JPH07140502A - Optical wavelength conversion element and optical wavelength conversion module formed by using the same - Google Patents

Optical wavelength conversion element and optical wavelength conversion module formed by using the same

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JPH07140502A
JPH07140502A JP29221293A JP29221293A JPH07140502A JP H07140502 A JPH07140502 A JP H07140502A JP 29221293 A JP29221293 A JP 29221293A JP 29221293 A JP29221293 A JP 29221293A JP H07140502 A JPH07140502 A JP H07140502A
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Japan
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wavelength conversion
conversion element
optical wavelength
axis
core
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JP29221293A
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Japanese (ja)
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Takafumi Uemiya
崇文 上宮
Naota Uenishi
直太 上西
Mitsuru Kuhata
満 久畑
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the optical wavelength conversion element which has high wavelength conversion efficiency and is capable of efficiently generating second harmonic waves of a blue region and the optical wavelength conversion module formed by using this element. CONSTITUTION:This optical wavelength conversion element 1 consists of a single crystal of a compd. expressed by the formula and is provided with a core 11 arranged with a Z-axis of the induction main axes thereof in parallel with the core axis. This optical wavelength conversion module A consists of the optical wavelength conversion element 1 which is formed by combining a semiconductor laser beam source 3 which generates a laser beam of a wavelength of 0.80 to 1.00mum and a condensing optical system 2 which condenses the laser beam by polarizing the laser beam toward the X-axis or Y-axis of the induction main axes of the single crystal of the core 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光を、2次の
非線形光学効果を利用して波長変換する光波長変換素
子、およびこの光波長変換素子を用いた光波長変換モジ
ュールに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical wavelength conversion element for converting the wavelength of laser light by utilizing a second-order nonlinear optical effect, and an optical wavelength conversion module using this optical wavelength conversion element. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、非線形光学材料における2次の非
線形光学効果を利用して、レーザー光を波長変換(短波
長化)する試みがなされている。上記波長変換を行う光
波長変換素子としては、たとえば「光エレクトロニクス
の基礎」(A.Yariv著、多田邦雄、神谷武志訳、
丸善株式会社刊)の第200〜204頁に示されている
ようなバルク結晶型のものがよく知られているが、バル
ク結晶型の光波長変換素子は、位相整合条件を満たすた
めに結晶の複屈折を利用するので、非線形性が大きくて
も複屈折性がないかまたはごく小さい材料は利用でき
ず、使用できる材料が限られるという問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, attempts have been made to convert the wavelength of laser light (shorten the wavelength) by utilizing the second-order nonlinear optical effect of a nonlinear optical material. As an optical wavelength conversion element for performing the above wavelength conversion, for example, "Basics of Optoelectronics" (A. Yariv, Kunio Tada, Takeshi Kamiya,
A bulk crystal type optical wavelength conversion element as shown on pages 200 to 204 of Maruzen Co., Ltd. is well known. Since birefringence is used, there is a problem that a material having no or very small birefringence even if the nonlinearity is large cannot be used, and the usable material is limited.

【0003】そこで、上記のような問題を解決する光波
長変換素子として、ガラス製のクラッド内に、非線形光
学材料の単結晶からなるコアを形成した、いわゆる光フ
ァイバー型のものが提案されている〔たとえば「有機非
線形光学材料」(梅垣真祐著、ぶんしん出版刊)の第8
9〜99頁参照〕。上記光ファイバー型の光波長変換素
子は、基本波と第2高調波との間の位相整合をとること
が容易であるため、最近では、この光ファイバー型のも
のが、盛んに研究されている。
Therefore, as an optical wavelength conversion element for solving the above problems, a so-called optical fiber type has been proposed in which a core made of a single crystal of a nonlinear optical material is formed in a glass clad [! For example, "Organic Nonlinear Optical Materials" (written by Shinsuke Umegaki, published by Bunshin Publishing), No. 8
See pages 9-99]. In the optical fiber type optical wavelength conversion element, since it is easy to achieve phase matching between the fundamental wave and the second harmonic, the optical fiber type has recently been actively researched.

