JPH03166529A - 第２次高調波発生装置 - Google Patents
第２次高調波発生装置Info
- Publication number
- JPH03166529A JPH03166529A JP1304605A JP30460589A JPH03166529A JP H03166529 A JPH03166529 A JP H03166529A JP 1304605 A JP1304605 A JP 1304605A JP 30460589 A JP30460589 A JP 30460589A JP H03166529 A JPH03166529 A JP H03166529A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- waveguide
- light
- face
- fiber
- 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
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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
- G02F1/372—Means for homogenizing the output beam
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〕
本発明は光ディスクやレーザプリンタ、あるいはカラー
プリンタ等の光記録用のコヒーレントな短波長光源と
して有用なチェレンコフ放射を利用した第２高調波発生
装置に関する． 〔従来の技術〕 従来、ノンリニアオプテイカルマテリアルズ，エクステ
ンデイツドアブストラクト（１ ９ ８ ５）ページ９
７ （Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍａｔ
ｅｒｉｃａｌｓ−Ｅｘｔｅｎｄａｄ ａｂｓｔｒａｃｔ
， １ ９ ８ ５ ， ｐ ，９ ７）に報告されて
いるように、非線型光学有機材料などをファイバー状に
デバイス化し、これにコヒーレントな１次光を入力して
、チェレンコフ放射の第２高調波を発生させる技術が知
られている．しかし、この放射ビームは、ビーム形状が
、コーン（円錐）状となっており、このままでは良質な
スポットに集光できず、あい路になっていた． また、二オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯａ）などを基板と
した導波路からの，チェレンコフ放射による第２高調波
発生について、クレオ′８７，テクニカルダイジェスト
，ページ１９８ （ＣＬＥＯ’８ ７， Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ ｐ．１ ９ ８）において
報告されている。
プリンタ等の光記録用のコヒーレントな短波長光源と
して有用なチェレンコフ放射を利用した第２高調波発生
装置に関する． 〔従来の技術〕 従来、ノンリニアオプテイカルマテリアルズ，エクステ
ンデイツドアブストラクト（１ ９ ８ ５）ページ９
７ （Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍａｔ
ｅｒｉｃａｌｓ−Ｅｘｔｅｎｄａｄ ａｂｓｔｒａｃｔ
， １ ９ ８ ５ ， ｐ ，９ ７）に報告されて
いるように、非線型光学有機材料などをファイバー状に
デバイス化し、これにコヒーレントな１次光を入力して
、チェレンコフ放射の第２高調波を発生させる技術が知
られている．しかし、この放射ビームは、ビーム形状が
、コーン（円錐）状となっており、このままでは良質な
スポットに集光できず、あい路になっていた． また、二オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯａ）などを基板と
した導波路からの，チェレンコフ放射による第２高調波
発生について、クレオ′８７，テクニカルダイジェスト
，ページ１９８ （ＣＬＥＯ’８ ７， Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ ｐ．１ ９ ８）において
報告されている。
この方法は、ｌ次光に対し、波長が半分の２次光を、高
い変換効率を持って発生させることができ、しかもこの
方法はこれら波長の異なった二つの光波の位相整合が比
較的容易であるなど、多くの利点を有している。しかし
、この方法は、第２図に示すように狭い線状の導波路か
ら、基板内への放射モードであるため、放射の方向には
発散光となり，これと垂直方向にはコリメートされた平
