JP2017524265A - 非対称冷却を有する非対称平面導波路 - Google Patents

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Abstract

光ポンプに結合するための第１端部と、第１端部の反対側にある第２端部とを有する平面導波路（PWG）であって：第１クラッド層と；一方側が第１クラッド層に面し、一様にドーピングされたコア層であり、第１端部で厚さが小さく第２端部で厚さが大きいテーパーが付けられたコア層と；第１クラッド層よりも薄い第２クラッド層であり、コア層の一方側に反対の他方側上に被覆された第２クラッド層と；を有する、PWG。第１クラッド層が、PWGの長さに沿ってテーパーが付けられ、第１端部での大きな厚さ及び第２端部での小さな厚さを有し、コア層のテーパーとは実質的に反対のテーパー角度を有してPWGが長さに沿って一様な全体厚を有するよう形成される。

Description

本発明は、概して平面導波路（PWG）に関し、より詳細には、非対称冷却を有する非対称PWGに関する。
光学導波路は、光学スペクトル内の電磁波をガイド（guide）する。光学導波路は、光学通信システム内で伝送媒体として使用することができる。導波路は、例えばエルビウムドープ光ファイバ増幅器（Erbium-doped fiber amplifier）などの光学増幅器として用いることもできる。平面導波路（PWG）は、単一の横軸内で光学波をガイドする特定のタイプの導波路である。PWGは、平面的であり、高い屈折率の中間（コア）層が低い屈折率のクラッド層により両側を包囲された３層のサンドイッチ幾何形状を有する。PWGは、典型的には、高いアスペクト比（例えば、１００対１又はそれ以上）を有し、すなわち、１つの横軸内で薄く、他の軸内で幅広であり、ある配置（例えば、PWG増幅器）における取り付け及び熱除去を容易にする大きな平面的表面領域を有する。中間層の屈折率が包囲するクラッド層よりも高いので、全反射により光を中間層内に閉じ込めることができる。コア層の一端中へ光を入射させることにより、PWGの導波モードが励起される。
PWGはしばしば、レーザーダイオードなどのレーザー内で用いられる。PWGはまた、マッハ・ツェンダー干渉計及び波長分割マルチプレクサなどの多くの光学要素内で用いられる。レーザーダイオードの空洞は、大抵、直方体光学導波路として建造される。
PWG増幅器は、一次元伝搬モード内にレーザービームなどの光学信号を閉じ込めて、長い増幅路内で高い強度を維持するための導波路を用いる光学増幅器である。増幅は、典型的には、PWGのドーピングされたコア内のドーパントイオンからのフォトンの誘導放出により得られる。典型的には、コアは一定のドーピングレベルを有する。ポンプレーザーがイオンをより高いエネルギーレベルへと励起し、より高いエネルギーレベルからイオンは信号波長でのフォトンの誘導放出を介して低エネルギーへと戻る遷移をなしうる。励起されたイオンは、自然に減衰（自然放出）でき、或いはガラスマトリクスのフォノンとの相互作用を含む非放射過程を通じて減衰できる。これらの２つのタイプの減衰メカニズムは、光増幅の効率を減少させる誘導放出に匹敵する。より高いレーザー利得媒体（増幅器）に対する主要な障壁は、デバイスに沿った最大温度である。最大温度は、デバイスの破壊又は機能障害を導き得る。温度プロフィールは、ポンプ光がPWG内へと入力されるところでピークとなる。横方向の大きな温度勾配はまた、PWGの波面歪み（wavefront distortion）を導く。単位長当たりのピーク熱負荷に比例する熱効果によって、電力スケーリング（power scaling）が究極的に制限される。
ドーパント濃度は、PWG増幅器の性能に対して直接的な効果を有する。比較的に高いドーピング濃度によって、伝搬方向に短いPWGを用いて所望の信号増幅を生じさせることができる。しかしながら、このことは、PWGの比較的に大きな加熱を導き、熱ストレス下で品質低下又は破砕をもたらし得る。高いドーピング濃度はまた、横方向でのより多い利得を生成し、増幅された自然放出及び寄生レージング（parasitic lasing）を生じさせ、それらがレーザー増幅器内での逆転分布（population inversion）を抑制し、もって所望信号増幅を減少させる。比較的に低いドーピング濃度は、所望信号増幅をもたらすために長いPWGを要求し、そのようなPWGは製造及び取扱いがより困難である。