【0004】上記光ファイバー型の光波長変換素子にお
ける波長変換効率を高めるには、コアとして、非線形光
学定数の高い非線形光学材料を使用するのが好ましい。
非線形光学定数の高い非線形光学材料としては、たとえ
ば上記文献「有機非線形光学材料」の第58〜59頁に
示された、2−メチル−4−ニトロアニリン、N−(4
−ニトロフェニル)−L−プロリノールおよび、N−
(4−ニトロフェニル)−N−メチルアミノアセトニト
リル等が知られている。
In order to improve the wavelength conversion efficiency of the optical fiber type optical wavelength conversion element, it is preferable to use a nonlinear optical material having a high nonlinear optical constant as the core.
Examples of the non-linear optical material having a high non-linear optical constant include 2-methyl-4-nitroaniline and N- (4 shown in pages 58 to 59 of the above-mentioned document "Organic Nonlinear Optical Materials".
-Nitrophenyl) -L-prolinol and N-
(4-Nitrophenyl) -N-methylaminoacetonitrile and the like are known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の非線形光学材料はいずれも、光ファイバー型の
光波長変換素子を形成する際に、各材料の最大の非線形
光学定数を利用し得る方向に結晶が配向しないので、結
果的に、材料自身のもつ高い波長変換効率が十分に発揮
されないという問題があった。
However, in any of the conventional non-linear optical materials as described above, the direction in which the maximum non-linear optical constant of each material can be used when forming an optical fiber type optical wavelength conversion element is considered. However, since the crystals are not oriented, there is a problem that the high wavelength conversion efficiency of the material itself is not sufficiently exhibited.

【0006】また光ファイバー型の光波長変換素子にお
いては、素子の長さが長いほど波長変換効率が向上する
が、上記のような従来の非線形光学材料はいずれも、均
一な単結晶を得るのが難しく、そのために長い素子を作
製するには不向きであるという問題もあった。また光波
長変換素子は、波長0.80〜1.00μm付近のレー
ザー光を発生する半導体レーザー光源を用いた光回路へ
の利用が期待されているが、前記のような従来の非線形
光学材料はいずれも、上記半導体レーザー光源からのレ
ーザー光の第2高調波である、青色領域での光吸収が大
きく、その結果、上記青色領域の第2高調波の発生効率
が低いという問題もあった。
Further, in the optical wavelength conversion element of the optical fiber type, the longer the element is, the more the wavelength conversion efficiency is improved. However, all of the above-mentioned conventional nonlinear optical materials can obtain a uniform single crystal. There is also a problem that it is difficult and therefore unsuitable for producing a long device. Further, the light wavelength conversion element is expected to be used in an optical circuit using a semiconductor laser light source that generates a laser beam having a wavelength of about 0.80 to 1.00 μm. In each case, there is a problem that the light absorption in the blue region, which is the second harmonic of the laser light from the semiconductor laser light source, is large, and as a result, the generation efficiency of the second harmonic in the blue region is low.

【0007】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
であって、波長変換効率が高く、とくに青色領域の第2
高調波を効率よく発生させることができる光波長変換素
子と、それを用いた光波長変換モジュールとを提供する
ことを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a high wavelength conversion efficiency, and particularly in the blue region.
An object of the present invention is to provide an optical wavelength conversion element capable of efficiently generating harmonics and an optical wavelength conversion module using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するための、本発明の光波長変換素子は、式(1) :
Means and Actions for Solving the Problems In order to solve the above problems, the optical wavelength conversion element of the present invention has the following formula (1):

【0009】[0009]

【化2】 [Chemical 2]

【0010】で表される3,5−ジメチル−1−(3−
メチル−4−シアノフェニル)ピラゾールの単結晶から
なり、その誘電主軸のうちZ軸を、コア軸と平行に配置
したコアと、ガラスからなるクラッドとを備えること特
徴とする。また本発明の光波長変換モジュールは、上記
本発明の光波長変換素子と、基本波としての、波長0.
80〜1.00μmのレーザー光を発生するための単一
横モードの半導体レーザー光源と、この半導体レーザー
光源からのレーザー光を、コアの単結晶の誘電主軸のう
ちX軸方向またはY軸方向に偏光させた状態で、光波長
変換素子のコア端面に集光するための集光光学系とを備
えることを特徴とする。
3,5-dimethyl-1- (3-
It is characterized by comprising a core made of a single crystal of methyl-4-cyanophenyl) pyrazole, in which the Z axis of the dielectric main axis is arranged parallel to the core axis, and a clad made of glass. The optical wavelength conversion module of the present invention includes the optical wavelength conversion element of the present invention and a wavelength of 0.
A single transverse mode semiconductor laser light source for generating a laser light of 80 to 1.00 μm, and a laser light from this semiconductor laser light source in the X axis direction or the Y axis direction of the dielectric main axis of the single crystal of the core. A condensing optical system for condensing on the end face of the core of the light wavelength conversion element in a polarized state.

