JPH01293327A - ファイバー型光波長変換装置 - Google Patents
ファイバー型光波長変換装置Info
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- JPH01293327A JPH01293327A JP63123415A JP12341588A JPH01293327A JP H01293327 A JPH01293327 A JP H01293327A JP 63123415 A JP63123415 A JP 63123415A JP 12341588 A JP12341588 A JP 12341588A JP H01293327 A JPH01293327 A JP H01293327A
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000005466 cherenkov radiation Effects 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02F1/383—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure of the optical fibre type
-
- 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
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
-
- 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
- G02F1/372—Means for homogenizing the output beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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】
技術分野
本発明は、ファイバー型光波長変換装置に関する。
背景技術
光波長変換素子を用いてレーザ光源から発せられるレー
ザ光ビームの波長を半分に変換することにより、ディス
クに対する情報の書込み及び読取りをより高密度にて行
ない得るようにした光ピツクアップが知られている（特
開昭６１−５０１２２号公報参照）。
ザ光ビームの波長を半分に変換することにより、ディス
クに対する情報の書込み及び読取りをより高密度にて行
ない得るようにした光ピツクアップが知られている（特
開昭６１−５０１２２号公報参照）。
この光波長変換素子として、２次の非線形光学効果を用
いた光フアイバー型Ｓ ＨＧ （Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒ
ｍｏｎｌｃｓ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ； ｔＪｒ ２高
調波発生素子）がある。
いた光フアイバー型Ｓ ＨＧ （Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒ
ｍｏｎｌｃｓ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ； ｔＪｒ ２高
調波発生素子）がある。
光フアイバー型ＳＨＧはチェレンコフ放射方式の位相整
合を採用している。この方式では、はとんど自動的に位
相整合のとれた第２高調波の発生が可能である。第３図
はその概念図である。
合を採用している。この方式では、はとんど自動的に位
相整合のとれた第２高調波の発生が可能である。第３図
はその概念図である。
第３図（ａ）において、基本波モードが実効屈折率Ｎ（
ω）をもってコア中を伝播すると、ＳＨ波を発生する非
線形分極波も同一の位相速度Ｃ／Ｎ（ω）（Ｃ：光速）
をもって伝播する。この非線形分極波が図のＡ点で導波
方向とθの角をなす方向にＳＨ波を発生し、単位時間後
、Ｂ点で前と同様に、θ方向に再びＳＨ波を発生したと
する。
ω）をもってコア中を伝播すると、ＳＨ波を発生する非
線形分極波も同一の位相速度Ｃ／Ｎ（ω）（Ｃ：光速）
をもって伝播する。この非線形分極波が図のＡ点で導波
方向とθの角をなす方向にＳＨ波を発生し、単位時間後
、Ｂ点で前と同様に、θ方向に再びＳＨ波を発生したと
する。
Ａ点で発生したＳＨ波が例えばクラッド中を伝播して単
位時間後Ｃ点に達し、θがＡＣとＢＣの直交するような
角度であれば、非線形分極波がＡＢ間で発生したＳＨ波
の波面はＢＣとなり、結局、コヒーレントなＳＨ波が生
成されたことになる。
位時間後Ｃ点に達し、θがＡＣとＢＣの直交するような
角度であれば、非線形分極波がＡＢ間で発生したＳＨ波
の波面はＢＣとなり、結局、コヒーレントなＳＨ波が生
成されたことになる。
クラッドのＳＨ波長に対する屈折率をｎａ＋ａｍ（２ω
）とすると、この位相整合条件は、図を参照して Ｎ （ω） ｍｌｌ、、、、 （２ω） ｅｏｓθ
−・−・・−（１）となる。すなわち、 Ｎ（ω） ＜ ｎ ｔｒａ−（２ω） ・・・・
・・（２）でありさえすれば、ＳＨ波は自動的に位相整
合のとれたθ方向に発生されるのである。一般に、基本
波に対するクラッドおよびコアの屈折率をｎｃ＋ｍｄ（
ω）およびｎ（ω）、オーバーレイヤは空気とすると、
基本波がモードとしてコア内を伝播する条件は、 ｎ、＋、ａ （ω） ＜Ｎ （（Ｌｌ） ＜ｎ （（Ｌ
）） ・” （３）である。また、クラッドの屈折率
の波長分散を考えると、ｎｃ＋ｓ、（ω）＜ｎ、ａ、（
２ω）であるから ｎ ｃｌａｄ （ω） ＜ ｎ （（１３） ＜ ｎ
ｃｌｓｄ （２ω）・・・ （４） の条件が満たされれば、どのようなコア径でもすべての
基本波モードに対して（２）式が満たされる。また、仮
に ｎｃｌ＊ｄ （＜Ａ）） ＜ｎｔ＋ａｍ （２ω） ＜
ｎ （（Ｌｌ）であってもある範囲のコア径で（２）式