波面とは、同一位相を有する点の軌跡であり、すなわち、二次元での直線又は曲線、又は3次元での波動伝搬の表面である。大電力PWG増幅器内での波面歪みが、PWGのガイドされない横軸内での熱勾配から生じる。これらの横軸内での熱勾配を最小化することが、高出力パワーにおける高いビーム品質動作を可能にする。従来の大電力PWGレーザーは、PWGの両側に適用される冷却方法に対称構造を用いる。
平面的な導波路は、歴史的に、一様なコア厚さ及び一様なクラッド層厚さで製作されてきた。このことは、端部ポンピングされるPWGにポンプパワーが結合される場所で、より高熱を導く。熱的効果により電力スケーリング（power scaling）が基本的に制限されるので、非一様加熱を伴うデバイスは、より一様な加熱を伴うデバイスの電力スケーリングポテンシャルに到達することができない。熱一様性を改良しようとした従来の試みは、利得媒体中でドーピング勾配や区分ドーピングを用いて熱的一様性を改良するものであった。しかし、ドーピング勾配を伴うレーザー利得媒体を製作する方法は未成熟で実施が複雑であった。
いくつかの実施形態において、本発明は、製造が単純化された大電力レベルに対するスケーラビリティ（scalability）のために最適化されたPWGまたはレーザー利得媒体（増幅器）幾何形状である。本発明は、製造困難な（従来案による）ドーピングレベル勾配を要求せずに、利得媒体中で高度に一様化されたポンプ分布を達成する。レーザー利得媒体のコア層が、長さに沿ってテーパー付き構造を有する。
いくつかの実施形態において、本発明は、一様にドーピングされたテーパー付きコアと単一のドーピングされていないクラッド層を有する平面導波路（PWG）である。いくつかの実施形態において、本発明は、ドーピングされていない、より薄い第２クラッド層を含んでも良く、第２クラッド層はコア層上の単なる被覆であっても良い。
いくつかの実施形態において、本発明は、光ポンプに結合するための第１端部と、第１端部の反対側の第２端部とを有する平面導波路（PWG）である。PWGが、第１クラッド層と；一方側が第１クラッド層に面し、一様にドーピングされたコア層であり、前記第１端部で厚さが小さく前記第２端部で厚さが大きいテーパーが付けられたコア層と；第１クラッド層よりも薄い第２クラッド層であり、コア層の一方側とは反対の他方側上に被覆された第２クラッド層と；を有する。
いくつかの実施形態において、第１クラッド層が、PWGの長さに沿ってテーパーが付けられ、第１端部での大きな厚さ及び第２端部での小さな厚さを有し、コア層のテーパーとは実質的に反対のテーパー角度を有してPWGが長さに沿って一様な全体厚を有するよう形成される。いくつかの実施形態において、第１クラッド層と第２クラッド層とがそれぞれ、PWGの長さに沿って一定の厚さを有し、PWGがコア層のテーパー角度と実質的に同一の全体的テーパー角度を有して長さに沿って全体厚が変化するよう形成される。
いくつかの実施形態において、本発明は、光ポンプに結合するための第１端部と、第１端部の反対側にある第２端部とを有する平面導波路（PWG）である。PWGは、ドーピングされていない第１クラッド層と；一方側が第１クラッド層に面し、一様にドーピングされたコア層であり、第１端部で厚さが小さく第２端部で厚さが大きいテーパーが付けられる。本発明の一様にドーピングされテーパー付きコア層は、１つ以上の熱除去冷却器に緊密接触している。
いくつかの実施形態において、本発明は、ポンプ光源に結合するための第１端部と、第１端部の反対側にある第２端部とを有する非対称平面導波路（PWG）を製作する方法である。当該方法は、（例えば、精製したイットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）粉末である）レーザーホスト結晶媒体（a laser host crystalline media）から、コアブランク、クラッド層ブランク及びエンドキャップブランクを生成するステップと；ブランクを研磨するステップであり、コアブランクが第１端部で厚さが小さく第２端部で厚さが大きいテーパー形状へと研磨されるステップと；ドーピングされていない第１クラッド層と；テーパー付きコアブランクをクラッド層ブランク及びエンドキャップブランクに接合して、PWG構造を得るステップと；PWG構造を仕上げて光学磨きをするステップと；接合されたクラッド層ブランクとは反対側のコア層の一方側を、光学的被覆でコーティングして非対称PWGを形成するステップと；を有する。