行光となっており、ビーム波面が歪んでいる。このため
、これを集光して一点にフォーカスできず、光ディスク
やレーザプリンタなどへの応用を妨げる主要な欠点とな
っていた。
い変換効率を持って発生させることができ、しかもこの
方法はこれら波長の異なった二つの光波の位相整合が比
較的容易であるなど、多くの利点を有している。しかし
、この方法は、第２図に示すように狭い線状の導波路か
ら、基板内への放射モードであるため、放射の方向には
発散光となり，これと垂直方向にはコリメートされた平
行光となっており、ビーム波面が歪んでいる。このため
、これを集光して一点にフォーカスできず、光ディスク
やレーザプリンタなどへの応用を妨げる主要な欠点とな
っていた。
上記従来技術は、いずれも、ビームの集光方法に対する
配慮が不充分であったところに問題があった。即ち、第
２図に示した従来例をみても、導波路の基板形状には何
らの工夫もなく、単なる平面からなるブロックにすぎず
、この基板を通過したビームは大きな収差を有しており
、これまでの従来例ではこの収差を補正する手段が明ら
かにされていなかった． 本発明は、コンパクトかつ直接光強度変調が可能で高い
平面度にコリメートされた短波長のコヒーレント光を発
生させることができる第２高調波発生装置を提供するこ
とを目的としてなされたものである． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は，導波路基板、あるいはファイバーのクラッド
部に，収差補正、あるいは強度分布補正機能を付加し．
空気中に放出されるビームがつくる波面の平面度を高く
し、これをレンズでフォーカスした時に、回折限界の一
点にスポットとして絞り込める光学系を付加したもので
ある。
配慮が不充分であったところに問題があった。即ち、第
２図に示した従来例をみても、導波路の基板形状には何
らの工夫もなく、単なる平面からなるブロックにすぎず
、この基板を通過したビームは大きな収差を有しており
、これまでの従来例ではこの収差を補正する手段が明ら
かにされていなかった． 本発明は、コンパクトかつ直接光強度変調が可能で高い
平面度にコリメートされた短波長のコヒーレント光を発
生させることができる第２高調波発生装置を提供するこ
とを目的としてなされたものである． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は，導波路基板、あるいはファイバーのクラッド
部に，収差補正、あるいは強度分布補正機能を付加し．
空気中に放出されるビームがつくる波面の平面度を高く
し、これをレンズでフォーカスした時に、回折限界の一
点にスポットとして絞り込める光学系を付加したもので
ある。
すなわち，より具体的には、ファイバ状、あるいは導波
路状の非線型光学媒質より発せられた円錐状のチェレン
コフビームを，該ファイバのコア、あるいは導波路を中
心とする同心円状の回折格子により、各々の光線を回折
させ、透過した後に平行平面波となすよう工夫したもの
である．一方、該回折格子の製作過程においては、製作
誤差の発生は避けられないものであり、同心円状回折格
子の中心をファイバあるいは導波路の位置と完全に一致
させることは不可能である。このため、本発明において
は，顕微鏡対物レンズが持つべき特性としての正弦条件
、すなわち、一定の画角を確保すべく，コマ収差を除去
するための条件の導入を提案するものである。すなわち
、該ファイバクラッドの端面、あるいは導波路基板端面
を球面とし、該球面の上に該同心円状の回折格子を刻も
うとするものである。ここで、該球面の中心と、該ファ
イバコア、あるいは導波路の入射端面の中心とを一致さ
せるようにしたものである。
路状の非線型光学媒質より発せられた円錐状のチェレン
コフビームを，該ファイバのコア、あるいは導波路を中
心とする同心円状の回折格子により、各々の光線を回折
させ、透過した後に平行平面波となすよう工夫したもの
である．一方、該回折格子の製作過程においては、製作
誤差の発生は避けられないものであり、同心円状回折格
子の中心をファイバあるいは導波路の位置と完全に一致
させることは不可能である。このため、本発明において
は，顕微鏡対物レンズが持つべき特性としての正弦条件
、すなわち、一定の画角を確保すべく，コマ収差を除去
するための条件の導入を提案するものである。すなわち
、該ファイバクラッドの端面、あるいは導波路基板端面
を球面とし、該球面の上に該同心円状の回折格子を刻も
うとするものである。ここで、該球面の中心と、該ファ
イバコア、あるいは導波路の入射端面の中心とを一致さ
せるようにしたものである。
以上のように．本発明による同心円回折格子を用いれば
、円錐状のチェレコフビームは平行平面波としてコリメ
