is.【0009】先ず、QPMについて説明する。Waveguide)31を形成している各領域31a,31bの自然分極方向が交互に反転して形成されるものである。(10)式を満たすように形成する。(10)式中、X=1,2,3であり、mは自然数である。なるように形成し、mが偶数次数の場合には同各領域の長さが等しくない所定比になるように形成する。).【0012】以上のように分極反転の周期構造を決定すれば、QPMによるSHGまたはSFGが実現する。QPM.【0013】次に、BPMについて説明する。BPMの場合は、図6に示したセグメンテドウエーブガイド31を決めているそれぞれの領域は分極方向が異なるのではなく、屈折率分散特性の異なる領域とされる。ここで、この式をもう少し詳しく説明する。(λ)は、波長λの光の常光線および異常光線に対する屈折率である。)に形成されるセグメンテドウエーブガイドは常光線も異常光線も導波するのでBPMを実現することが可能である。II(基本波光の偏光方向が直交するタイプ)の位相整合を実現できることになる。(16),(17)式を満たすことがQPMにおける(10)式を満たすことに相当する。QPM.【0014】文献IIの技術では以上の方法で2種類の波長の異なる光をセグメンテドウエーブガイドに導入して2種類ないし3種類の波長の異なる光に変換することに成功している。具体例で説明すれば以下のとおりである。SHG)に変換し、また、m=1のQPMによるSFGにより波長421.5nmの光(波長1023.0nm及び716.7nmの光のSFG)に変換することに成功している。717.9nmの光のSHG)に変換することに成功している。generated結晶49に入力してその第2高調波を得る素子が開示されている。[0018]【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献I、IIに開示された方式による従来の波長変換素子では、以下の〜の問題点があった。below.【0019】:入力光として波長の異なる2種類の光であって位相整合条件を満たす2種類の光が必要である点。required.【0020】:上記2種類の入力光を1本の光導波路に入力する必要があるという点。light.【0021】:文献IIに開示された方法によれば入力光の波長に関する条件が厳しいので入力光用光源として波長可変のレーザ(具体的にはTi:サファイヤレーザ)が使用されている点。これは、一般的な半導体レーザを入力光用光源として使用できないことを意味するので、波長変換素子は実用化するうえでは問題になる。Nd:YAGロッド及びKTP結晶の2種類の構成部品が必要であるので、例えば装置が大型化する、変換効率の点において不利であるなどの問題点がある。efficiency.【0023】この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、したがってこの出願の第一発明の第一の目的は、上記、及びの問題点を解決出来る波長変換素子を提供することにある。この出願の第一発明の第二の目的は上記〜の問題点を解決出来る波長変換素子を提供することにある。この出願の第二発明の目的は、第一発明の波長変換素子の入力光用光源として半導体レーザを使用する際に好適な、第一発明の波長変換素子の使用方法を提供することにある。[0024]【課題を解決するための手段】この出願の各目的の達成を図るためこの出願に係る発明者は種々の検討を重ねた。1491−1492に開示されている技術に着目した。3基板にイオン交換法によって作り込んだ所定の光導波路では該光導波路に色素レーザ光を入力すると該入力光の波長とは異なる波長のレーザ光が得られるというものである。2~8.5μmのストライプ状の光導波路を形成し、さらに、その光導波路の長さが12mmとなるように基板をカットしかつ該カット面を鏡面研磨して素子を作製した点が開示されている。7μm以上である素子の場合はシングルモード導波が実現され、光導波路の幅が8μmである素子の場合はレーザ発振が生じたという点、及び、この素子の光導波路に色素レーザの発振光(波長0.814μm)を入射させると波長1.084のレーザ光が得られた点が開示されている。0.814μm).【0025】この文献IVに開示の技術は、本願が従来技術の問題点として指摘している上記、及びの問題点を解決する手段として有用であるとこの出願に係る出願人は考えた。art.【0026】したがって、この出願の第一発明の波長変換素子は、位相整合を得るための構造を有しかつレーザ活性物質が添加された非線形光学結晶から成ることを特徴とする。added.【0027】ここで、用いるレーザ活性物質及び非線形光学結晶は、設計に応じた種々のものとできる。