JPH03111826A - 波長変換素子 - Google Patents
波長変換素子Info
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- JPH03111826A JPH03111826A JP1250923A JP25092389A JPH03111826A JP H03111826 A JPH03111826 A JP H03111826A JP 1250923 A JP1250923 A JP 1250923A JP 25092389 A JP25092389 A JP 25092389A JP H03111826 A JPH03111826 A JP H03111826A
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (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】
〈産業上の利用分野−〉
この発明は、波長変換素子に関し、より詳しくはレーザ
ー光を高効率で第２高調波に変換する波長変換素子に関
するものである。
ー光を高効率で第２高調波に変換する波長変換素子に関
するものである。
〈従来の技術〉
従来より、第５図に示されるように、２次の非線形光学
効果を有する有機非線形光学結晶からなるコア１０と、
２次の非線形光学効果を有しないガラスのクラッド１１
とから構成されるファイバー型波長変換素子Ｂが用いら
れている。このファイバー型波長変換素子Ｂにあっては
、式：％式％（１） （式中、ｎ＊ｔｔ （ω）は基本波に対するコア１０
の実効屈折率、Ｎ（２ω）は２次高調波に対するクラッ
ド１１の屈折率を示す） を満たす角度θで２次高調波がコア１０からクラッド１
１へ放射されるチェレンコフ放射が発生スる。このとき
、得られる２次高調波の出射パターンは第５図に示すよ
うにリング１４となる。なお、第５図において、矢印１
３は基本波を示している。
効果を有する有機非線形光学結晶からなるコア１０と、
２次の非線形光学効果を有しないガラスのクラッド１１
とから構成されるファイバー型波長変換素子Ｂが用いら
れている。このファイバー型波長変換素子Ｂにあっては
、式：％式％（１） （式中、ｎ＊ｔｔ （ω）は基本波に対するコア１０
の実効屈折率、Ｎ（２ω）は２次高調波に対するクラッ
ド１１の屈折率を示す） を満たす角度θで２次高調波がコア１０からクラッド１
１へ放射されるチェレンコフ放射が発生スる。このとき
、得られる２次高調波の出射パターンは第５図に示すよ
うにリング１４となる。なお、第５図において、矢印１
３は基本波を示している。
従来、クラッド１１を形成するガラス−としては、基本
波に対するコア１０とクラッド１１との比屈折率差： （ｎ （ω）−Ｎ（ω））／ｎ（ω）（２）（ただし、
ｎ（ω）は基本波に対するコア１０の屈折率を示し、Ｎ
（ω）は基本波に★１するクラッド１１の屈折率を示す
） が通常０．０１０以下となるものが用いられ、コア１０
の直径ａが下記式（３）を満たすものとすることにより
、 （式中、λは基本波の波長を示す） コア１０中の基本波をシングルモードで導波させ、基本
波から２次高調波への変換効率（以下、「変換効率」と
いう）の向上と２次高調波の出射パターンであるリング
１４の単一化が図られている。
波に対するコア１０とクラッド１１との比屈折率差： （ｎ （ω）−Ｎ（ω））／ｎ（ω）（２）（ただし、
ｎ（ω）は基本波に対するコア１０の屈折率を示し、Ｎ
（ω）は基本波に★１するクラッド１１の屈折率を示す
） が通常０．０１０以下となるものが用いられ、コア１０
の直径ａが下記式（３）を満たすものとすることにより
、 （式中、λは基本波の波長を示す） コア１０中の基本波をシングルモードで導波させ、基本
波から２次高調波への変換効率（以下、「変換効率」と
いう）の向上と２次高調波の出射パターンであるリング
１４の単一化が図られている。
例えば、コア１０に４− （Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）
−３−アセトアミドニトロベンゼン（ＤＡＮ）単結晶を
用いた場合、ＤＡＮ単結晶はクラッド１１中で、誘電主
軸のｘ、ｙ、ｚ軸がそれぞれ第６図に示す方向を向くよ
うに配列されている。
−３−アセトアミドニトロベンゼン（ＤＡＮ）単結晶を
用いた場合、ＤＡＮ単結晶はクラッド１１中で、誘電主
軸のｘ、ｙ、ｚ軸がそれぞれ第６図に示す方向を向くよ
うに配列されている。
上記コア１０に、Ｃ方向に偏光した基本波を入射すると
、Ｙ軸方向に偏光した２次高調波が発生する。また、上
記コア１０のＣ方向の屈折率は、波長１１０６４ｎの光
に対して、１．７３８である。
、Ｙ軸方向に偏光した２次高調波が発生する。また、上
記コア１０のＣ方向の屈折率は、波長１１０６４ｎの光
に対して、１．７３８である。
上記クラッド１１に、波長１０６４ｎａの光に対する屈
折率が１．７２６であるＳＦ４ガラスを使った場合、こ
のファイバー型波長変換素子Ｂのコア１０とクラッド１
１との比屈折率差は、０．００６９となる。上記波長変
換素子Ｂのコア１０に、Ｃ方向に偏光した出力１００ｍ
Ｗ、波長１０６４ｔｖのＮｄ ： ＹＡＧレーザー光を
入射すると、１．４μＷの第２高調波が発生する。
