JPH0820657B2 - 光波長変換素子 - Google Patents
光波長変換素子Info
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- JPH0820657B2 JPH0820657B2 JP63186080A JP18608088A JPH0820657B2 JP H0820657 B2 JPH0820657 B2 JP H0820657B2 JP 63186080 A JP63186080 A JP 63186080A JP 18608088 A JP18608088 A JP 18608088A JP H0820657 B2 JPH0820657 B2 JP H0820657B2
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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、基本波をその1/2の波長の第２高調波等に
変換するファイバー型の光波長変換素子、および該素子
を用いた光波長変換モジュールに関し、特に詳細には波
長変換波の波面を円錐波面から平面波面に変換する機能
を備えた光波長変換素子および光波長変換モジュールに
関するものである。
変換するファイバー型の光波長変換素子、および該素子
を用いた光波長変換モジュールに関し、特に詳細には波
長変換波の波面を円錐波面から平面波面に変換する機能
を備えた光波長変換素子および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、非線形光学材料を利用して、レーザー光を
第２高調波等に波長変換（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。
第２高調波等に波長変換（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,No.2,p20
〜32にはその一例が示されている。このファイバー型の
光波長変換素子においては、コア部における基本波の導
波モードと、第２高調波等クラッドへの放射モードとの
間で容易に位相整合をとることができる（いわゆるチェ
レンコフ放射の場合）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。
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,No.2,p20
〜32にはその一例が示されている。このファイバー型の
光波長変換素子においては、コア部における基本波の導
波モードと、第２高調波等クラッドへの放射モードとの
間で容易に位相整合をとることができる（いわゆるチェ
レンコフ放射の場合）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。
（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のようにして得た波長変換波はクラッ
ドの端面から取り出されて、種々の目的のために利用さ
れるが、その場合、波長変換波を小さなスポットに絞っ
て利用したいことが多い。例えば波長変換波を光記録に
利用する場合等にあっては、記録密度向上等の点から、
波長変換波を特に微小なスポットに絞り込むことが望ま
れる。
ドの端面から取り出されて、種々の目的のために利用さ
れるが、その場合、波長変換波を小さなスポットに絞っ
て利用したいことが多い。例えば波長変換波を光記録に
利用する場合等にあっては、記録密度向上等の点から、
波長変換波を特に微小なスポットに絞り込むことが望ま
れる。
ところが、上述のファイバーチェレンコフ型の光波長
変換素子においては、素子外に取り出した波長変換波を
一般的な球面レンズに通して絞ろうとしても、小さなス
ポットに収束しないという問題が認められる。そこで本
発明は、波長変換波を小さなスポットに絞り込むことを
可能にする光波長変換素子、および該素子を用いた光波
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。
変換素子においては、素子外に取り出した波長変換波を
一般的な球面レンズに通して絞ろうとしても、小さなス
ポットに収束しないという問題が認められる。そこで本
発明は、波長変換波を小さなスポットに絞り込むことを
可能にする光波長変換素子、および該素子を用いた光波
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。
（課題を解決するための手段及び作用） 本発明は、先に述べたようなファイバーチェレンコフ
型の光波長変換素子にあっては、クラッド中に放射した
波長変換波（所定の位相整合角度で出射して基本波と位
相整合する光）の波面が円錐波面になっているという知
見に基づいて得られたものであり、本発明の光波長変換
素子は、このファイバーチェレンコフ型の光波長変換素
子において、波長変換波が出射するクラッド端面を、該
波長変換波の波面を円錐波面から平面波面に変換する円