【0011】上記構成からなる本発明の光波長変換素子
において、コアの材料として使用している、前記式(1)
で表される化合物( 以下「DMCP」という)は、本発
明者らが先に、特開平4−348326号公報におい
て、 非線形光学効果を示すこと、および 青色領域を含む波長0.34μm以上の光を吸収し
ないこと、を明らかにした化合物であるが、実際にファ
イバー型の光波長変換素子を形成する上で、結晶配向を
どのように設定し、またそこに入射させる基本波の偏光
方向をどのような向きに設定すれば高い波長変換効率が
得られるかは不明であった。
In the light wavelength conversion device of the present invention having the above-mentioned structure, the above formula (1) used as the material of the core is used.
The compound represented by the following (hereinafter referred to as “DMCP”) was previously disclosed by the present inventors in JP-A-4-348326 to exhibit a nonlinear optical effect, and a light having a wavelength of 0.34 μm or more including a blue region. However, in actually forming a fiber-type optical wavelength conversion element, how should the crystal orientation be set and which polarization direction of the fundamental wave should be incident? It was unclear whether high wavelength conversion efficiency could be obtained by setting such a direction.

【0012】そこで本発明者らは、今回、上記DMCP
を用いた光ファイバー型の光波長変換素子の実用化に向
けて、さらに検討を重ねた結果、DMCPの単結晶は、
図2(a) 〜(c) に示すような結晶構造を有していること
を確認した。なお図2(a) はDMCP単結晶のa軸投影
図、図2(b) はac平面図、図2(c) はc軸投影図であ
る。またこれらの図においては、単位格子中の分子数で
ある2個の分子のみを示している。
Therefore, the inventors of the present invention have now made the above DMCP.
As a result of further studies toward the practical application of the optical fiber type optical wavelength conversion element using the
It was confirmed to have a crystal structure as shown in FIGS. 2 (a) to (c). 2 (a) is an a-axis projection view of the DMCP single crystal, FIG. 2 (b) is an ac plan view, and FIG. 2 (c) is a c-axis projection view. In these figures, only two molecules, which is the number of molecules in the unit cell, are shown.

【0013】本発明者らは、上記結晶構造から、図3
(b) に示すように、DMCP単結晶のb軸はその誘電主
軸のY軸と一致し、またa軸は誘電主軸のX軸に対して
32.5°傾いており、さらにa軸とc軸との交差角度
は90.30°であることを確認した。またDMCPの
単結晶は単斜晶系で、その空間群はPaであることも見
出した。さらにDMCPの単結晶の2次の非線形光学テ
ンソルdは、
From the above crystal structure, the present inventors have shown in FIG.
As shown in (b), the b-axis of the DMCP single crystal coincides with the Y-axis of its dielectric main axis, and the a-axis is tilted by 32.5 ° with respect to the X-axis of the dielectric main axis. It was confirmed that the angle of intersection with the axis was 90.30 °. It was also found that the single crystal of DMCP is a monoclinic system and its space group is Pa. Furthermore, the second-order nonlinear optical tensor d of the DMCP single crystal is

