擬似位相整合法を用いた第二高調波発生用導波路型素子の最適化に関する研究

准相位匹配法波导式二次谐波发生装置优化研究

• 批准号: 04650338
• 负责人: 藤井 陽一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650338/
• 关键词: 第二高調波発生; 分極反転; 擬似位相整合; ニオブ酸リチウム; KTP; 光損傷; プロトン交換法; Rbイオン交換法

CD用、レーザプリンタ用の光源として重要な、コヒーレントで安定な短波長光源を得るための第二高調波発生(SHG)素子の設計・作製を行い、また、最適な材料を決定するための物性パラメータの測定を行った。このために、周期的な分極反転構造を用いた擬似位相整合によるSHG素子を設計・試作した。ニオブ酸リチウム(LN)上にTi拡散により10.7μm周期の周期的分極反転構造を作製した後、プロトン交換光導波路を作製した。この擬似位相整合素子に基本波としてYAGレーザを入射し、SHGを確認した。また、SHG素子の高効率化を阻む最大の原因である光損傷の定量的な測定を行うことにより、最適な材料について検討した。代表的なSHG材料はLN結晶であるが、Mg0ドープLN結晶、KTP結晶は、より光損傷に強いことが報告されている。ここでは、LN及びMgOドープLN結晶にプロトン交換法を用いて作製した平面導波路、KTP結晶にRbイオン交換法により作製した平面導波路について光損傷の定量的な測定を行った。測定の結果、プロトン交換層はTi拡散層に比べ10^4倍光損傷に強いが、導波層のアニール処理により光損傷耐性が減少することがわかった。SHG素子の作製の際、プロトン交換によって減少した非線形定数を回復させるためプロトン交換層を数時間アニールする必要がある。この場合、プロトン交換のみのものに比べて10^<-2>程度光損傷耐性が減少し、Mg0ドープの有無にかかわらず同様の結果が得られた。Rbイオン交換KTP導波路の光損傷耐性は作製条件により異なり、プロトン交換後数時間アニールした結晶とほぼ同じかやや大きめで、有望なSHG材料であることがわかった。また擬似位相整合素子においては、光損傷による屈折率変化が周期的分極反転構造により打ち消されて光損傷耐性が3倍程度向上し、構造自体が光損傷に強いことが実験により確認された。

The design and manufacture of the second high-wavelength generator (SHG) element are carried out during the determination of the physical properties of the light source used for CD, laser and laser. The structure of the periodic polarization is used to simulate the phase integration of SHG elements. The structure of polarization inversion with a period of 10.7μm is controlled by the Ti dispersion on the top of the optical waveguide (LN). The quasi-phase integrin fundamental wave is confirmed by the incident wave and SHG. The reason for the high efficiency of SHG elements and the maximum resistance is that the quantitative measurement of light damage is carried out and the optimum material is discussed. Representative SHG materials include LN crystals, Mg0 crystals and KTP crystals. For the quantitative measurement of photodamage in planar waveguides, LN and MgO crystal exchange methods were used. As a result of the measurement, the optical damage of the optical exchange layer is 10^4 times stronger than that of the Ti diffusion layer, and the optical damage resistance of the waveguide layer is reduced. SHG element operation, switching, reduction of non-linear fixed number, switching, number of times necessary In this case, the <-2>light damage resistance of the switch is reduced to a degree of 10^, and the same result is obtained for the presence or absence of Mg0. The light damage resistance of Rb switched KTP waveguide is controlled by different conditions, such as the number of times after switching, crystallization, and hopeful SHG materials. The photodamage tolerance of the pseudo-phase integrin is 3 times higher than that of the periodic polarization structure, and the photodamage tolerance of the structure is 3 times higher than that of the periodic polarization structure.

项目成果

近藤 由紀子: "LNプロトン交換導波路およびKTPイオン交換導波路の光損傷感度" JAPAN OPTICS '92 (光学連合シンポジウム京都'92)講演予稿集. 35-36 (1992)

Yukiko Kondo：“LN 质子交换波导和 KTP 离子交换波导的光学损伤敏感性”JAPAN OPTICS 92（京都光学联盟研讨会 92）论文集 35-36 (1992)。

近藤 由紀子: "アニールしたプロトン交換導波路の光損傷感度" 電子情報通信学会技術研究報告. 49-54 (1992)

Yukiko Kondo：“退火质子交换波导的光学损伤敏感性”IEICE 技术报告 49-54 (1992)。

Yukiko Kondo: "Quantitatively Measured Photorefractive Sensitivity of Proton-Exchanged LN,Proton-Exchanged MgO-Doped LN and Ion-exchanged KTP Waveguides." Tenth Topical Meeting on GRADIENT-INDEX OPTICAL SYSTEMS. 171-174 (1992)

Yukiko Kondo：“质子交换 LN、质子交换 MgO 掺杂 LN 和离子交换 KTP 波导的光折变灵敏度的定量测量。”

近藤 由紀子: "LN結晶及びMgOドープLN結晶のプロトン交換導波路の光損傷特性" 第39回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. 984- (1992)

Yukiko Kondo：“LN 晶体和 MgO 掺杂 LN 晶体中质子交换波导的光学损伤特性”第 39 届应用物理协会会议记录 984-（1992）。

油原 敏哉: "プロトン交換LiTaO3光導波路の光損傷耐性" 第39回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. 983- (1992)

Toshiya Yuhara：“质子交换LiTaO3光波导的光学损伤抵抗力”第39届应用物理学会会议记录983-（1992）。