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JPH02213823A - Light wavelength converting device - Google Patents

Light wavelength converting device

Info

Publication number
JPH02213823A
JPH02213823A JP3556989A JP3556989A JPH02213823A JP H02213823 A JPH02213823 A JP H02213823A JP 3556989 A JP3556989 A JP 3556989A JP 3556989 A JP3556989 A JP 3556989A JP H02213823 A JPH02213823 A JP H02213823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
wavelength conversion
optical
focal length
waveguide
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
Application number
JP3556989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chiaki Goto
後藤 千秋
Ichiro Miyagawa
一郎 宮川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP3556989A priority Critical patent/JPH02213823A/en
Publication of JPH02213823A publication Critical patent/JPH02213823A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate optical adjusting operation and to obtain a high-level wavelength-converted wave by enabling a convergence optical system to adjust independently the positions of a 1st lens which is relatively small in the absolute value of the focal length and a 2nd lens which is relatively large and arranged on a laser light source side. CONSTITUTION:The convergence optical system 20 which converges a basic wave into a small beam spot and irradiates the waveguide part end surface of a light wavelength converting element 10 with the beam spot is equipped with the 1st lens 21 which is relatively small in the absolute value of the focal length and the 2nd lens 22 which is relatively large in the absolute value of the focal length and arranged on the light source side as compared with the 1st lens 21, and the position of the 2nd lens 22 is adjustable independently of the 1st lens 21. Namely, when the focal length absolute values of the 1st and 2nd lenses 21 and 22 are denoted as f1 and f2, the ratio f1/f2 of the absolute values of both the focal lengths is set small and then the beam spot position is adjusted finely by moving the 2nd lens 22 greatly by the quantity required to move the beam spot position by a certain quantity.

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
変換する光波長変換装置に関し、特に詳細には基本波を
光波長変換素子に入力するための光学系が改良された光
波長変換装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an optical wavelength conversion device that converts a fundamental wave into a second harmonic of half the wavelength of the fundamental wave. The present invention relates to an optical wavelength conversion device with an improved optical system for inputting to a wavelength conversion element.

(従来の技術) 従来より、非線形光学材料による第2高調波発生を利用
して、レーザ光を波長変換(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J 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。
(Prior Art) Various attempts have been made to convert the wavelength of laser light (shorten the wavelength) by utilizing second harmonic generation using nonlinear optical materials. Specifically, an optical wavelength conversion element that performs wavelength conversion in this manner is, for example, as shown in [Fundamentals of Optoelectronics JA, YARIV, translated by Kunio Tada and Takeshi Kamiya (Maruzen Co., Ltd.), p.200-204. The bulk crystal type is well known. However, since this optical wavelength conversion element uses the birefringence of the crystal to satisfy the phase matching condition, there is a problem in that even if the nonlinearity is large, a material with no or small birefringence cannot be used.

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.  p28〜32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は、基本波と第
2高調波との間の位相整合をとることも容易であるので
、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。
As an optical wavelength conversion element that can solve the above problems,
A so-called fiber type has been proposed. This optical wavelength conversion element is an optical fiber whose cladding is filled with a core made of a nonlinear optical material, and is published in Journal of the Micro-Optics Research Group of the Japan Society of Applied Physics Vol. 3.
No, 2. An example is shown on pages 28-32. Since this fiber-type optical wavelength conversion element can easily achieve phase matching between the fundamental wave and the second harmonic, research on this fiber-type optical wavelength conversion element has been actively conducted recently. .

また、例えば特開昭63−15233号、同63−15
234号公報に示されるように、クラッド部となる2枚
の基板の間に非線形光学材料からなる2次元光導波路を
形成した2次元光導波路型の光波長変換素子も知られて
いる。さらには、ガラス基板内に非線形光学材料からな
る3次元光導波路が埋め込まれてなり、ガラス基板中に
第2高調波を出射する3次元光導波路型の光波長変換素
子も知られている。これらの2次元あるいは3次元光導
波路型光波長変換素子も、上述のような特長を有してい
る。
Also, for example, JP-A-63-15233, JP-A-63-15
As shown in Japanese Patent No. 234, a two-dimensional optical waveguide type optical wavelength conversion element in which a two-dimensional optical waveguide made of a nonlinear optical material is formed between two substrates serving as a cladding portion is also known. Furthermore, a three-dimensional optical waveguide-type optical wavelength conversion element is also known in which a three-dimensional optical waveguide made of a nonlinear optical material is embedded in a glass substrate and emits a second harmonic wave into the glass substrate. These two-dimensional or three-dimensional optical waveguide type optical wavelength conversion elements also have the above-mentioned features.

