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JPH02250043A - Optical wavelength converting element - Google Patents

Optical wavelength converting element

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Publication number
JPH02250043A
JPH02250043A JP30914587A JP30914587A JPH02250043A JP H02250043 A JPH02250043 A JP H02250043A JP 30914587 A JP30914587 A JP 30914587A JP 30914587 A JP30914587 A JP 30914587A JP H02250043 A JPH02250043 A JP H02250043A
Authority
JP
Japan
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wavelength conversion
face
optical wavelength
conversion element
core
Prior art date
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Granted
Application number
JP30914587A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2641053B2 (en
Inventor
Koji Kamiyama
神山 宏二
Yoji Okazaki
洋二 岡崎
Masaki Okazaki
正樹 岡崎
Seiichi Kubodera
久保寺 征一
Shozo Takeuchi
竹内 昌三
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 US07/154,709 priority Critical patent/US4830447A/en
Publication of JPH02250043A publication Critical patent/JPH02250043A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2641053B2 publication Critical patent/JP2641053B2/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent sublimation or reforming as direct contact with air, etc., is averted by using an org. nonlinear optical material, and providing shielding layers which shut off the end faces of the element including the end faces of this material and an ambient temp. atmosphere on these end faces. CONSTITUTION:The org. nonlinear optical material having high wavelength conversion efficiency is used as the org. nonlinear optical material of an optical fiber formed by packing a core 11 consisting of the org. nonlinear optical material into the hollow part at the center of a clad 12. For example, the core 11 is formed of MNA(2-methyl-4-nitroaniline). The shielding layers 13a, 13b are respectively formed on the element end faces 20a, 20b inclusive of the end face of the core 11 consisting of this MNA. The reflection of basic waves 15 on the element end faces decreases and the incident efficiency of the basic waves 15 are enhanced if the shielding layers are previously formed of the material having the refractive index lower than the refractive index of the materials of the core 11 and the clad 12. The direct contact of the core 11 consisting of the MNA which is the org. material with the atmosphere, such as air is averted and, therefore, the sublimation and reforming of the core 11 are prevented.

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高調波に変
換する光波長変換素子、特に詳細には有機非線形光学材
料を用いた光波長変換素子に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention is an optical wavelength conversion element that converts a fundamental wave into a second harmonic of half the wavelength thereof, particularly an optical wavelength conversion element that uses an organic nonlinear optical material. The present invention relates to an optical 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、レーザー光を波長変換(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JA、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, as an optical wavelength conversion element that performs wavelength conversion in this way, for example, there is a bulk optical device as shown in "Fundamentals of Optoelectronics JA," written by YARIV, translated by Kunio Tada and Takeshi Kamiya (Maruzen Co., Ltd.), pages 200-204. Crystal type devices are well known. However, since this optical wavelength conversion element uses the birefringence of the crystal to satisfy the phase matching condition, it is possible to use materials with no or small birefringence even if the nonlinearity is large. The problem was that it was not available.

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クループ機関誌VOL、3.Na3
.p28〜B2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。また、例えば本出願人による特願昭61
−159292号、同61−159293号明細書に示
されるように、クラッド層となる2枚の基板の間に非線
形光学材料からなる光導波路を形成した先導波路型の光
波長変換素子も知られている。この先導波路型の光波長
変換素子も、上述のような特長を有している。
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. Na3
.. An example is shown on p28-B2. 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. . In addition, for example, the patent application filed in 1983 by the present applicant
159292 and 61-159293, a leading waveguide type optical wavelength conversion element in which an optical waveguide made of a nonlinear optical material is formed between two substrates serving as a cladding layer is also known. There is. This guided waveguide type optical wavelength conversion element also has the above-mentioned features.

ところで、近時、これらファイバー型、光導波路型の光
波長変換素子において、非線形光学材料として単結晶の
有機非線形光学材料を用いる提案が種々なされている。
Incidentally, in recent years, various proposals have been made to use single-crystal organic nonlinear optical materials as nonlinear optical materials in these fiber type and optical waveguide type optical wavelength conversion elements.

この有機非線形光学材料は、無機材料に比べて非線形光
学定数が極めて大きいので、この有機非線形光学材料を
用いれば高い波長変換効率を得ることが可能となるので
ある。この有機非線形光学材料としては、例えば特開昭
60−250334号及び”Non1lner 0pt
icalP ropertles o(’  Orga
nic and  P olymeric  Mate
rtals’Acs  SYMPO8IUM  5ER
IES  223. Davld  J、 Willi
ams編(Aseriean Chemical 5o
ciety、  1983年刊)、「有機非線形光学材
料」加藤政雄、中西へ部監修(シー・エム・シー社、1
985年刊)等に示されるMNA (2−メチル−4−
ニトロアニリン)、mNA (メタニトロアニリン) 
、POM (3−メチル−4−二トロビリジン−1−オ
キサイド)、尿素、さらには本出願人による特願昭61
−53884号明細書に示される3、5−ジメチル−1
−(4−ニトロフェニル)ピラゾール、3.5−ジメチ
ル−1−(4−ニトロフェニル)−1,2゜4−トリア
ゾール、2−エチル−1−(4−ニトロフェニル)イミ
ダゾール、1−(4−ニトロフェニル)ビロール、2−
ジメチルアミノ1−5ニトロアセトアニリド、5−ニト
ロ−21x’O’Jジノアセトアニリド、3−メチル−
4−二トロピリジンーN−オキシド等が挙げられる。例
えばMNAは、無機非線形光学材料であるLiNbO3
に比べると2000倍程度高い波長変換効率を有するの
で、この有機非線形光学材料を用いて光波長変換素子を
形成すれば、−船釣な小型かつ低コストの半導体レーザ
ーからの赤外レーザー光を基本波として第2高調波を発
生させることにより、青領域の短波長レーザー光を得る
ことも可能となる。
Since this organic nonlinear optical material has an extremely large nonlinear optical constant compared to inorganic materials, it is possible to obtain high wavelength conversion efficiency by using this organic nonlinear optical material. As this organic nonlinear optical material, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 60-250334 and "Nonlner 0pt
icalPropertles o('Orga
nic and Polymeric Mate
rtals'Acs SYMPO8IUM 5ER
IES 223. Davld J, Willi
ams edition (Aserian Chemical 5o
``Organic Nonlinear Optical Materials,'' edited by Masao Kato and He Nakanishi (CMC Publishing Co., Ltd., 1983).
MNA (2-methyl-4-
nitroaniline), mNA (metanitroaniline)
, POM (3-methyl-4-nitroviridine-1-oxide), urea, and also patent application filed in 1982 by the applicant.
3,5-dimethyl-1 shown in specification No.-53884
-(4-nitrophenyl)pyrazole, 3.5-dimethyl-1-(4-nitrophenyl)-1,2゜4-triazole, 2-ethyl-1-(4-nitrophenyl)imidazole, 1-(4 -nitrophenyl)virol, 2-
Dimethylamino 1-5 nitroacetanilide, 5-nitro-21x'O'J dinoacetanilide, 3-methyl-
Examples include 4-nitropyridine-N-oxide. For example, MNA is LiNbO3, which is an inorganic nonlinear optical material.
It has a wavelength conversion efficiency that is about 2000 times higher than that of organic nonlinear optical materials, so if an optical wavelength conversion element is formed using this organic nonlinear optical material, it is possible to convert infrared laser light from a small and low-cost semiconductor laser that can be used on a boat. By generating the second harmonic as a wave, it is also possible to obtain short wavelength laser light in the blue region.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、上述の有機非線形光学材料によって光ファイ
バーのコア、あるいは光導波路を構成して得られたファ
イバー型あるいは先導波路型の光波長変換素子にあって
は、従来、波長変換効率および基本波の入射結合効率が
時間経過にともなって著しく悪化する、という問題が認
められていた。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in fiber-type or leading waveguide-type optical wavelength conversion elements obtained by constructing the core of an optical fiber or optical waveguide using the above-mentioned organic nonlinear optical material, conventional It has been recognized that the wavelength conversion efficiency and fundamental wave incident coupling efficiency deteriorate significantly over time.

