JPH0659301A - 高調波発生装置及び光記録媒体の情報記録再生装置 - Google Patents

高調波発生装置及び光記録媒体の情報記録再生装置

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JPH0659301A
JPH0659301A JP4233021A JP23302192A JPH0659301A JP H0659301 A JPH0659301 A JP H0659301A JP 4233021 A JP4233021 A JP 4233021A JP 23302192 A JP23302192 A JP 23302192A JP H0659301 A JPH0659301 A JP H0659301A
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JP
Japan
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optical
resonator
fundamental wave
harmonic
light source
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JP4233021A
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Yuzuru Tanabe
譲 田辺
Mitsuru Hayashi
みつる 林
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】直接変調によって光書き込み・消去も可能で、
小型軽量化された光情報検出用光源として有用な高調波
発生装置を提供する。 【構成】モノリシック型共振器の一面にPZTの圧電体
12を密着し、圧電体12表面の電極に4KHzで電圧
振幅100Vの交流電圧を印加して圧電振動させること
によって共振器の位置が変化し、基本波の位相、光軸が
変化し、90%以上変調された高調波出力が得られた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ等の光源
から発せられる基本波を共振器を有する非線形光学材料
内部で高調波に変換し、その高調波を変調するようにし
た高調波発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体レーザ(以下LDとする)
等から出射される基本波を非線形光学材料に通して波長
変換された第2高調波や第3高調波を得る高調波装置が
種々提案されている。これらの装置では、複数の反射面
で構成される共振器内に非線形光学材料を配置し、基本
波を共振器内に閉じ込めて増幅させることで、高調波を
効率よく発生させるようにしている。
【0003】そして、共振器としてはKNbO3 結晶等
の非線形光学材料自体の複数の端面に反射膜を設けて、
その内部で基本波を共振させるモノリシック型共振器
と、複数のミラーを配置して共振器を構成し、この共振
器内に非線形光学材料を配置したディスクリート型共振
器とが知られている。近年、装置の小型化及び高調波へ
の変換効率の向上を図るために、ディスクリート型のも
のから非線形光学材料の内部において基本波を共振させ
るモノリシック型のものへとその主流が移行しつつあ
る。
【0004】近年、LD等を用いた産業上の応用分野と
して、コンパクトディスク、レーザディスク等の光ディ
スク、光磁気ディスク記録媒体用の光記録、光検出装置
が種々提案されている。これらの装置ではLDによって
ディスク上のデジタル情報を読み取り、音響、映像信号
に変換している。しかし、これらの信号の記録媒体への
書き込みには、通常、波長458nmのアルゴンレーザ
光が光源として用いられている。
【0005】図2には、従来の光情報書き込み装置の一
例として、アルゴンレーザを用いたレーザビーム記録用
の光変調装置のブロック図が示されている。この光変調
装置はアルゴンレーザ1、信号変調装置2、記録レーザ
信号発生用の光変調器3で構成されている。
【0006】上記の構成において光変調器3は電気光学
効果、磁気光学効果あるいは音響光学効果を利用した光
変調素子により構成され、信号変調装置2によって変調
された電気的出力パルス信号で駆動され光シャッタとし
て動作する。アルゴンレーザ1の出射光は光変調器3を
通して変調され、被変調光が出力として得られ記録媒体
上に所定の音響信号や映像信号をデジタル信号(2値情
報)化して記録する。例えば、信号変調装置2からは2
進数化された音周波数及び音レベルに対応するデジタル
信号が1信号8ビットのパルスON、OFF信号として
出力され、光変調器3をON、OFFし光ディスク等の
記録媒体に書き込んでいく。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の上記KNbO3
結晶等を利用した高調波発生装置を上記光情報書き込み
装置に利用しようとすると、高調波発生装置から出力さ
れる高調波は連続波であり、そのままでは光記録機器に
おいて書き込み時に必要なデジタル化された変調信号
(ON、OFF信号)を得ることができなかった。
【0008】また、従来のようにアルゴンレーザを用い
た場合においては、アルゴンレーザ装置自身が大きいの
に加えて、レーザ光の変調にも外部の光変調器3を用い
なければならず、装置の巨大化という実用上の大きな問
題があった。すなわち、光書き込みと光消去可能な光デ
ィスクや光磁気ディスク等の光書き込み・光消去・光検
出用光源として組み込むためには、小型軽量化の点から
数cm×数cm×数cm以内の容積に収める必要があ
る。
【0009】したがって、本発明の目的は、外部に光変
調器を設けることなく直接変調することによって光書き