折率が１．７２６であるＳＦ４ガラスを使った場合、こ
のファイバー型波長変換素子Ｂのコア１０とクラッド１
１との比屈折率差は、０．００６９となる。上記波長変
換素子Ｂのコア１０に、Ｃ方向に偏光した出力１００ｍ
Ｗ、波長１０６４ｔｖのＮｄ ： ＹＡＧレーザー光を
入射すると、１．４μＷの第２高調波が発生する。
ファイバー型波長変換素子Ｂから発生する変換光強度は
、コア１０内での基本波のパワー密度：Ｐω／ａ （Ｐωは基本波のパワーを示し、ａはコア１０の直径を
示す） の２乗に比例するため、コア１０の直径ａを１〜３ｐま
で小さくすることにより、パワー密度Ｐω／ａを高め、
変換効率を上げることが提案されている。
、コア１０内での基本波のパワー密度：Ｐω／ａ （Ｐωは基本波のパワーを示し、ａはコア１０の直径を
示す） の２乗に比例するため、コア１０の直径ａを１〜３ｐま
で小さくすることにより、パワー密度Ｐω／ａを高め、
変換効率を上げることが提案されている。
しかし、コア１０の直径ａを小さくした場合、コア１０
内の基本波のパワーＰωが小さくなるため、パワー密度
Ｐω／ａは大きくならず、逆に小さくなり、変換効率が
向上しないという問題があった。
内の基本波のパワーＰωが小さくなるため、パワー密度
Ｐω／ａは大きくならず、逆に小さくなり、変換効率が
向上しないという問題があった。
この発明は、基本波を高い効率で第２高調波に変換する
ことのできる波長変換素子を提供することを目的とする
。
ことのできる波長変換素子を提供することを目的とする
。
く課題を解決するための手段および作用〉上記問題を解
決するための本発明の波長変換素子は、基本波に対する
コアとクラッドとの比屈折率差： （ｎ （ω）−Ｎ （ω））／ｎ（ω）（２）が、０
．０１５以上であることを特徴とする。
決するための本発明の波長変換素子は、基本波に対する
コアとクラッドとの比屈折率差： （ｎ （ω）−Ｎ （ω））／ｎ（ω）（２）が、０
．０１５以上であることを特徴とする。
すなわち、本発明者等は、ファイバ型波長変換素子のコ
ア及びクラッドの屈折率、変換光強度について種々の研
究を行った結果、コアとクラッドの比屈折率差を０．０
１５以上にすれば、コアの直径を小さくした場合でも、
コア内に閉じこめられる基本波のパワーを一定に保つこ
とができるという知見を得て、本発明を完成するに至っ
たのである。
ア及びクラッドの屈折率、変換光強度について種々の研
究を行った結果、コアとクラッドの比屈折率差を０．０
１５以上にすれば、コアの直径を小さくした場合でも、
コア内に閉じこめられる基本波のパワーを一定に保つこ
とができるという知見を得て、本発明を完成するに至っ
たのである。
ここで、コアとクラッドとの比屈折率差を０．０１５以
上としたのは、上記比屈折率差が０．０１５未満であれ
ば、コアの直径ａを小さくした場合、コア内に閉じこめ
られる基本波のパワーＰωが小さくなり、パワー密度Ｐ
ω／ａを大きくすることができないためである。
上としたのは、上記比屈折率差が０．０１５未満であれ
ば、コアの直径ａを小さくした場合、コア内に閉じこめ
られる基本波のパワーＰωが小さくなり、パワー密度Ｐ
ω／ａを大きくすることができないためである。
第１図は、本発明にかかる波長変換素子の一例を示す斜
視図であり、３，５−ジメチル−１−（４−ニトロフェ
ニル）ピラゾール（ＰＲＡ）の単結晶をコア１とし、Ｓ
Ｆ４ガラスをクラッド２とする波長変換素子Ａである。
視図であり、３，５−ジメチル−１−（４−ニトロフェ
ニル）ピラゾール（ＰＲＡ）の単結晶をコア１とし、Ｓ
Ｆ４ガラスをクラッド２とする波長変換素子Ａである。
ＰＲＡ単結晶は、ＥＰ公開公報０３０７８９６Ａ２号に
示されるように、素子断面内に誘電主軸のＹ軸、Ｚ軸を
持ち、Ｙ軸方向に偏光した基本波をコアに入射すること
により、Ｚ軸方向に偏光した変換光が発生する。また、
ＰＲＡ単結晶のＹ軸方向の屈折率は、波長８２０ ｎｍ
の入射光に対して１．７８０であり、ＳＦ４ガラスの屈
折率は、波長８２０ｎＩｌｌの入射光に対して１．７３
６であるので、この波長変換素子Ａのコア１とクラッド
２との比屈折率差は０．０２５となる。
示されるように、素子断面内に誘電主軸のＹ軸、Ｚ軸を
持ち、Ｙ軸方向に偏光した基本波をコアに入射すること
により、Ｚ軸方向に偏光した変換光が発生する。また、
ＰＲＡ単結晶のＹ軸方向の屈折率は、波長８２０ ｎｍ
の入射光に対して１．７８０であり、ＳＦ４ガラスの屈
折率は、波長８２０ｎＩｌｌの入射光に対して１．７３
６であるので、この波長変換素子Ａのコア１とクラッド
２との比屈折率差は０．０２５となる。
本発明における有機非線形光学材料としては、とくに限
定されるものではなく、挿々のものが使用可能であり、
例えば３．５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）
ピラゾール、４．５−ジメチル−１，３−ジチオール−
２−イリデンシアノアセテート、３− （２−シアノ−
２−エトキシカルボニルビニル）インドール、２−メチ
ル−４ニトロアニリン、４− （Ｎ、Ｎ−ジメチルアミ
ノ）−３−アセトアミドニトロベンゼン、４′ニトロベ
ンジリデン−３−アセトアミノ−４−メトキシアニリン
、４−（４−−ヒドロキシスチリル）−１−メチルピリ
ジウムを陽イオンとし且つ４−トルエンスルホネートを
