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JPH07270632A - Optical element, optical wavelength converting element and generator of short wavelength light - Google Patents

Optical element, optical wavelength converting element and generator of short wavelength light

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Publication number
JPH07270632A
JPH07270632A JP6057329A JP5732994A JPH07270632A JP H07270632 A JPH07270632 A JP H07270632A JP 6057329 A JP6057329 A JP 6057329A JP 5732994 A JP5732994 A JP 5732994A JP H07270632 A JPH07270632 A JP H07270632A
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JP
Japan
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wavelength
optical
optical waveguide
substrate
conversion element
Prior art date
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Application number
JP6057329A
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Japanese (ja)
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JP3264081B2 (en
Inventor
Kiminori Mizuuchi
公典 水内
Kazuhisa Yamamoto
和久 山本
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP05732994A priority Critical patent/JP3264081B2/en
Publication of JPH07270632A publication Critical patent/JPH07270632A/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/353Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
    • G02F1/3544Particular phase matching techniques
    • G02F1/3546Active phase matching, e.g. by electro- or thermo-optic tuning
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
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    • G02F1/3548Quasi phase matching [QPM], e.g. using a periodic domain inverted structure

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  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stabilize the output of an optical wavelength converting element by controlling the phase matching wavelength. CONSTITUTION:This optical wavelength converting element is produced by forming a polarization reversed layer 4 and a proton-exchanged optical waveguide 5 on a LiTaO3 substrate 1. The electric field applied on the optical waveguide 5 and temp. are controlled with electrodes 10 and a heater 11 to control the refractive index of the optical waveguide 5. By controlling temp., the refractive index can be modulated in a wide range. By combining with controlling of the electric field, fast modulation can be obtd. As a result, the phase matching wavelength of the optical wavelength converting element can be fast controlled in a wide range. Thereby, the phase matching wavelength of the optical wavelength converting element which is changed by environmental temp. or the like can be controlled to obtain stable output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コヒーレント光源を応
用した、光情報処理、光応用計測分野に使用される光波
長変換素子および光波長変換素子を用いた短波長コヒー
レント光源に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical wavelength conversion element to which a coherent light source is applied and which is used in the fields of optical information processing and optical application measurement and a short wavelength coherent light source using the optical wavelength conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】非線形光学効果を利用した第2高調波発
生素子(以下SHG素子とする)により、光(基本波)
を半分の波長の第2高調波に変換できる。これによって
半導体レーザ光を変換すると、小型の短波長光源が実現
でき、印刷、光情報処理、光応用計測制御分野などに応
用できるため盛んに研究が行われている。SHG素子に
おいて高効率の波長変換を実現するには、基本波と第2
高調波の間で位相整合条件の成立が必要不可欠である。
位相整合条件は、SHG素子の材料特性、基本波の波長
等に依存するが、一般的に許容度が狭いため、条件成立
には基本波波長の精密な制御が必要となる。
2. Description of the Related Art Light (fundamental wave) is generated by a second harmonic wave generating element (hereinafter referred to as SHG element) utilizing a nonlinear optical effect.
Can be converted to the second harmonic of half the wavelength. By converting the semiconductor laser light by this, a small short-wavelength light source can be realized, and it can be applied to the fields of printing, optical information processing, optical applied measurement control, and the like, and thus is actively researched. In order to realize highly efficient wavelength conversion in the SHG element, the fundamental wave and the second
It is essential that the phase matching condition be satisfied between the harmonics.
The phase matching condition depends on the material characteristics of the SHG element, the wavelength of the fundamental wave, and the like, but since the tolerance is generally narrow, precise control of the fundamental wave wavelength is required to satisfy the condition.

【0003】これを示す例として例えば、擬似位相整合
(以下、QPMと記す。)方式の分極反転光導波路を用
いた半導体レーザの波長変換の報告がある(山本他、ア
プライド・フィジックス・レターズApplied Physics Le
tters, Vol.62, No.21, 2599(1993))。LiTaO3基板に周
期状の分極反転層を有する光導波路を形成し、QPM−
SHG素子を構成している。
As an example showing this, there is a report of wavelength conversion of a semiconductor laser using a quasi-phase matching (hereinafter referred to as QPM) type polarization inversion optical waveguide (Yamamoto et al. Applied Physics Letters). Le
tters, Vol.62, No.21, 2599 (1993)). An optical waveguide having a periodic domain-inverted layer is formed on a LiTaO 3 substrate, and QPM-
It constitutes an SHG element.

【0004】SHG素子は変換効率21%で31mWの
青色光の発生に成功しているが、基本波の許容度は0.
12nmしかなく、SHG素子の波長許容度が狭いことを
示している。一方、半導体レーザの発振波長は、温度ま
はた印加電流等によりモードホップを伴い変化する(例
えば、温度変化は、0.1〜0.2nm/℃、印加電流でも0.1
〜0.2nmのモードホップを伴い波長が変化する)ため、
半導体レーザの発振波長とSHG素子の位相整合波長と
を一致させることは容易ではない。
The SHG element has succeeded in generating a blue light of 31 mW with a conversion efficiency of 21%, but the tolerance of the fundamental wave is 0.
It is only 12 nm, which indicates that the wavelength tolerance of the SHG element is narrow. On the other hand, the oscillation wavelength of the semiconductor laser changes with mode hopping due to temperature or applied current (for example, the temperature change is 0.1 to 0.2 nm / ° C, and the applied current is 0.1
Since the wavelength changes with mode hop of ~ 0.2 nm),
It is not easy to match the oscillation wavelength of the semiconductor laser with the phase matching wavelength of the SHG element.

【0005】そこで、例えば図11に、示すようなグレ
ーティングフィードバックを利用した半導体レーザの波
長チューニングによる短波長光発生装置が示されてい
る。半導体レーザーとQPM−SHG素子を用いた従来
の短波長光発生装置の概略構成図を図14に示す。半導
体レーザー101から放射された光は、N.A.=0.55のコ
リメートレンズ102により平行ビームに変換され、λ
/2板103で偏向方向を回転させ、N.A.=0.45のフォ
ーカシングレンズ104により光導波路の入射部105
に集光される。光導波路の出射端より出射された基本波
と第2高調波はコリメートレンズ106により平行ビー
ムに変換された後、ダイクロイックミラー107により
基本波と第2高調波に分離される。
Therefore, for example, FIG. 11 shows a short-wavelength light generating device by wavelength tuning of a semiconductor laser using grating feedback as shown in FIG. FIG. 14 shows a schematic configuration diagram of a conventional short wavelength light generating device using a semiconductor laser and a QPM-SHG element. The light emitted from the semiconductor laser 101 is converted into a parallel beam by the collimating lens 102 with NA = 0.55, and λ
/ 2 plate 103 rotates the deflection direction, and focusing lens 104 with NA = 0.45 allows incident portion 105 of the optical waveguide.
Is focused on. The fundamental wave and the second harmonic emitted from the emitting end of the optical waveguide are converted into a parallel beam by the collimator lens 106, and then separated by the dichroic mirror 107 into the fundamental wave and the second harmonic.

【0006】基本波はグレーティング108により波長
選択された後、レンズ106、光導波路、レンズ10
4、102およびλ/2板103を通って半導体レーザ
101に帰還される。グレーティング108の選択波長
により半導体レーザ101の発振波長を制御できる。こ
の結果、半導体レーザの波長変換により8mWの青色光
の発生に成功し、半導体レーザの温度変化に対しても1
7〜35℃の間で安定なSHG出力を得ている。
After the wavelength of the fundamental wave is selected by the grating 108, the lens 106, the optical waveguide and the lens 10 are selected.
It is returned to the semiconductor laser 101 through 4, 102 and the λ / 2 plate 103. The oscillation wavelength of the semiconductor laser 101 can be controlled by the selection wavelength of the grating 108. As a result, the wavelength conversion of the semiconductor laser succeeded in generating a blue light of 8 mW, and the temperature change of the semiconductor laser was reduced to 1
A stable SHG output is obtained between 7 and 35 ° C.

【0007】グレーティングフィードバック方式として
は、図14に示した外部グレーティングを利用する以外
に、SHG素子にグレーティングを集積したタイプも報
告されている。これを示す例として例えば、SHG素子
上に誘電体のグレーティング層を形成し、光導波路を伝
搬する基本波の一部をグレーティングにより波長選択
し、半導体レーザに帰還させ、外部グレーティングと同
様に半導体レーザの発振波長を固定するものである(特
願平5−85950号)。また集積したグレーティング
としては、光導波路の内部にグレーティングを形成した
タイプも報告されている(K. Shinozaki他、アプライド
フィジックス・レターズ Applied Physics Letters. V
ol. 59, No. 29, 510-512 (1991))。波長1.327μ
mの基本波P1に対して、光導波路の長さを2mm、基
本波P1のパワーを60μWにしたとき高調波P2のパ
ワー0.652pWが得られていた。このときの変換効
率は4.1%/W・cm2であった。
As the grating feedback method, in addition to utilizing the external grating shown in FIG. 14, a type in which a grating is integrated in an SHG element has also been reported. As an example showing this, for example, a dielectric grating layer is formed on an SHG element, a part of the fundamental wave propagating in an optical waveguide is wavelength-selected by a grating, and the selected wavelength is fed back to a semiconductor laser. Is fixed (Japanese Patent Application No. 5-85950). As an integrated grating, a type in which a grating is formed inside an optical waveguide has also been reported (K. Shinozaki et al. Applied Physics Letters. V
ol. 59, No. 29, 510-512 (1991)). Wavelength 1.327μ
For the fundamental wave P1 of m, when the length of the optical waveguide was 2 mm and the power of the fundamental wave P1 was 60 μW, the power of the harmonic wave P2 was 0.652 pW. The conversion efficiency at this time was 4.1% / W · cm 2 .

【0008】一方、SHG素子による半導体レーザの波
長変換を行うため、SHG素子の位相整合波長を制御す
る方法がある。例えば、光導波路に電圧を印加して、電
気光学効果により光導波路の屈折率を制御することによ
り、位相整合波長を調整し、半導体レーザの発振波長に
位相整合波長を一致させる方法がある(特願平4−20
4815号)。
On the other hand, there is a method of controlling the phase matching wavelength of the SHG element in order to convert the wavelength of the semiconductor laser by the SHG element. For example, there is a method in which a voltage is applied to the optical waveguide and the refractive index of the optical waveguide is controlled by the electro-optic effect to adjust the phase matching wavelength to match the phase matching wavelength with the oscillation wavelength of the semiconductor laser. Wishes 4-20
4815).

【0009】図15に電界印加により位相整合波長を調
整する従来の光波長変換素子の構成図を示す。図15に
おいて110は−Z板のLiTaO3基板、111は周期状分
極反転層、112はプロトン交換光導波路、113は電
極、114は半導体レーザ、115は入射部である。従
来の光波長変換素子においては電極の幅に関する記載は
行われていなかった。電極113に電圧を印加すると光
導波路にZ方向の電圧が印加される。このため、基板の
有する電気光学効果により、電気光学定数r33を介して
光のZ方向の電界成分に対する屈折率が変化しする。こ
れによって光波長変換素子の位相整合波長が変調され
る。
FIG. 15 shows a configuration diagram of a conventional optical wavelength conversion element for adjusting the phase matching wavelength by applying an electric field. In FIG. 15, 110 is a -Z plate LiTaO 3 substrate, 111 is a periodically poled layer, 112 is a proton exchange optical waveguide, 113 is an electrode, 114 is a semiconductor laser, and 115 is an incident part. In the conventional light wavelength conversion element, there is no description about the width of the electrode. When a voltage is applied to the electrode 113, a voltage in the Z direction is applied to the optical waveguide. Therefore, due to the electro-optic effect of the substrate, the refractive index of the light with respect to the electric field component in the Z direction changes via the electro-optic constant r 33 . As a result, the phase matching wavelength of the light wavelength conversion element is modulated.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】最初に、従来の短波長
光発生装置についての課題を述べる。
First, the problems associated with the conventional short wavelength light generator will be described.