を満たす基本波モードが存在する。
）とすると、この位相整合条件は、図を参照して Ｎ （ω） ｍｌｌ、、、、 （２ω） ｅｏｓθ
−・−・・−（１）となる。すなわち、 Ｎ（ω） ＜ ｎ ｔｒａ−（２ω） ・・・・
・・（２）でありさえすれば、ＳＨ波は自動的に位相整
合のとれたθ方向に発生されるのである。一般に、基本
波に対するクラッドおよびコアの屈折率をｎｃ＋ｍｄ（
ω）およびｎ（ω）、オーバーレイヤは空気とすると、
基本波がモードとしてコア内を伝播する条件は、 ｎ、＋、ａ （ω） ＜Ｎ （（Ｌｌ） ＜ｎ （（Ｌ
）） ・” （３）である。また、クラッドの屈折率
の波長分散を考えると、ｎｃ＋ｓ、（ω）＜ｎ、ａ、（
２ω）であるから ｎ ｃｌａｄ （ω） ＜ ｎ （（１３） ＜ ｎ
ｃｌｓｄ （２ω）・・・ （４） の条件が満たされれば、どのようなコア径でもすべての
基本波モードに対して（２）式が満たされる。また、仮
に ｎｃｌ＊ｄ （＜Ａ）） ＜ｎｔ＋ａｍ （２ω） ＜
ｎ （（Ｌｌ）であってもある範囲のコア径で（２）式
を満たす基本波モードが存在する。
このようにして発生した光第２高調波は、第３図（ｂ）
に示すようにクラッドと空気の境界で全反射を繰り返す
クラッド・モードとして伝播し、ファイバ一端面からθ
で決まる方向に円錐状に出射される。また、このように
して出射された第２高調波の出射波面の等位相面はファ
イバーの中心軸を軸とした円錐状になっている。
に示すようにクラッドと空気の境界で全反射を繰り返す
クラッド・モードとして伝播し、ファイバ一端面からθ
で決まる方向に円錐状に出射される。また、このように
して出射された第２高調波の出射波面の等位相面はファ
イバーの中心軸を軸とした円錐状になっている。
この第２高調波を有効にオプトエレクトロニクスに応用
するためには、この出射波面を平面することが好ましく
、第４図に示すように、光波長変換素子１０のビーム出
射後の光路中に頂角が２αの円錐面を有する円錐プリズ
ム２０を配置し、この円錐プリズム２０の作用によって
第２高調波をコリメートしく平行光にし）、円錐状の等
位相面を平面にすることが可能である。
するためには、この出射波面を平面することが好ましく
、第４図に示すように、光波長変換素子１０のビーム出
射後の光路中に頂角が２αの円錐面を有する円錐プリズ
ム２０を配置し、この円錐プリズム２０の作用によって
第２高調波をコリメートしく平行光にし）、円錐状の等
位相面を平面にすることが可能である。
しかしながら、円錐プリズム２０をプラスチック等で作
るとすると、円錐形であるが故に中心部の厚みが厚く、
プラスチックの成形により作るにはいわゆる″ひけ”や
“歪”等が発生し易く、これらをなくすことは容易では
ない。
るとすると、円錐形であるが故に中心部の厚みが厚く、
プラスチックの成形により作るにはいわゆる″ひけ”や
“歪”等が発生し易く、これらをなくすことは容易では
ない。
発明のＲ要
本発明は、上述した点に鑑みなされたものであり、大量
かつ安価に得られる光学部品によって第２高調波をコリ
メートし得るようにしたファイバー型光波長変換装置を
提供することを目的とする。
かつ安価に得られる光学部品によって第２高調波をコリ
メートし得るようにしたファイバー型光波長変換装置を
提供することを目的とする。
本発明によるファイバー型光波長変換装置は、光波長変
換素子によって波長変換された光を平行光に変換するプ
リズムとして断面鋸歯状の複数の輪帯からなるフレネル
レンズを用いた構成となっている。
換素子によって波長変換された光を平行光に変換するプ
リズムとして断面鋸歯状の複数の輪帯からなるフレネル
レンズを用いた構成となっている。
実施例
以下、本発明の一実施例を図に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図において、ファイバー型光波長変換素子１０から
出射される第２高調波である２次光はフレネルレンズ３
０に入射し、このフレネルレンズ３０において平行光に
変換される。フレネルレンズ３０は、第４図に示す円錐
プリズム２０における光軸から円錐プリズム面までの高
さを断面鋸歯状の複数の輪帯に分割する如くになされ、
その輪帯においては屈折面が頂角２αの円錐面の一部に
なるように構成され、各輪帯における屈折面の頂角がα
となっている。このように、２次光を平行光に変換する
光学部品としてフレネルレンズ３０を用いることにより
、部品の厚みを薄くすることができる。また、分割する
輪帯数は任意であり、その数を多くする程フレネルレン
ズ３０の厚みを薄くすることができる。
出射される第２高調波である２次光はフレネルレンズ３
０に入射し、このフレネルレンズ３０において平行光に
変換される。フレネルレンズ３０は、第４図に示す円錐
プリズム２０における光軸から円錐プリズム面までの高
さを断面鋸歯状の複数の輪帯に分割する如くになされ、
その輪帯においては屈折面が頂角２αの円錐面の一部に
なるように構成され、各輪帯における屈折面の頂角がα
となっている。このように、２次光を平行光に変換する
光学部品としてフレネルレンズ３０を用いることにより
、部品の厚みを薄くすることができる。また、分割する
輪帯数は任意であり、その数を多くする程フレネルレン
ズ３０の厚みを薄くすることができる。
このフレネルレンズ３０の作成に当っては、例えばコン
ピュータ制御の加工機によって金型を加工し、プラスチ
ックの射出成形により作成すれば、安価にかつ大量に作
ることができる。
ピュータ制御の加工機によって金型を加工し、プラスチ
ックの射出成形により作成すれば、安価にかつ大量に作
ることができる。
次に、かかる構成におけるフレネルレンズ３０の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
ファイバー型光波長変換素子１０によって波長変換され
た第２高調波（２次光）はフレネルレンズ３０に入射す
