JPH0488325A - ファイバー型波長変換素子の製造方法 - Google Patents
ファイバー型波長変換素子の製造方法Info
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- JPH0488325A JPH0488325A JP2204669A JP20466990A JPH0488325A JP H0488325 A JPH0488325 A JP H0488325A JP 2204669 A JP2204669 A JP 2204669A JP 20466990 A JP20466990 A JP 20466990A JP H0488325 A JPH0488325 A JP H0488325A
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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
- G02F1/383—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure of the optical fibre type
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- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/918—Single-crystal waveguide
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Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (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、有機非線形光学結晶をコアとし、ガラスをク
ラッドとするファイバー型波長変換素子の製造方法に関
する。
ラッドとするファイバー型波長変換素子の製造方法に関
する。
〈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その
第2高調波等に波長変換することが行われている。上記
波長変換を行う波長変換素子としては、例えば「光エレ
クトロニクスの基礎」 (A。
第2高調波等に波長変換することが行われている。上記
波長変換を行う波長変換素子としては、例えば「光エレ
クトロニクスの基礎」 (A。
YARI V著、多田邦雄、神谷武志訳、丸善株式会社
出版)の200〜204頁に記載されたようなバルク結
晶型のものが知られている。
出版)の200〜204頁に記載されたようなバルク結
晶型のものが知られている。
近年では、非線形性が大きく、複屈折性か小さいか又は
複屈折性を有さない材料も用いることかでき、また基本
波と第2高調波との位相整合をとることか容易であるフ
ァイバー型波長変換素子か用いられている。このファイ
バー型波長変換素子は、ガラスからなるクラッド内に非
線形光学材料の単結晶からなるコアを形成したものであ
る(例えば、応用物理学会懇話会微小光学研究グループ
機関誌Vo1.3.No2.28〜B2頁参照)。
複屈折性を有さない材料も用いることかでき、また基本
波と第2高調波との位相整合をとることか容易であるフ
ァイバー型波長変換素子か用いられている。このファイ
バー型波長変換素子は、ガラスからなるクラッド内に非
線形光学材料の単結晶からなるコアを形成したものであ
る(例えば、応用物理学会懇話会微小光学研究グループ
機関誌Vo1.3.No2.28〜B2頁参照)。
また、上記ファイバー型波長変換素子と同じ利点を有す
る波長変換素子として、クラッドとなる2枚のガラス板
の間に、コアとして非線形光学材料の単結晶からなる先
導波路を形成したものが知られている(例えば、特開昭
63−15233号公報、同63−15234号公報参
照)。
る波長変換素子として、クラッドとなる2枚のガラス板
の間に、コアとして非線形光学材料の単結晶からなる先
導波路を形成したものが知られている(例えば、特開昭
63−15233号公報、同63−15234号公報参
照)。
上記ファイバー型波長変換素子のコアとして用いられる
非線形光学材料としては、従来よりKH2PO4、ニオ
ブ酸リチウム(L i Nb03)等の無機非線形光学
材料か用いられてきたが、近年では、有機非線形光学材
料の単結晶を用いることが提案されている。上記有機非
線形光学材料としテハ、例えば”Non1ine+ Q
pfical Propc++ie+of 0Bani
c xnd Polymeric Milerizls
AC5SYMPO5lじλt 5ER4ES
233. Dxvid J、 ll’illix
msg(Americin CbCmical 5oc
iely+ 1983)、[有機非線形光学材料」加藤
政雄、中西へ部監修CCMC社、1985年刊) 、’
N+uline+ 0plictl Properti
esof Qrginic Mxle+1xls
and (rys 11s p、s、cbe
m!ind J、Xyssi(Acidemic pr
ess Inc、、1987)、および’The Qu
zli17 xnd Perlo+manceof T
heOrgxnic Non−Liner 0plic
xl Mrfe+目1. (−)2−(α−Me l
h7 lb+n!7 l *mi no)−5−Ni
Hop7r id ine (MBA−NP)”(Qp
licsl (:ommunicxlions、 V
CIf、 63.No3.P223)に記載されてい
る2−メチル−4−ニトロアニリン(MNA) 、メタ
ニトロアニリン(mNA) 、3−メチル−4−ニトロ
ピリジン−1−オキサイド(POM)、尿素、N−(4
−ニトロフェニル)(S)−プロリノール(NPP)、
2− [N(4−ニトロフェニル)−N−メチルアミノ
]アセトニロリル(NPAN) 、2−ジメチルメチル
アミノ−5−ニトロアセトアミド(DAN) 、2N(
a−メチルベンジルアミノ)−5−二トロビリジン(M
BA−NP) 、さらには特開昭62210432号公
報に記載された3、5−ジメチル−1−(4−ニトロフ
ェニル)ピラゾール(以下、rPRAJという)、3.
