JPS6057825A - 光波長変換素子 - Google Patents
光波長変換素子Info
- Publication number
- JPS6057825A JPS6057825A JP16697383A JP16697383A JPS6057825A JP S6057825 A JPS6057825 A JP S6057825A JP 16697383 A JP16697383 A JP 16697383A JP 16697383 A JP16697383 A JP 16697383A JP S6057825 A JPS6057825 A JP S6057825A
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- JP
- Japan
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- light
- optical
- optical waveguide
- light guide
- wavelength
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
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波長変換素子に関するも
のである。
応用計測制御分野に利用する光波長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、０．７μｍ以下の短波長領域においては半導体レ
ーザによる発振が困難であるため、気体レーザなどの大
型レーザが使われており、大型化がさけられなかった。
ーザによる発振が困難であるため、気体レーザなどの大
型レーザが使われており、大型化がさけられなかった。
そのため５ＨＧ（第２高調波発生）現象を利用し半導体
レーザ光を半分の波長に変換する素子が作製されていた
。第１図は従来のＬ ｉＮ ｂ０３光導波路を使用した
光波長変換素子によシ半導体レーザ光を変換する構成を
示した斜視図である。半導体レーザ１から出た波長λの
光はレンズ２によシ集光されてＬ ｉＮ ｂ Ｏａ Ｙ
板３に形成された光導波路４に入る。この波長λの半導
体レーザよシの入射光と変換された波長λ／２の光の位
相整合条件をＬ ｚ Ｎ ｂ Ｏ３ル爬銘４帽を変える
などの方法により満たしてやることにより数パーセント
の変換効率で波長λ／２の変換光を得ていた。実際にＬ
ｚ Ｎ ｂ Ｏ３Ｙ板３に幅６ Ｉｔ ｍ 、深さ１
．５μｍ長さ２ＣｍのＴｆ拡散光４波路４全作製し、波
長１．３μｍ、出力４０’ ｍ Ｗの半導体レーザの光
全党導波路４に入射することにより、２％の変換効率で
波長０．６６μｍの変換光が得られている。しかし、変
換効率は光４波路４のアスペクト比（幅と深さの比）が
１に近い程良く、ＬｉＮｂ○３Ｙ板３ではＸ軸方向の拡
散係数が太きいために、光４波路４が大きく横に広がっ
てしまめ変換子が極端に悪くなる。また変換効率は光導
波路４の長さの二乗に比例するのであるが、変換効率を
上げようとした場合、Ｘ軸方向のＬｉＮｂ○３Ｙ板３の
長さを長くとらなければならず、光波長変換素子の大き
さが大きくなってし甘う。
レーザ光を半分の波長に変換する素子が作製されていた
。第１図は従来のＬ ｉＮ ｂ０３光導波路を使用した
光波長変換素子によシ半導体レーザ光を変換する構成を
示した斜視図である。半導体レーザ１から出た波長λの
光はレンズ２によシ集光されてＬ ｉＮ ｂ Ｏａ Ｙ
板３に形成された光導波路４に入る。この波長λの半導
体レーザよシの入射光と変換された波長λ／２の光の位
相整合条件をＬ ｚ Ｎ ｂ Ｏ３ル爬銘４帽を変える
などの方法により満たしてやることにより数パーセント
の変換効率で波長λ／２の変換光を得ていた。実際にＬ
ｚ Ｎ ｂ Ｏ３Ｙ板３に幅６ Ｉｔ ｍ 、深さ１
．５μｍ長さ２ＣｍのＴｆ拡散光４波路４全作製し、波
長１．３μｍ、出力４０’ ｍ Ｗの半導体レーザの光
全党導波路４に入射することにより、２％の変換効率で
波長０．６６μｍの変換光が得られている。しかし、変
換効率は光４波路４のアスペクト比（幅と深さの比）が
１に近い程良く、ＬｉＮｂ○３Ｙ板３ではＸ軸方向の拡
散係数が太きいために、光４波路４が大きく横に広がっ
てしまめ変換子が極端に悪くなる。また変換効率は光導
波路４の長さの二乗に比例するのであるが、変換効率を
上げようとした場合、Ｘ軸方向のＬｉＮｂ○３Ｙ板３の