本発明のこれらの及び他の特徴、特色及び利点は、以下の明細書、添付の特許請求の範囲及び添付図面に関してより明白になる。
代表的なPWGの幾何形状を示す。 従来技術の三層PWGを示す。 本発明のいくつかの実施形態に従った、例示的な非対称PWGを示す。 本発明のいくつかの実施形態に従った非対称PWGの例示的製造プロセスを示す。
いくつかの実施形態において、本発明は、一様にドーピングされテーパー付けられたコア形状を有するPWGである。コア層は、その厚さ及び幅に亘って一様にドーピングされ、結果としてよりストリームライン化され低費用のPWG製作をもたらす。いくつかの実施形態において、PWGは、一様な全体厚さを有し、コアのテーパーが一方側にある（厚い）クラッド層の逆テーパーによって補償される。いくつかの実施形態において、PWGは、テーパー付けされていない（厚い）クラッド層を有する。いくつかの実施形態において、コアの一方側のクラッド層は、コアの反対側のクラッド層よりもかなり薄く、物理的構造、光学ポンピング構造及び蛍光の吸収における非対称を導き、結果として加熱非対称をもたらす。いくつかの実施形態において、本発明は、ドーピングされたテーパー付きコア層及び単一のドーピングされていないクラッド層のみを有する。
いくつかの実施形態において、PWGの長さに沿ったポンプ吸収速度はコア層のテーパーのために変化し、結果として、ポンプ入力付近で低い吸収速度及び長さに沿った増大する速度をもたらす。増大する吸収速度は、減少するポンプパワーとバランスして、単位長当たり比較的に一様な全吸収パワーを達成する。
いくつかの実施形態において、本発明は、レーザー利得媒体のための代用物として構成されるPWGであるが、レージングしないコア（a non-lasing core）を有し、ポンプ光吸収及び熱放散特性内で実際にレージングするPWG素子をエミュレーティングする。
そのような代用物は、大レーザーパワーに晒さずに品質低下又は損傷を回避して、レーザー兵器などの大電力レーザーシステムを設計し試験する際の診断ツールとして有用である。
本発明は、PWGの両側で異なって最適化される冷却機構を採用する。このようにして、本発明は、緩やかな軸方向熱勾配を最小化する。また、非対称PWGの薄い方のクラッド層上の蛍光の吸収を減少させることにより、本発明はガイドされていない軸方向波面誤差に実質的な改良をもたらす。いくつかの実施形態において、本発明のドーピングされたテーパー付きコア層が熱除去冷却器との緊密な接触状態に置かれる。
本発明のPWGは、レーザー溶接システム又はレーザー兵器システムなどの、光学増幅器、マッハ・ツェンダー干渉計、波長分割マルチプレクサ、又はレーザー兵器において用いることができる。
いくつかの実施形態において、本発明は、緩やかな軸方向熱勾配を最小化する。いくつかの実施形態において、信号波長での反射性被覆を用いることにより、非対称PWGの薄い方のクラッド層側の蛍光の吸収が減少され、それにより、この薄いクラッド層に緊密に熱接触するPWGのコア内にもたらされる感知できる加熱を減少する。この熱負荷を最小化することにより、本発明は、ガイドされない軸（PWGの遅い軸としても知られる）方向の波面誤差における実質的改良をもたらす。本発明はガイドされていない軸方向波面誤差に実質的な改良をもたらす。いくつかの実施形態において、厚いクラッド層側の外方表面は、部分的に反射性にされ、部分的に吸収性にされ、コア領域を通じた感知できる熱負荷の分散を助け、さらにガイドされない軸に沿った低い波面誤差及びより良い温度一様性に貢献する。
テーパー付きコア層とともに、比較的一様なポンピングが達成され、本発明のPWGは、ポンプ吸収一様性を達成するためのコア内の可変ドーピングを要求せず、かくして製作が容易になる。さらに、全体的なコア層／クラッド層厚に対する本発明の薄いPWGコアは、導波路の長さに沿ってほぼ一定のポンプビーム開口数（NA）を有する。
図１は、典型的なPWGの幾何形状を示す。図示されるように、入力信号ビームは、PWGの一端（図では左側）においてコア層内へ導入され、コア層を通って反対端へとガイドされたモードで伝搬する。レーザーダイオードのアレイからのポンプ光が１つ又は両方のクラッド層に導入され、両クラッド層の外部表面上の被覆によりPWG構造内部に閉じ込められる。PWGは大きな表面面積対容積比を有し、効率的熱除去及び低ストレスを可能にする。