5−ジメチル1−(4−ニトロフェニル)−1,2,4
−トリアゾール、2−エチル−1−(4−ニトロフェニ
ル)イミダゾール、1−(4−ニトロフェニル)ビロー
ル、2−ジメチルアミノ−1,5−ニトロアセトアニリ
ド、3−メチル−4−二トロビリジンーN−オキシド等
が挙げられる。
非線形光学材料としては、従来よりKH2PO4、ニオ
ブ酸リチウム(L i Nb03)等の無機非線形光学
材料か用いられてきたが、近年では、有機非線形光学材
料の単結晶を用いることが提案されている。上記有機非
線形光学材料としテハ、例えば”Non1ine+ Q
pfical Propc++ie+of 0Bani
c xnd Polymeric Milerizls
AC5SYMPO5lじλt 5ER4ES
233. Dxvid J、 ll’illix
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iely+ 1983)、[有機非線形光学材料」加藤
政雄、中西へ部監修CCMC社、1985年刊) 、’
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m!ind J、Xyssi(Acidemic pr
ess Inc、、1987)、および’The Qu
zli17 xnd Perlo+manceof T
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xl Mrfe+目1. (−)2−(α−Me l
h7 lb+n!7 l *mi no)−5−Ni
Hop7r id ine (MBA−NP)”(Qp
licsl (:ommunicxlions、 V
CIf、 63.No3.P223)に記載されてい
る2−メチル−4−ニトロアニリン(MNA) 、メタ
ニトロアニリン(mNA) 、3−メチル−4−ニトロ
ピリジン−1−オキサイド(POM)、尿素、N−(4
−ニトロフェニル)(S)−プロリノール(NPP)、
2− [N(4−ニトロフェニル)−N−メチルアミノ
]アセトニロリル(NPAN) 、2−ジメチルメチル
アミノ−5−ニトロアセトアミド(DAN) 、2N(
a−メチルベンジルアミノ)−5−二トロビリジン(M
BA−NP) 、さらには特開昭62210432号公
報に記載された3、5−ジメチル−1−(4−ニトロフ
ェニル)ピラゾール(以下、rPRAJという)、3.
5−ジメチル1−(4−ニトロフェニル)−1,2,4
−トリアゾール、2−エチル−1−(4−ニトロフェニ
ル)イミダゾール、1−(4−ニトロフェニル)ビロー
ル、2−ジメチルアミノ−1,5−ニトロアセトアニリ
ド、3−メチル−4−二トロビリジンーN−オキシド等
が挙げられる。
上記有機非線形光学材料の単結晶は、li)大きな非線
形分極率、(il高い光損傷性、(iii!高速対高速
応電場応答性て、本質的に無機材料より優れている。
形分極率、(il高い光損傷性、(iii!高速対高速
応電場応答性て、本質的に無機材料より優れている。
例えば、上記MNAはLiNbO3に比べて約2000
倍の波長変換効率を有する。
倍の波長変換効率を有する。
〈発明が解決しようとする課題〉
上記有機非線形光学材料の単結晶をコアとして用いたフ
ァイバー型波長変換素子では、コアである有機非線形光
学結晶が、ファイバ一端面で周囲の空気等の雰囲気と接
して昇華または変質する。
ァイバー型波長変換素子では、コアである有機非線形光
学結晶が、ファイバ一端面で周囲の空気等の雰囲気と接
して昇華または変質する。
このため、時間経過に伴って、波長変換素子の波長変換
効率および基本波の入射結合効率か著しく悪化したり、
光損失が増大するという問題があった。
効率および基本波の入射結合効率か著しく悪化したり、
光損失が増大するという問題があった。
これらの問題点を解決する方法として、特開平2−79
033号公報には、有機非線形光学材料を液状樹脂に飽
和状態まで溶解し、これをファイバーの端面に塗布する
波長変換素子の作成方法が開示されている。しかし、有
機非線形光学材料は、最も溶解度の低い液状フッ素樹脂
に対しても1重量%程度溶解する。このため、上記方法
においては、有機非線形光学材料を溶解した液状樹脂の
飽和温度から0.5℃低くなるとコアの結晶は溶解し、
また0、5℃高くなると過飽和となり、コアの端面上に
有機非線形光学材料の結晶が析出するので、安定的に光
波長変換素子を作成することが困難であった。
033号公報には、有機非線形光学材料を液状樹脂に飽
和状態まで溶解し、これをファイバーの端面に塗布する
波長変換素子の作成方法が開示されている。しかし、有
機非線形光学材料は、最も溶解度の低い液状フッ素樹脂
に対しても1重量%程度溶解する。このため、上記方法
においては、有機非線形光学材料を溶解した液状樹脂の
飽和温度から0.5℃低くなるとコアの結晶は溶解し、
また0、5℃高くなると過飽和となり、コアの端面上に
有機非線形光学材料の結晶が析出するので、安定的に光
波長変換素子を作成することが困難であった。
また、特開平2−79032号公報には、酢酸ビニル−
アクリル共重合体エマルジョン水溶液を、ファイバ一端
面に塗布するファイバー型波長変換素子の作成方法が開
示されている。しかし、この方法においても、上記水溶
液に対して有機非線形光学材料が若干溶解するため、基
本波の入射結合効率が低下するという問題があった。し
かも、この問題は、高い波長変換効率が得られるコア径
(0,5〜2μm)のファイバー型波長変換素子で著し
い。
アクリル共重合体エマルジョン水溶液を、ファイバ一端
面に塗布するファイバー型波長変換素子の作成方法が開
示されている。しかし、この方法においても、上記水溶
液に対して有機非線形光学材料が若干溶解するため、基
本波の入射結合効率が低下するという問題があった。し
かも、この問題は、高い波長変換効率が得られるコア径
(0,5〜2μm)のファイバー型波長変換素子で著し
い。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、有
機非線形光学結晶をコアとし、ガラスをクラッドとした
ファイバー型波長変換素子の製造方法であって、高分子
膜を端面に存するファイバー型波長変換素子を、基本波
