JPH07117675B2 - Short wavelength laser light source and optical information processing device - Google Patents
Short wavelength laser light source and optical information processing deviceInfo
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- JPH07117675B2 JPH07117675B2 JP1069624A JP6962489A JPH07117675B2 JP H07117675 B2 JPH07117675 B2 JP H07117675B2 JP 1069624 A JP1069624 A JP 1069624A JP 6962489 A JP6962489 A JP 6962489A JP H07117675 B2 JPH07117675 B2 JP H07117675B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コヒーレント光を利用する光情報処理分野、
あるいは光応用計測制御分野に使用する短波長レーザ光
源および光情報処理装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of optical information processing utilizing coherent light,
Alternatively, the present invention relates to a short wavelength laser light source and an optical information processing device used in the field of optical measurement and control.
従来の技術 第7図に従来の短波長レーザ光源の構成図を示す。第7
図で21は半導体レーザ、24はコリメータレンズ、25はフ
ォーカスレンズ、27は光波長変換素子である。マウント
20に取り付けられた半導体レーザ21はCW電源50により定
電流で駆動されており基本波P1を出射する。発生した基
本波P1はコリメータレンズ24で平行光にされ、半波長板
26で偏光方向が90度回転された後、フォーカスレンズ25
により集光され光波長変換素子27に形成された光導波路
2の端部より光導波路2に入る。光導波路2中で高調波
P2に変換されフィルター28を通過して外部に放射され
る。以下0.84μmの波長の基本波に対する高調波発生
(波長0.42μm)について第8図を用いて詳しく述べ
る。[T.Taniuchi and K.Yamamoto,“Second harmonic
generation by Cherenkov radiation in proton−excha
nged LiNbO3 optical waveguide",シーエル イー オ
ー(CLEO)86,WR3,1986年、参照]。第8図は光波長変
換素子の斜視図および断面図である。LiNbO3基板1に形
成された埋め込み型の光導波路2の入射面5に半導体レ
ーザからの基本波P1の光を入射すると、基本波の導波モ
ードの実効屈折率N1と高調波の実効屈折率N2が等しくな
るような条件が満足されるとき、光導波路2からLiNbO3
基板1内に高調波P2の光が効率良く放射され、光波長変
換素子として動作する。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a block diagram of a conventional short wavelength laser light source. 7th
In the figure, 21 is a semiconductor laser, 24 is a collimator lens, 25 is a focus lens, and 27 is a light wavelength conversion element. mount
The semiconductor laser 21 attached to 20 is driven by a CW power source 50 at a constant current and emits a fundamental wave P1. The generated fundamental wave P1 is collimated by the collimator lens 24 and converted into a half-wave plate.
After the polarization direction is rotated 90 degrees at 26, focus lens 25
Then, the light enters the optical waveguide 2 from the end of the optical waveguide 2 formed by the light wavelength conversion element 27. Harmonics in optical waveguide 2
It is converted to P2, passes through the filter 28, and is emitted to the outside. The generation of higher harmonics (wavelength 0.42 μm) with respect to the fundamental wave having a wavelength of 0.84 μm will be described below in detail with reference to FIG. [T. Taniuchi and K. Yamamoto, “Second harmonic
generation by Cherenkov radiation in proton−excha
nged LiNbO 3 optical waveguide ", CLEO 86, WR3, 1986, reference]. Fig. 8 is a perspective view and a sectional view of the optical wavelength conversion element. Embedded type formed on the LiNbO 3 substrate 1 When the light of the fundamental wave P1 from the semiconductor laser is incident on the incident surface 5 of the optical waveguide 2 of, the condition that the effective refractive index N1 of the guided mode of the fundamental wave and the effective refractive index N2 of the harmonic wave are satisfied is satisfied. The optical waveguide 2 to LiNbO 3
The harmonic P2 light is efficiently radiated into the substrate 1 and operates as a light wavelength conversion element.
