JP2013038096A - Plane waveguide type laser device - Google Patents

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Takuya Takasaki
拓哉 高崎
Hidenori Fukabori
秀則 深堀
Takeshi Sakimura
武司 崎村
Takayuki Yanagisawa
隆行 柳澤
Yoshihito Hirano
嘉仁 平野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress occurrences of parasitic oscillation light or ASE (amplified spontaneous emission) circling inside a plane waveguide.SOLUTION: A plane waveguide type laser device comprises: a core layer 11 which is excited by excitation light 2; a first clad layer 12 which is joined to the top face of the core layer 11; a second clad layer 13 which is joined to the underside of the core layer 11 and the top face of the first clad layer 12; an absorption layer 14 which is formed on the outside of the second clad layer 13; and a total reflection film 15 which is formed on a side face different from a side face 3a of a plane waveguide 3 upon which the excitation light 2 is incident. The plane waveguide type laser device is constructed in such a way that a laser light 4 amplified by the core layer 11 is reflected on the total reflection film 15 as it propagates while parasitic oscillation light or ASEs 5 which are confined and circling inside the plane waveguide 3 are absorbed by the absorption layer 14.

Description

この発明は、固体を励起媒質とする固体レーザ装置に関し、特に導波路内部で発生する寄生発振光とＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）を抑制して、レーザ光を発振又は増幅する平面導波路型レーザ装置に関するものである。   The present invention relates to a solid-state laser device using a solid as an excitation medium, and more particularly to a planar waveguide laser device that suppresses parasitic oscillation light and ASE (Amplified Spontaneous Emission) generated inside a waveguide, and oscillates or amplifies laser light. It is about.

屈折率がｎａの媒質Ａと、屈折率がｎｂの媒質Ｂとが接合されている固体媒質において（ｎａ＞ｎｂ）、屈折率が大きい媒質Ａから屈折率が小さい媒質Ｂに光が進行するとき、θａ＞ｓｉｎ−１（ｎｂ／ｎａ）を満たす入射角では、図１５に示すように、媒質Ａと媒質Ｂの界面で全反射が起きる性質がある。
平面導波路型レーザ装置は、この性質を用いて、励起光とレーザ光を特定の空間に閉じ込めるようにしている。 And the medium A having a refractive index of n a, (n a> n b) in the solid medium and the medium B are joined with a refractive index of n b, the light refractive index smaller medium B from having a large refractive index medium A As shown in FIG. 15, the total reflection occurs at the interface between the medium A and the medium B at an incident angle satisfying θ a > sin −1 (n b / n a ).
The planar waveguide laser device uses this property to confine the excitation light and the laser light in a specific space.

図１６は一般的な平面導波路型レーザ装置における励起光とレーザ光の閉じ込めを説明する説明図である。
図１６の平面導波路型レーザ装置は、レーザ光を閉じ込めるコア層１０１と、コア層１０１の上部に接合される第一クラッド層１０２と、コア層１０１の下部及び第一クラッド層１０２の上部に接合される第二クラッド層１０３とから構成されている。
このとき、コア層１０１の屈折率がｎ１、第一クラッド層１０２の屈折率がｎ２、第二クラッド層１０３の屈折率がｎ３であるとする。 FIG. 16 is an explanatory view for explaining confinement of excitation light and laser light in a general planar waveguide laser device.
The planar waveguide laser device of FIG. 16 includes a core layer 101 that confines laser light, a first cladding layer 102 that is bonded to the upper portion of the core layer 101, a lower portion of the core layer 101, and an upper portion of the first cladding layer 102. The second clad layer 103 is joined.
At this time, the refractive index of the core layer 101 is n 1 , the refractive index of the first cladding layer 102 is n 2 , and the refractive index of the second cladding layer 103 is n 3 .

この場合、コア層１０１内を進行するレーザ光１０４が、第一クラッド層１０２又は第二クラッド層１０３に入射する角度をθ１とするとき、下記の式（１）（２）を満たす入射角θ１のレーザ光１０４は、第一クラッド層１０２又は第二クラッド層１０３との界面で全反射するため、コア層１０１内に閉じ込められる。
θ１＞ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１） （１）
θ１＞ｓｉｎ−１（ｎ３／ｎ１） （２） In this case, when the angle at which the laser beam 104 traveling in the core layer 101 is incident on the first cladding layer 102 or the second cladding layer 103 is θ 1 , the incident angle satisfying the following expressions (1) and (2) Since the laser beam 104 of θ 1 is totally reflected at the interface with the first cladding layer 102 or the second cladding layer 103, it is confined in the core layer 101.
θ 1 > sin −1 (n 2 / n 1 ) (1)
θ 1 > sin −1 (n 3 / n 1 ) (2)

また、コア層１０１及び第一クラッド層１０２内を進行する励起光１０５が、第二クラッド層１０３に入射する角度をθ2とするとき、下記の式（３）（４）を満たす入射角θ２の励起光１０５は、第二クラッド層１０３との界面で全反射するため、コア層１０１及び第一クラッド層１０２内に閉じ込められる（例えば、特許文献１を参照）。
θ２＞ｓｉｎ−１（ｎ３／ｎ２） （３）
θ２＞ｓｉｎ−１（ｎ３／ｎ１） （４） Further, when the angle at which the excitation light 105 traveling in the core layer 101 and the first cladding layer 102 is incident on the second cladding layer 103 is θ 2 , the incident angle θ satisfying the following equations (3) and (4): Since the second excitation light 105 is totally reflected at the interface with the second cladding layer 103, it is confined in the core layer 101 and the first cladding layer 102 (see, for example, Patent Document 1).
θ 2 > sin −1 (n 3 / n 2 ) (3)
θ 2 > sin −1 (n 3 / n 1 ) (4)

ここで、図１７に示すように、平面導波路の外部の屈折率をｎ０とする。
第二クラッド層１０３内を進行する光が、下記の式（５）を満たす入射角α３で平面導波路の外部との界面（上面又は下面）に入射すると、その平面導波路の外部との界面（上面又は下面）で全反射する。
α３＞ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ３） （５）
また、コア層１０１内を進行する光が、下記の式（６）を満たす入射角α１で平面導波路の外部との界面（側面）に入射すると、その平面導波路の外部との界面（側面）で全反射する。
α１＞ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１） （６）
また、第一クラッド層１０２内を進行する光が、下記の式（７）を満たす入射角α２で平面導波路の外部との界面（側面）に入射すると、その平面導波路の外部との界面（側面）で全反射する。
α２＞ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ２） （７） Here, as shown in FIG. 17, the refractive index outside the planar waveguide is n 0 .
When light traveling in the second cladding layer 103 is incident on an interface (upper surface or lower surface) with the outside of the planar waveguide at an incident angle α 3 that satisfies the following formula (5), Total reflection at the interface (upper or lower surface).
α 3 > sin −1 (n 0 / n 3 ) (5)
Further, when light traveling in the core layer 101 enters the interface (side surface) with the outside of the planar waveguide at an incident angle α 1 that satisfies the following formula (6), the interface with the outside of the planar waveguide ( Total reflection on the side).
α 1 > sin −1 (n 0 / n 1 ) (6)
Further, when light traveling in the first cladding layer 102 enters the interface (side surface) with the outside of the planar waveguide at an incident angle α 2 that satisfies the following formula (7), Total reflection at the interface (side).
α 2 > sin −1 (n 0 / n 2 ) (7)

このように、平面導波路の上面、下面及び側面で全反射する光は、平面導波路の内部を周回する周回モードとなって寄生発振光１０６あるいはＡＳＥ１０６となる。
このような寄生発振光やＡＳＥ１０６が発生することで、レーザ光１０４の増幅に使われるべき反転分布が寄生発振光やＡＳＥ１０６の増幅で消費される。
その結果、レーザ光１０４の発振出力や増幅出力が低下する。 As described above, the light totally reflected on the upper surface, the lower surface, and the side surface of the planar waveguide becomes a circular mode that circulates inside the planar waveguide and becomes the parasitic oscillation light 106 or the ASE 106.
When such parasitic oscillation light or ASE 106 is generated, the inversion distribution to be used for amplification of the laser light 104 is consumed by amplification of the parasitic oscillation light or ASE 106.
As a result, the oscillation output and amplification output of the laser beam 104 are reduced.

特開２００７−１１００３９号公報JP 2007-110039 A

従来の平面導波路型レーザ装置は以上のように構成されているので、平面導波路の内部を周回する寄生発振光やＡＳＥ１０６が発生する。この寄生発振光やＡＳＥ１０６が発生することで、レーザ光１０４の増幅に使われるべき反転分布が寄生発振光やＡＳＥ１０６の増幅で消費されるため、レーザ光１０４の発振出力や増幅出力が低下してしまうなどの課題があった。   Since the conventional planar waveguide laser device is configured as described above, parasitic oscillation light or ASE 106 that circulates inside the planar waveguide is generated. The generation of the parasitic oscillation light and the ASE 106 causes the inversion distribution to be used for the amplification of the laser light 104 to be consumed by the amplification of the parasitic oscillation light and the ASE 106. Therefore, the oscillation output and the amplification output of the laser light 104 are reduced. There was a problem such as end.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、平面導波路の内部を周回する寄生発振光やＡＳＥの発生を抑制することができる平面導波路型レーザ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a planar waveguide laser device capable of suppressing the generation of parasitic oscillation light and ASE circulating around the interior of the planar waveguide. And

この発明に係る平面導波路型レーザ装置は、励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、無添加母材及び下部クラッドの外側に形成された吸収層と、励起光が入射される平面導波路の側面と異なる側面に形成された反射膜とを備え、レーザ媒質によって増幅されるレーザ光が反射膜に反射されながら伝播される一方、平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥが吸収層によって吸収されるようにしたものである。   A planar waveguide laser device according to the present invention includes an excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, An additive base material bonded to one plane of the laser medium, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, an absorption layer formed outside the additive base material and the lower clad, and excitation light A reflection film formed on a side surface different from the side surface of the incident planar waveguide, and the laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the reflection film, while being confined inside the planar waveguide. Circulating parasitic oscillation light and ASE are absorbed by the absorption layer.