また、特願昭63−72752号明細書において、和周
波および差周波も同様に、ファイバー型波長変換素子に
よって発生することが詳細に記されている。導波路型光
波長変換素子における和差周波発生についても特願昭6
3−72753号明細書において詳細に記されている。
Further, in the specification of Japanese Patent Application No. 63-72752, it is described in detail that the sum frequency and the difference frequency are similarly generated by the fiber type wavelength conversion element. Regarding generation of sum-difference frequency in a waveguide type optical wavelength conversion element, a patent application filed in 1986
It is described in detail in the specification of No. 3-72753.

さらに3次の非線形性を利用した第3高調波発生も十分
に可能である。
Furthermore, third harmonic generation using third-order nonlinearity is also fully possible.

なお以上列挙した光導波路型(ファイバー型のものも含
むものとする)の光波長変換素子は、主に導波部が非線
形光学材料から形成されたものであるが、クラッド部の
みを、あるいは導波部とクラッド部の双方を非線形光学
材料から形成してもよい。すなわち導波部を進行する導
波光の一部はエバネッセント波としてクラッド部に浸み
出すので、クラッド部が非線形光学材料から形成されて
いれば、このエバネッセント波が波長変換されうる。
In the optical waveguide type (including fiber type) optical wavelength conversion elements listed above, the waveguide section is mainly formed from a nonlinear optical material, but the cladding section only or the waveguide section Both the cladding portion and the cladding portion may be formed from a nonlinear optical material. That is, a part of the guided light traveling through the waveguide seeps into the cladding part as an evanescent wave, so if the cladding part is made of a nonlinear optical material, this evanescent wave can be wavelength converted.

(発明が解決しようとする課題) ところで上述のような光導波路型(ファイバー型のもの
も含むものとする)の光波長変換素子にあっては、光密
度を高めて波長変換効率を上げるために、導波部の断面
寸法(例えばファイバー型素子にあってはコア径、2次
元光導波路型素子にあっては導波路厚さ)が1〜2μm
と極めて小さくされることが多い。このような導波部に
基本波を入力させる方法としては従来より、基本波を集
束光学系によって小さなスポットに絞って導波部端面に
照射するという方法が広く採用されているが、導波部の
断面寸法が上述のように小さい場合は、光学調整を許容
誤差±0.1μm程度の精度で行なう必要がある。以下
、このことを実例を挙げて詳しく説明する。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the optical waveguide type (including fiber type) optical wavelength conversion element as described above, in order to increase the optical density and increase the wavelength conversion efficiency, it is necessary to The cross-sectional dimension of the wave portion (for example, the core diameter for a fiber type device, the waveguide thickness for a two-dimensional optical waveguide type device) is 1 to 2 μm.
It is often made extremely small. Conventionally, a widely used method for inputting a fundamental wave into such a waveguide is to focus the fundamental wave into a small spot using a focusing optical system and irradiate it onto the end face of the waveguide. When the cross-sectional dimension of the optical element is small as described above, it is necessary to perform optical adjustment with an accuracy of about ±0.1 μm. This will be explained in detail below using an example.