【0011】グレーティングフィードバックを利用した
従来の短波長光発生装置では、グレーティングにより半
導体レーザの発振波長を制御できるが、半導体レーザの
発振波長は0.1〜0.2nm毎に離散的に存在するため、波長
許容度の狭い光波長変換素子(例えばQPM−SHG素
子の場合、波長許容度は半値全幅で0.1nm程度)の位相
整合波長と完全に一致させるのが難しく、高効率化が困
難であり、出力が不安定になるという問題があった。ま
た、光波長変換素子の温度により位相整合波長が変動す
るため、環境温度の変化によりSHG出力が変動すると
いう問題があった。さらに、グレーティングを集積化し
た光波長変換素子では、グレーティングの反射波長に半
導体レーザの発振波長が固定されるため、グレーティン
グの反射波長と位相整合波長を精密に一致させるのが難
しく、高効率化が困難であるという問題があった。
In the conventional short-wavelength light generator using the grating feedback, the oscillation wavelength of the semiconductor laser can be controlled by the grating, but since the oscillation wavelength of the semiconductor laser exists discretely every 0.1 to 0.2 nm, the wavelength tolerance It is difficult to completely match the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element with a narrow degree (for example, in the case of the QPM-SHG element, the wavelength tolerance is about 0.1 nm in full width at half maximum), it is difficult to achieve high efficiency, and the output is There was a problem of instability. Further, since the phase matching wavelength fluctuates depending on the temperature of the light wavelength conversion element, there is a problem that the SHG output fluctuates due to a change in environmental temperature. Furthermore, in an optical wavelength conversion element with integrated grating, since the oscillation wavelength of the semiconductor laser is fixed to the reflection wavelength of the grating, it is difficult to precisely match the reflection wavelength of the grating with the phase matching wavelength, and high efficiency is achieved. There was a problem that it was difficult.

【0012】そこで本発明は上記の点に鑑み、高効率変
換が可能で、環境温度変化に対して安定な出力特性を有
する短波長光発生装置を提供することを目的とする。
In view of the above points, the present invention has an object to provide a short-wavelength light generating device capable of high-efficiency conversion and having stable output characteristics against environmental temperature changes.

【0013】次に、光波長変換素子についての課題を述
べる。電気光学効果を利用して、光波長変換素子の位相
整合波長を調整する方法が示されている。電気光学効果
による屈折率変化は応答速度が速く、高速の変調が可能
であるが、変調可能な屈折率変化は10-4オーダと小さ
いため、変調できる位相整合波長の範囲は、1nm以下の
狭い範囲に限定されるという問題があった。
Next, the problems associated with the optical wavelength conversion element will be described. A method of adjusting the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element by utilizing the electro-optic effect is shown. The change in the refractive index due to the electro-optic effect has a fast response speed and high-speed modulation is possible, but the change in the refractive index that can be modulated is as small as 10 −4 , so the range of the phase matching wavelength that can be modulated is narrower than 1 nm. There was a problem of being limited to the range.

【0014】一方、基板の温度を変化させることにより
位相整合波長を制御することも可能であるが、温度変化
による変調は応答速度が遅く、高速の変調ができないと
いう問題があった。
On the other hand, although it is possible to control the phase matching wavelength by changing the temperature of the substrate, there is a problem that the modulation due to the temperature change has a slow response speed and high speed modulation cannot be performed.

【0015】そこで本発明は上記の点に鑑み、位相整合
波長が高速に変調可能で、かつ広い範囲に渡り変調でき
る光波長変換素子を提供することを目的とする。
In view of the above points, an object of the present invention is to provide an optical wavelength conversion element capable of modulating a phase matching wavelength at high speed and modulating a wide range.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明では、 (1)強誘電体基板と、前記基板上に形成された電界印
加手段と、前記基板上に形成された温度印加手段とを備
えた光素子である。 (2)非線形光学基板と、前記基板表面に形成された周
期状の分極反転層と、前記基板表面に形成された光導波
路と、前記光導波路上に形成された電界印加手段と、前
記光導波路の少なくとも片側に形成された温度印加手段
とを有し、光導波路の屈折率が前記電界印加手段および
前記温度印加手段により制御されて光波長変換素子であ
る。 (3)非線形光学基板と、前記基板表面に形成された周
期状の分極反転層と、前記基板表面に形成された光導波
路と、前記光導波路上に形成された電界印加手段と、前
記電界印加手段上に形成された電気的絶縁手段と、前記
絶縁手段上に形成された温度印加手段とを備え、前記光
導波路の屈折率が前記電界印加手段および前記温度印加
手段により制御されている光波長変換素子である。 (4)非線形光学基板と、前記基板表面に形成された周
期状の分極反転層と、前記基板表面に形成された光導波
路と、前記光導波路上に形成されたストライプ状の第1
の導体と、前記第1の導体の両側または片側に形成され
たストライプ状の第2の導体とを備え、前記第1および
第2の導体のストラプ方向が互いにほぼ平行で、かつ前
記第1の導体と前記第2の導体間に電位差を有し、なお
かつ前記第1または第2の導体の少なくとも一方に電流
が流れている光波長変換素子である。 (5)半導体レーザと、非線形光学基板と、前記基板表
面に形成された周期状の分極反転層と、前記基板表面に
形成された光導波路と、記基板表面に形成された光導波
路と、前記基板上に形成された電界印加手段と、前記基
板上に形成された温度印加手段と、集光光学系とを備
え、前記光導波路の屈折率が前記電圧印加手段および前
記温度印加手段により制御されている短波長光発生装置
である。 (6)波長選択手段と、半導体レーザと、非線形光学基
板と、前記基板表面に形成された周期状の分極反転層
と、前記基板表面に形成された光導波路と、記基板表面
に形成された光導波路と、前記基板上に形成された電界
印加手段と、前記基板上に形成された温度印加手段と、
集光光学系とを備え、前記波長選択手段により前記半導
体レーザの出射光の少なくとも一部が波長選択された
後、再び前記半導体レーザに帰還されており、かつ前記
光導波路の屈折率が前記電圧印加手段および前記温度印
加手段により制御されている短波長光発生装置である。 (7)屈折率温度係数dn1/dT(℃-1)を有する非
線形光学基板と、前記基板表面に形成された周期状の分
極反転層と、前記基板表面に形成された光導波路と、前
記光導波路の少なくとも一部の内部または表面に形成さ
れたグレーティングと、前記グレーティング上に形成さ
れた薄膜と、半導体レーザと、集光光学系とを備え、前
記薄膜の屈折率温度係数dn2/dT(℃-1)がdn1/
dT>dn2/dTである短波長光発生装置である。
In order to solve the above problems, according to the present invention, (1) a ferroelectric substrate, an electric field applying means formed on the substrate, and a temperature applying means formed on the substrate. It is an optical element provided with. (2) Non-linear optical substrate, periodic polarization inversion layer formed on the surface of the substrate, optical waveguide formed on the surface of the substrate, electric field applying means formed on the optical waveguide, and the optical waveguide. And a temperature applying unit formed on at least one side of the optical waveguide, and the refractive index of the optical waveguide is controlled by the electric field applying unit and the temperature applying unit. (3) Non-linear optical substrate, periodic domain-inverted layer formed on the substrate surface, optical waveguide formed on the substrate surface, electric field applying means formed on the optical waveguide, and electric field application An optical wavelength control device comprising an electric insulation means formed on the means and a temperature application means formed on the insulation means, wherein the refractive index of the optical waveguide is controlled by the electric field application means and the temperature application means. It is a conversion element. (4) Non-linear optical substrate, periodic domain-inverted layer formed on the surface of the substrate, optical waveguide formed on the surface of the substrate, first stripe-shaped optical waveguide formed on the optical waveguide
And a striped second conductor formed on both sides or one side of the first conductor, and the strap directions of the first and second conductors are substantially parallel to each other, and the first conductor is provided. The optical wavelength conversion element has a potential difference between a conductor and the second conductor, and a current flows through at least one of the first and second conductors. (5) A semiconductor laser, a non-linear optical substrate, a periodic domain inversion layer formed on the substrate surface, an optical waveguide formed on the substrate surface, an optical waveguide formed on the substrate surface, An electric field applying unit formed on the substrate, a temperature applying unit formed on the substrate, and a condensing optical system are provided, and the refractive index of the optical waveguide is controlled by the voltage applying unit and the temperature applying unit. It is a short wavelength light generating device. (6) Wavelength selection means, semiconductor laser, non-linear optical substrate, periodic domain-inverted layer formed on the substrate surface, optical waveguide formed on the substrate surface, and formed on the substrate surface An optical waveguide, an electric field applying means formed on the substrate, a temperature applying means formed on the substrate,
A light-collecting optical system, wherein at least a part of the emitted light of the semiconductor laser is wavelength-selected by the wavelength selecting means, and then the light is returned to the semiconductor laser again, and the refractive index of the optical waveguide is the voltage. It is a short wavelength light generator controlled by an application unit and the temperature application unit. (7) A nonlinear optical substrate having a temperature coefficient of refractive index dn1 / dT (° C. -1 ), a periodic domain-inverted layer formed on the surface of the substrate, an optical waveguide formed on the surface of the substrate, and the optical waveguide The waveguide is provided with a grating formed in or on at least a part of the waveguide, a thin film formed on the grating, a semiconductor laser, and a condensing optical system, and the temperature coefficient of refractive index dn2 / dT (° C. -1 ) is dn1 /
It is a short-wavelength light generator with dT> dn2 / dT.

【0017】[0017]

【作用】本発明は前述した方法により、光素子に電圧印
加手段と温度印加手段を同時に備えることにより光素子
の屈折率を広い範囲に渡り、高速に変調できる。これ
は、温度印加により屈折率を広い範囲変調可能となり、
しかも変調速度の遅い温度印加による変調を電界印加に
より補うことにより高速の変調を可能にする。さらに、
粗い波長の調整は温度印加手段による変調で行い、精密
な調整は電界印加手段で行うことにより、広範囲に渡
り、精密な屈折率制御が可能となる。
According to the present invention, by providing the optical element with the voltage applying means and the temperature applying means at the same time, the refractive index of the optical element can be modulated at a high speed over a wide range. This makes it possible to modulate the refractive index over a wide range by applying temperature,
Moreover, high-speed modulation is possible by compensating for the low-modulation temperature application by the electric field application. further,
The coarse wavelength adjustment is performed by modulation by the temperature applying means, and the fine adjustment is performed by the electric field applying means, whereby precise refractive index control can be performed over a wide range.

【0018】また、電界印加手段と温度印加手段を電気
的絶縁手段を挟んで積層構造にし、集積化することによ
り、光波長変換素子の光導波路に、効率良く電圧と温度
を印加することが可能となり、低消費電力で位相整合波
長を変調できる光波長変換素子が構成できる。
Further, by forming the electric field applying means and the temperature applying means in a laminated structure with the electrical insulating means sandwiched therebetween and integrating them, voltage and temperature can be efficiently applied to the optical waveguide of the optical wavelength conversion element. Thus, an optical wavelength conversion element capable of modulating the phase matching wavelength with low power consumption can be configured.

【0019】また、電極に電流を流すと薄膜ヒータの役
割もはたすため、電極により電圧印加と温度を印加を同
時にはたすことが可能となる。
Further, when a current is passed through the electrodes, it also serves as a thin film heater, so that it is possible to simultaneously apply voltage and temperature by the electrodes.

【0020】また、上記の光波長変換素子と半導体レー
ザを組み合わせることにより、小型の短波長光発生装置
を構成できる。半導体レーザから出射された光を集光光
学系により光波長変換素子の光導波路に結合させ、半導
体レーザの発振波長に光波長変換素子の位相整合波長が
一致するよう、温度印加手段と電界印加手段により調整
すると、広い温度範囲に渡り、高速に位相整合波長を変
調することが可能となり、半導体レーザの光を高効率で
波長変換することが可能となる。
By combining the above-mentioned light wavelength conversion element and a semiconductor laser, a compact short wavelength light generating device can be constructed. The light emitted from the semiconductor laser is coupled to the optical waveguide of the optical wavelength conversion element by the condensing optical system, and the temperature application means and the electric field application means are arranged so that the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element matches the oscillation wavelength of the semiconductor laser. When adjusted by, the phase matching wavelength can be modulated at high speed over a wide temperature range, and the light of the semiconductor laser can be wavelength-converted with high efficiency.