この発明によれば、励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、無添加母材及び下部クラッドの外側に形成された吸収層と、励起光が入射される平面導波路の側面と異なる側面に形成された反射膜とを備え、レーザ媒質によって増幅されるレーザ光が反射膜に反射されながら伝播される一方、平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥが吸収層によって吸収されるように構成したので、平面導波路の内部を周回する寄生発振光及びＡＳＥの発生を抑制することができるようになり、その結果、レーザ光の発振効率や増幅効率を高めることができる効果がある。   According to the present invention, an excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium An additive-free base material bonded to the substrate, a lower cladding bonded to the other plane of the laser medium, an absorption layer formed outside the additive-free base material and the lower cladding, and a planar waveguide into which excitation light is incident A reflection film formed on a side surface different from the side surface of the laser beam, and the laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the reflection film, while being confined in the planar waveguide and circulating around Since the ASE is configured to be absorbed by the absorption layer, generation of parasitic oscillation light and ASE that circulates inside the planar waveguide can be suppressed, and as a result, the laser There is an effect that can increase the oscillation efficiency and amplification efficiency.

（ａ）はこの発明の実施の形態１による平面導波路型レーザ装置を示す側面図であり、（ｂ）はこの発明の実施の形態１による平面導波路型レーザ装置を示す平面図である。(A) is a side view showing a planar waveguide laser device according to Embodiment 1 of the present invention, and (b) is a plan view showing the planar waveguide laser device according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による平面導波路型レーザ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４による平面導波路型レーザ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態５による平面導波路型レーザ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態６による平面導波路型レーザ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態７による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 7 of this invention. この発明の実施の形態８による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 8 of this invention. この発明の実施の形態９による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 9 of this invention. この発明の実施の形態１０による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 10 of this invention. この発明の実施の形態１１による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 11 of this invention. この発明の実施の形態１２による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 12 of this invention. この発明の実施の形態１３による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。It is a side view which shows the planar waveguide of the planar waveguide type laser apparatus by Embodiment 13 of this invention. 屈折率の異なる媒質での全反射を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the total reflection in the medium from which a refractive index differs. 一般的な平面導波路型レーザ装置における励起光とレーザ光の閉じ込めを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the confinement of the excitation light and a laser beam in a common planar waveguide type laser apparatus. 寄生発振光とＡＳＥの発生を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining generation | occurrence | production of a parasitic oscillation light and ASE.

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による平面導波路型レーザ装置を示す構成図であり、特に（ａ）は平面導波路型レーザ装置の側面図、（ｂ）は平面導波路型レーザ装置の平面図である。
また、図２はこの発明の実施の形態１による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図である。
図１及び図２において、励起用半導体レーザ１は励起光２を発振し、その励起光２を平面導波路３内に入射する励起光源である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a planar waveguide laser device according to Embodiment 1 of the present invention. In particular, (a) is a side view of the planar waveguide laser device, and (b) is a planar waveguide laser device. It is a top view.
FIG. 2 is a side view showing a planar waveguide of the planar waveguide laser device according to the first embodiment of the present invention.
In FIGS. 1 and 2, the pumping semiconductor laser 1 is a pumping light source that oscillates pumping light 2 and makes the pumping light 2 incident into the planar waveguide 3.

平面導波路３のコア層１１は平面状のレーザ媒質であり、励起用半導体レーザ１から出射された励起光２が平面導波路３の側面３ａより入射されると、その励起光２によって励起される。
コア層１１の材質は固体であり、一般的なレーザ媒質（レーザ遷移媒質が添加されて、励起用半導体レーザ１から出射された励起光２を吸収する材質）を使用することができる。
コア層１１の媒質としては、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｅｒ：ＹＡＧ、Ｔｍ：ＹＡＧ、Ｈｏ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｙｂ：ＹＬＦ、Ｅｒ：ＹＬＦ、Ｔｍ：ＹＬＦ、Ｈｏ：ＹＬＦ、Ｎｄ：Ｇｌａｓｓ、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅなどが用いられる。 The core layer 11 of the planar waveguide 3 is a planar laser medium. When the excitation light 2 emitted from the excitation semiconductor laser 1 is incident from the side surface 3a of the planar waveguide 3, it is excited by the excitation light 2. The
The material of the core layer 11 is solid, and a general laser medium (a material that absorbs the excitation light 2 emitted from the excitation semiconductor laser 1 by adding a laser transition medium) can be used.
Examples of the medium of the core layer 11 include Nd: YAG, Yb: YAG, Er: YAG, Tm: YAG, Ho: YAG, Nd: YLF, Yb: YLF, Er: YLF, Tm: YLF, Ho: YLF, Nd: Glass, Cr: LiSAF, Ti: Sapphire, etc. are used.

平面導波路３の第一クラッド層１２はコア層１１の上面（一方の平面）に接合されている無添加母材であり、レーザ光４をコア層１１内に閉じ込めるために、クラッド材としてコア層１１の屈折率ｎ１よりも低い屈折率ｎ２（ｎ１＞ｎ２）の媒質で構成されている。
第一クラッド層１２の媒質としては、例えば、無添加ＹＡＧ、無添加ＹＬＦ、無添加Ｇｌａｓｓ、無添加ＬｉＳＡＦ、無添加Ｓａｐｐｈｉｒｅなどが用いられる。 The first clad layer 12 of the planar waveguide 3 is an additive-free base material bonded to the upper surface (one plane) of the core layer 11. In order to confine the laser light 4 in the core layer 11, a core is used as a clad material. The layer 11 is made of a medium having a refractive index n 2 (n 1 > n 2 ) lower than the refractive index n 1 of the layer 11.
As the medium of the first cladding layer 12, for example, additive-free YAG, additive-free YLF, additive-free Glass, additive-free LiSAF, additive-free Sapphire and the like are used.

第二クラッド層１３はコア層１１の下面（他方の平面）及び第一クラッド層１２の上面に接合されており、励起光２をコア層１１及び第一クラッド層１２内に閉じ込めるために、クラッド材としてコア層１１及び第一クラッド層１２の屈折率ｎ１，ｎ２よりも低い屈折率ｎ３（ｎ１＞ｎ２＞ｎ３）の媒質で構成されている。
第二クラッド層１３の媒質としては、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ２などを用いることができる。
なお、コア層１１の下面に接合されている第二クラッド層１３は下部クラッドを構成している。 The second clad layer 13 is bonded to the lower surface (the other plane) of the core layer 11 and the upper surface of the first clad layer 12, and is used to confine the excitation light 2 in the core layer 11 and the first clad layer 12. The material is a medium having a refractive index n 3 (n 1 > n 2 > n 3 ) lower than the refractive indexes n 1 and n 2 of the core layer 11 and the first cladding layer 12.
As the medium of the second cladding layer 13, for example, SiO 2 , Al 2 O 3 , MgF 2 or the like can be used.
The second cladding layer 13 bonded to the lower surface of the core layer 11 constitutes a lower cladding.

吸収層１４は寄生発振光やＡＳＥ５の波長帯を吸収する媒質であり、第二クラッド層１３の外側に形成されている。
吸収層１４の媒質としては、例えば、ＣｒやＴｉなどを用いることができる。
なお、吸収層１４は第二クラッド層１３への成膜や拡散接合、プラズマ接合などの接合で形成することができる。 The absorption layer 14 is a medium that absorbs parasitic oscillation light and the wavelength band of ASE 5, and is formed outside the second cladding layer 13.
As the medium of the absorption layer 14, for example, Cr or Ti can be used.
The absorption layer 14 can be formed by film formation on the second cladding layer 13, diffusion bonding, plasma bonding, or the like.

全反射膜１５はレーザ光４を反射する媒質であり、励起光２が入射される平面導波路３の側面３ａと異なる平面導波路３の平面に垂直な側面（対向している２つの側面）に形成されている。
反射防止膜１６はレーザ光４を透過する媒質であり、全反射膜１５が形成されている側面の一部に施されている。 The total reflection film 15 is a medium that reflects the laser light 4, and is a side surface perpendicular to the plane of the planar waveguide 3 that is different from the side surface 3 a of the planar waveguide 3 on which the excitation light 2 is incident (two opposing side surfaces). Is formed.
The antireflection film 16 is a medium that transmits the laser light 4, and is applied to a part of the side surface on which the total reflection film 15 is formed.

