JPH0795176B2 - 光波長変換素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光波長変換素子、特に詳細には入射された相異
なる波長の２種の基本波をそれらの和周波、差周波に変
換したり、あるいは同時に上記和周波、差周波、第２高
調波のうちのいずれか２つ以上の波長変換波に変換する
光波長変換素子に関するものである。

（従来の技術） 従来より、基本波としての光を非線形光学材料に入射さ
せて、波長が1/2の第２高調波に変換する試みが種々な
されており、また、互いに異なる波長λ_１、λ_２の２種
の基本波を非線形光学材料に入射させて、波長λ_３の和
周波（1/λ_３＝1/λ_１＋1/λ_２）や、差周波（1/λ_３＝
1/λ_１−1/λ_２）を取り出す試みもなされている。上述
の非線形光学材料を用いて波長変換を行なう光波長変換
素子として具体的には、バルク結晶タイプのものや、
「応用物理」誌Vol.49（1980）p1234〜に示される３次
元光導波路タイプのものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 上記バルク結晶タイプの光波長変換素子においては、入
射させる基本波のパワー密度を十分に上げることができ
ず、さらには、変換波取出しの点から相互作用長を長く
とることができず、そのため波長変換効率が極めて低い
という問題がある。

また上記バルク結晶タイプの光波長変換素子は、結晶の
複屈折を利用して基本波と変換波との間の位相整合を取
るようにしており、位相整合条件は、第１、第２の基本
波の波数ベクトルを 和周波あるいは差周波の波数ベクトルを とすると、 である。なお第１の基本波の偏光方向の屈折率をn₁とし
て、 であり、同様に である（λ_１＜λ_２）。上述のような位相整合条件を満
足するためには、波長λ_１、λ_２、λ_３に対して、屈折
率n₁、n₂（第２の基本波の偏光方向の屈折率）およびn₃
（変換波の偏光方向の屈折率）が所望値となる必要があ
り、したがって、この場合は、極めて限られた波長範囲
しか利用できないことになる。

一方前述した３次元光導波路タイプの光波長変換素子に
あっては、LiNbO₃を基板に用いて差周波を発生させた例
のみが確認されているが、この場合の位相整合条件は、
光導波路の第１、第２の基本波に対する実効屈折率をそ
れぞれ▲ｎ^ω１ _eff▼、▲ｎ^ω２ _eff▼、差周波に対する
実効屈折率を▲ｎ^ω３ _eff▼として、 である。このタイプの光波長変換素子にあっては、前述
のバルク結晶タイプのものと異なって、入射させる基本
波のパワー密度を上げることができるため、長さ1cmの
素子を用い、100mW入力で数％の波長変換効率が実現で
きることも理論的に示されている。しかしながら、上記
の位相整合条件は、素子温度を0.1℃以下の精度で制御
しなければ満足されないので、このタイプの光波長変換
素子も実用化されるには至っていない。

また所望する波長の変換波（差周波）を得るためには、
光導波路の屈折率を制御する必要があるが、LiNbO₃を基
板としたこのタイプの素子においては、屈折率は拡散
法、プロトン交換等によって制御するしかなく、したが
って光導波路設計の自由度が低いという問題もある。

さらに、以上述べた３次元光導波路タイプの光波長変換
素子は、差周波のみを取り出した例しか無く、またバル
ク結晶タイプの光波長変換素子にあっても、２種の基本
波の各第２高調波を同時に取り出したり、これら第２高
調波の一方あるいは双方と和周波および差周波の一方あ
るいは双方を同時に取り出せるような光波長変換素子は
未だ全く提供されていない。

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、設計の自由度が高くて、高強度の和周波あるいは差
周波、さらにはそれらの双方を同時に取り出すことがで
きる光波長変換素子を提供することを目的とするもので
ある。また本発明は、上述のような和周波および／また
は差周波と、基本波の一方あるいは双方の第２高調波と
を同時に取り出すことができる光波長変換素子、さらに
は２種の基本波の各第２高調波を同時に取り出すことが
できる光波長変換素子を提供することも目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段及び作用） 本発明による光波長変換素子は、非線形光学材料からな
るコアをそれよりも低屈折率のアモルファス材料からな
るクラッド内に充てんさせたファイバー型の光波長変換
素子であり、さらに詳しくは、クラッドにおける波長変
換波の放射モードとコアにおける基本波の導波モードに
よって作られる非線形分極波との間で位相整合を取り、
コアに入射された相異なる波長の第１および第２の基本
波を波長変換してクラッド中に放射させるいわゆるチェ
レンコフ放射タイプの光波長変換素子である。

