JPS60112024A - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
- Publication number
- JPS60112024A JPS60112024A JP21981883A JP21981883A JPS60112024A JP S60112024 A JPS60112024 A JP S60112024A JP 21981883 A JP21981883 A JP 21981883A JP 21981883 A JP21981883 A JP 21981883A JP S60112024 A JPS60112024 A JP S60112024A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- light guide
- conversion device
- wavelength conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、レーザ光を使用する情報処理分野あるいは元
応用訓測制御分野に利用する光波長変換半導体レーザに
よる発振が困難であるため、気体レーザなどの大型レー
ザが使われており、大型化が避けられなかった。そのた
め、５ＨＧ（第２高調波発生）現象を利用し半導体レー
ザ光を半分の波長に変換する素子が研究されている。第
１図は従来のＬ１間０３光導波路を使用した光波長変換
素子により半導体レーザ光を変換する構成を示した宗Ｉ
視図である。半導体レーザ１から出た基本波はレンズ２
により集光されてＬ ｉＮ ｂ３３に形成された光導波
路４に入る。この際、光導波路４中を伝搬する基本波と
その第２高調波の位相速度を等しくする（位相整合条件
を満たす）ことにＪ：９．効率良く第２高調波を発生さ
せることができる。この位相整合条件は元の偏波方向に
対する屈折率異方性の温度変化を利用し温度調整を行う
などの方法により満たしてやることができ、数ノく−セ
ントの効率で第２萬調波を得ていた。
応用訓測制御分野に利用する光波長変換半導体レーザに
よる発振が困難であるため、気体レーザなどの大型レー
ザが使われており、大型化が避けられなかった。そのた
め、５ＨＧ（第２高調波発生）現象を利用し半導体レー
ザ光を半分の波長に変換する素子が研究されている。第
１図は従来のＬ１間０３光導波路を使用した光波長変換
素子により半導体レーザ光を変換する構成を示した宗Ｉ
視図である。半導体レーザ１から出た基本波はレンズ２
により集光されてＬ ｉＮ ｂ３３に形成された光導波
路４に入る。この際、光導波路４中を伝搬する基本波と
その第２高調波の位相速度を等しくする（位相整合条件
を満たす）ことにＪ：９．効率良く第２高調波を発生さ
せることができる。この位相整合条件は元の偏波方向に
対する屈折率異方性の温度変化を利用し温度調整を行う
などの方法により満たしてやることができ、数ノく−セ
ントの効率で第２萬調波を得ていた。
実際にＢ、ＬｉＮＫち３に幅５７ＪＸｎ、長さ２Ｃｍの
Ｔｉ拡散による光導波路４を作製し、波長１．３μｍ
。
Ｔｉ拡散による光導波路４を作製し、波長１．３μｍ
。
出力４０ｍＷの半導体レーザ１の元を光導波路４に入射
することにより、２チの変換効率で、波長０．６６μｍ
の第２高調波が得られていた。
することにより、２チの変換効率で、波長０．６６μｍ
の第２高調波が得られていた。
ところで、−位相整合条件が満たされた場合、変換効率
は光導波路の距離に伴って上昇し、さらには、変換効率
があまり大きくない領域では、光導波路の距離の２乗で
上昇するという関係がある。
は光導波路の距離に伴って上昇し、さらには、変換効率
があまり大きくない領域では、光導波路の距離の２乗で
上昇するという関係がある。
しかし、光導波路４の距離を大きくすることは、大型基
板を準備することの困難さ、長距離にわたる均質な光導
波路を形成することの技術的課題等の間聰がある上に、
半導体レーザと一体化したコンパクトな素子を得ると言
う目的にも反することになる。
板を準備することの困難さ、長距離にわたる均質な光導
波路を形成することの技術的課題等の間聰がある上に、
半導体レーザと一体化したコンパクトな素子を得ると言
う目的にも反することになる。
発明の目的
本発明の目的は、高効率で波長変換を実現するコンパク
トな光波長変換装置を提供することにある。
トな光波長変換装置を提供することにある。
発明の構成
本発明の光波長変換装置に、半導体レーザ、レンズ、波
長選択ミラーおよび光導波路が形成された非線形光学結
晶より成り、上記光導波路の一端面には全反射ミラーを
有する構成となる。本発明の光波長変換装置は上記レン
ズとして収束型ロッドレンズあるいは半球レンズが用い
られる。不発明の光波長変換装置は、上記波長選択ミラ
ーとして誘電体多層膜が用いられる。また、本発明の光
波長変換装置は全反射ミラーとして金属膜あるいは誘電
体多層膜が用いられる。また、本発明の光波長変換装置
は上記非線形光学結晶としてＬｉＮｂ０３Ｌ Ｉ Ｔ
ａｓｓが用いられる。壕だ、本発明の光波長変換装置は
上記光導波路あるいはイオン交換導波路あるいはイオン
注入導波路が用いられる。
長選択ミラーおよび光導波路が形成された非線形光学結
晶より成り、上記光導波路の一端面には全反射ミラーを
有する構成となる。本発明の光波長変換装置は上記レン
ズとして収束型ロッドレンズあるいは半球レンズが用い
られる。不発明の光波長変換装置は、上記波長選択ミラ
ーとして誘電体多層膜が用いられる。また、本発明の光
波長変換装置は全反射ミラーとして金属膜あるいは誘電
体多層膜が用いられる。また、本発明の光波長変換装置