次に動作について説明する。
図１の平面導波路型レーザ装置は、レーザ増幅器やレーザ発振器として動作するものである。
まず、励起用半導体レーザ１から出射された励起光２は、平面導波路３の側面３ａより入射される。
即ち、励起用半導体レーザ１から出射された励起光２は、コア層１１及び第一クラッド層１２の側面より入射される。 Next, the operation will be described.
The planar waveguide laser device of FIG. 1 operates as a laser amplifier or a laser oscillator.
First, the pumping light 2 emitted from the pumping semiconductor laser 1 enters from the side surface 3 a of the planar waveguide 3.
That is, the pumping light 2 emitted from the pumping semiconductor laser 1 is incident from the side surfaces of the core layer 11 and the first cladding layer 12.

平面導波路３内に入射された励起光２は、コア層１１の下面である第二クラッド層１３との界面で全反射される。
また、平面導波路３内に入射された励起光２は、第一クラッド層１２の上面である第二クラッド層１３との界面で全反射される。
これにより、平面導波路３内に入射された励起光２は、コア層１１と第一クラッド層１２の内部に閉じ込められて導波される。 The excitation light 2 incident on the planar waveguide 3 is totally reflected at the interface with the second cladding layer 13 which is the lower surface of the core layer 11.
Further, the excitation light 2 incident on the planar waveguide 3 is totally reflected at the interface with the second cladding layer 13 which is the upper surface of the first cladding layer 12.
As a result, the excitation light 2 incident on the planar waveguide 3 is confined within the core layer 11 and the first cladding layer 12 and guided.

レーザ光４は、コア層１１の下面である第二クラッド層１３との界面で全反射される。
また、レーザ光４は、コア層１１の上面である第一クラッド層１２との界面で全反射される。
これにより、レーザ光４は、コア層１１の内部に閉じ込められて導波される。 The laser beam 4 is totally reflected at the interface with the second cladding layer 13 which is the lower surface of the core layer 11.
The laser beam 4 is totally reflected at the interface with the first cladding layer 12 which is the upper surface of the core layer 11.
Thereby, the laser light 4 is confined in the core layer 11 and guided.

ただし、レーザ光４は、導波方向と垂直な方向では、平面導波路３の側面に形成されている全反射膜１５の間で反射を繰り返しながらジグザグに進行し（図１（ｂ）を参照）、励起用半導体レーザ１によって平面導波路３内に誘起されるレーザ利得により増幅される。
このとき、全反射膜１５が施されている平面導波路３の対向の側面が平行でないため、レーザ光４は、全反射膜１５の各面での反射毎に反射角を狭めながら反射を繰り返すようになる。
その後、レーザ光４は、全反射膜１５に対して垂直に入射すると、反転して元のパスを反対に進行し、反射防止膜１６を透過して、平面導波路３の外に出射される。 However, the laser light 4 proceeds in a zigzag manner while repeating reflection between the total reflection films 15 formed on the side surfaces of the planar waveguide 3 in a direction perpendicular to the waveguide direction (see FIG. 1B). ), And is amplified by the laser gain induced in the planar waveguide 3 by the pumping semiconductor laser 1.
At this time, since the opposite side surfaces of the planar waveguide 3 on which the total reflection film 15 is applied are not parallel, the laser beam 4 repeats reflection while narrowing the reflection angle for each reflection on each surface of the total reflection film 15. It becomes like this.
Thereafter, when the laser beam 4 is incident on the total reflection film 15 perpendicularly, the laser beam 4 is reversed and travels in the opposite direction of the original path, passes through the antireflection film 16 and is emitted out of the planar waveguide 3. .

コア層１１と第一クラッド層１２の内部に閉じ込められて導波する励起光２は、コア層１１で吸収されて、レーザ利得を発生させる。
励起光２によってコア層１１内に発生したレーザ利得によって、コア層１１内を導波するレーザ光４が増幅される。
なお、コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 The excitation light 2 that is confined and guided inside the core layer 11 and the first cladding layer 12 is absorbed by the core layer 11 and generates a laser gain.
The laser light 4 guided in the core layer 11 is amplified by the laser gain generated in the core layer 11 by the pumping light 2.
Of the light that is not guided in the core layer 11, the light having an incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is totally reflected on the upper and lower surfaces and the side surfaces of the planar waveguide 3, and planarly guided. A circular mode that circulates inside the waveguide 3 is set.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態１では、平面導波路３の上面及び下面に、寄生発振光やＡＳＥ５の波長帯を吸収する吸収層１４を形成することで、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４が形成されている場合、寄生発振光やＡＳＥ５が吸収層１４に吸収されて、寄生発振光やＡＳＥ５の損失となる。
このため、吸収層１４による寄生発振光やＡＳＥ５の損失が、レーザ利得よりも高ければ、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the first embodiment, the generation of the parasitic oscillation light and ASE 5 is suppressed by forming the absorption layer 14 that absorbs the parasitic oscillation light and the wavelength band of ASE 5 on the upper and lower surfaces of the planar waveguide 3.
That is, when the absorption layer 14 is formed outside the second cladding layer 13, the parasitic oscillation light and ASE 5 are absorbed by the absorption layer 14, and the parasitic oscillation light and ASE 5 are lost.
For this reason, if the loss of the parasitic oscillation light and ASE5 by the absorption layer 14 is higher than the laser gain, the generation of the parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed.

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、励起光２を平面導波路３内に入射する励起用半導体レーザ１と、励起用半導体レーザ１により平面導波路３内に入射された励起光２によって励起されるコア層１１と、コア層１１の上面に接合された第一クラッド層１２と、コア層１１の下面及び第一クラッド層１２の上面に接合された第二クラッド層１３と、第二クラッド層１３の外側に形成された吸収層１４と、励起光２が入射される平面導波路３の側面３ａと異なる側面に形成された全反射膜１５とを備え、コア層１１で増幅されるレーザ光４が全反射膜１５に反射されながら伝播される一方、平面導波路３の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光やＡＳＥ５が吸収層１４によって吸収されるように構成したので、平面導波路３の内部を周回する寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができるようになり、その結果、レーザ光４の発振効率や増幅効率を高めることができる効果を奏する。   As is apparent from the above, according to the first embodiment, the pumping laser 2 is incident on the planar waveguide 3 and the pumping semiconductor laser 1 is incident on the planar waveguide 3. The core layer 11 excited by the excitation light 2, the first cladding layer 12 bonded to the upper surface of the core layer 11, and the second cladding layer 13 bonded to the lower surface of the core layer 11 and the upper surface of the first cladding layer 12. And an absorption layer 14 formed outside the second cladding layer 13 and a total reflection film 15 formed on a side surface different from the side surface 3a of the planar waveguide 3 on which the excitation light 2 is incident, and the core layer 11 The laser light 4 amplified in step 1 is propagated while being reflected by the total reflection film 15, while the parasitic oscillation light and the ASE 5 that are confined in the planar waveguide 3 and circulate are absorbed by the absorption layer 14. So the planar waveguide 3 It becomes possible to suppress the occurrence of parasitic oscillation light or ASE5 orbiting the interior, resulting in an effect that can increase the oscillation efficiency and amplification efficiency of the laser beam 4.

また、レーザ光４、励起光２及び寄生発振光やＡＳＥ５を分離し、それぞれの光に対して最適な導波路条件の設計が可能になる。
また、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制して、レーザ光４への光−光変換効率を高めることにより、同じレーザ出力を得る場合でも、必要な励起光２の出力を少なくすることができるので、システムの電力効率を高めることができる。
また、光−光変換効率を高めることにより、レーザ光４に変換されずに、コア層１１から排熱される余分な熱が少なくなり、コア層１１の冷却能力を低く抑えることができる効果を奏する。 In addition, the laser light 4, the excitation light 2, the parasitic oscillation light, and the ASE 5 can be separated, and an optimum waveguide condition can be designed for each light.
Moreover, even if the same laser output is obtained by suppressing the generation of parasitic oscillation light and ASE 5 and increasing the light-to-light conversion efficiency to the laser light 4, the necessary output of the excitation light 2 can be reduced. Therefore, the power efficiency of the system can be increased.
Further, by increasing the light-to-light conversion efficiency, the excess heat exhausted from the core layer 11 without being converted into the laser light 4 is reduced, and the cooling ability of the core layer 11 can be suppressed to a low level. .

実施の形態２．
上記実施の形態１では、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４を形成することで、平面導波路３の内部を周回する寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制するものを示したが、第二クラッド層１３の外側に散乱層を形成するようにしても、上記実施の形態１と同様に、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the absorption layer 14 is formed outside the second cladding layer 13 to suppress the generation of parasitic oscillation light and ASE 5 that circulates inside the planar waveguide 3. Even if a scattering layer is formed outside the two cladding layers 13, the generation of parasitic oscillation light and ASE 5 can be suppressed as in the first embodiment.

図３はこの発明の実施の形態２による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
散乱層１７は寄生発振光やＡＳＥ５を散乱する部材であり、第二クラッド層１３の外側に形成されている。
散乱層１７は第二クラッド層１３の外側の表面精度を低くする（例えば、サンドブラストなどで表面を荒らす）ことで形成することができる。 FIG. 3 is a side view showing a planar waveguide of a planar waveguide laser device according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The scattering layer 17 is a member that scatters parasitic oscillation light and ASE 5, and is formed outside the second cladding layer 13.
The scattering layer 17 can be formed by lowering the surface accuracy outside the second cladding layer 13 (for example, roughening the surface with sandblasting or the like).