長さを長くとらなければならず、光波長変換素子の大き
さが大きくなってし甘う。
発明の目的
本発明の目的は、ｘ、ｙ、ｚ各軸を有する非線形光学結
晶のＺ板を用いることに」：す、Ｚ面ＶＣ形成された光
導波路のアスペクト比を１Ｖこ近付け、さらに上記光導
波路を折り返しまた曲りｌ′ｌ′４造にして光導波路の
長さをかせぐことにより、従来では困鄭、であった変換
効率を太きく１コげるコン・くクトな光波長変換素子を
提供することにある。
晶のＺ板を用いることに」：す、Ｚ面ＶＣ形成された光
導波路のアスペクト比を１Ｖこ近付け、さらに上記光導
波路を折り返しまた曲りｌ′ｌ′４造にして光導波路の
長さをかせぐことにより、従来では困鄭、であった変換
効率を太きく１コげるコン・くクトな光波長変換素子を
提供することにある。
発明の構成
本発明の光波長変換素子は、Ｘ 、 Ｙ 、 Ｚ＠軸を
有する非線形光学結晶の２面に、前記ｘ、ｙ軸方向の長
さよりも長い光導波路を設けた構成である。
有する非線形光学結晶の２面に、前記ｘ、ｙ軸方向の長
さよりも長い光導波路を設けた構成である。
また本発明の光波長変換素子は上記非線光学結晶としテ
Ｌ Ｉ Ｎ ｂ Ｏ１２板、ＬｉＴａ０３Ｚ板を用いｊ
ｃ ｎ’ｌＪＲである。また本発明の光波長変換素子は
上記光導波路として全反射または方向性結合による折り
返し光導波路、または曲シ光導波路を用いた’４ｔｊ
Ｉ戊である。
Ｌ Ｉ Ｎ ｂ Ｏ１２板、ＬｉＴａ０３Ｚ板を用いｊ
ｃ ｎ’ｌＪＲである。また本発明の光波長変換素子は
上記光導波路として全反射または方向性結合による折り
返し光導波路、または曲シ光導波路を用いた’４ｔｊ
Ｉ戊である。
実施例の説明
第２図は、本発明による光波」〈変換１子の第１の実施
例の構成を示した斜視図である。第２１図において、Ｘ
軸方向に２ Ｃｍ ＊ Ｙ’１ｕ１１方向に１ ｃｍの
長さを１．５″ったＬ Ｉ Ｎ ｂ Ｏｓ Ｚ板３′の
Ｚ而にＴｉを熱波１１夕することによシ幅６μｍ、深さ
４μｍの光導波路４ａ′ｆｆ：形成した。この光導波路
４ａに入射端部６よシ波長λの光が入射され、この光は
金属膜が蒸着さ九た反射端部６で反射され、次の光導波
路４ｂに移る。光導波路ａと先導波路すは３°の角度を
もたせである。同様の過程を経て光導波路４Ｃに入った
光は出射端部７よシ出射する。全光導波路の長さはほぼ
ｅｃｍとなる。
例の構成を示した斜視図である。第２１図において、Ｘ
軸方向に２ Ｃｍ ＊ Ｙ’１ｕ１１方向に１ ｃｍの
長さを１．５″ったＬ Ｉ Ｎ ｂ Ｏｓ Ｚ板３′の
Ｚ而にＴｉを熱波１１夕することによシ幅６μｍ、深さ
４μｍの光導波路４ａ′ｆｆ：形成した。この光導波路
４ａに入射端部６よシ波長λの光が入射され、この光は
金属膜が蒸着さ九た反射端部６で反射され、次の光導波
路４ｂに移る。光導波路ａと先導波路すは３°の角度を
もたせである。同様の過程を経て光導波路４Ｃに入った
光は出射端部７よシ出射する。全光導波路の長さはほぼ
ｅｃｍとなる。
ここで波長λの入射光の光と波長λ／２変換波の光との
位相を温度などにより整合させることにより、変換波の
出力パワーを最大にすることができる。実際には波長１
．３μｍ、出力パワー４ｃ）ｍＷの半導体レーザ光をレ
ンズで集光して入射端部５より入射させ、温度により位
届ヲ整合させることで２０％強の変換効率が得られた。
位相を温度などにより整合させることにより、変換波の
出力パワーを最大にすることができる。実際には波長１
．３μｍ、出力パワー４ｃ）ｍＷの半導体レーザ光をレ
ンズで集光して入射端部５より入射させ、温度により位
届ヲ整合させることで２０％強の変換効率が得られた。
第３図は、本発明による光波長変換素子の第２の実施例
を示した斜視図である。Ｌ Ｉ Ｎ ｂ Ｏ３Ｚ板３′
に設けられた光導波路４ａと４ｂ、４ｂと４ｃ間の結合
は完全結合長を持った方向性結合によって行っている以
外は実施例１と同様である。
を示した斜視図である。Ｌ Ｉ Ｎ ｂ Ｏ３Ｚ板３′
に設けられた光導波路４ａと４ｂ、４ｂと４ｃ間の結合
は完全結合長を持った方向性結合によって行っている以
外は実施例１と同様である。
ｓ Ａ Ｉｌｌ ＋＋ 太ｇト日日Ｗ Ｆ Ｚ、−Ｗ−
？ｒｌ！↓Ｌ 亦’、！ ＄二ｉ’−７７）４’ｆｆ
Ｑの実施例を示した斜視図である。この実施例では折り
返し導波路を用いる代りに、曲り光導波路として渦巻き
光導波路４を用いて波長変換素子を構成した。ＬｉＮｂ
○３Ｙ板では曲りを付けることにまり伝搬定数が変化し
位相整合条件が各場所によシ異なるが、Ｌ ｘ Ｎ ｂ