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】で表されることもわかった。ここでd
12は、図3(b) に示すように結晶軸a,b,cに対して
定まる誘電主軸X,Y,Zを考えると、Y軸方向に偏光
した光(以下「Y偏光」という。以下同様に、X軸方向
に偏光した光を「X偏光」、Z軸方向に偏光した光を
「Z偏光」という)を基本波として入射させて、X偏光
の第2高調波を取り出す場合に寄与する非線形光学定数
である。同様にd11〜d35は、下記表1の入射光の欄に
示す偏光の入射光を基本波として入射させて、同表の第
2高調波の欄に示す偏光の第2高調波を取り出す場合に
寄与する非線形光学定数である。また同表の実測値(p
m/V)は、上記各非線形光学定数の実際の値を、X線
構造解析により求めた結果である。
It was also found that Where d
12, the crystal axis a, as shown in FIG. 3 (b), b, determined with respect to the c principal dielectric axis X, Y, given the Z, light polarized in the Y-axis direction (hereinafter referred to as "Y-polarized light". Less Similarly, the light polarized in the X-axis direction is referred to as "X-polarized light" and the light polarized in the Z-axis direction is referred to as "Z-polarized light", and contributes to extracting the second harmonic of the X-polarized light. Is a nonlinear optical constant. Similarly, for d 11 to d 35 , incident light of polarized light shown in the column of incident light in Table 1 below is made to enter as a fundamental wave, and the second harmonic of polarized light shown in the column of second harmonic of the same table is taken out. It is a non-linear optical constant that contributes to the case. In addition, the measured value (p
m / V) is the result of obtaining the actual value of each of the above-mentioned nonlinear optical constants by X-ray structural analysis.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】上記表1から、非線形光学定数d11、d12
およびd26が大きな値を示すことがわかる。なおこのう
ち、非線形光学定数d26を利用するには、X偏光および
Y偏光した基本波を入射させる必要があるが、DMCP
は、その屈折率異方性のために、上記基本波をシングル
モ―ド化して、第2高調波を高効率で発生させることは
できない。
From Table 1 above, the nonlinear optical constants d 11 and d 12
It can be seen that and d 26 have large values. Of these, in order to use the nonlinear optical constant d 26 , it is necessary to make X-polarized and Y-polarized fundamental waves incident.
However, due to its refractive index anisotropy, the fundamental wave cannot be converted into a single mode to generate the second harmonic with high efficiency.

【0018】これに対し、非線形光学定数d11、d12
利用するには、図3(a) に示すようにDMCPの単結晶
を、その誘電主軸のうちZ軸が、コア軸と平行になるよ
うに配向させてコア11を形成し、当該コア11の端面
にX偏光またはY偏光の基本波を入射させればよく、そ
れによって、第2高調波を効率よく発生させることがで
きる。しかもDCMPは、上記のように、Z軸をコア軸
と平行になるように配向させて、均一な単結晶からなる
長さの長いコア11を形成するのが容易である。
On the other hand, in order to utilize the nonlinear optical constants d 11 and d 12 , as shown in FIG. 3 (a), a DMCP single crystal is made so that the Z axis of its dielectric main axis is parallel to the core axis. The core 11 is formed by orienting the core 11 so that the X-polarized or Y-polarized fundamental wave is incident on the end face of the core 11, whereby the second harmonic can be efficiently generated. Moreover, in the DCMP, as described above, it is easy to orient the Z axis in parallel with the core axis to form the long core 11 made of a uniform single crystal.

【0019】したがって、DMCPの単結晶をその誘電
主軸のうちZ軸がコア軸と平行になるように配向させて
コアを形成した本発明の光波長変換素子は、DMCP自
身のもつ高い波長変換効率が十分に発揮されるため、波
長変換効率が高く、第2高調波を効率よく発生させるこ
とが可能となる。また、上記本発明の光波長変換素子に
入射させる基本波をシングルモ―ド化することにより、
第2高調波の発生効率をさらに向上することも可能であ
る。
Therefore, the optical wavelength conversion device of the present invention in which a DMCP single crystal is oriented so that the Z axis of its dielectric main axis is parallel to the core axis, forms a core, and the DMCP itself has a high wavelength conversion efficiency. Is sufficiently exhibited, the wavelength conversion efficiency is high, and the second harmonic can be efficiently generated. Further, by converting the fundamental wave incident on the optical wavelength conversion element of the present invention into a single mode,
It is also possible to further improve the generation efficiency of the second harmonic.

