JPH05289132A - 半導体レーザ光源一体型光導波路装置とその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ光源一体型光導波路装置とその製造方法

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JPH05289132A
JPH05289132A JP4091196A JP9119692A JPH05289132A JP H05289132 A JPH05289132 A JP H05289132A JP 4091196 A JP4091196 A JP 4091196A JP 9119692 A JP9119692 A JP 9119692A JP H05289132 A JPH05289132 A JP H05289132A
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JP
Japan
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optical waveguide
semiconductor laser
domain
electrodes
structure portion
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JP4091196A
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English (en)
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Kouichirou Kijima
公一朗 木島
Masahiro Yamada
正裕 山田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザ光源と光導波路との一体化を容
易かつ正確に行うことができるようにする。 【構成】 表面から光導波路15の光入射端15aの中
心軸までの距離を、半導体レーザ1の表面から発光端2
aの中心軸までの距離と一致させてこの光導波路素子2
1と半導体レーザ1とをその光入射端15aと発光端2
aとを近接対向させて光学的に結合して機械的に一体化
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ光源一体
型光導波路装置とその製造方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば光集積回路において、強誘
電体基板に形成された光導波路に、半導体レーザ光源か
らのレーザ光を入射する態様がしばしば採られる。
【0003】また、周波数ωの基本波を導入して2ωの
周波数の第2高調波の光を発生する光第2高調波発生素
子(以下SHG素子という)を用い、これの基本波光源
としての半導体レーザと組合せることによって例えば近
赤外光を緑色光の短波長光に変換して短波長光源とする
ことができる。この場合、単一波長光の実現可能の波長
範囲の拡大化をはかることができ、例えばこの短波長光
源を用いることによって光記録再生、光磁気記録再生等
においてその記録密度の向上、解像度の向上をはかるこ
とができる。
【0004】このSHG素子において、光導波路中に光
の閉じ込めを行う光導波路型SHG素子は、バルク型S
HG素子に比して高効率化がはかられる。さらに、SH
G素子例えば光導波路型SHG素子において、その光導
波方向に周期的に分極が反転する周期分極反転構造部い
わゆるドメイン反転構造部を設け、位相周期を基本波の
波長に対応して選定することによって高出力化がはから
れることが知られている。
【0005】上述したように単一波長光の短波長光源、
その他の例えば光集積回路において、半導体レーザ光源
と光導波素子とが組合せられて用いられる構成を採る場
合、両者を所定の位置関係に設定して光学的に結合させ
機械的に一体化する構成とした半導体レーザ光源一体型
光導波路装置を構成することが望まれる。
【0006】しかしながら、一般に図14に示すよう
に、半導体レーザ1は、その発光端2aが半導体レーザ
1の表面1aから所要の距離H1 、一般にH1 ≧3μm
を有する。
【0007】すなわち、この半導体レーザ1は、例えば
半導体サブストレイト3上に必要に応じて例えばバッフ
ァ層4を介してクラッド層5が形成され、これの上に活
性層6が形成され、これの上にクラッド層7、さらに例
えばキャップ層8が形成されて、これの表面に形成した