ると、各輪帯において、入射面で一度屈折され、さらに
出射面で屈折されて出射される。ここで、第２図に示す
ように、フレネルレンズ３０の光軸に対する入射光の入
射角をＸ１フレネルレンズ３０の屈折率を０１その入射
面における屈折角をｙｌその出射面への入射角を２とし
たとき、各輪帯における出射面の頂角αをｓｉｎ ｘ電
ｎ・ｓｉｎ Ｙ ｙ十ｚ−（π／２）−α ｃｏｓ ａ＝ｎ ｌ１ｓｌｎ ｚ なる条件を満足するように設定すれば、入射光が各輪帯
においてコリメートされ、第２高調波はフレネルレンズ
３０によって平行光に変換されることになる。
た第２高調波（２次光）はフレネルレンズ３０に入射す
ると、各輪帯において、入射面で一度屈折され、さらに
出射面で屈折されて出射される。ここで、第２図に示す
ように、フレネルレンズ３０の光軸に対する入射光の入
射角をＸ１フレネルレンズ３０の屈折率を０１その入射
面における屈折角をｙｌその出射面への入射角を２とし
たとき、各輪帯における出射面の頂角αをｓｉｎ ｘ電
ｎ・ｓｉｎ Ｙ ｙ十ｚ−（π／２）−α ｃｏｓ ａ＝ｎ ｌ１ｓｌｎ ｚ なる条件を満足するように設定すれば、入射光が各輪帯
においてコリメートされ、第２高調波はフレネルレンズ
３０によって平行光に変換されることになる。
発明の詳細
な説明したように、本発明によるファイバー型光波長変
換装置によれば、光波長変換素子によって波長変換され
た光を平行光に変換するプリズムとしてフレネルレンズ
を用いた構成となっているので、プラスチックの射出成
形により大量かつ安価に得られるフレネルレンズによっ
て第２高調波をコリメートすることができる。
換装置によれば、光波長変換素子によって波長変換され
た光を平行光に変換するプリズムとしてフレネルレンズ
を用いた構成となっているので、プラスチックの射出成
形により大量かつ安価に得られるフレネルレンズによっ
て第２高調波をコリメートすることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図におけるフレネルレンズの作用を説明するための図、
第３図はチェレンコフ放射方式位相整合ＳＨＧの概念図
、第４図は円錐プリズムによって第２高調波をコリメー
トする場合の概念図である。 主要部分の符号の説明 １０・・・・・・ファイバー型光波長変換素子２０・・
・・・・円錐プリズム ３０・・・・・・フレネルレンズ 出願人 パイオニア株式会社
図におけるフレネルレンズの作用を説明するための図、
第３図はチェレンコフ放射方式位相整合ＳＨＧの概念図
、第４図は円錐プリズムによって第２高調波をコリメー
トする場合の概念図である。 主要部分の符号の説明 １０・・・・・・ファイバー型光波長変換素子２０・・
・・・・円錐プリズム ３０・・・・・・フレネルレンズ 出願人 パイオニア株式会社
Claims (2)
- （１）入射光の波長を変換するファイバー型光波長変換
素子と、この光波長変換素子によって波長変換された光
を平行光に変換するプリズムとを備え、このプリズムと
して断面鋸歯状の複数の輪帯からなるフレネルレンズを
用いたことを特徴とするファイバー型光波長変換装置。 - （２）前記輪帯における出射面の頂角αは、前記フレネ
ルレンズの光軸に対する入射光の入射角をｘ、前記フレ
ネルレンズの屈折率をｎ、その入射面における屈折角を
ｙ、その出射面への入射角をｚとすると、 ｓｉｎｘ＝ｎ・ｓｉｎｙ ｙ＋ｚ＝（π／２）−α ｃｏｓα＝ｎ・ｓｉｎｚ なる条件を満足するように設定されることを特徴とする
請求項１記載のファイバー型光波長変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123415A JP2686536B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | ファイバー型光波長変換装置 |
| US07/354,815 US4909587A (en) | 1988-05-20 | 1989-05-22 | Fibre-type light conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123415A JP2686536B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | ファイバー型光波長変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01293327A true JPH01293327A (ja) | 1989-11-27 |
| JP2686536B2 JP2686536B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=14859994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63123415A Expired - Fee Related JP2686536B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | ファイバー型光波長変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4909587A (ja) |
| JP (1) | JP2686536B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0235423A (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換素子 |