上記構成においては、波長変換波として和周波、差周
波、和周波および差周波、第１および第２の基本波の各
第２高調波、和周波と差周波の一方あるいは双方に加え
て一方の基本波の第２高調波、さらには和周波と差周波
の一方あるいは双方に加えて第１および第２の基本波の
各第２高調波を発生させ、それらの波長変換波と基本波
との位相整合を上述のようにして取ることができる。

上述のようにして位相整合を取る場合の位相整合条件
は、和周波については、第１、第２の基本波の波長を各
々λ_１、λ_２、波長変換波の波長をλ_３、波長λ_１の基
本波の角周波数をω_１、波長λ_２の基本波の角周波数を
ω_２とし、クラッドの和周波に対する屈折率を▲ｎ
^{ω１＋ω２} _clad▼、和周波のクラッドへの放射角度（位
相整合角）をθ^{ω１＋ω２}、第１、第２の基本波に対す
るコアの実効屈折率を各々▲ｎ^ω１ _eff▼、▲ｎ^ω２ _eff
▼とすると、 であり、差周波については、クラッドの差周波に対する
屈折率を▲ｎ^{ω１−ω２} _clad▼、差周波のクラッドへの
放射角度（位相整合角）をθ^{ω１−ω２}とすると、 である。

一方、第１の基本波の第２高調波についての位相整合条
件は、クラッドのこの第２高調波に対する屈折率を▲ｎ
^２ω１ _clad▼、第２高調波のクラッドへの放射角度（位
相整合角）をθ^２ω１とすると、 であり、また第２の基本波の第２高調波についての位相
整合条件は、クラッドのこの第２高調波に対する屈折率
を▲ｎ^２ω２ _clad▼、第２高調波のクラッドへの放射角
度（位相整合角）をθ^２ω２とすると、 である。

クラッドに放射する波長変換波の放射モードは連続スペ
クトラムを有するので、換言すれば、放射角度は任意の
値を取りうるので、クラッドの屈折率▲ｎ^{ω１＋ω２}
_clad▼、▲ｎ^{ω１−ω２} _clad▼、▲ｎ^２ω１ _clad▼、▲
ｎ^２ω２ _clad▼と、実効屈折率▲ｎ^ω１ _eff▼、▲ｎ
^ω２ _eff▼について大きな自由度の下に上記（１）〜
（４）の各条件を同時に満足させることもできる。つま
り位相整合角を一般的にθとすれば、 cosθ＜１ であるから、条件（１）については、 でありさえすれば位相整合が取れ、また条件（２）につ
いては、 でありさえすれば位相整合が取れ、また条件（３）につ
いては、▲ｎ^２ω１ _clad▼＞▲ｎ^ω１ _eff▼ でありさえすれば位相整合が取れ、また条件（４）につ
いては、▲ｎ^２ω２ _clad▼＞▲ｎ^ω２ _eff▼ でありさえすれば、位相整合が取れることになる。

また上記（１）〜（４）式のうちの複数を同時に満たす
屈折率▲ｎ^{ω１＋ω２} _clad▼、▲ｎ^{ω１−ω２} _clad▼、
▲ｎ^２ω１ _clad▼、▲ｎ^２ω２ _clad▼と、実効屈折率▲
ｎ^ω１ _eff▼、▲ｎ^ω２ _eff▼が設定できれば、複数の波
長変換波を同時に取り出せることになるが、本発明の光
波長変換素子においては、クラッドにアモルファス材料
を用いているので、そのようなことも可能となる。つま
りこのクラッドを例えばガラスから形成する場合、その
屈折率は1.4〜1.9（波長587.6nmのナトリウムｄ線に対
する値）と広範囲に亘り、また屈折率の波長分散もν_ｄ
＝20〜85と広範囲に亘るので、上記（１）〜（４）の位
相整合条件を複数満足しうるクラッドを形成することが
可能となるのである。また実効屈折率▲ｎ^ω１ _eff▼、
▲ｎ^ω２ _eff▼は、クラッドの屈折率と基本波波長等が
決まればコア径次第で一義的に決まってしまうが、上述
のようにクラッドの屈折率および屈折率の波長分散の選
択の自由度が大きいため、このコア径を精密に制御する
ことなくかつ任意に変えても、所望の実効屈折率を得る
ことができる。

