JPH02205828A - ファイバー型光波長変換装置 - Google Patents

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。

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）。

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　Ｍａｒ
ｓｏｎｌｃｓ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　；第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（以下、ＳＨ波と略称する）
の発生が可能である。第８図はその概念図である。

第８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の角度をなす方向に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。

クラッドのＳＨ波長に対する屈折率をｎ。１□（２ω）
とすると、この位相整合条件は、図を参照して Ｎ　（ω）　”ｎｃ＋ｙ　（２（ＩＪ）　　ｅＯ８θ　
−−−−−・（１）となる。すなわち、 Ｎ　（ω）　＜　ｎ　−Ｉｈａ　（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ｎｃｌａｄ（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、 ”ｃｌａｎ（ω）くＮ（ω）くｎ（ω）　・・・（３）
である。また、クラッドの屈折率の波長分散を考えると
、ｎｃｌａｄ（ω）　＜　ｎ　ｃｌａｄ　（２ω）であ
る故、ｎ　ｇｌａｄ　（（ＩＪ）　＜　ｎ　（（Ｌ））
　＜　ｎ　ｅｌｍｄ　（２ＣＩＪ）・・・（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 ｎｃｌａｄ　（（ＩＪ）　＜ｎｃｌａｄ　（２ω）　＜
ｎ　（（ＩＪ）であっても、ある範囲の膜厚で（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ＳＨ波は、第８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角度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ＳＨ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ＳＨ波を例えば先述した如く光ディスクに対する情
報の書込み／読取りをなす光ピツクアップにおいてその
光ビームとして用いるためには、コア’０＜−型ｓＨＧ
の出射光ビームをディスクの情報記録面上にビームスポ
ットとして集光する必要がある。ところが、ファイバー
型ＳＨＧの出射光ビームを集光するにしても、出射光の
等位相面が円錐状であるため、従来の球面レンズあるい
は非球面レンズからなる集光レンズで回折限界程度まで
集光することは不可能である。

そこで、第９図に示すように、ファイバー型５ＨＧ１０
のビーム出射後の光路中に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Ｓ
Ｈ波をコリメートシ（平行平面波に変換し）、円錐状の
等位相面を平面状にすれば、従来の集光レンズによって
回折限界程度まで集光することが可能となる。

しかしながら、円錐プリズム２０は円錐形であるが故に
その製造が難しく、量産性に劣るため、低コスト化を図
る上で不利である。

発明の概要 そこで、本発明は、製造が簡単で量産性に優れれかつ安
価に得られる光学素子によってＳＨ波をコリメートし得
るようにしたファイバー形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形光波長変換装置においては、
ファイバー型ＳＨＧによって波長変換された光を平行光
に変換する手段として、複素透過率が光軸からの距離に
対して周期的に変化するホログラフィック素子を用いた
構成となっている。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

本発明の一実施例を示す第１図において、ファイバー型
５ＨＧＩＯから出射されるＳＨ波である円錐状波面の２
次光はホログラフィック素子３０に入射する。ホログラ
フィック素子３０は、第２図（ω、山）に示すように、
ガラス又はプラスチック等の透明基板３１の一面に、不
透明膜からなる複数の輪帯３２が一定ピッチで光軸を中
心として同心円状に配された構成となっている。このホ
ログラフィック素子３０においては、第３図に示す如く
複素透過率が光軸からの距離ｉに対して周期的に変化す
ることから、入射波に対し距離ｒに関して周期的な振幅
の変化を生じせしめるため、輪帯３２のピッチを適当に
設定することにより、入射した円錐状波面の２次光を等
位相面が平面状の平行光に変換できることになる。

このように、２次光を平行光に変換する手段としてホロ
グラフィック素子３０を用いることにより、ホログラフ
ィック素子３０は従来用いられていた円錐プリズムに比
して製造が簡単で量産性に優れているため、装置の低コ
スト化が図れることになる。

なお、上記実施例では、２次光を平行光に変換する手段
として、一定ピッチで同心円状に配された不透明膜から
なる複数の輪帯３２をその一面に有する透明基板３１か
らなるホログラフィック素子３０を用いた場合について
説明したが、第４図（ａ）、φ）に示すように、一定ピ
ッチで同心円状に配された断面矩形状の複数の輪帯３３
、すなわち凹凸をその一面に有する透明基板３４からな
るホログラフィック素子や、第６図（ω、山）に示すよ
うに、一定ピッチで同心円状に配された断面鋸歯状の輪
帯３５をその一面に有する透明基板３６からなるホログ
ラフィック素子等を用いても良く、要は、複素透過率が
光軸からの距離ｒに対して周期的に変化することにより
、入射波に対し距離「に関して周期的な振幅又は位相の
変化を生じせしめる構成のものであれば良いのである。

第４図〈ω９曲のホログラフィック素子の位相特性を第
５図に、第６図（ａ）、山）のホログラフィック素子の
位相特性を第７図にそれぞれ示す。

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
換装置においては、２次光を平行光に変換する手段とし
て、複素透過率が光軸からの距離に対して周期的に変化
するホログラフィック素子を用いた構成となっており、
このホログラフィック素子は従来用いられていた円錐プ
リズムに比して製造が簡単であり、特に表面が凹凸のい
わゆるレリーフタイプのものはプレス加工が可能である
ことから量産性に優れているだめ、装置の低コスト化が
図れることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はホロ
グラフィック素子の一例を示す平面図（ａ）及び側断面
図中）、第３図は第２図のホログラフィック素子の透過
率特性を示す図、第４図は光学素子の他の例を示す平面
図（ω及び側断面図中）、第５図は第４図のホログラフ
ィック素子の位相特性を示す図、第６図はホログラフィ
ック素子の更に他の例を示す平面図（ａ）および側断面
図（ｂ）、第７図は第６図のホログラフィック素子の位
相特性を示す図、第８図はチェレンコフ放射方式位相整
合ＳＨＧの概念図、第９図は円錐プリズムを用いた従来
例を示す構成図である。 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・・・・・・ホログラフィック素子３２．３３．３
５・・・・・・輪帯 出願人　　　パイオニア株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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、前記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変換手段とを備え、前記変換手段と
   して複素透過率が光軸からの距離に対して周期的に変化
   するホログラフィック素子を用いたことを特徴とするフ
   ァイバー形光波長変換装置。
2. （２）前記ホログラフィック素子は、一定ピッチで同心
   円状に配された不透明膜からなる複数の輪帯をその一面
   に有する透明基板からな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。
3. （３）前記ホログラフィック素子は、一定ピッチで同心
   円状に配された断面矩形状の複数の輪帯をその一面に有
   する透明基板からなることを特徴とする請求項１記載の
   ファイバー形光波長変換装置。
4. （４）前記ホログラフィック素子は、一定ピッチで同心
   円状に配された断面鋸歯状の複数の輪帯をその一面に有
   する透明基板からな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。