錐面状に形成し、そしてコアの直径をｄ、波長変換波の
位相整合角度をθ、クラッドの外周部の長さをＬとした
とき、クラッドの直径を2L・tanθ＋ｄを上回る値に設
定したことを特徴とするものである。
型の光波長変換素子にあっては、クラッド中に放射した
波長変換波（所定の位相整合角度で出射して基本波と位
相整合する光）の波面が円錐波面になっているという知
見に基づいて得られたものであり、本発明の光波長変換
素子は、このファイバーチェレンコフ型の光波長変換素
子において、波長変換波が出射するクラッド端面を、該
波長変換波の波面を円錐波面から平面波面に変換する円
錐面状に形成し、そしてコアの直径をｄ、波長変換波の
位相整合角度をθ、クラッドの外周部の長さをＬとした
とき、クラッドの直径を2L・tanθ＋ｄを上回る値に設
定したことを特徴とするものである。
なお後に詳述するが、上記クラッド端面の円錐面の角
度は、位相整合角度に基づいて所定の角度に設定しなけ
れば、波長変換波の波面を円錐波面から平面波面に変換
することはできない。特開昭63-15235号公報には、クラ
ッドが光出射端面に向かって次第に小径となるテーパー
状とされたファイバー型の光波長変換素子が示されてい
るが、この光波長変換素子は上記テーパ状の部分から波
長変換波を出射させるものではなく、その内側のファイ
バー軸と垂直な小さなクラッド端面から波長変換波を出
射させるものであり、したがって、特にこのテーパ状部
分の角度を位相整合角度に基づいて所定の角度に設定す
るものではないから、本発明の光波長変換素子とは異な
る。
度は、位相整合角度に基づいて所定の角度に設定しなけ
れば、波長変換波の波面を円錐波面から平面波面に変換
することはできない。特開昭63-15235号公報には、クラ
ッドが光出射端面に向かって次第に小径となるテーパー
状とされたファイバー型の光波長変換素子が示されてい
るが、この光波長変換素子は上記テーパ状の部分から波
長変換波を出射させるものではなく、その内側のファイ
バー軸と垂直な小さなクラッド端面から波長変換波を出
射させるものであり、したがって、特にこのテーパ状部
分の角度を位相整合角度に基づいて所定の角度に設定す
るものではないから、本発明の光波長変換素子とは異な
る。
また本発明の別の光波長変換素子は、同じく前記ファ
イバーチェレンコフ型の光波長変換素子において、波長
変換波が出射するクラッド端面に、該波長変換波の波面
を円錐波面から平面波面に変換する等ピッチ同心円グレ
ーティングを形成したことを特徴とするものである。
イバーチェレンコフ型の光波長変換素子において、波長
変換波が出射するクラッド端面に、該波長変換波の波面
を円錐波面から平面波面に変換する等ピッチ同心円グレ
ーティングを形成したことを特徴とするものである。
また本発明は、前述した課題を解決するために、上述
のファイバーチェレンコフ型の光波長変換素子と、この
光波長変換素子のクラッド端面から出射した波長変換波
が入射する位置に配され、この波長変換波の波面を円錐
波面から平面波面に変換する光学素子とからなる光波長
変換モジュールを提供するものである。
のファイバーチェレンコフ型の光波長変換素子と、この
光波長変換素子のクラッド端面から出射した波長変換波
が入射する位置に配され、この波長変換波の波面を円錐
波面から平面波面に変換する光学素子とからなる光波長
変換モジュールを提供するものである。
上記の光学素子としては屈折率分布型のレンズあるい
は等ピッチ同心円グレーティング素子を用いることがで
きる。このような光学素子は、波長変換波が出射するク
ラッド端面から離して配されてもよいし、またこの端面
に密着固定されてもよい。なお、上記の光学素子として
特に等ピッチ同心円グレーティング素子を用いる場合、
光波長変換素子のクラッドの直径は、コアの直径をｄ、
波長変換波の位相整合角度をθ、クラッドの外周部の長
さをＬとしたとき、2L・tanθ＋ｄを上回る値に設定す
る。
は等ピッチ同心円グレーティング素子を用いることがで
きる。このような光学素子は、波長変換波が出射するク
ラッド端面から離して配されてもよいし、またこの端面
に密着固定されてもよい。なお、上記の光学素子として
特に等ピッチ同心円グレーティング素子を用いる場合、
光波長変換素子のクラッドの直径は、コアの直径をｄ、
波長変換波の位相整合角度をθ、クラッドの外周部の長
さをＬとしたとき、2L・tanθ＋ｄを上回る値に設定す
る。
以上述べたような光学素子や、円錐面状のクラッド端
面、さらにはクラッド端面に形成された等ピッチ同心円
グレーティングの作用により波長変換波の波面を平面波
面に変換できれば、その波長変換波を通常の球面レンズ
に通すことにより、小さなスポットに絞り込むことが可
能になる。
面、さらにはクラッド端面に形成された等ピッチ同心円
グレーティングの作用により波長変換波の波面を平面波
面に変換できれば、その波長変換波を通常の球面レンズ
に通すことにより、小さなスポットに絞り込むことが可
能になる。
（実施例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説
明する。
明する。
第１図および第２図は本発明の第１実施例による光波
