JPH0423382A - 外部共振器型レーザ素子 - Google Patents
外部共振器型レーザ素子Info
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- JPH0423382A JPH0423382A JP12374090A JP12374090A JPH0423382A JP H0423382 A JPH0423382 A JP H0423382A JP 12374090 A JP12374090 A JP 12374090A JP 12374090 A JP12374090 A JP 12374090A JP H0423382 A JPH0423382 A JP H0423382A
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- waveguide
- semiconductor laser
- dimensional waveguide
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- grating
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
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〕
本発明は光通信その他の光源に利用する。特に、発光ス
ペクトル線幅の狭い半導体レーザに関する。
ペクトル線幅の狭い半導体レーザに関する。
さらに詳しくは、外部共振器に誘電体導波路を利用した
外部共振器型レーザ素子に関する。
外部共振器型レーザ素子に関する。
本発明は、外部共振器に誘電体導波路を利用した外部共
振器型レーザ素子において、 誘電体導波路に誘電体ブロックを介して半導体レーザを
載置し、変調グレーティングにより光学的に結合させる
ことにより、 半導体レーザからの放射光を高効率かつ安定に光導波路
に結合させるものである。
振器型レーザ素子において、 誘電体導波路に誘電体ブロックを介して半導体レーザを
載置し、変調グレーティングにより光学的に結合させる
ことにより、 半導体レーザからの放射光を高効率かつ安定に光導波路
に結合させるものである。
半導体レーザの発光スペクトル線幅を狭くするためには
、共振器長を長くできる外部共振器型のものが有利であ
る。特に、外部共振器として低損失かつ電気光学係数の
大きいＴ１拡散ＬｉＮｂＯ３導波路を用いると、共振器
長を長くできるだけでなく、電圧により共振波長を可変
に制御できる。
、共振器長を長くできる外部共振器型のものが有利であ
る。特に、外部共振器として低損失かつ電気光学係数の
大きいＴ１拡散ＬｉＮｂＯ３導波路を用いると、共振器
長を長くできるだけでなく、電圧により共振波長を可変
に制御できる。
しかし、半導体レーザとＴｉ拡散ＬしＮｂＯ３導波路と
を直接に結合すると、導波路に入射する光の割合が少な
くなる欠点があった。また、この割合を増やし効率を高
めようとすると、半導体レーザと導波路との間にレンズ
その他の媒体を挿入する必要があり、光の軸合わせが三
箇所必要となるなど、モジュール化が困難になる欠点が
あった。
を直接に結合すると、導波路に入射する光の割合が少な
くなる欠点があった。また、この割合を増やし効率を高
めようとすると、半導体レーザと導波路との間にレンズ
その他の媒体を挿入する必要があり、光の軸合わせが三
箇所必要となるなど、モジュール化が困難になる欠点が
あった。
本発明は、以上の課題を解決し、半導体レーザと導波路
との間を高効率かつ安定に結合できる外部共振器型レー
ザ素子を提供することを目的とする。
との間を高効率かつ安定に結合できる外部共振器型レー
ザ素子を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
本発明の外部共振器型レーザ素子は、レーザ光を発生す
る半導体レーザと、この単導体レーザからの放射光を波
長可変に反射する分布ブラッグ反射器および位相変調部
が設けられた三次元導波路とを備えた外部共振器型レー
ザ素子において、三次元導波路と半導体レーザとの間の
光路に二次元導波路を備え、半導体レーザはこの二次元
導波路に誘電体ブロックを介して載置され、二次元導波
路には半導体レーザの放射光を三次元導波路に導く変調
グレーティングが設けられたことを特徴とする。
る半導体レーザと、この単導体レーザからの放射光を波
長可変に反射する分布ブラッグ反射器および位相変調部
が設けられた三次元導波路とを備えた外部共振器型レー
ザ素子において、三次元導波路と半導体レーザとの間の
光路に二次元導波路を備え、半導体レーザはこの二次元
導波路に誘電体ブロックを介して載置され、二次元導波
路には半導体レーザの放射光を三次元導波路に導く変調
グレーティングが設けられたことを特徴とする。
変調グレーティング自体で半導体レーザの放射光を三次
元導波路に集光することもできるが、変調グレーティン
