JPH0736071A - 波長変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザによる光源と非線形光学素子か
らなる波長変換装置において、安定なシングルモード発
振ができるようにする。 【構成】 半導体レーザによる光源１と、光導波路２を
有し第１の端面１１ａと第２の端面１１ｂとを有し波長
変換素子２１を構成する第１の非線形光学素子１１と、
光導波路３を有する第１の端面１２ａと第２の端面１２
ｂとを有し光偏光変換素子２２を構成する第２の非線形
光学素子１２とを有してなり、光偏光変換素子２１は、
その光導波路３上に光の伝搬方向に対しある周期ごとに
反転する電界を加える櫛形の電極６Ａ及び６Ｂと、これ
ら電極に対し光源１とは異なる側に位置する偏光フィル
タ７とを有し、半導体レーザの第１の端面１ａからの出
射光を第１の非線形光学素子１１の光導波路に第１の端
面１１ａから入射させ、半導体レーザの第２の端面１ｂ
からの出射光を第２の非線形光学素子１２の光導波路３
に第１の端面１２ａより入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波長変換装置、特に非
線形光学素子を有し、これに対して基本波を入射して第
２高調波、第３高調波、第４高調波等を発生させる高調
波発生装置、差周波、和周波発生装置等の波長変換装置
に係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、記録密度向上した光および光磁気
記録再生用の短波長光源として、第２高調波発生（以下
ＳＨＧ）によるレーザ光が注目されている。この第２高
調波発生は、基本波光周波数ωの光を第２高調波周波数
２ωに変換し、レーザ光の短波長化を行うものである。

【０００３】この短波長光の発生方法として、例えば非
線形光学素子によって半導体レーザなどの基本波を導波
させ、第２高調波レーザ光を取り出す波長変換装置があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記波長変換素子の基
本波波長に対する光高調波発生帯域が狭い場合、非線形
光学素子に対する基本波光源として例えば半導体レーザ
等を用いると、周囲温度変動や半導体レーザへの注入電
流揺らぎ等による発振波長ドリフトによって、非線形光
学素子に入力する基本波波長と非線形光学素子の波長変
換効率が最大となる波長との一致を保持させることが困
難しい。

【０００５】また、基本波を発生する半導体レーザが、
ファブリ・ペロ共振器型レーザの場合、発振状態では或
る縦モード波長でシングルモード発振するが、各々の縦
モードの損失差がほとんどない。したがって光学系がア
イソレータがなく半導体レーザに戻り光が帰還するよう
な系では、その戻り光によって発振波長が縦モード間で
ホッピングする（モードホッピング）といったことが生
ずる。

【０００６】このため、光源と非線形光学素子からなる
レーザ光発生装置において、半導体レーザを光源として
用いる場合、非線形光学素子からの戻り光による波長の
モードホッピングをなくし、安定なシングルモード発振
が行われるようにすることが必要となる。

【０００７】本発明は、例えば上述した例えば光源と非
線形光学素子からなるレーザ光発生装置等に適用して、
光源からの基本波の発振波長を安定化し、シングルモー
ド発振させることができるようにする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、図１に
その一例の略線的平面図を示すように、光源１と、光導
波路２を有し第１の端面１１ａと第２の端面１１ｂとを
有する第１の非線形光学素子１１と、光導波路３を有す
る第１の端面１２ａと第２の端面１２ｂとを有する第２
の非線形光学素子１２とを有してなる。

【０００９】光源１は、第１の端面１ａと第２の端面１
ｂとを有する半導体レーザよりなる。第１の非線形光学
素子１１は、波長変換素子２１とし、第２の非線形光学
素子１２は光偏光変換素子２２とする。

【００１０】そして、光源１の第１の端面１ａからの出
射光が第１の非線形光学素子１１の光導波路に第１の端
面１１ａより入射され、光源１すなわち半導体レーザの
第２の端面１ｂからの出射光が第２の非線形光学素子１
２の光導波路３に第１の端面１２ａより入射される。

【００１１】第２の非線形光学素子１２の光偏光変換素
子は、図２にその一例の略線的平面図を示すように、そ
の光導波路３上に光の伝搬方向に対しある周期ごとに反
転する電界を加える櫛形の電極６Ａ及び６Ｂと、これら
電極に対し光源１とは異なる側に位置する偏光フィルタ
７とを有してなる。