【0020】また上記DMCPは、前述したように青色
領域を含む波長0.34μm以上、とくに波長0.45
μm前後の光を吸収しないため、上記青色領域の第2高
調波を効率よく発生させることができ、波長0.80〜
1.00μm付近のレーザー光を発生する半導体レーザ
ー光源を用いた光回路への利用が可能である。また本発
明の光波長変換モジュールは、上記光波長変換素子を、
基本波としての、波長0.80〜1.00μmのレーザ
ー光を発生するための単一横モードの半導体レーザー光
源、およびこの半導体レーザー光源からのレーザー光
を、コアの単結晶の誘電主軸のうちX軸方向またはY軸
方向に偏光させた状態で、光波長変換素子のコア端面に
集光するための集光光学系とを備えているため、光波長
変換素子から、青色領域の第2高調波を効率よく発生さ
せることができる。
As described above, the DMCP has a wavelength of 0.34 μm or more including the blue region, particularly 0.45.
Since it does not absorb light of around μm, the second harmonic in the blue region can be efficiently generated, and the wavelength is 0.80 to 0.80.
It can be used for an optical circuit using a semiconductor laser light source that emits a laser beam of around 1.00 μm. The optical wavelength conversion module of the present invention, the optical wavelength conversion element,
A single transverse mode semiconductor laser light source for generating a laser light having a wavelength of 0.80 to 1.00 μm as a fundamental wave, and a laser light from this semiconductor laser light source among the dielectric main axes of the single crystal of the core. The second harmonic of the blue region from the light wavelength conversion element is provided since it has a condensing optical system for condensing on the end face of the core of the light wavelength conversion element in a state of being polarized in the X-axis direction or the Y-axis direction. Waves can be generated efficiently.

【0021】[0021]

【実施例】以下、実施例に基づき、本発明をより詳細に
説明する。図1は、本発明に係る光波長変換モジュール
Aを示す説明図である。この光波長変換モジュールA
は、光ファイバー型の光波長変換素子1、集光光学系2
およびレーザ光源3によって構成されている。
The present invention will be described in more detail based on the following examples. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an optical wavelength conversion module A according to the present invention. This optical wavelength conversion module A
Is an optical wavelength conversion element 1 of optical fiber type, a condensing optical system 2
And a laser light source 3.

【0022】ファイバー型の光波長変換素子1は、DM
CPの単結晶からなるコア11と、ガラスからなるクラ
ッド12とを有しており、DMCPの単結晶は、前述し
たように、DMCP自身のもつ高い波長変換効率を十分
に発揮させるべく、その誘電主軸のうちZ軸を、コア軸
と平行に配置するように形成されている。集光光学系2
は、レーザ光源3側から光波長変換素子1側に向けて順
に、コリメートレンズ21、アナモルフィックプリズム
ペアー22,23、λ/2板24および集光レンズ25
を配置することで構成されている。
The fiber type optical wavelength conversion element 1 is a DM
The DMCP single crystal has a core 11 made of a CP single crystal and a clad 12 made of glass. As described above, the DMCP single crystal has a dielectric property in order to sufficiently exhibit the high wavelength conversion efficiency of the DMCP itself. The Z axis of the main axes is formed so as to be arranged in parallel with the core axis. Focusing optics 2
Is a collimator lens 21, anamorphic prism pairs 22, 23, a λ / 2 plate 24, and a condenser lens 25 in order from the laser light source 3 side to the light wavelength conversion element 1 side.
It is configured by arranging.

【0023】さらにレーザ光源3としては、基本波とし
ての、波長0.80〜1.00μmのレーザー光を発生
するための単一横モードの半導体レーザー光源が使用さ
れる。この光波長変換モジュールAによれば、レーザ光
源3から基本波として発射された、波長0.80〜1.
00μmのレーザ光31aは、コリメートレンズ21に
より平行ビーム化される。次いで、アナモルフィックプ
リズムペアー22,23およびλ/2板24を通過し
て、集光レンズ25により集光された上で、光波長変換
素子1のコア11の入射端面11aに照射される。
Further, as the laser light source 3, a single transverse mode semiconductor laser light source for generating a laser beam having a wavelength of 0.80 to 1.00 μm as a fundamental wave is used. According to this optical wavelength conversion module A, the wavelengths of 0.80 to 1.
The laser beam 31 a of 00 μm is made into a parallel beam by the collimator lens 21. Next, the light passes through the anamorphic prism pairs 22 and 23 and the λ / 2 plate 24, is condensed by the condenser lens 25, and is then irradiated onto the incident end surface 11 a of the core 11 of the light wavelength conversion element 1.