次に動作について説明する。
コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 Next, the operation will be described.
Of the light that is not guided in the core layer 11, the light having the incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is totally reflected on the upper and lower surfaces and side surfaces of the planar waveguide 3. It becomes the lap mode which circulates inside.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態２では、平面導波路３の上面及び下面に、寄生発振光やＡＳＥ５を散乱する散乱層１７を形成することで、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、第二クラッド層１３の外側に散乱層１７が形成されている場合、寄生発振光やＡＳＥ５の一部が散乱層１７で散乱されて、寄生発振光やＡＳＥ５の損失となる。
このため、散乱層１７による寄生発振光やＡＳＥ５の損失が、レーザ利得よりも高ければ、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the second embodiment, the generation of the parasitic oscillation light and ASE 5 is suppressed by forming the scattering layer 17 that scatters the parasitic oscillation light and ASE 5 on the upper and lower surfaces of the planar waveguide 3.
That is, when the scattering layer 17 is formed outside the second cladding layer 13, the parasitic oscillation light and a part of the ASE 5 are scattered by the scattering layer 17, resulting in the loss of the parasitic oscillation light and the ASE 5.
For this reason, if the loss of the parasitic oscillation light and ASE5 by the scattering layer 17 is higher than the laser gain, the generation of the parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed.

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による平面導波路型レーザ装置を示す平面図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
二色性膜２１は励起用半導体レーザ１から出射された励起光２が入射される平面導波路３の側面に形成される膜であり、二色性膜２１は励起光２を透過する一方、レーザ光４を反射する。
吸収層２２は寄生発振光やＡＳＥ５の波長帯を吸収する媒質であり、二色性膜２１が形成されている側面と異なる平面導波路３の側面に形成されている。
吸収層２２の媒質としては、例えば、ＣｒやＴｉなどを用いることができる。
なお、吸収層２２は平面導波路３の側面への成膜や拡散接合、プラズマ接合などの接合で形成することができる。 Embodiment 3 FIG.
4 is a plan view showing a planar waveguide laser device according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The dichroic film 21 is a film formed on the side surface of the planar waveguide 3 into which the excitation light 2 emitted from the excitation semiconductor laser 1 is incident. The dichroic film 21 transmits the excitation light 2, The laser beam 4 is reflected.
The absorption layer 22 is a medium that absorbs the parasitic oscillation light and the wavelength band of the ASE 5 and is formed on the side surface of the planar waveguide 3 different from the side surface on which the dichroic film 21 is formed.
As the medium of the absorption layer 22, for example, Cr or Ti can be used.
The absorption layer 22 can be formed by film formation on the side surface of the planar waveguide 3, diffusion bonding, plasma bonding, or the like.

この実施の形態３では、二色性膜２１が形成されている側面と異なる平面導波路３の側面に吸収層２２が形成されているため、上記実施の形態１のように、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４が形成されている必要はないが、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４が形成されていても構わない。   In the third embodiment, since the absorption layer 22 is formed on the side surface of the planar waveguide 3 different from the side surface on which the dichroic film 21 is formed, the second cladding layer is formed as in the first embodiment. The absorption layer 14 does not need to be formed outside the 13, but the absorption layer 14 may be formed outside the second cladding layer 13.

次に動作について説明する。
まず、励起用半導体レーザ１から出射された励起光２は、平面導波路３の側面に形成されている二色性膜２１を透過して、平面導波路３の内部に入射される。
平面導波路３内に入射された励起光２は、上記実施の形態１と同様に、コア層１１の下面である第二クラッド層１３との界面で全反射される。
また、平面導波路３内に入射された励起光２は、第一クラッド層１２の上面である第二クラッド層１３との界面で全反射される。
これにより、平面導波路３内に入射された励起光２は、コア層１１と第一クラッド層１２の内部に閉じ込められて導波される。 Next, the operation will be described.
First, the excitation light 2 emitted from the excitation semiconductor laser 1 passes through the dichroic film 21 formed on the side surface of the planar waveguide 3 and enters the planar waveguide 3.
The excitation light 2 incident on the planar waveguide 3 is totally reflected at the interface with the second cladding layer 13, which is the lower surface of the core layer 11, as in the first embodiment.
Further, the excitation light 2 incident on the planar waveguide 3 is totally reflected at the interface with the second cladding layer 13 which is the upper surface of the first cladding layer 12.
As a result, the excitation light 2 incident on the planar waveguide 3 is confined within the core layer 11 and the first cladding layer 12 and guided.

レーザ光４についても、上記実施の形態１と同様に、コア層１１の下面である第二クラッド層１３との界面で全反射される。
また、レーザ光４は、コア層１１の上面である第一クラッド層１２との界面で全反射される。
これにより、レーザ光４は、コア層１１の内部に閉じ込められて導波される。 The laser beam 4 is also totally reflected at the interface with the second cladding layer 13 which is the lower surface of the core layer 11 as in the first embodiment.
The laser beam 4 is totally reflected at the interface with the first cladding layer 12 which is the upper surface of the core layer 11.
Thereby, the laser light 4 is confined in the core layer 11 and guided.

ただし、レーザ光４は、導波方向と垂直な方向では、平面導波路３の側面に形成されている二色性膜２１の間で反射を繰り返しながらジグザグに進行し、励起用半導体レーザ１によって平面導波路３内に誘起されるレーザ利得により増幅される。
このとき、二色性膜２１が形成されている平面導波路３の対向の側面が平行でないため、レーザ光４は、二色性膜２１の各面での反射毎に反射角を狭めながら反射を繰り返すようになる。
その後、レーザ光４は、二色性膜２１に対して垂直に入射すると、反転して元のパスを反対に進行し、反射防止膜１６を透過して、平面導波路３の外に出射される。 However, the laser light 4 proceeds in a zigzag manner while being repeatedly reflected between the dichroic films 21 formed on the side surfaces of the planar waveguide 3 in a direction perpendicular to the waveguide direction, and is excited by the semiconductor laser 1 for excitation. Amplified by the laser gain induced in the planar waveguide 3.
At this time, since the opposite side surfaces of the planar waveguide 3 on which the dichroic film 21 is formed are not parallel, the laser beam 4 is reflected while narrowing the reflection angle for each reflection on each surface of the dichroic film 21. Will repeat.
Thereafter, when the laser beam 4 is incident on the dichroic film 21 perpendicularly, the laser beam 4 is reversed and travels in the opposite direction of the original path, passes through the antireflection film 16 and is emitted out of the planar waveguide 3. The

コア層１１と第一クラッド層１２の内部に閉じ込められて導波する励起光２は、コア層１１で吸収されて、レーザ利得を発生させる。
励起光２によってコア層１１内に発生したレーザ利得によって、コア層１１内を導波するレーザ光４が増幅される。
なお、コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面（二色性膜２１）で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 The excitation light 2 that is confined and guided inside the core layer 11 and the first cladding layer 12 is absorbed by the core layer 11 and generates a laser gain.
The laser light 4 guided in the core layer 11 is amplified by the laser gain generated in the core layer 11 by the pumping light 2.
Of the light that is not guided in the core layer 11, the light having an incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is the top and bottom surfaces and side surfaces (dichroic film 21) of the planar waveguide 3. Thus, a circular mode in which the light is totally reflected and circulates inside the planar waveguide 3 is obtained.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態３では、平面導波路３の側面に、寄生発振光やＡＳＥ５の波長帯を吸収する吸収層２２を形成することで、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、平面導波路３の側面に吸収層２２が形成されている場合、寄生発振光やＡＳＥ５が吸収層２２に吸収されて、寄生発振光やＡＳＥ５の損失となる。
このため、吸収層２２による寄生発振光やＡＳＥ５の損失が、レーザ利得よりも高ければ、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the third embodiment, the generation of parasitic oscillation light and ASE 5 is suppressed by forming the absorption layer 22 that absorbs the parasitic oscillation light and the wavelength band of ASE 5 on the side surface of the planar waveguide 3.
That is, when the absorption layer 22 is formed on the side surface of the planar waveguide 3, the parasitic oscillation light and ASE 5 are absorbed by the absorption layer 22, and the parasitic oscillation light and ASE 5 are lost.
For this reason, if the loss of the parasitic oscillation light and the ASE 5 by the absorption layer 22 is higher than the laser gain, the generation of the parasitic oscillation light and the ASE 5 can be suppressed.

実施の形態４．
上記実施の形態３では、平面導波路３の側面に吸収層２２を形成することで、平面導波路３の内部を周回する寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制するものを示したが、平面導波路３の側面に散乱層を形成するようにしても、上記実施の形態３と同様に、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the absorption layer 22 is formed on the side surface of the planar waveguide 3 to suppress the generation of parasitic oscillation light and ASE 5 that circulates inside the planar waveguide 3. Even if a scattering layer is formed on the side surface of the waveguide 3, generation of parasitic oscillation light and ASE 5 can be suppressed as in the third embodiment.