また高い波長変換効率を実現するためには、第１の基本
波もまた第２の基本波もシングルモードで導波させるこ
とが必要となるが、このことも、上述のようにクラッド
にアモルファス材料を用いることによって実現可能とな
る。すなわちこのアモルファス材料の屈折率の波長分散
は上述のように広範囲の値をとるから、第５図に示すよ
うに、コアの材料と同じような波長分散をとるクラッド
材料を選択することも可能となる。こうすれば、第１の
基本波の波長λ_１に対するコアとクラッドとの屈折率差
Δｎ_１と、第２の基本波の波長λ_２に対するコアとクラ
ッドとの屈折率差Δｎ_１とを略等しくすることができ
る。したがって第６図に示すモード分散曲線から分かる
ように、波長λ_１の光もまた波長λ_２の光もシングルモ
ードで導波させることができるコア径が容易に設定可能
となる。なお第６図中、n_coreはコアの屈折率である。

また上記のようにクラッドの屈折率の選択の自由度が高
いので、各波長λ_１、λ_２に対するモードフィールド径
の設定の自由度も高くなる。したがって、このモールド
フィールド径が極端に小さくならないようにして、素子
への光入力を容易化することもできる。

（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。

第１図は本発明の一実施例による光波長変換素子を示す
ものである。この光波長変換素子10は、コア11がそれよ
りも低屈折率のクラッド12内に充てんされてなる光ファ
イバーであり、波長1300nmの第１の基本波と波長800nm
の第２の基本波を入射させて、赤、緑、青の３色の波長
変換波を得るように構成されている。コア11は下記の分
子式 で示される非線形光学材料（3.5−ジメチル−１−（４
−ニトロフェニル）ピラゾール：以下PRAと称する）の
単結晶から形成され、またこのコアを構成するPRAの結
晶配向方向は、そのｃ軸が略コアの長軸方向に延びる向
きに設定されている。なお第２図に、このPRAのバルク
結晶構造を示す。このPRAの結晶は斜方晶系をなし、点
群はmm2である。したがって非線形光学定数のテンソル
は、 となる。ここでd₃₁は、第２図に示すように結晶軸ａ、
ｂ、ｃに対して定まる光学軸Ｘ、Ｙ、Ｚを考えたとき、
Ｘ方向に直線偏光した光（以下、Ｘ偏光という。Ｙ、Ｚ
についても同様。）を基本波として入射させてＺ偏光の
波長変換枚を取り出す場合の非線形光学定数であり、同
様にd₃₂はＹ偏光の基本波を入射させてＺ偏光の波長変
換波を取り出す場合の非線形光学定数、d₃₃はＺ偏光の
基本波を入射させてＺ偏光の波長変換波を取り出す場合
の非線形光学定数、d₂₄はＹとＺ偏光の基本波を入射さ
せてＹ偏光の波長変換波を取り出す場合の非線形光学定
数、d₁₅はＸとＺ偏光の基本波を入射させてＸ偏光の波
長変換波を取り出す場合の非線形光学定数である。各非
線形光学定数の大きさを下表に示す。

なお上の表においてはＸ線結晶構造解析による値、
はMakerFrige法による実測値（ともに波長1.064μｍの
基本波に対する値）であり、単位は双方とも［ｘ10^-9es
u］である。