【００１２】このようにして、光源１からの基本波波長
を、波長変換素子２１すなわち第２の非線形光学素子１
２の大きな波長変換効率を与える波長に安定化させる。

【００１３】第２の本発明は、上述の第１の本発明の構
成において、光源１すなわち半導体レーザの第１および
第２の両端面１ａおよび１ｂと、第１の非線形光学素子
１１の第１端面１１ａと、第２の非線形光学素子１２の
第１の端面１２ａとに上記基本波に対し無反射となるコ
ーティング膜８を施し、第１の非線形光学素子１１の第
２端面１１ｂに基本波に対し高反射となり波長変換光に
対し無反射となるコーティング膜９を施し、第２の非線
形光学素子１２の第２の端面１２ｂに基本波に対し高反
射となるコーティング膜９を施す。

【００１４】尚、本明細書における無反射、高反射とは
それぞれできるだけ無反射、高反射であることを意味す
る通常用いられている実用上の表現であって、必ずしも
理想的な反射率が０％、１００％のみを指称するもので
はない。

【００１５】第３の本発明は、図３にその一例の略線的
平面図を示すように、光源１と、光導波路１０を有し第
１の端面１３ａと第２の端面１３ｂとを有する非線形光
学素子１３とを有してなる。

【００１６】光源１は、第１の端面１ａと第２の端面１
ｂとを有する半導体レーザよりなる。非線形光学素子１
３は、波長変換素子２１と光偏光変換素子２２とを有し
てなり、光源１の第１の端面１ａからの出射光が非線形
光学素子１３の光導波路１０にこの非線形光学素子１３
の第１の端面１３ａより入射される。

【００１７】そして、光偏光変換素子２２は、光導波路
１０の上に光の伝搬方向に対し或る周期ごとに反転する
電界を加える櫛形の電極６Ａおよび６Ｂと、この電極６
Ａおよび６Ｂに対し光源１とは異なる側に位置する偏光
フィルタ７とを有してなる構成とする。

【００１８】第４の本発明は、上述の第３の発明の構成
において、光源１すなわち半導体レーザの第１の端面１
ａと、非線形光学素子１３の第１の端面１３ａに基本波
に対し無反射となるコーティング膜８を施し、非線形光
学素子１３の第２の端面１３ｂに波長変換にたいしては
無反射で基本波に対し高反射となるコーティング膜９を
施す。

【００１９】第５の本発明は、光偏光変換素子２２の光
導波路１０上の偏光フィルタ７が金属あるいは非線形光
学素子である構成とする。

【００２０】第６の本発明は、図４にその一例の略線的
平面図を示すように、上述した光偏光変換素子２２の光
導波路１０上の偏光フィルタ７に代えてＴＥモードを遮
断する光導波路１００を設ける。

【００２１】第７の本発明は、このＴＥモードを遮断す
る光導波路１００をプロトン交換の光導波路とする。

【００２２】第８の本発明は、図１〜図４で示す光偏光
変換素子２２に、その光導波路３あるいは１０を挟んで
伝搬方向に対し垂直に電界を印加する電極３１Ａおよび
３１Ｂを設ける。

【００２３】第９の本発明は、波長変換素子２１が光高
調波発生素子よりなる構成とする。

【００２４】第１０の本発明は、波長変換素子２１が疑
似位相整合構造を有する非線形光学素子による構成とす
る。

【００２５】

【作用】本発明構成によれば、光源１の半導体レーザと
非線形光学素子を有する波長変換装置において、基本波
波長の波長変換帯域に基本波光源の半導体レーザの発振
波長を制御することができる。

【００２６】そして、本発明構成では、光源１の半導体
レーザの両端面１１ａおよび１１ｂが無反射面とされて
いてこのレーザ自体で共振器が構成されずに、例えば図
１の構成では、この半導体レーザを挟んでその両側に配
置される第１および第２の非線形光学素子１１および１
２の各外端の第２の端面１２ｂと１１ｂとの間で、また
図３および図４の構成では、半導体レーザと非線形光学
素子１３の互いに反対側の端面１ｂと１３ｂとの間で共
振器を構成するので、その基本波の共振器の構成におい
て、共振器長が長くなるため、半導体レーザのファブリ
・ペロモードの波長間隔よりかなり短い波長間隔のファ
ブリ・ペロモードとなるため、後述するところから明ら
かになるように、波長制御の際、一つのファブリ・ペロ
モードを主モードとして選択する時、半導体レーザのフ
ァブリ・ペロモードを選択するときと比べ、かなり波長
制御精度が向上する。