の入射結合効率を低下させることなく、安定的に製造す
る方法を提供することを目的とする。
機非線形光学結晶をコアとし、ガラスをクラッドとした
ファイバー型波長変換素子の製造方法であって、高分子
膜を端面に存するファイバー型波長変換素子を、基本波
の入射結合効率を低下させることなく、安定的に製造す
る方法を提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段および作用〉上記問題を解
決するための本発明に係る波長変換素子の製造方法は、
クラッド内にコアを形成してファイバーを形成した後、
高分子が分散しており且つコアと同じ有機非線形光学材
料が溶解している水溶液を、上記ファイバーの両端面に
塗布し、乾燥固化させて高分子膜を形成することを特徴
とする。
決するための本発明に係る波長変換素子の製造方法は、
クラッド内にコアを形成してファイバーを形成した後、
高分子が分散しており且つコアと同じ有機非線形光学材
料が溶解している水溶液を、上記ファイバーの両端面に
塗布し、乾燥固化させて高分子膜を形成することを特徴
とする。
本発明方法によれば、上記水溶液をファイバー端面に塗
布して乾燥固化させる。また、水に対する有機非線形光
学材料の溶解度は極めて小さく、且つ上記溶液にはコア
と同じ有機非線形光学材料が溶解しているので、上記溶
液が該非線形光学材料について飽和でない場合でも、コ
アが溶液中に溶aする量は無視できる程小さい。一方、
上記溶液が該非線形光学材料について過飽和となった場
合でも、析8する有機非線形光学材料の単結晶の量は無
視できる程小さい。したがって、本発明方法では、コア
の端面の状態が変化させることなく、ファイバーの端面
に高分子膜を形成することができる。
布して乾燥固化させる。また、水に対する有機非線形光
学材料の溶解度は極めて小さく、且つ上記溶液にはコア
と同じ有機非線形光学材料が溶解しているので、上記溶
液が該非線形光学材料について飽和でない場合でも、コ
アが溶液中に溶aする量は無視できる程小さい。一方、
上記溶液が該非線形光学材料について過飽和となった場
合でも、析8する有機非線形光学材料の単結晶の量は無
視できる程小さい。したがって、本発明方法では、コア
の端面の状態が変化させることなく、ファイバーの端面
に高分子膜を形成することができる。
また、本発明方法により得られるファイバー型波長変換
素子では、両端面に高分子膜が形成されているので、空
気等の雰囲気と接することはなく、コアか昇華、変質す
る虞れはない。
素子では、両端面に高分子膜が形成されているので、空
気等の雰囲気と接することはなく、コアか昇華、変質す
る虞れはない。
また、クラッド内にコアを形成してファイバーを形成し
た後、高分子が分散しており且つコアと同じ有機非線形
光学材料が溶解している水溶液を、上記ファイバーの入
射端面に塗布し、乾燥固化させて、高分子膜を形成し、
前記クラッドの出射端面にコアが充填されていない凹部
を形成し、該凹部内に粒子を充填してもよい。
た後、高分子が分散しており且つコアと同じ有機非線形
光学材料が溶解している水溶液を、上記ファイバーの入
射端面に塗布し、乾燥固化させて、高分子膜を形成し、
前記クラッドの出射端面にコアが充填されていない凹部
を形成し、該凹部内に粒子を充填してもよい。
この方法により得られるファイバー型波長変換素子にお
いては、入射端面では高分子膜により、また出射端面で
は、上記凹部に充填された粒子により、コアが空気等の
雰囲気と接触するのが防止され、コアである有機非線形
光学結晶が昇華または変質する虞れはない。
いては、入射端面では高分子膜により、また出射端面で
は、上記凹部に充填された粒子により、コアが空気等の
雰囲気と接触するのが防止され、コアである有機非線形
光学結晶が昇華または変質する虞れはない。
次いで、本発明についてより詳細に説明する。
第1図は、本発明の方法によって得られるファイバー型
波長変換素子Aを示す斜視図である。
波長変換素子Aを示す斜視図である。
このファイバー型波長変換素子Aでは、ガラス毛細管で
あるクラッド2内に、有機非線形光学単結晶からなるコ
ア1が形成されている。そして、ファイバーの両端面a
l、a2には、高分子膜3か形成されている。
あるクラッド2内に、有機非線形光学単結晶からなるコ
ア1が形成されている。そして、ファイバーの両端面a
l、a2には、高分子膜3か形成されている。
クラッド2となる毛細管内にコア1となる有機非線形光
学単結晶を製造する方法としては、(i)毛細管現象等
によりガラス毛細管中に有機非線形光学材料の融液を充
填し、−度冷却して結晶化させ、ガラス毛細管中の結晶
を再度融解させた後、該ガラス毛細管の一端部から順次
他端部側に向けて冷却し、ガラス毛細管中に単結晶を成
長させる融液法、あるいは (11)加熱状態にあるガラス毛細管内に収容された有
機非線形光学材料を含む溶液の一端の温度を急速に下げ
ることにより種子結晶としての多結晶を析出させ、次い
で他端側に向けて順次徐冷することにより前記種子結晶
をもとに単結晶を成長させる、いわゆる溶液法を用いる
ことができる。
学単結晶を製造する方法としては、(i)毛細管現象等
によりガラス毛細管中に有機非線形光学材料の融液を充
填し、−度冷却して結晶化させ、ガラス毛細管中の結晶
を再度融解させた後、該ガラス毛細管の一端部から順次
他端部側に向けて冷却し、ガラス毛細管中に単結晶を成
長させる融液法、あるいは (11)加熱状態にあるガラス毛細管内に収容された有
機非線形光学材料を含む溶液の一端の温度を急速に下げ
ることにより種子結晶としての多結晶を析出させ、次い
で他端側に向けて順次徐冷することにより前記種子結晶
をもとに単結晶を成長させる、いわゆる溶液法を用いる
ことができる。
コア1を形成する有機非線形光学材料としては、前述の
従来公知のものを使用することができる。
従来公知のものを使用することができる。
クラッド2となる上記毛細管としては、パイレックスガ
ラス(コーニング社商品名)、鉛ガラス等からなり、外
径が1 mm程度、内径が0.1〜10−程度のものが
使用される。なお、クラッド2の内径、すなわちコア1
の直径が0.5〜2μmであるファイバー型波長変換素
子では、高い波長変換効率を示す。
