JP3337403B2 - 周波数安定化レーザ - Google Patents
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Description
起グレーティングと半導体LD(レーザダイオード)で
構成される外部共振器型の周波数安定化レーザにおい
て、モードホップが抑制された周波数安定化レーザの構
造に関するものである。
と半導体LDで構成されるレーザは、グレーティングの
周波数選択性を利用して単一モード発振をする、温度係
数が半導体レーザに比較して小さい、発振周波数の制御
が容易である等の特徴を有するため、光通信、光情報処
理、光計測、分光用光源として様々な応用が期待されて
いる(T. Tanaka, et al., Electron. Lett., vol.32, n
o.13, 1202, (1996)および田中他1997年電子情報通
信学会総合大会講演論文集、C−3−160)。なお、
光誘起グレーティングの作製技術については、ケニース
・オー・ヒル等により発明されている(特開平7−14
0311号公報)。以後、光誘起グレーティングを名称
の簡略化のためグレーティングと言い換える。
数安定化レーザの模式的斜視図である。11は半導体L
Dであり、13は石英導波路のコアであり、14は石英
導波路のクラッドである。15はグレーティングであ
り、16はSi基板であり、18は半導体LDを搭載す
るために石英ガラスを取り除いた部分でシリコンテラス
と呼ばれている。
LDで構成される周波数安定化レーザの発振モードを以
下に説明する。半導体LDに注入電流を流し発光させる
と、グレーティングの反射スペクトルに対応した周波数
の光のみがグレーティングで反射される。従って、半導
体LDの後端面からグレーティングまでの区間をレーザ
キャビティとして発振する。なお、グレーティングおよ
び半導体LDの後端面以外からの半導体LDへの反射戻
り光が無いように、半導体LDの出力面には空気との界
面に対する反射防止膜が施され、石英導波路のLD側の
端面はコアの近傍部がコアの光軸に直交する方向に対し
て傾いている(特開平5−15523号公報参照)。一
般にグレーティングの反射周波数の帯域は50GHz程
度である。一方、レーザキャビティ長が0.5cm程度
であるので縦モードの周波数間隔は20GHz程度とな
り、縦モードが3本程度存在し得る。従って、この中で
グレーティングの反射中心周波数に最も近いものだけが
選択されて発振する。なお、一般にグレーティングの反
射率は40〜99%、半導体LDと石英系導波路との光
の結合損失は4dB±1.5dB程度になっている。
周波数安定化レーザでは、選択される縦モードの周波数
が温度に依存するので、温度変化と共に発振するモード
が変わる現象を生じる(以後モードホップと呼ぶ)。以
下にその理由を説明する。従来の周波数安定化レーザの
縦モードの温度係数は、近似的に式(1)に示される。
体LDの共振器の共振周波数の温度係数および石英導波
路で作製した共振器の共振周波数の温度係数である。n
LDおよびnWGは、それぞれ半導体LDの導波層の等価屈
折率および石英導波路の等価屈折率である。LLDおよび
LWGは、それぞれ半導体LDの共振器長および半導体L
Dの出射端からグレーティングの中心までの石英導波路
長を表す。グレーティングは、石英導波路中に書き込ま
れており、反射中心周波数の温度係数は、石英導波路の
温度係数mWGに等しい。mLD≒10mWGなので、縦モー
ドの温度係数mの大きさは、グレーティングの反射中心
周波数の温度係数mWGの大きさよりも大きい。
ィングの反射中心周波数の温度係数は等しくない。
番目の縦モードで発振していたとすると、温度変化によ
りグレーティングの反射中心周波数に最も近い縦モード
がN+1番目に移り、モードホップが生じる。文献T. T
anaka, et. al., Electronn.Lett., vol.32, no.13, 12
02, (1996) の例では温度変化により5℃おきにモード