ートされ、ひいては、レンズにより回折限界の高い精度
を持って一点に絞り込むことを可能としたものである。
、円錐状のチェレコフビームは平行平面波としてコリメ
ートされ、ひいては、レンズにより回折限界の高い精度
を持って一点に絞り込むことを可能としたものである。
さらに、回折格子を，球面の上に刻むことによって、同
心円状回折格子の中心と、ファイバーコア，あるいは導
波路の位置との間に多少のずれがあっても、収差が大き
くなることは無く，このような場合でもやはりレンズに
よって回折限界の高い精度を持って一点に絞り込むこと
ができるものである． 〔実施例〕 以下、本発明の第一の実施例を第１図により説明する。
心円状回折格子の中心と、ファイバーコア，あるいは導
波路の位置との間に多少のずれがあっても、収差が大き
くなることは無く，このような場合でもやはりレンズに
よって回折限界の高い精度を持って一点に絞り込むこと
ができるものである． 〔実施例〕 以下、本発明の第一の実施例を第１図により説明する。
半導体レーザ等の励起光源からの光ビーム１をレンズに
より集光し、非線型光学特性を持つ第２次高調波発生用
導波路３に入射せしめる．導波路３を伝播する励起光は
、チェレンコフ型第２次高調波４を，円錐状のビームと
して基板２に向けて放射する。ここで、基板２は、例え
ばニオブ酸リチウムのような非線型光学結晶とする。
より集光し、非線型光学特性を持つ第２次高調波発生用
導波路３に入射せしめる．導波路３を伝播する励起光は
、チェレンコフ型第２次高調波４を，円錐状のビームと
して基板２に向けて放射する。ここで、基板２は、例え
ばニオブ酸リチウムのような非線型光学結晶とする。
該放射ビーム４は基板の端面に刻んだ回折格子５によっ
てコリメートされ，平行平面波６となって、進行する。
てコリメートされ，平行平面波６となって、進行する。
このようにしてコリメートされたビームは、波面が平ら
であるので、レンズ７によって一点に回折限界で一点に
絞り込まれたスポットとしてフォーカスされる。
であるので、レンズ７によって一点に回折限界で一点に
絞り込まれたスポットとしてフォーカスされる。
第３図は第２の実施例である。すなわち、半導体レーザ
からのビーム１をファイバー状の非線型光学導波路３に
入射せしめ，チェレンコフビーム４を発生せしめる。フ
ァイバ８の端面には、同心円状の回折格子５が刻まれて
おり、コーン状のチェレンコフビームは回折されて平行
光９となりレンズによってフォーカス可能となる。
からのビーム１をファイバー状の非線型光学導波路３に
入射せしめ，チェレンコフビーム４を発生せしめる。フ
ァイバ８の端面には、同心円状の回折格子５が刻まれて
おり、コーン状のチェレンコフビームは回折されて平行
光９となりレンズによってフォーカス可能となる。
第４図は本発明の第３の実施例である。すなわち、チェ
レンコフビームの射出端面工Ｏを、導波路の入射端面７
を中心とする球面に加工しておき、その上に回折格子５
を刻むものとする。このようにすれば、回折格子の中心
と、導波路とが、位置的に多少ずれたり、傾いたりして
も、コリメートされたビーム６は良い平面度を保った平
行光とすることができる． 第５図は本発明の第４の実施例である。すなわち，出射
端面１０を、導波路の中心７を中心とする球面とするこ
とにより、正弦条件を満足させ、ファイバの中心と回折
格子の同心円の中心がずれたり、傾いたりしても、平面
度の高い平行ビーム６を得ることができる。
レンコフビームの射出端面工Ｏを、導波路の入射端面７
を中心とする球面に加工しておき、その上に回折格子５
を刻むものとする。このようにすれば、回折格子の中心
と、導波路とが、位置的に多少ずれたり、傾いたりして
も、コリメートされたビーム６は良い平面度を保った平
行光とすることができる． 第５図は本発明の第４の実施例である。すなわち，出射
端面１０を、導波路の中心７を中心とする球面とするこ
とにより、正弦条件を満足させ、ファイバの中心と回折
格子の同心円の中心がずれたり、傾いたりしても、平面
度の高い平行ビーム６を得ることができる。
以上述べて来た同心円状の回折格子は，例えばルーリン
グエンジンによる機械刻線、あるいは、電子線ビームに
よるエッチングプロセスなどを経て、形戊することがで
きる。
グエンジンによる機械刻線、あるいは、電子線ビームに
よるエッチングプロセスなどを経て、形戊することがで
きる。
以上のように、本発明によれば、第２次高調波発生時の
位相整合が容易なチェレンコフ放射がコーン状で発せら
れていても、平面度の高い、コリメートされた平面波が
得られるため、これをレンズで回折限界のスポットにフ
ォーカスすることが可能となり、共情報処理機器への応
用が可能となる．これにより例えば、光ディスクの記録