| JPH02186327A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-20 | Toshiba Corp | 波長変換光学素子 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0352751B1 (en) * | 1988-07-26 | 1996-03-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converter device and optical wavelength converter module |
| JPH02153328A (ja) * | 1988-12-05 | 1990-06-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光源装置 |
| US5377291A (en) * | 1989-01-13 | 1994-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wavelength converting optical device |
| JPH03111826A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 波長変換素子 |
| US5080462A (en) * | 1989-11-02 | 1992-01-14 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converter device and optical wavelength converter system |
| JPH03166531A (ja) * | 1989-11-27 | 1991-07-18 | Pioneer Electron Corp | ファイバー型光波長変換装置 |
| US5140469A (en) * | 1990-10-03 | 1992-08-18 | Raytheon Company | Illumination apparatus for semiconductor fabrication including conical optical means |
| JPH04215622A (ja) * | 1990-12-14 | 1992-08-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光源装置 |
| DE4230224A1 (de) * | 1992-09-10 | 1994-03-17 | Bundesrep Deutschland | Strahlaufspaltungs- und Fokussierungsoptik |
| US5812319A (en) * | 1995-10-31 | 1998-09-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Sacrificial micro-gratings |
| US7213874B2 (en) * | 2005-03-09 | 2007-05-08 | Nissan Technical Center North America, Inc. | Vehicle roof structure |
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| JPS62212608A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光フアイバ−用コリメ−タ−素子 |
| JPS6315235A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換素子 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6150122A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
| US4726662A (en) * | 1985-09-24 | 1988-02-23 | Talig Corporation | Display including a prismatic lens system or a prismatic reflective system |
| US4824227A (en) * | 1985-11-20 | 1989-04-25 | North American Philips Corporation | Optimum riser angle for fresnel lenses in projection screens |
| JPS63254424A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-10-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光量モニタ−付光波長変換素子 |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP63123415A patent/JP2686536B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-05-22 US US07/354,815 patent/US4909587A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS57211125A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light wavelength converting element |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4909587A (en) | 1990-03-20 |
| JP2686536B2 (ja) | 1997-12-08 |
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