このような従来の光波長変換素子は埋め込み型の光導波
路を基本構成要素としていた。この埋め込み型光導波路
の製造方法としては、強誘電体基板であるLiNbO3基板1
にCrまたはAl等を蒸着し、フォトプロセスおよびエッチ
ングにより幅数μmのスリットを開けたものを安息香酸
中で熱処理を行い光導波路2となる高屈折率層(基板と
の屈折率差ΔNe=0.13程度)を形成していた。[J.L.Ja
ckel,G.E.Rice,and J.J.Veselka,“Proton exchange fo
r high−index waveguides in LiNbO3“Appl.Phys.Let
t.(アプライド フィジックス レター),Vol41,No.7,
pp607−608(1982)]参照 上記安息香酸処理により作製される光波長変換素子は半
導体レーザからの波長0.84μmの基本波P1に対して光導
波路の厚み0.5μmで最大変換効率を示し、光導波路の
長さを6mm、半導体レーザを120mWで駆動し光導波路内で
の基本波P1=40mWにしたときP2=0.4mWの高調波が得ら
れていた。この場合の変換効率P1/P2は1%である。Such a conventional optical wavelength conversion element has an embedded optical waveguide as a basic constituent element. As a method of manufacturing this embedded optical waveguide, a LiNbO 3 substrate 1 which is a ferroelectric substrate is used.
High refractive index layer (refractive index difference ΔNe = 0.13 with substrate) to be the optical waveguide 2 by vapor-depositing Cr or Al etc. on the substrate, heat-treating the one with slits of several μm width by photo process and etching in benzoic acid. Formed). [JLJa
ckel, GERice, and JJVeselka, “Proton exchange fo
r high−index waveguides in LiNbO 3 “Appl.Phys.Let
t. (Applied Physics Letter), Vol41, No.7,
pp607-608 (1982)]. The optical wavelength conversion element manufactured by the above-mentioned benzoic acid treatment shows the maximum conversion efficiency at the optical waveguide thickness of 0.5 μm with respect to the fundamental wave P1 having a wavelength of 0.84 μm from the semiconductor laser. When the semiconductor laser was driven at 120 mW and the fundamental wave was P1 = 40 mW in the optical waveguide, a harmonic wave of P2 = 0.4 mW was obtained. The conversion efficiency P1 / P2 in this case is 1%.
発明が解決しようとする課題 上記のような半導体レーザを基本とした短波長レーザ光
源では半導体レーザの信頼性を考えると40mW以上で使用
することは困難であり、レンズの損失および光導波路と
の結合損失を考えると利用できる基本波出力は20mW程度
である。そのため高調波出力は0.1mWしか得られず短波
長レーザ光源の光情報処理分野での実用レベルである1m
W以上の高調波を安定に得ることが困難であった。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the short wavelength laser light source based on the above semiconductor laser, it is difficult to use at 40 mW or more in consideration of the reliability of the semiconductor laser, and the loss of the lens and the coupling with the optical waveguide. Considering the loss, the usable fundamental wave output is about 20 mW. Therefore, the harmonic output is only 0.1 mW, which is 1 m, which is a practical level in the optical information processing field of short wavelength laser light sources.
It was difficult to stably obtain higher harmonics of W or higher.
課題を解決するための手段 本発明は、半導体レーザのドライブに新たな工夫を加え
ることにより高調波出射パワーの高出力化および安定化
を可能とするものである。Means for Solving the Problems The present invention enables higher output and stabilization of the harmonic emission power by adding a new device to the drive of the semiconductor laser.
そのために本発明の短波長レーザ光源は光導波路が形成
された非線形光学効果を有する基板より成る光波長変換
素子と半導体レーザと前記半導体レーザを駆動する電源
を備え、なおかつ前記半導体レーザは500MHz以上の高周
波でドライブされるという手段を用いるものである。Therefore, the short-wavelength laser light source of the present invention comprises an optical wavelength conversion element consisting of a substrate having an optical waveguide formed with an optical waveguide, a semiconductor laser and a power supply for driving the semiconductor laser, and the semiconductor laser is 500 MHz or more. It is driven by high frequency.
