JPH04366928A - 光波長変換装置 - Google Patents

光波長変換装置

Info

Publication number
JPH04366928A
JPH04366928A JP3143085A JP14308591A JPH04366928A JP H04366928 A JPH04366928 A JP H04366928A JP 3143085 A JP3143085 A JP 3143085A JP 14308591 A JP14308591 A JP 14308591A JP H04366928 A JPH04366928 A JP H04366928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength conversion
laser beam
semiconductor laser
optical
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
Application number
JP3143085A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2805400B2 (ja
Inventor
原田明憲
Akinori Harada
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film 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 Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP3143085A priority Critical patent/JP2805400B2/ja
Priority to US07/897,044 priority patent/US5237636A/en
Publication of JPH04366928A publication Critical patent/JPH04366928A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2805400B2 publication Critical patent/JP2805400B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14External cavity lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/109Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0287Facet reflectivity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687Stabilising the frequency of the laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基本波を第2高調波等
に波長変換する光波長変換装置、特に詳細には、半導体
レーザーと光波長変換素子との組合せからなる光波長変
換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、非線形光学材料を利用して、
レーザー光を第2高調波等に波長変換(短波長化)する
試みが種々なされている。このようにして波長変換を行
なう光波長変換素子として具体的には、バルク結晶型の
ものや、光導波路型のもの等が知られている。またこの
種の光波長変換素子は、半導体レーザーと組み合わせて
用いられることが多い。
【0003】このように半導体レーザーと光波長変換素
子とを組み合わせて用いる場合の波長変換効率を向上さ
せるために、例えば特開昭62−86881号公報や特
開平3−3287号公報に示されるように、半導体レー
ザーの共振器内部に光波長変換素子を組み込むことが提
案されている。この構造をより詳しく説明すると、半導
体レーザーの後方端面と光波長変換素子の前方端面とを
半導体レーザーの共振器ミラー面としたものであり、こ
うすることにより、光波長変換素子を通過する基本波の
強度が高められて、波長変換効率が向上する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが半導体レーザ
ーの発振波長は、その駆動電流や温度により変動するの
で、上記のような光波長変換装置においても、発振波長
すなわち基本波波長が変動しやすくなっている。こうし
て基本波波長が変動して、位相整合波長範囲から外れる
と、当然、波長変換効率が低下してしまう。
【0005】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、半導体レーザーと光波長変換素子とが組
み合わされてなる光波長変換装置において、基本波波長
の変動を防止して常に高い波長変換効率を実現すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による光波長変換
装置は、前述したように半導体レーザーの共振器内部に
光波長変換素子が組み込まれてなり、半導体レーザーか
ら発せられた基本波としてのレーザービームを光波長変
換素子により波長変換する光波長変換装置において、◆
上記基本波としてのレーザービームの光強度を光検出器
によって検出するとともに、◆この光検出器の出力が示
す上記レーザービームの光強度を、このレーザービーム
の位相整合波長と対応する値に収束させるように、半導
体レーザーの駆動電流を制御する制御回路を設けたこと
を特徴とするものである。
【0007】
【作用および発明の効果】半導体レーザーの駆動電流を
しきい値以上の領域において増大させると、それに応じ
てその発振レーザービームの光強度も増大する。そして
それにともなって、発振波長も長波長側にシフトする。 つまり、半導体レーザーから発せられる基本波としての
レーザービームの光強度と発振波長とは相対応するので
、この基本波の光強度が所定値となるように駆動電流を
制御することにより、基本波波長を、波長変換波と位相
整合する値に保つことが可能となる。
【0008】このようにすれば、常に基本波と波長変換
波との間で良好に位相整合が取られ、高い波長変換効率
が実現される。
【0009】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例による光波
長変換装置を示すものである。この光波長変換装置は、
一例として光導波路型の光波長変換素子10と、この光