Ｏｓ Ｚ板を用いているため伝搬定数は変化しないの
で位相整合条件は場所によシ異ならない。光導波路４は
全長５ｃｍである。この光導波路４′に波長０．８μｍ
、出力パワー３０ｍＷの半導体レーザ光全入射させ、温
度により位相を整合させたところ１５％の変換効率で波
長０．４μｍの変換光が得られた。
？ｒｌ！↓Ｌ 亦’、！ ＄二ｉ’−７７）４’ｆｆ
Ｑの実施例を示した斜視図である。この実施例では折り
返し導波路を用いる代りに、曲り光導波路として渦巻き
光導波路４を用いて波長変換素子を構成した。ＬｉＮｂ
○３Ｙ板では曲りを付けることにまり伝搬定数が変化し
位相整合条件が各場所によシ異なるが、Ｌ ｘ Ｎ ｂ
Ｏｓ Ｚ板を用いているため伝搬定数は変化しないの
で位相整合条件は場所によシ異ならない。光導波路４は
全長５ｃｍである。この光導波路４′に波長０．８μｍ
、出力パワー３０ｍＷの半導体レーザ光全入射させ、温
度により位相を整合させたところ１５％の変換効率で波
長０．４μｍの変換光が得られた。
以上実施例では結晶としてＬ ｚ Ｎ ｂ Ｏ１２板を
用いたが他にＬ ｆ Ｔ ａ Ｏｓなどｘ、ｙ、ｚ軸を
持つ非線形光学結晶であればよい。また、実施例でＨｘ
Ｘ軸方向前記非線形光学結晶の長さの数倍の長さを持つ
光導波路を用いたが、折り返す回数を増すなどによりさ
らに光導波路長全長くして変換効率をさらにあけること
も可能である。＝！、た曲り光４波路として渦巻き光導
波路を用いて説明を行ったが、Ｕ字型、Ｓ字型などこれ
に限ることはない。また本実施例ではＳＨＧについて説
明を行ったが、光バラメートリック増幅、和周波、差周
波などにも用いることができる。
用いたが他にＬ ｆ Ｔ ａ Ｏｓなどｘ、ｙ、ｚ軸を
持つ非線形光学結晶であればよい。また、実施例でＨｘ
Ｘ軸方向前記非線形光学結晶の長さの数倍の長さを持つ
光導波路を用いたが、折り返す回数を増すなどによりさ
らに光導波路長全長くして変換効率をさらにあけること
も可能である。＝！、た曲り光４波路として渦巻き光導
波路を用いて説明を行ったが、Ｕ字型、Ｓ字型などこれ
に限ることはない。また本実施例ではＳＨＧについて説
明を行ったが、光バラメートリック増幅、和周波、差周
波などにも用いることができる。
発明の詳細
な説明したように、本発明の光波Ｊぐ変換素子において
は、Ｘ、Ｙ、Ｚ＠軸を有する非線形光学結晶の２面に前
記Ｘ、Ｙ軸方向の基板の長さ」；シ長い光導波路全作製
することに」：す、従来のＸ。
は、Ｘ、Ｙ、Ｚ＠軸を有する非線形光学結晶の２面に前
記Ｘ、Ｙ軸方向の基板の長さ」；シ長い光導波路全作製
することに」：す、従来のＸ。
Ｙ面に作製された光導波路に比べＳＨＧ変換効率を士数
倍程度高めることができるすぐれた効果を発揮すること
ができる。
倍程度高めることができるすぐれた効果を発揮すること
ができる。
第１図は従来のＬ Ｉ Ｎ ｂ ０３光導波路を使用し
た光波長変換素子により半導体レーザ光を変換する装置
の概略斜視図、第２図は本発明による光波長変換素子の
第１の実施例の構成全示した概略斜視図、第３図は本発
明による光波長変換素子による第２の実施例を示した概
略斜視図、第４図は本発明による光波長変換素子の第３
の実施例を示した概略斜視図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・レンズ、３
・・・・・・Ｌ Ｉ Ｎ ｂ Ｏｓ Ｙ板、４ａ 、４
ｂ 、４ｃ 、４’ −＝−・光導波路、３′・・パ・
・・Ｌ Ｉ Ｎ ｂ Ｏ１２板、６・・・・・入射端部
、６・・・・・・反射端部、７・・・・・・出射端部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２ 図 第３図 第４図 ４′
た光波長変換素子により半導体レーザ光を変換する装置
の概略斜視図、第２図は本発明による光波長変換素子の
第１の実施例の構成全示した概略斜視図、第３図は本発
明による光波長変換素子による第２の実施例を示した概
略斜視図、第４図は本発明による光波長変換素子の第３
の実施例を示した概略斜視図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・レンズ、３
・・・・・・Ｌ Ｉ Ｎ ｂ Ｏｓ Ｙ板、４ａ 、４
ｂ 、４ｃ 、４’ −＝−・光導波路、３′・・パ・
・・Ｌ Ｉ Ｎ ｂ Ｏ１２板、６・・・・・入射端部
、６・・・・・・反射端部、７・・・・・・出射端部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２ 図 第３図 第４図 ４′