例えば第4図に示すように、基本波光源である半導体レ
ーザ16から発せられたレーザ光15をコリメーターレ
ンズ17に通して平行光とし、次にアナモルフィックプ
リズムペアー18に通してビーム断面形状を正円形とし
、集束レンズ50により小さなスポットに絞って、ファ
イバー型光波長変換素子51のコア52の端面に照射す
る場合を考える。ここで、コリメーターレンズ17と集
束レンズ50の焦点距離がそれぞれ8mm、4mm、コ
ア52の直径が1.2μm1そしてレーザ光15のスポ
ット径が同じ<1.2μmであるとする。また絞られた
スポットのコア端面に対する位置許容誤差(光軸に直角
なxSy方向のもの)が±0.1μm程度とする。レー
ザ光15のスポットをコア52の端面に対して同心かつ
同径状態で照射させるための光学調整を、■ 光波長変
換素子51の位置調整 ■ 集束レンズ50の位置調整 ■ コリメーターレンズ17の位置調整■ 半導体レー
ザ16の位置調整 によって行なうことを考えると、■および■の位置調整
の許容誤差は±0.1μm、■および■の場合の許容誤
差は±0.2μmとなり、いずれにしても光学系の調整
は困難を極める。
For example, as shown in FIG. 4, a laser beam 15 emitted from a semiconductor laser 16, which is a fundamental wave light source, is passed through a collimator lens 17 to become parallel light, and then passed through an anamorphic prism pair 18 to form a beam cross-sectional shape. Let us consider the case where the beam is made into a perfect circle, focused into a small spot by the focusing lens 50, and irradiated onto the end face of the core 52 of the fiber type optical wavelength conversion element 51. Here, it is assumed that the focal lengths of the collimator lens 17 and the focusing lens 50 are 8 mm and 4 mm, respectively, the diameter of the core 52 is 1.2 μm1, and the spot diameter of the laser beam 15 is the same <1.2 μm. Further, the positional tolerance (in the xSy direction perpendicular to the optical axis) of the narrowed spot with respect to the core end face is approximately ±0.1 μm. The optical adjustments for irradiating the spot of the laser beam 15 concentrically and with the same diameter on the end surface of the core 52 are: ■ Position adjustment of the optical wavelength conversion element 51 ■ Position adjustment of the converging lens 50 ■ Position of the collimator lens 17 Adjustment ■ Considering that it is performed by adjusting the position of the semiconductor laser 16, the tolerance for position adjustment for ■ and ■ is ±0.1 μm, and the tolerance for ■ and ■ is ±0.2 μm. Adjusting the system is extremely difficult.

一方、上記のような光学調整を容易にするために、光フ
ァイバーの入力端に屈折率分布型のロッドレンズを取り
付けたバーチャル・ファイバーが提案されており、ファ
イバー型の光波長変換素子にあってはこのようなロッド
レンズを採用することもできるが、そうしても上述の許
容誤差はたがだか2倍程度になるだけで、大幅な改善と
はなり得ない。
On the other hand, in order to facilitate the optical adjustment described above, a virtual fiber has been proposed in which a gradient index rod lens is attached to the input end of the optical fiber. Although such a rod lens can be employed, even if it does so, the above-mentioned tolerance will only be about twice as large, and it will not be a significant improvement.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、導波部端面から基本波を効率良く入射させるための光
学調整を容易に行なうことができる光波長変換装置を提
供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical wavelength conversion device that can easily perform optical adjustment for efficiently injecting a fundamental wave from the end face of a waveguide. That is.

(課題を解決するための手段) 本発明による光波長変換装置は、 先に述べたような光導波型の光波長変換素子、すなわち
、クラッド部と、それよりも高屈折率で該クラッド部内
に配された導波部とを有し、これらクラッド部と導波部
の少なくとも一方が非線形光学材料から形成されてなり
、上記導波部を導波した基本波を波長変換する光波長変
換素子と、基本波としてのレーザ光を発するレーザ光源
と、上記レーザ光を小さなスポットに絞って上記導波部
の端面に照射する集束光学系とからなる光波長変換装置
において、 上記集束光学系が、焦点距離の絶対値が比較的小さい第
1のレンズと、焦点距離の絶対値が比較的大きくて第1
のレンズよりも上記レーザ光源側に配された第2のレン
ズとを備え、 この第2のレンズが、第1のレンズと独立して位置調整
可能とされていることを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The optical wavelength conversion device according to the present invention includes the above-mentioned optical waveguide type optical wavelength conversion element, that is, a cladding portion and a cladding portion with a higher refractive index than the cladding portion. an optical wavelength conversion element having a waveguide section arranged in the waveguide section, at least one of the cladding section and the waveguide section being formed of a nonlinear optical material, and converting the wavelength of a fundamental wave guided through the waveguide section; , an optical wavelength conversion device comprising a laser light source that emits laser light as a fundamental wave, and a focusing optical system that focuses the laser light into a small spot and irradiates the end face of the waveguide, wherein the focusing optical system has a focal point. A first lens with a relatively small absolute value of distance, and a first lens with a relatively large absolute value of focal length.
and a second lens arranged closer to the laser light source than the lens, and the second lens is characterized in that its position can be adjusted independently of the first lens. .