【0021】また、温度等の環境変化により、光波長変
換素子の位相整合波長または半導体レーザの発振波長が
変動しても、上記手段により位相整合波長を変調するこ
とで、常に一定のSHG光が得られるため、安定な出力
特性を有する短波長光発生装置を形成できる。
Further, even if the phase matching wavelength of the light wavelength conversion element or the oscillation wavelength of the semiconductor laser changes due to environmental changes such as temperature, by modulating the phase matching wavelength by the above means, a constant SHG light is generated. As a result, it is possible to form a short wavelength light generating device having stable output characteristics.

【0022】また、半導体レーザの発振波長を光フィー
ドバックを利用して固定および制御できる。これは半導
体レーザの発射光の一部をグレーティング等の波長選択
手段により波長選択した後、半導体レーザの活性層内に
帰還してやると、半導体レーザの発振波長が選択された
波長に固定されるというものである。これを上記短波長
光発生装置に応用すると、半導体レーザの発振波長が固
定され、温度等の環境変化による半導体レーザの発振波
長の変動を防止することが可能となる。これによって、
より安定な出力特性を有する短波長光発生装置を構成で
きる。
Further, the oscillation wavelength of the semiconductor laser can be fixed and controlled by utilizing optical feedback. This is because the oscillation wavelength of the semiconductor laser is fixed to the selected wavelength when a part of the emitted light of the semiconductor laser is wavelength-selected by a wavelength selection means such as a grating and then returned to the active layer of the semiconductor laser. Is. When this is applied to the short-wavelength light generator, the oscillation wavelength of the semiconductor laser is fixed, and it is possible to prevent the oscillation wavelength of the semiconductor laser from varying due to environmental changes such as temperature. by this,
A short wavelength light generating device having more stable output characteristics can be configured.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下本発明の実施例について説明する。 (Example 1) An example of the present invention will be described below.

【0024】図1は、本発明の実施例の光波長変換素子
の構成斜視図である。1は−C板のLiTaO3基板(結晶の
C軸に垂直な面の−側)、4は分極反転層、5はプロト
ン交換光導波路、6は波長860nmの基本光、7は波
長430nmの第2高調波(以下、SHG光と略
す。)、8は分極反転層の周期Λ、9は分極反転部の幅
W、10は電極、11は薄膜ヒータ、12はSiO2バッフ
ァ層である。この分極反転層4の周期Λは、基本波6の
波長λ、光導波路5の屈折率と形状で異なる。光導波路
幅は4μm、深さは2μm、基本波6の波長λが860
nmのとき、1次の周期Λが約3.8μmである。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an optical wavelength conversion device according to an embodiment of the present invention. 1 is a -C plate LiTaO 3 substrate (-side of the plane perpendicular to the C axis of the crystal), 4 is a polarization inversion layer, 5 is a proton exchange optical waveguide, 6 is a fundamental light with a wavelength of 860 nm, 7 is a first with a wavelength of 430 nm. Two harmonics (hereinafter abbreviated as SHG light), 8 is the period Λ of the polarization inversion layer, 9 is the width W of the polarization inversion part, 10 is an electrode, 11 is a thin film heater, and 12 is a SiO 2 buffer layer. The period Λ of the domain inversion layer 4 differs depending on the wavelength λ of the fundamental wave 6 and the refractive index and shape of the optical waveguide 5. The optical waveguide width is 4 μm, the depth is 2 μm, and the wavelength λ of the fundamental wave 6 is 860.
When nm, the first-order period Λ is about 3.8 μm.

【0025】次に、本実施例の光波長変換素子の作製方
法について述べる。−C板のLiTaO3基板の表面にTa膜を
スパッタリング法で30nm堆積する。フォトリソグラフィ
法とドライエッチングで分極反転用周期パターンをTa膜
に転写する。基板を260℃のピロ燐酸中で20分間熱処理
して、非マスク部分直下のプロトン交換を行う。その後
540℃で30秒間熱処理して周期状の分極反転層を形成す
る。TaマスクをHFで除去した後、酸素雰囲気中で420
℃、6時間アニール処理する。次に光導波路用スリット
を形成する。基板にTaを30nm堆積した後、フォトリソグ
ラフィ法とドライエッチングにより光導波路のパターン
を形成する。260℃のピロ燐酸中で14分間熱処理しプロ
トン交換を行う。その後420℃で1分間アニール処理し
て光導波路を形成する。次に電極及びヒータの形成方法
を図2を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the optical wavelength conversion device of this embodiment will be described. A Ta film of 30 nm is deposited on the surface of the LiTaO 3 substrate of the −C plate by the sputtering method. The periodic pattern for domain inversion is transferred to the Ta film by photolithography and dry etching. The substrate is heat-treated in pyrophosphoric acid at 260 ° C. for 20 minutes to perform proton exchange directly under the unmasked portion. afterwards
Heat treatment is performed at 540 ° C. for 30 seconds to form a periodic domain inversion layer. After removing Ta mask with HF, 420 in oxygen atmosphere
Anneal at 6 ° C. for 6 hours. Next, a slit for an optical waveguide is formed. After depositing Ta to 30 nm on the substrate, an optical waveguide pattern is formed by photolithography and dry etching. Proton exchange is performed by heat treatment in pyrophosphoric acid at 260 ° C for 14 minutes. Then, an optical waveguide is formed by annealing at 420 ° C. for 1 minute. Next, a method of forming the electrodes and the heater will be described with reference to FIG.

【0026】(a)分極反転層と光導波路を形成した基
板表面に,SiO2膜を400nm堆積する。SiO2は電極または薄
膜ヒータが光導波路の伝搬損失を増加させないためのバ
ッファ層の役割をはたす。SiO2の厚みは、200nmでは光
導波路の伝搬損失が増加したため、バッファ層として機
能するには、SiO2の厚みは400nm以上必要であることが
明らかになった。(b)レジストを1μm堆積し、フォ
トリソグラフィ法により電極およびヒータのパターニン
グを行う。(c)Tiを200nm蒸着する。(d)アセトン
中で洗浄してリフトオフによりレジスト上に堆積したTi
を除去し、電極およびヒータのパターンを形成する。光
導波路の両端面を光学研磨し素子を形成した。作製した
光波長変換素子は幅10mm、長さ10mm、厚み0.5mmであっ
た。電極は幅4μmのストライプからなり、電極間隔は
3μmであった。
(A) A SiO 2 film is deposited to a thickness of 400 nm on the surface of the substrate on which the domain inversion layer and the optical waveguide are formed. SiO 2 serves as a buffer layer to prevent the electrode or the thin film heater from increasing the propagation loss of the optical waveguide. When the thickness of SiO 2 was 200 nm, the propagation loss of the optical waveguide increased, and it was revealed that the thickness of SiO 2 needs to be 400 nm or more to function as a buffer layer. (B) A resist is deposited to a thickness of 1 μm, and an electrode and a heater are patterned by a photolithography method. (C) Ti is evaporated to a thickness of 200 nm. (D) Ti deposited on the resist by lift-off after cleaning in acetone
Are removed and a pattern of electrodes and heaters is formed. Both ends of the optical waveguide were optically polished to form a device. The produced light wavelength conversion element had a width of 10 mm, a length of 10 mm and a thickness of 0.5 mm. The electrodes consisted of stripes having a width of 4 μm, and the electrode interval was 3 μm.

【0027】次に、本実施例の光波長変換素子の特性評
価を行った結果について述べる。ここで、本実施例に光
波長変換素子の波長変換の原理について簡単に説明す
る。波長変換は、非線形光学効果を利用して、基本波を
高調波に変換する方法で、ここでは2次の非線形光学効
果を利用して第2高調波(基本波の半分の波長)に変換
する。波長変換を高効率に行うには、基本波と第2高調
波の光の位相を伝搬方向に対して一致させる位相整合条
件を成立させなければならない。そのため、本実施例で
は、周期状の分極反転層からなる非線形グレーティング
により、基本波と第2高調波間の位相差を補償する擬似
位相整合方式を採用した。
Next, the results of the characteristic evaluation of the optical wavelength conversion device of this embodiment will be described. Here, the principle of wavelength conversion of the optical wavelength conversion element will be briefly described in the present embodiment. The wavelength conversion is a method of converting a fundamental wave into a harmonic by utilizing a nonlinear optical effect, and here, a fundamental wave is converted into a second harmonic (half the wavelength of the fundamental wave) by utilizing a second-order nonlinear optical effect. . In order to perform wavelength conversion with high efficiency, it is necessary to establish a phase matching condition for matching the phases of the light of the fundamental wave and the light of the second harmonic with respect to the propagation direction. Therefore, in the present embodiment, a quasi-phase matching method that compensates for the phase difference between the fundamental wave and the second harmonic by using a non-linear grating composed of a periodically poled layer is adopted.

【0028】本方式は、グレーティングの周期を変える
ことで広い範囲の波長に対して位相整合条件を満足で
き、かつ高効率の波長変換が行えるという特長がある。
反面、グレーティングを利用するため、位相整合の波長
許容度が0.1nm程度と小さいという問題がある。さら
に、非線形グレーティングの屈折率変化により位相整合
波長が変化するという特徴がある。そこで、非線形グレ
ーティングの屈折率変化による位相整合波長の制御につ
いて検討した。
This system is characterized in that the phase matching condition can be satisfied for a wide range of wavelengths by changing the grating period, and highly efficient wavelength conversion can be performed.
On the other hand, since a grating is used, there is a problem that the wavelength tolerance of phase matching is as small as about 0.1 nm. Furthermore, there is a feature that the phase matching wavelength changes due to the change of the refractive index of the nonlinear grating. Therefore, we investigated the control of the phase matching wavelength by changing the refractive index of the nonlinear grating.

【0029】最初に、ヒータ加熱による位相整合波長の
変調特性を評価した。Ti:Al2O3レーザからの光を光導波
路に入射し、SHG出力が最大になる位相整合波長を測
定した。ヒータは幅100μm、厚み200nmで抵抗は500Ω
であり、光導波路とヒータの距離は20μmであった。片
側のヒータにのみ電力を印加し印加電力と位相整合波長
との関係を求め図3に示す。
First, the modulation characteristic of the phase matching wavelength by heating the heater was evaluated. Light from the Ti: Al 2 O 3 laser was made incident on the optical waveguide, and the phase matching wavelength at which the SHG output was maximized was measured. The heater has a width of 100 μm, a thickness of 200 nm and a resistance of 500 Ω.
And the distance between the optical waveguide and the heater was 20 μm. FIG. 3 shows the relationship between the applied power and the phase matching wavelength obtained by applying the power to only one heater.

【0030】3Wの電力をヒータに印可すると位相整合
波長が4nmに渡り変化した。光導波路の温度係数から
計算すると光導波路の温度は約150℃に上昇している。
ヒータ加熱により広い範囲に渡り位相整合波長が制御で
きることがわかった。さらに、温度印可の応答速度を測
定した。ヒータに印加する電圧(40V)を周期的に変化
させて、位相整合波長の変調特性を測定した。その結
果、数Hzオーダの応答速度を有することが分かった。
基板の面積および厚みを小さくして、基板の熱容量を1/
10にすると数10Hzオーダの応答速度が得られた。
When the electric power of 3 W was applied to the heater, the phase matching wavelength changed over 4 nm. When calculated from the temperature coefficient of the optical waveguide, the temperature of the optical waveguide has risen to about 150 ° C.
It was found that the phase matching wavelength can be controlled over a wide range by heating the heater. Furthermore, the response speed of temperature application was measured. The voltage (40V) applied to the heater was periodically changed, and the modulation characteristic of the phase matching wavelength was measured. As a result, it was found to have a response speed of the order of several Hz.
Reduce the heat capacity of the board to 1 / by reducing the area and thickness of the board.
When set to 10, a response speed on the order of several tens Hz was obtained.