用い得るレーザ活性物質として例えば希土元素例えばNd(ネオジム)若しくはEr(エルビウム)を挙げることが出来る。3及びKTPを挙げることが出来る。(VI)のような種々の構造が挙げられる。2で与えられる位相不整合である。22は前記レーザ光の第2高調波の波数ベクトルである。2で与えられる位相不整合である。3の光の波数ベクトルである。=M・2πを満たすようにされている構造である。)]で与えられる位相不整合である。2を満たすようにしてある構造である。2で与えられる位相不整合である。22は前記レーザ光の第2高調波の波数ベクトルである。2であってかつ波長変換効率が向上する特定の関係となるようにするのがよい。これは変換効率を考慮して適性値を求めればよい。2を満たすようにしてある構造である。1で与えられる位相不整合である。12は前記入力光の第2高調波の波数ベクトルである。2であってかつ波長変換効率が向上する特定の関係となるようにするのがよい。これは変換効率を考慮して適性値を求めればよい。角度位相整合が得られる角度で切り出すことで構成する。(hereinafter,「ブラッグ反射構造」ともいう。)をさらに具える構成とするのが良い。ここで、ブラッグ反射構造をさらに具えるとは、位相整合を得るための構造がブラッグ反射構造を兼ねる構成の場合と、位相整合を得るための構造とブラッグ反射構造とをそれぞれ別々に具える構成の場合いずれでも良い意味である。)]をも満たすよう構成するのが良い。1に対する実効屈折率である。λ1の反射光を前記半導体レーザに帰還させることを特徴とする。このように生じたレーザ光は波長変換素子の新たな入力光とみなせる。したがって、この波長変換素子では1種類の入力光のみで少なくとも2種類の基本波が得られる。この第一発明の波長変換素子では、位相整合を得るための構造を有しているので、入力光及び非線形光学効果で生じた変換光の出力方向をそろえることができる。effect.【0038】ここで、位相整合を得るための構造を上記(I)または(II)の構造とした場合はQPMによる位相整合が実現される。構造とした場合はBPMによる位相整合が実現される。BPMの双方による位相整合が実現される。位相整合を得るための構造を上記(VI)の構造とした場合は、バルクの非線形光学結晶を用いた素子が構成出来る。構造とした場合、入射光の第2高調波及びレーザ光の第2高調波の双方または一方の光と、レーザ光とが変換光として得られる。位相整合を得るための構造を上記(II)の構造とした場合、入射光及びレーザ光の和周波の光並びに差周波の光の双方または一方とレーザ光とが変換光として得られる。位相整合を得るための構造を上記(IV)または(V)の構造とした場合、入射光の第2高調波とレーザ光の第2高調波とレーザ光とが変換光として得られる。1の反射光を前記半導体レーザに帰還させる。参照して第一発明及び第二発明の実施例についてそれぞれ説明する。説明に用いる各図は、この発明を理解出来る程度に各構成成分の寸法、形状及び配置関係を概略的に示してあるにすぎない。寸法などの数値的条件はこの発明の範囲内の一例にすぎない。<素子構造の説明>図1は第一発明の波長変換素子の一構成例を示した斜視図である。3基板51」若しくは「基板51」という。MgOは、ホトリフラクティブ効果(光損傷)を回避し入射光による光導波路の損傷を防ぐために添加しているのであり、波長変換素子の機能には直接関係しない。Y方向でストライプ幅が所定幅の光導波路53を具える。)に対して高反射特性を示すコーティング(以後、「HRコーティング」。)をそれぞれ施して(図示せず)いわゆるファブリペロー共振器を構成している。2))のレーザ光が得られる。ここまで説明した構造体は上記文献IVに開示の技術と変わらない。However,この第一発明の波長変換素子では、レーザ活性物質が添加された非線形光学結晶(ここでは基板51)は、位相整合を得るための構造をさらに有するものとしてある。matching.そこで、位相整合を得るための構造についていくつかの例を挙げて以下に説明する。/2の光が得られるものになる。/2の光が得られるものになる。/2に変換する場合いずれも、波長変換の原理は同じなので、波長変換される光の波長をλ、波長変換された光の波長をλ'と一般化して第2高調波を得るための周期構造について説明する。関係(運動量保存則に当たる関係)を満たす必要がある。(4π/λ)n(λ/2)である。n(λ/2)は屈折率の波長分散特性をあらわす関数である。index.【0047】しかし、結晶の屈折率には波長依存性があるため、上記各式(a)、(b)はそのままでは満たされない。そこで、新たな付加項(位相整合項)を付け加えなければならない。(c).【0048】そして、この位相不整合を補完する方法としてQPM、BPM及び角度位相整合などを挙げることが出来る。