Claims (4)
- （１）Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸を有する非線形光学結晶の２面に
前記Ｘ、Ｙ軸方向の長さよシも長い光導波路を設けたこ
とを特徴とする光波長変換素子。 - （２）Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸を有する非線形生学結晶としてＬ
ｉＮｂ０ Ｚ板又はＬ Ｉ Ｔ ａ Ｏｓ Ｚ板を用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光波長
変換素子。 - （３）Ｘ、Ｙ１１１１方向の長さよシも長い光導波路と
して折シ返し光導波路を設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の光波長変換素子。 - （４）Ｘ、Ｙ軸方向の長さよシも長い光導波路として、
方向性結合による折シ返し光導波路を設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光波長変換素子。 （ｅｉ）ｘ、ｙ軸方向の長さよシも長い光導波路として
、曲シ光導波路を設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載Ｑ光波長変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16697383A JPS6057825A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 光波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16697383A JPS6057825A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 光波長変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057825A true JPS6057825A (ja) | 1985-04-03 |
| JPH0426085B2 JPH0426085B2 (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=15841045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16697383A Granted JPS6057825A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 光波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057825A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009066450A1 (ja) | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Panasonic Corporation | 波長変換装置およびそれを用いた画像表示装置 |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP16697383A patent/JPS6057825A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009066450A1 (ja) | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Panasonic Corporation | 波長変換装置およびそれを用いた画像表示装置 |
| US8294979B2 (en) | 2007-11-21 | 2012-10-23 | Panasonic Corporation | Wavelength conversion device and image display apparatus using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426085B2 (ja) | 1992-05-06 |
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