【0031】次に、電極による位相整合波長の変調特性
を評価した。LiTaO3は電気光学効果を有する材料であ
る。電気光学効果とは電圧印加により基板の屈折率が変
化する効果であり、印加する電界の方向と大きさによ
り、変化する屈折率の方向と大きさが結晶方向に対し、
一義的に決まっている。LiTaO3の場合、結晶のz方向に
電界を印加して、z方向の屈折率が変化するr33の電気
光学定数が30pm/Vと最も大きい。そこで平行電極を図1
に示す形にして、光導波路にz軸方向の電界が印加され
るように配置した。平行電極に直流電圧を印加して、印
加電圧と位相整合波長との関係を求めた結果を図4に示
す。±50Vの電圧を印加すると、位相整合波長は0.6n
m変調できた。変調の応答速度を測定したところ、数1
00MHz以上の応答速度を有していた。
Next, the modulation characteristic of the phase matching wavelength by the electrode was evaluated. LiTaO 3 is a material having an electro-optical effect. The electro-optic effect is an effect of changing the refractive index of the substrate by applying a voltage, and the direction and the magnitude of the changing refractive index are different from the crystallographic direction depending on the direction and the magnitude of the applied electric field.
It is uniquely determined. In the case of LiTaO 3, an electric field is applied in the z direction of the crystal, and the electro-optic constant of r 33 at which the refractive index in the z direction changes is as large as 30 pm / V. Therefore, a parallel electrode is shown in FIG.
And the z-axis direction electric field was applied to the optical waveguide. A DC voltage is applied to the parallel electrodes, and the relationship between the applied voltage and the phase matching wavelength is obtained. The result is shown in FIG. When a voltage of ± 50V is applied, the phase matching wavelength is 0.6n
I was able to modulate m. When measuring the response speed of modulation,
It had a response speed of 00 MHz or more.

【0032】以上示したように、ヒータ加熱による変調
では変調範囲が広いが応答速度が遅い、一方、電圧によ
る変調では高速の応答速度が実現できるが、変調範囲が
狭いという問題がある。そこで、ヒータと電極に同時に
電圧を印加して、変調特性を測定した。位相整合波長変
化の時間依存性を図5に示す。
As described above, the modulation by the heater heating has a wide modulation range but a slow response speed. On the other hand, the voltage modulation can achieve a high response speed, but has a problem that the modulation range is narrow. Therefore, the voltage was applied to the heater and the electrodes at the same time, and the modulation characteristics were measured. FIG. 5 shows the time dependence of the phase matching wavelength change.

【0033】(a)はヒータに2Wの電力を印加した場
合、(b)はヒータに2Wの電力を印加し、同時に電極に
電圧を印加した場合を示す。(a)の場合、波長が2nm変化
するが、位相整合波長が設定波長に到達するまで、約2
秒かかった。これは、素子温度が一定温度になるのに時
間がかかるためである。そこで、温度が定常状態になる
までの、屈折率変化を電界印加により補うため、図5
(b)に示すように、温度制御と同時に電極に電圧を印加
した。電界による屈折率の制御は、制御範囲は狭いが高
速の制御が可能となる。このため、図5(b)に示すよう
に、0.5秒以下で素子の屈折率を設定値に到達させる
ことが可能になった。温度制御と電界制御を併用するこ
とで、広い範囲に渡り高速の屈折率制御が可能になっ
た。
(A) shows the case where the electric power of 2 W is applied to the heater, and (b) shows the case where the electric power of 2 W is applied to the heater and the voltage is applied to the electrodes at the same time. In the case of (a), the wavelength changes by 2 nm, but it takes about 2 until the phase matching wavelength reaches the set wavelength.
It took a second. This is because it takes time for the element temperature to reach a constant temperature. Therefore, in order to compensate the change in the refractive index until the temperature reaches a steady state by applying an electric field,
As shown in (b), voltage was applied to the electrodes simultaneously with temperature control. The control of the refractive index by the electric field has a narrow control range but enables high-speed control. Therefore, as shown in FIG. 5B, the refractive index of the element can reach the set value in 0.5 seconds or less. The combined use of temperature control and electric field control enabled high-speed refractive index control over a wide range.

【0034】なお、本実施例では電極構造として平行3
本電極を用いたが、平行2本電極でもZ方向の電界を光
導波路に印加できる。
In this embodiment, the electrode structure is parallel 3
Although this electrode was used, an electric field in the Z direction can be applied to the optical waveguide even with two parallel electrodes.

【0035】なお、本実施例では平行電極を用いたが、
他に櫛形電極を用いると、より効率よく位相整合波長を
変調できる。以下にその理由を述べる。平行電極で電界
を印加すると光導波路に同じ方向(Z軸方向)の電界が
一様に印加される。ところが、光波長変換素子が図1に
示したように周期状分極反転層からなる擬似位相整合型
の場合、光導波路は周期的に分極が反転した構造をと
り、分極が反転している部分では電気光学定数r33の符
号も逆転している。そのため、平行電極で電圧を印加す
ると光導波路の分極反転部分と非反転部分とでは屈折率
変化の増減は逆転する。従って、電圧印加により変化す
る屈折率は光導波路全体で平均すると、相殺され小さく
なってしまう。
Although parallel electrodes are used in this embodiment,
In addition, if a comb-shaped electrode is used, the phase matching wavelength can be modulated more efficiently. The reason will be described below. When an electric field is applied by the parallel electrodes, the electric field in the same direction (Z-axis direction) is uniformly applied to the optical waveguide. However, in the case where the optical wavelength conversion element is a quasi phase matching type composed of a periodic polarization inversion layer as shown in FIG. 1, the optical waveguide has a structure in which the polarization is periodically inverted, and in the portion where the polarization is inverted. The sign of the electro-optical constant r 33 is also reversed. Therefore, when a voltage is applied to the parallel electrodes, the increase / decrease in the refractive index change is reversed between the polarization inversion part and the non-inversion part of the optical waveguide. Therefore, the refractive index that changes with the application of a voltage is canceled and becomes small when averaged over the entire optical waveguide.

【0036】一方、図6(a)に示す分極反転周期Λと
同じ周期を有する櫛形電極対を形成すると、図6(b)
に示すように、光導波路内の分極反転層に印加される電
界方向は分極反転部と非反転部で逆転するため、屈折率
変化は反転部、非反転部ともに同じ増減を示す。このた
め、電圧印加により効率よく屈折率を変化させることが
できた。例えば、櫛形電極に、±50Vの電圧を印加す
ると、位相整合波長を1nmに渡り変調でき、平行電極の
約2倍の位相整合波長変調が可能になった。櫛形電極の
櫛の歯の周期は、(2m−1)・Λ (m=1,2,3
・・・)であれば、効率よく、屈折率変化を与えること
ができる。
On the other hand, when a comb-shaped electrode pair having the same period as the domain inversion period Λ shown in FIG. 6A is formed, FIG.
As shown in, since the direction of the electric field applied to the domain-inverted layer in the optical waveguide is reversed between the domain-inverted portion and the non-inverted portion, the change in refractive index shows the same increase and decrease in both the inverted and non-inverted portions. Therefore, it was possible to efficiently change the refractive index by applying a voltage. For example, when a voltage of ± 50 V is applied to the comb-shaped electrodes, the phase matching wavelength can be modulated over 1 nm, and the phase matching wavelength modulation about twice that of the parallel electrodes is possible. The period of the comb teeth of the comb-shaped electrode is (2m−1) · Λ (m = 1, 2, 3
..), it is possible to efficiently change the refractive index.

【0037】なお、本実施例ではヒータにTi薄膜を用い
たが、他にCr、Ta、Wなどの高融点金属ならば何れの金
属でも使用できる。また、抵抗加熱、赤外線加熱、ペル
チェ素子等、基板に温度を印加できるなら、何れの方法
でも使用できる。
Although a Ti thin film is used for the heater in this embodiment, any other refractory metal such as Cr, Ta or W may be used. Also, any method such as resistance heating, infrared heating, and Peltier element can be used as long as the temperature can be applied to the substrate.

【0038】なお、本実施例では、Tiを電極に用いた
が、他に透明電極またはAl、Au、Ag、Cr、Ni、Cu、Ta、
Feなど何れの金属でも同様に用いることができる。特に
透明電極を用いると電極が直接光導波路と接することに
より発生する光導波路の伝搬損失が小さいため、バッフ
ァ層12を省略できて有効である。
In this embodiment, Ti is used as the electrode, but in addition, a transparent electrode or Al, Au, Ag, Cr, Ni, Cu, Ta,
Any metal such as Fe can be similarly used. In particular, when a transparent electrode is used, the propagation loss of the optical waveguide caused by the direct contact of the electrode with the optical waveguide is small, so that the buffer layer 12 can be omitted, which is effective.

【0039】なお、本実施例では、バッファ層にSiO2
用いたが、他にTa2O5、SiNなどの誘電体、Siなどの半導
体を用いることができる。特に半導体は、基板温度変化
により発生する焦電効果による電界の発生を防ぎ、温度
特性の向上を実現できるため有効である。
Although SiO 2 is used for the buffer layer in this embodiment, other dielectrics such as Ta 2 O 5 and SiN, and semiconductors such as Si can be used. Particularly, the semiconductor is effective because it can prevent the generation of an electric field due to the pyroelectric effect generated by the change in the substrate temperature and can improve the temperature characteristics.

【0040】なお、本実施例では基板にLiTaO3基板を用
いたが他にMgO、Nb、NdなどをドープしたLiTaO3、また
はLiNbO3またはその混合物であるLiTa(1-x)NbxO3(0≦
x≦1)基板、そのほかKTP(KTiOPO4)でも同様な素子
が作製できる。LiTaO3、LiNbO3、KTPはともに、高い
非線形性を有するため、高効率の光波長変換素子が作製
できる。しかも、これらの材料においては周期的分極反
転層の形成方法が確認されているため、高効率の光波長
変換素子が形成できる。
In this embodiment, a LiTaO 3 substrate was used as the substrate, but other LiTaO 3 doped with MgO, Nb, Nd, etc., or LiNbO 3 or a mixture thereof LiTa (1-x) Nb x O 3 was used. (0 ≦
A similar device can be manufactured by using x ≦ 1) substrate and KTP (KTiOPO 4 ). Since LiTaO 3 , LiNbO 3 , and KTP all have high nonlinearity, a highly efficient optical wavelength conversion element can be manufactured. Moreover, since the method of forming the periodically poled layer is confirmed for these materials, a highly efficient optical wavelength conversion element can be formed.

【0041】(実施例2)以下本発明の光波長変換素子
の他の実施例について説明する。
(Embodiment 2) Another embodiment of the optical wavelength conversion device of the present invention will be described below.

【0042】図7は、本発明の他の実施例の光波長変換
素子の構成斜視図である。1は−C板のLiTaO3基板(結
晶のC軸に垂直な面の−側)、4は分極反転層、5はプ
ロトン交換導波路、6は波長860nmの基本光、7は
波長430nmの第2高調波(以下、SHG光と略
す。)、8は分極反転層の周期Λ、9は分極反転部の幅
W、10は電極、11は薄膜ヒータ、12はSiO2バッフ
ァ層、13はSiO2バッファ層である。光導波路幅は4μ
m、深さは2μm、分極反転層の周期Λは約3.8μm
である。光波長変換素子の作製方法は実施例1とほぼ同
じである。但し、電極を形成後、SiO2バッファ層を1μ
m堆積し、その上にヒータを形成した。
FIG. 7 is a perspective view showing the construction of an optical wavelength conversion device according to another embodiment of the present invention. 1 is a -C plate LiTaO 3 substrate (-side of the plane perpendicular to the C axis of the crystal), 4 is a polarization inversion layer, 5 is a proton exchange waveguide, 6 is a fundamental light with a wavelength of 860 nm, and 7 is a first with a wavelength of 430 nm. 2 harmonics (hereinafter abbreviated as SHG light), 8 is the period Λ of the polarization inversion layer, 9 is the width W of the polarization inversion part, 10 is an electrode, 11 is a thin film heater, 12 is a SiO 2 buffer layer, and 13 is SiO. 2 buffer layers. Optical waveguide width is 4μ
m, the depth is 2 μm, and the period Λ of the domain inversion layer is about 3.8 μm.
Is. The method of manufacturing the light wavelength conversion element is almost the same as that of the first embodiment. However, after forming the electrode, the SiO 2 buffer layer is
m was deposited and a heater was formed on it.