クラッド12はSG8ガラスから形成され、その外径は約5mm
とされている。一方コア11の直径は、１μｍとされてい
る。

ここで、上記光波長変換素子10の作成方法について説明
する。まずクラッド12となる中空のガラスファイバー1
2′が用意される。このガラスファイバー12′は上記のS
F8ガラスからなり、外径が5mm程度で、中空部の径が１
μｍのものである。そして第３図に示すように、炉内等
においてPRAを融液状態に保ち、この融液11′内にガラ
スファイバー12′の一端部を浸入させる。すると毛細管
現象により、融液状態のPRAがガラスファイバー12′の
中空部内に進入する。なお該融液11′の温度は、PRAの
分解を防止するため、その融点（102℃）よりも僅かに
高い温度とする。その後ガラスファイバー12′を急冷さ
せると、中空部に進入していたPRAが多結晶化する。

次いでこの光ファイバー12′を、PRAの融点より高い温
度（例えば102.5℃）に保たれた炉内から、該融点より
低い温度に保たれた炉外に徐々に引き出すことにより、
溶融状態のPRAを炉外への引出し部分から単結晶化させ
る。それにより、50mm以上もの長い範囲に亘って単結晶
状態となり、結晶方位も一定に揃ったコア11が形成さ
れ、光波長変換素子10を十分に長くすることができる。
周知のようにこの種の光波長変換素子の波長変換効率は
素子の長さに比例するので、光波長変換素子は長いほど
実用的価値が高くなる。

上述のようにしてPRAをガラスファイバー12′内に単結
晶状態で充てんさせると、その結晶配向状態は第４図図
示のように、ｃ軸（光学軸はＸ軸）がコア軸方向に延び
る状態となる。

なお上記のようにしてPRAを単結晶化させるためには、
例えば本願出願人による特願昭61−075078号明細書に示
されるようなブリッジマン炉を用いる方法が利用可能で
ある。またガラスファイバー12′の引出し速度は、例え
ば5mm/h程度とするとよい。

以上述べたようにしてコア11が充てんされた後、ガラス
ファイバー12′の両端をファイバーカッターで切断し
て、長さ10mmの光波長変換素子10を形成した。

この光波長変換素子10は、第１図図示のようにして使用
される。第１の半導体レーザー20から発せられた波長λ
_１＝1300nmのレーザービーム（第１の基本波）21は、コ
リメートレンズ22によって平行ビーム化された上でビー
ムスプリッタ25に通され、また第２の半導体レーザー30
から発せられた波長λ_２＝800nmのレーザービーム（第
２の基本波）31も、コリメートレンズ32によって平行ビ
ーム化された上で上記ビームスプリッタ25に通され、こ
うして第１および第２の基本波21、31が１本のビームに
合波される。なお基本波21、31は、ダイクロイックミラ
ー等を用いて合波させることもできる。合波された両基
本波21、31は、集光32ンズ26によって小さなビームスポ
ットに絞られ、コア11の端面11aに照射される。それに
より、両基本波21、31がコア11内に入射する。なお一例
として、第１の半導体レーザー20には光通信用の出力10
0mWのものを用い、第２の半導体レーザー30にはオプテ
ィカル・ディスク用の出力80mWのものを用いた。

上述のようにしてコア11に入射した第１、第２の基本波
21、31は、このコア11を構成する非線形光学材料である
PRAにより、各々の第２高調波21′、31′および和周波4
1に変換される。ここで第１の半導体レーザー20は、第
１の基本波21の直線偏光の向きがＹ軸方向となるように
配置されており、一方第２の半導体レーザー30は、第２
の基本波31の直線偏光の向きがＺ軸方向となるように配
置されている。したがって第１の基本波21は、非線形光
学定数d₃₂の下に波長λ_１/2＝650nmの赤色の第２高調波
21′に変換され、一方、第２の基本波31は、非線形光学
定数d₃₃の下に波長λ_２/2＝400nmの青色の第２高調波3
1′に変換される。また基本波21、31は、非線形光学定
数d₂₄の下に波長λ_３＝495nm（1/λ_３＝1/λ_１＋1/
λ_２）の緑色の和周波41に変換される。すなわち、Ｙ偏
光の第１の基本波21の電界の強さを▲Ｅ^ω１ _Ｙ▼とし、
Ｚ偏光の第２の基本波31の電界の強さを▲Ｅ^ω２ _Ｚ▼と
すると、Ｚ偏光の第２高調波31′の分極▲Ｐ
^２ω１ _Ｚ▼、Ｚ偏光の第２高調波31′の分極▲Ｐ^２ω２
_Ｚ▼、Ｙ偏光の和周波41の分極▲Ｐ^{ω１＋ω２} _Ｙ▼はそ
れぞれ、 となる。

