該基本波を透過させるとともに該基本波の第２高
調波を反射する光学特性を有し且つ該第２の端面に密着
して設けられた第１のフィルタと，該第１の端面に入射
する該基本波を該光導波路に結合するための光学手段と
を備えたことを特徴とする本発明に係る第２高調波発生
装置, または, 上記において, 前記基本波を透過させる
とともに前記第２高調波を反射する光学特性を有し且つ
前記第１の端面の前面に配置され且つ前記第１のフィル
タによって反射されたのち前記第２高調波発生素子から
射出する該第２高調波を該第１の端面に入射する該基本
波とは異なる光路に向けて反射する第２のフィルタを備
えたことを特徴とする本発明に係る第２高調波発生装
置, または, 上記のいずれかの第２高調波発生装置と，
前記第１の端面に入射する前記基本波を発生する半導体
レーザと，前記第２高調波発生素子から射出された前記
第２高調波に基づいて該半導体レーザの発振周波数を制
御する手段とを備えたことを特徴とする本発明に係る光
源のいずれかによって達成される。
【００１４】
【作用】第２高調波発生素子における光入射面に対向す
る端面に, 基本波を透過しかつその第２高調波を反射す
る光学特性を有するフィルタを密着して形成した構造と
する。これにより, 基本波の全パワーを第２高調波発
生素子に入力することになるために第２高調波への変換
効率を高く維持することができる第２高調波発生素子
から射出する基本波と第２高調波を分離するための光学
系を用いずに第２高調波発生素子に直接に光ファイバを
結合することが可能となり，光軸ずれやレンズの吸収や
反射による損失なしに基本波を高効率で伝送できる。
る端面に, 基本波を透過しかつその第２高調波を反射す
る光学特性を有するフィルタを密着して形成した構造と
する。これにより, 基本波の全パワーを第２高調波発
生素子に入力することになるために第２高調波への変換
効率を高く維持することができる第２高調波発生素子
から射出する基本波と第２高調波を分離するための光学
系を用いずに第２高調波発生素子に直接に光ファイバを
結合することが可能となり，光軸ずれやレンズの吸収や
反射による損失なしに基本波を高効率で伝送できる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例説明図であって, 第
２高調波発生素子１は例えばLiTaO3結晶のような非線型
光学物質から成る。この結晶のＣ軸に平行な互いに対向
する端面1aおよび1bの距離すなわち素子長は約20mmであ
る。端面1aを波長λ0=1.56μm の基本波が入射する面と
すると, 端面1bにおける少なくとも前記光導波路の端部
には, この基本波を透過しかつその第２高調波（波長λ
1=0.78μm)を全反射するフィルタ11が密着して形成され
ている。このような所望の光学特性を有するフィルタ11
は, 周知のように誘電体多層膜を用いて形成すればよ
い。なお, 前述のように, 高い第２高調波変換効率を達
成するためには第２高調波発生素子内における基本波の
パワー密度を高める必要がある。このために, 図２に示
すように, 第２高調波発生素子１における端面1aと端面
1bとの間に光導波路14が設けられている。そして, 端面
1aにおける光導波路14の端部に基本波を入射させる。
２高調波発生素子１は例えばLiTaO3結晶のような非線型
光学物質から成る。この結晶のＣ軸に平行な互いに対向
する端面1aおよび1bの距離すなわち素子長は約20mmであ
る。端面1aを波長λ0=1.56μm の基本波が入射する面と
すると, 端面1bにおける少なくとも前記光導波路の端部
には, この基本波を透過しかつその第２高調波（波長λ
1=0.78μm)を全反射するフィルタ11が密着して形成され
ている。このような所望の光学特性を有するフィルタ11
は, 周知のように誘電体多層膜を用いて形成すればよ
い。なお, 前述のように, 高い第２高調波変換効率を達
成するためには第２高調波発生素子内における基本波の
パワー密度を高める必要がある。このために, 図２に示
すように, 第２高調波発生素子１における端面1aと端面
1bとの間に光導波路14が設けられている。そして, 端面
1aにおける光導波路14の端部に基本波を入射させる。
【００１６】第２高調波発生素子１内部で発生した第２
高調波(SH)は, 端面1aにおける前記光導波路の端部から
第２高調波発生素子１の外部に射出される。この第２高
調波を, 第２高調波発生素子１に入射する基本波と分離
して取り出す。本実施例においては, 基本波を透過しか
つ第２高調波を全反射するフィルタ12を端面1aの前面に
設置する。フィルタ12としては, 図５におけるフィルタ
2Bと同一のものを用いればよい。第２高調波発生素子１
から射出された第２高調波はフィルタ12によって，端面
1aに入射する基本波とは異なった方向に反射される。こ
のようにして分離された第２高調波が, 後述する発振周
波数制御手段20に入射する。
高調波(SH)は, 端面1aにおける前記光導波路の端部から