陰イオンとする分子塩、４−（４＝−クロロスチリル）
−１−メチルピリジウムを陽イオンとし且つ４−トルエ
ンスルホネートを陰イオンとする分子塩、４−プロモ−
４゛−メトキシカルコン、３−ニトロ−５−（Ｎ。
定されるものではなく、挿々のものが使用可能であり、
例えば３．５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）
ピラゾール、４．５−ジメチル−１，３−ジチオール−
２−イリデンシアノアセテート、３− （２−シアノ−
２−エトキシカルボニルビニル）インドール、２−メチ
ル−４ニトロアニリン、４− （Ｎ、Ｎ−ジメチルアミ
ノ）−３−アセトアミドニトロベンゼン、４′ニトロベ
ンジリデン−３−アセトアミノ−４−メトキシアニリン
、４−（４−−ヒドロキシスチリル）−１−メチルピリ
ジウムを陽イオンとし且つ４−トルエンスルホネートを
陰イオンとする分子塩、４−（４＝−クロロスチリル）
−１−メチルピリジウムを陽イオンとし且つ４−トルエ
ンスルホネートを陰イオンとする分子塩、４−プロモ−
４゛−メトキシカルコン、３−ニトロ−５−（Ｎ。
Ｎ−ジメチルアミノ）−アセトアニリド、３−（Ｎ、Ｎ
−ジメチルアミノ）−アニリン、Ｎ−（４゛−メトキシ
ベンゾイル）−４−シアノアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−
（４〜シアノフエニル）アミノアセトニトリル、Ｎ−（
４−シアノフェニル）アミノアセトニトリル、４−ニト
ロベンジリデン−２，３−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−２，４−ジメチルアニリン、４−二ト
ロペンジリデン−２，５−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−３，４−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−３，５−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−２，４−ジメトキシアニリン、４−ニ
トロベンジリデン−３，４，５−１リメトキシアニリン
、３−ニトロベンジリデン−３，４，５−トリメトキシ
アニリン、２−ニトロベンジリデン−３，４，５−トリ
メトキシアニリン、３−ニトロベンジリデン−２゜３−
ジメチルアニリン、３−ニトロベンジリデン−２，５−
ジメチルアニリン、３−ニトロベンジリデン−３，５−
シタチルアニリン、４．５−ジメチル−１，３−ジチオ
ール−２−イリデンシアノアセテート、１，３−ジチオ
ール−２−イリデンシアノアセテート、Ｎ−（４−ニト
ロフェニル）（Ｓ）−プロリノール（ＮＰＰ） 、Ｎ−
（５−ニトロ−２ピリジル）−（Ｓ）−フェニルアラリ
ノール（ＮＰＰＡ） 、９−メチルカルバゾール−３−
カルボックスアルデヒドなどがあげられ、特に３，５−
ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール、４
．５−ジメチル−１，３−ジチオール−２−イリデンシ
アノアセテート、３− （２−シアノ−２−エトキシカ
ルボニルビニル）インドール、２−メチル−４−ニトロ
アニリン、４〜（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）−３−アセ
トアミドニトロベンゼン、４−一二トロペンジリデンー
３−アセトアミノ−４−メトキシアニリン、４−（４′
−ヒドロキシスチリル）−１−メチルピリジウムを陽イ
オンとし且つ４−トルエンスルホネ−トを陰イオンとす
る分子塩、４−（４”−クロロスチリル）−１−メチル
ピリジウムを陽イオンとし且つ４−トルエンスルホネー
トを陰イオンとする分子塩、４−プロモ−４′−メトキ
シカルコンが好ましい。
−ジメチルアミノ）−アニリン、Ｎ−（４゛−メトキシ
ベンゾイル）−４−シアノアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−
（４〜シアノフエニル）アミノアセトニトリル、Ｎ−（
４−シアノフェニル）アミノアセトニトリル、４−ニト
ロベンジリデン−２，３−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−２，４−ジメチルアニリン、４−二ト
ロペンジリデン−２，５−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−３，４−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−３，５−ジメチルアニリン、４−ニト
ロベンジリデン−２，４−ジメトキシアニリン、４−ニ
トロベンジリデン−３，４，５−１リメトキシアニリン
、３−ニトロベンジリデン−３，４，５−トリメトキシ
アニリン、２−ニトロベンジリデン−３，４，５−トリ
メトキシアニリン、３−ニトロベンジリデン−２゜３−
ジメチルアニリン、３−ニトロベンジリデン−２，５−
ジメチルアニリン、３−ニトロベンジリデン−３，５−
シタチルアニリン、４．５−ジメチル−１，３−ジチオ
ール−２−イリデンシアノアセテート、１，３−ジチオ