(作  用) 上記の構成においては、第1、第2のレンズの焦点距離
絶対値をそれぞれflsfZとしたとき、第2のレンズ
の光軸と直角な方向への移動量ΔXと、この移動による
ビームスポットの同方向への移動量ΔXとは次の関係に
ある。
(Function) In the above configuration, when the absolute value of the focal length of the first and second lenses is respectively flsfZ, the amount of movement ΔX of the second lens in the direction perpendicular to the optical axis, and the amount of movement due to this movement. The amount of movement ΔX of the beam spot in the same direction has the following relationship.

ΔX” (ft /fz )ΔX    −・−−−−
(1)一方第2のレンズの光軸方向への移動量Δ2と、
この移動によるビームスポットの同方向への移動量ΔZ
とは次の関係にある。
ΔX” (ft/fz) ΔX −・−−−−
(1) On the other hand, the amount of movement Δ2 of the second lens in the optical axis direction,
The amount of movement of the beam spot in the same direction due to this movement ΔZ
has the following relationship.

ΔZ= (ft / fz ) 2 Δz・・・・・・
(2)このように本発明装置においては、ビームスポッ
ト位置をある所定量移動させるために必要な第2のレン
ズの移動量は、両焦点距離の絶対値の比(fl/fz)
を小さく設定することにより、十分に大きくなり得る。
ΔZ= (ft/fz) 2 Δz・・・・・・
(2) In this way, in the device of the present invention, the amount of movement of the second lens required to move the beam spot position by a certain predetermined amount is determined by the ratio of the absolute values of both focal lengths (fl/fz).
It can be made large enough by setting small.

つまり本装置においてはビームスポット位置の微調整を
、第2のレンズを大きく動かして行なうことが可能とな
る。
In other words, in this device, the beam spot position can be finely adjusted by moving the second lens significantly.

(実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図は、本発明の一実施例による光波長変換装置を示
している。この光波長変換装置は、−例としてファイバ
ー型の光波長変換素子1oと、波長変換される基本波と
してのレーザ光15を発する半導体レーザ16と、この
レーザ光15を光波長変換素子10に入力させるための
集束光学系2oとを有している。
FIG. 1 shows an optical wavelength conversion device according to an embodiment of the present invention. This optical wavelength conversion device includes, for example, a fiber-type optical wavelength conversion element 1o, a semiconductor laser 16 that emits a laser beam 15 as a fundamental wave to be wavelength converted, and inputs this laser beam 15 into an optical wavelength conversion element 10. It has a focusing optical system 2o for focusing.

上記の光波長変換素子10は第2図に詳しく示す通り、
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、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ニトロフエニル)ピラゾール(以下、PR
Aと称する)によってコア11を形成している。なお、
このような有機非線形光学材料をコアとしてファイバー
型の光波長変換素子を作成する方法については、例えば
特開昭62−231945号公報に詳しい記載がなされ
ている。
As shown in detail in FIG. 2, the above-mentioned optical wavelength conversion element 10 is as follows.
This is an optical fiber in which a core 11 made of a nonlinear optical material is filled in a hollow portion at the center of a cladding 12. As the nonlinear optical material, it is preferable to use an organic nonlinear optical material with high wavelength conversion efficiency. In this example, 3,5-dimethyl-1-(4nitrophenyl)pyrazole (hereinafter referred to as PR
A) forms the core 11. In addition,
A method for producing a fiber-type optical wavelength conversion element using such an organic nonlinear optical material as a core is described in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-231945.