【0043】次に、図7の光波長変換素子の動作原理に
ついて説明する。電極上に絶縁膜を挟んで薄膜ヒータを
形成した。絶縁膜を形成することにより、電極と薄膜ヒ
ータが電気的に分離され、集積化が可能になる。また、
ヒータと電極を積層構造に集積化することにより、ヒー
タによる、温度の熱伝導性が向上したため、温度印加に
よる屈折率変調の応答速度が実施例1の光波長変換素子
に比べて、約2倍早くなった。実施例1と同様に、ヒー
タと電極に電圧を印加し、非線形光学素子の屈折率変調
を行ったところ、0.3秒で所望の屈折率に、変調する
ことが可能になった。ヒータと電極を層状に集積化する
ことにより、より高速な位相整合波長の変調が可能にな
った。さらに、ヒータと電極を積層構造にすることによ
り、素子の占有面積が小さくなり、同じ面積の基板内
に、約3/2倍の波長変換素子が形成できるようになっ
た。
Next, the operation principle of the optical wavelength conversion device of FIG. 7 will be described. A thin film heater was formed on the electrodes with an insulating film sandwiched therebetween. By forming the insulating film, the electrode and the thin film heater are electrically separated from each other and integration is possible. Also,
By integrating the heater and the electrode in the laminated structure, the thermal conductivity of the temperature by the heater is improved, so that the response speed of the refractive index modulation by the temperature application is about twice that of the optical wavelength conversion element of the first embodiment. I got faster. As in Example 1, when a voltage was applied to the heater and the electrodes to modulate the refractive index of the nonlinear optical element, it was possible to achieve a desired refractive index in 0.3 seconds. By integrating the heater and the electrodes in layers, a faster phase-matched wavelength modulation became possible. Furthermore, by arranging the heater and the electrode in a laminated structure, the area occupied by the element is reduced, and it is possible to form a wavelength conversion element of about 3/2 times in the substrate having the same area.

【0044】(実施例3)図8は、本発明の他の実施例
の光波長変換素子の構成斜視図である。1は−C板のLi
TaO3基板(結晶のC軸に垂直な面の−側)、4は分極反
転層、5はプロトン交換光導波路、6は波長860nm
の基本光、7は波長430nmの第2高調波(以下、S
HG光と略す。)、8は分極反転層の周期Λ、9は分極
反転部の幅W、14は第1の導体であるTi薄膜、15
は第2の導体であるTi薄膜、12はSiO2バッファ層であ
る。光導波路幅は4μm、深さは2μm、分極反転層の
周期は約3.8μmである。
(Embodiment 3) FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of an optical wavelength conversion device according to another embodiment of the present invention. 1 is -C plate Li
TaO 3 substrate (-side of the plane perpendicular to the C axis of the crystal), 4 is a polarization inversion layer, 5 is a proton exchange optical waveguide, and 6 is a wavelength of 860 nm.
Fundamental light, 7 is the second harmonic of wavelength 430 nm (hereinafter, S
Abbreviated as HG light. ), 8 is the period Λ of the domain inversion layer, 9 is the width W of the domain inversion portion, 14 is the Ti thin film that is the first conductor, and 15
Is a Ti thin film which is the second conductor, and 12 is a SiO 2 buffer layer. The optical waveguide width is 4 μm, the depth is 2 μm, and the period of the domain inversion layer is about 3.8 μm.

【0045】次に、図8の光波長変換素子の動作原理に
ついて説明する。第1の導体であるTi薄膜14の両端に
V1の電圧を印可,第2の導体15の両端にV2の電圧を
印可し電流を流すと、薄膜ヒータとして働き、光導波路
に温度を印加できる。同時にTi薄膜14、15間に電位
差Vを設けると光導波路に電界を印加できる。一対の電
極により、電界と温度を同時に印加することができる。
光波長変換素子の位相整合波長の変調特性としては、電
極とヒータを積層構造に集積化したタイプとほぼ同等の
特性を示した。さらに、この光波長変換素子は構造が単
純で、第2の実施例の素子作製に必要であったバッファ
層形成工程、薄膜ヒータ形成工程を省略できるため、作
製が容易であるという特徴を有する。
Next, the operation principle of the optical wavelength conversion device of FIG. 8 will be described. When a voltage of V1 is applied to both ends of the Ti thin film 14 which is the first conductor and a voltage of V2 is applied to both ends of the second conductor 15, a current is caused to flow, whereby a thin film heater can be operated and temperature can be applied to the optical waveguide. At the same time, if a potential difference V is provided between the Ti thin films 14 and 15, an electric field can be applied to the optical waveguide. An electric field and temperature can be applied simultaneously by the pair of electrodes.
The modulation characteristics of the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element were almost the same as those of the type in which the electrode and the heater were integrated in a laminated structure. Further, this light wavelength conversion element has a simple structure, and since the step of forming a buffer layer and the step of forming a thin film heater, which are necessary for manufacturing the element of the second embodiment, can be omitted, it is easy to manufacture.

【0046】なお、電極構造としては、実施例1で示し
た3本のストライプ構造、櫛形電極構造構造でも、同様
の構成が得られる。特に、櫛形電極は電界制御による屈
折率変化が大きいため有効である。
As the electrode structure, the same structure can be obtained even with the three stripe structure or the comb-shaped electrode structure shown in the first embodiment. In particular, the comb-shaped electrode is effective because the change in the refractive index due to electric field control is large.

【0047】次に、図8の光波長変換素子の構造を用い
て、光波長変換素子の位相整合許容度の拡大について検
討を行った結果について述べる。
Next, the result of studying the expansion of the phase matching tolerance of the optical wavelength conversion element using the structure of the optical wavelength conversion element of FIG. 8 will be described.

【0048】図8に示した光波長変換素子の構成におい
て、第1の導体14に電流を流し、第2の導体15は一
定電圧(この場合は接地、電圧0)とした。実験では、
第1のTi薄膜のストライプ方向に40Vの電圧を印加し
た、Ti薄膜は、抵抗加熱による熱が発生し、ヒータとし
て作用した。さらに第14の導体と第2の導体15間の
電界は、光導波路の伝搬方向に渡って、0から40V/
3μmまで増加する。このため、光導波路の屈折率は、
電気光学効果により、図9に示したように、光導波路の
進行方向に渡って徐々に増加する。これによって、光波
長変換素子の位相整合波長が進行方向に渡り直線的に変
化することになり、素子全体の位相整合波長許容度が図
10に示したように0.1nmから1nmに10倍に拡
大することができた。この光波長変換素子を用いると、
基本波の波長変動に対し、安定したSHG出力が得られ
た。
In the structure of the optical wavelength conversion device shown in FIG. 8, a current was passed through the first conductor 14 and the second conductor 15 was set to a constant voltage (ground, voltage 0 in this case). In the experiment,
When a voltage of 40 V was applied in the stripe direction of the first Ti thin film, the Ti thin film generated heat due to resistance heating and acted as a heater. Further, the electric field between the fourteenth conductor and the second conductor 15 is 0 to 40 V / V over the propagation direction of the optical waveguide.
Increase to 3 μm. Therefore, the refractive index of the optical waveguide is
Due to the electro-optic effect, as shown in FIG. 9, it gradually increases in the traveling direction of the optical waveguide. As a result, the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element changes linearly in the traveling direction, and the phase matching wavelength tolerance of the entire element is increased from 0.1 nm to 1 nm by 10 times as shown in FIG. I was able to expand. With this optical wavelength conversion element,
A stable SHG output was obtained with respect to the wavelength fluctuation of the fundamental wave.

【0049】(実施例4)光素子に温度印加手段と電界
印加手段を形成することにより、素子特性の安定化が図
れる。ここでは、実施例2(図8)と同様の構成の光素
子として光スイッチについて説明する。光導波路上に図
8に示した電極構造を形成すと、安定な特性を有する光
スイッチが構成できる。
(Embodiment 4) By forming the temperature applying means and the electric field applying means in the optical element, the element characteristics can be stabilized. Here, an optical switch will be described as an optical element having the same configuration as that of the second embodiment (FIG. 8). By forming the electrode structure shown in FIG. 8 on the optical waveguide, an optical switch having stable characteristics can be constructed.

【0050】図11を用いて、光スイッチの動作原理を
説明する。レーザ23から出た光を、ハーフミラー24
で分岐し、一方を光スイッチ25の光導波路に集光光学
系26により入射する。光導波路を通った光をコリメー
トし、分岐した光と合波し、検出器27で検出する。光
導波路上に形成した電極に電圧を印可すると、光導波路
の屈折率が変化するため、光路差が変化し、合波した光
の干渉により光スイッチとして動作する。光出力を10
0MHzの周波数で変調できた。しかしながら、素子2
5の温度が変化すると、温度変化による光導波路の屈折
率変化が生じ、光路長が変わるため、スイッチの特性が
不安定になった。そこで、ヒータ電極に電流を流して、
光素子の温度を一定に保つことにより、出力の安定性が
図れ、出力変動を2%以下に抑えることができた。温度
制御と電界制御が電極により同時に行えるため、安定な
動作のスイッチが構成できた。
The operating principle of the optical switch will be described with reference to FIG. The light emitted from the laser 23 is reflected by the half mirror 24.
, And one of the light beams is incident on the optical waveguide of the optical switch 25 by the condensing optical system 26. The light passing through the optical waveguide is collimated, combined with the branched light, and detected by the detector 27. When a voltage is applied to the electrodes formed on the optical waveguide, the refractive index of the optical waveguide changes, the optical path difference changes, and the combined light interferes to operate as an optical switch. Light output 10
It was possible to modulate at a frequency of 0 MHz. However, element 2
When the temperature of No. 5 changes, the refractive index of the optical waveguide changes due to the temperature change, and the optical path length changes, so that the characteristics of the switch become unstable. Therefore, apply a current to the heater electrode,
By keeping the temperature of the optical element constant, the stability of the output could be achieved and the output fluctuation could be suppressed to 2% or less. Since the temperature control and the electric field control can be performed simultaneously by the electrodes, a switch with stable operation can be constructed.

【0051】(実施例5)以下、本実施例の短波長光発
生装置について説明する。
(Embodiment 5) The short wavelength light generating apparatus of this embodiment will be described below.

【0052】図12は、本発明の短波長光発生装置の構
成斜視図である。図12において、1は−C板のLiTaO3
基板(結晶のC軸に垂直な面の−側)、4は分極反転
層、5はプロトン交換光導波路、6は波長860nmの
基本光、7は波長430nmの第2高調波、8は分極反
転層の周期Λ、9は分極反転部の幅W、10は電極、1
1は薄膜ヒータ、12はSiO2バッファ層、20は半導体
レーザ、21は集光光学系である。光導波路幅は4μ
m、深さは2μm、基本波6の波長λが860nm、1
次の周期Λは3.8μmであった。
FIG. 12 is a perspective view showing the structure of the short wavelength light generating device of the present invention. In FIG. 12, 1 is -C plate LiTaO 3
Substrate (-side of the plane perpendicular to the C axis of the crystal), 4 is a polarization inversion layer, 5 is a proton exchange optical waveguide, 6 is a fundamental light with a wavelength of 860 nm, 7 is a second harmonic of 430 nm, and 8 is a polarization inversion. The layer period Λ, 9 is the width W of the polarization inversion portion, 10 is the electrode, 1
Reference numeral 1 is a thin film heater, 12 is a SiO 2 buffer layer, 20 is a semiconductor laser, and 21 is a focusing optical system. Optical waveguide width is 4μ
m, the depth is 2 μm, the wavelength λ of the fundamental wave 6 is 860 nm, 1
The next period Λ was 3.8 μm.