絶縁層9に穿設された電極窓9W を通じて一方の電極1
0がオーミックに被着されて成る。
【0008】そしてこの電極10側においてヒートシン
ク等の例えばサブマウント11に電気的及び機械的にマ
ウントされるものであり、この場合共振器を構成する例
えば活性層6の端面よりなる発光端2aの中心軸の、表
面1aからの距離H1 は、上述したようにH1 ≧3μm
という或る距離を隔てた位置にある。
【0009】一方、光導波路素子は、その光導波路が一
般に強誘電体の表面に臨んで形成される。特に、周期分
極反転構造部を有するSHG素子による光導波路素子を
用いるときは、従来一般の周期分極反転構造部が表面領
域にしか形成できないことから必然的に光導波路は表面
に形成されることになる。したがって、この種の光導波
路素子の光導波路入射端の中心軸と半導体レーザ光源の
発光端における中心軸との位置合わせは煩雑となり、特
に半導体レーザと光導波路素子との間に光ファイバー、
集束レンズ系等を介在させない構造を採る場合において
高精度にしたがって高効率の半導体レーザ光源一体型光
導波路装置を構成しにくいという課題がある。
【0010】すなわち、上述の周期分極反転構造部の形
成方法としてTi拡散法による分極反転制御方法が知ら
れている。このTi拡散分極反転制御方法は図15にそ
の一製造工程の略線的拡大断面図を示すように、全面的
にc軸方向にすなわち図15において矢印dで示す分極
方向に単分域化されたLN(LiNbO3 )からなる強
誘電体12の、+c面上にTiパターン膜13を例えば
ピッチPを5μm、幅Wを2.5μmとして平行帯状パ
ターンに被着形成する。
【0011】そして、この状態で例えば1100℃程度
の加熱を行ってパターン膜13のTiを強誘電体12中
に拡散させ、図16に示すように分極反転領域14を周
期的に形成する。
【0012】ところが、この方法による場合、分極反転
領域14の屈折率が変化したり、また分極反転領域14
のピッチPに対してその深さDが小であり、かつその分
極反転領域は断面3角形状となって形状の制御性に劣
る。
【0013】したがって、このような方法によって周期
分極反転構造部を形成する場合、特にその光導波路は表
面側に必然的に設けられることから、前述したように半
導体レーザと一体化する場合において、その光入射端に
おける中心軸とレーザ光源の発光端における中心軸との
上下関係の位置合わせが必要となり、その組立てが煩雑
となり、また精度に問題が生じて半導体レーザ光源を用
いた効率の高い光導波路装置が得難いという課題があ
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体レー
ザ光源と、光導波路との一体化を容易かつ正確に行うこ
とができるようにして製造の簡易化したがって量産性の
向上、特性の向上をはかることができるようにした半導
体レーザ光源一体型光導波路装置とその製造方法を提供
するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の1は、図1にそ
の一例の拡大断面図を示すように、強誘電体12に光導
波路15が設けられた光導波路素子21と、半導体レー
ザ1とが、光導波路15の光入射端15aに半導体レー
ザ1の発光端2aを近接対向させて機械的に一体化す
る。そして、その光導波路素子21が、その表面から光
導波路15の光入射端15aの中心軸までの距離H
2 を、半導体レーザ1の表面から発光端2aの中心軸ま
での距離H1 と一致させる。
【0016】また、本発明の他の1においては、光導波
路素子21が波長変換機能を有するすなわちSHG素子
とする。
【0017】また本発明の他の1は、半導体レーザ1と
して、縦モードがシングルモードの半導体レーザによっ
て構成する。
【0018】また、本発明の製造方法においては、単分
域化された強誘電体12に、光導波路15を形成する工
程と、その後またはその前に深く分極反転された周期分
極反転構造部を形成する工程とを採る。そして、その周
期分極反転構造部の形成工程を、図2または図3にその
斜視図を示すように、強誘電体12に少なくとも一方が
最終的に得る周期分極反転構造部の周期パターンに対応
するパターンとされた第1及び第2の電極61,62を
設け、これら第1及び第2の電極61及び62間に1k
V/mm〜100kV/mmの電界を印加して電極パタ
ーンに対応するパターンの周期分極反転構造部を形成す
る。
【0019】また、本発明製造方法の他の1において
は、単分域化された強誘電体12に光導波路15を形成