ール−２−イリデンシアノアセテート、Ｎ−（４−ニト
ロフェニル）（Ｓ）−プロリノール（ＮＰＰ） 、Ｎ−
（５−ニトロ−２ピリジル）−（Ｓ）−フェニルアラリ
ノール（ＮＰＰＡ） 、９−メチルカルバゾール−３−
カルボックスアルデヒドなどがあげられ、特に３，５−
ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール、４
．５−ジメチル−１，３−ジチオール−２−イリデンシ
アノアセテート、３− （２−シアノ−２−エトキシカ
ルボニルビニル）インドール、２−メチル−４−ニトロ
アニリン、４〜（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）−３−アセ
トアミドニトロベンゼン、４−一二トロペンジリデンー
３−アセトアミノ−４−メトキシアニリン、４−（４′
−ヒドロキシスチリル）−１−メチルピリジウムを陽イ
オンとし且つ４−トルエンスルホネ−トを陰イオンとす
る分子塩、４−（４”−クロロスチリル）−１−メチル
ピリジウムを陽イオンとし且つ４−トルエンスルホネー
トを陰イオンとする分子塩、４−プロモ−４′−メトキ
シカルコンが好ましい。
〈実施例〉
実施例ｌ
ＳＦ４ガラス（波長８２０ｎ■の光に対する屈折率：１
．７３６）からなり、外径約１ｍｍ５内径１．６μｍの
毛細管の一端を、１０５℃に保持した３、５−ジメチル
−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール（ＰＲＡ、融
点１００℃）の融液に浸した。そして、毛細管現象を利
用して、ＰＲＡ融液を上記毛細管の内部に吸い上げた後
、該毛細管を急冷して、毛細管内にＰＲＡの多結晶を析
出させた。次いで、この毛細管を１０５℃に保った加熱
炉中に入れた。そして、多結晶を再度融解した後、ｌｌ
１１１Ｔｌ／時間の速度で毛細管をその一端から順次上
記加熱炉の外に引き出し、毛細管内に約５０閏のＰＲＡ
単結晶を成長させた。
．７３６）からなり、外径約１ｍｍ５内径１．６μｍの
毛細管の一端を、１０５℃に保持した３、５−ジメチル
−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール（ＰＲＡ、融
点１００℃）の融液に浸した。そして、毛細管現象を利
用して、ＰＲＡ融液を上記毛細管の内部に吸い上げた後
、該毛細管を急冷して、毛細管内にＰＲＡの多結晶を析
出させた。次いで、この毛細管を１０５℃に保った加熱
炉中に入れた。そして、多結晶を再度融解した後、ｌｌ
１１１Ｔｌ／時間の速度で毛細管をその一端から順次上
記加熱炉の外に引き出し、毛細管内に約５０閏のＰＲＡ
単結晶を成長させた。
ＰＲＡの単結晶が成長した部分５ｍｍを切り出し、ファ
イバー型波長変換素子を得た。
イバー型波長変換素子を得た。
実施例２
８０℃に保った加熱炉中で、実施例１で用いたものと同
じ毛細管に、濃度が０．６ｇ／１１１のＰＲＡのアセト
ニトリル溶液を注入した。次いで、該毛細管をその一端
から０．５ｎｖｎ／時間の速度で加熱炉の外に引き出し
、温度差によるＰＲＡの溶解度の変化を利用して、毛細
管内にＰＲＡの単結晶を成長させた。そして、実施例１
と同様にして、ファイバー型波長変換素子を得た。
じ毛細管に、濃度が０．６ｇ／１１１のＰＲＡのアセト
ニトリル溶液を注入した。次いで、該毛細管をその一端
から０．５ｎｖｎ／時間の速度で加熱炉の外に引き出し
、温度差によるＰＲＡの溶解度の変化を利用して、毛細
管内にＰＲＡの単結晶を成長させた。そして、実施例１
と同様にして、ファイバー型波長変換素子を得た。
実施例３
ＳＦ１４ガラス（波長８２０ ｎａの光に対する屈折率
：１，７４１）からなる外径約１８％内径１．７ｐの毛
細管を用いて、実施例１と同様にしてＰＲＡの単結晶を
成長させた。そして実施例１と同様にしてファイバー型
波長変換素子を得た。
：１，７４１）からなる外径約１８％内径１．７ｐの毛
細管を用いて、実施例１と同様にしてＰＲＡの単結晶を
成長させた。そして実施例１と同様にしてファイバー型
波長変換素子を得た。
実施例４
実施例３で用いた毛細管を用いて、実施例２と同様にし
て毛細管内にＰＲＡの単結晶を成長させた。そして、実
施例１と同様にして、ファイバー型波長変換素子を得た
。
て毛細管内にＰＲＡの単結晶を成長させた。そして、実
施例１と同様にして、ファイバー型波長変換素子を得た
。
実施例５
ＳＦ３ガラス（波長８２０の光に対する屈折率＝１．７
２１）からなり、外径約ｌｌＴｌｆｆ＋１内径１．４μ
ｍの毛細管を用いて、実施例１と同様にしてＰＲＡの単
結晶を成長させた。そして、実施例１と同様にして、フ
ァイバー型波長変換素子を得た。
２１）からなり、外径約ｌｌＴｌｆｆ＋１内径１．４μ
ｍの毛細管を用いて、実施例１と同様にしてＰＲＡの単
結晶を成長させた。そして、実施例１と同様にして、フ
ァイバー型波長変換素子を得た。
実施例６
実施例５で用いた毛細管を用いて、実施例２と同様にし
て毛細管内にＰＲＡの単結晶を成長させた。そして、実
施例１と同様にして、ファイバー型波長変換素子を得た
。
て毛細管内にＰＲＡの単結晶を成長させた。そして、実
施例１と同様にして、ファイバー型波長変換素子を得た
。
実施例７
ＳＦＩＯガラス（波長８２０ ｎｓの光に対する屈折率
：１．７１０）からなり、外径約１１１１１１１％内径