【００２７】

【実施例】本発明の実施例を説明する。図１にその一例
の構成図を示すように、光源１と、光導波路２を有し第
１の端面１１ａと第２の端面１１ｂとを有する第１の非
線形光学素子１１と、光導波路３を有し第１の端面１２
ａと第２の端面１２ｂとを有する第２の非線形光学素子
１２とを有してなる。

【００２８】光源１は、第１の端面１ａと第２の端面１
ｂとを有する半導体レーザよりなる。第１の非線形光学
素子１１は、波長変換素子２１とし、第２の非線形光学
素子１２は光偏光変換素子２２とする。ここで、光偏光
変換素子２２は、例えばｘ軸カットのＬｉＮｂＯ₃ 基板
でｙ方向伝搬の光導波路３を有する構成とする。

【００２９】そして、光源１の第１の端面１ａからの出
射光が第１の非線形光学素子１１の光導波路２に第１の
端面１１ａより入射され、光源１すなわち半導体レーザ
の第２の端面１ｂからの出射光が第２の非線形光学素子
１２の光導波路３に第１の端面１２ａより入射される。

【００３０】第２の非線形光学素子１２の光偏光変換素
子２２は、図２にその一例の構成図を示すように、その
光導波路３上に光の伝搬方向に対し或る周期ごとに反転
する電界を加える櫛形の電極６Ａ及び６Ｂと、これら電
極に対し光源１とは異なる側に位置する偏光フィルタ７
を設けてなる。この偏光フィルタ７は、光導波路３上に
例えばＡｌ金属層が被着されてなる構成とする。

【００３１】光偏光変換素子２２に、光導波路３を挟ん
で伝搬方向に垂直の電界を与える電極３１Ａおよび３１
Ｂを設ける。

【００３２】このようにして、光源１からの基本波波長
を、波長変換素子すなわち第２の非線形光学素子１２の
大きな波長変換効率を与える波長に安定化させる。

【００３３】そして、この構成において、光源１すなわ
ち半導体レーザの第１および第２の両端面１ａおよび１
ｂと、第１の非線形光学素子１１の第１端面１１ａと、
第２の非線形光学素子１２の第１の端面１２ａとに上記
基本波に対し無反射となるコーティング膜８を施し、第
１の非線形光学素子１１の第２端面１１ｂに基本波に対
し高反射となり波長変換光に対し無反射となるコーティ
ング膜９を施し、第２の非線形光学素子１２の第２の端
面１２ｂに基本波に対し高反射となるコーティング膜９
を施す。

【００３４】本発明構成によれば、光源の基本波光の発
振波長を安定にシングルモード発振させ、その波長を可
変させることにより、波長変換における最大変換効率を
与える基本波波長に光源の波長を一致させ、安定に波長
変換光を発生させることができる。この原理について説
明する。

【００３５】前述したように、光源１の半導体レーザの
第１端面１ａからの出射光を、波長変換素子２１の光導
波路２にその第１端面１１ａから入射させ、この波長変
換素子２１で基本波光から波長変換光を発生させる。こ
の波長変換光は、波長変換素子２１の第２の端面１１ｂ
を透過して出力され、波長変換されない基本波光はこの
第２の端面で反射するようになされていることから再び
半導体レーザに帰還される。

【００３６】一方、光源１の半導体レーザの第２端面１
ｂからの出射光は、光偏光変換素子２２の光導波路３に
その第１端面１２ａから例えばＴＥモードで入射する。

【００３７】基本波の光偏光変換素子２２は、図２に示
すように、櫛形状電極６Ａおよび６Ｂによって光導波路
３に対しｙ方向に電界印加する第１領域と、この第１領
域の途上の光導波路３にｚ方向に電界を印加する電極３
１Ａおよび３１Ｂを有する第２領域と、光導波路３上に
例えばＡｌ金属層が被着されて構成された偏光フィルタ
７が構成された第３領域とで形成されている。