ラス(コーニング社商品名)、鉛ガラス等からなり、外
径が1 mm程度、内径が0.1〜10−程度のものが
使用される。なお、クラッド2の内径、すなわちコア1
の直径が0.5〜2μmであるファイバー型波長変換素
子では、高い波長変換効率を示す。
また、高分子膜3は、クラッド2であるガラス毛細管内
にコア1である有機非線形光学単結晶を形成した後、高
分子化合物が分散し且つコア1を形成しているものと同
じ有機非線形光学材料が溶解した溶液を塗布し、乾燥固
化させることにより形成する。
にコア1である有機非線形光学単結晶を形成した後、高
分子化合物が分散し且つコア1を形成しているものと同
じ有機非線形光学材料が溶解した溶液を塗布し、乾燥固
化させることにより形成する。
上記溶液中における上記有機非線形光学材料の濃度は、
可能なかぎり飽和濃度に近く、且つ1重量%以下である
ことが、コア1の結晶の表面を平坦に保つうえから好ま
しい。
可能なかぎり飽和濃度に近く、且つ1重量%以下である
ことが、コア1の結晶の表面を平坦に保つうえから好ま
しい。
上記高分子としては、例えばポリメチルメタクリレート
、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタアクリル酸エチル
、ポリメタクリル酸プロピル、ポリメタクリル酸ブチル
等のアクリル系高分子、ポリメチル、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジェン−
スチレン共重合体、スチレン−シリコーン共重合体等の
スチレン系高分子;ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル−塩化
ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリロニトリル共重合
体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体、酢酸ビニル−マ
レイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体等の
酢酸ビニル系高分子等が例示できる。
、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタアクリル酸エチル
、ポリメタクリル酸プロピル、ポリメタクリル酸ブチル
等のアクリル系高分子、ポリメチル、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジェン−
スチレン共重合体、スチレン−シリコーン共重合体等の
スチレン系高分子;ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル−塩化
ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリロニトリル共重合
体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体、酢酸ビニル−マ
レイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体等の
酢酸ビニル系高分子等が例示できる。
上記高分子を溶液中に分散させる割合は、5〜30重量
%の範囲であることが高分子膜3の平滑性および膜厚制
御のうえから好ましい。
%の範囲であることが高分子膜3の平滑性および膜厚制
御のうえから好ましい。
上記溶液を塗布する方法は、特に限定されるものではな
く、通常の塗布手段がいずれも使用可能であるが、スピ
ンコードによる塗布が平滑な面を得るうえで、最も好ま
しい。
く、通常の塗布手段がいずれも使用可能であるが、スピ
ンコードによる塗布が平滑な面を得るうえで、最も好ま
しい。
また、高分子膜3の膜厚を精密に制御することによって
、高分子膜3を減反対膜とすることも可能である。減反
対膜とは、次式: %式%( (式中、mは0以上の整数、nは膜の屈折率、dは膜厚
、λは波長を示す) を満足する膜であり、高分子膜3が、式:%式% (式中、nは膜の屈折率、nsはコアである有機非線形
光学材料の反結晶の屈折率を示す。)を満たせば、高分
子膜3の反射率は0となる。
、高分子膜3を減反対膜とすることも可能である。減反
対膜とは、次式: %式%( (式中、mは0以上の整数、nは膜の屈折率、dは膜厚
、λは波長を示す) を満足する膜であり、高分子膜3が、式:%式% (式中、nは膜の屈折率、nsはコアである有機非線形
光学材料の反結晶の屈折率を示す。)を満たせば、高分
子膜3の反射率は0となる。
なお、高分子膜3上にMgF2等からなる誘電体膜を多
層減反対膜として形成してもよい。また、この膜を形成
した場合には、上記高分子膜3の耐久性を向上させるこ
とができる。
層減反対膜として形成してもよい。また、この膜を形成
した場合には、上記高分子膜3の耐久性を向上させるこ
とができる。
以上のようにして製造されるファイバー型波長変換素子
Aは、第2図に示すようにして使用される。すなわち基
本波4は、ファイバー型波長変換素子Aの入射端面a1
からコア1内に導入される。
Aは、第2図に示すようにして使用される。すなわち基
本波4は、ファイバー型波長変換素子Aの入射端面a1
からコア1内に導入される。
そして、コア1を形成するPRA等の有機非線形光学材
料の単結晶により、波長が172の第2高調波41に変
換される。この第2高調波41はクラッド2の外表面2
1の間で全反射を繰り返して、素子A内を入射端面a1
側から出射端面a2側に向けて進行する。また、位相整
合は、チェレンコフ放射の場合、基本波4のコア1にお
ける導波モードと第2高調波41のクラッド2への放射
モードとの間で行われる。
料の単結晶により、波長が172の第2高調波41に変
換される。この第2高調波41はクラッド2の外表面2
1の間で全反射を繰り返して、素子A内を入射端面a1
側から出射端面a2側に向けて進行する。また、位相整
合は、チェレンコフ放射の場合、基本波4のコア1にお
ける導波モードと第2高調波41のクラッド2への放射
モードとの間で行われる。
そして、上記出射端面a2からは、第2高調波41を含
むビームが出射する。この出射ビームは、高分子膜3を