作用 上記手段により基本波を発生する半導体レーザへ高周波
ドライブすることで、半導体レーザをパルス動作させ出
射される基本波の平均パワーを上げることなく基本波の
ピークパワーを大幅に向上させることが可能となる。こ
れにより光波長変換素子の高調波への変換効率をアップ
し高調波の平均出力の大幅向上が図れる。By performing high-frequency drive to the semiconductor laser that generates the fundamental wave by the above means, it is possible to significantly improve the peak power of the fundamental wave without increasing the average power of the emitted fundamental wave by pulse-operating the semiconductor laser. Become. As a result, the conversion efficiency of the light wavelength conversion element into a harmonic can be improved and the average output of the harmonic can be greatly improved.
実施例 本発明の短波長レーザ光源の実施例について図を用いて
説明する。第1図に光波長変換素子を用いて説明される
短波長レーザ光源の一種である青色レーザ光源の構成図
を示す。この青色レーザ光源は光導波路2が形成された
非線形光学効果を有する基板から成る光波長変換素子27
と半導体レーザ21と半導体レーザ21を駆動する電源であ
る高周波電源100より基本的に構成される。その製造方
法としてはまずマウント20に光波長変換素子27の光導波
路2の形成されている面側を接着した。次にNAが0.6の
フォーカスレンズ25および半波長板26をマウント20中に
挿入し固定した。次にNAが0.3のコリメータレンズ24、
半導体レーザ21を挿入した後、半導体レーザ21を駆動し
基本波P1が光波長変換素子27の入射部3に焦点を結ぶよ
うにコリメータレンズ24および半導体レーザ21を動かし
出射する高調波P2が最大になるようにした後固定を行っ
た。その後、散乱して出る基本波に対する吸収フィルタ
ー28をマウント20に取り付けた。第1図で半導体レーザ
21は0.78μmの発振波長のものでCW電源より一定電流
(以下これをDCバイアスとよぶ)をまた高周波電源より
サイン状の高周波(1GHz)が印加されており平均パワー
40mWの基本波P1が出射されている。この基本波P1がレン
ズ24,25および半波長板26を用いて光波長変換素子27に
入射し高調波P2が発生する。半波長板26は半導体レーザ
21と長さ6mmの光波長変換素子27に形成された光導波路
2との偏光方向を一致させるために挿入した。また、光
導波路2の出射部4はやすりにより基本波P1が散乱する
ように荒されている。この光波長変換素子27では光導波
路2の内部に25mWの基本波P1が入射し、1.2mWの高調波
が得られトータルの変換効率は3%であった。また、高
調波の安定性は±1%以下であった。Example An example of the short wavelength laser light source of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of a blue laser light source which is a kind of short wavelength laser light source explained by using a light wavelength conversion element. This blue laser light source is an optical wavelength conversion element 27 composed of a substrate having a nonlinear optical effect on which an optical waveguide 2 is formed.
It is basically composed of a semiconductor laser 21 and a high frequency power supply 100 which is a power supply for driving the semiconductor laser 21. As the manufacturing method, first, the surface of the optical wavelength conversion element 27 on which the optical waveguide 2 is formed is bonded to the mount 20. Next, the focus lens 25 having an NA of 0.6 and the half-wave plate 26 were inserted into the mount 20 and fixed. Next, collimator lens 24 with NA 0.3,
After inserting the semiconductor laser 21, the semiconductor laser 21 is driven to move the collimator lens 24 and the semiconductor laser 21 so that the fundamental wave P1 is focused on the incident portion 3 of the optical wavelength conversion element 27, and the maximum harmonic P2 emitted. After that, fixation was performed. After that, the absorption filter 28 for the fundamental wave scattered and emitted was attached to the mount 20. Figure 1 shows a semiconductor laser
21 is an oscillation wavelength of 0.78 μm, a constant current (hereinafter referred to as DC bias) is applied from the CW power supply, and a sine-shaped high frequency (1 GHz) is applied from the high frequency power supply.
