JPH073527B2 - 光波長変換モジュール - Google Patents
光波長変換モジュールInfo
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- JPH073527B2 JPH073527B2 JP62230659A JP23065987A JPH073527B2 JP H073527 B2 JPH073527 B2 JP H073527B2 JP 62230659 A JP62230659 A JP 62230659A JP 23065987 A JP23065987 A JP 23065987A JP H073527 B2 JPH073527 B2 JP H073527B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光源から発生させた基本波を光波長変換素子
によって1/2の波長の第２高調波に変換する光波長変換
モジュールに関するものである。
によって1/2の波長の第２高調波に変換する光波長変換
モジュールに関するものである。
（従来の技術） 従来より、非線形光学材料による第２高調波発生を利用
して、レーザー光を波長変換（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。ところがこの光波長変換素
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無い材料あ
るいは小さい材料は利用できない、という問題があっ
た。
して、レーザー光を波長変換（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。ところがこの光波長変換素
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無い材料あ
るいは小さい材料は利用できない、という問題があっ
た。
上記のような問題を解決できる光波長変換素子として、
いわゆるファイバー型のものが提案されている。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,No2,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、基本波と第２高調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。
いわゆるファイバー型のものが提案されている。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,No2,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、基本波と第２高調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。
上述のようなファイバー型の光波長変換素子の波長変換
効率を高めるためには、非線形光学定数の高い光学材料
をコアとして用いることが望ましい。非線形光学定数の
高い光学材料としては従来より、例えば特開昭60−2503
34号公報等に示されるMNA（２−メチル−４−ニトロア
ニリン）、J.Opt.Soc.Am.B.Vol.4 p977（1987）に記載
されているNPP（Ｎ−（４−ニトロフェニル）−Ｌ−プ
ロリノール）、NPAN（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。
効率を高めるためには、非線形光学定数の高い光学材料
をコアとして用いることが望ましい。非線形光学定数の
高い光学材料としては従来より、例えば特開昭60−2503
34号公報等に示されるMNA（２−メチル−４−ニトロア
ニリン）、J.Opt.Soc.Am.B.Vol.4 p977（1987）に記載
されているNPP（Ｎ−（４−ニトロフェニル）−Ｌ−プ
ロリノール）、NPAN（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。
（発明が解決しようとする問題点） しかし上記のような非線形光学材料を用いてファイバー
型の光波長変換素子を形成する場合、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、結局その光波長変換素子の波長変換効率はさほど高
くないものとなってしまう。また光波長変換素子の波長
変換効率は素子が長いほど高くなるが、上述のような材
料は均一な単結晶を得るのが難しく、そのため長い光波
長変換素子を作成するのには不向きであるという問題も
ある。
型の光波長変換素子を形成する場合、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、結局その光波長変換素子の波長変換効率はさほど高