長変換素子10を示すものである。この光波長変換素子10
は、クラッド12の中心の中空部分内に、非線形光学材料
からなるコア11が充てんされた光ファイバーである。上
記非線形光学材料としては、前述したように波長変換効
率が高い有機非線形光学材料を用いるのが好ましい。本
例では特に特開昭62-210432号公報に示される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）によってコア11を形成している。
長変換素子10を示すものである。この光波長変換素子10
は、クラッド12の中心の中空部分内に、非線形光学材料
からなるコア11が充てんされた光ファイバーである。上
記非線形光学材料としては、前述したように波長変換効
率が高い有機非線形光学材料を用いるのが好ましい。本
例では特に特開昭62-210432号公報に示される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）によってコア11を形成している。
ここで、一例としてコア11を上述のPRA、クラッド12
をSFS3ガラスから形成する場合について、この光波長変
換素子10の製造方法を説明する。まずクラッド12となる
中空のガラスファイバー12′が用意される。このガラス
ファイバー12′は一例として、外径が3mmで、中空部の
径が２μｍのものである。そして第３図に示すように、
炉内等においてPRA11′を融液状態に保ち、この融液内
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PRA11′がガラスファイ
バー12′の中空部内に進入する。なお該融液の温度は、
PRA11′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12′
を急冷させると、中空部に進入していたPRA11′が多結
晶化する。
をSFS3ガラスから形成する場合について、この光波長変
換素子10の製造方法を説明する。まずクラッド12となる
中空のガラスファイバー12′が用意される。このガラス
ファイバー12′は一例として、外径が3mmで、中空部の
径が２μｍのものである。そして第３図に示すように、
炉内等においてPRA11′を融液状態に保ち、この融液内
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PRA11′がガラスファイ
バー12′の中空部内に進入する。なお該融液の温度は、
PRA11′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12′
を急冷させると、中空部に進入していたPRA11′が多結
晶化する。
次いでこのガラスファイバー12′を、PRA11′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PRA11′を炉外への引出し部分か
ら単結晶化させる。それにより、極めて長い単結晶状態
で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。
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PRA11′を炉外への引出し部分か
ら単結晶化させる。それにより、極めて長い単結晶状態
で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。
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′の両端が適宜切断される。この際光入
射端面となる素子端面10aはファイバー軸と垂直に切断
されるが、それと反対側のクラッド端面12aは、公知の
研磨法等により円錐面状に仕上げられる。それにより第
１、２図に示すような光波長変換素子10が得られる。な
お上記クラッド端面12aの形状については、後に詳述す
る。
スファイバー12′の両端が適宜切断される。この際光入
射端面となる素子端面10aはファイバー軸と垂直に切断
されるが、それと反対側のクラッド端面12aは、公知の
研磨法等により円錐面状に仕上げられる。それにより第
１、２図に示すような光波長変換素子10が得られる。な
お上記クラッド端面12aの形状については、後に詳述す
る。
上記光波長変換素子10は第２図図示のようにして使用
される。すなわち、基本波発生手段として例えば半導体
レーザー（波長:870nm）16が用いられ、そこから射出さ
れた発散ビームであるレーザー光（基本波）15はコリメ
ーターレンズ25によって平行ビームとされ、ビーム整形
プリズム26、27によって断面正円形とされ、さらに対物
レンズ28で集光した上で素子端面10a（コア11の端面）
に照射される。それにより、該レーザー光15がコア11内
に入射する。この基本波15は、コア11を構成するPRAに
より、波長が1/2の第２高調波15′に変換される。この
第２高調波15′はクラッド12中に放射して、素子10内を
端面側に進行する。位相整合は、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