A fundamental wave P1 of 40 mW is emitted. This fundamental wave P1 is incident on the optical wavelength conversion element 27 using the lenses 24 and 25 and the half-wave plate 26, and a harmonic wave P2 is generated. Half-wave plate 26 is a semiconductor laser
21 and the optical waveguide 2 formed in the optical wavelength conversion element 27 having a length of 6 mm were inserted to match the polarization directions. The emitting portion 4 of the optical waveguide 2 is roughened by a file so that the fundamental wave P1 is scattered. In this optical wavelength conversion element 27, the fundamental wave P1 of 25 mW was incident on the inside of the optical waveguide 2, a harmonic wave of 1.2 mW was obtained, and the total conversion efficiency was 3%. The stability of harmonics was ± 1% or less.
高周波電源からの電気波形と高周波でドライブされた半
導体レーザ21により出射される基本波の波形を第2図
(a)および(b)にそれぞれしめす。半導体レーザ21
は電気波形(a)の高速性に応答できず緩和振動を生じ
パルス的に発振する。そしてこの場合の半導体レーザ21
のピーク出力は1W程度となり高調波への変換効率は10%
を上回ることとなる。この場合の半導体レーザ21の平均
パワーは40mWと信頼性の点で問題はない。変換されてで
る高調波のパワーはCWに比べて5〜10倍程度アップし
た。The electric waveform from the high frequency power source and the waveform of the fundamental wave emitted by the semiconductor laser 21 driven at high frequency are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively. Laser diode 21
Fails to respond to the high speed of the electric waveform (a), causes relaxation oscillation and oscillates like a pulse. And the semiconductor laser 21 in this case
The peak output is about 1W and the conversion efficiency to harmonics is 10%.
Will be exceeded. In this case, the average power of the semiconductor laser 21 is 40 mW, and there is no problem in terms of reliability. The power of the converted harmonics is about 5 to 10 times higher than that of CW.
第3図に半導体レーザ21の平均パワーを40mWとした時の
ドライブ周波数と高調波出力の関係を示す。22に示す周
波数領域すなわち500MHz以上の領域ではドライブ周波数
に対して高調波出力が比例して増加しており有利に高周
波出力が得られる。出力を大きくすることにより高い周
波数の方が有利であり、これは周波数が増すと半導体レ
ーザのパルス波形の半値幅が狭まるためと考えられる。
第4図に高周波ドライブと高周波重畳のそれぞれの場合
のドライブ方法の違いを説明するための半導体レーザの
I−L特性(電流−出力特性)を示す。高周波重畳は単
に半導体レーザの安定化の目的で使用されるため半導体
レーザの発振のしきい値Ithを少し切ったところで使わ
れる。つまり第4図(a)のようにピーク電流IPと動作
電流Ibの差(Ip−Ib)は動作電流としきい値電流の差
(Ib−Ith)の大きくても2倍程度である。これに対し
て半導体レーザのピークパワーの増加が目的の高周波ド
ライブでは少なくとも(Ip−Ib)は(Ib−Ith)の3
倍、通常では5〜10倍はある。なお高周波のドライブパ
ワーは1W以上のときに特にピークパワーがアップする。
又、DCバイアスをかけた場合の方がかけない時に比べて
ピークパワーが大きい。FIG. 3 shows the relationship between the drive frequency and the harmonic output when the average power of the semiconductor laser 21 is 40 mW. In the frequency region shown by 22, that is, in the region of 500 MHz or more, the harmonic output increases in proportion to the drive frequency, and a high frequency output can be advantageously obtained. A higher frequency is more advantageous by increasing the output, and it is considered that the half width of the pulse waveform of the semiconductor laser becomes narrower as the frequency increases.
FIG. 4 shows the IL characteristic (current-output characteristic) of the semiconductor laser for explaining the difference in the driving method between the high frequency drive and the high frequency superposition. Since the high frequency superposition is used only for the purpose of stabilizing the semiconductor laser, it is used just below the threshold I th of oscillation of the semiconductor laser. That is, as shown in FIG. 4A, the difference between the peak current I P and the operating current I b (I p −I b ) is twice as large as the difference between the operating current and the threshold current (I b −I th ). It is a degree. On the other hand, in a high-frequency drive intended to increase the peak power of the semiconductor laser, at least (I p −I b ) is at least 3 (I b −I th ).