くないものとなってしまう。また光波長変換素子の波長
変換効率は素子が長いほど高くなるが、上述のような材
料は均一な単結晶を得るのが難しく、そのため長い光波
長変換素子を作成するのには不向きであるという問題も
ある。
また、上述のような非線形光学材料の吸収端は、例えば
MNAで450nm、NPPで480nm近辺に存在するので、現在広範
に用いられている励振波長が800nm近い半導体レーザー
を基本波光源として、波長が400nmに近い青色領域の第
２高調波を発生させることは困難となっている。
MNAで450nm、NPPで480nm近辺に存在するので、現在広範
に用いられている励振波長が800nm近い半導体レーザー
を基本波光源として、波長が400nmに近い青色領域の第
２高調波を発生させることは困難となっている。
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、波長変換効率が高く、そして青色領域の第２高長波
も容易に得ることができる光波長変換モジュールを提供
することを目的とするものである。
り、波長変換効率が高く、そして青色領域の第２高長波
も容易に得ることができる光波長変換モジュールを提供
することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明の光波長変換モジュールは、先に述べたようなフ
ァイバー型の光波長変換素子と光源装置とから構成され
たものであり、上記光波長変換素子のコアとしては下記
の分子式 で示される非線形光学材料（3,5−ジメチル−１−（４
−ニトロフェニル）ピラゾール：以下PRAと称する）を
単結晶状態にして用い、またこのコアを構成するPRAの
結晶配向方向を、そのｃ軸が略コアの長軸方向に延びる
向きに設定し、一方光源装置は、上述ｃ軸と直交する結
晶のａ軸あるいはｂ軸の方向に直線偏光した基本波を光
波長変換素子に入射させるように構成したことを特徴と
するものである。
ァイバー型の光波長変換素子と光源装置とから構成され
たものであり、上記光波長変換素子のコアとしては下記
の分子式 で示される非線形光学材料（3,5−ジメチル−１−（４
−ニトロフェニル）ピラゾール：以下PRAと称する）を
単結晶状態にして用い、またこのコアを構成するPRAの
結晶配向方向を、そのｃ軸が略コアの長軸方向に延びる
向きに設定し、一方光源装置は、上述ｃ軸と直交する結
晶のａ軸あるいはｂ軸の方向に直線偏光した基本波を光
波長変換素子に入射させるように構成したことを特徴と
するものである。
（作用） 上記PRAは、本願出願人による特願昭61−53884号明細書
に開示されているものであり、非線形光学効果を有する
ことも該明細書中に示されているが、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。
に開示されているものであり、非線形光学効果を有する
ことも該明細書中に示されているが、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。
以下、上述のように非線形光学材料の結晶配向および基
本波の直線偏光方向を設定することにより、高い波長変
換効率が得られる点について説明する。
本波の直線偏光方向を設定することにより、高い波長変
換効率が得られる点について説明する。
前記PRAの結晶構造を第2A、2Bおよび2C図に示す。また
第３図には、そのバルク結晶構造を示す。このPRAの結
晶は斜方晶系をなし、点群はmm2である。したがって非
線形光学定数のテンソルは、 となる。ここでd31は、第３図に示すように結晶軸ａ、
ｂ、ｃに対して定まる光学軸Ｘ、Ｙ、Ｚを考えたとき、
Ｘ方向に直線偏光した光（以下、Ｘ偏光という。Ｙ、Ｚ
についても同様。）を基本波として入射させてＺ偏光の
第２高調波を取り出す場合の非線形光学定数であり、同
様にd32はＹ偏光の基本波を入射させてＺ偏光の第２高
調波を取り出す場合の非線形光学定数、d33はＺ偏光の
基本波を入射させてＺ偏光の第２高調波を取り出す場合
の非線形光学定数、d24はＹとＺ偏光の基本波を入射さ
せてＹ偏光の第２高調波を取り出す場合の非線形光学定
数、d15はＸとＺ偏光の基本波を入射させてＸ偏光の第
２高調波を取り出す場合の非線形光学定数である。各非
線形光学定数の大きさを下表に示す。
第３図には、そのバルク結晶構造を示す。このPRAの結
晶は斜方晶系をなし、点群はmm2である。したがって非
線形光学定数のテンソルは、 となる。ここでd31は、第３図に示すように結晶軸ａ、
ｂ、ｃに対して定まる光学軸Ｘ、Ｙ、Ｚを考えたとき、
Ｘ方向に直線偏光した光（以下、Ｘ偏光という。Ｙ、Ｚ
についても同様。）を基本波として入射させてＺ偏光の
第２高調波を取り出す場合の非線形光学定数であり、同