通して素子A外に出射し、フィルタ(図示せず)を通す
ことにより第2高調波41のみが取り出されて、利用さ
れる。
むビームが出射する。この出射ビームは、高分子膜3を
通して素子A外に出射し、フィルタ(図示せず)を通す
ことにより第2高調波41のみが取り出されて、利用さ
れる。
なお、第3図に示すファイバー型波長変換素子Bを製造
する場合は、内部に結晶1bが成長しているクラッド2
bの部分を切り出し、その出射端面20bを酸化アルミ
ニウム粉末等により研磨して、出射端面20bを形成す
る。この研磨により、クラッド2bを形成するガラスよ
り柔らかいコア1bの結晶は、クラッド2bより深く削
られ、コア1bが充填されていない凹部が形成される。
する場合は、内部に結晶1bが成長しているクラッド2
bの部分を切り出し、その出射端面20bを酸化アルミ
ニウム粉末等により研磨して、出射端面20bを形成す
る。この研磨により、クラッド2bを形成するガラスよ
り柔らかいコア1bの結晶は、クラッド2bより深く削
られ、コア1bが充填されていない凹部が形成される。
そして、該凹部には、上記酸化アルミニウム粉末等の研
磨粒子あるいは研磨くず等の粒子6bが稠密に充填され
る。次いで、もう一方の端面である入射端面10bに、
前述の場合と同様にして高分子膜3bを形成する。
磨粒子あるいは研磨くず等の粒子6bが稠密に充填され
る。次いで、もう一方の端面である入射端面10bに、
前述の場合と同様にして高分子膜3bを形成する。
特に、高分子フィルム上に上記研磨粒子を担持させた研
磨材により、出射端面20bを研磨した場合、上記凹部
には、上記粒子と共に上記フィルムを構成する高分子が
充填され、より稠密に充填することができる。
磨材により、出射端面20bを研磨した場合、上記凹部
には、上記粒子と共に上記フィルムを構成する高分子が
充填され、より稠密に充填することができる。
上記ファイバー型波長変換素子Bであれば、入射端面1
0bでは上記高分子膜3bにより、また出射端面20b
では上記粒子6bによりコア1bが空気等の雰囲気と接
触しないので、コア1bである有機非線形光学結晶の昇
華および変質を防止できる。
0bでは上記高分子膜3bにより、また出射端面20b
では上記粒子6bによりコア1bが空気等の雰囲気と接
触しないので、コア1bである有機非線形光学結晶の昇
華および変質を防止できる。
また、このファイバー型波長変換素子Bでは、出射端面
20bを研磨することにより、出射する第2高調波の波
面が乱れるのを防止することができるので、光ディスク
等の光源に好適に使用することができる。
20bを研磨することにより、出射する第2高調波の波
面が乱れるのを防止することができるので、光ディスク
等の光源に好適に使用することができる。
なお、上記ファイバー型波長変換素子Bでは、クラッド
2bの中空部分5b内に粒子6bを詰めた後、前述の場
合と同様にして高分子膜や減反耐層を形成してもよい。
2bの中空部分5b内に粒子6bを詰めた後、前述の場
合と同様にして高分子膜や減反耐層を形成してもよい。
〈実施例〉
次いで、実施例および比較例に基づき、本発明をより詳
細に説明する。
細に説明する。
実施例1
内径5−1外径0.5mmのパイレックスガラスからな
る毛細管内に、融液法によりPRAの単結晶を形成し、
ファイバー型素子を得た。
る毛細管内に、融液法によりPRAの単結晶を形成し、
ファイバー型素子を得た。
また、ポリアクリル酸を界面活性剤で分散させた水溶液
(固形分25重量%)にPRA粉末を過剰に加え、室温
で30分間攪拌し、溶解させた。
(固形分25重量%)にPRA粉末を過剰に加え、室温
で30分間攪拌し、溶解させた。
そして、上記ファイバー型素子の両端部を切断し、切断
直後の端面に上記溶液をスピンコード(4000rpm
X10秒)により塗布し、乾燥固化させてアクリル系高
分子からなる高分子膜を形成し、ファイバー型波長変換
素子を得た。
直後の端面に上記溶液をスピンコード(4000rpm
X10秒)により塗布し、乾燥固化させてアクリル系高
分子からなる高分子膜を形成し、ファイバー型波長変換
素子を得た。
得られたファイバー型波長変換素子の端面を光学顕微鏡
で観察したところ、コアであるPRAの単結晶が溶解せ
ず鏡面を保っていることが観察された。
で観察したところ、コアであるPRAの単結晶が溶解せ
ず鏡面を保っていることが観察された。
また、クラッドとして、内径0.5〜2μmの毛細管を
用いた場合も、コアであるPRAの単結晶が溶解せず鏡
面を保っていることが観察された。
用いた場合も、コアであるPRAの単結晶が溶解せず鏡
面を保っていることが観察された。
さらに、アクリル系高分子が分散した上記水溶液に15
℃でPRAを溶解させ、これを25℃に加熱したものを
高分子膜の塗布液として用いた場合も、コアであるPR
Aの単結晶の端面が溶解せず鏡面を保っていることが観
察された。
℃でPRAを溶解させ、これを25℃に加熱したものを
高分子膜の塗布液として用いた場合も、コアであるPR
Aの単結晶の端面が溶解せず鏡面を保っていることが観
察された。
また、上記ファイバー型波長変換素子を23℃で1ケ月
保存したところ、端面に変化はみられず、HeNeレー
ザーの結合も良好であった。
保存したところ、端面に変化はみられず、HeNeレー
ザーの結合も良好であった。
これは、PRAの水に対する溶解度が
5X10−’モル/I)以下と低いため、上記溶液がP
RAについて飽和でない場合でも、上記溶液を乾燥固化
させるまでに該溶液中に溶出するコアは無視できる程少
ないこと、および上記溶液がPRAについて過飽和にな
った場合でも、過飽和度が小さく溶液から析出するPR
A結晶の量は無視できる程少ないことによる。
RAについて飽和でない場合でも、上記溶液を乾燥固化
させるまでに該溶液中に溶出するコアは無視できる程少
ないこと、および上記溶液がPRAについて過飽和にな
った場合でも、過飽和度が小さく溶液から析出するPR
A結晶の量は無視できる程少ないことによる。
比較例1〜2
上を己溶液に代えて、PRAが溶解しておらず、ポリア
クリル酸が分散した水を用いたほかは、実施例1と同様
にして高分子膜を形成し、コア径が3μ烏および1μm
のファイバー型波長変換素子を得た。
クリル酸が分散した水を用いたほかは、実施例1と同様