１．２Ｉｎの毛細管を用いて、実施例１と同様にしてＰ
ＲＡの単結晶を成長させた。そして、実施例１と同様に
して、ファイバー型波長変換素子を得た。
：１．７１０）からなり、外径約１１１１１１１％内径
１．２Ｉｎの毛細管を用いて、実施例１と同様にしてＰ
ＲＡの単結晶を成長させた。そして、実施例１と同様に
して、ファイバー型波長変換素子を得た。
実施例８
実施例７で用いた毛細管を用いて、実施例２と同様にし
て毛細管内にＰＲＡの単結晶を成長させた。そして、実
施例１と同様にして、ファイバー型波長変換素子を得た
。
て毛細管内にＰＲＡの単結晶を成長させた。そして、実
施例１と同様にして、ファイバー型波長変換素子を得た
。
実施例９
ＳＦＩガラス（波長１１０６４ｎの光に対する屈折率１
．６９２）からなる外径約１８％内径１゜７１＃の毛細
管の一端を、１７３℃に保持した４−（Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルアミノ）−３−アセトアミドニトロベンゼン（ＤＡＮ
、融点１６５℃）の融液に浸した。次いで、実施例１と
同様にして、毛細管内にＤＡＮの多結晶を析出させた。
．６９２）からなる外径約１８％内径１゜７１＃の毛細
管の一端を、１７３℃に保持した４−（Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルアミノ）−３−アセトアミドニトロベンゼン（ＤＡＮ
、融点１６５℃）の融液に浸した。次いで、実施例１と
同様にして、毛細管内にＤＡＮの多結晶を析出させた。
この毛細管を１７０℃に保った加熱炉中に入れ、多結晶
を再度融解した後、ＩＭ／時間の速度で毛細管の一端か
ら順次上記加熱炉の外に引き出し、毛細管内に約５０ｍ
ｍのＤＡＮの単結晶を成長させた。
を再度融解した後、ＩＭ／時間の速度で毛細管の一端か
ら順次上記加熱炉の外に引き出し、毛細管内に約５０ｍ
ｍのＤＡＮの単結晶を成長させた。
そして、実施例１と同様にして、ファイバー型波長変換
素子を得た。
素子を得た。
なお、第２図に示すように、得られたファイバ−型波長
変換素子Ａ１のコア１ａを形成するＤＡＮ単結晶は、Ｚ
軸がファイバーの長袖から５５゜傾いていた。また、Ｚ
軸方向に偏光した基本波を入射することにより、Ｙ軸方
向に偏光した第２高調波が発生した。
変換素子Ａ１のコア１ａを形成するＤＡＮ単結晶は、Ｚ
軸がファイバーの長袖から５５゜傾いていた。また、Ｚ
軸方向に偏光した基本波を入射することにより、Ｙ軸方
向に偏光した第２高調波が発生した。
実施例１０
ＳＦ４ガラスからなる外径約１ｍｍ５内径１．５μ■の
毛細管内に、４，５−ジメチル−１，３−ジチオール−
２−イリデンシアノアセテートの濃度０．１ｇ／ｙＺの
アセトニトリル溶液を１００”Ｃに保った加熱炉中で注
入した。次いで、実施例２と同様にして４，５−ジメチ
ル−１，３−ジチオール−２−イリデンシアノアセテー
トの単結晶を成長させた。
毛細管内に、４，５−ジメチル−１，３−ジチオール−
２−イリデンシアノアセテートの濃度０．１ｇ／ｙＺの
アセトニトリル溶液を１００”Ｃに保った加熱炉中で注
入した。次いで、実施例２と同様にして４，５−ジメチ
ル−１，３−ジチオール−２−イリデンシアノアセテー
トの単結晶を成長させた。
そして、実施例１と同様にして、ファイバー型波長変換
素子を得た。
素子を得た。
第３図に示すように、得られた波長変換素子Ａ２のコア
１ｂである単結晶は、Ｘ軸及びＹ軸が断面内にあり、Ｘ
軸方向に偏光した基本波を入射すると、Ｘ軸方向に偏光
した２次高調波が発生した。
１ｂである単結晶は、Ｘ軸及びＹ軸が断面内にあり、Ｘ
軸方向に偏光した基本波を入射すると、Ｘ軸方向に偏光
した２次高調波が発生した。
また、この単結晶における、波長８２０ ｎｍの光に対
するＸ軸方向の屈折率は、１．７７であった。
するＸ軸方向の屈折率は、１．７７であった。
実施例１１
ＳＦ１４ガラスからなり、外径的１ｎｕｙ＋、内径１．
５μ■の毛細管内に、実施例１と同様にして、１７５℃
に保った３−（２−シアノ−２−エトキシカルボニルビ
ニル）インドール（融点：１７０℃）を入れ、毛細管内
にその多結晶を析出させた。
５μ■の毛細管内に、実施例１と同様にして、１７５℃
に保った３−（２−シアノ−２−エトキシカルボニルビ
ニル）インドール（融点：１７０℃）を入れ、毛細管内
にその多結晶を析出させた。
次いで、この毛細管を１７５℃に保った加熱炉中に入れ
、多結晶を再度融解した後、３ｎｖｎ／時間の速度で毛
細管を、その一端がら順次上記加熱炉の外に引き出し、
毛細管内に約５０ｍｍの単結晶を成長させた。
、多結晶を再度融解した後、３ｎｖｎ／時間の速度で毛
細管を、その一端がら順次上記加熱炉の外に引き出し、
毛細管内に約５０ｍｍの単結晶を成長させた。
そして、実施例１と同様にして、ファイバー型波長変換
素子を得た。
素子を得た。
得られた波長変換素子のコアである単結晶の誘電主軸は
、実施例１ｏで得られた単結晶の誘電主軸と同じ方位に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｎｍの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．７９であった。