様にd32はＹ偏光の基本波を入射させてＺ偏光の第２高
調波を取り出す場合の非線形光学定数、d33はＺ偏光の
基本波を入射させてＺ偏光の第２高調波を取り出す場合
の非線形光学定数、d24はＹとＺ偏光の基本波を入射さ
せてＹ偏光の第２高調波を取り出す場合の非線形光学定
数、d15はＸとＺ偏光の基本波を入射させてＸ偏光の第
２高調波を取り出す場合の非線形光学定数である。各非
線形光学定数の大きさを下表に示す。
なお上の表においてはＸ線結晶構造解析による値、
はMarker Fringe法による実測値であり、単位は双方と
も［×10-9esu］である。
はMarker Fringe法による実測値であり、単位は双方と
も［×10-9esu］である。
この表から明らかなように、d32、d33、d24が大きな値
となっている。特にd32とd24は、現在明らかになってい
る範囲で、前述したMNAの１つの非線形光学定数600×10
-9esu、NPPの１つの非線形光学定数200×10-9esuに次ぐ
大きな値となっている（なおファイバー型の光波長変換
素子において、上記MNAやNPPの大きな非線形光学定数が
実際に利用できるようにそれらの結晶を配向させるのが
困難であることは、先に述べた通りである）。そこで第
４図に示すように、PRAからなるコア11をクラッド12内
に充てんさせてファイバー型の光波長変換素子10を形成
するに当り、PRAの結晶をそのｃ軸（光学軸ではＸ軸）
がコア軸方向に延びるように配向させた上で（これは以
下に記す方法で実現可能である）、この光波長変換素子
10に結晶のａ軸（光学軸ではＺ軸）あるいはｂ軸（光学
軸ではＹ軸）の方向に直線偏光した基本波を入射させれ
ば、上記の大きな非線形光学定数d32、d33を利用できる
ことになる。
となっている。特にd32とd24は、現在明らかになってい
る範囲で、前述したMNAの１つの非線形光学定数600×10
-9esu、NPPの１つの非線形光学定数200×10-9esuに次ぐ
大きな値となっている（なおファイバー型の光波長変換
素子において、上記MNAやNPPの大きな非線形光学定数が
実際に利用できるようにそれらの結晶を配向させるのが
困難であることは、先に述べた通りである）。そこで第
４図に示すように、PRAからなるコア11をクラッド12内
に充てんさせてファイバー型の光波長変換素子10を形成
するに当り、PRAの結晶をそのｃ軸（光学軸ではＸ軸）
がコア軸方向に延びるように配向させた上で（これは以
下に記す方法で実現可能である）、この光波長変換素子
10に結晶のａ軸（光学軸ではＺ軸）あるいはｂ軸（光学
軸ではＹ軸）の方向に直線偏光した基本波を入射させれ
ば、上記の大きな非線形光学定数d32、d33を利用できる
ことになる。
なお非線形光学定数d24を利用するためには、Ｙ、Ｚ両
偏光をファイバー型光波長変換素子に入力する必要があ
るので、PRAの屈折率異方性のため、シングルモード化
して高効率化を図ることが困難である。それに対してＹ
偏光あるいはＺ偏光をファイバー型光波長変換素子に入
力させる場合は、十分にシングルモード化可能で高効率
化を図ることができる。
偏光をファイバー型光波長変換素子に入力する必要があ
るので、PRAの屈折率異方性のため、シングルモード化
して高効率化を図ることが困難である。それに対してＹ
偏光あるいはＺ偏光をファイバー型光波長変換素子に入
力させる場合は、十分にシングルモード化可能で高効率
化を図ることができる。
また、PRAの溶媒中（濃度４×10-4mol/、溶媒：エタ
ノール）の透過スペクトルを第５図に示すが、図示され
るようにこのPRAは、波長400nm近辺の光を多く吸収する
ことがない。したがって、このPRAをコアとして用いた
光波長変換素子によれば、青色領域の第２高調波を効率
良く発生させることができる。
ノール）の透過スペクトルを第５図に示すが、図示され
るようにこのPRAは、波長400nm近辺の光を多く吸収する
ことがない。したがって、このPRAをコアとして用いた
光波長変換素子によれば、青色領域の第２高調波を効率
良く発生させることができる。
（実 施 例） ＜第１実施例＞ 第１図は本発明の第１実施例による光波長変換モジュー
ルを示している。この光波長変換モジュールは、ファイ
バー型の光波長変換素子10と、この光波長変換素子10に
基本波を入力させる光源装置20とから構成されている。
ルを示している。この光波長変換モジュールは、ファイ
バー型の光波長変換素子10と、この光波長変換素子10に
基本波を入力させる光源装置20とから構成されている。
ここで、上記光波長変換素子10の作成方法について説明
する。まずクラッド12となる中空のガラスファイバー1
2′が用意される。このガラスファイバー12′は一例と
してSFS3ガラスからなり、外径が100μｍ程度で、中空
