JPH01297632A - 青色レーザ装置およびその組立方法ならびに青色レーザ装置を用いた光情報記録装置 - Google Patents

青色レーザ装置およびその組立方法ならびに青色レーザ装置を用いた光情報記録装置

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JPH01297632A
JPH01297632A JP12891488A JP12891488A JPH01297632A JP H01297632 A JPH01297632 A JP H01297632A JP 12891488 A JP12891488 A JP 12891488A JP 12891488 A JP12891488 A JP 12891488A JP H01297632 A JPH01297632 A JP H01297632A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コヒーレント光を利用する光情報処理分野、
あるいは光応用計測制御分野に使用する青色レーザ光源
および光情報記録装置に関するものである。
従来の技術 第4図に従来の青色レーザ光源の構成図を示す。
従来の青色レーザ光源は半導体レーザ2、光波長変換素
子3、レンズ3L31および半波長板33を基本構成要
素としていた。 (T、 Tan1uchl an7年
、参照)。
光波長変換素子3上に形成された光導波路5の入射面7
に半導体レーザ2からの基本波P1をレンズ3L32を
介して入射させる。この際、レンズ31.32の間に挟
まれている半波長板33は偏光方向を90度回転させる
曇きがありこれにより光導波路5を基本波P1が導波す
るように偏光方向を一致させることができる。基本波P
1の導波モードの実効屈折率N1と高調波の実効屈折l
N2が等しくなるような条件が満足されるとき、光導波
路5からLINbO3基板4内に高調波P2が効率良く
放射され、青色レーザ光源として動作する。
組立はまずレンズ3L32、半波長板33および光波長
変換素子3をマウント34上に機械的に位置決めして固
定する。次に半導体レーザ2のパッケージ35をx、 
 y、  zの3軸方向に1μmレベルの精度でアライ
メントを行った後、固定する。
上記工程により作製される青色レーザ光源は波長0.8
4μmの半導体レーザ2を用い光波長変換素子3の長さ
を6mmにしたとき全長は30mmとなる。半導体レー
ザ2の出力P1を120mWにしたとき光波長変換素子
3に65mWが結合し、1.05mWの高調波P2(青
色レーザ光)が得られていた。この場合の光波長変換素
子3での変換効率Pi/P2は0. 9%である。また
、結合効率は54%である。
発明が解決しようとする課題 上記のようなレンズを用いた青色レーザ光源では、レン
ズおよび光波長変換素子の光軸をそれぞれ合わせなけれ
ばならず、アライメントが困難であること、またレンズ
が大きくそのため青色レーザ光源全体が大きくなること
などの問題点があった。また、光軸ずれが生じ易い部分
が多く温度変化および振動に弱いことさらに、レンズに
よる基本波の損失がありそのため青色レーザ光源の実用
レベルである1mW以上の高調波を得ることが困難であ
るという問題点があった。
課題を解決するための手段 本発明は、半導体レーザと光波長変換素子を基本とした
青色レーザ光源の構造に新たな工夫を加えることにより
大幅な出射パワーの向上を可能とするものである。つま
り、本発明は半導体レーザと光波長変換素子を直接結合
し高出力でなおかつ安定に動作する青色レーザ光源を得
ることを目的とする。
作用 上記目的を達成するため、本発明の青色レーザ光源はサ
ブマウント上に半導体レーザおよび光波長変換素子を備
え、前記半導体レーザの活性層の形成面および光波長変
換素子の光導波路形成面がサブマウントに向き合いなお
かつ半導体レーザの基本波が光導波路に直接結合する構
成を用いるものである。そして、本発明はこうした光源
を用いた光情報記録装置を提供するものである。
実施例 本発明の青色レーザ光源の第1の実施例の構造図を第1
図に示す。この実施例では青色レーザ光源として0.8
μm帯の半導体レーザおよび光波長変換素子を用いたも
ので、第1図は青色レーザ光源の断面図である。第1図
で1はSiのサブマウント、2は半導体レーザ、3は光
波長変換素子である。ここで用いた半導体レーザ2は波
長0゜84μm、出力100mWのものである。また、
光波長変換素子はLiNbO3基板4に燐酸中でのプロ
トン交換を行い光導波路5を形成したものである。ここ
で用いたプロトン交換光導波路は閉じ込めが良く高調波
への変換効率が高いという特徴がある。9は突起である
第1図で半導体レーザ2を駆動し基本波P1として活性
層8から出射された半導体レーザ光(波長0.84μm
)を光波長変換素子の入射面7より光導波路5に直接結
合させると基本?11.piはシングルモード伝搬し、
光導波路S内で波長0. 42μmの高調波P2に変換
され青色レーザ光が出射部12より基板外部に取り出さ
れる。
次にこの青色レーザ光源の製造方法について図を使って
説明する。第2図に本発明の青色レーザ光源の製造工程
断面図を示す。
まず、第2図(a)においてSiのサブマウント1を通
常のフォトエツチングプロセスにより幅2μm、高さ5
μmの突起9を形成した。この突起9は高精度に形成て
きる。次に、第2図(b)において半導体レーザ2を活
性層8の形成前10をサブマウント1側に向けてボンデ
ィングを行う。
この際、出力側を突起θ側にし、突起9に押し当ててボ
ンディングを行った。次に第2図(C)において半導体
レーザ2に電流を流し基本波P1を出射させた後、光導
波路5の形成前14をサブマウント1側に向けて光波長
変換素子3を突起の半導体レーザ2とは反対側から押し
当て固定を行うた。この際、光波長変換素子3の入射面
7はサブマウント1に対して90度以下の角度となって
おり、半導体・レーザ2の出射面11と接触することは
ない。また、入射面7での反射による活性層8への戻り
光も少なくできる。次に、高調波出力P2が最大になる
ようにアライメントを行った。従来の青色レーザ光源で
はx、  y、  zの3軸のアライメントが必要であ
るが、この構成によればX方向のみのアライメントで良
い。これは、Z方向は突起9により2μmの距離に接近
されており、またY方向は半導体レーザ2の活性層8と
光波長変換素子3の光導波路5の高さが一致しているた
めアライメントが必要ないことによる。
半導体レーザと光波長変換素子33の距離は大きくなる
と結合効果が低下するので20μm以下が良い。光導波
路5にS i 02保護膜13を付加しこれにより高さ
を活性層8と合わせた。サブマウント1からの高さは6
.5μmとなっている。また、光導波路5の端部を部分
加熱し光導波路5に比べて厚み大となるテーパ光導波路
6が形成されており、基本波との結合効率が増大する。
また、高さ合わせも容易になる。
以上のように作製した青色レーザ光源において半導体レ
ーザ2を100mWで駆動し2mWの高調波P2(波長
0.42μm)、を得た。この場合の変換効率は2%で
ある。出力は従来のレンズを用いた青色レーザ光源に比
べて大幅に向上した。
これは従来に比べ結合効率が1.5倍となり76%が光
波長変換素子3に入射したためである。第1図において
7は光波長変換素子3の入射面でありSiO2が反射防
止膜として入射面7上に形成されている。これにより基
本波P1の光導波路5への結合効率は15%上昇する。
また、この反射防止膜により半導体レーザへの戻り光に
よる半導体レーザの不安定動作が防止できる。
本実施例の青色レーザ光源の大きさは4×4×10mm
と従来に比べ小型になっている。また、光軸ずれを起こ
す部分が少なく極めて温度変化および振動に強い構造と
なっている。
なお出射面12が高調波P2に対して垂直となるように
研磨されている。これにより周囲の温度変化に対して高
調波P2の出射角の変化が最小に抑えられる。
なおサブマウントとして加工性が良く、熱伝導に優れた
Siを用いたがこれに限ることはない。
またMgOがドーピングされている基板を用いると短波
長の光に対して光損傷が防止でき高調波の出力変動がな
い。
なお、0.85〜1.3μmの波長の半導体レーザを用
いて本青色レーザ光源による高調波発生(0,32〜0
. 85 μm)を確認した。
次に第2の実施例として本発明の青色レーザ光源を光情
報記録装置に組み込み光ディスクの読み取りに応用した
例について説明する。第3図にその構成を示す。本実施
例では光情報記録装置は青色レーザ光源、レンズ、偏光
ビームスプリッタおよび受光器により構成されている。
青色レーザ光源21内で半導体レーザ2から出た基本波
P1は光波長変換素子3で高調波P2に変換され青色レ
ーザ光として外部に放射される。この青色レーザ光P2
を整形レンズ22によりビーム整形を行い、両側ともに
平行光とする。この平行光にされた高調波P2は偏光ビ
ームスプリッタ23を通過後、フォーカシングレンズ2
4で集光され光デイスク25上に0. 8μmのスポッ
トを結ぶ。この反射信号は再び偏光ビームスプリッタ2
3を通過後、受光器26に入射する。これにより青色レ
ーザ光源21にて2mWの青色レーザ光P2が放射され
、これが光ディスクの読み取りに使用された。
青色レーザ光源は振動、温度変化に強(安定に動作した
このように本発明の青色レーザ光源を用いることで従来
使用していた0、8μm帯の半導体レーザを用いた光情
報記録装置の読み取り系に比べて半分のスポットに絞る
ことができ光情報記録装置の記録密度を従来の4倍に向
上することができる。
なお光情報記録装置の構成は本実施例のみに限らず青色
レーザ光源を使用したものであれば、適用可能である。
発明の詳細 な説明したように本発明の青色レーザ光源によれば半導
体レーザと光波長変換素子をレンズを介さず直接結合さ
せることで大幅な結合効率の向上が図れ、青色レーザ光
源の出力が大幅に向上する。さらに、アライメントが大
幅に簡略化され量産化が可能となり、光情報記録装置へ
の適用にもすぐれて、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の青色レーザ光源の構成断面図、第2図
は本発明の青色レーザ光源の製造工程断面図、第3図は
本発明の光情報記録装置の構成図、第4図は従来の青色
レーザ光源の構成断面図である。 1・・・サブマウント、2・・・半導体レーザ、3・・
・光波長変換素子。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名/−−μ5
c−17ブマウント 4ど −m−千導イ寧シーブ” 3− 光λ長り′f!!f子 5− 光導1区 8−−一活社1 第1図 /−Σtブブマシント 第2 図          δ−沼枕眉2I−−−青
邑シープ°尤λ ??−−−翌ジ吟レしス′

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)サブマウント上に半導体レーザおよび光波長変換
    素子を備え、前記半導体レーザの活性層の形成面および
    光波長変換素子の光導波路形成面が前記サブマウントに
    向き合いなおかつ前記半導体レーザの基本波が前記光導
    波路に直接結合することを特徴とする青色レーザ光源。
  2. (2)サブマウント上に半導体レーザおよび光波長変換
    素子を備え、前記半導体レーザの活性層の形成面および
    光波長変換素子の光導波路形成面が前記サブマウントに
    向き合いなおかつ前記半導体レーザの基本波が前記光導
    波路に直接結合する青色レーザ光源を用いたことを特徴
    とする光情報記録装置。
  3. (3)サブマウント上に突起が形成されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の青色レーザ光源又
    は第2項記載の光情報記録置。
  4. (4)サブマウントがSiであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の青色レーザ光源又は第2項記載
    の光情報記録装置。
  5. (5)光波長変換素子にMgOがドーピングされたLi
    Nb_xTa_1_−_xO_3(0≦X≦1)基板を
    用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の青
    色レーザ光源又は第2項記載の光情報記録装置。
  6. (6)光導波路にプロトン交換光導波路を用いたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の青色レーザ光源
    又は第2項記載の光情報記録装置。
  7. (7)光波長変換素子の光導波路上に保護膜が形成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の青
    色レーザ光源又は第2項記載の光情報記録装置。
  8. (8)光波長変換素子の入射部にテーパ光導波路が形成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の青色レーザ光源又は第2項記載の光情報記録装置。
  9. (9)光波長変換素子の高調波の出射部がプロトン交換
    光導波路より出射される高調波に対して垂直な出射面を
    有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の青
    色レーザ光源又は第2項記載の光情報記録装置。
  10. (10)光波長変換素子の基本波の入射面に反射防止膜
    が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の青色レーザ光源又は第2項記載の光情報記録装
    置。
  11. (11)光波長変換素子の入射面がサブマウントに対し
    て90度以下の角度となるように形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の青色レーザ光源
    又は第2項記載の光情報記録装置。
  12. (12)半導体レーザと光波長変換素子の距離が30μ
    m以内であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の青色レーザ光源又は第2項記載の光情報記録装置。
JP12891488A 1988-05-26 1988-05-26 青色レーザ装置およびその組立方法ならびに青色レーザ装置を用いた光情報記録装置 Granted JPH01297632A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013073024A1 (ja) * 2011-11-16 2013-05-23 三菱電機株式会社 半導体レーザ励起固体レーザ

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WO2013073024A1 (ja) * 2011-11-16 2013-05-23 三菱電機株式会社 半導体レーザ励起固体レーザ
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