、実施例１ｏで得られた単結晶の誘電主軸と同じ方位に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｎｍの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．７９であった。
実施例１２
実施例１１で用いたものと同じ毛細管内に、実施例１と
同様にして、１３５℃に保った２−メチル−４−ニトロ
アニリン（融点：１３０℃）を入れ、毛細管内にその多
結晶を析出させた。次いで、この毛細管を１３５℃に保
った加熱炉中に入れ、実施例１１と同様にして、その単
結晶を成長させた。そして、実施例１と同様にして、フ
ァイバー型波長変換素子を得た。
同様にして、１３５℃に保った２−メチル−４−ニトロ
アニリン（融点：１３０℃）を入れ、毛細管内にその多
結晶を析出させた。次いで、この毛細管を１３５℃に保
った加熱炉中に入れ、実施例１１と同様にして、その単
結晶を成長させた。そして、実施例１と同様にして、フ
ァイバー型波長変換素子を得た。
得られた波長変換素子のコアである単結晶の誘電主軸は
、実施例１０で得られた単結晶の誘電主軸と同じ方位に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｎｉの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．８０である。
、実施例１０で得られた単結晶の誘電主軸と同じ方位に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｎｉの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．８０である。
実施例１３
実施例１１で用いたものと同じ毛細管内に、実施例１と
同様にして、１９８℃に保った４゛−二トロベンジリデ
ン−３−アセトアミノ−４−メトキシアニリン（融点：
１９３℃）を入れ、毛細管内にその多結晶を析出させた
。次いで、この毛細管を１９８℃に保った加熱炉中に入
れ、実施例１１と同様にして、その単結晶を成長させた
。
同様にして、１９８℃に保った４゛−二トロベンジリデ
ン−３−アセトアミノ−４−メトキシアニリン（融点：
１９３℃）を入れ、毛細管内にその多結晶を析出させた
。次いで、この毛細管を１９８℃に保った加熱炉中に入
れ、実施例１１と同様にして、その単結晶を成長させた
。
そして、実施例１と同様にして、ファイバー型波長変換
素子を得た。
素子を得た。
得られた波長変換素子のコアである単結晶の誘電主軸は
、実施例１ｏで得られた単結晶の誘電主軸と同じ方向に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｔｖの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．８２であった。
、実施例１ｏで得られた単結晶の誘電主軸と同じ方向に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｔｖの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．８２であった。
実施例１４
実施例１１で用いたものと同じ毛細管内に、下記一般式
（Ｉ）で示される、４−（４−−ヒドロキシスチリル）
−１−メチルピリジウムを陽イオンとし且つ４−トルエ
ンスルホネートを陰イオンとする分子塩の濃度０．３ｇ
／ｙＺのメタノール溶液を８０℃に保った加熱炉中で注
入した。
（Ｉ）で示される、４−（４−−ヒドロキシスチリル）
−１−メチルピリジウムを陽イオンとし且つ４−トルエ
ンスルホネートを陰イオンとする分子塩の濃度０．３ｇ
／ｙＺのメタノール溶液を８０℃に保った加熱炉中で注
入した。
次いで、実施例２と同様にして、上記加熱炉から引き出
し、毛細管内に上記分子塩の単結晶を成長させた。
し、毛細管内に上記分子塩の単結晶を成長させた。
そして、実施例１と同様にして、ファイバー型波長変換
素子を得た。
素子を得た。
得られた波長変換素子のコアである単結晶の誘電主軸は
、実施例１０で得られた単結晶の誘電主軸と同じ方向に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｎｍの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．７９であった。
、実施例１０で得られた単結晶の誘電主軸と同じ方向に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｎｍの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．７９であった。
実施例１５
４−（４”−ヒドロキシスチリル）−１−メチルピリジ
ウムを陽イオンとし且つ４−トルエンスルホネートを陰
イオンとする分子塩の濃度０．３ｇ／ｌ！のメタノール
溶液に代えて、下記一般式（Ｉｆ）で表される、４−（
４”−クロロスチリル）−１−メチルピリジウムを陽イ
オンとし且つ４−トルエンスルホネートを陰イオンとす
る分子塩の濃度０．３ｇ／ｗｌのメタノール溶液を用い
たことのほかは、実施例１４と同様にして、ファイバー
型波長変換素子を得た。
