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JPS6014222A - 光波長変換素子 - Google Patents

光波長変換素子

Info

Publication number
JPS6014222A
JPS6014222A JP58122824A JP12282483A JPS6014222A JP S6014222 A JPS6014222 A JP S6014222A JP 58122824 A JP58122824 A JP 58122824A JP 12282483 A JP12282483 A JP 12282483A JP S6014222 A JPS6014222 A JP S6014222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
substrate
waveguide
refractive index
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58122824A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Taniuchi
哲夫 谷内
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 JP58122824A priority Critical patent/JPS6014222A/ja
Publication of JPS6014222A publication Critical patent/JPS6014222A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
    • 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
    • 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
    • G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
    • G02F1/3544—Particular phase matching techniques
    • G02F1/3546—Active phase matching, e.g. by electro- or thermo-optic tuning
    • 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
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光を使用する情報処理分野、あるいは
光応用計測制御分野に利用する光変調変換素子に関する
ものである。
従来例の構成とその問題点 従来、非線形光学効果を応用してレーザ光の波長変換を
行なうものとして、第１図に示す構成が提案されている
。ＬｉＮｂＯ３単結晶１の表面にＴｉ２・・ミ゛ を熱拡散して形成した光導波路２（断面の大きさは２〜
８μｍ程度）の中に、光を閉じ込めて非線形光学効果を
有効に発揮させレーザ入力基本波３を波長変換してレー
ザ出力変換波４を得ようとするものである。しかしなが
ら、この構造では次のよう力問題点があるために、実用
デバイス化が進んでいない。
中　非線形光学効果に不可欠な位相整合（基本波と変換
波の屈折率を一致させること）に、屈折率の温度変化を
用いているために、周囲温度に脱感であり±０．０１　
’Ｃ程度の温度安定度が必要である。
山）非線形光学係数にｄ１３＝５．３　Ｘ　１０−２３
ｍ、ＩＶを用いる構造であるために変換効率が小さい。
１００ｍＷの光入力で変換効率ηが１％程度である。
発明の目的 本発明は、新しい光導波路構造を採用することにより、
温度安定性が良く、かつ高効率な光波長変換デバイスを
提供することを目的としている。
発明の構成 本発明は、ＬｉＮｂＯ３あるいばＬｉＴａＯ３等の単結
晶基板表面に部分的に屈折率を増大させた光導波路を形