図５はこの発明の実施の形態４による平面導波路型レーザ装置を示す平面図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
散乱層２３は寄生発振光やＡＳＥ５を散乱する部材であり、二色性膜２１が形成されている側面と異なる平面導波路３の側面に形成されている。
散乱層２３は平面導波路３の側面の表面精度を低くする（例えば、サンドブラストなどで表面を荒らし面とする）ことで形成することができる。 FIG. 5 is a plan view showing a planar waveguide laser device according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The scattering layer 23 is a member that scatters parasitic oscillation light and ASE 5 and is formed on the side surface of the planar waveguide 3 different from the side surface on which the dichroic film 21 is formed.
The scattering layer 23 can be formed by reducing the surface accuracy of the side surface of the planar waveguide 3 (for example, the surface is roughened by sandblasting or the like).

この実施の形態４では、二色性膜２１が形成されている側面と異なる平面導波路３の側面に散乱層２３が形成されているため、上記実施の形態２のように、第二クラッド層１３の外側に散乱層１７が形成されている必要はないが、第二クラッド層１３の外側に散乱層１７が形成されていても構わない。   In the fourth embodiment, since the scattering layer 23 is formed on the side surface of the planar waveguide 3 different from the side surface on which the dichroic film 21 is formed, the second cladding layer is formed as in the second embodiment. The scattering layer 17 does not need to be formed on the outer side of 13, but the scattering layer 17 may be formed on the outer side of the second cladding layer 13.

次に動作について説明する。
コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面（二色性膜２１）で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 Next, the operation will be described.
Of the light that is not guided in the core layer 11, the light having an incident angle that simultaneously satisfies the above expressions (5) to (7) is totally transmitted on the upper and lower surfaces and side surfaces (dichroic film 21) of the planar waveguide 3. It is reflected and becomes a circular mode in which it circulates inside the planar waveguide 3.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態４では、平面導波路３の側面に、寄生発振光やＡＳＥ５を散乱する散乱層２３を形成することで、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、平面導波路３の側面に散乱層２３が形成されている場合、寄生発振光やＡＳＥ５の一部が散乱層２３で散乱されて、寄生発振光やＡＳＥ５の損失となる。
このため、散乱層２３による寄生発振光やＡＳＥ５の損失が、レーザ利得よりも高ければ、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the fourth embodiment, the generation of the parasitic oscillation light and ASE 5 is suppressed by forming the scattering layer 23 that scatters the parasitic oscillation light and ASE 5 on the side surface of the planar waveguide 3.
That is, when the scattering layer 23 is formed on the side surface of the planar waveguide 3, the parasitic oscillation light and a part of the ASE 5 are scattered by the scattering layer 23, resulting in the loss of the parasitic oscillation light and the ASE 5.
For this reason, if the loss of the parasitic oscillation light and ASE5 by the scattering layer 23 is higher than the laser gain, the generation of the parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed.

実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による平面導波路型レーザ装置を示す平面図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
二色性膜２４は励起用半導体レーザ１から出射された励起光２が入射される平面導波路３の側面に形成される膜であり、二色性膜２１は励起光２を透過する一方、レーザ光４を反射する。
全反射膜２５はレーザ光４を反射する媒質であり、二色性膜２４が形成されている側面と対向する側面に形成されている。 Embodiment 5 FIG.
FIG. 6 is a plan view showing a planar waveguide laser device according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The dichroic film 24 is a film formed on the side surface of the planar waveguide 3 on which the excitation light 2 emitted from the excitation semiconductor laser 1 is incident, while the dichroic film 21 transmits the excitation light 2, The laser beam 4 is reflected.
The total reflection film 25 is a medium that reflects the laser light 4 and is formed on the side surface opposite to the side surface on which the dichroic film 24 is formed.

この実施の形態５では、二色性膜２１が形成されている側面と異なる平面導波路３の側面に吸収層２２が形成されているため、上記実施の形態１のように、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４が形成されている必要はないが、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４が形成されていても構わない。   In the fifth embodiment, since the absorption layer 22 is formed on the side surface of the planar waveguide 3 different from the side surface on which the dichroic film 21 is formed, the second cladding layer is formed as in the first embodiment. The absorption layer 14 does not need to be formed outside the 13, but the absorption layer 14 may be formed outside the second cladding layer 13.

次に動作について説明する。
コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面（二色性膜２４、全反射膜２５）で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 Next, the operation will be described.
Among the light that is not guided in the core layer 11, the light with the incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is the top and bottom surfaces and side surfaces (dichroic film 24, total reflection) of the planar waveguide 3. The film 25) is totally reflected and becomes a circular mode that circulates inside the planar waveguide 3.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態５では、平面導波路３の側面に、寄生発振光やＡＳＥ５の波長帯を吸収する吸収層２２を形成することで、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、平面導波路３の側面に吸収層２２が形成されている場合、寄生発振光やＡＳＥ５が吸収層２２に吸収されて、寄生発振光やＡＳＥ５の損失となる。
このため、吸収層２２による寄生発振光やＡＳＥ５の損失が、レーザ利得よりも高ければ、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the fifth embodiment, the generation of the parasitic oscillation light and ASE 5 is suppressed by forming the absorption layer 22 that absorbs the parasitic oscillation light and the wavelength band of ASE 5 on the side surface of the planar waveguide 3.
That is, when the absorption layer 22 is formed on the side surface of the planar waveguide 3, the parasitic oscillation light and ASE 5 are absorbed by the absorption layer 22, and the parasitic oscillation light and ASE 5 are lost.
For this reason, if the loss of the parasitic oscillation light and the ASE 5 by the absorption layer 22 is higher than the laser gain, the generation of the parasitic oscillation light and the ASE 5 can be suppressed.

実施の形態６．
上記実施の形態５では、平面導波路３の側面に吸収層２２を形成することで、平面導波路３の内部を周回する寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制するものを示したが、図７に示すように、平面導波路３の側面に散乱層２３を形成するようにしても、上記実施の形態５と同様に、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment, the absorption layer 22 is formed on the side surface of the planar waveguide 3 to suppress generation of parasitic oscillation light and ASE 5 that circulates inside the planar waveguide 3. As shown in FIG. 5, even when the scattering layer 23 is formed on the side surface of the planar waveguide 3, the generation of parasitic oscillation light and ASE 5 can be suppressed as in the fifth embodiment.

この実施の形態６では、二色性膜２１が形成されている側面と異なる平面導波路３の側面に散乱層２３が形成されているため、上記実施の形態２のように、第二クラッド層１３の外側に散乱層１７が形成されている必要はないが、第二クラッド層１３の外側に散乱層１７が形成されていても構わない。   In the sixth embodiment, since the scattering layer 23 is formed on the side surface of the planar waveguide 3 different from the side surface on which the dichroic film 21 is formed, the second cladding layer as in the second embodiment. The scattering layer 17 does not need to be formed on the outer side of 13, but the scattering layer 17 may be formed on the outer side of the second cladding layer 13.

次に動作について説明する。
コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面（二色性膜２４、全反射膜２５）で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 Next, the operation will be described.
Among the light that is not guided in the core layer 11, the light with the incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is the top and bottom surfaces and side surfaces (dichroic film 24, total reflection) of the planar waveguide 3. The film 25) is totally reflected and becomes a circular mode that circulates inside the planar waveguide 3.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態６では、平面導波路３の側面に、寄生発振光やＡＳＥ５を散乱する散乱層２３を形成することで、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、平面導波路３の側面に散乱層２３が形成されている場合、寄生発振光やＡＳＥ５の一部が散乱層２３で散乱されて、寄生発振光やＡＳＥ５の損失となる。
このため、散乱層２３による寄生発振光やＡＳＥ５の損失が、レーザ利得よりも高ければ、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the sixth embodiment, the generation of the parasitic oscillation light and ASE 5 is suppressed by forming the scattering layer 23 that scatters the parasitic oscillation light and ASE 5 on the side surface of the planar waveguide 3.
That is, when the scattering layer 23 is formed on the side surface of the planar waveguide 3, the parasitic oscillation light and a part of the ASE 5 are scattered by the scattering layer 23, resulting in the loss of the parasitic oscillation light and the ASE 5.
For this reason, if the loss of the parasitic oscillation light and ASE5 by the scattering layer 23 is higher than the laser gain, the generation of the parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed.

実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図８の平面導波路では、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４や散乱層１７が形成されていないが、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４や散乱層１７が形成されていてもよい。
この実施の形態７は、上記実施の形態３〜６の平面導波路型レーザ装置に適用するものである。 Embodiment 7 FIG.
8 is a side view showing a planar waveguide of a planar waveguide laser device according to Embodiment 7 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
In the planar waveguide of FIG. 8, the absorption layer 14 and the scattering layer 17 are not formed outside the second cladding layer 13, but the absorption layer 14 and the scattering layer 17 are formed outside the second cladding layer 13. Also good.
The seventh embodiment is applied to the planar waveguide laser device of the third to sixth embodiments.