【0024】この際、集光光学系2のλ/2板24を回
転させると、コア11の入射端面11aに照射されるレ
ーザ光31aの偏光を、コア11を形成するDMCPの
単結晶の誘電主軸のうち、X軸またはY軸方向とするこ
とができる。したがって、集光され且つX軸またはY軸
方向に偏光したレーザ光31aが、上記DMCPの単結
晶からなるコア11の入射端面11aに照射されるの
で、この光波長変換モジュールAによれば、DMCPの
単結晶の大きな非線形光学定数を利用して、基本波であ
るレーザ光31aを、青色領域の波長を有する第2高調
波に高い変換効率で変換し、その第2高調波31bを、
ファイバ−型波長変換素子1のクラッド12の出射端面
12bからリング状に発生させることができる。
At this time, when the λ / 2 plate 24 of the condensing optical system 2 is rotated, the polarization of the laser light 31a irradiated on the incident end face 11a of the core 11 is changed to the dielectric of DMCP single crystal forming the core 11. Of the main axes, it may be the X-axis or Y-axis direction. Therefore, the laser light 31a that is condensed and polarized in the X-axis or Y-axis direction is applied to the incident end face 11a of the core 11 made of the DMCP single crystal. Using the large non-linear optical constant of the single crystal of, the laser light 31a, which is the fundamental wave, is converted into the second harmonic having a wavelength in the blue region with high conversion efficiency, and the second harmonic 31b is converted into
It can be generated in a ring shape from the emission end face 12b of the cladding 12 of the fiber-type wavelength conversion element 1.

【0025】なお、上記光波長変換素子1は種々の方法
にて製造することができる。たとえば図4に示すよう
に、昇華精製したDMCP粉末d1を、先端の尖ったア
ンプル管5に詰め、ここへ、光波長変換素子1のクラッ
ド12となるガラス製の毛細管を入れる。つぎに、アン
プル管5内を真空にして封管した後、このアンプル管5
を、DMCPの融点である105℃よりわずかに高温
(たとえば110℃)程度に加熱した炉4内に入れる。
The light wavelength conversion element 1 can be manufactured by various methods. For example, as shown in FIG. 4, sublimated and purified DMCP powder d1 is packed in a sharp-pointed ampoule tube 5, and a glass capillary tube serving as the clad 12 of the optical wavelength conversion element 1 is put therein. Next, after the inside of the ampoule tube 5 is evacuated and sealed, the ampoule tube 5 is
Is placed in a furnace 4 heated to a temperature slightly higher than the melting point of DMCP, 105 ° C. (for example, 110 ° C.).

【0026】そしてDMCPを溶融し、その融液d2
を、毛細管現象によって、クラッド12内に充填する。
ついで、図中に矢印で示すように、アンプル管5を、D
MCPの融点より低い温度に保たれた炉外に徐徐に引き
出すと、クラッド12内にDMCPの単結晶が成長し
て、コア11が形成される。このとき、同図に示すよう
に、アンプル管5の先端のDMCP粉末d1を溶解しな
いでおいておくと、このDMCP粉末d1が種結晶とな
って、クラッド12内に、DMCPの単結晶を確実に成
長させることができる。
Then, DMCP is melted and its melt d2
Are filled in the clad 12 by a capillary phenomenon.
Then, as shown by the arrow in the figure, connect the ampoule tube 5 to the D
When gradually pulled out of the furnace kept at a temperature lower than the melting point of MCP, a single crystal of DMCP grows in the cladding 12 to form the core 11. At this time, as shown in the figure, if the DMCP powder d1 at the tip of the ampoule tube 5 is not melted, this DMCP powder d1 becomes a seed crystal, and a DMCP single crystal is surely formed in the clad 12. Can be grown to.