は上記非線形光学結晶としてＬｉＮｂ０３Ｌ Ｉ Ｔ
ａｓｓが用いられる。壕だ、本発明の光波長変換装置は
上記光導波路あるいはイオン交換導波路あるいはイオン
注入導波路が用いられる。
実施例の説明
第２図は、本発明による光波長変換装置の第１の実施例
の構成を示した断面図である。この例では基本波が第２
高調波に変換される場合について説明する。第２図にお
いてＸ軸方向に２Ｃｍの長さを持ったＬ １Ｎｂｏｓ
Ｚ板３′の２面にＴｉｉ熱拡散することにエリ幅６μｍ
、深さ４μｍ程度の光導波路４′を形成した。次にこの
光導波路４′の一端面６に全反射膜として蒸Ｎにより２
０００八程度のＡｎ膜６を形成した。また、半導体レー
ザ１′と光導波路４′の結合は収束型ロッドレンズ７ａ
、７ｂを用いて行った。この収束型ロッドレンズ７ａ、
７ｂは平行ビーム形成用のものが２つ並べられ、その間
には基本波は透過させ、第２高調波は直角方向に反射さ
せる働きをもった誘電体多層膜８が置かれている。半導
体レーザ１′から出射された基本波は収束型ロッドレン
ズ７ａにより平行ビームにされ誘電体多層膜８を透過し
、収束型ロードレンズ７ｂにより集光され光導波路４′
に入る。光導波路４′を伝搬してきた基本波はＡ℃膜６
で反射され、再び光導波路４′を伝搬して出射される。
の構成を示した断面図である。この例では基本波が第２
高調波に変換される場合について説明する。第２図にお
いてＸ軸方向に２Ｃｍの長さを持ったＬ １Ｎｂｏｓ
Ｚ板３′の２面にＴｉｉ熱拡散することにエリ幅６μｍ
、深さ４μｍ程度の光導波路４′を形成した。次にこの
光導波路４′の一端面６に全反射膜として蒸Ｎにより２
０００八程度のＡｎ膜６を形成した。また、半導体レー
ザ１′と光導波路４′の結合は収束型ロッドレンズ７ａ
、７ｂを用いて行った。この収束型ロッドレンズ７ａ、
７ｂは平行ビーム形成用のものが２つ並べられ、その間
には基本波は透過させ、第２高調波は直角方向に反射さ
せる働きをもった誘電体多層膜８が置かれている。半導
体レーザ１′から出射された基本波は収束型ロッドレン
ズ７ａにより平行ビームにされ誘電体多層膜８を透過し
、収束型ロードレンズ７ｂにより集光され光導波路４′
に入る。光導波路４′を伝搬してきた基本波はＡ℃膜６
で反射され、再び光導波路４′を伝搬して出射される。
基本波は実質上光導波路４′の倍の長さを伝搬すること
となる。
となる。
ここで位相整合条件を満たしてやることにより、基本波
は高効率−で第２高調波に変換され、第２高調波は端面
９より出射され収束をロッドレンズ７ｂを通り誘電体多
層膜８で直角に上方向に反射される。
は高効率−で第２高調波に変換され、第２高調波は端面
９より出射され収束をロッドレンズ７ｂを通り誘電体多
層膜８で直角に上方向に反射される。
具体的には波長１．２μｍ、出力パワー４０ ｍＷの半
導体レーザよりの基本波を、温度を調整することにより
位相整合条件を満たすと７係程度の変換効率で第２高調
波に変換できた。
導体レーザよりの基本波を、温度を調整することにより
位相整合条件を満たすと７係程度の変換効率で第２高調
波に変換できた。
第３図は、本発明による光波長変換装置の第２の実施例
の構成を示した断面図である。半導体レーザ１′より出
た基本波は収束型ロッドレンズ７′に入り誘電体多層膜
８で反射され光導波路４′に入り端面５に形成されたへ
２膜６で反射され書び光導波路４′を通る。ここで発生
した第２高調波は端面９より出て収束型ロッドレンズ７
′に入り誘電体多層膜８を透過し外部に出射される。位
相整合条件を温度により満たすことにより実施例１と同
様の効率で変換ができた。
の構成を示した断面図である。半導体レーザ１′より出
た基本波は収束型ロッドレンズ７′に入り誘電体多層膜
８で反射され光導波路４′に入り端面５に形成されたへ
２膜６で反射され書び光導波路４′を通る。ここで発生
した第２高調波は端面９より出て収束型ロッドレンズ７
′に入り誘電体多層膜８を透過し外部に出射される。位
相整合条件を温度により満たすことにより実施例１と同
様の効率で変換ができた。
以上実施例では全反射膜として八に膜を用いたが、他の
八ｑなどの金属膜、また誘電体多層膜などでも良い。捷
だ第２高調波発生について説明を行ったが、元パラメト
リック増幅、和周波発生、差周波発生などにも用いるこ
とができる。また収束型ロッドレンズについて説明を行
ったが、半球レンズなどを用いることもできる。捷た、
非線形光学結晶としてＬｉ川用３を用いたが、Ｌ ｉ
Ｔ ａｏｓなどを用いることもできる。寸た光導波路と
しては拡散導波路を用いて説明を行ったがイオン交換等
波路。
八ｑなどの金属膜、また誘電体多層膜などでも良い。捷
だ第２高調波発生について説明を行ったが、元パラメト
リック増幅、和周波発生、差周波発生などにも用いるこ
とができる。また収束型ロッドレンズについて説明を行
ったが、半球レンズなどを用いることもできる。捷た、
非線形光学結晶としてＬｉ川用３を用いたが、Ｌ ｉ
Ｔ ａｏｓなどを用いることもできる。寸た光導波路と
しては拡散導波路を用いて説明を行ったがイオン交換等
波路。
イオン注入等波路をｊＩＩいても同様の効果を得ること
ができる。
ができる。
発明の効果
以上腕ψ」したように、本発明の光波長変換装置におい
ては、半導体レーザと全反射ミラーを一端面に弔する九
狼波路を一体化することで、コンパクトなうえに従来の
４倍程ｊ変の変換効率が得られる。
ては、半導体レーザと全反射ミラーを一端面に弔する九
狼波路を一体化することで、コンパクトなうえに従来の
４倍程ｊ変の変換効率が得られる。
第１図は従来のＬｉｌＮｂＯ３光導波路を用いた波長変