図２は、従来の三層PWGを示す。図示するように、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）コア層が、同じ厚さの２層のYAGクラッド層により挟まれる。この構造は、コア層を頂部及び底部クラッド層に接続する２つの大面積の接合部（bonds）２０２ａ、２０２ｂを含み、そしてコア層、クラッド層及びエンドキャップを接続する全部で６つの接合部２０４ａ〜２０４ｆを含む。これらの接合は、ガラス接合による拡散接合、又は当技術で知られた他の手段により達成できる。ＹＡＧコア層は、単結晶構成、セラミック複合物、又は多結晶若しくはセラミックコアセクションであって良い。典型的には、異なるドーピングレベルを有する多重コアセクションが、バランスされた熱リードを達成するが、これは多くの応用のために依然として適切ではない。この典型的なPWGの製造は、多重接合部の複雑性のために長いリードタイムを有する。
図１及び２に示すPWGは、典型的に、高いアスペクト比の能動領域を用いて、能動領域の中心から冷却面への伝導通路を最小化し、もって熱レンズ効果の原因となるスラブ（slab）に亘る温度差を最小化する。熱は、スラブの薄い軸に垂直な方向に主に流れるように制限される。温度はスラブの遅い軸に亘ってほぼ一様であるので、この方向における熱レンズ効果は最小化される。温度勾配もまた固体状態媒体中にストレスを生成し、光弾性効果（the opto-elastic effect）のために熱レンズ効果をさらに悪化させ、ストレスベクトルの方向において熱ストレスで誘導された複屈折を引き起こす。この理由のために、レーザービーム偏光は通常、スラブの速い軸に平行方向又は垂直方向の何れかである。PWGの対向する広い両表面は、当技術分野で知られた手段を用いて積極的に冷却される。例えば、冷却板モジュール（cold-plate modules）が、中間にある熱光学インターフェイス（thermal optic interface (TOI)）材料を介して、若しくは介在するセミスタティック（semi-static）ガス状層若しくは液状層により、又は直接に、両表面に接触することができる。直接液体冷却は、多重ジェット衝突又はマイクロチャネル流を用いて、冷却効率及び一様性を増大させることができる。複数の冷却方法の組合せを用いることもできる。
図３は、本発明のいくつかの実施形態に従った、例示的な非対称PWGを示す。図示されるように、コア層３０２が、一様にドーピングされ、ポンプ入力端部３０８においてより薄い厚さを有し、導波路の反対端部に向かって厚くなるようにテーパーが付けられている。これらの実施形態において、もし２層のクラッド層があるならば、クラッド層のうちの一層、例えば上方クラッド層３０４が他の（本例では下方の）クラッド層３０６よりも実質的に厚い。下方クラッド層３０６（もしあれば）は、上方クラッド層３０４よりもかなり薄く、単にコア層に付着されたコーティングであっても良い。言い換えれば、非対称PWGは、第１クラッド層（本例では、頂部層）と、第２クラッド層（本例では底部層）とを有し、第１クラッド層が第２クラッド層よりも厚い厚さを有する。いくつかの実施形態において、厚い方の（上方の）クラッド層３０４のテーパーは、コア層３０２のテーパーとは反対である。すなわち、厚い方の（上方の）クラッド層３０４は、コア層のテーパーとは反対であるが、同一のテーパー角度にテーパー付けられている。コア層３０２は、ポンプ入力端部３０８においてより薄い厚さを有し、導波路の他の端部に向かってより厚い厚さを有するようにテーパー付けられている。クラッド層３０４は、ポンプ入力端部３０８においてより厚い厚さを有し、導波路の他の端部に向かってより薄い厚さを有するようにテーパー付けられ、全体的テーパー角度は、コア層のテーパー角度と実質的に同一であり、PWGデバイスの実質的に一様な全体厚をもたらす。
コア層がテーパー付けられて、効率的な熱バランスを可能としている。いくつかの実施形態において、コア層は（底部）熱冷却器との緊密接触状態にある。何故ならば、底部クラッド層は非常に薄く、例えば、単なるコーティングであるからである。すなわち、コア層から（量子欠損及び吸収による）の顕熱（the sensible heat）の大部分が薄いクラッド層側部から取り出され、他のクラッド層上の熱除去が調整されて、PWGの幅（ガイドされないディメンション）に亘る全体的温度一様性を改善する。いくつかの実施形態において、反射性外方被覆により薄い側での吸収が最小化され、少量の吸収が厚い側に追加される。このことにより、蛍光及びASEが制限された回数だけバウンドし（bounce）、その後完全に吸収され、それによりガイドされないディメンションに亘る熱変化を除去することにより一様性を増大させる。もし底部クラッド層が十分薄ければ、如何なる有意な熱抵抗も呈さず、故に冷却器との緊密な熱的接触状態になる。いくつかの実施形態において、熱冷却器３１２a〜３１２ｄが取り付けられる。例えば、PWGの上方及び下方の広い表面に接合される。シミュレーションの結果、これらの実施形態のPWG性能は２の因子だけ改良されることが示された。