【００３８】そして、第１領域は、電極６Ａおよび６Ｂ
に電圧Ｖ１を印加することによってある周期ごとに向き
が異なるｙ方向の電界が印加されるが、このような電界
が印加されると非線形光学素子においては、その屈折率
楕円体の主軸が回転し、互いに直交するＴＥモードとＴ
Ｍモードが結合するようになり、これにより光導波路中
すなわちこの例では、非線形光学素子２２の光導波路３
中でＴＥ−ＴＭモード変換が可能になることが知られて
いる（R.C.Alferness and L.L.Buhl, "Electro-optic w
aveguide TE-TM mode converter with low drive volta
ge," Opt.Lett.,Vol.5,No.11,pp.473-475,1980. 参
照）。

【００３９】そのとき、モード変換される光の波長は帯
域制限され、それゆえ波長バンドパスフィルタの特性と
なるが、ｚ方向に電界を印加する第２領域の電極３１Ａ
および３１Ｂへの印加電圧Ｖ２を変化させることによ
り、この第２領域の光導波路３の複屈折性を変化させ、
その波長バンドパスフィルタの中心波長を変化させるこ
とができる。

【００４０】また、第３領域の光導波路３上には、Ａｌ
など金属層が装荷されてなる偏光フィルタ７が設けられ
ていることにより、ＴＭモードはＴＥモードに比べ大き
な伝搬損失が生じるので、偏光フィルタとしての役割が
なされる。

【００４１】そこで、半導体レーザの第２端面１ｂから
の出射光を光偏光変換素子２２すなわち第２の非線形光
学素子１２の第１の端面１２ａからＴＭモードとして入
射し、前述の第１領域によりＴＭモードがＴＥモードに
変換され、第３領域を透過し、光偏光変換素子２２の第
２の端面１２ｂで反射され、再び第３領域を通過し、Ｔ
Ｅ−ＴＭモード変換により再びＴＥモードからＴＭモー
ドに変換され、半導体レーザに帰還される。

【００４２】この光学系において、光源１の半導体レー
ザはその両端面に無反射コーティング膜８が施されてい
るためそれ自身では発振しにくいものであって、光利得
媒体として機能し、波長変換素子２１と光偏光変換素子
２２のそれぞれの第２の端面１１ｂおよび１２ｂをエタ
ロンとするファブリ・ペロ共振器が構成されて、これに
よってレーザ発振がなされる。

【００４３】しかし、光偏光変換素子２２から偏光モー
ド変換されて帰還する光の波長は、先に述べたように波
長バンドパスフィルタの波長特性を有する。

【００４４】そこで、レーザ発振波長について述べる
と、まず、図５(a) に示すように先のファブリ・ペロ共
振器によるファブリ・ペロモードが或る波長ごとに存在
するが、図５(b) のような光偏光変換素子２２による波
長バンドパスフィルタ特性があるため、実際に発振する
波長は図５(c) のように、波長フィルターの中心波長付
近のファブリ・ペロモードの一つを主モードとして選択
することとなる。

【００４５】このとき、ファブリ・ペロ共振器を構成す
るその共振器長は、半導体レーザ単体のそれに比べかな
り大きいため、共振器のファブリ・ペロモードの波長間
隔は半導体レーザ単体に比べ狭くなり、それ故ファブリ
・ペロモードを選択する際、その波長選択精度が向上さ
れる。

【００４６】これにより、波長変換素子２１での波長変
換の際に最大変換効率を与える基本波波長にレーザ発振
波長を一致させるのに、光偏光変換素子２２の第２領域
の電極３１Ａおよび３１Ｂに印加する電圧Ｖ２を調整
し、波長バンドパスフィルタの中心波長をその波長にす
ることにより、大きな波長変換光を安定に得ることがで
きる。

【００４７】すなわち図１の例では、光偏光変換素子２
２は、ＴＥ−ＴＭモード変換部の第１領域と波長フィル
タの中心波長を可変させるための第２領域、偏光フィル
タ特性を有する第３領域とで構成されていて、光偏光変
換素子２２の光導波路３に入射されたＴＭモードの基本
波が、ＴＥ−ＴＭモード変換部の第１領域を通ることに
よりＴＥモードとなり、ＴＥモードのみを透過する偏光
フィルタ７によるの第３領域を通り、第２の端面１２ｂ
で反射し、再び第３領域を通過し、ＴＥ−ＴＭモード変
換部により再びＴＥモードからＴＭモードに変換され、
半導体レーザに帰還される。