ードとの間で取られる（いわゆるチェレンコフ放射）。
される。すなわち、基本波発生手段として例えば半導体
レーザー（波長:870nm）16が用いられ、そこから射出さ
れた発散ビームであるレーザー光（基本波）15はコリメ
ーターレンズ25によって平行ビームとされ、ビーム整形
プリズム26、27によって断面正円形とされ、さらに対物
レンズ28で集光した上で素子端面10a（コア11の端面）
に照射される。それにより、該レーザー光15がコア11内
に入射する。この基本波15は、コア11を構成するPRAに
より、波長が1/2の第２高調波15′に変換される。この
第２高調波15′はクラッド12中に放射して、素子10内を
端面側に進行する。位相整合は、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
ードとの間で取られる（いわゆるチェレンコフ放射）。
第２高調波15′は、前記クラッド端面12aから素子外
に出射する。またコア11の端面11aからは、コア11内を
導波した基本波15が出射する。この第２高調波15′と基
本波15を含む光ビーム15″は、第２高調波15′のみを通
過させるフィルター18に通され、第２高調波15′のみが
取り出される。この第２高調波15′は一般的な球面レン
ズである集光レンズ19に通され、微小なスポットＰに絞
られる。なお第２図ではこの第２高調波15′を利用する
装置を特に示していないが、この種の装置においては前
述した理由により、こうして第２高調波15′を絞って利
用することが多い。
に出射する。またコア11の端面11aからは、コア11内を
導波した基本波15が出射する。この第２高調波15′と基
本波15を含む光ビーム15″は、第２高調波15′のみを通
過させるフィルター18に通され、第２高調波15′のみが
取り出される。この第２高調波15′は一般的な球面レン
ズである集光レンズ19に通され、微小なスポットＰに絞
られる。なお第２図ではこの第２高調波15′を利用する
装置を特に示していないが、この種の装置においては前
述した理由により、こうして第２高調波15′を絞って利
用することが多い。
次に、円錐面状に形成されたクラッド端面12aの作用
について説明する。本実施例においては第４図に詳しく
示すように、クラッド12が十分に太く形成され、それに
より、位相整合角度θでクラッド12中に放射した第２高
調波15′はすべて、クラッド外表面で全反射することな
しにクラッド端面12aから直接素子外に出射するように
なっている。そうするためにはコア11の直径をｄ、クラ
ッド12の外周部の長さをＬ（第４図参照）としたとき、
クラッド12の直径Ｄを Ｄ＞2L・tanθ＋ｄ……（１） に設定すればよい。このようになっていると、クラッド
12中を進行するすべての第２高調波15′の波面は、コア
軸を含む１つの平面内においては第４図中に矢印Ｗで示
す向きとなり、したがって全体では円錐面状となる。そ
こで、クラッド12の屈折率をnC、素子10の周囲の媒質
（通常は空気）の屈折率をnA、第２高調波15′のクラッ
ド端面12aへの入射角をα、端面カット角δとしたと
き、 nC sin α＝nA sin δ が成立すれば、クラッド12外に出射した第２高調波15′
の波面は平面波面になる。ここでα＝δ−θを上式に代
入してδについて解くと、 となる。本例ではクラッド端面12aのカット角δを上記
の値に設定してあり、それにより、光波長変換素子10外
に出射した第２高調波15′は平面波面を有するものとな
る。したがって、該第２高調波15′を集光レンズ19に通
して微小なスポットＰに絞ることが可能となる。
について説明する。本実施例においては第４図に詳しく
示すように、クラッド12が十分に太く形成され、それに
より、位相整合角度θでクラッド12中に放射した第２高
調波15′はすべて、クラッド外表面で全反射することな
しにクラッド端面12aから直接素子外に出射するように
なっている。そうするためにはコア11の直径をｄ、クラ
ッド12の外周部の長さをＬ（第４図参照）としたとき、
クラッド12の直径Ｄを Ｄ＞2L・tanθ＋ｄ……（１） に設定すればよい。このようになっていると、クラッド
12中を進行するすべての第２高調波15′の波面は、コア
軸を含む１つの平面内においては第４図中に矢印Ｗで示
す向きとなり、したがって全体では円錐面状となる。そ
こで、クラッド12の屈折率をnC、素子10の周囲の媒質
（通常は空気）の屈折率をnA、第２高調波15′のクラッ
ド端面12aへの入射角をα、端面カット角δとしたと
き、 nC sin α＝nA sin δ が成立すれば、クラッド12外に出射した第２高調波15′
の波面は平面波面になる。ここでα＝δ−θを上式に代
入してδについて解くと、 となる。本例ではクラッド端面12aのカット角δを上記
の値に設定してあり、それにより、光波長変換素子10外
に出射した第２高調波15′は平面波面を有するものとな
る。したがって、該第２高調波15′を集光レンズ19に通
して微小なスポットＰに絞ることが可能となる。
次に第５および６図を参照して本発明の第２実施例に