波長変換素子10により短波長化される基本波を射出す
る半導体レーザー(レーザーダイオード)20とを有し
ている。光波長変換素子10は、ガラスやプラスチック
からなるクラッド部11内に、非線形光学材料からなる
3次元光導波路12が埋め込まれてなる。本例では上記
非線形光学材料として、特開昭62−210432号公
報に示される3,5ージメチルー1ー(4ーニトロフェ
ニル)ピラゾール(以下、DMNPと称する)が用いら
れている。 一方半導体レーザー20としては、基本波長が870n
mのレーザービーム13を発するものが用いられている
。この半導体レーザー20は、電源21から駆動電流I
を供給されて駆動する。これらの光波長変換素子10と
半導体レーザー20とは、光波長変換素子10の後方端
面10aに半導体レーザー20の前方端面20aが密着
する状態にして結合されている。
【0010】光波長変換素子10の前方端面10bには
、波長870nmの基本波としてのレーザービーム13
をほぼ100 %反射する一方、後述する波長435n
mの第2高調波14はほぼ100 %透過させるコーテ
ィング15が施されている。また光波長変換素子10の
後方端面10aには、波長435nmの第2高調波14
をほぼ100 %反射させるコーティング16が施され
ている。他方半導体レーザー20の後方端面20bには
、基本波であるレーザービーム13を95%反射させる
コーティング17が施されている。上述の通りのコーテ
ィング15、17が施されていることにより、レーザー
ビーム13は、端面10bと20bとを共振器ミラー面
として、それらの面間で共振する。
【0011】光導波路12に入射したレーザービーム1
3は、該光導波路12とクラッド部11との界面の間で
全反射を繰り返して導波する。このようにして導波する
レーザービーム13は、光導波路12を構成するDMN
Pにより、波長が1/2(=435nm)の第2高調波
14に変換される。この第2高調波14も光導波路12
中を伝搬し、素子10内を端面側に進行する。位相整合
は、例えばレーザービーム13の光導波路12での導波
モードと、第2高調波14の導波モードとの間で取られ
る(いわゆる導波−導波タイプの場合)。
【0012】光波長変換素子10の前方端面10bから
は、上記第2高調波14を含むビーム14’が出射する
。この出射ビーム14’は図示しないフィルターに通さ
れ、第2高調波14のみが取り出されて利用される。本
装置では、光波長変換素子10が半導体レーザー20の
共振器内部に組み込まれた形となっているので、光波長
変換素子10において導波するレーザービーム13のパ
ワーが高められ、高い波長変換効率を実現する上で有利
となる。
【0013】次に、レーザービーム13と第2高調波1
4とを常に良好に位相整合させるための構成について説
明する。半導体レーザー20の後方端面20bに対面す
る位置には、一例としてフォトダイオードからなる光検
出器22が配設されている。この光検出器22は、コー
ティング17を透過したレーザービーム13の光強度P
を検出する。そしてその出力Sは、帰還制御回路23に
入力される。
【0014】ここで、半導体レーザー20に供給される
駆動電流Iと、光検出器22が検出するレーザービーム
13の光強度Pとの関係は、概略図2に示すようなもの
となる。すなわち、レーザー発振するしきい値I0 以
上の領域においては、基本的に、駆動電流Iの増大にと
もなって光強度Pが増大する。ただし、矢印Bで示した
ポイントの近傍領域においては、レーザービーム13と
第2高調波14とが位相整合するために、レーザービー
ム13の光強度Pが部分的に落ち込むようになる。以下
、この点を詳しく説明する。
【0015】駆動電流Iの増大にともなってレーザービ
ーム13の光強度Pが増大すると、それにつれてレーザ
ービーム13の波長λも微小量ながら長波長側にシフト
する。この様子を図3に示す。同図中にa、b、cで示
すのがそれぞれ、図2中の矢印A、B、Cで示す駆動電
流Iが供給された際の発振スペクトルである。また図3
中、曲線dで示すのは、レーザービーム13の波長λと
第2高調波14の光強度PSHG との関係である。図
示の通り、波長λ=λ0 において最も良好に位相整合
がなされて、光強度PSHG が最大値をとる。一般に
は、この最大値の1/2以上の光強度PSHG が得ら
れる基本波波長範囲Δλを、位相整合範囲としている。 レーザービーム13の波長が概ねこの波長範囲Δλにあ
ると、該レーザービーム13と第2高調波14との間で
良好に位相整合が取られ、効率良く波長変換がなされる
。そこで図2に示したように、レーザービーム13の光
強度Pが部分的に落ち込む現象が生じるのである。
【0016】帰還制御回路23は光検出器22の出力S
を受け、その値に応じて駆動電流Iを、図2の領域ΔI
内に収まるように制御する。この領域ΔIは、上記の位
相整合波長範囲Δλに対応する領域、あるいはそれより
も狭い領域に設定される。駆動電流Iをこのように制御
することにより、レーザービーム13の波長λは必ず位
相整合波長範囲Δλ、あるいはそれよりもさらに狭い範
囲内の値に保たれ、該レーザービーム13が常に高い波
長変換効率で第2高調波14に変換されるようになる。
【0017】なお駆動電流Iを上記領域ΔI内の値に制
御するため帰還制御回路23は、一例として以下のよう
な制御操作を行なう。すなわち帰還制御回路23はまず
、半導体レーザー20の作動開始に際して、駆動電流I
を掃引し、そのときの光強度Pの変化特性を調べて、図
2の矢印Bで示すポイント、つまり光強度Pの落ち込み
が最大のポイントを求める。次に帰還制御回路23は、
駆動電流Iをこのポイントの値に設定して、そのときの
光強度PB を記憶する。そして帰還制御回路23は、
光検出器22の出力Sが示す光強度Pが、この値PB 
よりも大になったならば、駆動電流Iを所定の微小量だ
け増大方向に制御する。それにより光強度Pが低下した
ならば、帰還制御回路23はこの制御動作を続け、一方
光強度Pがかえって増大したならば駆動電流Iを逆に減
小方向に制御する。 このようにすることによりレーザービーム13の波長λ
は、図3のλ0 付近で安定するようになる。
【0018】なお本発明は、以上説明した導波−導波タ
イプの光波長変換素子のみならず、反転ドメインを用い
た擬似位相整合や、チェレンコフ放射タイプの光波長変
換素子にも適用可能である。
【0019】また本発明は、以上説明したDMNPに限
らず、その他の非線形光学材料によって光波長変換素子
を形成する場合にも、同様に適用され得るものである。
【0020】さらに本発明は、3次元光導波路型の光波
長変換素子を使用する場合のみならず、その他ファイバ
ー型の光波長変換素子や、バルク結晶型の光波長変換素
子を用いる場合にも適用され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による光波長変換装置を示す
概略側面図
【図2】上記実施例の装置における半導体レーザー駆動
電流と、基本波光強度との関係を示すグラフ
【図3】上
記実施例装置における基本波波長の変化の様子と、基本
波波長対第2高調波光強度特性とを示すグラフ
【符号の説明】
10    光波長変換素子 11    クラッド部 12    3次元光導波路 13    レーザービーム(基本波)14    第
2高調波 20    半導体レーザー 21    半導体レーザー用電源 22    光検出器 23    帰還制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体レーザーの共振器内部に光波長
    変換素子が組み込まれてなり、前記半導体レーザーから
    発せられた基本波としてのレーザービームを光波長変換
    素子により波長変換する光波長変換装置において、前記
    基本波としてのレーザービームの光強度を検出する光検
    出器と、この光検出器の出力が示す前記レーザービーム
    の光強度を、このレーザービームの位相整合波長と対応
    する値に収束させるように、前記半導体レーザーの駆動
    電流を制御する制御回路とが設けられたことを特徴とす
    る光波長変換装置。
JP3143085A 1991-06-14 1991-06-14 光波長変換装置 Expired - Fee Related JP2805400B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3143085A JP2805400B2 (ja) 1991-06-14 1991-06-14 光波長変換装置
US07/897,044 US5237636A (en) 1991-06-14 1992-06-11 Optical wavelength converting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3143085A JP2805400B2 (ja) 1991-06-14 1991-06-14 光波長変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04366928A true JPH04366928A (ja) 1992-12-18
JP2805400B2 JP2805400B2 (ja) 1998-09-30

Family

ID=15330565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3143085A Expired - Fee Related JP2805400B2 (ja) 1991-06-14 1991-06-14 光波長変換装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5237636A (ja)
JP (1) JP2805400B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323411A (en) * 1991-11-22 1994-06-21 The Furukawa Electric Co., Ltd. Laser diode array device
DE69221457T2 (de) * 1991-12-30 1998-02-19 Philips Electronics Nv Einrichtung, in der Frequenzerhöhung von elektromagnetischer Strahlung auftritt, und eine solche Einrichtung enthaltendes Gerät zum optischen Abtasten einer Informationsebene
US5321718A (en) * 1993-01-28 1994-06-14 Sdl, Inc. Frequency converted laser diode and lens system therefor
EP0698224A1 (en) * 1994-03-11 1996-02-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device for raising the frequency of electromagnetic radiation
WO1996024883A1 (en) * 1995-02-09 1996-08-15 Hitachi Metals, Ltd. Second harmonic generator and laser application apparatus
US20060029120A1 (en) * 2000-03-06 2006-02-09 Novalux Inc. Coupled cavity high power semiconductor laser
US6778582B1 (en) * 2000-03-06 2004-08-17 Novalux, Inc. Coupled cavity high power semiconductor laser
US6845113B2 (en) * 2000-10-31 2005-01-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coherent light source and recording/reproducing apparatus using the same
US7322704B2 (en) * 2004-07-30 2008-01-29 Novalux, Inc. Frequency stabilized vertical extended cavity surface emitting lasers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS637685A (ja) * 1986-06-27 1988-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 2次高調波発生装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6286881A (ja) * 1985-10-14 1987-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光出力装置