にして高分子膜を形成し、コア径が3μ烏および1μm
のファイバー型波長変換素子を得た。
得られたコア径が3#Iのファイバー型波長変換素子に
あっては、ファイバ一端面の結晶表面が溶解して荒れて
いた。また、コア径が1μ−のものでは、そのファイバ
一端面の結晶表面が溶解し、光学顕微鏡で観察できない
程、深部まで荒れていた。
あっては、ファイバ一端面の結晶表面が溶解して荒れて
いた。また、コア径が1μ−のものでは、そのファイバ
一端面の結晶表面が溶解し、光学顕微鏡で観察できない
程、深部まで荒れていた。
また、上記二つのファイバー型波長変換素子を切断して
、切断直後のファイバ一端面を水に10秒間浸漬したと
ころ、その端面は、上記と同様の状態−となった。
、切断直後のファイバ一端面を水に10秒間浸漬したと
ころ、その端面は、上記と同様の状態−となった。
比較例3〜8
液状ポリマーとして第1表に示す化合物を同様に示す割
合で混合した。この液状ポリマーにPRAを溶解させ、
25℃で飽和させた。なお、PRAは、上g己液状ポリ
マーに対して25℃で、約1重量%溶解する。
合で混合した。この液状ポリマーにPRAを溶解させ、
25℃で飽和させた。なお、PRAは、上g己液状ポリ
マーに対して25℃で、約1重量%溶解する。
実施例1で用いた溶液に代えて、上記液状ポリマーをス
ピンコータ(8000r pmX 10秒間)でファイ
バ一端面の一方に塗布した。
ピンコータ(8000r pmX 10秒間)でファイ
バ一端面の一方に塗布した。
これに窒素雰囲気下において、24.5℃、25℃およ
び25.5℃のそれぞれの温度で、紫外線を照射し、硬
化させ、成膜した。次いて、ファイバ一端面の他方にも
同様の処理を行った。
び25.5℃のそれぞれの温度で、紫外線を照射し、硬
化させ、成膜した。次いて、ファイバ一端面の他方にも
同様の処理を行った。
得られたファイバー型波長変換素子の端面を、光学顕微
鏡により観察したところ、飽和温度である25℃で成膜
した場合のコアである結晶の端面は、鏡面であったが、
25.5℃で成膜した場合は、コアである結晶の溶出が
認められた。また、24.5℃で成膜した場合は、ファ
イバ一端面にPRAの結晶の析出が認められた。
鏡により観察したところ、飽和温度である25℃で成膜
した場合のコアである結晶の端面は、鏡面であったが、
25.5℃で成膜した場合は、コアである結晶の溶出が
認められた。また、24.5℃で成膜した場合は、ファ
イバ一端面にPRAの結晶の析出が認められた。
第1表
X : y :、 z 瞭 1:8:1比較例9
ポリメタクリル酸メチル10gをメチルエチルケトン1
00y7に溶解させ、これにPRAを25℃で飽和させ
た。この溶液を用いて実施例1と同様にして、ファイバ
一端面に高分子膜を形成した。
00y7に溶解させ、これにPRAを25℃で飽和させ
た。この溶液を用いて実施例1と同様にして、ファイバ
一端面に高分子膜を形成した。
その結果、メチルエチルケトンの蒸発と共にPRAが多
量に析出し、光学顕微鏡を用いてもコアを確認できなか
った。
量に析出し、光学顕微鏡を用いてもコアを確認できなか
った。
実施例2
ポリアクリル酸に代えて、スチレン−アクリル共重合体
を用いたほかは、実施例1と同様にして、ファイバー型
波長変換素子を得た。
を用いたほかは、実施例1と同様にして、ファイバー型
波長変換素子を得た。
得られたファイバー型波長変換素子の端面を光学顕微鏡
で観察したところ、コアであるPRAの結晶が溶解せず
鏡面を保っていることが観察された。
で観察したところ、コアであるPRAの結晶が溶解せず
鏡面を保っていることが観察された。
実施例3
ポリアクリル酸に代えて、スチレン−シリコーン共重合
体を用いたほかは、実施例1と同様にして、ファイバー
型波長変換素子を得た。
体を用いたほかは、実施例1と同様にして、ファイバー
型波長変換素子を得た。
得られたファイバー型波長変換素子の端面を光学顕微鏡
で観察したところ、コアであるPRAの結晶が溶解せず
鏡面を保っていることが観察された。
で観察したところ、コアであるPRAの結晶が溶解せず
鏡面を保っていることが観察された。
実施例4
ポリアクリル酸に代えて、ポリ酢酸ビニルを用いたほか
は、実施例1と同様にして、ファイバー型波長変換素子
を得た。
は、実施例1と同様にして、ファイバー型波長変換素子
を得た。
得られたファイバー型波長変換素子の端面を光学顕微鏡
で観察したところ、コアであるPRAの結晶が溶解せず
鏡面を保っていることが観察された。
で観察したところ、コアであるPRAの結晶が溶解せず
鏡面を保っていることが観察された。
実施例5〜16
PRAに代えて、第2表に示す有機非線形光学材料を用
いたほかは、実施例1と同様にして、ファイバー型波長
変換素子を得た。
いたほかは、実施例1と同様にして、ファイバー型波長
変換素子を得た。
なお、昇華が極端に早い有機非線形光学材料である実施
例10.11および12て示す化合物を用いた場合は、
それぞれの有機非線形光学材料を飽和濃度近くまで溶解
した実施例と同じ水溶液中で、ファイバーの切断を行い
、その切断面を端面として、高分子膜を形成した。
例10.11および12て示す化合物を用いた場合は、
それぞれの有機非線形光学材料を飽和濃度近くまで溶解
した実施例と同じ水溶液中で、ファイバーの切断を行い
、その切断面を端面として、高分子膜を形成した。
各実施例で得られたファイバー型波長変換素子の端面を
光学顕微鏡で観察したところ、コアである非線形光学結
晶が溶解していないことが観察された。
光学顕微鏡で観察したところ、コアである非線形光学結
晶が溶解していないことが観察された。
実施例17
クラッドをSF4ガラスからなり、内径1.5虜、外径
1 mmのガラス毛細管で形成したほかは、実施例1と
同様にしてPRA結晶をコアとするファイバー型素子を
製造した。
1 mmのガラス毛細管で形成したほかは、実施例1と
同様にしてPRA結晶をコアとするファイバー型素子を
製造した。
このファイバー型素子の出射端面を、平均粒度12μm
% 5μ層、3戸および1μmの研磨材(住友スリーエ
ム株式会社製、インペリアルラッピングフィルム)をこ
の順に用いて、研磨′した。この研磨により、上記端面