Times, usually 5 to 10 times. The peak power of the high frequency drive power increases especially when it is 1 W or more.
Moreover, the peak power is larger when the DC bias is applied than when it is not applied.
第5図に短波長レーザ光源の基本構成要素となる光波長
変換素子の製造工程図を示す。まず同図(a)でMgOが
ドープされたLiNbO3基板1上に保護マスクであるTa2O5
膜12を300Aスパッタ蒸着を行った。次に同図(b)で厚
み0.7μmのフォトレジスト11をパターン化した後、CF4
ガスを用いて保護マスク12をドライエッチングし、スリ
ットを形成した。次にフォトレジスト11を除去した後、
同図(C)でLiNbO3基板1に燐酸の一種であるピロ燐酸
中で230℃、9分間熱処理(プロトン変換処理)を行い
厚み0.37μmの光導波路2を形成した。その後、同図
(d)で保護マスク12を除去した。Ta2O512の除去には
弗酸を用いた。除去後スパッタにより表面の保護膜とし
てSiO2膜14を4000A蒸着した。最後に光導波路2に垂直
な面を光学研磨した後、ARコートを行いさらに基本波の
出射端をカットした。これにより光波長変換素子が製造
された。この素子の長さは6mmである。また本実施例で
はMgOがドーピングされている基板を用いているため短
波長の光に対しても光損傷が防止でき高調波の出力変動
がない。なお実施例ではTa2O5を用いているがTaと酸素
の割合が異なるものでも構わない。出射端をカットした
のは高調波P2に変換されずに伝搬していった大部分の基
本波を出射部4で散乱させるためである。これにより半
導体レーザには基本波は戻らないため半導体レーザの出
力および縦モードは安定になり、これに伴い高調波の出
力も安定となる。さらに半導体レーザに高調波ドライブ
を行うと高調波出力の変動±1%以下に抑えることがで
きた。FIG. 5 shows a manufacturing process diagram of an optical wavelength conversion element which is a basic constituent element of a short wavelength laser light source. First, as shown in FIG. 3A, a protective mask Ta 2 O 5 is formed on the MgO-doped LiNbO 3 substrate 1.
Film 12 was sputter deposited at 300A. After patterning the photoresist 11 of the thickness 0.7μm then in FIG (b), CF 4
The protective mask 12 was dry-etched using gas to form slits. Next, after removing the photoresist 11,
In FIG. 2C, the LiNbO 3 substrate 1 was heat-treated (proton conversion treatment) at 230 ° C. for 9 minutes in pyrophosphoric acid, which is a kind of phosphoric acid, to form an optical waveguide 2 having a thickness of 0.37 μm. After that, the protective mask 12 was removed as shown in FIG. Hydrofluoric acid was used to remove Ta 2 O 5 12. After removal, a SiO 2 film 14 was deposited as a protective film on the surface by 4000 A by sputtering. Finally, after optically polishing the surface perpendicular to the optical waveguide 2, AR coating was performed to further cut the emitting end of the fundamental wave. As a result, a light wavelength conversion element was manufactured. The length of this element is 6 mm. Further, in this embodiment, since the MgO-doped substrate is used, light damage can be prevented even for light having a short wavelength, and the output of harmonics does not fluctuate. Although Ta 2 O 5 is used in the examples, different ratios of Ta and oxygen may be used. The emission end is cut off in order to scatter at the emission part 4 most of the fundamental wave that propagated without being converted into the harmonic P2. As a result, the fundamental wave does not return to the semiconductor laser, so that the output and longitudinal mode of the semiconductor laser are stable, and accordingly, the output of harmonics is also stable. Further, when the semiconductor laser was driven with harmonics, the fluctuation of the harmonic output could be suppressed to ± 1% or less.
また、0.65〜1.6μmの波長の基本波を用いて本光波長
変換素子による高調波発生を確認した。In addition, it was confirmed that the fundamental wave having a wavelength of 0.65 to 1.6 μm was used to generate harmonics by the optical wavelength conversion element.