すなわち、光波長変換素子を構成する有機非線形光学材
料は、その端面において周囲の空気等の雰囲気と接する
ので、この部分から昇華して単結晶部分が短くなり、あ
るいは変成して単結晶でなくなってしまって上述の問題
を招くのである。
In other words, the organic nonlinear optical material constituting the optical wavelength conversion element comes into contact with the surrounding air or other atmosphere at its end face, so it sublimes from this part, shortening the single crystal part, or metamorphoses and ceases to be a single crystal. This results in the above-mentioned problem.

そこで本発明は、上記の問題を解決しうる光波長変換素
子を提供することを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical wavelength conversion element that can solve the above problems.

(問題点を解決するための手段及び作用)本発明の光波
長変換素子は、先に述べたような有機非線形光学材料を
用いたファイバー型あるいは光導波路型の光波長変換素
子において、有機非線形光学材料の端面を含む素子端面
に、該端面と周囲雰囲気とを遮断する遮断層が設けられ
たことを特徴とするものである。
(Means and effects for solving the problem) The optical wavelength conversion element of the present invention is a fiber type or optical waveguide type optical wavelength conversion element using an organic nonlinear optical material as described above. The device is characterized in that a blocking layer is provided on the element end face including the end face of the material to isolate the end face from the surrounding atmosphere.

上記のような遮断層が設けられていれば、有機非線形光
学材料の端面は空気等の雰囲気と直接接しなくなるので
、前述した昇華あるいは変成が防止される。
If the above-mentioned blocking layer is provided, the end face of the organic nonlinear optical material will not be in direct contact with the atmosphere such as air, so that the above-mentioned sublimation or metamorphosis can be prevented.

また第2高調波が出射する素子端面の遮断層を、第2高
調波を透過させる一方基本波を吸収するフィルター層と
しておけば、従来第2高調波と基本波とを分離させるた
めに光波長変換素子と別途設けられていたフィルターが
不要となり、光波長変換デバイスの小型化が達成される
ので好ましい。
Furthermore, if the blocking layer on the end face of the element from which the second harmonic is emitted is a filter layer that allows the second harmonic to pass through but absorbs the fundamental wave, it is possible to separate the second harmonic from the fundamental wave. This is preferable because it eliminates the need for a conversion element and a separate filter, and the optical wavelength conversion device can be miniaturized.

また上記遮断層は、−船釣な塗布層とする他、素子端部
に嵌合固定されたキャップ状構造物としても構わない。
Further, the above-mentioned blocking layer may be a thin coated layer, or may be a cap-like structure fitted and fixed to the end of the element.

このようなキャップ状構造物からなる遮断層は、剥離の
問題が無いから端面と周囲雰囲気との遮断がより確実に
なる、作成が容易である、素子保持部分として活用でき
る等の点で有利である。
A barrier layer made of such a cap-like structure is advantageous in that there is no problem of peeling, so the end face is more reliably isolated from the surrounding atmosphere, it is easy to create, and it can be used as an element holding part. be.

(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実施例〉 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1
0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が用いられる。本例
では特にMNAによってコアUを形成している。そして
このMNAからなるコア11の端面を含む素子端面10
a、10b上には、それぞれ遮断層13a、 13bが
形成されている。
<First Example> FIGS. 1 and 2 show an optical wavelength conversion element 10 according to a first example of the present invention. This optical wavelength conversion element 1
0 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, an organic nonlinear optical material with high wavelength conversion efficiency is used as described above. In this example, the core U is particularly formed of MNA. And an element end face 10 including the end face of the core 11 made of this MNA.
Blocking layers 13a and 13b are formed on a and 10b, respectively.

ここで、−例としてコアllを上述のMNA、クラッド
12をパイレックスガラス、遮断層13a、13bをポ
リトリフルオロイソプロピルメタクリレートから形成す
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100μm程度で、中空部の径
が2〜10μm程度のものである。そして第3図に示す
ように、炉内等においてM N A 11’ を融液状
態に保ち、この融液内にガラ、スフアイバー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MNAllo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、M N A 11’
 の分解を防止するため、その融点(132℃)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M N A 1
1’が多結晶化する。
Here, as an example, a method for manufacturing the optical wavelength conversion element 10 will be described in the case where the core 11 is formed from the above-mentioned MNA, the cladding 12 is formed from Pyrex glass, and the blocking layers 13a and 13b are formed from polytrifluoroisopropyl methacrylate. First, a hollow glass fiber 12' which will become the cladding 12 is prepared. This glass fiber 12
For example, the outer diameter is about 100 μm and the diameter of the hollow part is about 2 to 10 μm. Then, as shown in FIG. 3, M N A 11' is kept in a melt state in a furnace or the like, and one end of the glass fiber 12° is immersed into this melt. Then, due to capillarity, MNAllo in a molten state enters the hollow portion of the glass fiber 12'. The temperature of the melt is M N A 11'
In order to prevent decomposition of , the temperature is slightly higher than its melting point (132°C). Then glass fiber 12°
When it was rapidly cooled, MNA 1, which had entered the hollow part,
1' becomes polycrystalline.

なお、さらに好ましくはこの光ファイバー12゜を、M
 N A 11’の融点より高い温度に保たれた炉内か
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MNAII’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。
Furthermore, more preferably, this optical fiber 12° is M
By gradually drawing out the inside of the furnace, which is maintained at a temperature higher than the melting point of N A 11', to the outside of the furnace, which is maintained at a temperature lower than the melting point, MNA II' in a molten state is made into a single crystal from the part drawn out of the furnace. to become As a result, an extremely long core 11 in a single crystal state with a uniform crystal orientation is formed, and the optical wavelength conversion element 10 can be made sufficiently long.

周知のようにこの種の光波長変換素子の波長変換効率は
素子の長さに比例するので、光波長変換素子は長いほど
実用的価値が高くなる。
As is well known, the wavelength conversion efficiency of this type of optical wavelength conversion element is proportional to the length of the element, so the longer the optical wavelength conversion element is, the higher its practical value becomes.

以上述べたようにしてコア11が充てんされた後、適宜
両端が切断されたガラスファイバー12′ の両端面に
は、ポリトリフルオロイソプロピルメタクリレートが塗
布されて遮断層13a、 13bが形成される。この遮
断層13a、13bの形成は、例えば20gのポリトリ
フルオロイソブロビルメタクリレ−トをメチルエチルケ
トン1zに溶解して塗布液を調製し、この液中にファイ
バー両端部を浸漬後、乾燥するという工程によって行な
われる。それにより第1図および第2図に示すような光
波長変換素子10が得られる。なお遮断層13a、13
bは例えば厚さ1μm程度に形成される。
After the core 11 is filled as described above, polytrifluoroisopropyl methacrylate is applied to both end surfaces of the glass fiber 12', which has been cut at both ends, to form barrier layers 13a and 13b. The formation of the barrier layers 13a and 13b is performed by preparing a coating solution by dissolving, for example, 20 g of polytrifluoroisobrobyl methacrylate in methyl ethyl ketone 1z, immersing both ends of the fiber in this solution, and then drying. It is carried out by As a result, an optical wavelength conversion element 10 as shown in FIGS. 1 and 2 is obtained. Note that the blocking layers 13a, 13
b is formed to have a thickness of about 1 μm, for example.