【００４８】そのとき、先の原理で述べたように、波長
変換素子３の第２端面と光偏光変換素子４の第２端面に
よるファブリ・ペロ共振器を構成し、光偏光変換素子４
の波長フィルタ特性により、ファブリ・ペロモードをフ
ィルタによって、波長変換素子３による波長変換効率が
最大となるような波長を選択することによって、波長変
換光を安定に得ることができるのである。

【００４９】また、上述した例では光源１の半導体レー
ザの出射光の、光偏光変換素子２２への入射光が、ＴＭ
モードとした場合であるが、これをＴＥモードとするこ
とができる。この場合は、偏光フィルタ７として例えば
光導波路３上にＬｉＮｂＯ₃のｚ基板による非線形素子
を光導波路３に装荷した構成としてＴＥモードの損失が
大でＴＭモードを透過する構成とする。図６はこの場合
の例を示し、この場合、半導体レーザ１から光偏光変換
素子２２の第１の端面１２ａにＴＥモードを入射し、前
述したと同様に電極６Ａおよび６Ｂによる第１領域でＴ
ＥモードからＴＭモードに変換したのち、偏光フィルタ
７による第３領域を通過させ、第２端面１２ｂで反射さ
せ、再び第１の領域でＴＭモードからＴＥモードに変換
したのち、半導体レーザに帰還させる。このようにすれ
ば、図１および図２で説明したと同様の特性の波長変換
装置を構成できる。尚、図６において図２と対応する部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００５０】図１の例では、第１および第２の非線形光
学素子１１および１２によって波長変換素子２１と光偏
光変換素子２２とを構成したすなわち互いに分離した構
成としたものであるが、図３および図４に示すように、
共通の非線形光学素子１３の同一光導波路１０上に波長
変換素子２１と光偏光変換素子２２に構成された光学系
で構成することもできる。

【００５１】この場合にいても、光源１は、第１の端面
と第２の端面を有する半導体レーザよりなる。

【００５２】光源１の第１の端面１ａからの出射光が非
線形光学素子１３の光導波路１０にこの非線形光学素子
１３の第１の端面１３ａより入射される。

【００５３】そして、光偏光変換素子２２は、光導波路
の上に光の伝搬方向に対し或る周期ごとに反転する電界
を加える櫛形の電極６Ａおよび６Ｂと、この電極６Ａお
よび６Ｂに対し光源１とは異なる側に位置する光導波路
１０上に偏光フィルタ７とを有してなる。

【００５４】この構成において、光源１すなわち半導体
レーザの第１の端面１ａと、非線形光学素子１３の第１
の端面１３ａに基本波に対し無反射となるコーティング
膜８を施し、半導体レーザの第２の端面１ｂと非線形光
学素子１３の第２の端面１３ｂとに基本波に対し高反射
となるコーティング膜９を施す。

【００５５】この場合、光源１すなわち半導体レーザの
第１の端面１ａが、非線形光学素子１３の光導波路１０
の例えば光偏光変換素子２２が配置された側の第１の端
面１３ａに光学的に対向されて、半導体レーザの第１の
端面１ａからの出射光を非線形光学素子１３の光導波路
１０の第１の端面１３ａから入射させる。

【００５６】図３の例では、非線形光学素子１３が、例
えばｘ板でｙ方向伝搬とするＬｉＮｂＯ₃ 基板よりな
り、これに選択的にＴｉ拡散を行って光導波路１０を構
成する。

【００５７】この場合においても、基本波の光偏光変換
素子２２は、図１および図２で説明したと同様に、櫛形
状電極６Ａおよび６Ｂによって光導波路１０に対しｙ方
向に電界印加する第１領域と、この第１領域の途上に光
導波路１０にｚ方向に電界を印加する電極３１Ａおよび
３１Ｂを有する第２領域と、光導波路３上に例えばＡｌ
金属層が被着されて構成された例えばＴＭモードの伝搬
損失が大でＴＥモードを透過する偏光フィルタ７が構成
された第３領域とで構成される。

【００５８】この構成による装置においても、図１およ
び図２で説明したと同様に、半導体レーザの第１の端面
１ａから、光導波路１０にＴＭモードとしてレーザ光を
入射することによって上述の第１領域においてＴＥモー
ドに変換し、偏光フィルタ７によってＴＥモードのみを
透過することによってこれが波長変換素子２１に導入さ
れる。そして、この波長変換素子２１によって波長変換
がなされ、この波長変換光が第２の端面１３ｂを透過し
出力する。