いくつかの実施形態において、底部におけるより薄いクラッド層がコア層の底部上の単なる被覆であって良い。故に、１つの大領域のみを（すなわち、コア層を厚いクラッド層に）接合するだけでよい。すなわち、非対称PWGは、第１クラッド層（本例では頂部層）と、第２クラッド層（本例では底部層）と、一様にドーピングされテーパー付けられたコア層とを含む。第１クラッド層は、第２クラッド層よりも厚い厚さを有する。本実施形態の非対称PWGは、コア層、厚いクラッド層及びエンドキャップ３１０を接合するための全部でわずかに３つの接合を要求する。第２クラッド層の単なる被覆又は喪失は、多くの接合プロセスを削除して、製造プロセスを単純化し、リードタイムを短期化する。
本発明において、ポンプ光が両クラッド層の外部表面間に閉じ込められ、各パス上で交差し部分的に吸収される。より薄いコア領域がテーパー付けられて、コア内の増大した吸収がポンプ光強度の損失を相殺する。このことにより、レーザー利得媒体の長さに沿ってより一様なポンピングが達成され、結果として温度プロフィールがより一様になりかつストレスがより小さくなり、それにより、出力ビーム波面品質が良くなり、偏光解消（depolarization）が小さくなる。また、レーザービームが低次モード内での伝搬に制限される。
いくつかの実施形態において、本発明は、非対称PWGの例示的な実施形態を含むレーザーである。大きな信号強度が、高効率及び高利得を可能にし、高いアスペクト比が、例えば、入手可能なCOTSレーザーダイオードアレイからの単純で効率的なポンプ結合を可能にする。短い長さで大面積のコアが、刺激されたブリルアン散乱（Brillouin scattering）などの有害な非線形効果なしに、高出力パワーでの狭帯域動作を可能にする。設計の単純性が、低い寸法及び重量でのコンパクトパッケージングを可能にする。マッハ・ツェンダー干渉計、波長分割マルチプレクサ及びレーザーダイオードなどの他の光学要素が、本発明の非対称PWGを使用することができる。
図４は、本発明のいくつかの実施形態に従って、セラミック非対称PWGの製造のための例示的なプロセスを示す。図示するように、ブロック４０２において、レーザーホスト結晶媒体４０１、例えばYAG粉末４０１が、精製され純化され、精確な化学量論が得られる。その代わりに、すでに精製され純化されたレーザーホスト結晶媒体（例えば、YAG粉末）を入手しても良いことを、当業者は認識するであろう。ブロック４０４において、複数のブランク（非接合PWG成分）が、YAGから生成される。生成は、例えば、レーザーホスト結晶媒体（laser host crystalline media）を焼結し、熱間静水圧プレス（a hot isostatic pressing (HIP)）プロセスを用いてある出発形状へと圧縮することにより行う。結果として、PWG４０３のコア、クラッド層及びエンドキャップ成分になるべきであるブランクが得られる。いくつかの実施形態において、コアブランクは、互いに接合されて単一セグメントコアブランクを形成する多数のブランクセグメントを含む。いくつかの実施形態において、コアブランクは、コアブランク形成のための如何なる接合をもしない単一のブランクセグメントを含み、結果としてより単純なプロセスをもたらす。
複数のブランクは次に、研磨され（ground）、ほぼ最終形状へと磨かれて（polished）、互いに接合されて、ブロック４０６に示すモノリシックPWG構造を製造する。いくつかの実施形態において、コアブランクは、第１端部で薄い厚さを有し第２端部で厚い厚さを有するテーパー形状へと研磨され、次にテーパー付きのコアブランクがクラッド層ブランク及びエンドキャップブランクに接合されて、PWG構造を得る。いくつかの実施形態において、コアブランクは磨かれて、クラッド層に（選択的に、エンドキャップブランクに）接合されて、より安定的な接合構造を形成する。この接合構造のコアブランクが次に、第１端部で薄い厚さを有し第２端部で厚い厚さを有するテーパー形状へと研磨され、PWG構造を得る。