換の構成を示した概略斜視図、第２図は不発関門による
光波長変換装置の第１の実施例を示した概略断面図、第
３図は本発明による光波長変換装置の第２の実施例を示
した概略断面図である。 １’−−半辱体し−ｆ、３′・旧・・ＬＩＮｂｏ３Ｚ板
、４′・・・・・・光導波路、６．９・・・・・・端面
、７ａ、７ｂ、７’・・・・・・収束型ロッドレンズ、
８・・・・・・誘電体多層膜。
換の構成を示した概略斜視図、第２図は不発関門による
光波長変換装置の第１の実施例を示した概略断面図、第
３図は本発明による光波長変換装置の第２の実施例を示
した概略断面図である。 １’−−半辱体し−ｆ、３′・旧・・ＬＩＮｂｏ３Ｚ板
、４′・・・・・・光導波路、６．９・・・・・・端面
、７ａ、７ｂ、７’・・・・・・収束型ロッドレンズ、
８・・・・・・誘電体多層膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）半導体レーザ、レンズ、波長選択ミラーおよび光
導波路が形成された非線形光学結晶より成り、上記光導
波路の一端面には全反射ミラーを有することを特徴とす
る光波長変換装置。 （２） レンズとして収束をロッドレンズあるいは半球
レンズを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光波長変換装置。 （３）波長選択ミラーとして誘電体多層膜を用いたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光波長変換装
置。 （４）全反射ミラーとして金＠膜あるいは誘電体多層膜
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光波長変換装置。 （６）非線形光学結晶としてＬ Ｉ ＮｂＯ５あるいは
Ｌ ｉＴ ａへを用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項）記載の光波長変換装置。 （６）光導波路として拡散導波路あるいはイオン交換専
波路あるいはイオン注入尋波路を用いたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光波長変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21981883A JPS60112024A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 光波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21981883A JPS60112024A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 光波長変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60112024A true JPS60112024A (ja) | 1985-06-18 |
Family
ID=16741514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21981883A Pending JPS60112024A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 光波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60112024A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01134984A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| EP0395451A2 (en) * | 1989-04-28 | 1990-10-31 | Hamamatsu Photonics K.K. | Wavelength converting device |
| JPH03276135A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-06 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | 光変換素子及びレーザー光高調波発生装置 |
-
1983
- 1983-11-22 JP JP21981883A patent/JPS60112024A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01134984A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| EP0395451A2 (en) * | 1989-04-28 | 1990-10-31 | Hamamatsu Photonics K.K. | Wavelength converting device |
| JPH02287519A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 波長変換素子 |
| JPH03276135A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-06 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | 光変換素子及びレーザー光高調波発生装置 |
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