次に第2の実施例として本発明の短波長レーザ光源を基
本波の波長1.3μmの半導体レーザと波長0.8μmの半導
体レーザおよび光波長変換素子により構成したものにつ
いて説明する。第6図において31は波長1.3μmの半導
体レーザ、32は波長0.86μmの半導体レーザ、27は光波
長変換素子である。この実施例ではそれぞれの半導体レ
ーザは光波長変換素子に直接結合されている。つまりレ
ンズを用いない結合を行っている。入射導波路33,34を
伝搬した基本波P1,P3はY分岐35で合波され光導波路2
に入りここで変換され和周波P2(波長0.52μm)として
放射される。光導波路2を伝搬し端部まで達した基本波
P1,P3は出射部4で散乱され、半導体レーザ31及び32に
は戻り光がなく安定に動作する。出射部4はCO2レーザ
を用いて基本波が散乱するように加工を行った。半導体
レーザ31,32のそれぞれに高周波ドライブを行うことに
より波周波P2が高出力でしかも安定に得られた。半導体
レーザ31,32のドライブには同じ1.2GHzの高周波電源を
用い同時に緩和振動を生じさせ基本波のパルス波形のピ
ークが重なるように調整を行った。このように本構成は
和周波発生にも有効である。本実施例では半導体レーザ
からの基本波が直接光導波路に入射する構成を採った
が、このようにすると光源が非常にコンパクトになりレ
ーザプリンタなどの光情報処理装置としても有利であ
る。Next, as a second embodiment, a short wavelength laser light source of the present invention constituted by a semiconductor laser having a fundamental wavelength of 1.3 μm, a semiconductor laser having a wavelength of 0.8 μm and an optical wavelength conversion element will be described. In FIG. 6, 31 is a semiconductor laser having a wavelength of 1.3 μm, 32 is a semiconductor laser having a wavelength of 0.86 μm, and 27 is an optical wavelength conversion element. In this embodiment, each semiconductor laser is directly coupled to the light wavelength conversion element. That is, the coupling is performed without using a lens. The fundamental waves P1 and P3 propagating through the incident waveguides 33 and 34 are combined by the Y branch 35, and the optical waveguide 2
It enters and is converted here and radiated as the sum frequency P2 (wavelength 0.52 μm). Fundamental wave that propagates through the optical waveguide 2 and reaches the end
P1 and P3 are scattered by the emission part 4, and the semiconductor lasers 31 and 32 do not return light and operate stably. The emission part 4 was processed using a CO 2 laser so that the fundamental wave was scattered. By performing high frequency drive on each of the semiconductor lasers 31 and 32, the wave frequency P2 was obtained with high output and stability. The same 1.2 GHz high-frequency power source was used to drive the semiconductor lasers 31 and 32, and relaxation oscillation was simultaneously generated so that the peaks of the pulse waveforms of the fundamental waves were adjusted. As described above, this configuration is also effective for sum frequency generation. In this embodiment, the fundamental wave from the semiconductor laser is directly incident on the optical waveguide. However, this makes the light source extremely compact and is advantageous as an optical information processing apparatus such as a laser printer.
次に第3の実施例として本発明の短波長レーザ光源を光
ディスクの読み取りに応用した光情報処理装置について
説明する。実施例1で製造されたこの短波長レーザ光源
により得られた高調波を整形光学系である整形レンズに
より発散光側を平行光になるようにビーム整形を行い、
両側ともに平行光とする。この平行光にされた高調波は
偏光ビームスプリッタを通過後、フォーカシングレンズ
で集光され光ディスク上に0.6μmのスポットを結ぶ。
この反射信号は再び偏光ビームスプリッタを通過後、受
光器に入射する。波長0.84μm,出力40mWの半導体レーザ
を用い960MHzでドライブすることにより2mWの高調波が
放射された。使用した光波長変換素子の長さは12mmであ
る。Next, as a third embodiment, an optical information processing apparatus in which the short wavelength laser light source of the present invention is applied to read an optical disk will be described. The harmonics obtained by the short-wavelength laser light source manufactured in Example 1 are beam-shaped by a shaping lens which is a shaping optical system so that the divergent light side becomes parallel light,
Both sides use parallel light. After passing through the polarization beam splitter, the collimated harmonics are condensed by a focusing lens to form a spot of 0.6 μm on the optical disc.