ホップが生じていた。モードホップは伝送信号の誤り確
率を上昇させるため、抑制方法の実現が望まれていた。
になされたものであり、本発明の目的は、グレーティン
グの反射中心周波数の温度係数と縦モードの温度係数を
一致させることにより、温度変化に起因するモードホッ
プが抑圧された周波数安定化レーザを提供することにあ
る。
ために、本発明による周波数安定化レーザは、基板上に
搭載された半導体レーザダイオードと、前記基板上に作
製された光導波路と、該光導波路に形成された光誘起グ
レーティングからなる集積型外部共振器を用いた周波数
安定化レーザにおいて、前記半導体レーザダイオードの
屈折率温度係数と逆符号の屈折率温度係数を有する材料
が、前記半導体レーザダイオードと前記光誘起グレーテ
ィングの間の光導波路の上部クラッドとコアを除去した
部分または上部クラッドとコアと下部クラッドを除去し
た部分に搭載されていることを特徴とする。
ガラスで構成される。前記上部クラッドとコアを除去し
た部分または上部クラッドとコアと下部クラッドを除去
した部分が導波路を好ましくは80〜90度、さらに好
ましくは80〜87度の角度で横切っている。
コアを除去した部分または上部クラッドとコアと下部ク
ラッドを除去した部分が複数本の溝から構成される。前
記複数本の溝を連結する溝を有し、前記連結用の溝に液
だめが連結されていることも好ましいことである。
の屈折率温度係数と逆符号の屈折率温度係数を有する材
料の屈折率温度係数の絶対値が1×10-4(1/K)以
上である。
は、基板上に搭載された半導体レーザダイオードと、同
じ基板上に作製された光導波路と、光導波路に形成され
た光誘起グレーティングを備え、半導体レーザダイオー
ドの屈折率温度係数と逆符号の屈折率温度係数を有する
材料が、半導体レーザダイオードと光誘起グレーティン
グの間の光導波路の上部クラッドとコアを除去した部分
または上部クラッドとコアと下部クラッドを除去した部
分に搭載されている。
プを抑制できる。すなわち、屈折率温度係数が半導体L
Dの屈折率温度係数と逆の材料をグレーティングと半導
体LDの間に搭載することで、周波数安定化レーザのレ
ーザキャビティ中において温度変化による半導体LDの
光路長変化を打ち消すことができ、その結果レーザキャ
ビティの共振周波数の温度係数を小さくすることができ
る。従って、屈折率温度係数が半導体LDの屈折率温度
係数と逆の材料を搭載する領域の大きさを適切に設計す
ることにより、縦モードの温度係数をグレーティングの
反射中心周波数の温度係数に一致させることができる。
率温度係数と逆の材料を温度係数調整材料と記載する。
に説明する。
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
系ガラスで構成された周波数安定化レーザを例に挙げて
説明する。
す。図1は、レーザの断面図であり、図2は、レーザの
上面図である。11は半導体LD、12は石英導波路と
直角方向に設けた溝中に搭載した温度係数調整材料、1
3は石英導波路のコア、14は石英導波路のクラッド、
15はグレーティング、16はSi基板、18はシリコ
ンテラスである。
従って周波数安定化レーザのおおよその光の周波数は式
(2)で表される。
度係数mは近似的に式(3)で表される。
導体LDの共振器の共振周波数の温度係数、石英導波路
部分を共振器とした場合の共振周波数の温度係数、温度
係数調整材料の共振周波数の温度係数である。nLD、n
WG、nm は、それぞれ半導体LDの導波層の等価屈折
率、半導体LDとグレーティングの間の石英導波路の等
価屈折率、温度係数調整材料の屈折率である。LLD、L
m 、LWGは、それぞれ半導体LDの共振器長、温度係数
調整材料が搭載された部分の長さ、半導体LDの出射端
からグレーティング中心までの石英導波路部分の長さ
(温度係数調整材料が封入された領域を除く)を表す。
モードホップの温度間隔Tは、縦モードの周波数間隔を
縦モードの温度係数mとグレーティングの温度係数、す
なわち石英導波路の温度係数mWGの差で割ることにより
式(4)で得られる。