グと三次元導波路との間の二次元導波路上に導波路レン
ズを設けることもできる。
元導波路に集光することもできるが、変調グレーティン
グと三次元導波路との間の二次元導波路上に導波路レン
ズを設けることもできる。
三次元導波路としては、Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ３を用いる
ことが望ましい。また、三次元導波路と同一基板上に二
次元導波路を形成することが望ましい。
ことが望ましい。また、三次元導波路と同一基板上に二
次元導波路を形成することが望ましい。
本明細書において「二次元導波路」とは、平面状の導波
路であり、その面内で光の伝搬が可能な構造のものをい
う。また、「三次元導波路」とは、平面内の一つの方向
にのみ光の伝搬が可能な構造の導波路をいう。
路であり、その面内で光の伝搬が可能な構造のものをい
う。また、「三次元導波路」とは、平面内の一つの方向
にのみ光の伝搬が可能な構造の導波路をいう。
変調グレーティングは、そのグレーティングが設けられ
た二次元導波路の上部から入射する光ビームをその二次
元導波路に結合し、また、二次元導波路を伝搬する光を
任意の方向に放射することができる。さらに、変調グレ
ーティングのパターンや周期を適当に設定することによ
り、半導体レーザからの発散する光を二次元導波路内で
平行光にすることができ、また、−点に集光させること
もできる。
た二次元導波路の上部から入射する光ビームをその二次
元導波路に結合し、また、二次元導波路を伝搬する光を
任意の方向に放射することができる。さらに、変調グレ
ーティングのパターンや周期を適当に設定することによ
り、半導体レーザからの発散する光を二次元導波路内で
平行光にすることができ、また、−点に集光させること
もできる。
このような性質を利用し、半導体レーザと外部共振器と
しての三次元導波路とをそれぞれ異なる方向に向けて配
置し、その間を変調グレーティングが設けられた二次元
導波路で結合する。半導体レーザについては、誘電体ブ
ロックにより、変調グレーティングに対して所定の位置
となるように固定する。
しての三次元導波路とをそれぞれ異なる方向に向けて配
置し、その間を変調グレーティングが設けられた二次元
導波路で結合する。半導体レーザについては、誘電体ブ
ロックにより、変調グレーティングに対して所定の位置
となるように固定する。
半導体レーザと変調グレーティングとの距離は誘電体ブ
ロックにより決定され、その精度は製造精度に依存し、
組み立て時の位置合わせが簡単になる。また、二次元導
波路と三次元導波路とを同一基板上に形成すれば、その
部分の位置合わせが不要となり、組み立て工程を簡単化
できる。
ロックにより決定され、その精度は製造精度に依存し、
組み立て時の位置合わせが簡単になる。また、二次元導
波路と三次元導波路とを同一基板上に形成すれば、その
部分の位置合わせが不要となり、組み立て工程を簡単化
できる。
第１図および第２図は本発明実施例の外部共振器型レー
ザ素子を示す図であり、第１図は斜視図、第２図は素子
の一部を取り除いた状態における平面図を示す。
ザ素子を示す図であり、第１図は斜視図、第２図は素子
の一部を取り除いた状態における平面図を示す。
この外部共振器型レーザ素子は、レーザ光を発生する半
導体レーザ１と、この半導体レーザ１からの放射光を波
長可変に反射する分布ブラッグ反射器および位相変調部
が設けられた三次元導波路６とを備える。
導体レーザ１と、この半導体レーザ１からの放射光を波
長可変に反射する分布ブラッグ反射器および位相変調部
が設けられた三次元導波路６とを備える。
分布ブラッグ反射器は、三次元導波路６上に形成された
回折格子１０と、この回折格子１０に電界を印加する電
極８．９とを備える。位相変調部は、半導体レーザ１と
分布ブラッグ反射器との間の光路上に設けられ、三次元
導波路６に電界を印加する電極７．９を備える。電極９
は接地電極であり、この例では分布ブラッグ反射器と位
相変調部とで共通とした。
回折格子１０と、この回折格子１０に電界を印加する電
極８．９とを備える。位相変調部は、半導体レーザ１と
分布ブラッグ反射器との間の光路上に設けられ、三次元
導波路６に電界を印加する電極７．９を備える。電極９
は接地電極であり、この例では分布ブラッグ反射器と位
相変調部とで共通とした。
ここで本実施例の特徴とするところは、三次元導波路６
と半導体レーザ１との間の光路に二次元導波路４を備え
、半導体レーザ１はこの二次元導波路４に誘電体ブロッ
ク２を介して載置され、二次元導波路４には半導体レー
ザの放射光を三次元導波路６に導く変調グレーティング
１１が設けられたことにある。
と半導体レーザ１との間の光路に二次元導波路４を備え
、半導体レーザ１はこの二次元導波路４に誘電体ブロッ
ク２を介して載置され、二次元導波路４には半導体レー
ザの放射光を三次元導波路６に導く変調グレーティング
１１が設けられたことにある。
さらに本実施例は、変調グレーティング１１と三次元導