この実施の形態７は、励起用半導体レーザ１から出射された励起光２が、二色性膜２１（または、２４）が形成されている平面導波路３の側面のうち、第一クラッド層１２が設けられている部分から入射されるように調整されている点に特徴がある。
このように、コア層１１を避けて、第一クラッド層１２が設けられている部分から励起光２が入射されるように調整することで、コア層１１の励起光２を多重反射する面付近の励起光吸収を避けることができる。
これにより、高い励起光パワー密度においても、コア層１１におけるレーザ光４の反射面の内部熱応力による歪みを抑制し、安定なレーザ光４の光路を得ることができる。 In the seventh embodiment, the excitation light 2 emitted from the excitation semiconductor laser 1 is the first cladding layer 12 among the side surfaces of the planar waveguide 3 on which the dichroic film 21 (or 24) is formed. It is characterized in that it is adjusted so that the light is incident from the portion where is provided.
In this way, by adjusting the excitation light 2 to be incident from the portion where the first cladding layer 12 is provided, avoiding the core layer 11, the vicinity of the surface of the core layer 11 where the excitation light 2 is multiply reflected Absorption of excitation light can be avoided.
Thereby, even at a high excitation light power density, distortion due to internal thermal stress on the reflection surface of the laser light 4 in the core layer 11 can be suppressed, and a stable optical path of the laser light 4 can be obtained.

実施の形態８．
図９はこの発明の実施の形態８による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
励起光全反射膜２６は励起光２を遮蔽する部材であり、二色性膜２１（または、２４）が形成されている平面導波路３の側面のうち、コア層１１が設けられている部分に形成されている。 Embodiment 8 FIG.
9 is a side view showing a planar waveguide of a planar waveguide laser device according to an eighth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The excitation light total reflection film 26 is a member that blocks the excitation light 2, and is a portion of the side surface of the planar waveguide 3 on which the dichroic film 21 (or 24) is formed, where the core layer 11 is provided. Is formed.

上記実施の形態７では、励起用半導体レーザ１から出射された励起光２が、二色性膜２１（または、２４）が形成されている平面導波路３の側面のうち、第一クラッド層１２が設けられている部分から入射されるように調整されているものを示したが、さらに、励起光２を遮蔽する励起光全反射膜２６をコア層１１が設けられている部分に形成することで、コア層１１が設けられている部分から励起光２が入射されることを確実に避けるようにしてもよい。   In the seventh embodiment, the first cladding layer 12 of the side surface of the planar waveguide 3 where the excitation light 2 emitted from the excitation semiconductor laser 1 is formed with the dichroic film 21 (or 24) is formed. However, the excitation light total reflection film 26 that shields the excitation light 2 is further formed on the portion where the core layer 11 is provided. Thus, the excitation light 2 may be reliably prevented from entering from the portion where the core layer 11 is provided.

実施の形態９．
上記実施の形態１では、第二クラッド層１３の外側に吸収層１４を形成することで、平面導波路３の内部を周回する寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制するものを示したが、反射膜１５が形成されている平面導波路３の側面に垂直な面が、上記平面導波路３の平面に対して、所定のテーパ角βをもって形成することでも、上記実施の形態１と同様に、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 Embodiment 9 FIG.
In the first embodiment, the absorption layer 14 is formed outside the second cladding layer 13 to suppress generation of parasitic oscillation light or ASE 5 that circulates in the planar waveguide 3. Similarly to the first embodiment, the plane perpendicular to the side surface of the planar waveguide 3 on which the film 15 is formed is formed with a predetermined taper angle β with respect to the plane of the planar waveguide 3. Generation of parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed.

図１０はこの発明の実施の形態９による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図１０の平面導波路では、反射膜１５が形成されている平面導波路３の側面（例えば、図１（ａ）を参照）に垂直な面３ｂが、平面導波路３の平面に対して、ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ３）−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１）以下の角度で形成されている。
ただし、ｎ０は平面導波路３の外部の屈折率、ｎ１はコア層１１の屈折率、ｎ３は第二クラッド層１３の屈折率である。 FIG. 10 is a side view showing a planar waveguide of a planar waveguide laser device according to Embodiment 9 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
In the planar waveguide of FIG. 10, the surface 3b perpendicular to the side surface of the planar waveguide 3 on which the reflective film 15 is formed (see, for example, FIG. 1A) is It is formed at an angle of sin −1 (n 0 / n 3 ) −sin −1 (n 0 / n 1 ) or less.
However, n 0 is the refractive index outside the planar waveguide 3, n 1 is the refractive index of the core layer 11, and n 3 is the refractive index of the second cladding layer 13.

この場合、第二クラッド層１３の下面又は上面に入射角αで全反射され、かつ、平面導波路３の側面に全反射された光は、対向する第二クラッド層１３の上面あるいは下面に入射角α−βで入射される。
コア層１１、第一クラッド層１２及び第二クラッド層１３の中で、平面導波路３の側面における全反射臨界角が最も小さいのは、屈折率が大きいコア層１１である。
したがって、再び、第二クラッド層１３で全反射する角度α３に対して、テーパ角βが、下記の式（８）を満たすように形成されていれば、第二クラッド層１３の上下面及び側面で全反射した光は、対向する第二クラッド層１３の下面あるいは上面で全反射されず、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。
β＞ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ３）−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１） （８） In this case, the light totally reflected on the lower surface or the upper surface of the second cladding layer 13 at the incident angle α and totally reflected on the side surface of the planar waveguide 3 is incident on the upper surface or the lower surface of the opposing second cladding layer 13. Incident at an angle α-β.
Among the core layer 11, the first cladding layer 12, and the second cladding layer 13, the core layer 11 having the highest refractive index has the smallest total reflection critical angle on the side surface of the planar waveguide 3.
Therefore, again, if the taper angle β is formed so as to satisfy the following formula (8) with respect to the angle α 3 totally reflected by the second cladding layer 13, the upper and lower surfaces of the second cladding layer 13 and The light totally reflected on the side surface is not totally reflected on the lower surface or the upper surface of the opposing second cladding layer 13, and generation of parasitic oscillation light and ASE 5 can be suppressed.
β> sin −1 (n 0 / n 3 ) −sin −1 (n 0 / n 1 ) (8)

実施の形態１０．
図１１はこの発明の実施の形態１０による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
吸収層１４は寄生発振光やＡＳＥ５の波長帯を吸収する媒質であり、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面に形成されている。 Embodiment 10 FIG.
FIG. 11 is a side view showing a planar waveguide of a planar waveguide laser device according to Embodiment 10 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The absorption layer 14 is a medium that absorbs the parasitic oscillation light and the wavelength band of the ASE 5, and is formed on the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13.

次に動作について説明する。
コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面（二色性膜２４、全反射膜２５）で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 Next, the operation will be described.
Among the light that is not guided in the core layer 11, the light with the incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is the top and bottom surfaces and side surfaces (dichroic film 24, total reflection) of the planar waveguide 3. The film 25) is totally reflected and becomes a circular mode that circulates inside the planar waveguide 3.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態１０では、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面に、寄生発振光やＡＳＥ５の波長帯を吸収する吸収層１４を形成することで、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面に吸収層１４が形成されている場合、寄生発振光やＡＳＥ５が吸収層１４に吸収されて、寄生発振光やＡＳＥ５の損失となる。
このため、吸収層１４による寄生発振光やＡＳＥ５の損失が、レーザ利得よりも高ければ、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the tenth embodiment, the generation of the parasitic oscillation light and ASE 5 is formed by forming the absorption layer 14 that absorbs the parasitic oscillation light and the wavelength band of the ASE 5 on the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13. Suppressed.
That is, when the absorption layer 14 is formed on the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13, the parasitic oscillation light and ASE 5 are absorbed by the absorption layer 14, and the parasitic oscillation light and ASE 5 are lost.
For this reason, if the loss of the parasitic oscillation light and ASE5 by the absorption layer 14 is higher than the laser gain, the generation of the parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed.

図１のような方向から励起光２で励起し、吸収層１４を励起光２が入力される面と異なる側面に形成することにより、励起光２の平面導波路３への入力に対する影響を少なくすることができる。   The excitation light 2 is excited from the direction shown in FIG. 1 and the absorption layer 14 is formed on a side surface different from the surface to which the excitation light 2 is input, thereby reducing the influence of the excitation light 2 on the input to the planar waveguide 3. can do.

実施の形態１１．
上記実施の形態１０では、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面に吸収層１４を形成することで、平面導波路３の内部を周回する寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制するものを示したが、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面に散乱層を形成するようにしても、上記実施の形態１０と同様に、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 Embodiment 11 FIG.
In the tenth embodiment, the absorption layer 14 is formed on the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13 to suppress generation of parasitic oscillation light or ASE 5 that circulates inside the planar waveguide 3. However, even if a scattering layer is formed on the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13, the generation of parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed as in the tenth embodiment. it can.

図１２はこの発明の実施の形態１１による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図であり、図において、図１１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
散乱層１７は寄生発振光やＡＳＥ５を散乱する部材であり、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面に形成されている。
散乱層１７は第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面の表面精度を低くする（例えば、サンドブラストなどで表面を荒らす）ことで形成することができる。 12 is a side view showing a planar waveguide of a planar waveguide laser device according to Embodiment 11 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The scattering layer 17 is a member that scatters parasitic oscillation light and ASE 5, and is formed on the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13.
The scattering layer 17 can be formed by reducing the surface accuracy of the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13 (for example, roughening the surface with sand blasting or the like).