基本波発生手段としての半導体レーザ(波長:870 
nm) 1[1から射出された発散ビームであるレーザ
光(基本波)15はコリメーターレンズ17によって平
行ビームとされ、アナモルフィックプリズムペアー18
によってビーム断面形状が正円形に整形され、さらに集
束光学系20によって集光され、コア11の端面11a
上においてそれと同径(本例では1.2μm)の小さな
スポットPに集束する。それにより該レーザ光15が光
波長変換素子lo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 (−4
35nm)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、その外表
面と周囲媒質(通常は空気)との界面の間で全反射を繰
り返して素子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の場合)。
Semiconductor laser (wavelength: 870
The laser beam (fundamental wave) 15, which is a diverging beam emitted from the laser beam (nm) 1
The cross-sectional shape of the beam is shaped into a perfect circle, and the beam is further focused by the focusing optical system 20, and the beam is focused on the end face 11a of the core 11.
The light is focused on a small spot P with the same diameter (1.2 μm in this example) at the top. Thereby, the laser beam 15 enters into the optical wavelength conversion element lo. This fundamental wave 15 has a wavelength of 1/2 (-4
35 nm) into the second harmonic 15'. This second harmonic wave 15' is radiated into the cladding 12, undergoes repeated total reflection between the interface between the outer surface of the cladding 12 and the surrounding medium (usually air), and travels inside the element 10 toward the end face side. Phase matching is
The waveguide mode in the core part of the fundamental wave 15 and the second harmonic 15
′ (in the case of so-called Cerenkov radiation).

光波長変換素子10の出射端面fobからは、上記第2
高調波15′ を含むビーム15”が出射する。この出
射ビーム15“は図示しないフィルターに通され、第2
高調波15’ のみが取り出されて利用される。
From the output end face fob of the optical wavelength conversion element 10, the second
A beam 15'' containing harmonics 15' is emitted. This emitted beam 15'' is passed through a filter (not shown), and a second
Only the harmonic 15' is extracted and used.

ここで、上述のように小さなビームスポットPに集束し
たレーザ光15は、光波長変換素子IOへの入力結合効
率を高めるために、コア端面11aに対して、例えば誤
差±0.1μmの精度で正確に同心かつ同径状に照射さ
れる必要がある。そのため本装置においては集束光学系
20が、焦点距離fl−4mmの第1のレンズ(凸レン
ズ)21と、それよりも十分に長い焦点距離fz =2
00 mmを有し、第1のレンズ21よりも半導体レー
ザ16側に配された第2のレンズ(凸レンズ)22とか
ら構成されている。そしてこの第2のレンズ22は、第
1のレンズ21の保持枠23とは別体の保持枠24に保
持され、第1のレンズ21とは独立して光軸方向2と、
光軸方向と直角でかつ互いに直交するXS”/方向に移
動可能とされている。
Here, in order to increase the input coupling efficiency to the optical wavelength conversion element IO, the laser beam 15 focused on the small beam spot P as described above is applied to the core end surface 11a with an accuracy of, for example, ±0.1 μm. It is necessary to irradiate accurately concentrically and with the same diameter. Therefore, in this device, the focusing optical system 20 includes a first lens (convex lens) 21 with a focal length fl-4 mm and a focal length fz = 2 which is sufficiently longer than that.
00 mm, and a second lens (convex lens) 22 arranged closer to the semiconductor laser 16 than the first lens 21. The second lens 22 is held in a holding frame 24 that is separate from the holding frame 23 of the first lens 21, and independently of the first lens 21 in the optical axis direction 2.
It is possible to move in the XS''/direction that is perpendicular to the optical axis direction and perpendicular to each other.

前述の(1)式において、ΔX−0,1μmとすると、
この場合f 1/ f z −4/200 =0.02
であるから、Δx−5μmとなる。つまり換言すれば、
第2のレンズ22のx、y方向の位置調整を±5μmの
誤差で行ない得れば(これは十分可能である)、上記ビ
ームスポットPのX%Y方向位置調整を誤差±0.1μ
mで精度良く行なうことかできる。
In the above equation (1), if ΔX-0.1 μm,
In this case f 1/ f z -4/200 = 0.02
Therefore, Δx-5 μm. In other words,
If the position of the second lens 22 in the x and y directions can be adjusted with an error of ±5 μm (this is fully possible), the position of the beam spot P in the X% and Y directions can be adjusted with an error of ±0.1 μm.
It can be done with high precision using m.

同様にして上記ビームスポットPの2方向の位置調整に
ついては、前記(2)式より ΔZ= (4/200 ) 2Δ2 であるから、ビームスポット位置の許容誤差をΔZ−±
1μmとすれば、Δ2−±2.5 mmとなる。
Similarly, regarding the two-direction position adjustment of the beam spot P, from the equation (2) above, ΔZ = (4/200) 2Δ2, so the allowable error of the beam spot position can be calculated as ΔZ-±
If it is 1 μm, it will be Δ2−±2.5 mm.