部の径が６μｍのものである。そして第６図に示すよう
に、炉内等においてPRAを融液状態に保ち、この融液1
1′内にガラスファイバー12′の一端部を浸入させる。
すると毛細管現象により、融液状態のPRAがガラスファ
イバー12′の中空部内に進入する。なお該融液11′の温
度は、PRAの分解を防止するため、その融点（102℃）よ
りも僅かに高い温度とする。その後ガラスファイバー1
2′を急冷させると、中空部に進入していたPRAが多結晶
化する。
する。まずクラッド12となる中空のガラスファイバー1
2′が用意される。このガラスファイバー12′は一例と
してSFS3ガラスからなり、外径が100μｍ程度で、中空
部の径が６μｍのものである。そして第６図に示すよう
に、炉内等においてPRAを融液状態に保ち、この融液1
1′内にガラスファイバー12′の一端部を浸入させる。
すると毛細管現象により、融液状態のPRAがガラスファ
イバー12′の中空部内に進入する。なお該融液11′の温
度は、PRAの分解を防止するため、その融点（102℃）よ
りも僅かに高い温度とする。その後ガラスファイバー1
2′を急冷させると、中空部に進入していたPRAが多結晶
化する。
次いでこの光ファイバー12′を、PRAの融点より高い温
度（例えば102.5℃）に保たれた炉内から、該融点より
低い温度に保たれた炉外に徐々に引き出すことにより、
溶融状態のPRAを炉外への引出し部分から単結晶化させ
る。それにより、50mm以上もの長い範囲に亘って単結晶
状態となり、結晶方位も一定に揃ったコア11が形成さ
れ、光波長変換素子10を十分に長くすることができる。
周知のようにこの種の光波長変換素子の波長変換効率は
素子の長さに比例するので、光波長変換素子は長いほど
実用的価値が高くなる。
度（例えば102.5℃）に保たれた炉内から、該融点より
低い温度に保たれた炉外に徐々に引き出すことにより、
溶融状態のPRAを炉外への引出し部分から単結晶化させ
る。それにより、50mm以上もの長い範囲に亘って単結晶
状態となり、結晶方位も一定に揃ったコア11が形成さ
れ、光波長変換素子10を十分に長くすることができる。
周知のようにこの種の光波長変換素子の波長変換効率は
素子の長さに比例するので、光波長変換素子は長いほど
実用的価値が高くなる。
上述のようにしてPRAをガラスファイバー12′内に単結
晶状態で充てんさせると、その結晶配向状態は第４図図
示のように、ｃ軸（光学軸はＸ軸）がコア軸方向に延び
る状態となる。
晶状態で充てんさせると、その結晶配向状態は第４図図
示のように、ｃ軸（光学軸はＸ軸）がコア軸方向に延び
る状態となる。
なお上記のようにしてPRAを単結晶化させるためには、
例えば本願出願人による特願昭61−075078号明細書に示
されるようなブリッジマン炉を用いる方法が利用可能で
ある。またガラスファイバー12′の引出し速度は、例え
ば5mm/h程度とするとよい。
例えば本願出願人による特願昭61−075078号明細書に示
されるようなブリッジマン炉を用いる方法が利用可能で
ある。またガラスファイバー12′の引出し速度は、例え
ば5mm/h程度とするとよい。
以上述べたようにしてコア11が充てんされた後、ガラス
ファイバー12′の両端をファイバーカッターで切断し
て、長さ10mmの光波長変換素子10を形成した。第１図図
示のように、この光波長変換素子10を光源装置20と組み
合わせて光波長変換モジュールが構成される。本実施例
においては、基本波を発生する光源として半導体レーザ
ー21が用いられており、そこから発せられた波長820nm
のレーザー光（基本波）15はコリメートレンズ22によっ
て平行ビーム化され、次いでアナモリフィックプリズム
ペアー23およびλ/2板25に通され、集光レンズ26で小さ
なビームスポットに絞られた上で、光波長変換素子10の
入射端面10aに照射される。それにより、この基本波15
が光波長変換素子10内に入射する。前述した通り、コア
11を構成するPRAは、Ｘ軸がコア軸方向に延びる結晶配
向状態となっており、一方本例では、光源装置20のλ/2
板25を回転させることにより、Ｙ偏光状態の基本波15を
光波長変換素子10に入力させる。
ファイバー12′の両端をファイバーカッターで切断し
て、長さ10mmの光波長変換素子10を形成した。第１図図
示のように、この光波長変換素子10を光源装置20と組み
合わせて光波長変換モジュールが構成される。本実施例
においては、基本波を発生する光源として半導体レーザ
ー21が用いられており、そこから発せられた波長820nm
のレーザー光（基本波）15はコリメートレンズ22によっ
て平行ビーム化され、次いでアナモリフィックプリズム
ペアー23およびλ/2板25に通され、集光レンズ26で小さ
なビームスポットに絞られた上で、光波長変換素子10の