次に動作について説明する。
コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 Next, the operation will be described.
Of the light that is not guided in the core layer 11, the light having the incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is totally reflected on the upper and lower surfaces and side surfaces of the planar waveguide 3. It becomes the lap mode which circulates inside.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態１１では、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面に、寄生発振光やＡＳＥ５を散乱する散乱層１７を形成することで、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面に散乱層１７が形成されている場合、寄生発振光やＡＳＥ５の一部が散乱層１７で散乱されて、寄生発振光やＡＳＥ５の損失となる。
このため、散乱層１７による寄生発振光やＡＳＥ５の損失が、レーザ利得よりも高ければ、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the eleventh embodiment, by forming the scattering layer 17 that scatters the parasitic oscillation light and ASE5 on the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13, the generation of the parasitic oscillation light and ASE5 is suppressed. Yes.
That is, when the scattering layer 17 is formed on the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13, the parasitic oscillation light and a part of the ASE 5 are scattered by the scattering layer 17, and the parasitic oscillation light and the loss of the ASE 5 are lost. It becomes.
For this reason, if the loss of the parasitic oscillation light and ASE5 by the scattering layer 17 is higher than the laser gain, the generation of the parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed.

図１のような方向から励起光２で励起し、散乱層１７を励起光２が入力される面と異なる側面に形成することにより、励起光２の平面導波路３への入力に対する影響を少なくすることができる。   The excitation light 2 is excited from the direction as shown in FIG. 1 and the scattering layer 17 is formed on a side surface different from the surface to which the excitation light 2 is input, thereby reducing the influence of the excitation light 2 on the input to the planar waveguide 3. can do.

実施の形態１２．
図１３はこの発明の実施の形態１２による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面の一部はコア層１１の側面に対して角度γをもって形成された傾斜面２７となっている。 Embodiment 12 FIG.
FIG. 13 is a side view showing a planar waveguide of a planar waveguide laser device according to Embodiment 12 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
Part of the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13 is an inclined surface 27 formed with an angle γ with respect to the side surface of the core layer 11.

次に動作について説明する。
コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面（二色性膜２４、全反射膜２５）で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 Next, the operation will be described.
Among the light that is not guided in the core layer 11, the light with the incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is the top and bottom surfaces and side surfaces (dichroic film 24, total reflection) of the planar waveguide 3. The film 25) is totally reflected and becomes a circular mode that circulates inside the planar waveguide 3.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態１２では、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面をコア層１１の側面に対して角度γをもって形成された傾斜面２７とすることによって、コア層１１に閉じ込められず、第一クラッド層１２に透過してきた寄生発振光やＡＳＥ５の傾斜面２７に対する入射角を全反射角よりも小さくし、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面の一部がコア層１１の側面に対して角度γをもって形成された傾斜面２７となっている場合、寄生発振光やＡＳＥ５が第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面より外部へ出射されるため、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the twelfth embodiment, the side surfaces of the first clad layer 12 and the second clad layer 13 are inclined surfaces 27 formed with an angle γ with respect to the side surface of the core layer 11 so that they are not confined in the core layer 11. The incident angle of the parasitic oscillation light transmitted through the first cladding layer 12 and the inclined surface 27 of the ASE 5 is made smaller than the total reflection angle, thereby suppressing the generation of the parasitic oscillation light and the ASE 5.
That is, when part of the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13 is the inclined surface 27 formed with an angle γ with respect to the side surface of the core layer 11, the parasitic oscillation light and the ASE 5 are the first. Since the light is emitted from the side surfaces of the clad layer 12 and the second clad layer 13, generation of parasitic oscillation light and ASE 5 can be suppressed.

実施の形態１０と実施の形態１１では、隣接するコア層１１と第一クラッド層１２、第二クラッド層１３を異なる仕様で加工するため、加工が困難であるが、実施の形態１２では、コア層１１と距離が離れた部分を加工できるため、加工が容易になる。   In the tenth embodiment and the eleventh embodiment, since the adjacent core layer 11, the first cladding layer 12, and the second cladding layer 13 are processed with different specifications, the processing is difficult. Since the part away from the layer 11 can be processed, the processing becomes easy.

図１のような方向から励起光２で励起し、傾斜面２７を励起光２が入力される面と異なる側面に形成することにより、励起光２の平面導波路３への入力に対する影響を少なくすることができる。   The excitation light 2 is excited from the direction shown in FIG. 1 and the inclined surface 27 is formed on a side surface different from the surface to which the excitation light 2 is input, thereby reducing the influence of the excitation light 2 on the input to the planar waveguide 3. can do.

実施の形態１３．
図１４はこの発明の実施の形態１３による平面導波路型レーザ装置の平面導波路を示す側面図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面の一部はコア層１１の側面に対して角度γをもって形成され、表面は散乱層となっている散乱面２８が形成されている。 Embodiment 13 FIG.
14 is a side view showing a planar waveguide of a planar waveguide laser device according to Embodiment 13 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
Part of the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13 is formed with an angle γ with respect to the side surface of the core layer 11, and a scattering surface 28 is formed whose surface is a scattering layer.

次に動作について説明する。
コア層１１内を導波されない光の中で、上記の式（５）〜（７）を同時に満たす入射角の光は、平面導波路３の上下面及び側面（二色性膜２４、全反射膜２５）で全反射し、平面導波路３の内部を周回する周回モードとなる。
この周回モードの光は、励起用半導体レーザ１によってコア層１１内に誘起されるレーザ利得により増幅されて寄生発振光やＡＳＥ５になる。 Next, the operation will be described.
Among the light that is not guided in the core layer 11, the light with the incident angle that simultaneously satisfies the above equations (5) to (7) is the top and bottom surfaces and side surfaces (dichroic film 24, total reflection) of the planar waveguide 3. The film 25) is totally reflected and becomes a circular mode that circulates inside the planar waveguide 3.
The light in the circular mode is amplified by the laser gain induced in the core layer 11 by the pumping semiconductor laser 1 and becomes parasitic oscillation light or ASE5.

この実施の形態１３では、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面の一部をコア層１１の側面に対して角度γをもって形成し、表面を散乱層にした散乱面２８とすることによって、コア層１１に閉じ込められず、第一クラッド層１２に透過してきた寄生発振光やＡＳＥ５が散乱面２８で散乱されることによって、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制している。
即ち、第一クラッド層１２と第二クラッド層１３の側面の一部がコア層１１の側面に対して角度γをもって形成され、表面が散乱層となった散乱面２８になっている場合、寄生発振光やＡＳＥ５が散乱面２８により散乱されるため、寄生発振光やＡＳＥ５の発生を抑制することができる。 In the thirteenth embodiment, a part of the side surfaces of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13 is formed with an angle γ with respect to the side surface of the core layer 11 to form a scattering surface 28 whose surface is a scattering layer. As a result, the parasitic oscillation light and ASE 5 that are not confined in the core layer 11 and are transmitted through the first cladding layer 12 are scattered by the scattering surface 28, thereby suppressing the generation of the parasitic oscillation light and ASE 5.
That is, when a part of the side surface of the first cladding layer 12 and the second cladding layer 13 is formed with an angle γ with respect to the side surface of the core layer 11 and the surface is a scattering surface 28 which is a scattering layer, Since the oscillation light and ASE5 are scattered by the scattering surface 28, the generation of parasitic oscillation light and ASE5 can be suppressed.

実施の形態１０と実施の形態１１では、隣接するコア層１１と第一クラッド層１２、第二クラッド層１３を異なる仕様で加工するため、加工が困難であるが、実施の形態１３では、コア層１１と距離が離れた部分を加工できるため、加工が容易になる。   In the tenth embodiment and the eleventh embodiment, since the adjacent core layer 11, the first cladding layer 12, and the second cladding layer 13 are processed with different specifications, the processing is difficult. Since the part away from the layer 11 can be processed, the processing becomes easy.

図１のような方向から励起光２で励起し、散乱面２８を励起光２が入力される面と異なる側面に形成することにより、励起光２の平面導波路３への入力に対する影響を少なくすることができる。   The excitation light 2 is excited from the direction shown in FIG. 1 and the scattering surface 28 is formed on a side surface different from the surface to which the excitation light 2 is input, thereby reducing the influence of the excitation light 2 on the input to the planar waveguide 3. can do.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

１ 励起用半導体レーザ（励起光源）、２ 励起光、３ 平面導波路、３ａ 側面、３ｂ 側面、４ レーザ光、５ 寄生発振光・ＡＳＥ、１１ コア層（レーザ媒質）、１２ 第一クラッド層（無添加母材）、１３ 第二クラッド層（下部クラッド）、１４ 吸収層、１５ 全反射膜、１６ 反射防止膜、１７ 散乱層、２１ 二色性膜、２２ 吸収層、２３ 散乱層、２４ 二色性膜、２５ 全反射膜、２６ 励起光全反射膜、２７ 傾斜面、２８ 散乱面、１０１ コア層、１０２ 第一クラッド層、１０３ 第二クラッド層、１０４ レーザ光、１０５ 励起光、１０６ 寄生発振光・ＡＳＥ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excitation semiconductor laser (excitation light source), 2 excitation light, 3 plane waveguide, 3a side surface, 3b side surface, 4 laser beam, 5 parasitic oscillation light and ASE, 11 core layer (laser medium), 12 1st clad layer ( Additive-free base material), 13 second cladding layer (lower cladding), 14 absorption layer, 15 total reflection film, 16 antireflection film, 17 scattering layer, 21 dichroic film, 22 absorption layer, 23 scattering layer, 24 2 Chromatic film, 25 total reflection film, 26 excitation light total reflection film, 27 inclined surface, 28 scattering surface, 101 core layer, 102 first cladding layer, 103 second cladding layer, 104 laser light, 105 excitation light, 106 parasitic Oscillation light / ASE.