のコアがクラッドより深く削られ、クラッドに凹部が形
成され、該凹部内に砥粒、クラッドの研磨くす、および
砥粒を担持していたフィルムを構成するポリマーが稠密
に充填されていることが、走査型電子顕微鏡で観察した
結果確認された。また、上記ファイバー型素子の入射端
面に、実施例1と同様にして、高分子膜を形成して、第
3図に示すようなファイバー型波長変換素子を得た。
% 5μ層、3戸および1μmの研磨材(住友スリーエ
ム株式会社製、インペリアルラッピングフィルム)をこ
の順に用いて、研磨′した。この研磨により、上記端面
のコアがクラッドより深く削られ、クラッドに凹部が形
成され、該凹部内に砥粒、クラッドの研磨くす、および
砥粒を担持していたフィルムを構成するポリマーが稠密
に充填されていることが、走査型電子顕微鏡で観察した
結果確認された。また、上記ファイバー型素子の入射端
面に、実施例1と同様にして、高分子膜を形成して、第
3図に示すようなファイバー型波長変換素子を得た。
上記ファイバー型波長変換素子を、23℃で1ヶ月保存
しても、入射端面のコアは鏡面を保っていた。また、出
射端面でも、コアである結晶の昇華はまったく見られな
かった。さらに、この波長変換素子に、波長1,06μ
lのYAGAレーザー光を結合させて得られる第2高調
波を、特開平1−287531号公報に記載された円錐
形のコリメータレンズを用いて平行光線とした後、球面
レンズで集光したところ、回折限界まで、第2高調波が
集光されていた。
しても、入射端面のコアは鏡面を保っていた。また、出
射端面でも、コアである結晶の昇華はまったく見られな
かった。さらに、この波長変換素子に、波長1,06μ
lのYAGAレーザー光を結合させて得られる第2高調
波を、特開平1−287531号公報に記載された円錐
形のコリメータレンズを用いて平行光線とした後、球面
レンズで集光したところ、回折限界まで、第2高調波が
集光されていた。
(以下余白)
第2表
上記実施例1〜17および比較例1〜9より、本発明方
法により得られるファイバー型波長変換素子では、コア
端面の状態が変化することなく、ファイバ一端面に高分
子膜が形成されていることかわかる。
法により得られるファイバー型波長変換素子では、コア
端面の状態が変化することなく、ファイバ一端面に高分
子膜が形成されていることかわかる。
〈発明の効果〉
以上のように、本発明に係るファイバー型波長変換素子
の製造方法によれば、コアの端面の状態を変化させるこ
となく、端面に高分子膜を形成することができるので、
基本波の入射結合効率を低下させることなく、端面に高
分子膜を有するファイバー型波長変換素子を安定的に製
造することができる。また、本発明により得られるファ
イバー型波長変換素子は、その両端面に高分子膜が形成
されているので、コアである有機非線形光学結晶は、空
気等の雰囲気と接することはなく、昇華または変質する
虞れはない。
の製造方法によれば、コアの端面の状態を変化させるこ
となく、端面に高分子膜を形成することができるので、
基本波の入射結合効率を低下させることなく、端面に高
分子膜を有するファイバー型波長変換素子を安定的に製
造することができる。また、本発明により得られるファ
イバー型波長変換素子は、その両端面に高分子膜が形成
されているので、コアである有機非線形光学結晶は、空
気等の雰囲気と接することはなく、昇華または変質する
虞れはない。
また、別の本発明に係るファイバー型波長変換素子の製
造方法によれば、入射端面では前述と同様にして形成さ
れた高分子膜により、また出射端面では凹部に充填され
た粒子により、コアである有機非線形光学結晶が空気等
の雰囲気と接することはなく、昇華または変質する虞れ
はない。
造方法によれば、入射端面では前述と同様にして形成さ
れた高分子膜により、また出射端面では凹部に充填され
た粒子により、コアである有機非線形光学結晶が空気等
の雰囲気と接することはなく、昇華または変質する虞れ
はない。
第1図は本発明方法により製造されるファイバー型波長
変換素子の一実施例を示す斜視図、第2図はその使用状
態を示す断面図、第3図は別の本発明方法により製造さ
れるファイバー型波長変換素子を示す断面図である。 A・・・ファイバー型波長変換素子、 1.1b・・・コア、2,2b・・・クララ3.3b・
・・高分子膜、 al、10b・・・入射端面。 a2,20b−−−出射端面、6 b・・・粒子。 ド、 第 図 第
変換素子の一実施例を示す斜視図、第2図はその使用状
態を示す断面図、第3図は別の本発明方法により製造さ
れるファイバー型波長変換素子を示す断面図である。 A・・・ファイバー型波長変換素子、 1.1b・・・コア、2,2b・・・クララ3.3b・
・・高分子膜、 al、10b・・・入射端面。 a2,20b−−−出射端面、6 b・・・粒子。 ド、 第 図 第
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、有機非線形光学結晶をコアとし、ガラスをクラッド
とするファイバー型波長変換素 子の製造方法であって、 前記クラッド内に前記コアを形成してフ ァイバーを形成した後、高分子が分散して おり且つコアと同じ有機非線形光学材料が 溶解している水溶液を、上記ファイバーの 両端面に塗布し、乾燥固化させて、高分子 膜を形成することを特徴とするファイバー 型波長変換素子の製造方法。 2、有機非線形光学結晶をコアとし、ガラスをクラッド
とするファイバー型波長変換素 子の製造方法であって、 前記クラッド内に前記コアを形成してフ ァイバーを形成した後、高分子が分散して おり且つコアと同じ有機非線形光学材料が 溶解している水溶液を、上記ファイバーの 入射端面に塗布し、乾燥固化させて、高分 子膜を形成し、 また、前記クラッドの出射端面にコアが 充填されていない凹部を形成し、該凹部内 に粒子を充填することを特徴とするファイ バー型波長変換素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204669A JPH0488325A (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | ファイバー型波長変換素子の製造方法 |