入射端面10aに照射される。それにより、この基本波15
が光波長変換素子10内に入射する。前述した通り、コア
11を構成するPRAは、Ｘ軸がコア軸方向に延びる結晶配
向状態となっており、一方本例では、光源装置20のλ/2
板25を回転させることにより、Ｙ偏光状態の基本波15を
光波長変換素子10に入力させる。
光波長変換素子10内に入射した基本波15は、コア11を構
成するPRAにより、波長が1/2（＝410nm）の第２高調波1
5′に変換される。この第２高調波15′はクラッド12の
外表面の間で全反射を繰り返して素子10内を進行し、基
本波15のコア部での導波モードと、第２高調波15′のク
ラッド部への放射モードとの間で位相整合がなされる
（いわゆるチェレンコフ放射）。
成するPRAにより、波長が1/2（＝410nm）の第２高調波1
5′に変換される。この第２高調波15′はクラッド12の
外表面の間で全反射を繰り返して素子10内を進行し、基
本波15のコア部での導波モードと、第２高調波15′のク
ラッド部への放射モードとの間で位相整合がなされる
（いわゆるチェレンコフ放射）。
光波長変換素子10の出射端面10bからは、上記第２高調
波15′と基本波15とが混合したビーム15″が出射する。
この出射ビーム15″は、集光レンズ27に通されて集光さ
れた後、上記410nmの第２高調波15′は良好に透過させ
る一方、820nmの基本波15は吸収するバンドパスフィル
ター28に通され、第２高調波15′のみが取り出される。
偏光板等を使用して、上記第２高調波15′はＺ偏光であ
ることが確認された。つまり本例では、前述したPRAの
非線形光学定数d32が利用されている。この第２高調波1
5′の光強度を光パワーメータ29で測定して、波長変換
効率を求めたところ、1W換算で約１％であった。
波15′と基本波15とが混合したビーム15″が出射する。
この出射ビーム15″は、集光レンズ27に通されて集光さ
れた後、上記410nmの第２高調波15′は良好に透過させ
る一方、820nmの基本波15は吸収するバンドパスフィル
ター28に通され、第２高調波15′のみが取り出される。
偏光板等を使用して、上記第２高調波15′はＺ偏光であ
ることが確認された。つまり本例では、前述したPRAの
非線形光学定数d32が利用されている。この第２高調波1
5′の光強度を光パワーメータ29で測定して、波長変換
効率を求めたところ、1W換算で約１％であった。
ここで、PRAからなるコア11およびSFS3ガラスからなる
クラッド12の、それぞれ基本波（λ＝820nm）、第２高
調波（λ＝410nm）に対する屈折率を下表に示す。なお
コア11については、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の屈折率nx、ny、
nzをそれぞれ示す。
クラッド12の、それぞれ基本波（λ＝820nm）、第２高
調波（λ＝410nm）に対する屈折率を下表に示す。なお
コア11については、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の屈折率nx、ny、
nzをそれぞれ示す。
上記表より、波長820mnの基本波に関しては、 nclad＜ny であり、導波条件が満たされている。
＜第２実施例＞ クラッドを構成するガラスファイバーとしてSF8ガラス
からなるものを用い、他の条件は第１実施例と同様にし
て、PRAをコアとする光波長変換素子を作成した。なお
本実施例でも、PRAの結晶はｃ軸がコア軸方向に延びる
ように配向される。
からなるものを用い、他の条件は第１実施例と同様にし
て、PRAをコアとする光波長変換素子を作成した。なお
本実施例でも、PRAの結晶はｃ軸がコア軸方向に延びる
ように配向される。
この光波長変換素子に波長1064nmのＺ偏光したYAGレー
ザー光を基本波として入力させたところ、Ｚ偏光の第２
高調波発生が確認された。つまりこの場合は、PRAの非
線形光学定数d33が利用される。このときの波長変換効
率は、第１実施例におけるのと同様、1W換算で約１％で
あった。
ザー光を基本波として入力させたところ、Ｚ偏光の第２
高調波発生が確認された。つまりこの場合は、PRAの非
線形光学定数d33が利用される。このときの波長変換効
率は、第１実施例におけるのと同様、1W換算で約１％で
あった。
またこの場合のコアおよびクラッドの、基本波（λ＝10
64nm）、第２高調波（λ＝532nmに対する屈折率は下表
の通りである。
64nm）、第２高調波（λ＝532nmに対する屈折率は下表
の通りである。
この場合も波長1064nmの基本波に関しては、 nclad＜nz であり、導波条件が満たされる。また上記の通り、波長
1064nmの基本波に関しても、 nclad＜ny となっているから、この構成においては、Ｙ偏光の基本