込み・消去も可能な小型軽量化された光記録媒体の光情
報検出用光源として有用な高調波発生装置を提供するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は基本波発生用の光源と、基本波を複数の共
振用反射面間で共振せしめる共振器と、前記共振器内の
基本波の光軸上に設置され基本波を高調波へ変換する非
線形光学材料と、前記光源と共振器間の基本波の光軸上
に結合光学系とを備えてなる高調波発生装置において、
前記光源、共振器、非線形光学材料、結合光学系の少な
くとも1つに、入力電圧により圧電振動する圧電体を当
接させたことを特徴とする高調波発生装置を提供する。
【0011】本発明の高調波発生装置は基本波の共振器
を用いたものであり、LD等の光源、共振器あるいは共
振用ミラー、非線形光学材料、レンズ等光学部品からな
る結合光学系の少なくとも1つに、1又は複数の圧電体
を設けるか、あるいは高調波発生装置全体に対して1つ
の圧電体を当接させる。その圧電体に電圧を印加するこ
とによって圧電振動させ機械的に共振器等に振動を与
え、基本波の位相、光軸等を変化させることによって変
調された高調波出力が得られる。
【0012】前記圧電体は、共振器あるいはそれ自体で
共振器を構成する非線形光学材料に設けるのが直接共振
条件を変化させることができるので好ましいが、光源、
結合光学系に対して設けても同様の目的、効果が得られ
る。圧電体はこれらの部品に当接するか、あるいは接着
材、ねじ、ボルト等により密着させるようにしてもよ
い。より好ましくは、板状の圧電体上に前記部品を密着
して載置固定し、電圧を入力しない状態で光学的結合が
なされ共振するように調整しておき、電圧を入力したら
圧電体が振動し光学的結合が破れ非共振になるようにす
るのがよい。
【0013】本発明において、基本波発生用の光源とし
ては半導体レーザ、YAG等の固体レーザ、アルゴンレ
ーザ等のガスレーザなど各種レーザが使用できるが、小
型軽量で発振波長帯域が860nm前後と比較的短く、
長時間の連続発振が可能な半導体レーザが好ましい。ま
た、非線形光学材料としてはKNbO3 、LiNbO
3 、KTiOPO4 、KH2 PO4 、β−BaB24
結晶等の非線形光学結晶、有機非線形光学材料等が使用
できるが、結晶の潮解性等もなく大きな非線形光学定数
を有するKNbO3 結晶が好ましい。
【0014】本発明の圧電体としては、エチレンジアミ
ン酒石酸塩(EDT:C24 (NH2 )・C44
6 )、酒石酸カリウム(KDT:K2446 ・1/
2 H2 O)、水晶(SiO2 )、セレン(Se)、テル
ル(Te)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カド
ミウム(CdSe)、酸化亜鉛(ZnO)、チタン酸バ
リウム(BaTiO3 )、硫化亜鉛(ZnS)、リン酸
二水素アンモニウム(ADP:NH42 PO4 )、リ
ン酸二水素カリウム(KDP:KH2 PO4 )、ロシェ
ル塩(KNaC446 ・4H2 O)、ヨウ化硫化ア
ンチモン(SbSI)等の圧電性結晶、あるいはチタン
酸バリウム(BaTiO3 )、ジルコン酸鉛(PbZr
3 )、チタン酸鉛(PbTiO3 )等を成分とする強
誘電性セラミックスが使用できる。特に、ジルコン酸チ
タン酸鉛のセラミックス(PZT)が、圧電率が250
(×10-12 C・N-1)以上と大きく好ましく使用でき
る。
【0015】前記基本波の共振器は、複数の共振用ミラ
ー間で基本波を往復あるいは循環させるディスクリート
型共振器、あるいは非線形光学材料自体の基本波の入射
面、出射面及び反射面に光学的誘電体多層膜を設けて共
振用反射面とし、非線形光学材料内部で基本波を往復あ
るいは循環させるモノリシック型共振器のいずれでもよ
いが、モノリシック型共振器が共振条件の変化を直接制
御でき、また小型化、高調波への変換効率等の点で好ま
しい。
【0016】また、本発明の高調波発生装置を光ディス
ク、光磁気ディスク等の光記録媒体の光情報検出用光源
として用いると、高調波の変調が可能となるので光情報
の検出のみならず光情報の書き込みも可能となる。その
場合、従来別に書き込み用光源としてアルゴンレーザ等
と外部光変調器を用いていたのが、光情報検出用光源そ
のものが書き込み用光源にもなるので、大幅に小型化さ
れた光記録媒体の情報記録再生装置が得られる。
【0017】
【作用】本発明の高調波発生装置は非線形光学材料を有
するディスクリート型共振器、モノリシック型共振器も
しくはモノリシック型リング共振器を用い、圧電体をL
D、共振器あるいは共振用ミラー、非線形光学材料、レ
ンズ等光学部品の少なくとも1つに1又は複数当接させ
るか、あるいは高調波発生装置の全体に当接させる。圧
電体の圧電振動により基本波の位相あるいは光軸を微妙
に変化させることにより、LDロッキングの有無、共振
・非共振状態の繰り返しを生起させ、高調波の変調が可
能となる。
【0018】従来、非線形光学材料に基本波を入射して
高調波を発生させる高調波発生装置の出力は連続波であ
る。これに対して本発明のようにモノリシック型共振器
に圧電体を密着させ電圧を印加した場合、共振器等が機
械的に振動する。これによって共振器の位相及び光軸が
変化し高調波出力も変化する。このようにして、圧電体
への電圧印加によって変調された高調波出力を取り出す
ことができる。
【0019】
【実施例】図1には本発明を第2高調波発生装置に適用
した一実施例が示されている。なお、本発明は第2高調
波発生装置に限定されるものではなく、第3高調波発生
装置等の高次の高調波発生装置に適用することもでき
る。
【0020】本実施例ではモノリシック型共振器を用
い、非線形光学材料としてKNbO3結晶が用いてい
る。