第２高調波発生素子１の外部に射出される。この第２高
調波を, 第２高調波発生素子１に入射する基本波と分離
して取り出す。本実施例においては, 基本波を透過しか
つ第２高調波を全反射するフィルタ12を端面1aの前面に
設置する。フィルタ12としては, 図５におけるフィルタ
2Bと同一のものを用いればよい。第２高調波発生素子１
から射出された第２高調波はフィルタ12によって，端面
1aに入射する基本波とは異なった方向に反射される。こ
のようにして分離された第２高調波が, 後述する発振周
波数制御手段20に入射する。
【００１７】基本波はフィルタ11を透過し, 第２高調波
発生素子１の外部に射出する。ここで, 端面1bにおける
光導波路14の端部にフィルタ11を介して密着するように
光ファイバ３を設置しておくことによって, 基本波は光
ファイバ３に直接入射する。このようにして光ファイバ
３と結合された基本波は, 前述のような光周波数多重方
式の光通信における基準周波数信号光として使用され
る。
発生素子１の外部に射出する。ここで, 端面1bにおける
光導波路14の端部にフィルタ11を介して密着するように
光ファイバ３を設置しておくことによって, 基本波は光
ファイバ３に直接入射する。このようにして光ファイバ
３と結合された基本波は, 前述のような光周波数多重方
式の光通信における基準周波数信号光として使用され
る。
【００１８】LiTaO3のような強誘電体結晶から成る第２
高調波発生素子１の分極を光導波路14に沿って所定の周
期で部分的に反転する分極反転領域15を形成しておくこ
とによって第２高調波の変換効率を向上することができ
る。すなわち，光導波路14を進行する基本波と第２高調
波とは速度が異なるために位相ずれを生じ, 周期的に干
渉し合う。この干渉距離ごとに第２高調波発生素子１の
分極方向を反転する分極反転領域15を形成しておくこと
によって, 干渉による打ち消し合いがなくなり, 変換効
率が向上する。
高調波発生素子１の分極を光導波路14に沿って所定の周
期で部分的に反転する分極反転領域15を形成しておくこ
とによって第２高調波の変換効率を向上することができ
る。すなわち，光導波路14を進行する基本波と第２高調
波とは速度が異なるために位相ずれを生じ, 周期的に干
渉し合う。この干渉距離ごとに第２高調波発生素子１の
分極方向を反転する分極反転領域15を形成しておくこと
によって, 干渉による打ち消し合いがなくなり, 変換効
率が向上する。
【００１９】上記のような光導波路14および分極反転領
域15をプロトン交換法によって形成する方法については
本発明者らによる別の出願（特願平3-243722号および特
願平4-058352号）に詳細に記載されている。
域15をプロトン交換法によって形成する方法については
本発明者らによる別の出願（特願平3-243722号および特
願平4-058352号）に詳細に記載されている。
【００２０】上記素子長が20mmであり, 配列周期15μm
の分極反転領域15が形成されたLiTaO3結晶から成る第２
高調波発生素子１に対して, 図１に示すように, 半導体
レーザ４から射出された波長1.56μm の基本波光を入射
させた。なお, 半導体レーザ４から射出された基本波光
は, レンズ5Aにより平行ビームにコリメートされ, アイ
ソレータ６およびフィルタ12を通過したのち, レンズ5B
によって第２高調波発生素子１の端面1aに集光される。
アイソレータ６は, それ以後に配置されている光学部材
によって反射されて戻ってくる光の再入射により半導体
レーザ４の動作が不安定になる問題を防止するために設
けられた。
の分極反転領域15が形成されたLiTaO3結晶から成る第２
高調波発生素子１に対して, 図１に示すように, 半導体
レーザ４から射出された波長1.56μm の基本波光を入射
させた。なお, 半導体レーザ４から射出された基本波光
は, レンズ5Aにより平行ビームにコリメートされ, アイ
ソレータ６およびフィルタ12を通過したのち, レンズ5B
によって第２高調波発生素子１の端面1aに集光される。
アイソレータ６は, それ以後に配置されている光学部材
によって反射されて戻ってくる光の再入射により半導体
レーザ４の動作が不安定になる問題を防止するために設
けられた。
【００２１】第２高調波発生素子１に入射した基本波光
の一部は波長0.78μm の第２高調波光に変換され, 基本
波とともに導波路を伝播する。第２高調波発生素子１の
端面1bではフィルタ11を透過した基本波光のみが光ファ
イバ３に結合される。第２高調波光はフィルタ11によっ
て反射され, 導波路を逆行したのち端面1aから射出され
る。第２高調波発生素子１から射出された第２高調波光
はフィルタ12によって基本波光の光路とは異なる方向に
反射される。
の一部は波長0.78μm の第２高調波光に変換され, 基本
波とともに導波路を伝播する。第２高調波発生素子１の
端面1bではフィルタ11を透過した基本波光のみが光ファ