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15は、素子IOの入射端面1
0aからコア11内に入射される。基本波発生手段とし
ては例えばQスイッチYAGレーザー(波長: 101
060n!8が用いられ、対物レンズ17で集光したレ
ーザー光(基本波) 15を遮断層18a越しにコア部
の素子端面10aに照射することにより、該レーザー光
15を光波長変換素子10内に入射させる。この基本波
15は、コア11を構成するMNA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1
5′ はクラッド12の外表面の間で全反射を繰り返し
て素子10内を進行する。位相整合は例えば、基本波1
5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行なわれる(いわゆる
チェレンコフ放射の場合)。
The optical wavelength conversion element 10 is used as shown in FIG. That is, the fundamental wave 15 is the incident end face 1 of the element IO.
The light is input into the core 11 from 0a. For example, a Q-switched YAG laser (wavelength: 101
060n! 8 is used, and by irradiating the laser beam (fundamental wave) 15 focused by the objective lens 17 onto the element end face 10a of the core portion through the blocking layer 18a, the laser beam 15 is made incident into the optical wavelength conversion element 10. let The wavelength of this fundamental wave 15 is 1/1 by the MNA constituting the core 11.
2 is converted into the second harmonic 15″.This second harmonic 1
5' travels within the element 10 by repeating total reflection between the outer surfaces of the cladding 12. For example, the phase matching is based on the fundamental wave 1
The waveguide mode of the second harmonic wave 15' in the core section and the radiation mode of the second harmonic wave 15' to the cladding section (in the case of so-called Cerenkov radiation).

光波長変換素子lOの出射端面tob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、遮断層13bを透過して素子外に出射
し、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 tob of the optical wavelength conversion element IO, the second
A beam 15" containing a harmonic of 15° is emitted. This emitted beam 15" passes through the blocking layer 13b and is emitted outside the element, and is passed through a filter (not shown) to produce a second harmonic of 15°.
only those are taken out and used.

ここでコア11、クラッド12、遮断層13a、 13
bをそれぞれ構成するMNA、パイレックスガラス、ポ
リトリフルオロイソプロピルメタクリレートの各屈折率
nl 、n2 、n3について説明する。例えば前述の
波長11060nのYAGレーザーに対する各屈折率は
以下の通りである。
Here, a core 11, a cladding 12, a barrier layer 13a, 13
The refractive indexes nl, n2, and n3 of MNA, Pyrex glass, and polytrifluoroisopropyl methacrylate, which constitute b, respectively, will be explained. For example, the refractive indexes for the YAG laser having a wavelength of 11060 nm described above are as follows.

nl     1.496 n2   1,464 n3    1.41 (ここでrJ−1,496の値は実効的な屈折率である
。)このように、コア11およびクラッド12の材料よ
りも低屈折率の材料で遮断層13aを形成しておけば、
遮断層13aを設けない場合に比べて基本波15の素子
端面における反射が減少し、基本波15の入射効率が高
められる。
nl 1.496 n2 1,464 n3 1.41 (Here, the value of rJ-1,496 is the effective refractive index.) In this way, the material with a lower refractive index than the material of the core 11 and the cladding 12 If the blocking layer 13a is formed in
Compared to the case where the blocking layer 13a is not provided, the reflection of the fundamental wave 15 at the element end face is reduced, and the incidence efficiency of the fundamental wave 15 is increased.

そして上述のような遮断層13aおよび13bが設けら
れていれば、有機材料であるMNAからなるコア11が
空気等の雰囲気に直接接しなくなるので、このコア11
の昇華および変成が防止される。以下、この昇華および
変成防止の効果を具体的に説明する。
If the above-described blocking layers 13a and 13b are provided, the core 11 made of MNA, which is an organic material, will not be in direct contact with the atmosphere such as air.
Sublimation and metamorphosis of The effect of preventing sublimation and metamorphosis will be specifically explained below.

以上述べた本実施例の光波長変換素子10と、遮断層1
3a、 13bを形成しない点以外はこの実施例の光波
長変換素子10と全く同様に形成した光波長変換素子と
を、温度25℃、湿度10%の空気中に2週間放置した
後、コア11の端面の変化を調べた。
The optical wavelength conversion element 10 of this embodiment described above and the blocking layer 1
The optical wavelength converting element 10 of this example and the optical wavelength converting element formed in exactly the same way as the optical wavelength converting element 10 of this example except that 3a and 13b were not formed were left in air at a temperature of 25° C. and a humidity of 10% for two weeks, and then the core 11 We investigated the changes in the end face.

遮断層13a、 13bを形成していない光波長変換素
子においては、コア端面から10μmの長さの範囲に昇
華あるいは変成が認められたが、遮断層13a118b
を設けた本実施例の光波長変換素子101;おいては、
変化が全く認められなかった。
In the optical wavelength conversion element in which the blocking layers 13a and 13b were not formed, sublimation or metamorphosis was observed within a length range of 10 μm from the core end surface, but the blocking layers 13a and 118b
In the optical wavelength conversion element 101 of this embodiment provided with
No changes were observed.

またコアを前述の3,5−ジメチル−1−(4ニトロフ
エニル)ピラゾールから形成した光波長変換素子、3,
5−ジメチル−1−(4−ニトロフェニル)−1,2,
4−)リアゾールから形成した光波長変換素子について
も上記と同じ温度、湿度条件の下で、遮断層による昇華
あるいは変成防止の効果を調べた。その結果、前者にお
いて遮断層を設けないものはコア端面から40μmの長
さの範囲に昇華あるいは変成が認められたのに対し、遮
断層を設けたものにおいては変化が全く認められなかっ
た。また後者において遮断層を設けないものはコア端面
から20μmの長さの範囲に昇華あるいは変成が認めら
れたのに対し、遮断層を設けたものにおいては変化が全
く認められなかった。
Further, a light wavelength conversion element having a core formed from the above-mentioned 3,5-dimethyl-1-(4nitrophenyl)pyrazole, 3,
5-dimethyl-1-(4-nitrophenyl)-1,2,
4-) The effect of the blocking layer on preventing sublimation or metamorphosis was also investigated under the same temperature and humidity conditions as above for the optical wavelength conversion element formed from lyazole. As a result, in the former case, sublimation or metamorphosis was observed in a length range of 40 μm from the core end face in the case where the barrier layer was not provided, whereas no change was observed in the case where the barrier layer was provided. Further, in the latter case, sublimation or metamorphosis was observed in a length range of 20 μm from the core end face in the case without the barrier layer, whereas no change was observed in the case in which the barrier layer was provided.

く第2実施例〉 次に本発明の第2実施例について説明する。この第2実
施例の光波長変換素子は、第1.2図で説明した遮断層
13a、13bの材料が第1実施例におけるものと異な
っているだけで、その他は第1実施例の光波長変換素子
lOと同様に形成される。
Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described. The optical wavelength conversion element of this second embodiment is different from that of the first embodiment only in the materials of the blocking layers 13a and 13b explained in FIG. It is formed similarly to the conversion element IO.