波路６との間の二次元導波路４上に導波路レンズ５を備
え、二次元導波路４と三次元導波路６とが同一のＬｉＮ
ｂＯ３基板３上に形成されている。
波路６との間の二次元導波路４上に導波路レンズ５を備
え、二次元導波路４と三次元導波路６とが同一のＬｉＮ
ｂＯ３基板３上に形成されている。
半導体レーザ１は、端面無反射被膜が設けられた側を誘
電体ブロック２に接して配置される。
電体ブロック２に接して配置される。
誘電体ブロック２は、５１０２その他の誘電体材料によ
り形成され、半導体レーザ１に接する面と変調グレーテ
ィング１１に接する面との間隔が変調グレーティング１
１の焦点距離に一致する。
り形成され、半導体レーザ１に接する面と変調グレーテ
ィング１１に接する面との間隔が変調グレーティング１
１の焦点距離に一致する。
導波路レンズ５は、変調グレーティング１１からの平行
光を三次元導波路６に集光し、三次元導波路６からの拡
散光を平行化して変調グレーティング１１に結合する。
光を三次元導波路６に集光し、三次元導波路６からの拡
散光を平行化して変調グレーティング１１に結合する。
導波路レンズ５としては、フレネルレンズその他を用い
る。導波路レンズの詳細については、例えば西原浩、春
名正光、栖原敏明共著、オーム社刊、「光集積回路」の
第９章に示されている。
る。導波路レンズの詳細については、例えば西原浩、春
名正光、栖原敏明共著、オーム社刊、「光集積回路」の
第９章に示されている。
変調グレーティング１１は、半導体レーザ１から入射し
た光が二次元導波路４で平行光となるように形成される
。
た光が二次元導波路４で平行光となるように形成される
。
変調グレーティング１１の焦点に配置された半導体レー
デ１の無反射被膜側の出力光は、変調グレーティング１
１により二次元導波路４に入射し、平行光として導波路
レンズ５に導かれ、この導波路レンズ５の焦点にある三
次元導波路６に集光される。三次元導波路６に入射した
光は、位相変調部を通り、分布ブラッグ反射器に到達す
る。分布ブラッグ反射器では、ブラッグ条件を満足する
波長のみが反射され、逆の経路で半導体レーザＩに戻る
。
デ１の無反射被膜側の出力光は、変調グレーティング１
１により二次元導波路４に入射し、平行光として導波路
レンズ５に導かれ、この導波路レンズ５の焦点にある三
次元導波路６に集光される。三次元導波路６に入射した
光は、位相変調部を通り、分布ブラッグ反射器に到達す
る。分布ブラッグ反射器では、ブラッグ条件を満足する
波長のみが反射され、逆の経路で半導体レーザＩに戻る
。
このようにして、半導体レーザ１の無反射被膜とは反対
側の端面と、分布ブラッグ反射器との間が光共振器とな
る。
側の端面と、分布ブラッグ反射器との間が光共振器とな
る。
分布ブラッグ反射器の反射波長およびその結果生じるレ
ーザ発振波長は、分布ブラック反射器の等偏屈折率を電
圧で変化させることにより変化する。このとき、位相変
調部では、共振器内の位相変化が２πの整数倍となるよ
うに制御し、レーザ発振を維持する。
ーザ発振波長は、分布ブラック反射器の等偏屈折率を電
圧で変化させることにより変化する。このとき、位相変
調部では、共振器内の位相変化が２πの整数倍となるよ
うに制御し、レーザ発振を維持する。
以上の実施例では、変調グレーティング１１により半導
体レーザ１からの放射光を平行化する場合を例に説明し
たが、変調グレーティング１１に集光作用をもたせ、そ
の焦点に三次元導波路６を配置することもできる。その
場合には、導波路レンズ５が不要となる。
体レーザ１からの放射光を平行化する場合を例に説明し
たが、変調グレーティング１１に集光作用をもたせ、そ
の焦点に三次元導波路６を配置することもできる。その
場合には、導波路レンズ５が不要となる。
第３図は半導体レーザ１の位置合わせ方法の一例を示す
斜視図である。
斜視図である。
基板３の切出しは、グイシングツ−を利用することで２
μｌオーダに調整できる。そこで、基板３の横方向の長
さくおよび半導体レーザ１が配置されるべき横方向の位
置）を一定とし、半導体レーザ１を基板３の長さ方向に
のみ調整する。すなわち、横方向の長さが一定の基板３
をフィクスチャ−２１に固定し、ンマミ２２を調整する
ことにより微動機構２３を基板３の長さ方向に移動させ
、半導体レーザ１の位置を調整する。
μｌオーダに調整できる。そこで、基板３の横方向の長
さくおよび半導体レーザ１が配置されるべき横方向の位
置）を一定とし、半導体レーザ１を基板３の長さ方向に
のみ調整する。すなわち、横方向の長さが一定の基板３
をフィクスチャ−２１に固定し、ンマミ２２を調整する
ことにより微動機構２３を基板３の長さ方向に移動させ
、半導体レーザ１の位置を調整する。
以上の実施例では、半導体レーザと基板との間に固体の
誘電体ブロックを設けるものとしたが、空気を用いても
本発明を同様に実施できる。
誘電体ブロックを設けるものとしたが、空気を用いても
本発明を同様に実施できる。
以上説明したように、本発明の外部共振器型レーザ素子
は、外付はレンズその他を介在させることがないので、
光軸調節を簡単化でき、しかも半導体レーザと外部共振
器との結合効率を高め、安定に一体化できる効果がある
。
は、外付はレンズその他を介在させることがないので、
光軸調節を簡単化でき、しかも半導体レーザと外部共振
器との結合効率を高め、安定に一体化できる効果がある
。
第１図は本発明実施例外部共振器型レーザ素子の斜視図
。 第２図はこの素子の半導体レーザおよび誘電体ブロック
を除去した状態における平面図。 第３図は半導体レーザの位置合わせ方法の一例を示す斜
視図。 １・・・半導体レーザ、２・・・誘電体ブロック、３・
・・基板、４・・・二次元導波路、５・・・導波路レン
ズ、６・・・三次元導波路、７〜９・・・電極、１０・
・・回折格子、１１・・・変調グレーティング、２１・
・・フィクスチャ−２２・・・ツマミ、２３・・・微動
機構。 特許出願人 光計測技術開発株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 芙鞄例の４１視図 ′３ｆ−）１ 図 亮
。 第２図はこの素子の半導体レーザおよび誘電体ブロック
を除去した状態における平面図。 第３図は半導体レーザの位置合わせ方法の一例を示す斜
視図。 １・・・半導体レーザ、２・・・誘電体ブロック、３・
・・基板、４・・・二次元導波路、５・・・導波路レン
ズ、６・・・三次元導波路、７〜９・・・電極、１０・
・・回折格子、１１・・・変調グレーティング、２１・
・・フィクスチャ−２２・・・ツマミ、２３・・・微動
機構。 特許出願人 光計測技術開発株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 芙鞄例の４１視図 ′３ｆ−）１ 図 亮
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザ光を発生する半導体レーザと、 この半導体レーザからの放射光を波長可変に反射する分
布ブラッグ反射器および位相変調部が設けられた三次元
導波路と を備えた外部共振器型レーザ素子において、前記三次元
導波路と前記半導体レーザとの間の光路に二次元導波路
を備え、 前記半導体レーザはこの二次元導波路に誘電体ブロック
を介して載置され、 前記二次元導波路には前記半導体レーザの放射光を前記
三次元導波路に導く変調グレーティングが設けられた ことを特徴とする外部共振器型レーザ素子。 ２、変調グレーティングと三次元導波路との間の二次元
導波路上に導波路レンズを備えた請求項１記載の外部共
振器型レーザ素子。 ３、二次元導波路と三次元導波路とは同一基板上に形成
された請求項１記載の外部共振器型レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12374090A JPH0423382A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 外部共振器型レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12374090A JPH0423382A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 外部共振器型レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0423382A true JPH0423382A (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=14868162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12374090A Pending JPH0423382A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 外部共振器型レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0423382A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11811148B2 (en) | 2021-02-22 | 2023-11-07 | Agency For Defense Development | Phased array antenna |
-
1990
- 1990-05-14 JP JP12374090A patent/JPH0423382A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11811148B2 (en) | 2021-02-22 | 2023-11-07 | Agency For Defense Development | Phased array antenna |
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