| US07/738,305 US5129029A (en) | 1990-07-31 | 1991-07-31 | Apparatus and method of producing fiber wavelength-conversion element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204669A JPH0488325A (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | ファイバー型波長変換素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0488325A true JPH0488325A (ja) | 1992-03-23 |
Family
ID=16494332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2204669A Pending JPH0488325A (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | ファイバー型波長変換素子の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5129029A (ja) |
| JP (1) | JPH0488325A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03223726A (ja) * | 1989-09-30 | 1991-10-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ファイバー型波長変換素子 |
| JPH0688978A (ja) * | 1992-09-03 | 1994-03-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバー素子 |
| US5581395A (en) * | 1994-01-12 | 1996-12-03 | Sony Corporation | Non-linear optical crystal element |
| US5487353A (en) * | 1994-02-14 | 1996-01-30 | General Electric Company | Conversion of doped polycrystalline material to single crystal |
| US6982996B1 (en) | 1999-12-06 | 2006-01-03 | Weatherford/Lamb, Inc. | Large diameter optical waveguide, grating, and laser |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4515429A (en) * | 1980-05-27 | 1985-05-07 | At&T Bell Laboratories | Nonlinear and bistable optical waveguide devices |
| JPS63199328A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換素子 |
| EP0307896B1 (en) * | 1987-09-14 | 1994-02-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength conversion method and optical wavelength converter module |
| JPH01287531A (ja) * | 1988-05-14 | 1989-11-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光源装置 |
| US5049762A (en) * | 1988-09-14 | 1991-09-17 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converter system |
| JPH02116832A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Pioneer Electron Corp | ファイバー型光波長変換素子 |
| JPH02125233A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-14 | Pioneer Electron Corp | ファイバー型光波長変換装置 |
| JP2582634B2 (ja) * | 1989-01-31 | 1997-02-19 | 富士写真フイルム株式会社 | 光波長変換モジュールの駆動方法 |
| JPH02254426A (ja) * | 1989-03-29 | 1990-10-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換素子 |
| US5031999A (en) * | 1989-05-15 | 1991-07-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converter device |
| JP2837505B2 (ja) * | 1990-05-19 | 1998-12-16 | パイオニア株式会社 | ファイバー型波長変換素子 |
-
1990
- 1990-07-31 JP JP2204669A patent/JPH0488325A/ja active Pending
-
1991
- 1991-07-31 US US07/738,305 patent/US5129029A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5129029A (en) | 1992-07-07 |
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