次に、上述の各変換波と、それらに変換される前の基本
波との位相整合について述べる。まず、コア11を構成す
るPRAの第１の基本波21（λ_１＝1300nm:Y偏光）に対す
る屈折率▲ｎ^ω１ _Ｙ▼、第２の基本波31（λ_２＝800nm:
Z偏光）に対する屈折率▲ｎ^ω２ _Ｚ▼、そしてクラッド1
2を構成するSF8ガラスの第２高調波21′に対する屈折率
▲ｎ^２ω１ _clad▼、第２高調波31′に対する屈折率▲ｎ
^２ω２ _clad▼、和周波41に対する屈折率▲ｎ^{ω１＋ω２}
_clad▼は、以下の通りである。

また前述のようにコア径を１μｍ、クラッド径を約5mm
としたときの、第１の基本波21、第２の基本波31に対す
るコア11の実効屈折率▲ｎ^ω１ _eff▼、▲ｎ^ω２ _eff▼は
ともに1.68である。

以上の条件の下では、 前述の（１）式はθ^{ω１＋ω２}＝約10° （３）式はθ^２ω１＝約３° （４）式はθ^２ω２＝約14° のとき成立する。先に述べたように、波長変換波のクラ
ッドへの放射モードは連続スペクトラムを有するので、
上記のような放射角度θ^{ω１＋ω２}、θ^２ω１、θ
^２ω２はすべて実現され、よって（１）、（３）、
（４）の位相整合条件がすべて満足される。

以上より、第１の基本波21の第２高調波である波長650n
mの赤色の光ビーム21′、第１の基本波21と第２の基本
波31の和周波である波長495nmの緑色の光ビーム41、お
よび第２の基本波31の第２高調波である波長400nmの青
色の光ビーム31′がそれぞれ高強度の状態で素子端面10
bから取り出されうる。これら３色の光ビーム21′、3
1′および41は、混合状態で素子端面10bから出射する
が、フィルターに通す等により、各々単色のビームに分
離されうる。なお特に、第１の基本波と第２の基本波と
してそれぞれ波長1300nm、900nmの光を用いることによ
り、それぞれの第２高調波および和周波として650nm、4
50nm、532nmの赤、青、緑の３原色の波長変換波を得る
こともできる。

なお上記の実施例においては、波長1300nmの第１の基本
波21もまた波長800nmの第２の基本波31もシングルモー
ドで導波する。また第１の基本波21、第２の基本波31の
モードフィールド径はそれぞれ２μｍ、３μｍと、各波
長に比べて十分大きな値となっている。前述の集光レン
ズ26で基本波21、31をこの程度まで絞ることは簡単であ
り、したがって基本波21、31の素子10への入力は容易に
なされうる。

以上述べた実施例においては、相異なる波長の２種の基
本波の各第２高調波と、和周波との計３種の波長変換波
を同時に得るようにしているが、前述した通り本発明の
光波長変換素子においては、クラッドを、屈折率および
屈折率の波長分散の選択性が極めて広いアモルファス材
料から形成するようにしたので、任意の非線形定数（例
えば前述のd₃₂、d₃₃、d₃₁等）を使うこともでき、前記
（１）〜（４）の位相整合条件が容易に満たされるよう
になる。したがって、これら（１）〜（４）の位相整合
条件の中のある１つ、あるいは複数を選択的に満足させ
ることも容易であり、それにより、所望する波長変換波
を随時に得ることが可能となる。以下に、各場合の基本
波波長、クラッド材料、クラッド屈折率、コアの実効屈
折率、コア径等の例を示す。