ついて説明する。なおこの第５および６図において、前
記第１〜４図における要素と同等のものについては同番
号を付してあり、それらについては特に必要の無い限
り、説明を省略する（以下、同様）。この第２実施例の
光波長変換素子20において、第２高調波15′が出射する
クラッド端面12aはコア軸に対して垂直に形成されてお
り、その表面には等ピッチ同心円のグレーティング21が
設けられている。このようなグレーティング21は、公知
のフォトリソ法等によって形成することができる。なお
本実施例においても、前述した（１）式が成立するよう
にクラッド12の径Ｄは例えば１〜3mm程度と十分に太く
形成され、したがって上述にようなグレーティング21は
比較的容易に形成することができる。このグレーディン
グ21のピッチ（半径の増分）Λは、クラッド12の屈折率
をnC、位相整合角度をθ、第２高調波15′の波長をλと
すると、 に設定されている。このようなグレーティング21を通過
させることにより本実施例においても、第２高調波15′
の波面を円錐波面から平面波面に変換することができ、
よって該第２高調波15′を集光レンズ19に通して微小な
スポットＰに絞ることが可能となる。
ついて説明する。なおこの第５および６図において、前
記第１〜４図における要素と同等のものについては同番
号を付してあり、それらについては特に必要の無い限
り、説明を省略する（以下、同様）。この第２実施例の
光波長変換素子20において、第２高調波15′が出射する
クラッド端面12aはコア軸に対して垂直に形成されてお
り、その表面には等ピッチ同心円のグレーティング21が
設けられている。このようなグレーティング21は、公知
のフォトリソ法等によって形成することができる。なお
本実施例においても、前述した（１）式が成立するよう
にクラッド12の径Ｄは例えば１〜3mm程度と十分に太く
形成され、したがって上述にようなグレーティング21は
比較的容易に形成することができる。このグレーディン
グ21のピッチ（半径の増分）Λは、クラッド12の屈折率
をnC、位相整合角度をθ、第２高調波15′の波長をλと
すると、 に設定されている。このようなグレーティング21を通過
させることにより本実施例においても、第２高調波15′
の波面を円錐波面から平面波面に変換することができ、
よって該第２高調波15′を集光レンズ19に通して微小な
スポットＰに絞ることが可能となる。
次に第７図を参照して本発明の第３実施例について説
明する。この第３実施例の装置は、既に説明したものと
同様のファイバーチェレンコフ型光波長変換素子31と、
この光波長変換素子31のクラッド12の端面（光出射端
面）12aに対向するように配置されたグレーティング素
子81とからなる光波長変換モジュール80である。上記グ
レーティング素子81は、透明部材82の一表面（光波長変
換素子31と反対側の表面）上に、前記第２実施例におけ
るのと同様の等ピッチ同心円グレーティング21が形成さ
れてなるものである。光波長変換素子31のクラッド端面
12aから出射する第２高調波15′を上述のようなグレー
ティング素子81に通すことにより、この場合も該第２高
調波15′の波面を平面波面に変換することができる。
明する。この第３実施例の装置は、既に説明したものと
同様のファイバーチェレンコフ型光波長変換素子31と、
この光波長変換素子31のクラッド12の端面（光出射端
面）12aに対向するように配置されたグレーティング素
子81とからなる光波長変換モジュール80である。上記グ
レーティング素子81は、透明部材82の一表面（光波長変
換素子31と反対側の表面）上に、前記第２実施例におけ
るのと同様の等ピッチ同心円グレーティング21が形成さ
れてなるものである。光波長変換素子31のクラッド端面
12aから出射する第２高調波15′を上述のようなグレー
ティング素子81に通すことにより、この場合も該第２高
調波15′の波面を平面波面に変換することができる。
上記第３実施例においては、グレーティング素子81が
光波長変換素子31から離して配置されているが、このグ
レーティング素子81は第８図に示す第４実施例の光波長
変換モジュール90におけるように、光波長変換素子31の
クラッド端面12aに密着固定されてもよい。
光波長変換素子31から離して配置されているが、このグ
レーティング素子81は第８図に示す第４実施例の光波長
変換モジュール90におけるように、光波長変換素子31の
クラッド端面12aに密着固定されてもよい。
次に第９図を参照して本発明の第５実施例について説
明する。この第５実施例の装置は、既に説明したものと
同様のファイバーチェレンコフ型光波長変換素子31と、
この光波長変換素子31のクラッド12の端面（光出射端
面）12aに対向するように配置された屈折率分布型レン
ズ101とからなる光波長変換モジュール100である。本実
施例においては、光波長変換素子31外の媒質は空気（nA
＝1.0）であり、そして nC sin θ＝sin 10° となっている。この場合、上記の屈折率分布型レンズ10
1として、長さが8.66mm、屈折率分布ｎ（ｒ）＝1.5−0.