いくつかの実施形態において、拡散接合を用いて、コア、クラッド層及びエンドキャップを接合する。接合されたPWG構造４０５は次に、最終形状へと研磨され、仕上げられ、再度光学磨きを施され（ブロック４０８）、本発明の非対称PWGを得る。
ブロック４１０において、１つ以上の光学コーティングが適用されても良い。いくつかの実施形態において、エバネッセント波被覆（evanescent wave coating）がコアに（もし露出されていれば１つの表面に）適用されて良く、或いはクラッド層領域に或いは両方に適用されても良い。エバネッセント波被覆は、光学媒体内部のTIR表面の低屈折率側に存在するエバネッセント波を閉じ込め、それにより導波路の開口数及び位相シフト特性を制御できる。エバネッセント波被覆はまた、所望される際、増幅された自然放出のための低反射性を保証し、（特に液体冷却が用いられる場合に）コア層と冷却素子との間に障壁（a barrier）をもたらし、汚染及び摩損から保護する。
このようにして、非対称PWGを製作する方法は、以下のステップを含む。精製したイットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）粉末からコアブランク、クラッド層ブランク及びエンドキャップブランクを生成するステップ；ブランクを磨くステップ；テーパー付きコアブランクをクラッド層ブランク及びエンドキャップブランクに接合するステップ；接合されたコアブランクを第１端部で薄い厚さを第２端部で厚い厚さを有するテーパー形状へと研磨してPWG構造を得るステップ；PWG構造を仕上げて光学磨きを施すステップ；及び接合されたクラッド層ブランクとは反対側のコアブランクの側部を光学的被覆でコーティングして非対称PWGを形成するステップ。上述のように、コアブランクは、最初にクラッド層ブランクに（選択的にエンドキャップブランクに）接合して、次にテーパー形状に研磨しても良い。
いくつかの実施形態において、非対称テーパー付きガイド上のコア層の一方側が、エバネッセント波（e-wave）被覆として機能する材料の一様な層でコーティングされる。被覆層は、典型的に数ミクロン厚である。これらの実施形態において、コアの他方側の１つの（厚い）クラッド層のみが用いられ、結果として全体的PWG構造内でより少ない接合要素及びより少ない接合回数をもたらし、それによりPWG製作プロセスが単純化される。本発明のテーパー付きコアPWGは、コア内の如何なる可変ドーピングをも要求せず、異なるドーピング濃度の多重コアセグメントも要求せずに、ポンプ吸収一様性を達成し、かくして製作を容易にする。
本発明の広範な発明ステップから逸脱することなく、上述の本発明の図示した及びその他の実施形態に対して、多様な修正がなされうることが当業者に認識される。本発明は特定の実施形態や開示した構成に限定されず、むしろ添付の特許請求の範囲によって定義される発明の範囲内で如何なる変化、適応や修正をも含むよう意図されていることが、当業者に理解される。

Claims (18)

  1. 光ポンプに結合するための第１端部と、該第１端部の反対側にある第２端部とを有する平面導波路（PWG）であって：
    第１クラッド層と；
    一方側が前記第１クラッド層に面し、一様にドーピングされたコア層であり、前記第１端部で厚さが小さく前記第２端部で厚さが大きいテーパーが付けられたコア層と；
    前記第１クラッド層よりも薄い第２クラッド層であり、前記コア層の前記一方側とは反対の他方側上に被覆された第２クラッド層と；
    を有する、PWG。
  2. 請求項１に記載されたPWGであって、前記第１クラッド層が、当該PWGの長さに沿ってテーパーが付けられ、前記第１端部での大きな厚さ及び前記第２端部での小さな厚さを有し、前記コア層のテーパーとは実質的に反対のテーパー角度を有して当該PWGが長さに沿って一様な全体厚を有するよう形成される、
    ことを特徴とするPWG。
  3. 請求項１に記載されたPWGであって、前記第１クラッド層と前記第２クラッド層とがそれぞれ、当該PWGの長さに沿って一定の厚さを有し、当該PWGが前記コア層のテーパー角度と実質的に同一の全体的テーパー角度を有して長さに沿って全体厚が変化するよう形成される、
    ことを特徴とするPWG。