×108 (m/s)である。
封入された領域を除く石英導波路部分の共振周波数の温
度係数mWGの具体的な数値を得るための計算を記す。こ
こで、グレーティングが形成されている領域も形成され
ていない領域も温度係数の値は同じである。
作製した共振器の共振周波数の温度係数は、光弾性効果
を無視すると式(5)で表されることが知られている。
で式(6)で表される。
1のレーザでは、コア13、クラッド14の石英部分の
厚みが合わせて60μm程度であるのに対して、Si基
板16の厚みは1mm程度と十分大きい。従って、石英
導波路部分の線膨張係数αWGはSi基板の線膨張係数で
表される(式(7))。
波路部分の温度係数mWGは、石英導波路の等価屈折率n
=nWG=1.45および、式(2)、式(6)、式
(7)を式(5)へ代入することで、式(8)で得られ
る。
を求める。
用いている。シリコーン樹脂の屈折率nm は1.39、
屈折率の温度係数は、式(9)で表される。
ラッドとコアまたは上部クラッドとコアと下部クラッド
を除去することで作製した深さ30μm〜60μmの溝
中に封入されており、温度係数調整材料の厚みはSi基
板の厚み1mmに比較して小さい。溝の作製方法につい
ては後で述べる作製工程の中で説明する。従って、温度
係数調整材料搭載領域の線膨張係数αm はSi基板の線
膨張係数となり、式(10)で表される。
(5)へ代入することにより温度係数調整材料搭載部分
の共振周波数の温度係数mm は式(11)で表される。
Dの導波層の等価屈折率nLDは3.5、石英導波路の等
価屈折率nWGは1.45である。LD出射端面からグレ
ーティングの手前までの長さは1.5mmであり、グレ
ーティングの長さは3.0mmである。従って、半導体
LD端からグレーティング中心までの石英導波路部分の
長さ(但し、温度係数調整材料が封入された領域を除
く)LWGは、(3.0−Lm )mmである。また、半導
体LDの温度係数はmLD=−12.9(GHz/K)で
ある。そこで第1実施例の設計においては、式(4)に
おいて上記のパラメータと式(3)、式(8)、式(1
1)に基づき、モードホップ温度間隔T=140℃とな
るように温度補償材料封入領域の全長Lm を0.30m
mと設計した。
パラメータに従って設計し、作製を行った。作製工程を
図3に示す。作製工程は、以下の8工程からなる。
(1)エッチングにより段差のあるSi基板16を作
る。(2)光ファイバの作製技術を応用した火炎堆積法
とLSIの作製に用いられるフォトリソグラフィ技術を
用いて石英導波路をSi基板上に形成する。13は石英
導波路のコア、14は石英導波路のクラッドを示す。
(3)フォトリソグラフィおよび反応性イオンエッチン
グを用い、石英層を一部エッチングして半導体レーザ搭
載部18(Siテラス)を作製する。(4)Siテラス
上に半導体レーザ搭載用の半田パターン19を形成す
る。(5)エキシマレーザ光(あるいはアルゴンレーザ
の第2高調波)31をフェイズマスク30を通して導波
路に照射することにより、グレーティング15を作製す
る。(6)溝21をダイシングソーで加工し、幅300
μmの溝を1本作製する。(7)半導体レーザ11を位
置合わせした後、固定する。(8)溝にシリコーン樹脂
を充填し、加熱してシリコーン樹脂を硬化させる。
発振周波数の温度依存性の測定結果を表している。測定
の結果、モードホップの抑制が−15℃から65℃まで
の範囲で確認できた。また発振のためのしきい値電流は
150mAであった。
化レーザの上面図を示す。実施例1との相違点は、実施
例2においては溝と石英導波路がなす角度が82度であ
る点である。その他の構成および作製工程は実施例1の
周波数安定化レーザと同様である。
理由を以下に記載する。石英導波路との屈折率差が大き
な温度係数調整用材料を用いる場合は、屈折率差が大き
いため、石英導波路と温度係数調整用材料の界面で光の
反射が大きくなる。大量の反射光が半導体LDに戻った
場合、周波数安定化レーザの発振が不安定になる。従っ
て、温度係数調整用材料の種類によっては、温度変化に