【0053】半導体レーザ20から出た基本光6は集光
光学系21により集光され光導波路5に入射する。入射
した基本光6は光導波路5内を伝搬するが、伝搬するに
つれ周期的な分極反転層4により徐々に基本光の半分の
波長のSHG光に変換される。半導体レーザの発振波長
は、一般的に、温度、駆動電流等の変化により変動す
る。例えば、0.8μm帯のファブリペロー型の半導体
レーザでは0.1〜0.2nm/℃の割合で変化する。
このため、通常の光波長変換素子では、位相整合波長許
容度が0.1nm程度しかないため、温度制御を1℃以
下に制御しないと、SHG出力は得られなかった。
The basic light 6 emitted from the semiconductor laser 20 is condensed by the condensing optical system 21 and enters the optical waveguide 5. The incident basic light 6 propagates in the optical waveguide 5, but as it propagates, the periodic polarization inversion layer 4 gradually converts it into SHG light having a half wavelength of the basic light. The oscillation wavelength of a semiconductor laser generally fluctuates due to changes in temperature, drive current and the like. For example, in a 0.8 μm Fabry-Perot type semiconductor laser, it changes at a rate of 0.1 to 0.2 nm / ° C.
For this reason, in an ordinary optical wavelength conversion element, the phase matching wavelength tolerance is only about 0.1 nm, and therefore the SHG output cannot be obtained unless the temperature control is controlled to 1 ° C. or less.

【0054】ところが、実施例1の光波長変換素子を用
いると、位相整合波長を最大4.6nmに渡り変調でき
るため、±10℃の半導体レーザの温度変化に対して
も、位相整合波長を調整することで、SHG出力を安定
に保つことができた。さらに、SHG出力を検出して、
SHG出力が最大になるように、ヒータと電極に印加す
る電圧を調整するフィードバック回路を加えた。ヒータ
と電極により2nmの波長範囲を数10Hzの変調速度
で制御できるため、フィードバック回路により比較的速
い、応答速度の変調が可能になった。その結果、SHG
出力の変動を±10℃の半導体レーザの温度変化に対し
て、10%以下に抑えることが可能になった。但し、半
導体レーザがモードホップを起こした場合は、半導体レ
ーザの発振波長が大きく(0.1〜0.2nm)変動し
たため、出力は一時的に50%近く低下した。それ以外
では、変動を10%以下に抑えることが可能であった。
However, when the optical wavelength conversion element of Example 1 is used, the phase matching wavelength can be modulated over a maximum of 4.6 nm. Therefore, the phase matching wavelength is adjusted even when the semiconductor laser temperature changes by ± 10 ° C. By doing so, the SHG output could be kept stable. Furthermore, by detecting the SHG output,
A feedback circuit was added to adjust the voltage applied to the heater and the electrodes so that the SHG output was maximized. Since the wavelength range of 2 nm can be controlled by the heater and the electrode at the modulation speed of several tens of Hz, the feedback circuit enables the modulation of the response speed, which is relatively fast. As a result, SHG
It has become possible to suppress the output fluctuation to 10% or less with respect to the temperature change of the semiconductor laser of ± 10 ° C. However, when the semiconductor laser caused a mode hop, the oscillation wavelength of the semiconductor laser fluctuated greatly (0.1 to 0.2 nm), so that the output temporarily decreased by nearly 50%. Other than that, the fluctuation could be suppressed to 10% or less.

【0055】(実施例6)半導体レーザのモードホップ
および波長変動を抑えるため、グレーティングフィード
バックを利用した短波長光発生装置について説明する。
(Embodiment 6) A short wavelength light generating device using grating feedback in order to suppress mode hopping and wavelength fluctuation of a semiconductor laser will be described.

【0056】図13は、本発明の短波長光発生装置の構
成斜視図である。図13において、1は−C板のLiTaO3
基板(結晶のC軸に垂直な面の−側)、4は分極反転
層、5はプロトン交換光導波路、22はグレーティン
グ、6は波長860nmの基本光、7は波長430nm
の第2高調波(以下、SHG光と略す。)、8は分極反
転層の周期Λ、9は分極反転部の幅W、10は電極、1
1は薄膜ヒータ、12はSiO2バッファ層、20は半導体
レーザ、21は集光光学系である。出射部近傍に形成さ
れたグレーティング22はDBRグレーティングとして
働き、光導波路5を伝搬する特定波長の基本光6が反射
され、集光光学系21を通って、半導体レーザ20に帰
還する。半導体レーザ20の発振波長は、この帰還波長
に固定されるため、半導体レーザの発振波長変動を抑え
て安定化が可能となり、モードホップによる波長変動も
なくなった。
FIG. 13 is a perspective view showing the structure of the short wavelength light generating device of the present invention. In FIG. 13, 1 is LiTaO 3 of -C plate
Substrate (-side of plane perpendicular to C axis of crystal), 4 polarization inversion layer, 5 proton exchange optical waveguide, 22 grating, 6 basic light of wavelength 860 nm, 7 wavelength 430 nm
Second harmonic (hereinafter abbreviated as SHG light), 8 is the period Λ of the domain inversion layer, 9 is the width W of the domain inversion part, 10 is the electrode, 1
Reference numeral 1 is a thin film heater, 12 is a SiO 2 buffer layer, 20 is a semiconductor laser, and 21 is a focusing optical system. The grating 22 formed near the emitting portion functions as a DBR grating, the basic light 6 of a specific wavelength propagating through the optical waveguide 5 is reflected, and returns to the semiconductor laser 20 through the condensing optical system 21. Since the oscillation wavelength of the semiconductor laser 20 is fixed to this feedback wavelength, the oscillation wavelength variation of the semiconductor laser can be suppressed and stabilized, and the wavelength variation due to mode hopping is also eliminated.

【0057】本短波長光発生装置においては、半導体レ
ーザの温度および駆動電流等による波長変動は抑えるこ
とができる。しかしながら、安定化された半導体レーザ
と光波長変換素子の位相整合波長の整合が必要となる。
環境温度が変化すると光波長変換素子の温度特性によ
り、位相整合波長が変化する、このため、SHG出力の
安定化を図るには、光波長変換素子の位相整合波長の制
御が必要となる。そこで、光波長変換素子に集積化した
ヒータと電極により位相整合波長を制御した。実施例1
で述べたように、2nmの波長範囲を0.5秒程度で制
御できるため、フィードバック回路により比較的速い、
応答速度の変調が可能になった。半導体レーザの出力は
100mW、光導波路に結合した光は70mWであっ
た。このときの変換効率は14%であり、10mWのS
HG出力がえられた。さらに、±20℃の環境温度の変
動に対して、SHG出力の変動を5%以下に抑えること
が可能になった。半導体レーザの波長変動およびモード
ホップを低減できたため、安定な出力の光波長変換素子
の作製が可能になった。
In the present short wavelength light generator, wavelength fluctuations due to the temperature of the semiconductor laser and the driving current can be suppressed. However, it is necessary to match the phase matching wavelengths of the stabilized semiconductor laser and the optical wavelength conversion element.
When the environmental temperature changes, the phase matching wavelength changes due to the temperature characteristics of the optical wavelength conversion element. Therefore, in order to stabilize the SHG output, it is necessary to control the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element. Therefore, the phase matching wavelength was controlled by the heater and the electrode integrated in the optical wavelength conversion element. Example 1
As mentioned above, since the wavelength range of 2 nm can be controlled in about 0.5 seconds, the feedback circuit is relatively fast,
The response speed can be modulated. The output of the semiconductor laser was 100 mW, and the light coupled to the optical waveguide was 70 mW. The conversion efficiency at this time is 14%, and S of 10 mW
HG output was obtained. Further, it has become possible to suppress the fluctuation of the SHG output to 5% or less with respect to the fluctuation of the environmental temperature of ± 20 ° C. Since the wavelength fluctuation and the mode hop of the semiconductor laser can be reduced, it is possible to manufacture an optical wavelength conversion element with stable output.

【0058】以上のように、本実施例の短波長光発生装
置により、環境温度の変化に対して、安定で高出力の青
色コヒーレント光(SHG光)が得られた。その結果、
光ディスク、レーザプリンタなどの光源に応用できる。
この短波長光源により、光ディスクの記憶容量を大幅に
増大でき、かつ非常に小型の機器が製造できる。
As described above, the short-wavelength light generating apparatus of this embodiment provided stable and high-output blue coherent light (SHG light) with respect to changes in ambient temperature. as a result,
It can be applied to light sources such as optical disks and laser printers.
With this short wavelength light source, the storage capacity of the optical disk can be greatly increased, and a very small device can be manufactured.

【0059】なお、本実施例では、短波長光発生装置を
構成している光波長変換素子として、実施例1に示した
光波長変換素子を用いたが、実施例2または3で示した
光波長変換素子も同様に使用できる。実施例2で示した
光波長変換素子は、より光効率の変調が可能で、消費電
力の小さな短波長光発生装置が構成でき有効である。
In this embodiment, the light wavelength conversion element shown in the first embodiment is used as the light wavelength conversion element constituting the short wavelength light generating device, but the light shown in the second or third embodiment is used. A wavelength conversion element can be used as well. The light wavelength conversion element shown in the second embodiment is effective because it can modulate the light efficiency more and can configure a short wavelength light generating device with low power consumption.

【0060】なお、本実施例では、半導体レーザの波長
安定化に、光導波路上に形成したDBRグレーティング
を利用したが、他に、従来の実施例で説明した外部グレ
ーティングを用いる方法がある。外部グレーティングを
用いると、光導波路上に形成したグレーティングにおい
て、発生する第2高調波の損失が生じないため、より高
効率の短波長光発生装置が構成できるため有効である。
In this embodiment, the DBR grating formed on the optical waveguide is used for wavelength stabilization of the semiconductor laser, but there is another method using the external grating described in the conventional embodiment. The use of the external grating is effective in that the second harmonic generated is not lost in the grating formed on the optical waveguide, so that a highly efficient short wavelength light generating device can be constructed.

【0061】なお、本実施例では、半導体レーザの波長
安定化に、光導波路上に形成したDBRグレーティング
を利用したが、他に、狭帯域フィルターが利用できる。
狭帯域フィルターを半導体レーザ光を光導波路内に集光
する光学系に挿入することで、特定波長を光導波路に励
起し、かつ、光導波路からの反射光を半導体レーザに帰
還するとこで、波長安定化が図れる。狭帯域フィルター
を用いると、機械的に安定な短波長光発生装置を構成で
きるため有効である。
In this embodiment, the DBR grating formed on the optical waveguide is used for stabilizing the wavelength of the semiconductor laser, but a narrow band filter can be used.
By inserting a narrow band filter into the optical system that focuses the semiconductor laser light into the optical waveguide, the specific wavelength is excited into the optical waveguide, and the reflected light from the optical waveguide is returned to the semiconductor laser. Stabilization can be achieved. The use of a narrow band filter is effective because a mechanically stable short wavelength light generating device can be constructed.

【0062】(実施例7)ここでは、外部の温度変化に
対して、安定な出力特性を有する光波長変換素子につい
て説明する。
(Embodiment 7) An optical wavelength conversion element having stable output characteristics with respect to external temperature changes will be described here.