ウムを陽イオンとし且つ４−トルエンスルホネートを陰
イオンとする分子塩の濃度０．３ｇ／ｌ！のメタノール
溶液に代えて、下記一般式（Ｉｆ）で表される、４−（
４”−クロロスチリル）−１−メチルピリジウムを陽イ
オンとし且つ４−トルエンスルホネートを陰イオンとす
る分子塩の濃度０．３ｇ／ｗｌのメタノール溶液を用い
たことのほかは、実施例１４と同様にして、ファイバー
型波長変換素子を得た。
得られた波長変換素子のコアである単結晶の誘電主軸は
、実施例１０で得られた単結晶の誘電主軸と同じ方向に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｔｖの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．７９であった。
、実施例１０で得られた単結晶の誘電主軸と同じ方向に
伸びており、Ｘ軸方向に偏光した基本波を入射すると、
Ｘ軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この
単結晶における、波長８２０ ｔｖの光に対するＸ軸方
向の屈折率は、１．７９であった。
実施例１６
ＳＦＩＯガラスからなる外径的１ ｍｍ ｓ内径１．５
−の毛細管の一端を、１６５℃に保持した４−プロモ−
４゛−メトキシカルコン（融点＝１６０℃）の融液に浸
し、毛細管内に上記溶液を吸い上げた。そして、実施例
１と同様にして、毛細管−内にその多結晶を析出させた
。次いで、この毛細管を１６５℃に侭った加熱炉中に入
れ、実施例１１と同様にして、その単結晶を成長させた
。
−の毛細管の一端を、１６５℃に保持した４−プロモ−
４゛−メトキシカルコン（融点＝１６０℃）の融液に浸
し、毛細管内に上記溶液を吸い上げた。そして、実施例
１と同様にして、毛細管−内にその多結晶を析出させた
。次いで、この毛細管を１６５℃に侭った加熱炉中に入
れ、実施例１１と同様にして、その単結晶を成長させた
。
そして、実施例１と同様にして、ファイバー型波長変換
素子を得た。
素子を得た。
第４図に示すように、得られた波長変換素子Ａ３のコア
１ｃである単結晶は、誘電主軸であるＸ１ＹＳｚ軸を有
しており、Ｚ軸方向に偏光した基本波を入射すると、Ｘ
軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この単
結晶における、波長８２０ ｒｖの光に対するＺ軸方向
の屈折率は、１．７６であった。
１ｃである単結晶は、誘電主軸であるＸ１ＹＳｚ軸を有
しており、Ｚ軸方向に偏光した基本波を入射すると、Ｘ
軸方向に偏光した２次高調波が発生した。また、この単
結晶における、波長８２０ ｒｖの光に対するＺ軸方向
の屈折率は、１．７６であった。
比較例ｌ
ＳＦ４ガラスからなり、外径１１ｙ１ｍｓ内径２．５ｐ
の毛細管に、実施例９と同様にして、ＤＡＮ単結晶を成
長させた。
の毛細管に、実施例９と同様にして、ＤＡＮ単結晶を成
長させた。
そして、実施例１と同様にして、ファイバー型波長変換
素子を得た。
素子を得た。
比較例２
ＳＦ１１ガラス（波長８２０ ｎｍの光に対する屈折率
：１．７６３）からなり、外径約１ｍｍ５内径２．５μ
履の毛細管に実施例１と同様にして、ＰＲＡの単結晶を
成長させた。そして、実施例１と同様にして、ファイバ
ー型波長変換素子を得た。
：１．７６３）からなり、外径約１ｍｍ５内径２．５μ
履の毛細管に実施例１と同様にして、ＰＲＡの単結晶を
成長させた。そして、実施例１と同様にして、ファイバ
ー型波長変換素子を得た。
評価試験
実施例１〜１６及び比較例１〜２で得られたそれぞれの
ファイバー型波長変換素子の一端から、第１表に示す入
射強度、偏光を有する８ ２０ ｎｍの半導体レーザー
光（実施例９以外の実施例及び比較例２）または波長１
１０６４ｎのＮｄ：ＹＡＧレーザ−（実施例９及び比較
例１）を入射し、それぞれの他端から発生した２次高調
波の強度及び変換効率を調べた。
ファイバー型波長変換素子の一端から、第１表に示す入
射強度、偏光を有する８ ２０ ｎｍの半導体レーザー
光（実施例９以外の実施例及び比較例２）または波長１
１０６４ｎのＮｄ：ＹＡＧレーザ−（実施例９及び比較
例１）を入射し、それぞれの他端から発生した２次高調
波の強度及び変換効率を調べた。
その結果を第１表に示す。
（以下余白）
第１表
第１表より、コアとクラッドとの比屈折率差が０．０１
５以上である実施例１〜８および１０〜１６で得られた
波長変換素子に、波長８２０ｎＩｌの半導体レーザーを
基本波として入射した場合の２次高調波への変換効率は
、比屈折率差が０．０１５未満である比較例２で得られ
た波長変換素子に同じ基本波を入射した場合の変換効率
より、いずれも高いことが分かる。また、比屈折率差が
０．０１５以上である実施例９で得られた波長変換素子
に、波長１０６４ｔｖのＮｄ ： ＹＡＧレーザーを基
本波として照射した場合の第２高調波への変換効率は、
比屈折率差が０．．０１５未満である比較例１で得られ
た波長変換素子に同じ基本波を入射した場合の上記変換
効率より、高いことが分かる。
５以上である実施例１〜８および１０〜１６で得られた
波長変換素子に、波長８２０ｎＩｌの半導体レーザーを
基本波として入射した場合の２次高調波への変換効率は
、比屈折率差が０．０１５未満である比較例２で得られ