位相整合条件（３）と（４）を満足させて２種の第２高
調波を取り出す場合。

基本波波長はλ_１＝1300nm、λ_２＝800nmとする。クラ
ッドにはSF15ガラスを用いてクラッド径は2mmとし、コ
アには前述のPRAを用いてコア径は1.0μｍとする。PRA
の非線形定数はd₃₂のみを用い、その屈折率は である。上記の両基本波をＹ偏光で入力すると、Ｚ偏光
で同時に２種の第２高周波を取り出せる。

位相整合条件（１）と（３）あるいは（１）と（４）を
満足させて和周波と１つの第２高調波を取り出す場合。

基本波波長はλ_１＝1300nm、λ_２＝800nmとする。クラ
ッドにはSF5ガラスを用いてクラッド径は5mmとし、コア
には前述のPRAを用いてコア径は1.1μｍとする。PRAの
非線形定数は、波長λ_２の基本波を第２高調波に変換す
るためにはd₃₃を用い、和周波発生用にはd₂₄を用いる。
PRAの屈折率は である。波長λ_１の基本波はＹ偏光で、一方波長λ_２の
基本波はＺ偏光で入力すると、上記第２高調波をＺ偏光
で、また和周波をＹ偏光で取り出すことができる。この
場合、λ_１＝1300nmの基本波のパワーを極力大きくする
一方、λ_２＝800nmの基本波のパワーを極力小さくする
ことにより、第２高調波のパワーを小さくして、和周波
のみを強く取り出すこともできる。

位相整合条件（１）と（２）と（３）あるいは（１）と
（２）と（４）を満足させて和周波、差周波と１つの第
２高調波を取り出す場合。

基本波波長はλ_１＝1300nm、λ_２＝800nmとする。クラ
ッドにはSF8ガラスを用いてクラッド径は5mmとし、コア
には前述のPRAを用いてコア径は1.4μｍとする。PRAの
非線形定数は、波長λ_２の基本波を第２高調波に変換す
るためにはd₃₃のみを用い、和差周波発生用にはd₂₄を用
いる。PRAの屈折率は である。波長λ_１の基本波はＹ偏光で、一方波長λ_２の
基本波はＺ偏光で入力すると、両第２高調波をＺ偏光
で、また和差周波をＹ偏光でとりだすことができる。こ
の場合、和周波の波長は495nm、差周波の波長は2080nm
である。

位相整合条件（１）と（２）と（３）と（４）を満足さ
せて和周波、差周波と２種の第２高調波を取り出す場
合。

基本波波長はλ_１＝1300nm、λ_２＝800nmとする。クラ
ッドにはSF8ガラスを用いてクラッド径は5mmとし、コア
には前述のPRAを用いてコア径は1.8μｍとする。PRAの
非線形定数は、波長λ_１の基本波を第２高調波に変換す
るためにはd₃₂を用い、波長λ_２の基本波を第２高調波
に変換するためにはd₃₃を用い、和差周波発生用にはd₂₄
を用いる。PRAの屈折率は である。波長λ_１の基本波はＹ偏光で、一方波長λ_２の
基本波はＺ偏光で入力すると、両第２高調波をＺ偏光
で、また和差周波をＹ偏光でとりだすことができる。な
おこの場合、波長λ_１の基本波の導波モードは、１次モ
ードとなる。

なお、本発明においてコアを形成する非線形光学材料と
しては、非線形光学定数が大きい有機非線形光学材料を
用いるのが好ましく、そのような材料としては前述した
PRAの他に、例えば下記の分子式 で示される非線形光学材料（3,5−ジメチル−１（４−
ニトロフェニル）−1,2,4−トリアゾール）が好適に用
いられうる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の光波長変換素子は、波
長変換波のクラッドへの放射モードが連続スペクトラム
を有するようになるチェレンコフ放射タイプのものとし
て形成した上で、クラッドを、屈折率および屈折率の波
長分散の選択の自由度が極めて高いアモルファス材料か
ら形成したことにより、相異なる波長の２種の基本波を
共にシングルモードで導波させることができ、そして波
長変換波と基本波との位相整合条件が容易に満たされる
ものとなる。したがって本発明の光波長変換素子によれ
ば、２種の基本波の和周波あるいは差周波、和周波と差
周波、あるいは２種の第２高調波、さらには第２高調波
と和周波、第２高調波と差周波等を随時に取り出すこと
ができる。