【0063】図13の短波長光発生装置において、短波
長光発生装置の温度を変えて、出力の温度特性を測定し
た。その結果、出力は25℃で最大値をとり、温度の半
値全幅は約10℃であった。この原因は、光波長変換素
子の特性を測定した結果、以下のように分析された。光
波長変換素子における位相整合波長の温度係数(dn/d
T)は0.038nm/℃、グレーティング反射波長のdn/dTは
0.028nm/℃であった。このため、光波長変換素子の位
相整合波長と半導体レーザの発振波長(グレーティング
の反射波長できまる)の差は0.01nm/℃の温度係数を有
している。光波長変換素子の位相整合波長許容度の半値
全幅は約0.1nmであるから、0.1nm/(0.01nm/℃)より
短波長光発生装置の温度係数は約10℃の温度許容度を
有する。
In the short wavelength light generator of FIG. 13, the temperature characteristic of the output was measured while changing the temperature of the short wavelength light generator. As a result, the output had a maximum value at 25 ° C, and the full width at half maximum of the temperature was about 10 ° C. The cause was analyzed as follows as a result of measuring the characteristics of the light wavelength conversion element. Temperature coefficient of phase matching wavelength in optical wavelength conversion device (dn / d
T) is 0.038 nm / ℃, and dn / dT of the grating reflection wavelength is
It was 0.028 nm / ° C. Therefore, the difference between the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element and the oscillation wavelength of the semiconductor laser (which can be the reflection wavelength of the grating) has a temperature coefficient of 0.01 nm / ° C. Since the full width at half maximum of the phase matching wavelength tolerance of the optical wavelength conversion element is about 0.1 nm, the temperature coefficient of the wavelength generating device shorter than 0.1 nm / (0.01 nm / ° C.) has a temperature tolerance of about 10 ° C.

【0064】以上のように、短波長光発生装置の温度係
数は、位相整合波長とグレーティングの反射波長のdn/d
Tの差により決定される。従って、位相整合波長とグレ
ーティングの反射波長のdn/dTを等しくすることが、可
能になれば外部温度変化に対して安定な特性を有する短
波長光発生装置が構成できる。
As described above, the temperature coefficient of the short wavelength light generating device is determined by the dn / d of the phase matching wavelength and the reflection wavelength of the grating.
Determined by the difference in T. Therefore, if it is possible to make the phase matching wavelength and the dn / dT of the reflection wavelength of the grating equal, it is possible to configure a short wavelength light generating device having stable characteristics with respect to external temperature changes.

【0065】そこで、グレーティング上に、基板より温
度係数の大きな膜を堆積することで、グレーティング反
射波長のdn/dTを増加させ、位相整合波長とグレーティ
ング反射波長とのdn/dTの差を小さくすることで、出力
の温度特性の改善を図った。構成としては、図13に示
した短波長光発生装置と同じ構成であるが、グレーティ
ング22の上に、PLZT((Pb(1-x)Lax)(ZryTi(1-y))
(1-x/4)O3)の膜を200nm堆積した。PLZTは屈折率:約2.
5で、屈折率の温度変化dn/dTは10×10-5である。LiTaO3
基板のdn/dT:6.8×10-5/℃に比べ大きな屈折率変化を
有するPLZTをグレーティング上に堆積することにより、
グレーティング反射波長の温度係数は大きくなり、その
結果、反射波長の温度係数dn/dTは0.036nm/℃に増加し
た。これによって、位相整合波長とグレーティング反射
波長のdn/dTの差は0.002nm/℃まで低減することが可能
になり、出力の温度許容度は5倍の50℃に増加した。
外部の温度変化に対し安定な出力特性を有する素子を構
成できた。
Therefore, by depositing a film having a temperature coefficient larger than that of the substrate on the grating, the dn / dT of the reflection wavelength of the grating is increased, and the difference of dn / dT between the phase matching wavelength and the reflection wavelength of the grating is reduced. Therefore, the temperature characteristic of the output was improved. The configuration is the same as that of the short wavelength light generation device shown in FIG. 13, but PLZT ((Pb (1-x) La x ) (Zr y Ti (1-y) ) is formed on the grating 22.
A (1-x / 4) O 3 ) film was deposited to a thickness of 200 nm. PLZT has a refractive index of about 2.
At 5, the temperature change dn / dT of the refractive index is 10 × 10 -5 . LiTaO 3
Substrate dn / dT: By depositing PLZT, which has a large refractive index change compared to 6.8 × 10 −5 / ° C., on the grating,
The temperature coefficient of the reflection wavelength of the grating increased, and as a result, the temperature coefficient of the reflection wavelength dn / dT increased to 0.036 nm / ° C. As a result, the difference in dn / dT between the phase matching wavelength and the grating reflection wavelength can be reduced to 0.002 nm / ° C, and the temperature tolerance of the output is increased by 5 times to 50 ° C.
An element having stable output characteristics with respect to external temperature changes could be constructed.

【0066】なお、本実施例では、グレーティング上に
PLZTを堆積したが、他に基板の温度変化dn/dTより大き
なdn/dTを有し、かつ、光導波路を導波する光に損失を
与えない膜ならば、何れの膜でもよい。膜厚を変えるこ
とで光導波路の温度係数をある程度制御できる。
In this embodiment, the grating is
Although PLZT is deposited, any film may be used as long as it has a dn / dT larger than the temperature change dn / dT of the substrate and does not give a loss to the light guided through the optical waveguide. The temperature coefficient of the optical waveguide can be controlled to some extent by changing the film thickness.

【0067】なお、本実施例では、位相整合波長とグレ
ーティング反射波長のdn/dTを整合させるため、グレー
ティング上にPLZTを堆積したが、グレーティング以外の
部分に基板のdn/dTより小さなdn/dTを有する膜を堆積す
ると、位相整合波長のdn/dTが低下して、同様の結果が
得られる。例えば、Ta2O5、SiO2(dn/dT:約0.5×10-5
℃)などの酸化膜、が使用できる。また、TiO2(dn/d
T:-4〜-7×10-5/℃)、PbMoO4(-4〜-7×10-5/℃)
などはLiTaO3基板のdn/dtと逆符号を有するため有効で
ある。
In this example, PLZT was deposited on the grating in order to match the dn / dT of the phase matching wavelength and the grating reflection wavelength. However, dn / dT smaller than dn / dT of the substrate was formed on the portion other than the grating. When a film having is deposited, the phase matching wavelength dn / dT is reduced, and the same result is obtained. For example, Ta 2 O 5 , SiO 2 (dn / dT: about 0.5 × 10 -5 /
An oxide film such as (° C.) can be used. In addition, TiO 2 (dn / d
T: -4 to -7 x 10 -5 / ° C), PbMoO 4 (-4 to -7 x 10 -5 / ° C)
Is effective because it has the opposite sign to dn / dt of LiTaO 3 substrate.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明したように、光波長変換素子に
電極とヒータを集積化することにより、光波長変換素子
の位相整合波長を広い範囲に渡り高速で変調することが
可能になり、その実用効果は大きい。
As described above, by integrating the electrode and the heater in the light wavelength conversion element, the phase matching wavelength of the light wavelength conversion element can be modulated at a high speed over a wide range. The practical effect is great.

【0069】また、光波長変換素子に電極とヒータを積
層化することにより、光波長変換素子の位相整合波長を
変調する電力の低消費化が図れる。さらに素子の小型化
も可能となり、その実用効果は大きい。
By stacking the electrode and the heater on the light wavelength conversion element, it is possible to reduce the power consumption for modulating the phase matching wavelength of the light wavelength conversion element. In addition, the device can be downsized, and its practical effect is great.

【0070】また、電極を電界印加とヒータとして同時
に作用させることにより、光波長変換素子の位相整合波
長変調の電力の低消費化が図れるとともに、作製プロセ
スが容易になり、かつ素子の小型化が実現するため、そ
の実用効果は大きい。
Further, by simultaneously operating the electrodes as an electric field and as a heater, it is possible to reduce the power consumption of the phase matching wavelength modulation of the optical wavelength conversion element, simplify the manufacturing process, and reduce the size of the element. As it is realized, its practical effect is great.

【0071】また、位相整合波長を高速で変調可能な光
波長変換素子と半導体レーザにより小型の短波長コヒー
レント光源を構成することにより、安定な青色コヒーレ
ント光を得ることができ、光ディスク、レーザプリンタ
ーへの応用が可能になり、その実用効果は大きい。
Further, by constructing a small short-wavelength coherent light source with a light wavelength conversion element capable of modulating the phase matching wavelength at high speed and a semiconductor laser, stable blue coherent light can be obtained, which is suitable for optical disks and laser printers. Can be applied, and its practical effect is great.

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

【図1】本発明の光波長変換素子の構成斜視図FIG. 1 is a perspective view of the configuration of an optical wavelength conversion element of the present invention.

【図2】本発明の光波長変換素子の作製工程図FIG. 2 is a manufacturing process diagram of an optical wavelength conversion element of the present invention

【図3】光波長変換素子のヒータに印加した電力と位相
整合波長の関係を表す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the power applied to the heater of the optical wavelength conversion element and the phase matching wavelength.

【図4】光波長変換素子の電極に印加した電圧と位相整
合波長の関係を表す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the voltage applied to the electrode of the optical wavelength conversion element and the phase matching wavelength.

【図5】位相整合波長変化の時間依存性を表す図であ
り、(a)はヒータにのみ電力を印加した場合の特性図 (b)はヒータと電極に同時に電圧を印加場合の特性図
FIG. 5 is a diagram showing the time dependence of phase matching wavelength change, (a) is a characteristic diagram when electric power is applied only to the heater, and (b) is a characteristic diagram when voltage is simultaneously applied to the heater and the electrode.

【図6】光波長変換素子における電界分布を表す図であ
り、(a)は光波長変換素子の断面図 (b)は光導波路に印加される電界と屈折率変化を表す
特性図
FIG. 6 is a diagram showing an electric field distribution in the light wavelength conversion element, (a) is a cross-sectional view of the light wavelength conversion element, and (b) is a characteristic diagram showing an electric field applied to an optical waveguide and a change in refractive index.

【図7】本発明の他の光波長変換素子の構成斜視図FIG. 7 is a configuration perspective view of another optical wavelength conversion element of the present invention.

【図8】本発明の他の光波長変換素子の構成斜視図FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of another optical wavelength conversion element of the present invention.

【図9】光波長変換素子の光導波路の屈折率変化を表す
特性図
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a change in the refractive index of the optical waveguide of the optical wavelength conversion element.

【図10】位相整合特性を表す図FIG. 10 is a diagram showing phase matching characteristics.

【図11】本発明の光素子の測定光学系を示す図FIG. 11 is a diagram showing a measurement optical system of the optical element of the present invention.

【図12】本発明の短波長光発生装置の構成図斜視図FIG. 12 is a perspective view showing the configuration of a short wavelength light generating device according to the present invention.

【図13】本発明の他の短波長光発生装置の構成斜視図FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of another short wavelength light generating device according to the present invention.

【図14】従来の光波長変換素子の構成斜視図FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a conventional light wavelength conversion element.