対するモードホップの抑制を困難にする場合が生じる。
ところが、溝と石英導波路がなす角度を82度にすれ
ば、反射光は導波路のコアからクラッドに抜けることで
LDに戻らず、周波数安定化レーザの発振は安定にな
る。すなわち、周波数安定化レーザのモードホップの抑
制に石英導波路との屈折率差が大きな温度係数調整用材
料も用いることができるようになる。
発振周波数の温度依存性の測定結果を表している。モー
ドホップの抑制が実施例1と同様に−15度から60度
まで確認できた。しきい値電流は150mAであった。
周波数安定化レーザの断面図および上面図を示す。実施
例2との相違点は実施例3においては溝が複数本あり、
それぞれに温度係数調整用材料12が搭載されているこ
とである。要するに、300μmの溝を複数本の狭い溝
に分割していることを特徴としている。具体的には、溝
をダイシングソーで加工する際に細溝加工用のブレード
を用い、幅25μmの溝を12本作製している。その他
の構成および作製工程は実施例2の周波数安定化レーザ
と同様である。測定の結果モードホップの抑制が−15
度から65度まで確認され、しきい値電流は、実施例2
に比較して1桁以上低い10mAが得られた。
値電流が得られた理由を記載する。
部分または上部クラッドとコアと下部クラッドを除去し
た部分、すなわち、溝を作製し、導波路構成材料と別の
材料をこの溝に搭載すると導波路を透過する光の導波モ
ードが変化する。従って溝がない場合に比較して透過損
失が生じる。特に、溝の導波路方向の全長が長くなるほ
ど損失が急速に増加する。従って、一つの太い溝に一括
して温度係数調整材料を搭載する場合に比較して、複数
個の細い溝に分けて温度係数調整材料を搭載する場合の
方が透過光のロスが少なくなる。よって前者に比較して
後者の手段を用いた方がレーザキャビティ中の損失を減
少させ、周波数安定化レーザのしきい値電流を減少させ
ている。
化レーザの上面図を示す。実施例3の構成との違いは、
複数本の溝を連結する溝41を有し、連結用の溝41に
液だめ42が連結されていることを特徴としている。そ
のため作製工程における実施例3との相違点は、実施例
3ではダイシングソーで溝加工を行っていたのに対し
て、本実施例4においてはフォトリソグラフィーおよび
反応性イオンエッチングによって溝加工を行うことで、
連結用の溝と液だめを複数本の溝と同時に一括して作製
している点である。
点は溝の設計の自由度が大きくなる点である。また、反
応性イオンエッチングの利点はダイシングソーに比較し
て幅の狭い溝を作製できる点である。ダイシングソーを
用いた溝加工では22〜25μmの幅が限界であるが、
反応性イオンエッチングを用いた場合、再現性よく加工
できる溝の最小幅は15μmまで可能である。実施例3
でも記載したが、幅の合計の長さが同じ溝に温度係数調
整材料を搭載する場合、より細い溝に分割して温度係数
調整材料を搭載する場合の方が透過損失を低減すること
ができる。例えば合計の幅が300μmの溝を作製する
場合、25μmの溝を12本作製するよりも15μmの
溝を20本作製するほうが損失が少ない。従って、反応
性イオンエッチングを用いて溝を作製することにより、
ダイシングソーで溝加工を行った場合に比較して、周波
数安定化レーザのレーザキャビティ中の損失を低下さ
せ、しきい値電流を低減させる。
時に溝のパターンを作製している。全体の作製工程を図
10に示す。(1)、(2)の工程は図3の工程と同じ
である。(3)のSiテラスおよび溝の作製工程におい
て、Siテラス18を作製するためのフォトマスクに1
5μmの溝を20本作製する設計および連結用の溝と液
だめを作製する設計を加え、Siテラスの作製と同時
に、15μmの溝を20本、連結用の溝および液だめを
作製している。この方法を用いることによりダイシング
ソーで溝加工を行った場合に比較して、溝加工の工程が
無い分、作製の効率を上昇させることができる。(4)
以降の工程は図3とほぼ同様である。
で、液だめ42に注入することにより一括して各溝に適
量のシリコーン樹脂を注入することができる。この液だ
めは、溝への注入時に液体である材料であればすべての
温度係数調整材料に適用できる。実施例3では、液だめ
がないので、シリコーン樹脂を充填する際、樹脂が溢れ
出す場合が生じ、注入量の調整が難しかった。これに比
較して実施例4では、液だめを用いて、一括して適量を
充填できるので充填の工程の効率化が図れる。
の温度依存性を測定した結果、実施例3と同様に実施例
4においてもモードホップの抑制が−15度から+65
度の範囲で確認できた。しきい値電流は8.0mAであ
り、実施例3に比較してさらにしきい値電流の低減が確
認された。反応性イオンエッチングを用いて溝を細かく
分割したことによる効果である。
において、温度係数調整材料にはシリコーン樹脂を用い
たが、本発明はこれに限定されることはなく、屈折率温
度係数dn/dTの符号が半導体LDの屈折率温度係数
と反対であれば良く、その大きさ(絶対値)は1×10
-4以上のものが好ましい。そのような材料として、低分
子材料、高分子材料、低分子材料を架橋により高分子化
した材料、高分子と低分子の混合系などがある、低分子
材料は、ほとんどの有機材料の屈折率温度係数の大きさ
が条件を満たしており、本発明の周波数安定化レーザに
適用できる。例えば、ベンゼン、トルエン等の芳香族化
合物、シクロヘキサン等の環状炭化水素化合物、イソオ
クタン、n−ヘキサン、n−オクタン、n−デカン、n
−ヘキサデカン等の直鎖炭化水素化合物、四塩化炭素等
の塩化物、2硫化炭素等の硫化物、メチルエチルケトン
等のケトン類などである。また、高分子材料もほとんど
がdn/dTの絶対値がが1×10-4以上であるため、
適用できる。例えば、ポリシロキサンまたはポリシロキ
サンの架橋物がある。また、例えば、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン、ポリ
ブタジエン、天然ゴム等のポリジエン、ポリスチレン、
ポリ酢酸ビニル、ポリメチルビニルエーテル、ポリアク
リル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸、ポ
リメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ
メタクリル酸ヘキシル、ポリメタクリル酸ドデシル等の
ビニル重合体、直鎖オレフィン系のポリエーテルや、ポ
リフェニレンオキシド(PPO)、およびその共重合体
やブレンド体、エーテル基とスルホン酸基を混在させた
ポリエーテルスルホン(PES)、エーテル基とカルボ
ニル基を混在させたポリエーテルケトン基(PEK)、
チオエーテル基を持つポリフェニレンスルフィド(PP
S)やポリスルフォン(PSO)等のポリエーテル、お
よびその共重合体やブレンド体、またはポリオレフィン
の末端にOH基、チオール基、カルボニル基、ハロゲン
基などの置換基を少なくとも一つ有するもの、例えばH
O−(C−C−C−C−)n −(C−C−C−C−)m
−OHなど、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオ
キシド等のポリオキシドやポリブチルイソシアナート、
ポリフッ化ビニリデンが挙げられる。さらには、エポキ
シ樹脂等の低分子、オリゴマ物と硬化剤による架橋物が
ある。実際にはこれらの材料を単独または屈折率温度係
数を合わせるため2種以上を混合し、使用する。なお、
上記の材料を温度係数調整材料として用いる場合、温度
係数調整材料の屈折率および屈折率温度係数の値を用い
て、実施例1に記載した方法で材料を搭載する部分の長
さLm を設計する。
4において溝と導波路のなす角度を82度とすることで
反射戻り光を低減したが、その角度が80度〜87度の
間であれば効果は同じである。
μmの溝を1本作製し、実施例3においては合計の長さ
が300μmの溝を作製するために幅25μmの溝を1
2本作製し、実施例4においては幅15μmの溝を20
本作製したが、溝の間隔と本数の設計はこれに限定され
ることはなく、幅15〜50μmの溝を複数本作製し、