イバ３に結合される。第２高調波光はフィルタ11によっ
て反射され, 導波路を逆行したのち端面1aから射出され
る。第２高調波発生素子１から射出された第２高調波光
はフィルタ12によって基本波光の光路とは異なる方向に
反射される。
【００２２】上記第２高調波発生素子１とフィルタ11お
よび12とから成る本発明の第２高調波発生装置10によ
り, 50mWの基本波光から0.1mW の第２高調波光が発生さ
れた。なお, 上記基本波光のパワーは第２高調波発生素
子１の端面1aにおける入力値であり, また, 第２高調波
光のパワーはフィルタ12による反射後の値である。
よび12とから成る本発明の第２高調波発生装置10によ
り, 50mWの基本波光から0.1mW の第２高調波光が発生さ
れた。なお, 上記基本波光のパワーは第２高調波発生素
子１の端面1aにおける入力値であり, また, 第２高調波
光のパワーはフィルタ12による反射後の値である。
【００２３】本発明によれば，上記第２高調波発生装置
10を，図１に示すように，半導体レーザ４およびその発
振周波数を制御するための制御装置20と組み合わせるこ
とによって周波数が安定化された光源が提供される。
10を，図１に示すように，半導体レーザ４およびその発
振周波数を制御するための制御装置20と組み合わせるこ
とによって周波数が安定化された光源が提供される。
【００２４】発振周波数制御装置20は, ルビジウム(Rb)
の気体が充填されたルビジウムセル21を有する。ルビジ
ウムセル21は, 半導体レーザ４が出力する波長1.56μm
の基本波光の第２高調波に相当する波長0.78μm に強い
原子吸収を示す。そこで, 第２高調波発生装置10で発生
した第２高調波光を前述のようにフィルタ12で分離して
取り出し, ルビジウムセル21に入射させる。ルビジウム
セル21を透過する第２高調波光が光検出器22で検出さ
れ, 電流制御回路23はこの透過光強度が最小になるよう
に, 半導体レーザ４に対する駆動電流を制御する。この
ようにして, 第２高調波光の波長がルビジウムセル21の
吸収線に一致するように半導体レーザ４の出力光波長が
制御される。この制御は, 駆動電流の変動による半導体
レーザ４の出力光の波長変動のみならず, 温度変化によ
る波長変動に対しても有効に作動する。発振回路25およ
び同期検波回路26は, 上記出力光波長の制御において,
例えば第２高調波光の波長がルビジウムセル21の吸収線
からずれた場合に, 電流制御回路23が駆動電流を増加す
るかまたは減少するかのいずれの方向に制御するかを判
定するための一般的な手段である。
の気体が充填されたルビジウムセル21を有する。ルビジ
ウムセル21は, 半導体レーザ４が出力する波長1.56μm
の基本波光の第２高調波に相当する波長0.78μm に強い
原子吸収を示す。そこで, 第２高調波発生装置10で発生
した第２高調波光を前述のようにフィルタ12で分離して
取り出し, ルビジウムセル21に入射させる。ルビジウム
セル21を透過する第２高調波光が光検出器22で検出さ
れ, 電流制御回路23はこの透過光強度が最小になるよう
に, 半導体レーザ４に対する駆動電流を制御する。この
ようにして, 第２高調波光の波長がルビジウムセル21の
吸収線に一致するように半導体レーザ４の出力光波長が
制御される。この制御は, 駆動電流の変動による半導体
レーザ４の出力光の波長変動のみならず, 温度変化によ
る波長変動に対しても有効に作動する。発振回路25およ
び同期検波回路26は, 上記出力光波長の制御において,
例えば第２高調波光の波長がルビジウムセル21の吸収線
からずれた場合に, 電流制御回路23が駆動電流を増加す
るかまたは減少するかのいずれの方向に制御するかを判
定するための一般的な手段である。
【００２５】上記実施例においては，第２高調波発生素
子１の端面1aと端面1bとは互いに平行であり，第２高調
波発生素子１中における基本波光の光路は少なくとも端
面1bに垂直であることを想定している。そこで，例えば
図３に示すように，第２高調波発生素子１の端面1bを，
ここに入射する前記基本波に対して傾けて形成してお
く。端面1bには前記実施例と同様に，基本波光を透過
し，その第２高調波光を反射するフィルタ11を形成して
おく。
子１の端面1aと端面1bとは互いに平行であり，第２高調
波発生素子１中における基本波光の光路は少なくとも端
面1bに垂直であることを想定している。そこで，例えば
図３に示すように，第２高調波発生素子１の端面1bを，
ここに入射する前記基本波に対して傾けて形成してお
く。端面1bには前記実施例と同様に，基本波光を透過
し，その第２高調波光を反射するフィルタ11を形成して
おく。
【００２６】図３の構造によれば，フィルタ11によって
反射された第２高調波光は基本波光の光路とは異なった
方向を進み，端面1aに入射する基本波光の光路と異なっ
た方向に向けて第２高調波発生素子１の外部に射出され
る。したがって, 図１の実施例における第２高調波光を