【００５９】そして、この場合波長変換されなかった基
本波光は、この第２の端面１３ｂで反射するが、これは
ＴＥモードであることから偏光フィルタ７を通過し、再
び光偏光変換素子２２によりＴＥモードからＴＭモード
に変換され半導体レーザに帰還する。

【００６０】この構成においても、前述した図１の構成
と同様の原理で基本波の発振波長を波長変換に際し大き
な変換効率を与える基本波波長にすることができ、安定
に波長変換光を発生することができる。

【００６１】また、この場合においても、その偏光フィ
ルタ７を、光導波路１０上に非線形光学素子を被着させ
たＴＥモードをカットしＴＭモードを透過させるフィル
タとすることによって、半導体レーザから、ＴＥモード
で非線形光学素子１３の光導波路１０に入射させる構成
とすることもできる。そして、この場合においても、前
述したと同様の効果が生ずる。

【００６２】また、上述した各例においては、光偏光変
換素子２２に偏光フィルタ７を設ける構成としたが、例
えば波長変換素子２１の光導波路において偏光フィルタ
効果を有する構成とすることもできる。

【００６３】図４はこの場合の一例で、この場合、非線
形光学素子１３として、ｘ板ｙ方向伝搬ＬｉＮｂＯ₃ 基
板を用い、光導波路１０を例えば光偏光変換素子２２の
構成部において、Ｔｉ拡散光導波路１０１とし、波長変
換素子２１の構成部においてプロトン交換光導波路１０
０とする。

【００６４】尚、図４において、図３と対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。

【００６５】この光導波路１０において、Ｔｉ拡散光導
波路１０１は、ＴＥ及びＴＭ両モードを導波できるが、
プロトン交換による光導波路１００はＴＭモードのみを
伝搬させるので、偏光フィルタ効果をもたせることがで
き、非線形光学素子１３の光導波路１０に半導体レーザ
からＴＥモードを入射させることによって、図３の構成
と同様の動作を行うことができる。

【００６６】上述した図１、図２、図３及び図６の例で
は、偏光フィルタ７を特設した場合で、この偏光フィル
タ７は、ＴＥモードあるいはＴＭモードのいずれかを透
過する構成とするものではあるものの、この透過モード
においても幾分の損失は免れないものであるが、図４で
説明した構成におけるようにこの偏光フィルタ７をを省
略することによって、この損失の低減化をはかることが
できるとともに、この偏光フィルタ７を排除したことに
よる光導波路長の低減化による伝搬損失の低減化、非線
形光学素子の小型化をはかることができる。

【００６７】尚、上述の構成において、波長変換素子２
１としては、光高調波発生素子例えばＳＨＧ（第２高調
波発生）素子とすることができる。

【００６８】また、上述の構成において、波長変換素子
２１は、例えば図３および図４で模式的に示すように、
周期的分極反転構造等による疑似位相整合構造４１が設
けられたＳＨＧやチェレンコフ放射型ＳＨＧとすること
もできる。

【００６９】また、非線形光学素子１１，１２，１３
は、 ＬｉＴａx Ｎｂ1-x Ｏ3 （０≦ｘ≦１） 例えばＬｉＮｂＯ₃ をもちいることができるが、これに
限られるものではなく、例えばＫＴＰ（ＫＴｉＯＰ
Ｏ₄ ）等によることもできる。

【００７０】

【発明の効果】本発明構成によれば、光源の半導体レー
ザと非線形光学素子からなる波長変換装置において、上
述したいように、基本波波長の波長変換帯域に光源であ
る半導体レーザの発振波長を制御することができる。

【００７１】また、基本波の共振器の構成において、共
振器長が長くなるため、半導体レーザのファブリ・ペロ
モードの波長間隔よりかなり短い波長間隔のファブリ・
ペロモードとなるため、波長制御の際、一つのファブリ
・ペロモードを主モードとして選択する時、半導体レー
ザのファブリ・ペロモードを選択するときと比べ、かな
り波長制御精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一例の平面図である。