02rつまり屈折率が半径方向内側に1mm当たり0.02ずつ低
下し、中心部の屈折率が1.5のものを用いると、第２高
調波15′の波面が平面波面に変換される。
明する。この第５実施例の装置は、既に説明したものと
同様のファイバーチェレンコフ型光波長変換素子31と、
この光波長変換素子31のクラッド12の端面（光出射端
面）12aに対向するように配置された屈折率分布型レン
ズ101とからなる光波長変換モジュール100である。本実
施例においては、光波長変換素子31外の媒質は空気（nA
＝1.0）であり、そして nC sin θ＝sin 10° となっている。この場合、上記の屈折率分布型レンズ10
1として、長さが8.66mm、屈折率分布ｎ（ｒ）＝1.5−0.
02rつまり屈折率が半径方向内側に1mm当たり0.02ずつ低
下し、中心部の屈折率が1.5のものを用いると、第２高
調波15′の波面が平面波面に変換される。
なおこのような屈折率分布型レンズを用いる場合にお
いても、それをクラッド端面12aに密着固定して使用す
ることができる。
いても、それをクラッド端面12aに密着固定して使用す
ることができる。
以上、基本波を第２高調波に変換する実施例について
説明したが、本発明はその他、基本波を第３高調波に波
長変換する光波長変換素子や、２種の波長の基本波を和
周波や差周波に波長変換する光波長変換素子に対しても
適用可能である。
説明したが、本発明はその他、基本波を第３高調波に波
長変換する光波長変換素子や、２種の波長の基本波を和
周波や差周波に波長変換する光波長変換素子に対しても
適用可能である。
（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明によれば、ファイバー
型の光波長変換素子から出射した波長変換波の波面を平
面波面とすることができるので、この波長変換波を通常
の球面レンズに通して微小なスポットに絞ることが可能
となる。したがって本発明によれば、利用する光ビーム
を微小なスポットに絞る必要がある光記録装置等に対し
て波長変換波を利用することが可能となり、波長変換の
技術の応用範囲が著しく拡大される。
型の光波長変換素子から出射した波長変換波の波面を平
面波面とすることができるので、この波長変換波を通常
の球面レンズに通して微小なスポットに絞ることが可能
となる。したがって本発明によれば、利用する光ビーム
を微小なスポットに絞る必要がある光記録装置等に対し
て波長変換波を利用することが可能となり、波長変換の
技術の応用範囲が著しく拡大される。
第１図は本発明の第１実施例の光波長変換素子を示す概
略斜視図、 第２図は上記第１実施例の光波長変換素子の使用状態を
示す側面図、 第３図は上記光波長変換素子の作成方法を説明する説明
図、 第４図は上記光波長変換素子を拡大して示す側断面図、 第５図と第６図は本発明の第２実施例による光波長変換
素子を示す側断面図と正面図、 第７、８および９図はそれぞれ、本発明の第３、４およ
び５実施例による光波長変換モジュールを示す側断面図
である。 10、20、31……光波長変換素子、11……コア、12……ク
ラッド、12a……クラッド端面、15……基本波、15′…
…第２高調波、19……集光レンズ、21……等ピッチ同心
円グレーティング、80、90、100……光波長変換モジュ
ール、81……グレーティング素子、101……屈折率分布
型レンズ
略斜視図、 第２図は上記第１実施例の光波長変換素子の使用状態を
示す側面図、 第３図は上記光波長変換素子の作成方法を説明する説明
図、 第４図は上記光波長変換素子を拡大して示す側断面図、 第５図と第６図は本発明の第２実施例による光波長変換
素子を示す側断面図と正面図、 第７、８および９図はそれぞれ、本発明の第３、４およ
び５実施例による光波長変換モジュールを示す側断面図
である。 10、20、31……光波長変換素子、11……コア、12……ク
ラッド、12a……クラッド端面、15……基本波、15′…
…第２高調波、19……集光レンズ、21……等ピッチ同心
円グレーティング、80、90、100……光波長変換モジュ
ール、81……グレーティング素子、101……屈折率分布
型レンズ
Claims (4)
- 【請求項１】非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折
率のクラッド内に充てんされてなるファイバーであっ
て、コアに入射された基本波を波長変換してクラッド中
に放射する光波長変換素子において、 波長変換波が出射するクラッド端面が、該波長変換波の
波面を円錐波面から平面波面に変換する円錐面状とさ
れ、 コアの直径をｄ、波長変換波の位相整合角度をθ、クラ
ッドの外周部の長さをＬとしたとき、クラッドの直径が
2L・tanθ＋ｄを上回る値とされていることを特徴とす
る光波長変換素子。 - 【請求項２】非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折
率のクラッド内に充てんされてなるファイバーであっ
て、コアに入射された基本波を波長変換してクラッド中
に放射する光波長変換素子において、 波長変換波が出射するクラッド端面に、該波長変換波の
波面を円錐波面から平面波面に変換する等ピッチ同心円
グレーティングが形成されていることを特徴とする光波
長変換素子。 - 【請求項３】非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折
率のクラッド内に充てんされてなるファイバーであっ
て、コアに入射された基本波を波長変換してクラッド中
に放射する光波長変換素子と、 この光波長変換素子のクラッド端面から出射した波長変
換波が入射する位置に配され、この波長変換波の波面を