成し、この導波路上に、屈折率が基板と光導波路の中間
の値を有する薄膜を設置したものである。
実施例の説明 第２図は本発明の一実施例の構成図であり、ＬｉＮｂＯ
３単結晶Ｙ板単結晶給板５軸に垂直に切断したもの）に
、τｉの熱拡散あるいはにイオン交換等により光導波路
６を形成し、さらにこの光導波路上に、光導波路６より
屈折率が小さく基板５より屈折率が大きい上部層７を設
置する構造である。
」二部層７は必らずしも非線形光学効果を有する材料で
ある必要はなく、ＴｉＯ２，ＺｎＳのアモルファス膜で
あってもよい。基板５．光導波路６．上部層７の屈折率
を各々ｎ２．ｎ、、ｎ３　とすると、本発明においては
ｎ（：）　ｎ３　”）　ｎ２なる条件を必要とする。
本発明の動作を以下説明する。
光波長変換デバイスの一例として波長を捧にする第２次
高調波発生（以下ＳＨＧと略す）をとり上げると、基本
波および高調波の界分布を各々ｆω。
ｆ　２　（１）とすると、変換効率ηは次の関係で表わ
される。
ηｏＣｄ２・工２ ここでｄは非線形光学係数 ■＝ｆ８ｆム・ｆ２ｏｄＳ （Ｓは横断面を示す） 本発明は上部層７を装荷することにより、積分値工の増
大を図ることにより変換効率の向上を図ったものであり
、光導波路６の大きさを４μｍ×４μｍ　、　ｊｌ、＝
＝２．３５　、　ｎ２＝２．２４　、　ｎ３＝２．３０
（ＺｎＳ）上部層７の膜厚を５μｍとすると、上部層了
が無い時に対し、はぼ６倍の工の値が得られ、変換効率
ηはほぼ４ｏ倍の向上となった。この理由は、上部層７
の有無による光波界分布の相違によるもので、第３図に
上部層７がある時の厚み方向の界分布を示し、基本波ｆ
。Ｊは光導波路６の中にほぼ閉じ込められるが、高調波
ｆ２．は光導波路６と上部層７とにまたがって伝搬する
ために、界５″ジ の打消しが小さく（積分値工が増大）変換効率が向上す
る。
また、ＬｉＮｂＯ３結晶の結晶方向の偏波をもつ基本波
と高調波の波長変換が可能であるために、非線形光学係
数ｄｓ３（ｄｓ３ｚ　７ｄ＋ｓ　）を利用でき、更に変
換効率の向上が図られる点が特徴である。
本発明にかかる基本的な実施例は第２図の構成であるが
、より実用性の向上を図った具体的実施例を以下に示す
。
第４図は第２の実施例であり非線形光学物質であるＬｉ
ＮｂＯ３基板６の焦電効果（温度変化により電荷が発生
する現象）の影響を低減させるために、ＬｉＮｂＯ３結
晶５の２面（結晶Ｚ軸に垂直に切断した面）を電極８．
８′を持続して相互に電気的に短絡した構成である。
第６図は第３実施例であり、ＬｉＮｂＯ３の電気光学効
果を応用して光波長変換を電圧制御するもので、光導波
路６の両側に電圧印加用電極９，９′を装着したもので
ある。ここで１０は電極引き出し線である。本実施例の
利点は、常に最大変換率が６Ｓ・ 得られるように印加電圧により微調整できる点にある。
なお、以上の説明はＬｉＮｂＯ３単結晶の基板に光導波
路を形成したものを取り上げてきたが、ＬｉＮｂＯ３以
外にもＬｉＴａＯ３結晶基板に対するＣｕ（銅）拡散、
あるいはＫ（カリウム）　、　Ａｇ＜銀）等のイオン交
換による光導波路を形成したものに対しても、上部層の
形成による光波長変換効率の向上は可能である。
発明の効果 本発明は光導波路の上に上部層を形成することを特徴と
する光波長変換素子であり、光波長変換効率の向上（従
来に比べ３０倍以上）が最大の効果である。従って、本
発明は赤外半導体レーザと組み合わせて小型可視レーザ
光源として種々の光ディスプレイ、光情報機器に応用展
開が考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のレーザー光の波長変換素子の概略図、第
２図は本発明の一実施例にがかるレーザ光の波長変換素
子の概略図、第３図は本発明の素子における光波界分布
を示す図、第４図、第６図は本発明の他の実施例にかか
る波長変換素子の概略図である。 ５・・、・・ＬｉＮｂＯ３単結晶基板、　６・・・・・
・光導波路、７・・・・・上部層、８，８′・・・・・
・電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 据 −１：