したがって以下、第1.2図に付した番号を流用して説
明を行なう。本実施例において遮断層13a1l3bは
、トリフロロエチルアクリル酸ポリマーから形成される
。具体的にこの遮断層13aS18bの形成は、例えば
メチルエチルケトン19Jに20gのトリフロロエチル
アクリル酸ポリマーを溶解し、特に第2高調波出射側の
遮断層13b用には下式で示される色素1gも溶解して
塗布液を調製し、これらの液をファイバー両端面に塗布
後、乾燥するという工程によって行なわれる。それによ
り第1図および第2図に示すような光波長変換素子10
が得られる。なお遮断層13a、13bは例えば厚さ数
μm〜数10μm程度に形成される。
Therefore, the explanation will be given below using the numbers given in FIG. 1.2. In this embodiment, the barrier layer 13a113b is formed from trifluoroethyl acrylic acid polymer. Specifically, the blocking layer 13aS18b is formed by dissolving 20 g of trifluoroethyl acrylic acid polymer in methyl ethyl ketone 19J, and in particular, for the blocking layer 13b on the second harmonic emission side, 1 g of the dye represented by the following formula is also dissolved. The process involves preparing a coating liquid, applying these liquids to both end faces of the fiber, and then drying. As a result, the optical wavelength conversion element 10 as shown in FIGS. 1 and 2
is obtained. The blocking layers 13a and 13b are formed to have a thickness of, for example, several micrometers to several tens of micrometers.

このようにして形成された第2実施例の光波長変換素子
も、第1実施例の光波長変換素子lOと同様、第2図図
示のようにして使用される。すなわち、光波長変換素子
の出射端面1(lbからは、第2高調波15′ と基本
波15とが混合したビーム15”が出射する。この出射
ビーム15”は、遮断層13bを透過して素子外に出射
する。ここで、この遮断層13bに含まれている前述の
色素の分子吸光係数εは、波長11060nの基本波1
5に対して15000、波長530nmの第2高調波1
5’ に対して1500である。したがってこの遮断層
13bは、基本波15はほとんど吸収する一方、第2高
調波15゜は良好に透過させるフィルターとして作用し
、数層13bにより第2高調波15′のみが取り出され
て利用される。
The optical wavelength conversion element of the second embodiment thus formed is also used as shown in FIG. 2, similarly to the optical wavelength conversion element 1O of the first embodiment. That is, a beam 15'', which is a mixture of the second harmonic 15' and the fundamental wave 15, is emitted from the output end face 1 (lb) of the optical wavelength conversion element. This output beam 15'' is transmitted through the blocking layer 13b. Here, the molecular extinction coefficient ε of the dye contained in this blocking layer 13b is equal to the fundamental wave 1 with a wavelength of 11060n.
15000 for 5, second harmonic 1 with wavelength 530 nm
5' is 1500. Therefore, this blocking layer 13b acts as a filter that absorbs most of the fundamental wave 15, while effectively transmitting the second harmonic 15°, and only the second harmonic 15' is extracted and used by the several layers 13b. .

ここでコア11.クラッド12、遮断層13a、 13
bをそれぞれ構成するMNA、パイレックスガラス、ト
リフロロエチルアクリル酸ポリマーの各屈折率nl 、
nZ s n3について説明する。例えば前述の波長1
1060nのYAGレーザーに対する各屈折率は以下の
通りである。
Here core 11. Cladding 12, barrier layers 13a, 13
Each refractive index nl of MNA, Pyrex glass, and trifluoroethyl acrylic acid polymer constituting b, respectively,
nZ s n3 will be explained. For example, the wavelength 1 mentioned above
Each refractive index for a 1060n YAG laser is as follows.

nl    i、 496 n2  1.464 n3   1.407 (ここでnl−1,496の値は実効的な屈折率である
。)この場合も、コア11およびクラッド12の材料よ
りも低屈折率の材料で遮断層13aが形成されているか
ら、遮断層13aを設けない場合に比べて基本波15の
素子端面における反射が減少し、基本波15の入射効率
が高められる。
nl i, 496 n2 1.464 n3 1.407 (Here, the value of nl-1,496 is the effective refractive index.) Also in this case, a material with a lower refractive index than the material of the core 11 and the cladding 12 is used. Since the blocking layer 13a is formed, the reflection of the fundamental wave 15 at the element end face is reduced compared to the case where the blocking layer 13a is not provided, and the incidence efficiency of the fundamental wave 15 is increased.

そしてこの場合も、遮断層13aおよびtabが設けら
れていることにより、有機材料であるMNAからなるコ
ア11が空気等の雰囲気に直接接しなくなるので、この
コア11の昇華および変成が防止される。以下、この昇
華および変成防止の効果を具体的に説明する。
In this case as well, the provision of the blocking layers 13a and tab prevents the core 11 made of MNA, which is an organic material, from coming into direct contact with the atmosphere such as air, thereby preventing sublimation and metamorphosis of the core 11. The effect of preventing sublimation and metamorphosis will be specifically explained below.

以上述べた第2実施例の光波長変換素子と、遮断層13
a、 13bを形成しない意思外はこの実施例の光波長
変換素子と全く同様に形成した光波長変換素子とを、温
度25℃、湿度10%の空気中に2週間放置した後、コ
ア11の端面の変化を調べた。遮断層13a、 llb
を形成していない光波長変換素子においては、コア端面
から10μmの長さの範囲に昇華あるいは変成が認めら
れたが、遮断層13a。
The optical wavelength conversion element of the second embodiment described above and the blocking layer 13
An optical wavelength conversion element formed in exactly the same manner as the optical wavelength conversion element of this example except that the elements a and 13b were not formed was left in air at a temperature of 25° C. and a humidity of 10% for two weeks, and then the core 11 was removed. Changes in the end face were investigated. Barrier layer 13a, llb
In the optical wavelength conversion element that does not have the blocking layer 13a, sublimation or metamorphosis was observed within a length range of 10 μm from the core end surface.

13bを設けた本実施例の光波長変換素子においては、
変化が全く認められなかった。
In the optical wavelength conversion element of this example provided with 13b,
No changes were observed.

またコアを前述の3,5−ジメチル−1−(4ニトロフ
エニル)ピラゾールから形成した光波長変換素子、3.
5−ジメチル−1−(4−ニトロフェニル)−1,2,
4−)リアゾールから形成した光波長変換素子について
も上記と同じ温度、湿度条件の下で、遮断層による昇華
あるいは変成防止の効果を調べた。その結果、前者にお
いて遮断層を設けないものはコア端面から40μmの長
さの範囲に昇華あるいは変成が認められたのに対し、遮
断層を設けたものにおいては変化が全く認められなかっ
た。また後者において遮断層を設けないものはコア端面
から20μmの長さの範囲に昇華あるいは変成が認めら
れたのに対し、遮断層を設けたものにおいては変化が全
く認められなかった。
Also, an optical wavelength conversion element whose core is formed from the above-mentioned 3,5-dimethyl-1-(4nitrophenyl)pyrazole; 3.
5-dimethyl-1-(4-nitrophenyl)-1,2,
4-) The effect of the blocking layer on preventing sublimation or metamorphosis was also investigated under the same temperature and humidity conditions as above for the optical wavelength conversion element formed from lyazole. As a result, in the former case, sublimation or metamorphosis was observed in a length range of 40 μm from the core end face in the case where the barrier layer was not provided, whereas no change was observed in the case where the barrier layer was provided. Further, in the latter case, sublimation or metamorphosis was observed in a length range of 20 μm from the core end face in the case without the barrier layer, whereas no change was observed in the case in which the barrier layer was provided.