【図２】本装置の一例の要部の平面図である。

【図３】本発明装置の他の一例の平面図である。

【図４】本発明装置の更に他の一例の平面図である。

【図５】（ａ）はファブリ・ペロ共振器モードを示す図
である。（ｂ）はＴＥ−ＴＭモード変換フィルタの特性
曲線図である。（ｃ）は実際の発振モードを示す図であ
る。

【図６】本発明装置の他の例の要部の平面図である。

【符号の説明】

１ 光源 １１，１２，１３ 非線形光学素子 ２１ 波長変換素子 ２２ 光偏光変換素子 ２，３，１０ 導波路 ７ 偏光フィルタ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光導波路を有し第１の端面と第
   ２の端面を有する第１の非線形光学素子と、光導波路を
   有する第１の端面と第２の端面を有する第２の非線形光
   学素子とを有し、 上記光源が第１の端面と第２の端面を有する半導体レー
   ザよりなり、上記第１の非線形光学素子が波長変換素子
   であり、上記第２の非線形光学素子が光偏光変換素子で
   あり、上記光源の第１の端面からの出射光が上記第１の
   非線形光学素子の上記光導波路に該第１の非線形光学素
   子の上記第１の端面より入射され、上記半導体レーザの
   第２の端面からの出射光が上記第２の非線形光学素子の
   上記光導波路に該第２の非線形光学素子の上記第１の端
   面より入射され、 上記光偏光変換素子が、光導波路の上に光の伝搬方向に
   対し或る周期ごとに反転する電界を加える櫛形の電極
   と、該電極に対し上記光源とは異なる側に位置する偏光
   フィルタとを有してなり、 上記光源の基本波波長を上記波長変換素子の大きな波長
   変換効率を与える波長に安定化することを特徴とする波
   長変換装置。
2. 【請求項２】 上記半導体レーザの両端面と、上記第１
   の非線形光学素子の上記第１端面と、上記第２の非線形
   光学素子の上記第１の端面とに上記基本波に対し無反射
   となるコーティング膜が施され、上記第１の非線形光学
   素子の上記第２の端面に基本波に対し高反射となり波長
   変換光に対し無反射となるコーティング膜が施され、上
   記第２の非線形光学素子の上記第２の端面に上記基本波
   に対し高反射となるコーティング膜が施されたことを特
   徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
3. 【請求項３】 光源と、光導波路を有し第１の端面と第
   ２の端面を有する非線形光学素子とを有し、 上記光源が第１の端面と第２の端面を有する半導体レー
   ザよりなり、上記非線形光学素子が波長変換素子と光偏
   光変換素子とを有してなり、該光源の第１の端面からの
   出射光が上記非線形光学素子の光導波路に該非線形光学
   素子の第１の端面より入射され、 上記光偏光変換素子が、光導波路の上に光の伝搬方向に
   対し或る周期ごとに反転する電界を加える櫛形の電極
   と、該電極に対し上記光源とは異なる側に位置する偏光
   フィルタとを有してなり、 上記光源の基本波波長を上記波長変換素子の大きな波長
   変換効率を与える波長に安定化することを特徴とする波
   長変換装置。
4. 【請求項４】 上記半導体レーザの第１の端面と、上記
   非線形光学素子の第１の端面とに上記基本波に対し無反
   射となるコーティング膜が施され、上記非線形光学素子
   の上記第２の端面に上記基本波に対し高反射となるコー
   ティング膜が施されたことを特徴とする請求項３に記載
   の波長変換装置。
5. 【請求項５】 上記光偏光変換素子の偏光フィルタが光
   導波路上金属層あるいは非線形光学素子が設けられた構
   成としたことを特徴とする請求項１、２、３、または４
   に記載の波長変換装置。
6. 【請求項６】 上記光偏光変換素子の上記偏光フィルタ
   代えてＴＥモードを遮断する光導波路が設けられてなる
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の波
   長変換装置。
7. 【請求項７】 上記ＴＥモードを遮断する光導波路がプ
   ロトン交換の光導波路であることを特徴とする請求項６
   に記載の波長変換装置。
8. 【請求項８】 上記光偏光変換素子が、該光偏光変換素
   子の光導波路をはさんで伝搬方向に対し垂直に電界を印
   加する電極をも有することを特徴とする請求項１、２、
   ３、４、５、６、または７に記載の波長変換装置。
9. 【請求項９】 上記波長変換素子が光高調波発生素子で
   あることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、
   ７、または８に記載の波長変換装置。
10. 【請求項１０】 上記波長変換素子が疑似位相整合構造
    を有する非線形光学素子であることを特徴とする請求項
    １、２、３、４、５、６、７、８、または９に記載の波
    長変換装置。