Claims (13)

励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記無添加母材及び上記下部クラッドの外側に形成された吸収層と、上記励起光が入射される平面導波路の側面と異なる側面に形成された反射膜とを備え、
上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記反射膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記吸収層によって吸収されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, an absorption layer formed outside the additive-free base material and the lower clad, and a planar waveguide into which the excitation light is incident A reflective film formed on a side surface different from the side surface of
The laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the reflection film, while the parasitic oscillation light and the ASE confined in the planar waveguide and circulated are absorbed by the absorption layer. A planar waveguide laser device. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記無添加母材及び上記下部クラッドの外側に形成された散乱層と、上記励起光が入射される平面導波路の側面と異なる側面に形成された反射膜とを備え、
上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記反射膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記散乱層によって散乱されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, a scattering layer formed outside the additive-free base material and the lower clad, and a planar waveguide into which the excitation light is incident A reflective film formed on a side surface different from the side surface of
The laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the reflection film, while the parasitic oscillation light and the ASE confined in the planar waveguide and circulated are scattered by the scattering layer. A planar waveguide laser device. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記励起光が入射される平面導波路の側面に形成され、上記励起光を透過する一方、レーザ光を反射する二色性膜と、上記二色性膜が形成されている平面導波路の側面と異なる側面に形成された吸収層とを備え、
上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記二色性膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記吸収層によって吸収されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, and a side surface of the planar waveguide into which the excitation light is incident, transmit the excitation light and reflect the laser light A dichroic film, and an absorption layer formed on a side surface different from the side surface of the planar waveguide in which the dichroic film is formed,
The laser beam amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the dichroic film, while the parasitic oscillation light and the ASE that are confined and circulated inside the planar waveguide are absorbed by the absorption layer. A planar waveguide laser device. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記励起光が入射される平面導波路の側面に形成され、上記励起光を透過する一方、レーザ光を反射する二色性膜と、上記二色性膜が形成されている平面導波路の側面と異なる側面に形成された散乱層とを備え、
上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記二色性膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記散乱層によって散乱されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, and a side surface of the planar waveguide into which the excitation light is incident, transmit the excitation light and reflect the laser light A dichroic film, and a scattering layer formed on a side surface different from the side surface of the planar waveguide on which the dichroic film is formed,
The laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the dichroic film, while the parasitic oscillation light and the ASE confined in the planar waveguide and circulated are scattered by the scattering layer. A planar waveguide laser device. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記励起光が入射される平面導波路の側面に形成され、上記励起光を透過する一方、レーザ光を反射する二色性膜と、上記二色性膜が形成されている平面導波路の側面に対向する側面に形成された反射膜と、上記二色性膜及び上記反射膜が形成されている平面導波路の側面と異なる側面に形成された吸収層とを備え、
上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記二色性膜及び上記反射膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記吸収層によって吸収されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, and a side surface of the planar waveguide into which the excitation light is incident, transmit the excitation light and reflect the laser light A dichroic film, a reflective film formed on a side surface of the planar waveguide on which the dichroic film is formed, and a planar waveguide on which the dichroic film and the reflective film are formed An absorbent layer formed on a side surface different from the side surface of
The laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the dichroic film and the reflective film, while the parasitic oscillation light and the ASE confined in the planar waveguide are circulated by the absorption layer. A planar waveguide laser device that is absorbed. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記励起光が入射される平面導波路の側面に形成され、上記励起光を透過する一方、レーザ光を反射する二色性膜と、上記二色性膜が形成されている平面導波路の側面に対向する側面に形成された反射膜と、上記二色性膜及び上記反射膜が形成されている側面と異なる側面に形成された散乱層とを備え、
上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記二色性膜及び上記反射膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記散乱層によって散乱されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, and a side surface of the planar waveguide into which the excitation light is incident, transmit the excitation light and reflect the laser light Different from the dichroic film, the reflective film formed on the side surface facing the side surface of the planar waveguide on which the dichroic film is formed, and the side surface on which the dichroic film and the reflective film are formed A scattering layer formed on the side surface,
The laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the dichroic film and the reflective film, while the parasitic oscillation light and the ASE confined in the planar waveguide are circulated by the scattering layer. A planar waveguide laser device that is scattered. 励起光源は、二色性膜が形成されている平面導波路の側面のうち、無添加母材が設けられている部分から励起光を入射することを特徴とする請求項３から請求項６のうちのいずれか１項記載の平面導波路型レーザ装置。   7. The excitation light source enters the excitation light from a portion where an additive-free base material is provided on the side surface of the planar waveguide on which the dichroic film is formed. A planar waveguide laser device according to any one of the above. 二色性膜が形成されている平面導波路の側面のうち、レーザ媒質が設けられている部分に励起光を遮蔽する遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項７記載の平面導波路型レーザ装置。   8. The planar waveguide according to claim 7, wherein a shielding member for shielding excitation light is provided at a portion of the side surface of the planar waveguide on which the dichroic film is formed, where the laser medium is provided. Waveguide laser device. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記平面導波路の側面に形成された反射膜とを備え、
上記平面導波路の外部の屈折率がｎ０、上記レーザ媒質の屈折率がｎ１、上記下部クラッドの屈折率がｎ３であるとき、上記反射膜が形成されている平面導波路の側面に垂直な面は、上記平面導波路の平面に対して、ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ３）−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１）以下の角度で形成されていることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, and a reflective film formed on a side surface of the planar waveguide,
When the refractive index outside the planar waveguide is n 0 , the refractive index of the laser medium is n 1 , and the refractive index of the lower cladding is n 3 , the side surface of the planar waveguide on which the reflective film is formed is The plane perpendicular to the plane of the planar waveguide is formed at an angle of sin −1 (n 0 / n 3 ) −sin −1 (n 0 / n 1 ) or less. Waveguide laser device. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記励起光が入射される平面導波路の側面と異なる側面に形成された反射膜と、上記無添加母材の励起光が入射される側面と異なる側面に形成された吸収層とを備え、
上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記反射膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記吸収層によって吸収されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, a reflective film formed on a side surface different from the side surface of the planar waveguide on which the excitation light is incident, and the additive-free base material An absorption layer formed on a side surface different from a side surface on which excitation light is incident;
The laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the reflection film, while the parasitic oscillation light and the ASE confined in the planar waveguide and circulated are absorbed by the absorption layer. A planar waveguide laser device. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記励起光が入射される平面導波路の側面と異なる側面に形成された反射膜と、上記無添加母材の励起光が入射される側面と異なる側面に形成された散乱層とを備え、
上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記反射膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記散乱層によって散乱されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。 An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, a reflective film formed on a side surface different from the side surface of the planar waveguide on which the excitation light is incident, and the additive-free base material A scattering layer formed on a side surface different from a side surface on which excitation light is incident;
The laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the reflection film, while the parasitic oscillation light and the ASE confined in the planar waveguide and circulated are scattered by the scattering layer. A planar waveguide laser device. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記励起光が入射される平面導波路の側面と異なる側面に形成された反射膜を備え、上記無添加母材の側面の一部は上記レーザ媒質の側面に対して角度をもって形成され、上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記反射膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記無添加母材の側面の一部によって外部へ出力されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。   An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, and a reflective film formed on a side surface different from the side surface of the planar waveguide on which the excitation light is incident, the additive-free base material A part of the side surface of the laser beam is formed at an angle with respect to the side surface of the laser medium, and the laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the reflective film, while being confined inside the planar waveguide. The planar waveguide laser device is characterized in that the parasitic oscillation light and ASE circulating around are output to the outside through a part of the side surface of the additive-free base material. 励起光を平面導波路内に入射する励起光源と、上記励起光源により平面導波路内に入射された励起光によって励起される平面状のレーザ媒質と、上記レーザ媒質における一方の平面に接合された無添加母材と、上記レーザ媒質における他方の平面に接合された下部クラッドと、上記励起光が入射される平面導波路の側面と異なる側面に形成された反射膜を備え、上記無添加母材の側面の一部は上記レーザ媒質の側面に対して角度をもち、その表面は散乱層が形成され、上記レーザ媒質によって増幅されるレーザ光は上記反射膜に反射されながら伝播される一方、上記平面導波路の内部に閉じ込められて周回する寄生発振光及びＡＳＥは上記無添加母材の側面の一部によって散乱されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置。   An excitation light source that makes excitation light enter the planar waveguide, a planar laser medium that is excited by the excitation light that enters the planar waveguide by the excitation light source, and one plane of the laser medium that is joined An additive-free base material, a lower clad bonded to the other plane of the laser medium, and a reflective film formed on a side surface different from the side surface of the planar waveguide on which the excitation light is incident, the additive-free base material A part of the side surface of the laser beam has an angle with respect to the side surface of the laser medium, a scattering layer is formed on the surface, and laser light amplified by the laser medium is propagated while being reflected by the reflective film. A planar waveguide laser device characterized in that parasitic oscillation light and ASE confined and circulated inside the planar waveguide are scattered by a part of the side surface of the additive-free base material.
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