つまり、第2のレンズ22の2方向の位置調整を±2’
、5mmの誤差で行ない得れば(これも十分可能である
)、ビームスポットPの2方向位置調整を誤差±1μm
で精度良く行なうことができる。
In other words, the position adjustment of the second lens 22 in two directions is ±2'.
, if it is possible to adjust the position of the beam spot P in two directions with an error of ±1 μm (this is also possible).
It can be done with high precision.

なお上記のように長い焦点距離の第2のレンズ22が用
いられていても、コア端面11aの上で集束するレーザ
光15は、最終的には焦点距離f1−4mmと短い第1
のレンズ21から出射するようにされているので、装置
かいたずらに長大化することはない。
Note that even if the second lens 22 with a long focal length is used as described above, the laser beam 15 that is focused on the core end face 11a is ultimately focused on the first lens with a short focal length of f1-4 mm.
Since the light is emitted from the lens 21, the device does not become unnecessarily long.

次に、第3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3図において、前記第2図中の要素
と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明
は特に必要の無い限り省略する。この装置においては集
束光学系20が、前述の第1のレンズ21および第2の
レンズ22に加えて、さらに第3のレンズ33を備えて
いる。本例では、この第3のレンズ33の焦点距離f3
=2000mmとされている。そしてこの第3のレンズ
33も、前述の保持枠23.24とは別の保持枠34に
保持され、第1、第2のレンズ21.22とは独立して
位置調整可能とされている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this FIG. 3, elements equivalent to those in FIG. 2 are given the same numbers, and explanations thereof will be omitted unless particularly necessary. In this device, the focusing optical system 20 includes a third lens 33 in addition to the first lens 21 and second lens 22 described above. In this example, the focal length f3 of this third lens 33 is
=2000mm. This third lens 33 is also held in a holding frame 34 different from the holding frames 23.24 described above, and its position can be adjusted independently of the first and second lenses 21.22.

この場合、ΔX=(fx/f3)ΔX であるので、ΔX= (4/2000)ΔXとなる。し
たがってこの第3のレンズ33を移動させてビームスボ
ッl−Pのx、y方向位置調整をすることにより、第1
実施例と比べればさらに1桁高い精度の光学調整が可能
となる。
In this case, ΔX=(fx/f3)ΔX, so ΔX=(4/2000)ΔX. Therefore, by moving this third lens 33 and adjusting the position of the beam sub-P in the x and y directions, the first
Compared to the embodiment, optical adjustment can be performed with an order of magnitude higher precision.

なおこの構成においては、比較的粗い微調整を第2のレ
ンズ22を用いて行ない、極めて精密な微調整は第3の
レンズ33を用いて行なうようにすれば便利である。
In this configuration, it is convenient to use the second lens 22 for comparatively rough fine adjustments and to use the third lens 33 for extremely precise fine adjustments.

以上述べた実施例においては、第2のレンズ22として
凸レンズが用いられているが、本発明においてはこの第
2のレンズとして凹レンズが用いられてもよい。また第
1、第2および第3のレンズとしては、単レンズに限ら
ず、組合せレンズが用いられても構わない。
In the embodiments described above, a convex lens is used as the second lens 22, but in the present invention, a concave lens may be used as the second lens. Furthermore, the first, second, and third lenses are not limited to single lenses, and combination lenses may be used.

また本発明は、ファイバー型の光波長変換素子以外、前
述の2次元あるいは3次元光導波路型の光波長変換素子
を用いる場合においても同様に適用可能であり、さらに
は、基本波を第2高調波に変換する場合のみならす、前
述の第3高調波等に変換する場合においても適用可能で
ある。
Furthermore, the present invention is similarly applicable to cases where the above-mentioned two-dimensional or three-dimensional optical waveguide type optical wavelength conversion element is used other than the fiber type optical wavelength conversion element. The present invention is applicable not only to the case of converting to a wave, but also to the case of converting to the above-mentioned third harmonic.