密度を４倍以上向上すること、あるいは，レーザビーム
プリンタの印字解像度を従来の２倍に高めることが可能
となる。
位相整合が容易なチェレンコフ放射がコーン状で発せら
れていても、平面度の高い、コリメートされた平面波が
得られるため、これをレンズで回折限界のスポットにフ
ォーカスすることが可能となり、共情報処理機器への応
用が可能となる．これにより例えば、光ディスクの記録
密度を４倍以上向上すること、あるいは，レーザビーム
プリンタの印字解像度を従来の２倍に高めることが可能
となる。
第ｌ図は本発明の一実施例の第２次高調波発生装置の概
略斜視図，第２図は従来例の装置の斜視図、第３図乃至
第５図は本発明の他の実施例の第２次高調波発生装置の
概略斜視図である。 １・・・半導体レーザビーム、２・・・非線型光学結晶
、３・・・導波路、４・・・チェレンコフビーム、５・
・・回折格子、６・・・平行ビーム、７・・・レンズ、
８・・・ファイバクラッド、９・・・平行ビーム、１ｏ
・・・球面。 第 Ｚ 口 ｌ 猶 羊 回 ３ ５ 回
略斜視図，第２図は従来例の装置の斜視図、第３図乃至
第５図は本発明の他の実施例の第２次高調波発生装置の
概略斜視図である。 １・・・半導体レーザビーム、２・・・非線型光学結晶
、３・・・導波路、４・・・チェレンコフビーム、５・
・・回折格子、６・・・平行ビーム、７・・・レンズ、
８・・・ファイバクラッド、９・・・平行ビーム、１ｏ
・・・球面。 第 Ｚ 口 ｌ 猶 羊 回 ３ ５ 回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非線形光学材料からなる単一または複数本のファイ
バあるいは導波路と、該ファイバあるいは導波路からの
第２次高調次チエレンコフビームを集光するコリメータ
とを有し、該コリメータを回折格子とすることを特徴と
する第２次高調波発生装置。 ２、該回折格子をファイバクラッド端面あるいは導波路
基板端面に刻むことを特徴とする第２次高調波発生装置
。 ３、該ファイバクラッド端面あるいは導波路基板端面を
球面とし、該球面上に該回折格子を刻むことを特徴とす
る第２次高調波発生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1304605A JPH03166529A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 第２次高調波発生装置 |
| US07/618,406 US5117433A (en) | 1989-11-27 | 1990-11-27 | Second harmonic generator for obtaining an aberration free plane wave and information processing system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1304605A JPH03166529A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 第２次高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03166529A true JPH03166529A (ja) | 1991-07-18 |
Family
ID=17935020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1304605A Pending JPH03166529A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 第２次高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03166529A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003098691A3 (en) * | 2002-05-17 | 2004-09-16 | Elam T Ltd | Display |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1304605A patent/JPH03166529A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003098691A3 (en) * | 2002-05-17 | 2004-09-16 | Elam T Ltd | Display |
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