また本発明の光波長変換素子はファイバー型のものであ
るため、入射させる２種の基本波のパワー密度を上げ、
そして相互作用長を十分に長くとることも可能であるの
で、高い波長変換効率を実現できるものとなる。

さらに本発明の光波長変換素子は、上記のように屈折率
および屈折率の波長分散の選択の自由度が極めて高いア
モルファス材料でクラッドを形成するようにしたので、
モードフィールド径の設定の自由度が高くなり、したが
ってこのモードフィールド径を大きく設定して基本波の
入力を容易化できるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、 第２図は上記実施例のコア材料のバルク結晶構造を示す
概略図、 第３図は上記実施例の光波長変換素子を作成する方法を
説明する説明図、 第４図は上記実施例の光波長変換素子におけるコアの結
晶配向を示す概略図、 第５図は本発明に係るコアとクラッドの屈折率波長分散
の関係を示すグラフ、 第６図は本発明に係る光ファイバーのモード分散を示す
グラフである。 10…光波長変換素子、10b…素子端面 11…コア、11a…コア端面 12…クラッド、20…第１の半導体レーザー 21…第１の基本波 21′…第１の基本波の第２高調波 30…第２の半導体レーザー、31…第２の基本波 31′…第２の基本波の第２高調波、41…和周波

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折
   率のアモルファス材料のクラッド内に充てんされてなる
   ファイバーであって、コアに入射された相異なる波長の
   第１および第２の基本波をそれらの和周波に変換してク
   ラッド中に放射させ、その際クラッドにおける和周波の
   放射モードとコアにおける第１および第２の基本波の導
   波モードによって作られる、コア内の非線形分極波との
   間で位相整合を取るように構成された光波長変換素子。
2. 【請求項２】非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折
   率のアモルファス材料のクラッド内に充てんされてなる
   ファイバーであって、コアに入射された相異なる波長の
   第１および第２の基本波をそれらの差周波に変換してク
   ラッド中に放射させ、その際クラッドにおける差周波の
   放射モードとコアにおける第１および第２の基本波の導
   波モードによって作られる、コア内の非線形分極波との
   間で位相整合を取るように構成された光波長変換素子。
3. 【請求項３】非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折
   率のアモルファス材料のクラッド内に充てんされてなる
   ファイバーであって、コアに入射された相異なる波長の
   第１および第２の基本波をそれらの和周波および差周波
   に変換してクラッド中に放射させ、その際クラッドにお
   ける和周波および差周波の放射モードとコアにおける第
   １および第２の基本波の導波モードによって作られる、
   コア内の非線形分極波との間で位相整合を取るように構
   成された光波長変換素子。
4. 【請求項４】非線形光学材料のコアがそれよりも低屈折
   率のアモルファス材料のクラッド内に充てんされてなる
   ファイバーであって、コアに入射された相異なる波長の
   第１および第２の基本波を各々の第２高調波に変換して
   クラッド中に放射させ、その際クラッドにおける第２高
   調波の放射モードとコアにおける基本波の導波モードと
   の間で位相整合を取るように構成された光波長変換素
   子。
5. 【請求項５】前記和周波および／または差周波に加え
   て、前記第１および第２の基本波の一方をその第２高調
   波に変換してクラッド中に放射させ、その際クラッドに
   おける第２高調波の放射モードとコアにおける基本波の
   導波モードとの間で位相整合を取るように構成されたこ
   とを特徴とする請求項１、２または３記載の光波長変換
   素子。
6. 【請求項６】前記和周波および／または差周波に加え
   て、前記第１の基本波と第２の基本波をそれぞれの第２
   高調波に変換してクラッド中に放射させ、その際クラッ
   ドにおける第２高調波の放射モードとコアにおける基本
   波の導波モードとの間で位相整合を取るように構成され
   たことを特徴とする請求項１、２または３記載の光波長
   変換素子。