波を光波長変換素子に入力させてPRAの非線形光学定数d
32を利用することも可能である。
1064nmの基本波に関しても、 nclad＜ny となっているから、この構成においては、Ｙ偏光の基本
波を光波長変換素子に入力させてPRAの非線形光学定数d
32を利用することも可能である。
＜第３実施例＞ クラッドを構成するガラスファイバーとしてSF10ガラス
からなるものを用い、他の条件は第１実施例と同様にし
て、PRAをコアとする光波長変換素子を作成した。なお
本実施例でも、PRAの結晶はｃ軸がコア軸方向に延びる
ように配向される。
からなるものを用い、他の条件は第１実施例と同様にし
て、PRAをコアとする光波長変換素子を作成した。なお
本実施例でも、PRAの結晶はｃ軸がコア軸方向に延びる
ように配向される。
この光波長変換素子に波長1064nmのＹ偏光したYAGレー
ザー光を基本波として入力させたところ、Ｚ偏光の第２
高調波発生が確認された。つまりこの場合は、PRAの非
線形光学定数d32が利用される。このときの波長変換効
率は、第１実施例におけるのと同様、1W換算で約１％で
あった。
ザー光を基本波として入力させたところ、Ｚ偏光の第２
高調波発生が確認された。つまりこの場合は、PRAの非
線形光学定数d32が利用される。このときの波長変換効
率は、第１実施例におけるのと同様、1W換算で約１％で
あった。
またこの場合のコアおよびクラッドの、基本波（λ＝10
64nm）、第２高調波（λ＝532nmに対する屈折率は下表
の通りである。
64nm）、第２高調波（λ＝532nmに対する屈折率は下表
の通りである。
この場合も、波長1064nmの基本波に関しては、 nclad＜ny であり、導波条件が満たされる。なおこの場合は、波長
1064nmの基本波に関して、 nclad＜nz となっているから、この構成においては、Ｚ偏光の基本
波を光波長変換素子に入力させてPRAの非線形光学定数d
33を利用することはできない。
1064nmの基本波に関して、 nclad＜nz となっているから、この構成においては、Ｚ偏光の基本
波を光波長変換素子に入力させてPRAの非線形光学定数d
33を利用することはできない。
（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の光波長変換モジュール
によれば、PRAが有する高い非線形光学定数を実際にフ
ァイバー型の非線形光学材料において利用可能で、しか
も光波長変換素子を充分に長く形成可能であるので、極
めて高い波長変換効率を実現できる。またPRAは400nm近
辺に吸収端を有するものであるから、この光波長変換モ
ジュールによれば、800nm程度のレーザー光を基本波と
して用いて、青色領域の第２高調波を効率良く取り出す
ことも可能となる。
によれば、PRAが有する高い非線形光学定数を実際にフ
ァイバー型の非線形光学材料において利用可能で、しか
も光波長変換素子を充分に長く形成可能であるので、極
めて高い波長変換効率を実現できる。またPRAは400nm近
辺に吸収端を有するものであるから、この光波長変換モ
ジュールによれば、800nm程度のレーザー光を基本波と
して用いて、青色領域の第２高調波を効率良く取り出す
ことも可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図、 第2A、2Bおよび2C図はそれぞれ、本発明に用いられるPR
Aのｃ軸、ａ軸、ｂ軸方向の結晶構造図、 第３図は上記PRAのバルク結晶構造図、 第４図は本発明に係る光波長変換素子におけるコアの結
晶配向を示す概略図、 第５図は上記PRAの透過スペクトルを示すグラフ、 第６図は本発明に係る光波長変換素子を作成する方法を
説明する説明図である。 10……光波長変換素子、11……コア 11′……PRA融液、12……クラッド 12′……ガラスファイバー、15……基本波 15′……第２高調波、20……光源装置 21……半導体レーザー、22……コリメートレンズ 23……アナモリフィックプリズムペアー 25……λ/2板、26、27……集光レンズ
Aのｃ軸、ａ軸、ｂ軸方向の結晶構造図、 第３図は上記PRAのバルク結晶構造図、 第４図は本発明に係る光波長変換素子におけるコアの結
晶配向を示す概略図、 第５図は上記PRAの透過スペクトルを示すグラフ、 第６図は本発明に係る光波長変換素子を作成する方法を
説明する説明図である。 10……光波長変換素子、11……コア 11′……PRA融液、12……クラッド 12′……ガラスファイバー、15……基本波 15′……第２高調波、20……光源装置 21……半導体レーザー、22……コリメートレンズ 23……アナモリフィックプリズムペアー 25……λ/2板、26、27……集光レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】クラッド内に下記の分子式 で示される単結晶の非線形光学材料がコアとして充てん