た波長変換素子に同じ基本波を入射した場合の変換効率
より、いずれも高いことが分かる。また、比屈折率差が
０．０１５以上である実施例９で得られた波長変換素子
に、波長１０６４ｔｖのＮｄ ： ＹＡＧレーザーを基
本波として照射した場合の第２高調波への変換効率は、
比屈折率差が０．．０１５未満である比較例１で得られ
た波長変換素子に同じ基本波を入射した場合の上記変換
効率より、高いことが分かる。
〈発明の効果〉
この発明の波長変換素子は、コアとクラッドとの比屈折
率差が０．０１５以上であり、コアの直径を小さくした
場合でも、コア内に閉じこめられる基本波のパワーを一
定に保つことができるので、コア内のパワー密度Ｐω／
ａは大きくなり、基本波を２次高調波に高効率で変換す
ることができる。
率差が０．０１５以上であり、コアの直径を小さくした
場合でも、コア内に閉じこめられる基本波のパワーを一
定に保つことができるので、コア内のパワー密度Ｐω／
ａは大きくなり、基本波を２次高調波に高効率で変換す
ることができる。
第１図はこの発明にかかる波長変換素子の一実施例を示
す斜視図であり、第２図〜第４図は別の実施例を示す説
明図であり、第５図は従来の波長変換素子を示す斜視図
であり、第６図は従来の波長変換素子を示す説明図であ
る。 Ａ、Ａｌ〜八３へ・・波長変換素子、 １．１ａ〜１ｃ・・・コア、２・・・クラッド。
す斜視図であり、第２図〜第４図は別の実施例を示す説
明図であり、第５図は従来の波長変換素子を示す斜視図
であり、第６図は従来の波長変換素子を示す説明図であ
る。 Ａ、Ａｌ〜八３へ・・波長変換素子、 １．１ａ〜１ｃ・・・コア、２・・・クラッド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非線形光学材料単結晶をコアに、ガラスをクラッド
として、チェレンコフ放射によって第２高調波を取り出
すファイバー型波長変換素子において、 入射光に対するコアとクラッドとの比屈折率差が０．０
１５以上であることを特徴とする波長変換素子。 ２、上記非線形光学材料単結晶が、下記［１］〜［９］
の有機非線形光学材料のうちいずれか一つからなる請求
項１記載の波長変換素子。 ［１］３，５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）
ピラゾール ［２］４，５−ジメチル−１，３−ジチオール−２−イ
リデンシアノアセテ− ［３］３−（２−シアノ−２−エトキシカルボニルビニ
ル）インドール ［４］２−メチル−４−ニトロアニリン ［５］４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−３−アセトア
ミドニトロベンゼン ［６］４′−ニトロベンジリデン−３−アセトアミノ−
４−メトキシアニリン ［７］４−（４′−ヒドロキシスチリル）−１−メチル
ピリジウムを陽イオンとし且つ４−トルエンスルホネー
トを陰イオンとする分子塩 ［８］４−（４′−クロロスチリル）−１−メチルピリ
ジウムを陽イオンとし且つ４−トルエンスルホネートを
陰イオンとする分子塩 ［９］４−プロモ−４′−メトキシカルコン
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP1250923A JPH03111826A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 波長変換素子 |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1250923A JPH03111826A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 波長変換素子 |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH03111826A true JPH03111826A (ja) | 1991-05-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1250923A Pending JPH03111826A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 波長変換素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0420156A1 (ja) |
| JP (1) | JPH03111826A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1989
- 1989-09-26 JP JP1250923A patent/JPH03111826A/ja active Pending
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- 1990-09-26 US US07/588,615 patent/US5022738A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
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