The reflected signal again passes through the polarization beam splitter and then enters the light receiver. By driving a semiconductor laser with a wavelength of 0.84 μm and an output of 40 mW at 960 MHz, a harmonic wave of 2 mW was radiated. The length of the light wavelength conversion element used is 12 mm.
このように本発明の光情報処理装置では半導体レーザを
高周波ドライブした短波長レーザ光源を用いることで安
定にしかも高出力の高調波を取り出すことができる。そ
のため、従来使用していた0.8μm帯の半導体レーザを
用いた光ディスクの読み取り系に比べて半分のスポット
に絞ることができ光ディスクの記録密度を4倍に向上す
ることができる。この例のように極めて高速にドライブ
するため通常の光情報処理装置の信号記録、再生に影響
を与えない。As described above, in the optical information processing apparatus of the present invention, by using the short-wavelength laser light source in which the semiconductor laser is driven at a high frequency, it is possible to stably extract high-power harmonics. Therefore, the spot can be narrowed down to a half of the reading system of the optical disc using the 0.8 μm band semiconductor laser which has been conventionally used, and the recording density of the optical disc can be increased four times. Since the driving is performed at an extremely high speed as in this example, it does not affect the signal recording / reproducing of the ordinary optical information processing apparatus.
なお光ディスク以外にもレーザプリンタ、製版機などの
光情報処理装置にも利用することができる。In addition to the optical disc, it can be used for an optical information processing device such as a laser printer or a plate making machine.
なお、実施例では出射部で基本波を散乱させたが、出射
部に吸収体を塗布するなどにより基本波を吸収すること
も効果的である。また、実施例では非線形光学定数の大
きなLiNbO3を用いたが、他にLiTaO3、KNbO3などの強誘
電体、MNAなどの有機物質、またはZnSなどの化合物半導
体などの非線形光学定数の大きな基板であれば用いるこ
とができる。Although the fundamental wave is scattered at the emitting portion in the embodiment, it is also effective to absorb the fundamental wave by applying an absorber to the emitting portion. Although LiNbO 3 having a large nonlinear optical constant is used in the examples, other substrates such as LiTaO 3 , ferroelectrics such as KNbO 3 , organic materials such as MNA, or compound semiconductors such as ZnS having a large nonlinear optical constant are used. If it can be used.
発明の効果 以上説明したように本発明の短波長レーザ光源によれ
ば、半導体レーザを高周波でドライブしそのピークパワ
ーを上げ光波長変換素子の高調波への変換効率を向上さ
せることが可能となり、これにより高調波または和周波
の出力を大幅に向上することができる。As described above, according to the short wavelength laser light source of the present invention, it is possible to drive the semiconductor laser at a high frequency to increase its peak power and improve the conversion efficiency of the optical wavelength conversion element into a harmonic, As a result, the output of the harmonic wave or the sum frequency can be significantly improved.
また、基本波を発生する半導体レーザを高周波ドライブ
することにより半導体レーザへの戻り光に強くなり安定
な高調波出力が得られる。Further, by driving a semiconductor laser that generates a fundamental wave at a high frequency, it becomes strong against the returning light to the semiconductor laser, and a stable harmonic wave output can be obtained.
上記短波長レーザ光源を組み込んだ光情報処理装置とし
ては高出力で安定な短波長光を利用でき記録密度および
感度が大幅に向上する。As an optical information processing apparatus incorporating the above short wavelength laser light source, high output and stable short wavelength light can be used, and recording density and sensitivity are significantly improved.