され、該光学材料の結晶がそのｃ軸が略コア軸方向に延
びるように配向されてなる光波長変換素子と、 この光波長変換素子に、前記ｃ軸と直交する結晶のａ軸
あるいはｂ軸の方向に直線偏光した基本波を入射させる
光源装置とからなる光波長変換モジュール。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62230659A JPH073527B2 (ja) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | 光波長変換モジュール |
| US07/244,211 US4909595A (en) | 1987-09-14 | 1988-09-14 | Optical wavelength conversion method and optical wavelength converter module |
| EP88115039A EP0307896B1 (en) | 1987-09-14 | 1988-09-14 | Optical wavelength conversion method and optical wavelength converter module |
| DE3887719T DE3887719T2 (de) | 1987-09-14 | 1988-09-14 | Verfahren zur Umwandlung der optischen Wellenlänge und optischer Wellenlängen-Konverter-Modul. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62230659A JPH073527B2 (ja) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | 光波長変換モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6473327A JPS6473327A (en) | 1989-03-17 |
| JPH073527B2 true JPH073527B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=16911276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62230659A Expired - Fee Related JPH073527B2 (ja) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | 光波長変換モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073527B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002372731A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 波長変換用、光演算用素子 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0367232A (ja) * | 1989-05-15 | 1991-03-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換素子 |
| JP2704308B2 (ja) * | 1989-09-22 | 1998-01-26 | 富士写真フイルム株式会社 | 光波長変換方法 |
| US5251060A (en) * | 1991-09-30 | 1993-10-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-source unit |
-
1987
- 1987-09-14 JP JP62230659A patent/JPH073527B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002372731A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 波長変換用、光演算用素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6473327A (en) | 1989-03-17 |
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