円錐波面から平面波面に変換する屈折率分布型レンズと
からなる光波長変換モジュール。 - 【請求項４】非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折
率のクラッド内に充てんされてなるファイバーであっ
て、コアに入射された基本波を波長変換してクラッド中
に放射し、コアの直径をｄ、波長変換波の位相整合角度
をθ、クラッドの外周部の長さをＬとしたとき、クラッ
ドの直径が2L・tanθ＋ｄを上回る値とされている光波
長変換素子と、 この光波長変換素子のクラッド端面から出射した波長変
換波が入射する位置に配され、この波長変換波の波面を
円錐波面から平面波面に変換する等ピッチ同心円グレー
ティング素子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 |
|---|---|---|---|
| JP63186080A JPH0820657B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 光波長変換素子 |
| EP89113715A EP0352751B1 (en) | 1988-07-26 | 1989-07-25 | Optical wavelength converter device and optical wavelength converter module |
| US07/384,532 US5416877A (en) | 1988-07-26 | 1989-07-25 | Optical wavelength converter device and optical wavelength converter module |
| DE68926074T DE68926074T2 (de) | 1988-07-26 | 1989-07-25 | Optische Wellenlängenkonverter-Einrichtung und optisches Wellenlängenkonverter-Modul |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63186080A JPH0820657B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 光波長変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235423A JPH0235423A (ja) | 1990-02-06 |
| JPH0820657B2 true JPH0820657B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16182027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63186080A Expired - Fee Related JPH0820657B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 光波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820657B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2605933B2 (ja) * | 1990-07-27 | 1997-04-30 | 松下電器産業株式会社 | 光束整形レンズおよび短波長レーザ光源 |
| US5293444A (en) * | 1990-12-14 | 1994-03-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength converter |
| JP3045143U (ja) | 1997-07-09 | 1998-01-23 | 船井電機株式会社 | トランス |
| JP2009086064A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | レーザ光発生装置 |
| US9014848B2 (en) | 2010-05-20 | 2015-04-21 | Irobot Corporation | Mobile robot system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0769555B2 (ja) * | 1987-07-20 | 1995-07-31 | 松下電器産業株式会社 | 光波長変換器 |
| JPH01113221U (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-31 | ||
| JPH01293325A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Pioneer Electron Corp | ファイバー型光波長変換器 |
| JP2686536B2 (ja) * | 1988-05-20 | 1997-12-08 | パイオニア株式会社 | ファイバー型光波長変換装置 |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP63186080A patent/JPH0820657B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0235423A (ja) | 1990-02-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |