JPH0485523A - Optical waveguide device - Google Patents

Optical waveguide device

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JPH0485523A
JPH0485523A JP20173190A JP20173190A JPH0485523A JP H0485523 A JPH0485523 A JP H0485523A JP 20173190 A JP20173190 A JP 20173190A JP 20173190 A JP20173190 A JP 20173190A JP H0485523 A JPH0485523 A JP H0485523A
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light
optical waveguide
radiation
angle
cerenkov
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仁志 玉田
Maki Saito
斉藤 真樹
Chiharu Isobe
磯辺 千春
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Abstract

PURPOSE:To improve the condensing characteristic of Cherenkov radiation second harmonic wave light by providing at least an optical waveguide consisting of a thin dielectric film which is transparent to light of angular frequency omega and has the refractive index larger than the refractive index of a nonlinear optical crystal substrate on this substrate. CONSTITUTION:The striped channel optical waveguide 2 consisting of a Ta2O3 film is formed on the substrate 1 consisting of a single crystal (a) plate of KTiOPO4 and the width (w) and thickness (h) thereof are optimized, by which the Cherenkov radiation angle is extremely decreased to about 0.6 deg.. The spread of the Cherenkov radiation angle and the transverse diversion angle of SHG light are decrease to about the same extent, by which a far field pattern is formed to a nearly circular shape and the condensing characteristic of the SHG light is extremely improved. The need for using a circular conical lens is, therefore, eliminated and the sufficient condensing down to about the diffraction threshold with an ordinary convex lens is possible.

Description

【発明の詳細な説明】 5産業上の利用分野] 本発明は、光導波路装置に関し、特に、チェレンコフ(
Cherenkov)放射による光第2高調波発生(s
econd harn+onic generaeio
n、  S HG )に通用して好適なものである。
[Detailed Description of the Invention] 5. Industrial Application Field] The present invention relates to an optical waveguide device, and in particular, the present invention relates to an optical waveguide device.
Optical second harmonic generation (s) by Cherenkov) radiation
econd harn+onic generaeio
n, SHG) and is suitable.

〔発明の概要] 本発明は、光導波路装置において、非線形光学結晶基板
と、非線形光学結晶基板上に形成された、少なくとも角
周波数ωの光に対して透明でかつ非線形光学結晶基板よ
りも屈折率が大きい誘電体薄膜から成る光導波路とを具
備し、光導波路の一端に角周波数ωの光を入射させたと
き、角周波数2ωのチェレンコフ放射第2高調波光が1
°以下のチェレンコフ放射角で出射され、チェレンコフ
放射角の広がり及び光導波路の幅方向のチェレンコフ放
射第2高調波光の発散角がチェレンコフ放射角と同程度
である。これによって、チェレンコフ放射第2高調波光
の集光特性を著しく向上させることができる。
[Summary of the Invention] The present invention provides an optical waveguide device including a nonlinear optical crystal substrate, which is transparent to light at least at an angular frequency ω, and has a refractive index lower than that of the nonlinear optical crystal substrate. and an optical waveguide made of a dielectric thin film with a large
The light is emitted at a Cherenkov radiation angle of less than 0.degree., and the spread of the Cherenkov radiation angle and the divergence angle of the second harmonic Cherenkov radiation in the width direction of the optical waveguide are approximately the same as the Cherenkov radiation angle. Thereby, the focusing characteristics of the Cerenkov radiation second harmonic light can be significantly improved.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

チェレンコフ放射光SHGは、角周波数ωの光(基本波
)の導入により角周波数2ωの光、すなわちSMC光を
チェレンコフ放射モードで発生させるものである。この
チェレンコフ放射光SHGは、位相整合条件が常に満足
されているため、極めて実用的であり、近年注目されて
いる。
The Cherenkov radiation SHG generates light with an angular frequency of 2ω, that is, SMC light, in Cherenkov radiation mode by introducing light (fundamental wave) with an angular frequency of ω. This Cherenkov synchrotron radiation SHG always satisfies the phase matching condition, so it is extremely practical and has attracted attention in recent years.

従来、このチェレンコフ放射光SHG装置として、第7
図に示すように、LiNb0:+単結晶Z板(板面が結
晶のC軸に直交する単結晶板)がら成る基板101上に
プロトン交換LiNb0.光導波路102を形成したも
のが知られている(例えば、■特開昭61−18952
4号公報、■第48回応用物理学会学術講演会講演予稿
集、講演番号19p−ZG−1,2,3,4)。
Conventionally, as this Cherenkov synchrotron radiation SHG device, the seventh
As shown in the figure, a proton-exchanged LiNb0. A device in which an optical waveguide 102 is formed is known (for example,
Publication No. 4, ■ Proceedings of the 48th Japan Society of Applied Physics Academic Conference, lecture number 19p-ZG-1, 2, 3, 4).

S発明が解決しようとする諜8〕 しかしながら、上述の第7図に示す従来のチェレンコフ
放射光SHG装置ユニおいては、チェレンコフ角θは約
16°と大きい。そして、この場合には、出射されるS
MC光は基板101の厚さ方向にはコリメートされてい
るものの、基板101の厚さ方向に垂直な方向(光導波
路1020幅方向)の発散角(以下、横方向発散角とい
う)はチェレンコフ放射角θと同程度、すなわち16°
程度と大きい。ところで、チェレンコフ放射光5KIG
装置の出射側には出射されるSMC光を集光するための
集光光学系が設けられるが、この出射されるSMC光の
横方向発散角は上述のように16゜程度と大きいので、
このSMC光の集光特性は悪い。このため、出射される
SMC光を回折限界まで集光しようとするときには、特
殊な円錐レンズが必要となるなど、集光光学系が複雑に
なるという問題があった。
Problem 8 to be Solved by the Invention S] However, in the conventional Cherenkov synchrotron radiation SHG device shown in FIG. 7 described above, the Cherenkov angle θ is as large as about 16°. In this case, the emitted S
Although the MC light is collimated in the thickness direction of the substrate 101, the divergence angle in the direction perpendicular to the thickness direction of the substrate 101 (width direction of the optical waveguide 1020) (hereinafter referred to as lateral divergence angle) is the Cerenkov radiation angle. The same degree as θ, i.e. 16°
degree and large. By the way, Cherenkov synchrotron radiation 5KIG
A condensing optical system is provided on the output side of the device to condense the emitted SMC light, but since the lateral divergence angle of the emitted SMC light is as large as about 16° as mentioned above,
This SMC light has poor focusing characteristics. Therefore, when trying to condense the emitted SMC light up to the diffraction limit, a special conical lens is required, resulting in a complicated condensing optical system.

従って本発明の目的は、チェレンコフ放射第2高調波光
の集光特性を著しく向上させることができる光導波路装
置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical waveguide device that can significantly improve the focusing characteristics of Cerenkov radiation second harmonic light.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明は、光導波路装置に
おいて、非線形光学結晶基板(1)と、非線形光学結晶
基板(1)上に形成された、少な(とも角周波数ωの光
に対しで透明でかつ非線形光学結晶基板(1)よりも屈
折率が大きい誘電体薄膜から成る光導波路(2)とを具
備し、光導波路(2)の一端に角周波数ωの光(a)を
入射させたとき、角周波数2ωのチェレンコフ放射第2
高調波光(b)がl°以下のチェレンコフ放射角で出射
され、チェレンコフ放射角の広がり及び光導波路(2)
の幅方向のチェレンコフ放射第2高調波光(b)の発散
角がチェレンコフ放射角と同程度である。
In order to achieve the above object, the present invention provides an optical waveguide device including a nonlinear optical crystal substrate (1) and a nonlinear optical crystal substrate (1) formed on the nonlinear optical crystal substrate (1). an optical waveguide (2) made of a dielectric thin film that is transparent and has a higher refractive index than the nonlinear optical crystal substrate (1), and allows light (a) with an angular frequency ω to be incident on one end of the optical waveguide (2). Then, the second Cerenkov radiation with angular frequency 2ω
Harmonic light (b) is emitted at a Cherenkov radiation angle of less than l°, and the Cherenkov radiation angle spreads and the optical waveguide (2)
The divergence angle of the Cerenkov radiation second harmonic light (b) in the width direction is approximately the same as the Cerenkov radiation angle.

ここで、光導波路(2)は、好適には角周波数2ωのチ
ェレンコフ放射第2高調波光(b)に対しても透明とさ
れる。
Here, the optical waveguide (2) is preferably made transparent even to the Cerenkov radiation second harmonic light (b) having an angular frequency of 2ω.

また、光閉じ込めを有効に行い、SHO効率を向上させ
るために、好適には光導波路(2)の上にクランド層が
形成される。
Further, in order to effectively perform optical confinement and improve SHO efficiency, a landing layer is preferably formed on the optical waveguide (2).

〔作用〕[Effect]

上述のように構成された本発明の光導波路装置によれば
、チェレンコフ放射角が1°以下であることから、光導
波路(2)の幅方向のチェレンコフ放射第2亮調波光(
b)の発散角、すなわち横方向発散角はチェレンコフ放
射角と同程度、すなわち1°程度以下と極めて小さくな
る。また、チェレンコフ放射角の広がりも1°程度以下
である。
According to the optical waveguide device of the present invention configured as described above, since the Cerenkov radiation angle is 1° or less, the Cerenkov radiation second harmonic light (
The divergence angle b), that is, the lateral divergence angle, is extremely small, about the same as the Cherenkov radiation angle, that is, about 1° or less. Further, the spread of the Cerenkov radiation angle is also about 1° or less.

このため、このチェレンコフ放射第2高調波光(b)の
スポットは、はぼ円形に近い形状となる。
Therefore, the spot of this Cherenkov radiation second harmonic light (b) has a nearly circular shape.

これによって、チェレンコフ放射第2高調波光(b)の
集光特性を著しく向上させることができる。そして、従
来必要であった円錐レンズは不要となり、集光光学系を
簡単化することができる。
As a result, the focusing characteristics of the Cerenkov radiation second harmonic light (b) can be significantly improved. Further, the conical lens that was conventionally required is no longer necessary, and the condensing optical system can be simplified.

ところで、一般に、角周波数2ωの第2高調波光に対す
る非線形光学結晶基板の屈折率をn?l、周波数ωの光
(基本波)に対する光導波路の実効屈折率をN1チェレ
ンコフ放射角をθとすると、次のような関係が成立する
By the way, in general, the refractive index of a nonlinear optical crystal substrate for second harmonic light with an angular frequency of 2ω is n? N1 is the effective refractive index of the optical waveguide for light (fundamental wave) of frequency ω, and when θ is the Cerenkov radiation angle, the following relationship holds true.

nン〉N″′(1) (2)式より、上述のようにθが1°以下であることは
、N7 n1″:≧0.99985であることに相当す
る。すなわち、この場合にはN7nlWは1に非常に近
い値であることがわかる。なお、(1)弐よりN7n 
〒<1であるから、N7n:u、よ1を超えることはな
い。
nn〉N''' (1) From equation (2), the fact that θ is 1° or less as described above corresponds to N7 n1'':≧0.99985. That is, it can be seen that N7nlW is a value very close to 1 in this case. In addition, (1) N7n from 2
Since 〒<1, N7n:u never exceeds 1.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例;こついて図面を参照しながら
説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例によるチェレンコフ放射光S
MC装置を示す斜視図であり、第2図は本発明の一実施
例によるチェレンコフ放射光SMC装置の光導波路に沿
う方向の断面図である。
FIG. 1 shows Cerenkov synchrotron radiation S according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the MC device, and FIG. 2 is a cross-sectional view along the optical waveguide of the Cerenkov synchrotron radiation SMC device according to an embodiment of the present invention.

第1図及び第2図に示すように、この実施例によるチェ
レンコフ放射光SMC装置においては、例えばKTiO
PO4(K T P )単結晶a板(板面が結晶のa軸
に直交する単結晶板)から成る基板1上に、例えばTa
zOs膜から成るストライブ状のチャンネル光導波路2
が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the Cerenkov synchrotron radiation SMC device according to this embodiment, for example, KTiO
For example, Ta
Striped channel optical waveguide 2 made of zOs film
is formed.

この場合、Taxes膜から成るチャンネル光導波路2
の幅W、厚さh及び長さしは、チェレンコフ放射角θが
1°以下となるように最適化されている。具体的に:よ
、チャンネル光導波路2の幅Wは例えば5μm、厚さh
は例えば2380A、長さしは例えば2,5@である。
In this case, a channel optical waveguide 2 made of a Taxes film is used.
The width W, thickness h, and length of are optimized so that the Cerenkov radiation angle θ is 1° or less. Specifically: For example, the width W of the channel optical waveguide 2 is 5 μm, and the thickness h
is, for example, 2380A, and the length is, for example, 2,5@.

次に、上述のように構成された本実施例↓こよるチェレ
ンコフ放射光SMC装置の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the Cerenkov synchrotron radiation SMC device according to this embodiment configured as described above will be explained.

まず、例えばタンタルペンタエトキシ)−Ta(OCz
H5)Sを原料ガスとして用いたCVD法シこより、K
TP単結晶a板から成る基Fit上に例えばアモルファ
スのTazOs膜を形成する。次に、このTazOs膜
上にリソグラフィーにより光導波路の形状に対応した形
状のレジストパターンを形成し、このレジストパターン
をマスクとしてTa2O,膜を例えば反応性イオンエツ
チング(RTE)法によりエンチングする。これによっ
て、Ta205膜から成るチャンネル光導波路2が形成
される。
First, for example, tantalum pentaethoxy)-Ta(OCz
H5) From the CVD method using S as a raw material gas, K
For example, an amorphous TazOs film is formed on the base Fit made of a TP single crystal a-plate. Next, a resist pattern having a shape corresponding to the shape of the optical waveguide is formed on this TazOs film by lithography, and using this resist pattern as a mask, the Ta2O film is etched by, for example, reactive ion etching (RTE). As a result, a channel optical waveguide 2 made of Ta205 film is formed.

上述のように構成された本実施例によるチェレンコフ放
射光5F(G装置のチャンネル光導波路2の一端に図示
省略した光学系を介して第2図に示すように波長865
nmのTEモードのレーザ光aを入射させた所、波長4
32.5 (−865/2)n、mのSMC光すが約0
.6° (中心値)のチェレンコフ放射角で発生した。
According to this embodiment configured as described above, Cherenkov radiation 5F (G) is transmitted to one end of the channel optical waveguide 2 of the device through an optical system (not shown) at a wavelength of 865 as shown in FIG.
When the TE mode laser beam a of nm was incident, the wavelength was 4.
32.5 (-865/2)n, m SMC light intensity is approximately 0
.. It occurred at a Cerenkov radiation angle of 6° (center value).

このSMC光すを開口数NA=0.80の顕微鏡用対物
レンズで集光した所、約0.6μmの円形スポットにな
った。なお、第2図中、Cはチャンネル光導波路2内を
進行する光を示す。
When this SMC beam was focused with a microscope objective lens having a numerical aperture of NA=0.80, a circular spot of about 0.6 μm was obtained. Note that in FIG. 2, C indicates light traveling within the channel optical waveguide 2.

上述のようにこの場合のチェレンコフ放射角の中心値は
約Q、6°であるが、その広がりもI。
As mentioned above, the central value of the Cerenkov radiation angle in this case is approximately Q, 6°, but its spread is also I.

弱程度存在する。一方、SMC先の横方向発散角も1°
弱程度である。
Exists to a weak degree. On the other hand, the lateral divergence angle at the SMC tip is also 1°
It is only weak.

この状況における5ING先のファーフィールドパター
ンは第3図に示すようになる。第3図においては、比較
のために、チェレンコフ放射角が約166の場合のファ
ーフィールドパターン(−点鎖線)も示す。第3図より
、本実施例によるチェレンコフ放射光SHG装置シこよ
り発生されるSMC光のファーフィールドパターンはサ
イズの小さいほぼ円形の形状を有することがわかる。こ
れに対して、チェレンコフ放射角が16°の場合のファ
ーフィールドパターンは偏平な三日月形の形状となり、
その横方向の広がりは掻めて大きい。
In this situation, the far field pattern after 5ING is as shown in FIG. For comparison, FIG. 3 also shows a far field pattern (-dotted chain line) when the Cherenkov radiation angle is about 166. From FIG. 3, it can be seen that the far field pattern of the SMC light generated by the Cerenkov synchrotron radiation SHG device according to this embodiment has a small size and approximately circular shape. On the other hand, when the Cerenkov radiation angle is 16°, the far field pattern has a flat crescent shape,
Its lateral spread is extremely large.

このように、この実施例によれば、KTP単結晶a板か
ら成る基板1上にTazOs膜から成るストライブ状の
チャンネル光導波路2を形成した構造とし、さらにこの
チャンネル光導波路2の幅W、厚さhなどを最適化する
ことにより、チェレンコフ放射角を0.6°程度と極め
て小さ(することができる。そして、これによって、チ
ェレンコフ放射角の広がり及びSMC光の横方向発散角
をチェレンコフ放射角、すなわちQ、6°と同程度に小
さくすることができる。このため、SMC光のファーフ
ィールドパターンは第3図に示すようにほぼ円形に近い
形状となり、従って従来に比べてSMC光の集光特性を
著しく向上させることができる。このため、従来のよう
にSMC光を集光するために円錐レンズを用いる必要が
なくなり、凸レンズなどの通常のレンズでSMC光を回
折附界程度まで十分に集光することができる。
As described above, this embodiment has a structure in which a striped channel optical waveguide 2 made of a TazOs film is formed on a substrate 1 made of a KTP single crystal a-plate, and furthermore, the width W of this channel optical waveguide 2 is By optimizing the thickness h etc., the Cherenkov radiation angle can be made extremely small (about 0.6°).This allows the spread of the Cherenkov radiation angle and the lateral divergence angle of the SMC light to be reduced to the Cherenkov radiation angle. The angle, that is, Q, can be made as small as 6°.As a result, the far-field pattern of the SMC light becomes almost circular as shown in Figure 3, and therefore, the SMC light can be focused more easily than before. The optical characteristics can be significantly improved.Therefore, there is no need to use a conical lens to condense SMC light as in the past, and it is possible to sufficiently improve the SMC light to the diffraction limit using a normal lens such as a convex lens. It can focus light.

なお、SMC光の横方向発散角は、チャンネル光導波路
2の幅Wで一義的に決まるという報告もあるが、上述の
結果は、SMC光の横方向発散角はこのチャンネル光導
波路2の幅W以外のパラメータ、例えばこのチャンネル
光導波路2の厚さhや屈折率などによっても変わり、チ
ャンネル光導波路2の幅Wだけでは決まらないことがわ
かる。
There is also a report that the lateral divergence angle of the SMC light is uniquely determined by the width W of the channel optical waveguide 2; It can be seen that it varies depending on other parameters such as the thickness h and refractive index of the channel optical waveguide 2, and is not determined only by the width W of the channel optical waveguide 2.

また、以上は入射レーザ光の波長が865 nmである
場合についてであるが、チャンネル光導波路2の幅Wや
厚さhを種々に変化させることにより、他の波長におい
ても0.6°程度のチェレンコフ放射角を実現すること
が可能である。
Furthermore, although the above description is for the case where the wavelength of the incident laser beam is 865 nm, by varying the width W and thickness h of the channel optical waveguide 2, the wavelength of the incident laser beam is 865 nm. It is possible to realize Cerenkov radiation angles.

第4図は本実施例によるチェレンコフ放射光SHG装置
により0.6°程度のチェレンコフ放射角θで発生され
たSMC光のパワーとθ、との関係の一例を示す。ここ
で、θ。は第6図に示すように定義され、いわばチェレ
ンコフ放射角θヲ光導波!32の面に平行なy−z面に
投影じたものである3なお、第6図中、OC方向がSM
C光の進行方向を示す。また、比較のため、チェレンコ
フ放射角θが16°程変である、第7図に示すようなL
iNbO3?i結晶Z板から成結晶板板01上にプロト
ン交換LiNb0.光導波路102を形成した従来のチ
ェレンコフ放射光5HGI置により発生されたSMC光
のパワーとθ。との関係の一例を第5図に示す。
FIG. 4 shows an example of the relationship between θ and the power of the SMC light generated by the Cerenkov radiation SHG device according to this embodiment at a Cerenkov radiation angle θ of about 0.6°. Here, θ. is defined as shown in Figure 6, so to speak, the Cherenkov radiation angle θ is the waveguide! 3. In Fig. 6, the OC direction is SM.
C indicates the traveling direction of the light. Also, for comparison, the L
iNbO3? Proton-exchanged LiNb0. The power and θ of the SMC light generated by the conventional Cherenkov radiation 5HGI arrangement forming the optical waveguide 102. An example of the relationship is shown in FIG.

第4図に示すように、本実施例のチェレンコフ放射光S
HG装置により0.6°程度のチェレンコフ放射角で発
生されるSMC光のパワーは、θ。
As shown in FIG. 4, the Cerenkov synchrotron radiation S of this example
The power of the SMC light generated by the HG device at a Cerenkov radiation angle of about 0.6° is θ.

が小さい範囲内に集中しており、従ってSMC光の輝度
が橿めて高いことがわかる。これに対して、第5図に示
すように、従来のチェレンコフ放射光SHG装置により
16°程度のチェレンコフ放射角で発生されるSMC光
のパワーは、大きなθ。
It can be seen that the brightness of the SMC light is concentrated within a small range, and therefore the brightness of the SMC light is extremely high. On the other hand, as shown in FIG. 5, the power of the SMC light generated at a Cerenkov radiation angle of about 16° by a conventional Cerenkov synchrotron radiation SHG device is large θ.

まで広範囲に広がっており、従ってSMC光の輝度は本
実施例に比べて極めて低いことがわかる。
Therefore, it can be seen that the brightness of the SMC light is extremely low compared to this example.

一方、KTP単結単結晶炉板成る基板l及びTaz05
膜から成るチャンネル光導波路2の例えば波長840 
nmの光に対する屈折率n、、n、はそれぞれ約1.8
4,2.18であり、nf〉nsの関係が満たされてい
ることがわかる。この場合、屈折率差Δn”nr  n
s =2.18−1、.84=0.34であり、極めて
大きな値となる。このため、光閉じ込め作用が大きく、
高いSHG効率を得ることができる。ちなみに、第7図
に示すLiNb0:+単結晶Z板から成る基板101上
にプロトン交換LiNbO3光導波路102を形成した
従来のチェレンコフ放射光SHG装置の場合には、Li
Nb0□単結晶Z板から成る基@101及びプロトン交
換LiNb0.光導波′jI1102の波長840nm
の光に対する屈折率n、、n、はそれぞれ2,175.
2.315であり、屈折率差はΔn=2.315−2.
175=0.14と小さい。従って、この場合には光閉
し込め作用が小さく、SHG効率は低い。
On the other hand, the substrate l consisting of KTP single crystal furnace plate and Taz05
For example, the wavelength 840 of the channel optical waveguide 2 made of a film
The refractive indexes n, , n, for light of nm are approximately 1.8, respectively.
4,2.18, and it can be seen that the relationship nf>ns is satisfied. In this case, the refractive index difference Δn”nr n
s = 2.18-1, . 84=0.34, which is an extremely large value. Therefore, the light confinement effect is large,
High SHG efficiency can be obtained. Incidentally, in the case of a conventional Cerenkov synchrotron radiation SHG device in which a proton exchange LiNbO3 optical waveguide 102 is formed on a substrate 101 made of a LiNb0:+ single crystal Z plate shown in FIG.
A group consisting of Nb0□ single crystal Z plate @101 and proton-exchanged LiNb0. Optical waveguide 'jI1102 wavelength 840nm
The refractive indexes n, , n, for light are respectively 2,175.
2.315, and the refractive index difference is Δn=2.315-2.
175=0.14, which is small. Therefore, in this case, the light confinement effect is small and the SHG efficiency is low.

なお、チャンネル光導波路2を構成するTazOs膜に
は、例えばTiO□をドープしてもよく、このようにT
iO□をドープした場合には屈折率差Δnをより大きく
することができ、SHO効率をさらに高くすることがで
きる。この場合、このTiO□ドープTazOs膜中の
Ti原子数とTa原子数との相に対するTi原子数の比
をTi / (Tl + Ta)とするとき、例えば0
≦Ti/ (Ti+Ta)560%とする。
Note that the TazOs film constituting the channel optical waveguide 2 may be doped with, for example, TiO□;
When doped with iO□, the refractive index difference Δn can be further increased, and the SHO efficiency can be further increased. In this case, when the ratio of the number of Ti atoms to the phase of the number of Ti atoms and the number of Ta atoms in this TiO□-doped TazOs film is defined as Ti / (Tl + Ta), for example, 0
≦Ti/(Ti+Ta)560%.

また、SHO効率をさらに高くするために、本実施例に
よるチェレンコフ放射光S HG装置1(7)+ヤンぶ
ル光導波路2上にクラッド層を形成するようにしてもよ
い。このようにクラッド層を形成する場合には、このク
ラッド層の屈折率の最適化により、十分に高いSHG効
率を得ることができる。
Furthermore, in order to further increase the SHO efficiency, a cladding layer may be formed on the Cerenkov synchrotron radiation SHG device 1 (7) + the yambling optical waveguide 2 according to this embodiment. When forming the cladding layer in this way, a sufficiently high SHG efficiency can be obtained by optimizing the refractive index of the cladding layer.

このクラッド層としては、具体的には、例えばスパッタ
法により形成された(SiOz)+−x (TazOs
)x膜などを用いることができる。なお、このクラッド
層は、チャンネル光導波路2を保護する役割も果たす。
Specifically, this cladding layer is made of (SiOz)+-x (TazOs) formed by sputtering, for example.
) x film etc. can be used. Note that this cladding layer also serves to protect the channel optical waveguide 2.

以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

例えば、非線形光学結晶基板としてKTP単結単結晶取
板以外のを用いることも可能であり、光導波路としてT
azO=、膜板外のものを用いることも可能である。
For example, it is possible to use a nonlinear optical crystal substrate other than KTP single-crystal plate, and as an optical waveguide, it is possible to use a T
azO=, it is also possible to use something other than the membrane plate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、チェレンコフ放射
角の広がり及び光導波路の幅方向のチェレンコフ放射第
2高調波光の発散角がチェレンコフ放射角と同程度であ
るので、ナエレンコフ放射第2高調波光の集光特性を著
しく向上させることができる。
As described above, according to the present invention, since the spread of the Cherenkov radiation angle and the divergence angle of the Cherenkov radiation second harmonic light in the width direction of the optical waveguide are approximately the same as the Cherenkov radiation angle, the Naerenkov radiation second harmonic light can significantly improve the light focusing characteristics of

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例によるチェレンコフ放射光S
MC装置を示す斜視図、第2図は本発明の一実施例によ
るチェレンコフ放射光SMC装置の光導波路に沿う方向
の断面図、第3図は本発明の一実施例によるチェレンコ
フ放射光SMC装置により発生されるSMC光のファー
フィールドパターンを示す図、第4図は本発明の−・実
施例によるチェレンコフ放射光SMC装置により発生さ
れるSMC先のパワーとθ6との関係の一例を示すグラ
フ、第5図は従来のチェレンコフ放射光S I(G装置
により発生されるSMC光のパワーとθ。 との関係の一例を示すグラフ、第6図はθ、の定義を説
明するための説明図、第7図は従来のチェレンコフ放射
光SMC装置を示す断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:KTP単結単結晶炉板成る基板、 2:TazOs膜から成るチャンネル光導波路。
FIG. 1 shows Cerenkov synchrotron radiation S according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view along the optical waveguide of a Cerenkov synchrotron radiation SMC device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing a Cerenkov synchrotron radiation SMC device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the power at the SMC destination and θ6 generated by the Cerenkov synchrotron radiation SMC device according to the embodiment of the present invention. Figure 5 is a graph showing an example of the relationship between the power of the SMC light generated by the conventional Cerenkov synchrotron radiation S I (G device and θ), and Figure 6 is an explanatory diagram for explaining the definition of θ. Fig. 7 is a sectional view showing a conventional Cherenkov synchrotron radiation SMC device. Explanation of main symbols in the drawing 1: Substrate made of KTP single crystal furnace plate, 2: Channel optical waveguide made of TazOs film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 非線形光学結晶基板と、 上記非線形光学結晶基板上に形成された、少なくとも角
周波数ωの光に対して透明でかつ上記非線形光学結晶基
板よりも屈折率が大きい誘電体薄膜から成る光導波路と
を具備し、 上記光導波路の一端に角周波数ωの光を入射させたとき
、角周波数2ωのチェレンコフ放射第2高調波光が1゜
以下のチェレンコフ放射角で出射され、 上記チェレンコフ放射角の広がり及び上記光導波路の幅
方向の上記チェレンコフ放射第2高調波光の発散角が上
記チェレンコフ放射角と同程度であることを特徴とする
光導波路装置。
[Scope of Claims] A nonlinear optical crystal substrate; and a dielectric thin film formed on the nonlinear optical crystal substrate that is transparent to at least light with an angular frequency ω and has a refractive index higher than that of the nonlinear optical crystal substrate. When light with an angular frequency ω is incident on one end of the optical waveguide, a second harmonic of Cerenkov radiation with an angular frequency of 2ω is emitted at a Cerenkov radiation angle of 1° or less, and the Cherenkov radiation is An optical waveguide device characterized in that an angular spread and a divergence angle of the Cherenkov radiation second harmonic light in the width direction of the optical waveguide are approximately the same as the Cherenkov radiation angle.
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