【0021】基本波の入射側に位置するモノリシック型
共振器の一方の端面は球面状に形成されており、この面
には基本波を92%反射する反射膜が蒸着されて球面ミ
ラー(基本波の第1の共振用反射面)とされている。ま
た、第2高調波の出射側に位置する共振器の端面は同じ
く球面状に形成されており、この面に基本波を99%以
上反射、第2高調波を99%以上透過する反射膜が蒸着
されて球面ミラー(基本波の第2の共振用反射面)とさ
れている。更に、非線形光学結晶の図中下面は結晶軸a
に沿って平面にカットされ、基本波、第2高調波を共に
全反射する平面ミラー(基本波の第3の共振用反射面)
としてある。
【0022】モノリシック型共振器を構成するKNbO
3 結晶11は、結晶軸a方向の長さ7mm、結晶軸b方向
の長さ2mm、球面の曲率半径5mmのブロックとされてい
る。
【0023】圧電体12に電圧を入力していない場合、
共振器内に入射した結晶軸bに直線偏光した基本波は、
非線形光学結晶中を結晶軸aに沿って伝搬し、対抗する
球面ミラーの点Bで反射され、平面ミラーの点Cに向
い、平面ミラーの点Cで反射されて球面ミラーの点Aに
戻り、点Aで反射されて再び結晶軸aに沿って伝搬し、
元の光と重なり合って進行波型の共振がなされる。この
ように基本波は、モノリシック型共振器の結晶軸a−c
面内において三角形のリング状の共振経路をとり、共振
し増幅される。
【0024】こうして増幅された基本波は、非線形光学
結晶中を結晶軸a方向に伝搬するとき、その一部がc軸
方向に直線偏光した波長430nmの第2高調波に変換
される。
【0025】次にモノリシック型共振器の一面に密着さ
れた圧電体12に対して電界印加を行った場合について
述べる。本例では、圧電体12としてPZTを用いた。
圧電体12には、AuもしくはCr−Auが蒸着されて
電界印加のための電極とされている。圧電体12に対し
て、4KHzで電圧振幅100Vの交流電圧を印加し
た。電界印加によって圧電体12が振動し機械的に共振
器の位置が変化することによって、基本波の位相、光軸
が変化し、結果として90%以上変調された高調波出力
を得ることができた。
【0026】本例は、結晶軸a−c面内でリング共振を
行った場合についての例であるが、結晶軸a−b面内で
リング共振を行った場合についても同様の効果が期待さ
れる。
【0027】また、本例は基本波の波長変換軸を結晶軸
aに選んだ場合についてであるが、室温で基本波の波長
を986nmにした際には基本波の波長変換軸をb軸に
選んだ場合についても同様の効果が得られる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モノリシック型共振器に圧電体を密着させ、これに電圧
を印加し機械的に振動させ基本波の位相、光軸に変化を
生じせしめることによって、外部変調器を用いることな
く変調された高調波を得ることができる。
【0029】したがって、本発明の高調波変調装置は情
報検出用光源として光記録媒体の情報読み取り装置に用
いることができるばかりでなく、情報記録光源として光
記録媒体への光情報書き込み装置として用いることがで
きる。また、直接変調方式を用いているので装置の小型
化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高調波変調装置の一実施例を示すモノ
リシック共振器部の斜視図。
【図2】従来の光情報書き込み用光源のブロック側面
図。
【符号の説明】
1:アルゴンレーザ 2:信号変調装置 3:光変調器 11:KNbO3 結晶 12:圧電体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基本波発生用の光源と、基本波を複数の共
    振用反射面間で共振せしめる共振器と、前記共振器内の
    基本波の光軸上に設置され基本波を高調波へ変換する非
    線形光学材料と、前記光源と共振器間の基本波の光軸上
    に結合光学系とを備えてなる高調波発生装置において、
    前記光源、共振器、非線形光学材料、結合光学系の少な
    くとも1つに、入力電圧により圧電振動する圧電体を当
    接させたことを特徴とする高調波発生装置。
  2. 【請求項2】請求項1の高調波変調装置を光記録媒体の
    情報書き込み及び記録情報検出用の光源として用いた光
    記録媒体の情報記録再生装置。
JP4233021A 1992-08-07 1992-08-07 高調波発生装置及び光記録媒体の情報記録再生装置 Withdrawn JPH0659301A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999054782A1 (de) * 1998-04-20 1999-10-28 Las Laser Analytical Systems Gmbh Verfahren und vorrichtung zur frequenzkonversion, insbesondere zur frequenzverdopplung von festfrequenzlasern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999054782A1 (de) * 1998-04-20 1999-10-28 Las Laser Analytical Systems Gmbh Verfahren und vorrichtung zur frequenzkonversion, insbesondere zur frequenzverdopplung von festfrequenzlasern

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Effective date: 19991102