基本波光から分離するためのフィルタ12が省略可能とな
る。図３の構造においても，変換効率を高くするため
に, 端面1aと端面1bとの間には，基本波光および第２高
調波光を伝播するための光導波路14a および14bが設け
られる。
反射された第２高調波光は基本波光の光路とは異なった
方向を進み，端面1aに入射する基本波光の光路と異なっ
た方向に向けて第２高調波発生素子１の外部に射出され
る。したがって, 図１の実施例における第２高調波光を
基本波光から分離するためのフィルタ12が省略可能とな
る。図３の構造においても，変換効率を高くするため
に, 端面1aと端面1bとの間には，基本波光および第２高
調波光を伝播するための光導波路14a および14bが設け
られる。
【００２７】図３の構造には種々の変形が可能である。
例えば, フィルタ11によって反射された第２高調波光の
光軸上に, この光軸に対して垂直な端面を第２高調波発
生素子に形成する, すなわち，第２高調波光の射出面を
端面1aに対して傾いた平面とする等である。
例えば, フィルタ11によって反射された第２高調波光の
光軸上に, この光軸に対して垂直な端面を第２高調波発
生素子に形成する, すなわち，第２高調波光の射出面を
端面1aに対して傾いた平面とする等である。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば, 基本波を分割すること
なく第２高調波発生素子に入射させるので高い第２高調
波変換効率が得られる。また, 基本波はレンズやフィル
タを介することなく光ファイバに直接結合できるため,
光軸合わせが容易になるばかりでなく, 光軸ずれあるい
はレンズの表面反射または吸収による損失が回避され
る。これらにより, 小型で高い変換効率および結合効率
を有する第２高調波発生装置およびそれを用いて構成さ
れる小型かつ安定化された周波数基準用の光源を提供す
ることが可能となる。
なく第２高調波発生素子に入射させるので高い第２高調
波変換効率が得られる。また, 基本波はレンズやフィル
タを介することなく光ファイバに直接結合できるため,
光軸合わせが容易になるばかりでなく, 光軸ずれあるい
はレンズの表面反射または吸収による損失が回避され
る。これらにより, 小型で高い変換効率および結合効率
を有する第２高調波発生装置およびそれを用いて構成さ
れる小型かつ安定化された周波数基準用の光源を提供す
ることが可能となる。
【図１】 本発明の実施例を説明するためのブロック図
【図２】 本発明の別の実施例を説明するための模式図
【図３】 本発明のさらに別の実施例を説明するための
模式図
模式図
【図４】 従来の問題点説明図（その１）
【図５】 従来の問題点説明図（その２）
１ 第２高調波発生素子 1a, 1b 端面 ２, 11, 12 フィルタ ３ 光ファイバ ４ 半導体レーザ ５ レンズ ６ アイソレータ 10 第２高調波発生装置 14, 14a, 14b 光導波路 15 分極反転領域 20 発振周波数制御装置 21 ルビジウムセル 22 光検出器 23 電流制御回路 25 発振回路 26 同期検波回路
Claims (7)
- 【請求項１】 非線型光学物質から成り且つ基本波が入
射する第１の端面と該第１の端面に対向する第２の端面
とを有し且つ少なくとも該入射した基本波を導くための
光導波路が設けられており且つ該基本波の第２高調波を
発生する第２高調波発生素子と， 該基本波を透過させるとともに該基本波の第２高調波を
反射する光学特性を有し且つ該第２の端面に密着して設
けられた第１のフィルタと， 該第１の端面に入射する該基本波を該光導波路に結合す
るための光学手段とを備えたことを特徴とする第２高調
波発生装置。 - 【請求項２】 前記基本波を透過させるとともに前記第
２高調波を反射する光学特性を有し且つ前記第１の端面
の前面に配置され且つ前記第１のフィルタによって反射
されたのち前記第２高調波発生素子から射出する該第２
高調波を該第１の端面に入射する該基本波とは異なる光
路に向けて反射する第２のフィルタをさらに備えたこと
を特徴とする請求項１記載の第２高調波発生装置。 - 【請求項３】 前記第２の端面はそれに入射する前記基
本波に対して傾けて形成されており且つ前記第１のフィ
ルタによって反射された前記第２高調波を導くための第
２の光導波路がさらに設けられていることを特徴とする
請求項１記載の第２高調波発生装置。 - 【請求項４】 前記第２高調波発生素子から射出する前
記基本波を伝送するための光ファイバが前記第１のフィ
ルタを介して前記第２の端面に密着して結合されている
ことを特徴とする請求項１記載の第２高調波発生装置。 - 【請求項５】 前記第２高調波発生素子は強誘電体結晶
から成り且つ該強誘電体結晶の分極を部分的に反転する
分極反転手段が前記光導波路に沿って周期的に設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載の第２高調波発生