【0027】そして、上記クラッド12のDMCPの単
結晶からなるコア11が形成された部分をファイバーカ
ッター等で切断すると、光波長変換素子が得られる。上
記方法によれば、ガラス毛細管製のクラッド12内に、
DMCPの単結晶からなる、50mm以上の長さのコア1
1を形成することができるので、十分な長さを有する光
波長変換素子を得ることができる。また、上記方法によ
って形成されたコア11の単結晶の結晶方位は、図3
(a) に示すように、誘電主軸のうちZ軸が、コア軸と平
行に伸びたものとなるので、製造された光波長変換素子
1は、DMCP自身のもつ高い波長変換効率が十分に発
揮され、波長変換効率が高く、第2高調波を効率よく発
生させることが可能となる。
Then, the optical wavelength conversion element is obtained by cutting the portion of the clad 12 in which the core 11 made of DMCP single crystal is formed with a fiber cutter or the like. According to the above method, in the glass capillary clad 12,
Core 1 with a length of 50 mm or more made of DMCP single crystal
Since 1 can be formed, an optical wavelength conversion element having a sufficient length can be obtained. Further, the crystal orientation of the single crystal of the core 11 formed by the above method is as shown in FIG.
As shown in (a), the Z axis of the dielectric main axis extends in parallel with the core axis, so the manufactured optical wavelength conversion element 1 sufficiently exhibits the high wavelength conversion efficiency of DMCP itself. Therefore, the wavelength conversion efficiency is high, and the second harmonic can be efficiently generated.

【0028】なお、上記方法で用いられるガラス毛細管
としては、SF15等の、高屈折率の鉛ガラスからな
り、外径1mm程度、内径3μm程度のものが用いられ
る。また、DMCPの結晶成長には、図4に示すような
ブリッジマン炉を用いるのが好ましい。ファイバーを炉
外に引き出す速度は、良好なDMCPの単結晶を得る上
から、3mm/時間程度が好ましい。
The glass capillary used in the above method is made of lead glass having a high refractive index such as SF15 and having an outer diameter of about 1 mm and an inner diameter of about 3 μm. Further, it is preferable to use a Bridgman furnace as shown in FIG. 4 for crystal growth of DMCP. The speed of drawing the fiber out of the furnace is preferably about 3 mm / hour in order to obtain a good DMCP single crystal.

【0029】上記方法により形成した光波長変換素子1
を用いて、図1に示される構造の光波長変換モジュール
Aを組み立て、レーザ光源3から波長0.98μmの半
導体レーザを基本波として発射した。そして、前述の方
法にてY軸方向に偏光させ、集光した半導体レーザを光
波長変換素子1のコア11の入射端面11aに照射した
ところ、光波長変換素子1の出射端面12bから波長
0.49μmの第2高調波の発生が確認された。
Optical wavelength conversion element 1 formed by the above method
1 was used to assemble an optical wavelength conversion module A having the structure shown in FIG. 1, and a laser light source 3 emitted a semiconductor laser having a wavelength of 0.98 μm as a fundamental wave. When the incident end face 11a of the core 11 of the light wavelength conversion element 1 was irradiated with the condensed semiconductor laser which was polarized in the Y-axis direction by the above-mentioned method, the wavelength of 0. It was confirmed that the second harmonic of 49 μm was generated.

【0030】なお本発明の光変換素子は、上記本発明の
光変換モジュールに好適に使用される他、たとえば光パ
ルス圧縮素子〔M.Yamashita et al., Applied Physics
Letter,58(24),p2727,(1991)〕等の他の用途にも好適に
使用することができる。
The optical conversion element of the present invention is preferably used for the optical conversion module of the present invention, and for example, an optical pulse compression element [M. Yamashita et al., Applied Physics].
Letter, 58 (24), p2727, (1991)] and the like.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる光波長変
換素子によれば、DMCPが有する高い非線形光学定数
を利用することができるので、高い波長変換効率で、第
2高調波を得ることができる。また、DMCPは波長
0.34μm以上、とくに波長0.45μm前後に光吸
収領域を持たないので、波長0.80〜1.00μm程
度のレーザ光を基本波として用いて、青色領域の第2高
調波を効率よく得ることができる。
As described above, according to the optical wavelength conversion element of the present invention, since the high nonlinear optical constant of DMCP can be utilized, the second harmonic can be obtained with high wavelength conversion efficiency. You can Further, since DMCP does not have a light absorption region at a wavelength of 0.34 μm or more, particularly around a wavelength of 0.45 μm, laser light having a wavelength of about 0.80 to 1.00 μm is used as a fundamental wave and the second harmonic of the blue region is used. The waves can be obtained efficiently.