く第3実施例〉 次に本発明の第3実施例について、第4図を参照して説
明する。この第4図に示される光波長変換素子20は光
導波路型のものであり、クラッド層となる2枚のガラス
基板22.22の間に、有機非線形光学材料を充てんさ
せて先導波路21が形成された構造となっている。そし
て光入射端面となる素子端面2Oa上には遮断層23が
形成されている。これらの光導波路21.基板22、遮
断層23はそれぞれ例えば、前述のMNA、パイレック
スガラス、ポリトリフルオロイソプロピルメタクリレー
トから形成することができるし、基板22.22間への
MNAの充てん、そして遮断層23の形成も、基本的に
第1実施例で説明した方法によって行なわれつる。
Third Embodiment> Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The optical wavelength conversion element 20 shown in FIG. 4 is of an optical waveguide type, and a leading waveguide 21 is formed by filling an organic nonlinear optical material between two glass substrates 22 and 22 that serve as cladding layers. It has a built-in structure. A blocking layer 23 is formed on the element end face 2Oa, which is the light incident end face. These optical waveguides 21. The substrate 22 and the blocking layer 23 can be formed from, for example, the aforementioned MNA, Pyrex glass, or polytrifluoroisopropyl methacrylate, and the filling of MNA between the substrates 22 and 22 and the formation of the blocking layer 23 are basically the same. This is carried out by the method described in the first embodiment.

なお基板22.22の間に有機非線形光学材料を充てん
して光導波路を形成する方法については、例えば本出願
人による特願昭61−159292号明細書、同61−
159293号明細書に詳しい記載がなされている。
The method of forming an optical waveguide by filling the space between the substrates 22 and 22 with an organic nonlinear optical material is described, for example, in Japanese Patent Application No. 159292/1983 and No. 61-61 filed by the present applicant.
A detailed description is given in the specification of No. 159293.

また、図中上側のガラス基板22の上表面(光導波路2
1と反対側の表面)には、第2高調波出射用の集光性回
折格子(Focusing  Grating  Co
upler:以下FGCと称する)25が形成されてい
る。
In addition, the upper surface of the glass substrate 22 (the optical waveguide 2
1), there is a focusing grating for emitting the second harmonic.
upler (hereinafter referred to as FGC) 25 is formed.

以下、上記構成の第3実施例の光波長変換素子20の作
用について説明する。例えば前述のYAGレーザ−16
を基本波発生手段として用い、コリメータレンズ26で
集光したレーザー光(基本波)15を遮断層23越しに
素子端面20aに照射することにより、該レーザー光1
5を光導波路21内に入射させることができる。この基
本波としてのレーザー光15から第2高調波が生成され
、この第2高調波を含む光ビーム15’は基板22上の
FGC25から出射して1点に集束する。
Hereinafter, the operation of the optical wavelength conversion element 20 of the third embodiment having the above configuration will be explained. For example, the YAG laser-16 mentioned above
is used as a fundamental wave generating means, and the laser beam (fundamental wave) 15 focused by the collimator lens 26 is irradiated onto the element end face 20a through the blocking layer 23, thereby generating the laser beam 1.
5 can be made incident into the optical waveguide 21. A second harmonic is generated from the laser beam 15 as the fundamental wave, and a light beam 15' containing the second harmonic is emitted from the FGC 25 on the substrate 22 and focused on one point.

この第3実施例の光波長変換素子20においても、光導
波路21の端面を含む素子端面20aに遮断層23が形
成されているから、第1実施例の光波長変換素子IOに
おいて遮断層13aを設けたことによる作用効果と同様
の作用効果が得られる。
Also in the optical wavelength conversion element 20 of the third embodiment, since the blocking layer 23 is formed on the element end face 20a including the end face of the optical waveguide 21, the blocking layer 13a is formed in the optical wavelength conversion element IO of the first embodiment. It is possible to obtain the same effects as those obtained by providing this.

なお上記実施例においては、基本波入射端面となる素子
端面20aのみに遮断層23を形成しているが、基本波
が入射あるいは第2高調波が出射することのないその他
の素子端面20b、20cにも遮断層を設けて、有機非
線形光学材料からなる先導波路21の変成防止を図るよ
うにしてもよい。
In the above embodiment, the blocking layer 23 is formed only on the element end face 20a, which is the fundamental wave incident end face, but other element end faces 20b, 20c where the fundamental wave does not enter or the second harmonic does not exit. A blocking layer may also be provided in order to prevent metamorphosis of the leading waveguide 21 made of an organic nonlinear optical material.

また上記実施例では素子端面20aから素子内に基本波
を入射させるようにしているが、ガラス基板22の内表
面(光導波路21側の表面)に前述のような集光性回折
格子あるいは線状回折格子(Linear  Grat
 ing  Coupler)を設け、この回折格子を
介して基本波を光導波路21内に入射させるようにして
も構わない。このように基本波の入射および第2高調波
の出射をともに回折格子を介して行なう場合でも、素子
端面に遮断層を設けておけば、有機非線形光学材料が端
面側から徐々に昇華あるいは変成することを防止できる
Furthermore, in the embodiment described above, the fundamental wave is made to enter the element from the element end face 20a, but the inner surface of the glass substrate 22 (the surface on the optical waveguide 21 side) is provided with the above-mentioned condensing diffraction grating or linear Diffraction grating (Linear Grat)
ing coupler) may be provided, and the fundamental wave may be made to enter the optical waveguide 21 via this diffraction grating. Even when the fundamental wave is incident and the second harmonic is emitted through the diffraction grating, if a blocking layer is provided on the element end face, the organic nonlinear optical material will gradually sublimate or metamorphose from the end face side. This can be prevented.

さらに入射および出射を端面で行なう場合にも、入射お
よび出射端面を含めた素子端面に遮断層を設けておけば
同様の効果を達成できる。
Furthermore, even when input and output are performed at the end faces, the same effect can be achieved by providing a blocking layer on the element end faces including the input and output end faces.

く第4実施例〉 次に第5図を参照して本発明の第4実施例について説明
する。この第4実施例の光波長変換素子29も第3実施
例と同様先導波路型のものであり、クラッド層となる2
枚のガラス基板22.22の間に、有機非線形光学材料
を充てんさせて光導波路21が形成された構造となって
いる。そして光入射端面となる素子端面2Oa上、およ
び光出射端面となる素子端面20b上にはそれぞれ、遮
断層23a、23bが形成されている。これらの光導波
路21.基板22はそれぞれ例えば、前述のMNA、パ
イレックスガラスから形成することができるし、基板2
2.22間へのMNAの充てん、そして遮断層23a、
23bの形成も、基本的に第1.2および3実施例で説
明した方法によって行なわれうる。本実施例では、塩化
メチレンIQJにペンタフロロプロピルアクリル酸ポリ
マーlogを溶解し、特に遮断層23b用には以下の式 で示される色素0.1gも溶解して塗布液を調製し、こ
れらの塗布液を素子端面20a、2Ob上に塗布後、乾
燥することによって遮断層23a、23bを形成してい
る。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The optical wavelength conversion element 29 of this fourth embodiment is also of the guided waveguide type as in the third embodiment, and the optical wavelength conversion element 29 serves as a cladding layer.
It has a structure in which an optical waveguide 21 is formed by filling an organic nonlinear optical material between two glass substrates 22 and 22. Blocking layers 23a and 23b are formed on the element end face 2Oa, which is the light input end face, and on the element end face 20b, which is the light output end face, respectively. These optical waveguides 21. The substrate 22 can be formed from, for example, the aforementioned MNA or Pyrex glass, and the substrate 2
2.Filling MNA between 22 and blocking layer 23a,
23b can also be basically formed by the method described in Embodiments 1.2 and 3. In this example, a coating solution was prepared by dissolving pentafluoropropyl acrylic acid polymer log in methylene chloride IQJ, and especially for the blocking layer 23b, 0.1 g of a dye represented by the following formula was also dissolved. The blocking layers 23a, 23b are formed by applying the liquid onto the element end faces 20a, 2Ob and drying it.