【図15】従来の短波長光発生装置の構成斜視図FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of a conventional short wavelength light generating device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 −C板のLiTaO3基板 4 分極反転層 5 プロトン交換光導波路 6 基本光 7 第2高調波 8 周期Λ 9 幅W 10 電極 11 ヒータ 12 バッファ層 13 バッファ層 14 電極A 15 電極B 20 半導体レーザ 21 集光光学系 22 グレーティング 23 レーザ 24 ハーフミラー 25 光スイッチ25 26 集光光学系 27 検出器 101 半導体レーザー 102 コリメートレンズ 103 λ/2板 104 フォーカシングレンズ 105 入射部 106 コリメートレンズ 107 ダイクロイックミラー 108 グレーティング 110 LiTaO3基板 111 分極反転部 112 プロトン交換光導波路 113 電極 114 半導体レーザ 115 入射部 116 出射部1-C plate LiTaO 3 substrate 4 polarization inversion layer 5 proton exchange optical waveguide 6 fundamental light 7 second harmonic 8 period Λ 9 width W 10 electrode 11 heater 12 buffer layer 13 buffer layer 14 electrode A 15 electrode B 20 semiconductor laser 21 Condensing Optical System 22 Grating 23 Laser 24 Half Mirror 25 Optical Switch 25 26 Condensing Optical System 27 Detector 101 Semiconductor Laser 102 Collimating Lens 103 λ / 2 Plate 104 Focusing Lens 105 Incident Point 106 Collimating Lens 107 Dichroic Mirror 108 Grating 110 LiTaO 3 substrate 111 polarization inversion part 112 proton exchange optical waveguide 113 electrode 114 semiconductor laser 115 incident part 116 emission part

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】強誘電体基板と、前記基板上に形成された
電界印加手段と、前記基板上に形成された温度印加手段
とを備えたことを特徴とする光素子。
1. An optical element comprising a ferroelectric substrate, an electric field applying unit formed on the substrate, and a temperature applying unit formed on the substrate.
【請求項2】非線形光学基板と、前記基板表面に形成さ
れた周期状の分極反転層と、前記基板表面に形成された
光導波路と、前記光導波路上に形成された電界印加手段
と、前記光導波路の少なくとも片側に形成された温度印
加手段とを有し、光導波路の屈折率が前記電界印加手段
および前記温度印加手段により制御されていることを特
徴とする光波長変換素子。
2. A nonlinear optical substrate, a periodic domain-inverted layer formed on the surface of the substrate, an optical waveguide formed on the surface of the substrate, an electric field applying means formed on the optical waveguide, An optical wavelength conversion element, comprising: a temperature applying unit formed on at least one side of the optical waveguide, wherein the refractive index of the optical waveguide is controlled by the electric field applying unit and the temperature applying unit.
【請求項3】非線形光学基板と、前記基板表面に形成さ
れた周期状の分極反転層と、前記基板表面に形成された
光導波路と、前記光導波路上に形成された電界印加手段
と、前記電界印加手段上に形成された電気的絶縁手段
と、前記絶縁手段上に形成された温度印加手段とを備
え、前記光導波路の屈折率が前記電界印加手段および前
記温度印加手段により制御されていることを特徴とする
光波長変換素子。
3. A nonlinear optical substrate, a periodic domain-inverted layer formed on the surface of the substrate, an optical waveguide formed on the surface of the substrate, an electric field applying means formed on the optical waveguide, An electric insulating unit formed on the electric field applying unit and a temperature applying unit formed on the insulating unit are provided, and the refractive index of the optical waveguide is controlled by the electric field applying unit and the temperature applying unit. An optical wavelength conversion element characterized by the above.
【請求項4】前記電界印加手段が前記光導波路上に形成
された第1の導体と、前記第1の導体膜の少なくとも片
側に形成された第2の導体からなる請求項2または3記
載の光波長変換素子。
4. The electric field applying means comprises a first conductor formed on the optical waveguide and a second conductor formed on at least one side of the first conductor film. Optical wavelength conversion element.
【請求項5】前記電界印加手段が櫛形電極からなる請求
項2または3記載の光波長変換素子。
5. The optical wavelength conversion element according to claim 2, wherein the electric field applying means is a comb-shaped electrode.
【請求項6】非線形光学基板と、前記基板表面に形成さ
れた周期状の分極反転層と、前記基板表面に形成された
光導波路と、前記光導波路上に形成されたストライプ状
の第1の導体と、前記第1の導体の両側または片側に形
成されたストライプ状の第2の導体とを備え、前記第1
および第2の導体のストラプ方向が互いにほぼ平行で、
かつ前記第1の導体と前記第2の導体間に電位差を有
し、なおかつ前記第1または第2の導体の少なくとも一
方に電流が流れていることを特徴とする光波長変換素
子。
6. A nonlinear optical substrate, a periodic domain-inverted layer formed on the surface of the substrate, an optical waveguide formed on the surface of the substrate, and a stripe-shaped first optical waveguide formed on the optical waveguide. A conductor and a stripe-shaped second conductor formed on both sides or one side of the first conductor,
And the strap directions of the second conductor are substantially parallel to each other,
An optical wavelength conversion element, wherein there is a potential difference between the first conductor and the second conductor, and a current flows through at least one of the first and second conductors.
【請求項7】前記第1または第2の導体の少なくとも一
方が櫛形である請求項6記載の光波長変換素子。
7. The optical wavelength conversion element according to claim 6, wherein at least one of the first and second conductors has a comb shape.
【請求項8】前記光導波路の少なくとも一部の表面また
は内部にグレーティングが形成されている請求項2、
3、6いずれか1項に記載の光波長変換素子。
8. A grating is formed on the surface or inside of at least a part of the optical waveguide.
3. The light wavelength conversion element according to any one of 3 and 6.
【請求項9】半導体レーザと、請求項2、3、6記載の
何れかの光波長変換素子と、集光光学系とを備え、前記
光波長変換素子の位相整合波長が、前記半導体レーザの
発振波長に一致するよう、前記光波長変換素子の前記電
界印加手段および温度印加手段が調整されていることを
特徴とする短波長光発生装置。
9. A semiconductor laser, an optical wavelength conversion element according to any one of claims 2, 3 and 6, and a condensing optical system, wherein the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element is that of the semiconductor laser. A short-wavelength light generating device characterized in that the electric field applying means and the temperature applying means of the optical wavelength conversion element are adjusted so as to match the oscillation wavelength.
【請求項10】波長選択手段と、半導体レーザと、請求
項2、3、6記載の何れかの光波長変換素子と、集光光
学系とを備え、前記波長選択手段により前記半導体レー
ザの出射光の少なくとも一部が波長選択された後、再び
前記半導体レーザに帰還されており、かつ前記光波長変
換素子の位相整合波長が前記半導体レーザの発振波長に
一致するよう、前記光波長変換素子の前記電界印加手段
および前記温度印加手段が調整されていることを特徴と
する短波長光発生装置。
10. A wavelength selection means, a semiconductor laser, an optical wavelength conversion element according to any one of claims 2, 3 and 6, and a condensing optical system, wherein the wavelength selection means outputs the semiconductor laser. After at least a part of the emitted light is wavelength-selected, it is fed back to the semiconductor laser again, and the phase matching wavelength of the optical wavelength conversion element matches the oscillation wavelength of the semiconductor laser, A short-wavelength light generating device characterized in that the electric field applying means and the temperature applying means are adjusted.
【請求項11】屈折率温度係数dn1/dT(℃-1)を
有する非線形光学基板と、前記基板表面に形成された周
期状の分極反転層と、前記基板表面に形成された光導波
路と、前記光導波路の少なくとも一部の内部または表面
に形成されたグレーティングと、前記グレーティング上
に形成された薄膜と、半導体レーザと、集光光学系とを
備え、前記薄膜の屈折率温度係数dn2/dT(℃-1
がdn1/dT>dn2/dTであることを特徴とする短
波長光発生装置。
11. A nonlinear optical substrate having a temperature coefficient of refractive index dn1 / dT (° C. -1 ), a periodic domain-inverted layer formed on the surface of the substrate, and an optical waveguide formed on the surface of the substrate. The optical waveguide includes a grating formed in or on at least a part of the optical waveguide, a thin film formed on the grating, a semiconductor laser, and a condensing optical system, and the temperature coefficient of refractive index dn2 / dT of the thin film. (℃ -1 )
Is a dn1 / dT> dn2 / dT.
【請求項12】波長選択手段として、前記光波長変換素
子の前記光導波路の少なくとも一部の表面または内部に
形成されたグレーティングを用いる請求項10記載の短
波長光発生装置。
12. The short wavelength light generation device according to claim 10, wherein a grating formed on at least a part of the surface or inside of the optical waveguide of the optical wavelength conversion element is used as the wavelength selection means.
【請求項13】波長選択手段として、平板グレーティン
グを用いる請求項10記載の短波長光発生装置。
13. The short wavelength light generating device according to claim 10, wherein a flat plate grating is used as the wavelength selecting means.
【請求項14】波長選択手段として挟帯域フィルターを
用いる請求項10記載の短波長光発生装置。
14. The short wavelength light generating device according to claim 10, wherein a narrow band filter is used as the wavelength selecting means.
【請求項15】前記薄膜が、前記グレーティングの反射
波長温度係数と前記光波長変換素子の位相整合波長温度
係数が等しくなる温度係数dn2/dTを有している短
波長光発生装置。
15. A short-wavelength light generation device in which the thin film has a temperature coefficient dn2 / dT at which a reflection wavelength temperature coefficient of the grating and a phase matching wavelength temperature coefficient of the light wavelength conversion element are equal.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005033791A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wavelength conversion laser and image display
US6950588B2 (en) 2002-02-19 2005-09-27 Omron Corporation Optical wave guide, an optical component and an optical switch
JP2007003948A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Apparatus for controlling optical element
KR100791720B1 (en) * 2006-03-30 2008-01-03 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Wavelength Conversion Laser Device and Image Display Device
JP2011048406A (en) * 2010-12-10 2011-03-10 Mitsubishi Electric Corp Wavelength converting laser device and image display device
US20160266414A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 International Business Machines Corporation Dual-use electro-optic and thermo-optic modulator
US20160306201A1 (en) * 2015-03-16 2016-10-20 California Institute Of Technology Differential ring modulator
JP2017146386A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 株式会社島津製作所 Wavelength conversion optical device and laser device
EP2477069B1 (en) * 2011-01-14 2018-07-25 SCREEN Holdings Co., Ltd. Optical device, exposure apparatus and laser apparatus
US10551715B2 (en) 2015-05-22 2020-02-04 California Institute Of Technology Optical ring modulator thermal tuning technique

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6950588B2 (en) 2002-02-19 2005-09-27 Omron Corporation Optical wave guide, an optical component and an optical switch
WO2005033791A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wavelength conversion laser and image display
JPWO2005033791A1 (en) * 2003-10-01 2006-12-14 三菱電機株式会社 Wavelength conversion laser device and image display device
US7403549B2 (en) 2003-10-01 2008-07-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wavelength conversion laser and image display
US7778291B2 (en) 2003-10-01 2010-08-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wavelength converting laser device
JP4747841B2 (en) * 2003-10-01 2011-08-17 三菱電機株式会社 Wavelength conversion laser device and image display device
JP2007003948A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Apparatus for controlling optical element
KR100791720B1 (en) * 2006-03-30 2008-01-03 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Wavelength Conversion Laser Device and Image Display Device
JP2011048406A (en) * 2010-12-10 2011-03-10 Mitsubishi Electric Corp Wavelength converting laser device and image display device
EP2477069B1 (en) * 2011-01-14 2018-07-25 SCREEN Holdings Co., Ltd. Optical device, exposure apparatus and laser apparatus
WO2016142811A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 International Business Machines Corporation Electro-optic and thermo-optic modulator
CN107430292A (en) * 2015-03-12 2017-12-01 国际商业机器公司 Electric light and Thermo-optical modulator
GB2553706A (en) * 2015-03-12 2018-03-14 Ibm Electro-optic and thermo-optic modulator
JP2018511820A (en) * 2015-03-12 2018-04-26 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Electro-optic and thermo-optic modulators
US20160266414A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 International Business Machines Corporation Dual-use electro-optic and thermo-optic modulator
US10088697B2 (en) * 2015-03-12 2018-10-02 International Business Machines Corporation Dual-use electro-optic and thermo-optic modulator
CN107430292B (en) * 2015-03-12 2020-05-26 国际商业机器公司 Electro-optic and thermo-optic modulators
GB2553706B (en) * 2015-03-12 2020-12-16 Ibm Electro-optic and thermo-optic modulator
US20160306201A1 (en) * 2015-03-16 2016-10-20 California Institute Of Technology Differential ring modulator
US10527871B2 (en) * 2015-03-16 2020-01-07 California Institute Of Technology Differential ring modulator
US10551715B2 (en) 2015-05-22 2020-02-04 California Institute Of Technology Optical ring modulator thermal tuning technique
JP2017146386A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 株式会社島津製作所 Wavelength conversion optical device and laser device

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