【0032】また本発明の光波長変換モジュールは、上
記光波長変換素子を、基本波としての、波長0.80〜
1.00μmのレーザー光を発生するための単一横モー
ドの半導体レーザー光源、およびこの半導体レーザー光
源からのレーザー光を、コアの単結晶の誘電主軸のうち
X軸方向またはY軸方向に偏光させた状態で、光波長変
換素子のコア端面に集光するための集光光学系とを備え
ているため、光波長変換素子から、青色領域の第2高調
波を効率よく発生させることができる。
Further, in the optical wavelength conversion module of the present invention, the optical wavelength conversion element has a wavelength of 0.80 to 0.80 as a fundamental wave.
A single transverse mode semiconductor laser light source for generating 1.00 μm laser light, and the laser light from this semiconductor laser light source is polarized in the X-axis direction or the Y-axis direction of the dielectric main axis of the single crystal of the core. In this state, the optical wavelength conversion element is provided with a condensing optical system for condensing on the end face of the core of the optical wavelength conversion element, so that the second harmonic in the blue region can be efficiently generated from the optical wavelength conversion element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる光波長変換モジュールの一実施
例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a light wavelength conversion module according to the present invention.

【図2】同図(a) 〜(c) はいずれも、本発明の光波長変
換素子のコアを構成するDMCP単結晶の結晶構造を説
明する図である。
2 (a) to 2 (c) are diagrams for explaining the crystal structure of a DMCP single crystal that constitutes the core of the optical wavelength conversion device of the present invention.

【図3】同図(a) は、本発明の光波長変換素子のコアを
構成する、DMCP単結晶の結晶方位を説明する図、同
図(b) は、DMCP単結晶の結晶軸と誘電主軸との関係
を説明する図である。
FIG. 3 (a) is a diagram for explaining the crystal orientation of the DMCP single crystal that constitutes the core of the optical wavelength conversion device of the present invention, and FIG. 3 (b) is the crystal axis and the dielectric of the DMCP single crystal. It is a figure explaining the relationship with a main axis.

【図4】本発明の光波長変換素子の製造方法の一工程を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a step of the method of manufacturing the optical wavelength conversion element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 光波長変換モジュール 1 光波長変換素子 11 コア 12 クラッド 2 集光光学系 3 レーザ光源 A light wavelength conversion module 1 light wavelength conversion element 11 core 12 clad 2 condensing optical system 3 laser light source

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】式(1) : 【化1】 で表される3,5−ジメチル−1−(3−メチル−4−
シアノフェニル)ピラゾールの単結晶からなり、その誘
電主軸のうちZ軸を、コア軸と平行に配置したコアと、
ガラスからなるクラッドとを備えること特徴とする光波
長変換素子。
1. Formula (1): 3,5-dimethyl-1- (3-methyl-4-) represented by
A core made of a single crystal of (cyanophenyl) pyrazole, the Z axis of the dielectric main axis of which is arranged parallel to the core axis;
An optical wavelength conversion element comprising a clad made of glass.
【請求項2】上記請求項1記載の光波長変換素子と、基
本波としての、波長0.80〜1.00μmのレーザー
光を発生するための単一横モードの半導体レーザー光源
と、この半導体レーザー光源からのレーザー光を、コア
の単結晶の誘電主軸のうちX軸方向またはY軸方向に偏
光させた状態で、光波長変換素子のコア端面に集光する
ための集光光学系とを備えることを特徴とする光波長変
換モジュール。
2. A light wavelength conversion element according to claim 1, a single transverse mode semiconductor laser light source for generating a laser beam having a wavelength of 0.80 to 1.00 .mu.m as a fundamental wave, and this semiconductor. A condensing optical system for condensing the laser light from the laser light source on the end face of the core of the light wavelength conversion element in a state of being polarized in the X-axis direction or the Y-axis direction of the dielectric main axis of the single crystal of the core. An optical wavelength conversion module comprising.
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