以下、上記構成の第4実施例の光波長変換素子29の作
用について説明する。例えば半導体レーザー27を基本
波発生手段として用い、コリメータレンズ26で集光し
た波長840nmのレーザー光(基本波)25を遮断層
23a越しに素子端面20aに照射することにより、該
レーザー光25を光導波路21内に入射させることがで
きる。なお、この遮断層23aおよび23bを構成する
ペンタフロロプロピルアクリル酸ポリマーの、波長84
0nmの光に対する屈折率は1.385である。この基
本波としてのレーザー光25から第2高調波が生成され
、この第2高調波を含む光ビーム15”は素子端面20
bから出射する。この素子端面20b上の遮断層23b
に含まれている前述の色素の分子吸光係数εは、波長8
40nmの基本波25に対して200000、波長42
0nmの第2高調波に対して15000である。したが
って、遮断層23bにより基本波25がほとんど吸収さ
れる一方、その第2高調波はこの遮断層23bを良好に
透過するので、はとんど上記第2高調波のみが光波長変
換素子29から取り出される。
The operation of the optical wavelength conversion element 29 of the fourth embodiment having the above configuration will be explained below. For example, by using the semiconductor laser 27 as a fundamental wave generating means and irradiating a laser beam (fundamental wave) 25 with a wavelength of 840 nm focused by a collimator lens 26 onto the element end face 20a through the blocking layer 23a, the laser beam 25 is optically guided. It can be made to enter the wave path 21. Note that the wavelength 84 of the pentafluoropropyl acrylic acid polymer constituting the blocking layers 23a and 23b is
The refractive index for light of 0 nm is 1.385. A second harmonic is generated from the laser beam 25 as the fundamental wave, and a light beam 15'' containing this second harmonic is transmitted to the element end face 25.
It emits from b. A blocking layer 23b on this element end face 20b
The molecular extinction coefficient ε of the above-mentioned dye contained in
200000 for the fundamental wave 25 of 40 nm, wavelength 42
15000 for the second harmonic of 0 nm. Therefore, while the fundamental wave 25 is almost absorbed by the blocking layer 23b, its second harmonic is well transmitted through the blocking layer 23b, so that only the second harmonic is transmitted from the optical wavelength conversion element 29. taken out.

また、この第4実施例の光波長変換素子29においても
、光導波路2■の端面を含む素子端面20a。
Also in the optical wavelength conversion element 29 of this fourth embodiment, the element end face 20a includes the end face of the optical waveguide 22.

20bに遮断層23a、 23bが形成されているから
、これらの遮断層23a、23bにより、先導波路21
の変成、昇華防止の効果が得られる。
Since the blocking layers 23a and 23b are formed on the waveguide 20b, the leading waveguide 21 is
It has the effect of preventing metamorphosis and sublimation.

その上水実施例の光波長変換素子においては、第2高調
波出射端面に設けられる遮断層をフィルター層として、
第2高調波のみを取り出すことが可能となっているから
、本素子を用いれば、第2高調波と基本波とを分離する
フィルターを別途設ける場合に比べて、光波長変換デバ
イスを小型化することができる。これは前述した第2実
施例の場合も同様である。
In the optical wavelength conversion element of the above example, the blocking layer provided on the second harmonic output end face is a filter layer,
Since it is possible to extract only the second harmonic, using this element will make the optical wavelength conversion device smaller compared to the case where a separate filter is provided to separate the second harmonic and the fundamental wave. be able to. This also applies to the second embodiment described above.

く第5実施例〉 次に、第6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実施例の光波長変換素子30は、基本
的には第1実施例の光波長変換素子10と同様に形成さ
れている。しかし基本波入射端面30a側の遮断層33
aは、表面が曲面とされて集光レンズを兼ねるように形
成されている。このように光波長変換素子30を構成す
れば、集光レンズを別途設ける必要が無くなるので、光
波長変換デバイスを小型、簡素化することが可能となる
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The optical wavelength conversion element 30 of this fifth embodiment is basically formed in the same manner as the optical wavelength conversion element 10 of the first embodiment. However, the blocking layer 33 on the side of the fundamental wave incident end face 30a
The lens a has a curved surface and is formed to double as a condenser lens. By configuring the optical wavelength conversion element 30 in this manner, there is no need to separately provide a condenser lens, so that it is possible to downsize and simplify the optical wavelength conversion device.

なおこの場合も、前記第2あるいは第4実施例と同様に
第2高調波出射端面側の遮断層33bを、第2高調波を
透過させる一方基本波を吸収するフィルター層として形
成してもよい。
In this case, as in the second or fourth embodiment, the blocking layer 33b on the second harmonic output end face side may be formed as a filter layer that transmits the second harmonic while absorbing the fundamental wave. .

〈第6実施例〉 次に第7図と第8図を参照して本発明の第6実施例につ
いて説明する。この第6実施例の光波長変換素子40は
基本的には第1実施例の光波長変換素子10と同様光フ
アイバー型のものであり、クラッド42の中心の中空部
分内にコア41が充てんされてなる。本例ではこのコア
41を、下記の分子式で示される非線形光学材料(前述
した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)を単結晶状態にしたも
のから構成している。なおこのPRAについては、本願
出願人による特願昭61−53884号明細書に詳しい
説明がなされている。また本例においてクラッド42は
、5F1oガラスからなる。このような材料のクラッド
42とコア41とからなる光ファイバーは、例えば第1
実施例で説明したようにして形成することができる。
<Sixth Embodiment> Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The optical wavelength conversion element 40 of this sixth embodiment is basically an optical fiber type like the optical wavelength conversion element 10 of the first embodiment, and a core 41 is filled in the hollow part at the center of the cladding 42. It becomes. In this example, the core 41 is made of a nonlinear optical material shown by the following molecular formula (3,5-dimethyl-1-(4-nitrophenyl) pyrazole, hereinafter referred to as PRA) in a single crystal state. are doing. This PRA is explained in detail in Japanese Patent Application No. 1988-53884 filed by the applicant of the present application. Further, in this example, the cladding 42 is made of 5F1o glass. An optical fiber including a cladding 42 and a core 41 made of such materials is, for example, a first
It can be formed as described in the embodiments.