第1図は本発明の短波長レーザ光源の構成図、第2図は
電気波形および半導体レーザの波形図、第3図は高調波
出力のドライブ周波数依存性を示すグラフ、第4図は半
導体レーザのI−L特性図、第5図は本発明の光波長変
換素子の製造工程図,第6図は本発明の第2の実施例の
短波長レーザ光源の構成図、第7図は従来の短波長レー
ザ光源の構成図、第8図は従来の光波長変換素子の構成
図である。 1……LiNbO3基板、2……光導波路、3……入射部、4
……出射部、21……半導体レーザ。FIG. 1 is a configuration diagram of a short wavelength laser light source of the present invention, FIG. 2 is an electrical waveform and a semiconductor laser waveform diagram, FIG. 3 is a graph showing drive frequency dependence of harmonic output, and FIG. 4 is a semiconductor laser. FIG. 5 is a manufacturing process diagram of an optical wavelength conversion element of the present invention, FIG. 6 is a configuration diagram of a short wavelength laser light source of a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 8 is a block diagram of a short wavelength laser light source, and FIG. 8 is a block diagram of a conventional light wavelength conversion element. 1 ... LiNbO 3 substrate, 2 ... Optical waveguide, 3 ... Incident part, 4
…… Emitting part, 21 …… Semiconductor laser.
Claims (7)
する基板より成る光波長変換素子と少なくとも1つの半
導体レーザと前記半導体レーザを駆動する電源を備え、
前記半導体レーザを500MHz以上の高周波でドライブする
ことを特徴とする短波長レーザ光源。1. An optical wavelength conversion element comprising a substrate having an optical waveguide in which an optical waveguide is formed, at least one semiconductor laser, and a power supply for driving the semiconductor laser.
A short-wavelength laser light source characterized by driving the semiconductor laser at a high frequency of 500 MHz or more.
する基板より成る光波長変換素子と少なくとも1つの半
導体レーザと前記半導体レーザを駆動する電源を備え、
前記半導体レーザを500MHz以上の高周波でドライブする
短波長レーザ光源と整形光学系を有する光情報処理装
置。2. An optical wavelength conversion element comprising a substrate having an optical waveguide formed with a non-linear optical effect, at least one semiconductor laser, and a power supply for driving the semiconductor laser,
An optical information processing apparatus having a short wavelength laser light source for driving the semiconductor laser at a high frequency of 500 MHz or more and a shaping optical system.
a1-xO3(0≦X≦1)基板又はMgOがドーピングされたL
iNbxTa1-xO3(0≦X≦1)基板を使用したことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の短波長レーザ光源ま
たは同第2項記載の光情報処理装置。3. LiNb x T as a substrate having a nonlinear optical effect
a 1-x O 3 (0 ≦ X ≦ 1) substrate or MgO-doped L
The short wavelength laser light source according to claim 1 or the optical information processing device according to claim 2, wherein an iNb x Ta 1-x O 3 (0 ≦ X ≦ 1) substrate is used.
に入射する構成となる特許請求の範囲第1項記載の短波
長レーザ光源または同第2項記載の光情報処理装置。4. The short wavelength laser light source according to claim 1 or the optical information processing device according to claim 2, wherein the fundamental wave from the semiconductor laser is directly incident on the optical waveguide.
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の短波
長レーザ光源または同第2項記載の光情報処理装置。5. A short-wavelength laser light source according to claim 1 or an optical information processing device according to claim 2, wherein an antireflection film is formed on the incident portion of the fundamental wave.
する特許請求の範囲第1項記載の短波長レーザ光源また
は同第2項記載の光情報処理装置。6. The short wavelength laser light source according to claim 1 or the optical information processing device according to claim 2, wherein the high frequency power is 1 W or more.
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の短波長レーザ光
源または同第2項記載の光情報処理装置。7. A short wavelength laser light source according to claim 1 or a light information processing device according to claim 2, wherein a DC bias is applied to the semiconductor laser.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1069624A JPH07117675B2 (en) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | Short wavelength laser light source and optical information processing device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1069624A JPH07117675B2 (en) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | Short wavelength laser light source and optical information processing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248933A JPH02248933A (en) | 1990-10-04 |
| JPH07117675B2 true JPH07117675B2 (en) | 1995-12-18 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS61290426A (en) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Sharp Corp | Higher harmonic generator |
| JPH0769555B2 (en) * | 1987-07-20 | 1995-07-31 | 松下電器産業株式会社 | Optical wavelength converter |
-
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- 1989-03-22 JP JP1069624A patent/JPH07117675B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02248933A (en) | 1990-10-04 |
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