  4. 請求項１に記載されたPWGであって、前記第２クラッド層がエバネッセント波（e-wave）被覆として機能する材料の一様な層でコーティングされている、
    ことを特徴とするPWG。
  5. 請求項１に記載されたPWGを含む光学増幅器。
  6. 請求項１に記載されたPWGを含むマッハ・ツェンダー干渉計。
  7. 請求項１に記載されたPWGを含む波長分割マルチプレクサ。
  8. 請求項１に記載されたPWGを含む大出力レーザーシステム。
  9. 請求項１に記載されたPWGを含むレーザーダイオード。
  10. ポンプ光源に結合するための第１端部と、該第１端部の反対側にある第２端部とを有する平面導波路（PWG）であって：
    ドーピングされていない第１クラッド層と；
    一方側が前記第１クラッド層に面し、一様にドーピングされたコア層であり、前記第１端部で厚さが小さく前記第２端部で厚さが大きいテーパーが付けられ、１つ以上の熱除去冷却器に緊密接触しているコア層と；
    を有する、PWG。
  11. 請求項１０に記載されたPWGであって、前記第１クラッド層よりも薄く、前記コア層の前記一方側とは反対の他方側にコーティングされている第２クラッド層を、
    さらに含むことを特徴とするPWG。
  12. 請求項１１に記載されたPWGであって、前記第１クラッド層が、当該PWGの長さに沿ってテーパーが付けられ、前記第１端部での大きな厚さ及び前記第２端部での小さな厚さを有し、前記コア層とは実質的に反対のテーパー角度を有して当該PWGが長さに沿って一様な全体厚を有するよう形成される、
    ことを特徴とするPWG。
  13. 請求項１２に記載されたPWGであって、前記第１クラッド層と前記第２クラッド層とがそれぞれ、当該PWGの長さに沿って一定の厚さを有し、当該PWGが前記コア層と実質的に同一の全体的テーパー角度を有して長さに沿って全体厚が変化するよう形成される、
    ことを特徴とするPWG。
  14. ポンプ光源に結合するための第１端部と、該第１端部の反対側にある第２端部とを有する非対称平面導波路（PWG）を製作する方法であって：
    レーザーホスト結晶媒体から、コアブランク、クラッド層ブランク及びエンドキャップブランクを生成するステップと；
    前記各ブランクを研磨するステップであり、前記コアブランクが前記第１端部で厚さが小さく前記第２端部で厚さが大きいテーパー形状へと研磨されるステップと；
    ドーピングされていない第１クラッド層と；
    前記のテーパー付きコアブランクを前記クラッド層ブランク及び前記エンドキャップブランクに接合して、PWG構造を得るステップと；
    前記PWG構造を仕上げて光学磨きをするステップと；
    接合された前記クラッド層ブランクとは反対側の前記コアの一方側を、光学的被覆でコーティングして非対称PWGを形成するステップと；
    を有する方法。
  15. 請求項１４に記載された方法であって、前記光学的被覆がエバネッセント波（e-wave）被覆である、
    ことを特徴とする方法。
  16. ポンプ光源に結合するための第１端部と、該第１端部の反対側にある第２端部とを有する非対称平面導波路（PWG）を製作する方法であって：
    レーザーホスト結晶媒体から、コアブランク、クラッド層ブランク及びエンドキャップブランクを生成するステップと；
    前記の各ブランクを研磨するステップと；
    前記コアブランクを前記クラッド層ブランク及び前記エンドキャップブランクに接合するステップと；
    前記の接合されたコアブランクを前記第１端部で厚さが小さく前記第２端部で厚さが大きいテーパー形状へと研磨して、PWG構造を得るステップと；
    前記PWG構造を仕上げて光学磨きをするステップと；
    接合された前記クラッド層ブランクとは反対側の前記コアの一方側を、光学的被覆でコーティングして非対称PWGを形成するステップと；
    を有する方法。
  17. 請求項１６に記載された方法であって、前記光学的被覆がエバネッセント波（e-wave）被覆である、
    ことを特徴とする方法。
  18. 請求項１６に記載された方法であって、前記レーザーホスト結晶媒体が精製されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）粉末である、
    ことを特徴とする方法。
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