合計の長さが作製誤差も含めて300μm±50μmと
なるようにすれば、実施例1、実施例2、実施例3およ
び実施例4の結果と同様にモードホップ抑制の効果が得
られる。
の周波数安定化レーザを説明したが、本発明の効果は単
体の周波数安定化レーザに限定されることはない。周波
数安定化レーザを同一基板上に複数個集積した構成のレ
ーザにも本発明の構成は効果がある。以下に詳しく具体
例を記載する。
ることで作製したレーザアレイにおいても本発明の構成
は有効である。図11は本発明の周波数安定化レーザを
8個集積したレーザアレイの模式的上面図である。この
例では、分割された複数の溝が、各周波数安定化レーザ
の導波路を横切る角度を82度としている。このような
構造は、実施例4と同様に、フォトリソグラフィーと反
応性イオンエッチングによって作製できる。レーザアレ
イの出力数は8に限定されるものでなく複数であればよ
い。
ーザを集積したレーザアレイ構成において、グレーティ
ング15の各々の反射中心周波数(または波長)を制御
し、アレー格子型1×N波長合分波器または1×Nカプ
ラを集積した多波長レーザ(波長λ1 ,λ2 …λn )に
対しても、本発明は有効である。図12は本発明の周波
数安定化レーザを集積した多波長レーザの模式的上面図
である。20は、アレー格子型1×N波長合分波器また
は1×Nカプラを示す。この例では、連結用の溝および
液だめをそれぞれ2つ設け、分割された複数の溝が、各
周波数安定化レーザの導波路を横切る角度を82度とし
ている。ここで、多波長レーザの波長多重数として8の
場合を例示しているが、これに限定されるものでなく、
複数であればよい。なお、周波数を決定すると同時に波
長が決定されるので、周波数および波長の安定化ないし
制御は同じ意味で用いることができる。要するに、周波
数安定化レーザと波長安定化レーザとは同義で用いるこ
とができる。
合分波器または1×Nカプラを集積した多波長レーザの
構成において、特願平9−47460号に提案されてい
るような、反射中心波長が異なるグレーティングを一括
して作製するために、グレーティングが形成されている
部分の導波路のコア幅が導波路ごとに異なり、またはグ
レーティングが形成されている部分の導波路の光軸とグ
レーティングベクトルがなす角が導波路ごとに異なるこ
とを特徴とする多波長レーザにおいても、本発明の構成
は有効である。
ーザを集積したレーザアレイ、またはアレー格子型1×
N波長合分波器または1×Nカプラを集積した多波長レ
ーザの構成において、合波した出力光を増幅するために
半導体光増幅器が集積されていることを特徴とする多波
長レーザにおいても、本発明の構成は有効である。
ザを集積したレーザアレイ、またはアレー格子型1×N
波長合分波器または1×Nカプラを集積した多波長レー
ザ、またはさらに半導体光増幅器が集積されている構成
において、各波長出力を高速に変調するため半導体LD
にEA変調器が集積されていることを特徴とする多波長
レーザにおいても、本発明の構成は有効である。
ザを集積したレーザアレイ、またはアレー格子型1×N
波長合分波器または1×Nカプラを集積した多波長レー
ザ、またはさらに半導体光増幅器が集積されている構成
において、各波長出力を高速に変調するためLiNbO
3 変調器が集積されていることを特徴とする多波長レー
ザにおいても、本発明の構成は有効である。
する半導体LDを発振波長1.55μmの半導体LDと
したが、一般的には他の発振波長の半導体LDを用いて
も、光導波路のサイズや、温度係数調整材料の搭載領域
の全長を適切に設計することでモードホップの抑制が可
能であることは言うまでもない。
るにあたり、LDを樹脂で封止することにより、半導体
LDを湿気にさらさないようにすることで、長期的信頼
性を確保することが一般的に行われている。実施例1か
ら実施例4で述べた温度係数調整材料が樹脂封止材料を
兼ねる材料である場合、温度係数調整材料を搭載するた
めの溝から半導体LDまでを覆う全領域にこの温度係数
調整材料を一括して搭載することにより、モードホップ
の抑制と半導体LDの信頼性確保が同時に可能になるこ
とは言うまでもない。ただし、この場合、温度係数調整
材料は半導体LDと石英導波路の間の僅かな隙間にも搭
載されているので、半導体LDの前端面の反射防止膜は
温度係数調整材料の屈折率に対して設計されていること
が必要である。このような構成において、温度係数調整
材料の屈折率が石英導波路の屈折率n=1.45に等し
い場合、石英導波路の半導体LD側の端面と温度係数調
整材料との間で光の反射が生じない。従って、石英導波
路の半導体LD側の端面はコアの近傍部がコアの光軸に
対して直交していてもよい。
すなわち上部クラッドとコアを除去した部分または上部
クラッドとコアと下部クラッドを除去した部分に温度係
数調整材料を封入するという簡便な方法を用いることに
より、縦モードの温度係数とグレーティングの反射中心
波長の温度係数を一致させ、従来問題となっていたモー
ドホップを容易に抑制することができる。従って本発明
を用いれば低コストで、温度依存性が小さく安定した単
一モードレーザの実現が可能となり、光通信等レーザを
用いる分野において多大な効果が期待される。
である。
である。
明する模式図である。
依存性の測定結果を示す図である。
である。
依存性の測定結果を示す図である。
である。
である。
である。
作製工程を示す模式図である。
レイを示す模式的上面図である。
ーザを示す模式的上面図である。
レーザの模式的斜視図である。
レーザにおいて温度変化によるモードホップを説明する
図である。
カプラ 21 溝 30 フェイズマスク 31 エキシマレーザ光あるいはアルゴンレーザの第2
高調波 41 連結用溝 42 液だめ
Claims (7)
- 【請求項1】 基板上に搭載された半導体レーザダイオ
ードと、前記基板上に作製された光導波路と、該光導波
路に形成された光誘起グレーティングからなる集積型外
部共振器を用いた周波数安定化レーザにおいて、前記半
導体レーザダイオードの屈折率温度係数と逆符号の屈折
率温度係数を有する材料が、前記半導体レーザダイオー
ドと前記光誘起グレーティングの間の光導波路の上部ク
ラッドとコアを除去した部分または上部クラッドとコア
と下部クラッドを除去した部分に搭載されていることを
特徴とする周波数安定化レーザ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の周波数安定化レーザに
おいて、前記光導波路が石英系ガラスで構成されたこと
を特徴とする周波数安定化レーザ。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の周波数安定化
レーザにおいて、前記上部クラッドとコアを除去した部
分または上部クラッドとコアと下部クラッドを除去した
部分が導波路を80〜90度の角度で横切っていること
を特徴とする周波数安定化レーザ。 - 【請求項4】 請求項2に記載の周波数安定化レーザに
おいて、前記上部クラッドとコアを除去した部分または
上部クラッドとコアと下部クラッドを除去した部分が導
波路を80〜87度の角度で横切っていることを特徴と
する周波数安定化レーザ。 - 【請求項5】 請求項2から4のいずれか1項に記載の
周波数安定化レーザにおいて、前記上部クラッドとコア
を除去した部分または上部クラッドとコアと下部クラッ
ドを除去した部分が複数本の溝から構成されることを特
徴とする周波数安定化レーザ。 - 【請求項6】 請求項5に記載の周波数安定化レーザに
おいて、前記複数本の溝を連結する溝を有し、前記連結
用の溝に液だめが連結されていることを特徴とする周波
数安定化レーザ。 - 【請求項7】 請求項2から6のいずれか1項に記載の
周波数安定化レーザにおいて、前記半導体レーザダイオ
ードの屈折率温度係数と逆符号の屈折率温度係数を有す
る材料の屈折率温度係数の絶対値が1×10-4(1/
K)以上であることを特徴とする周波数安定化レーザ。
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