そして基本波入射側の素子端面40aと、第2高調波出
射側の素子端面40bにそれぞれ密着するようにして、
キャップ状構造物43a、43bが取り付けられている
。これらのキャップ状構造物43a143bは各々、中
心部に円柱状の凹部を有し、この凹部の周囲部分がファ
イバ一端部に嵌合されることによって該ファイバーに固
定されている。本例ではこれらのキャップ状構造物43
a、43bはPMMA(ポリメチルメタクリレート)か
ら形成され、それぞれ上記四部の内周面がエポキシ系あ
るいはポリウレタン系等の接着剤44a、44bによっ
て素子端面40a、40b近傍の素子外周面に密着され
ている。
Then, it is brought into close contact with the element end face 40a on the fundamental wave incident side and the element end face 40b on the second harmonic output side, respectively.
Cap-like structures 43a and 43b are attached. Each of these cap-like structures 43a143b has a cylindrical recess in the center, and a peripheral portion of the recess is fitted to one end of the fiber to be fixed to the fiber. In this example, these cap-like structures 43
43a and 43b are made of PMMA (polymethyl methacrylate), and the inner peripheral surfaces of the four parts are closely adhered to the outer peripheral surface of the element near the element end faces 40a and 40b using adhesives 44a and 44b such as epoxy or polyurethane adhesives. .

上述のキャップ状構造物43a、4:(bも、素子端面
40a、40bと周囲雰囲気とを遮断する遮断層として
作用するので、先に述べた各実施例におけるのと同様の
効果が得られる。
The above-mentioned cap-like structures 43a and 4:(b also act as a blocking layer that blocks the element end faces 40a and 40b from the surrounding atmosphere, so that the same effects as in each of the embodiments described above can be obtained.

この実施例においてそれぞれPRA、5FIOガラス、
PMMAからなるコア41.クラッド42、キャップ状
構造物(遮断層)43aの屈折率n1、nz、n3は、
例えば波長11064nのYAGレーザーに対して下記
の通りである。
In this example, PRA, 5FIO glass,
Core 41 made of PMMA. The refractive indices n1, nz, and n3 of the cladding 42 and the cap-like structure (blocking layer) 43a are as follows:
For example, the following applies to a YAG laser with a wavelength of 11064n.

nl     1.77 nz     1.67 n3    1.48 この場合も、コア41およびクラッド42よりも遮断層
43aが低屈折率となっているから、遮断層43aを設
けない場合と比べると基本波の素子端面における反射が
減少し、基本波の入射効率が高められる。
nl 1.77 nz 1.67 n3 1.48 Also in this case, since the blocking layer 43a has a lower refractive index than the core 41 and the cladding 42, the fundamental wave element is smaller than the case where the blocking layer 43a is not provided. Reflection at the end face is reduced, and the incidence efficiency of the fundamental wave is increased.

上記のキャップ状構造物43a、43bは公知の方法で
容易に成形加工できるので、遮断層付きの光波長変換素
子を大量に作成する場合は、素子端面に溶液を塗布して
乾燥させる場合よりも作業性良く簡単に素子に取り付け
られるので好ましい。
Since the cap-like structures 43a and 43b described above can be easily molded using a known method, when producing a large amount of light wavelength conversion elements with a blocking layer, it is better to apply a solution to the end face of the element and dry it. It is preferable because it has good workability and can be easily attached to the element.

またクラッド42の端部を先細りのテーバ状としたり、
反対にキャップ状構造物43a、43bの凹部をテーバ
状としておくと、キャップ状構造物43a143bの取
付は作業が容易になるので好ましい。なお、キャップ状
構造物43a、43bをクラッド42に嵌合させる際に
このクラッド42の外周面に傷が付くと、その部分にお
いて第2高調波が散乱してしまう。このようなことを防
止するためには、例えば本出願人による特願昭62−3
2914号明細書に示されるように、コアが充てんされ
たクラッドの外側にさらに第2クラツドが形成された光
フアイバー素子を用いることが望ましい。
In addition, the end of the cladding 42 is made into a tapered shape,
On the other hand, it is preferable to make the concave portions of the cap-like structures 43a and 43b into a tapered shape, since this makes it easier to attach the cap-like structures 43a and 43b. Note that if the outer circumferential surface of the clad 42 is scratched when the cap-like structures 43a, 43b are fitted into the clad 42, the second harmonic will be scattered at that portion. In order to prevent such a thing, for example, the applicant's patent application No. 62-3
As shown in the No. 2914 specification, it is desirable to use an optical fiber device in which a second cladding is further formed on the outside of a cladding filled with a core.

上述のような第2クラツドが形成されていない場合は、
光波長変換素子40を何かに保持するためにクラッド4
2に直接保持具を取り付けると、そこに傷が付いてその
部分で第2高調波が散乱してしまう。しかし本実施例の
光波長変換素子40を用いる場合は、キャップ状構造物
43a、43bを素子保持具が保持する部分として活用
可能であり、そのようにすれば、上述の問題の発生を防
止できる。
If the second cladding as described above is not formed,
A cladding 4 is used to hold the optical wavelength conversion element 40 on something.
If a holder is attached directly to 2, it will be scratched and the second harmonic will be scattered at that part. However, when using the optical wavelength conversion element 40 of this embodiment, the cap-like structures 43a and 43b can be used as parts held by the element holder, and in this way, the above-mentioned problem can be prevented from occurring. .

く第7実施例〉 次に第9図を参照して本発明の第7実施例について説明
する。この第7実施例の光波長変換素子50のコア51
.クラッド52は第6実施例におけるものと同じであり
、また遮断層としてのキャップ状構造物53a、53b
も第6実施例のキャップ状構造物43a、43bと同じ
材料から形成されている。しかし本実施例においてキャ
ップ状構造物53a、53bは十分に長く形成されて、
クラッド52の全体を被覆するものとなっている。この
ような構成とすることにより、クラッド52に傷が付く
ことをより確実に防止可能となる。なお第9図において
50a150bは素子端面、54は接着剤である。
Seventh Embodiment> Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Core 51 of the optical wavelength conversion element 50 of this seventh embodiment
.. The cladding 52 is the same as in the sixth embodiment, and cap-like structures 53a, 53b as barrier layers are included.
The cap-like structures 43a and 43b of the sixth embodiment are also made of the same material. However, in this embodiment, the cap-like structures 53a and 53b are formed sufficiently long,
It covers the entire cladding 52. With such a configuration, damage to the cladding 52 can be more reliably prevented. In FIG. 9, 50a and 150b are element end faces, and 54 is an adhesive.

遮断層を上述のようなキャップ状構造物から形成する場
合においても、第2高調波が出射する素子端面側に取り
付けられるキャップ状構造物をフィルター層とすること
もできるし、またキャップ状構造物を集光作用を有する
レンズ形状とすることもできるし、さらには第4図、第
5図に示すような光導波路素子の端部に嵌合される形状
とすることもできる。
Even when the blocking layer is formed from a cap-like structure as described above, the cap-like structure attached to the end face side of the element from which the second harmonic is emitted can be used as a filter layer, or the cap-like structure can be used as a filter layer. It can be made into the shape of a lens having a light condensing effect, or it can be made into a shape that fits into the end of the optical waveguide element as shown in FIGS. 4 and 5.

なお素子端面に形成する遮断層は先に述べたポリトリフ
ルオロイソプロピルメタクリレート、トリフロロエチル
アクリル酸ポリマー、PMMAから形成する他、メラミ
ン、ポリエステル、アクリル、シリコン、エポキシ、塩
化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド
、アセチルセルローズ等の樹脂材料、および石英ガラス
を始めとする各種ガラス、さらにはAQ1203等の透
明酸化物結晶を用いて形成することができる。
The blocking layer formed on the end face of the element is made of the aforementioned polytrifluoroisopropyl methacrylate, trifluoroethyl acrylic acid polymer, or PMMA, as well as melamine, polyester, acrylic, silicone, epoxy, vinyl chloride, polyethylene, polypropylene, or polyamide. , a resin material such as acetyl cellulose, various glasses including quartz glass, and even transparent oxide crystals such as AQ1203.