装置。 - 【請求項６】 前記請求項１乃至５のいずれかに記載の
第２高調波発生装置と， 前記第１の端面に入射する前記基本波を発生する半導体
レーザと， 前記第２高調波発生素子から射出された前記第２高調波
に基づいて該半導体レーザの発振周波数を制御する手段
とを備えたことを特徴とする光源。 - 【請求項７】 前記発振周波数制御手段は前記第２高調
波発生素子から射出された前記第２高調波を吸収する気
体が封入された吸収容器と， 該吸収容器を透過する該第２高調波を受光してその強度
に応じた信号を出力する光電変換手段と， 該吸収容器を透過する該第２高調波の強度が最小になる
ように, 前記発振レーザの発振周波数が依存するパラメ
ータを制御するパラメータ制御手段とを備えたことを特
徴とする請求項６記載の光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5044188A JP3070326B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 第２高調波発生装置およびそれから成る光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5044188A JP3070326B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 第２高調波発生装置およびそれから成る光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260713A true JPH06260713A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3070326B2 JP3070326B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=12684602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5044188A Expired - Fee Related JP3070326B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 第２高調波発生装置およびそれから成る光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3070326B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009047888A1 (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-16 | Panasonic Corporation | 固体レーザー装置及び画像表示装置 |
| JP2017103473A (ja) * | 2012-02-20 | 2017-06-08 | レイセオン カンパニー | 二光子ルビジウム遷移を使用して超安定周波数基準を発生させるための方法および光システム |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP5044188A patent/JP3070326B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009047888A1 (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-16 | Panasonic Corporation | 固体レーザー装置及び画像表示装置 |
| CN101821914A (zh) * | 2007-10-10 | 2010-09-01 | 松下电器产业株式会社 | 固体激光装置以及图像显示装置 |
| US8121156B2 (en) | 2007-10-10 | 2012-02-21 | Panasonic Corporation | Solid-state laser device and image display device |
| JP5096480B2 (ja) * | 2007-10-10 | 2012-12-12 | パナソニック株式会社 | 固体レーザー装置及び画像表示装置 |
| JP2017103473A (ja) * | 2012-02-20 | 2017-06-08 | レイセオン カンパニー | 二光子ルビジウム遷移を使用して超安定周波数基準を発生させるための方法および光システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3070326B2 (ja) | 2000-07-31 |
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|---|---|---|---|
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