DE3707835A1 (de) * 1986-03-11 1987-09-17 Fuji Photo Film Co Ltd Nichtlineares optisches material
JPH0514538Y2 (ja) * 1986-10-08 1993-04-19
US4930132A (en) * 1987-12-28 1990-05-29 Canon Kabushiki Kaisha Second harmonic wave generating device having active layer and second harmonic wave generating layer on same substrate
US4951293A (en) * 1988-05-26 1990-08-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Frequency doubled laser apparatus
US5027361A (en) * 1988-06-21 1991-06-25 Board Of Trustees Of Leland Stanford, Jr., University Efficient laser harmonic generation employing a low-loss external optical resonator
JP2520153B2 (ja) * 1988-07-01 1996-07-31 国際電信電話株式会社 半導体レ―ザ光源制御装置
JPH033287A (ja) * 1989-05-30 1991-01-09 Seiko Epson Corp 二次高調波発生デバイス
US5175784A (en) * 1989-12-19 1992-12-29 Ibiden Co., Ltd. Second harmonic wave generating device
CA2028506C (en) * 1990-10-25 2001-07-17 National Research Council Of Canada Optical multilayer structures for harmonic laser emission
JP2942619B2 (ja) * 1990-11-15 1999-08-30 パイオニア株式会社 高調波発生装置
US5164947A (en) * 1991-02-28 1992-11-17 Amoco Corporation Single-frequency, frequency doubled laser
US5185752A (en) * 1992-02-18 1993-02-09 Spectra Diode Laboratories, Inc. Coupling arrangements for frequency-doubled diode lasers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS637685A (ja) * 1986-06-27 1988-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 2次高調波発生装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2805400B2 (ja) 1998-09-30
US5237636A (en) 1993-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0857997B1 (en) Tunable optical parametric oscillator
US5463647A (en) Broadband multi-wavelength narrow linewidth laser source using an electro-optic modulator
US7463664B2 (en) Coherent light source and optical device
US20090232169A1 (en) Wavelength converting laser device
US6839376B2 (en) Laser light source
US5450429A (en) Efficient linear frequency doubled solid-state laser
JP3423761B2 (ja) 光波長変換装置
US7039077B2 (en) Optical wavelength converting apparatus, and optical wavelength converting method
US6097540A (en) Frequency conversion combiner system for diode lasers
JP2805400B2 (ja) 光波長変換装置
Kozlovsky et al. Blue light generation by resonator‐enhanced frequency doubling of an extended‐cavity diode laser
US6751010B1 (en) Low finesse, tri-etalon, optical parametric oscillator
JPH11233894A (ja) 波長可変外部共振器型レーザ
JP3833179B2 (ja) 光波長変換装置、及び光波長変換方法
JP2002303904A (ja) 光波長変換装置およびその調整方法
JP4766775B2 (ja) テラヘルツ光発生デバイス及びテラヘルツ光発生方法
JP2005345949A (ja) 波長変換光源、およびその駆動方法
JPH09246642A (ja) 狭スペクトル線幅レーザ光源
US7760775B2 (en) Apparatus and method of generating laser beam
JP2001318396A (ja) 光波長変換ユニット及び光波長変換モジュール
JP4176860B2 (ja) 外部共振器型レーザ
JP2000208849A (ja) 半導体レ―ザ励起固体レ―ザ装置
JP2004157217A (ja) 波長変換レーザ光源
JP3145504B2 (ja) レーザ周波数掃引装置
JP2000357833A (ja) 波長変換レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980609

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees