JPH02222186A - ガラス導波路レーザーアレイ - Google Patents

ガラス導波路レーザーアレイ

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JPH02222186A
JPH02222186A JP4250689A JP4250689A JPH02222186A JP H02222186 A JPH02222186 A JP H02222186A JP 4250689 A JP4250689 A JP 4250689A JP 4250689 A JP4250689 A JP 4250689A JP H02222186 A JPH02222186 A JP H02222186A
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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] 本発明は希土類元素を添加したガラス導波路レーザーア
レイに関する。
[従来技術1 近年、光ファイバのコアに希土類元素を添加した光フア
イバレーザーの研究が活発化し、各種レザー光源用、光
増幅媒質用どして注目されるようになってきた。
第4図は従来の光フアイバレーザーの構成例を示したも
のである(木材、中沢:光ファイバレリ“−の発振特性
とその光通信への応用、レーザー学会研究会、PTM−
87−16,PP、31〜37.1981TT1月)。
これは光ファイバのコアに希土類元素を添加した光ファ
イバの両端面をレージ−ミラーに直に接触させるか、光
ファイバの両端面に誘電体多層膜を蒸着ざlて光共振器
を構成したものである。励起光源にはArイAンレザー
く波長51/1.5nm)、色素レーザー(波長650
nm)、半導体レーザー(波長830nm)等を用いて
端面励起が行われる。また光増幅器の例として第5図に
示す構成が上記両氏により提案されている。即ち、希土
類を添加した光フアイバ内に信号光を伝搬させ、励起光
は光フアイバカップラを用いて合成させ、また光フアイ
バカップラで分離させる構成である。
[発明が解決しようと覆る課題] 前述した光ファイバレーリ゛−及び光フアイバ増幅器は
、 ■ 光ファイバのコア径が細径であるため励起パワー密
度が大きくなり、励起効率を上げられること ■ 相互作用長を長くとれること ■ 特に石英系ファイバの場合、低損失であること ■ 可撓性があること 等の特徴がある。しかしながら、伯の光部品(例えば光
源、受光器、光変調器、光カプラ、光合分波器、光フィ
ルタ、光スィッチ等)と組合せて多機能光集積回路を実
現しようとすると、実装が複雑になり、低コスト化が難
しく、又小形化、高性能化も容易でないといった問題点
があった。
本発明の目的は、前記した従来技術の、問題点を解決す
ることにあり、発振波長、発振出ノjのそろった複数個
のガラス導波路レーザーをアレイ状に構成させることが
できるガラス導波路レーザーアレイを提供することにあ
る3゜ [課題を解決するための手段コ 本発明のガラス導波路レーザーアレイは、入力がM(M
≧1)で出力がN(N≧2.)のM対N型光スターカブ
ラの出力に、並列にN個並べられた希土類元素添加の直
線導波路の人、出力端面に所望の反則率のミラーを形成
したガラス導波路型共振器アレイを接続し、M対N型光
スターカプラの入力−−り励起光が入力されるように構
成したものである。上記光スターカプラ、ガラス導波路
型共振器アレイを夫々、個別或いは−・体向にガラス導
波路描込で実現ざぜることにJ:す、発振波長、発振出
力のそろっ1〔ガラス導波路レーザーアレイを実現され
たものである。
[実 施 例] 第1図に本発明のガラス導波路レーザーアレイの実施例
を示す。同図(a)は側面図、(b)は(a)の八−Δ
′断面図を示したものである。これは4つのガラス導波
路レーザーをアレイにした場合の実施例を示し1=もの
であり、1対4型スターカブラ5の入力のコア3へ励起
光7(例えば、波長514.5nmのArイオンレーリ
゛−の光信号)を入射させ、ガラス導波路型共振器アレ
イ6の出力側へレーザー発振した光信号(矢印10−1
゜10−2.10−3及び10−4で示した方向に出力
する光信号)を取り出すようにしている。ここで上記出
力光10−1〜10−/Iの発振波長、発振出力は本発
明では均一に保たれることが特徴である。以下に第1図
の詳細を述べる。、1対4型光スターカプラ5、ガラス
導波路型共振器アレイ6は基板1(例えば、$1、ガラ
ス、1−iNb031等)上に低屈折率層2(屈折率n
3、例えばSiO、或いは5in2にP、[3,TGe
、F等の添加物を少なくとも1種含んだガラス、等)形
成さけ、その上に屈折率nc(nc>ns)のコア導波
路3を略断面矩形状にパターン化さける3、その後で屈
折率nce(nce<nc )のクララ1〜/′lを仝
而に被覆した構成である。コア3どクラッド7′l(或
いは低屈折率層2)の比屈折率差は○、数%程度に選ば
れ、単一し一ド伝送用導波路構造に89定されている。
1対4型光スターカブラ5)は、Y分岐器13−1.1
3−2,133を縦続接続することによって構成されて
いる。
ガラス導波路型共振器アレイ6には4つの直線状のコア
導波路9−1〜9−4を並列に並べ、コア導波路の両端
面にミラー8−1.8−2を設けることによって構成さ
れている。コア導波路9−1−9− /lには5102
にTi、Go、P、Aβ。
B等の屈折率制御用添加物を少なくとt)1種と希土類
元素〈例工ば[ヨr、Nd、Yb、Ce、1−lo。
−[n等)を少なくとも1種含んだガラスが用いられる
。ミラー8−1には反射率99%のものが、又ミラー8
−2には反則率98%のものが用いられる。このミラー
8−1は光スターカブラ5と力゛ラス導波路型共振器ア
レイ6との間に溝を形成させ、その溝に挿入づるように
するか、蒸着によりコア導波路端面に誘電体多層膜を形
成させるようにして設[プる。又ミラー8−2もコア導
波路端面に直に接触さけるか、蒸着により端面に誘電体
多層膜を形成させるようにしてもよい。さて、1対4型
光スターカブラ5の入力側コア3へ入射した励起光7は
Y分岐器13−1.13−2.1.33にJ、り等分配
に分りられ、矢印7−1〜7−4のにうにミラー8−1
に入射する。上記各々の光信号7−1〜7−4は一1ア
導波路9−1〜9−4内に入り、ミラー8−1と8−2
間で光共振器を構成し、連続発振光をミラー8−2を通
して矢印10〜1〜10−4のように出力させることが
iTJ能である。この構成ではガラス導波路型共振器ア
レイ6中のコア導波路9−1〜9−4を均一・に作ア 成できるため、レーリ”−発振波長及び発振出力を一様
にづ−ることがてぎる。
第2図も本発明の刀うス導汲路レーザーアレイの実施例
を示したものである。図中第1図と同じ11号を用いて
いるものは同一機能を右づるものである。第1図と違う
点は、1月4型光スターノJプラ5とガラス導波路型共
振器アレイ6を一体化構造で作らなかっ1c場合に両者
を接続しなければならないが、その場合に接続損失をで
きる限り小さく抑える!こめに十記光スターカブラ5と
共振器アレイ6に基準マーカー11−1.11−2. 
121.12−2を設【ノでおいて、これらのマーカー
を基準にして接続を行なうようにしl〔点である。
第3図は本発明のガラス導波路レーザーアレイの別の実
施例を示したちのである。これは1対4型光スターカブ
ラ5の代りに2対4型光スターカブラ17を用いた場合
である。この2対4型光スターカブラ17は方向性結合
器14−1〜143を用いて構成されている。上記方向
性結合器1/I−1〜1 /I−3を用いると、ガラス
導波路型ε3 共振器アレイ6でレーリ“−発振した光信号の約1%の
光信号が上記光スターカブラ17側へ漏洩し、矢印16
−1.16−2方向へ伝搬する。そのため、方向性結合
器の一端に受光素子15−1゜15−2を設けてJ54
1Jば、これから夫々のレーデ−の発振波長及びそれら
の変動の具合等をモニターすることかできる。
尚、本発明は上記実施例に限定されない。まずアレイ状
に配列させるコア導波路の数は2個以上、いくらでもよ
い。例えばガラス導波路共振器アレイ6のコア導波路9
−1〜9−4の間隔は百数十μm程度の間隔で形成さけ
゛ることができるので、コア導波路をアレイ状に、10
個並列に配列さけても2 mm以下の幅である。従って
、例えば直径3インチの基板に形成させたとすると、−
度に数10個分のガラス導波路型共振器を均一に作るこ
とができ、結果的に非常に低コス1〜に構成できる。
ミラー8−1.8−2はガラス導波路型共振器アレイ6
の両端面に全面に設りる以外に、各々の]ア導波路端面
のみに設りてもJ、い。又コア導波路9−1〜9−4の
カットオノ波長はレーザー発振波長よりも低く選ばれる
。更に導波路構造としては、本発明の実施例で示した埋
込み型以外に、リッジ型等を用いてもよい。又光スター
カブラには1対N型12対N型、以外にN対N型を用い
てもよい。
[発明の効果] 本発明は発振波長、発振出力の均一なガラス導波路レー
ザーアレイ状に構成することができる。
しかも大m生産することができるので、非常に低コス1
〜なガラス導波路レーザーアレイを捉供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明のカラス導波路レーリ゛アレイ
の実施例を示したものである。第4図は従来の光フアイ
バレーザーの構成例、第5図は従来の光フアイバ増幅器
の構成例を夫々示したものである。 に基板、 2:低屈折率層、 1.8 1〜9 1 、11 1 、12 1〜13 1〜14 二コア導波路、 :クラッド、 :1対4型光スターカプラ、 ニガラス導波路型共振器アレイ、 :ミラ ココア導波路、 2:基準マーカ 2:基準マーカ 3:Y分岐器、 3:方向性結合器、 15:受光素子、 17:2対4型光スターカブラ。 手続補正書(自発) 事 件 の 表示 平成 年 特 許 願第 万 発 明 の 名 称 ガラ ス導波路 レ サ ア レ イ 補正をする者 代表者 橋本博治 代表者 山口開化 補 正 の 対 象 明細書の特許請求の範囲の欄。 補 正 の 内 容 別紙の通り。 添付書類の目録 別紙 (特許請求の範囲) 1通 以 」ニ 2、特許請求の範囲 ■、光信号をN(N≧2)分配する光スターカプラの出
力に、並列にN個並べられた希土類元素添加の直線導波
路の人、出力端面に所望の反射率のミラーを形成したガ
ラス導波路型共振器アレイを接続した構成とし、該光ス
ターカプラの入力側より励起光を入射させ、該ガラス導
波路型共振器アレイの出力よりレザー発振光を出力させ
ることを特徴とするガラス導波路レーサーアレイ。 2、請求項第1項において、光スターカプラ及びガラス
導波路型共振器アレイはプレーナ型の導波路構造からな
り、基板]二に形成された低屈折率のガラス層の中に高
屈折率の略断面矩形状のコア導波路を有する構造で構成
したことを特徴とするガラス導波路レーザーアレイ。 3、請求項第1項又は第2項において、ガラス導波路型
共振器アレイの直線導波路のカッl−オフ波長はレーサ
ー発振波長よりも低いことを特徴とするガラス導波路レ
ーザーアレイ。 4、請求項第1〜3項のいずれか1項において、導波路
は埋込み型、或いはリッジ型からなることを特徴とする
ガラス導波路レーザーアレイ。 5、請求項第1項又は第2項において、光スターカプラ
には7分岐器、或いは方向性結合器を組合せたものを用
い、人力対出力のポート数はM対N (M=1.2,3
.  ・・、N=2゜3.4.・・・)からなることを
特徴とするガラス導波路レーザーアレイ。 6、請求項第1〜4項のいずれか1項において、ガラス
導波路型共振器アレイのコア導波路はS10 、或いは
屈折率制御用添加物を添加したS I O2に少なくと
も希土類元素を1種添加したガラスを用いたことを特徴
とするガラス導波路レーザーアレイ。 7、請求項第1〜6項のいずれか1項において、光スタ
ーカプラに方向性結合器を用い、該方向性結合器の使用
していない入力ポートに受光素子を設け、ガラス導波路
型共振器アレイの入力端から漏洩してきたレーザー発振
光をモニタするようにしたことを特徴とするガラス導波
路レーザーアレイ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光信号をN(N≧2)分配する光スターカプラの出
    力に、並列にN個並べられた希土類元素添加の直線導波
    路の入、出力端面に所望の反射率のミラーを形成したガ
    ラス導波路型共振器アレイを接続した構成とし、該光ス
    ターカプラの入力側より励起光を入射させ、該ガラス導
    波路型共振器アレイの出力よりレーザー発振光を出力さ
    せることを特徴とするガラス導波路レーザーアレイ。 2、第1項において、光スターカプラ及びガラス導波路
    型共振器アレイはプレーナ型の導波路構造からなり、基
    板上に形成された低屈折率のガラス層の中に高屈折率の
    略断面矩形状のコア導波路を有する構造で構成したこと
    を特徴とするガラス導波路レーザーアレイ。 3、第1〜2項において、ガラス導波路型共振器アレイ
    の直線導波路のカットオフ波長はレーザー発振波長より
    も低いことを特徴とするガラス導波路レーザーアレイ。 4、第1〜3項において、導波路は埋込み型、或いはリ
    ツジ型からなることを特徴とするガラス導波路レーザー
    アレイ。 5、第1〜2項において、光スターカプラにはY分岐器
    、或いは方向性結合器を組合せたものを用い、入力対出
    力のポート数はM対N (M=1、2、3、・・・、N=2、3、4、・・・)
    からなることを特徴とするガラス導波路レーザーアレイ
    。 6、第1〜4項において、ガラス導波路型共振器アレイ
    のコア導波路はSiO_2、或いは屈折率制御用添加物
    を添加したSiO_2に少なくとも希土類元素を1種添
    加したガラスを用いたことを特徴とするガラス導波路レ
    ーザーアレイ。 7、第1〜6項において、光スターカプラに方向性結合
    器を用い、該方向性結合器の使用していない入力ポート
    に受光素子を設け、ガラス導波路型共振器アレイの入力
    側から漏洩してきたレーザー発振光をモニタするように
    したことを特徴とするガラス導波路レーザーアレイ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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