また、以上の実施例の光波長変換素子は、基本波のコア
部での導波モードと第2高調波のクラッド部への放射モ
ードとの間で位相整合がとられるものであるが、本発明
は、基本波と第2高調波をともにコア部あるいは光導波
路中において導波させ、両者の導波モード間で位相整合
をとるタイプの素子に対しても適用可能である。
Furthermore, in the optical wavelength conversion element of the above embodiment, phase matching is achieved between the waveguide mode of the fundamental wave in the core portion and the radiation mode of the second harmonic wave to the cladding portion. The invention is also applicable to a type of element in which both the fundamental wave and the second harmonic are guided in a core portion or an optical waveguide, and phase matching is achieved between the guided modes of both.

(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素子におい
ては、有機非線形光学材料の端面を含む素子端面に遮断
層を設けたことにより、有機非線形光学材料の昇華ある
いは変成が確実に防止される。したがって、有機非線形
光学材料の波長変換効率が低下することを防止でき、ま
た遮断層を設けた端面を基本波入射端面とする場合は、
基本波の入射結合効率も高く維持できるようになる。さ
らに、出射端面に遮断層を設けた場合は、反射を減少さ
せ第2高調波の出射効率を上げることができる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, in the optical wavelength conversion element of the present invention, sublimation or metamorphosis of the organic nonlinear optical material is ensured by providing a blocking layer on the end face of the element including the end face of the organic nonlinear optical material. is prevented. Therefore, it is possible to prevent the wavelength conversion efficiency of the organic nonlinear optical material from decreasing, and when the end face provided with the blocking layer is used as the fundamental wave incident end face,
The incident coupling efficiency of the fundamental wave can also be maintained high. Furthermore, when a blocking layer is provided on the output end face, reflection can be reduced and the output efficiency of the second harmonic can be increased.

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

第1図および第2図はそれぞれ、本発明の第1実施例に
よる光波長変換素子を示す斜視図と概略側面図、 第3図は上記光波長変換素子の製造方法を説明する概略
図、 第4図と第5図はそれぞれ、本発明の第3実施例、第4
実施例による光波長変換素子を示す概略斜視図、 第6図は本発明の第5実施例による光波長変換素子を示
す概略側面図、 第7図と第8図はそれぞれ、本発明の第6実施例による
光波長変換素子を示す斜視図と側断面図、第9図は本発
明の第7実施例による光波長変換素子を示す側断面図で
ある。 10.20.29.30.40.50・・・光波長変換
素子10a、10b、20as 20b、20c、 3
oas 30b、4Gms 40b、 50g、 50
b−・・素子端面11、41.51・・・コ ア  1
2.42.52・・・クラッド13a、 13b、 2
3.31a、 38b−遮断層15・・・基 本 波 
   15°・・・第2高調波21・・・光導波路  
   22・・・ガラス基板43a、 41b、 51
a、 53b−・・キ+ ”/ブ状構造物44a、 4
4b、 54−・・接着剤第 ト1 tfi  5  B 第 図 第 図 第 図 第 図
1 and 2 are respectively a perspective view and a schematic side view showing an optical wavelength conversion element according to a first embodiment of the present invention; FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing the optical wavelength conversion element; 4 and 5 show the third and fourth embodiments of the present invention, respectively.
6 is a schematic side view showing an optical wavelength conversion element according to a fifth embodiment of the present invention; FIGS. 7 and 8 are respectively a schematic perspective view showing an optical wavelength conversion element according to a fifth embodiment of the present invention. A perspective view and a side sectional view showing an optical wavelength conversion element according to an embodiment, and FIG. 9 is a side sectional view showing an optical wavelength conversion element according to a seventh embodiment of the present invention. 10.20.29.30.40.50... Optical wavelength conversion element 10a, 10b, 20as 20b, 20c, 3
oas 30b, 4Gms 40b, 50g, 50
b-...Element end face 11, 41.51...Core 1
2.42.52...Clad 13a, 13b, 2
3.31a, 38b-blocking layer 15...fundamental wave
15°...Second harmonic 21...Optical waveguide
22...Glass substrates 43a, 41b, 51
a, 53b-...ki+''/tub-shaped structure 44a, 4
4b, 54-...Adhesive 1 tfi 5 B Figure Figure Figure Figure Figure

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)有機非線形光学材料がそれよりも低屈折率のクラ
ッド層によって被覆されてなり、入射された基本波を第
2高調波に変換して出射させる光波長変換素子において
、 前記有機非線形光学材料の端面を含む素子端面に、該端
面と周囲雰囲気とを遮断する遮断層が設けられたことを
特徴とする光波長変換素子。
(1) An optical wavelength conversion element in which an organic nonlinear optical material is covered with a cladding layer having a lower refractive index than the organic nonlinear optical material, and which converts an incident fundamental wave into a second harmonic and outputs the second harmonic, the organic nonlinear optical material An optical wavelength conversion element characterized in that a blocking layer is provided on an end face of the element including an end face of the element to isolate the end face from the surrounding atmosphere.
(2)前記素子端面のうちの相対向する2つの端面の一
方が基本波入射端面とされ、他方が第2高調波出射端面
とされていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の光波長変換素子。
(2) One of the two opposing end faces of the element end faces is a fundamental wave input end face, and the other is a second harmonic output end face. optical wavelength conversion element.
(3)前記素子端面に形成された2つの遮断層の少なく
とも一方が集光レンズとされていることを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の光波長変換素子。
(3) The optical wavelength conversion element according to claim 2, wherein at least one of the two blocking layers formed on the end face of the element is a condenser lens.
(4)前記遮断層のうち基本波入射端面側の遮断層が、
非線形光学材料よりも低屈折率の材料から形成され、第
2高調波出射端面側の遮断層がクラッド材料よりも低屈
折率の材料から形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項から第3項いずれか1項記載の光波長変
換素子。
(4) Of the blocking layers, the blocking layer on the fundamental wave incident end face side is
Claim 1 characterized in that it is formed from a material with a lower refractive index than the nonlinear optical material, and the blocking layer on the side of the second harmonic output end face is formed from a material with a lower refractive index than the cladding material. 3. The optical wavelength conversion element according to any one of Items 3 to 3.
(5)前記遮断層のうち第2高調波が出射する素子端面
に設けられた遮断層が、該第2高調波を透過させる一方
前記基本波を吸収するフィルター層とされていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項いずれか1
項記載の光波長変換素子。
(5) Among the blocking layers, the blocking layer provided on the end face of the element from which the second harmonic is emitted is a filter layer that transmits the second harmonic while absorbing the fundamental wave. Any one of claims 1 to 4
The optical wavelength conversion element described in .
(6)前記遮断層が、素子端部に嵌合されたキャップ状
構造物からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項
から第5項いずれか1項記載の光波長変換素子。
(6) The optical wavelength conversion device according to any one of claims 1 to 5, wherein the blocking layer is made of a cap-like structure fitted to an end of the device.
(7)前記キャップ状構造物が、クラッド層全体を被う
ように形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第6項記載の光波長変換素子。
(7) The optical wavelength conversion element according to claim 6, wherein the cap-like structure is formed to cover the entire cladding layer.
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