(発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明の光波長変換装置におい
ては、基本波を小さなビームスポットに絞って光波長変
換素子の導波部端面に照射する集束光学系か、焦点距離
の絶対値が比較的小さい第1のレンズと、焦点距離の絶
対値が比較的大きくて第1のレンズよりも光源側に配さ
れた第2のレンズとを備え、この第2のレンズが第1の
レンズと独立して位置調整可能とされているから、該第
2のレンズを比較的粗い精度で位置調整しても、上記ビ
ームスポットの位置調整を極めて高精度に行なうことが
可能となる。したがって本装置によれば、光学調整は容
易にして、光波長変換素子への基本波入力効率を高め、
高強度の波長変換波を得ることが可能となる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, in the optical wavelength conversion device of the present invention, a focusing optical system that focuses the fundamental wave into a small beam spot and irradiates it onto the end face of the waveguide of the optical wavelength conversion element, or A first lens having a relatively small absolute value, and a second lens having a relatively large absolute value of focal length and disposed closer to the light source than the first lens. Since the position of the second lens can be adjusted independently of the second lens, even if the position of the second lens is adjusted with relatively rough accuracy, the position of the beam spot can be adjusted with extremely high accuracy. Therefore, according to this device, optical adjustment is facilitated, the fundamental wave input efficiency to the optical wavelength conversion element is increased, and
It becomes possible to obtain high-intensity wavelength-converted waves.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1−図は本発明の第1一実施例を示す概略側面図、第
2図は上記第1実施例装置の光波長変換素子を詳しく示
す斜視図、 第3図は本発明の第2実施例を示す概略側面図、第4図
は従来の光波長変換装置の一例を示す概略側面図である
。 10・・・光波長変換素子  11・・・コア12・・
・クラッド     15・・・レーザ光(基本波)】
6・・・半導体レーザ   17・・・コリメーターレ
ンズ20・・・集束光学系    21・・・第1のレ
ンズ22・・・第2のレンズ   23.24.34・
・・保持枠33・・・第3のレンズ
Figure 1 is a schematic side view showing an eleventh embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing details of the optical wavelength conversion element of the device of the first embodiment, and Figure 3 is a second embodiment of the present invention. Schematic side view showing an example. FIG. 4 is a schematic side view showing an example of a conventional optical wavelength conversion device. 10... Optical wavelength conversion element 11... Core 12...
・Clad 15...Laser light (fundamental wave)]
6... Semiconductor laser 17... Collimator lens 20... Focusing optical system 21... First lens 22... Second lens 23.24.34.
...Holding frame 33...Third lens

Claims (1)

【特許請求の範囲】 クラッド部と、それよりも高屈折率で該クラッド部内に
配された導波部とを有し、これらクラッド部と導波部の
少なくとも一方が非線形光学材料から形成されてなり、
前記導波部を導波した基本波を波長変換する光波長変換
素子と、 基本波としてのレーザ光を発するレーザ光源と、このレ
ーザ光を小さなスポットに絞って前記導波部の端面に照
射する集束光学系とからなる光波長変換装置において、 前記集束光学系が、焦点距離の絶対値が比較的小さい第
1のレンズと、焦点距離の絶対値が比較的大きくて第1
のレンズよりも前記レーザ光源側に配された第2のレン
ズとを備え、 この第2のレンズが、第1のレンズと独立して位置調整
可能とされていることを特徴とする光波長変換装置。
[Scope of Claims] It has a cladding part and a waveguide part having a higher refractive index and disposed within the cladding part, and at least one of the cladding part and the waveguide part is made of a nonlinear optical material. Become,
an optical wavelength conversion element that converts the wavelength of the fundamental wave guided through the waveguide; a laser light source that emits laser light as the fundamental wave; and a laser light source that focuses the laser light into a small spot and irradiates it onto the end face of the waveguide. In an optical wavelength conversion device comprising a focusing optical system, the focusing optical system includes a first lens having a relatively small absolute value of the focal length, and a first lens having a relatively large absolute value of the focal length.
and a second lens disposed closer to the laser light source than the lens, the second lens being able to adjust its position independently of the first lens. Device.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100296386B1 (en) * 1994-07-28 2001-10-22 윤종용 Laser beam profile deformation method and apparatus and fiber optic grating processing method
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JP2010534356A (en) * 2007-07-20 2010-11-04 コーニング インコーポレイテッド Optical configuration for wavelength-converted laser source.

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