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）非線形物質単結晶基板の表面に形成した部分的に
    屈折率を増大させた光導波路の上に、屈折率が前記基板
    と光導波路の中間の値を有する薄膜を設置したことを特
    徴とする光波長変換素子。
  2. （２）単結晶基板の２面を電気的に短絡することを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の光波長変換素子。
JP58122824A 1983-07-06 1983-07-06 光波長変換素子 Pending JPS6014222A (ja)

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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61182027A (ja) * 1985-02-08 1986-08-14 Toshiba Corp 非線形光導波素子
JPS61189686A (ja) * 1985-02-19 1986-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd レ−ザ装置
JPS6315234A (ja) * 1986-07-07 1988-01-22 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換素子
JPS63199328A (ja) * 1987-02-16 1988-08-17 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換素子
JPS6482022A (en) * 1987-09-25 1989-03-28 Nec Corp Waveguide type wavelength converting element
JPS6490426A (en) * 1987-09-30 1989-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd Light wavelength converting element
JPH0198631U (ja) * 1987-12-23 1989-06-30
US4896930A (en) * 1987-03-19 1990-01-30 Hitachi, Ltd. Optical functional device of an optical waveguide type
JPH02248933A (ja) * 1989-03-22 1990-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 短波長レーザ光源および光情報処理装置
JPH02250043A (ja) * 1987-02-13 1990-10-05 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換素子
EP0490387A2 (en) * 1990-12-13 1992-06-17 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Waveguide type optical device
JPH04214526A (ja) * 1990-12-13 1992-08-05 Japan Aviation Electron Ind Ltd 導波路型光デバイス
JPH04254834A (ja) * 1991-02-07 1992-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光波長変換素子
US5617499A (en) * 1995-09-08 1997-04-01 University Of New Mexico Technique for fabrication of a poled electrooptic fiber segment
US6385377B1 (en) * 1998-08-03 2002-05-07 University Of New Mexico Technique for fabrication of a poled electro-optic fiber segment
US6466722B1 (en) * 1998-03-12 2002-10-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of fabricating optical nonlinear thin film waveguide and optical nonlinear thin film waveguide
JP2004502066A (ja) * 2000-06-30 2004-01-22 フオレシア・システム・デシヤプマン 排気容積およびこの排気容積を含む排気装置
EP2339396A1 (en) * 2008-09-26 2011-06-29 Mitsubishi Electric Corporation Optical wavelength conversion element, wavelength conversion laser device, and image display device

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61182027A (ja) * 1985-02-08 1986-08-14 Toshiba Corp 非線形光導波素子
JPS61189686A (ja) * 1985-02-19 1986-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd レ−ザ装置
JPS6315234A (ja) * 1986-07-07 1988-01-22 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換素子
JPH02250043A (ja) * 1987-02-13 1990-10-05 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換素子
JP2641053B2 (ja) * 1987-02-13 1997-08-13 富士写真フイルム株式会社 光波長変換素子
JPS63199328A (ja) * 1987-02-16 1988-08-17 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換素子
US4896930A (en) * 1987-03-19 1990-01-30 Hitachi, Ltd. Optical functional device of an optical waveguide type
JPS6482022A (en) * 1987-09-25 1989-03-28 Nec Corp Waveguide type wavelength converting element
JPS6490426A (en) * 1987-09-30 1989-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd Light wavelength converting element
JP2527338B2 (ja) * 1987-09-30 1996-08-21 富士写真フイルム株式会社 光波長変換素子
JPH0198631U (ja) * 1987-12-23 1989-06-30
JPH0335320Y2 (ja) * 1987-12-23 1991-07-26
JPH02248933A (ja) * 1989-03-22 1990-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 短波長レーザ光源および光情報処理装置
JPH07117675B2 (ja) * 1989-03-22 1995-12-18 松下電器産業株式会社 短波長レーザ光源および光情報処理装置
JPH04214526A (ja) * 1990-12-13 1992-08-05 Japan Aviation Electron Ind Ltd 導波路型光デバイス
EP0490387A2 (en) * 1990-12-13 1992-06-17 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Waveguide type optical device
JPH04254834A (ja) * 1991-02-07 1992-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光波長変換素子
US5617499A (en) * 1995-09-08 1997-04-01 University Of New Mexico Technique for fabrication of a poled electrooptic fiber segment
US6466722B1 (en) * 1998-03-12 2002-10-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of fabricating optical nonlinear thin film waveguide and optical nonlinear thin film waveguide
US6385377B1 (en) * 1998-08-03 2002-05-07 University Of New Mexico Technique for fabrication of a poled electro-optic fiber segment
JP2004502066A (ja) * 2000-06-30 2004-01-22 フオレシア・システム・デシヤプマン 排気容積およびこの排気容積を含む排気装置
EP2339396A1 (en) * 2008-09-26 2011-06-29 Mitsubishi Electric Corporation Optical wavelength conversion element, wavelength conversion laser device, and image display device
EP2339396A4 (en) * 2008-09-26 2012-03-07 Mitsubishi Electric Corp OPTICAL WAVE LENGTH CONVERSION ELEMENT, LASER DEVICE FOR WAVELENGTH CONVERTING AND IMAGE DISPLAY DEVICE
JP5361897B2 (ja) * 2008-09-26 2013-12-04 三菱電機株式会社 光波長変換素子、波長変換レーザ装置および画像表示装置
US8705165B2 (en) 2008-09-26 2014-04-22 Mitsubishi Electric Corporation Optical wavelength conversion element, wavelength conversion laser device, and image display device

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