する工程と、特にその後に深く分極反転された周期分極
反転構造部を形成する工程とを有し、この周期分極反転
構造部の形成工程を同様に図2または図3に示すよう
に、強誘電体12に少なくとも一方が最終的に得る周期
分極反転構造部の周期パターンに対応するパターンとさ
れた第1及び第2の電極61及び62を対向して設け、
これら第1及び第2の電極61及び62間に、1kV/
mm〜100kV/mmの電界を特に300℃以下望ま
しくは150℃未満の温度下で印加して電極パターンに
対応するパターンの周期分極反転構造部を形成する。
【0020】
【作用】上述したように本発明においては、光導波路素
子21と半導体レーザ1とが一体化した光導波路装置を
構成するものであるが、特に本発明においては、その光
導波路素子21として強誘電体12にその表面から光導
波路15の光入射端15aの中心軸までの距離H2 を、
半導体レーザ1における表面から発光端2aの中心軸ま
での距離H1 と一致させた構成とするので、両者を例え
ば共通の一平面上の基板にそれぞれ同一厚さ、組成等の
接着剤、半田等によって並置載置することによって、そ
の半導体レーザ1の発光端2aの中心軸と光導波路素子
21の光導波路15の光入射端15aの中心軸とを少な
くともその高さ位置すなわち上下位置において一致させ
ることができるので、その両軸心の位置合わせが極めて
簡便化され、また正確にその位置設定を行うことができ
る。
【0021】そして、このように本発明においては、光
導波路素子21としてその光導波路15がその表面21
aから入り込んでその中心軸位置がH2 を保持した位置
に配置するものであるが、これはこの光導波路素子21
が、周期反転構造部を有するSHG素子である場合にお
いても、上述の本発明方法によるとき、その周期分極反
転構造部を表面21aから例えば強誘電体の全厚さにわ
たる広範囲にかつ優れた形状制御性をもって形成し得る
ことから光導波路の形成位置を表面21aから入り込ん
だ埋め込み型構成とし得るものである。
【0022】上述したように本発明方法によるときは、
優れた形状制御性をもってまた強誘電体の深い領域にわ
たってすなわち例えば全厚さにわたって形成することが
できるのは、次に述べる理由によるものと思われる。す
なわち、一般的にはLN単結晶のような高電圧を印加す
ると結晶が破壊される強誘電体においては結晶破壊が生
じない程度の電圧を印加しても分極反転が生じないとさ
れており、従来は結晶破壊を生じさせない程度の比較的
低い電圧の印加によって分極反転を生じさせるために、
その抗電界を下げるために高温下において比較的低い電
圧すなわち例えば数V/mm〜数100V/mm程度の
電圧を印加して分極反転を形成している。
【0023】しかしながら、結晶破壊は、実際は電圧印
加を行う電極の形状、その他電極幅等に依存することが
究明された。すなわち、このような結晶破壊は、圧電効
果にらるもので、対象とする強誘電体に応じて電極幅等
を適切に選定することによって、具体的には上述の周期
分極反転構造部の周期等において電極付近に発生する応
力を分散させることができ、試料の力学的破壊すなわち
結晶破壊を生じさせることなく強誘電体の分極反転を行
うことができるのである。
【0024】また本発明方法では、単分域化された強誘
電体に、その分極方向に第1及び第2の電極を対向配置
し両電極間に電圧を印加するものであるが、このとき強
誘電体の自発分極の向きに対して垂直方向に生じる電界
成分を小として、圧電効果によって生じる応力の発生を
小とすることによって結晶歪みや結晶破壊を抑制するこ
とができるものである。
【0025】さらに、また本発明において、その半導体
レーザ1として縦モードがシングルモード即ち単一波長
の半導体レーザを用い、これを光導波路素子21の光導
波路15の光入射端15aに近接対向する場合において
はその光導波路入射端面に行う無反射コーティングは、
これを省略もしくはその条件精度をさほど高く選定しな
い場合においても、半導体レーザの波長を安定させたま
ますなわち戻り光による多モード発振等の不安定性を招
来することなくシングルモードとして光導波路15に導
波させることができることが究明された。
【0026】
【実施例】本発明による半導体レーザ光源一体型光導波
路装置とその製造方法の各実施例を詳細に説明する。
【0027】この場合、半導体レーザ1は、図15で説
明したように、その発光端2aの中心軸の半導体レーザ
1の実質的表面1aからの距離が、所要の距離H1 を有
するものとする。
【0028】本発明においては、図1に示すように、共
通の基板32の共通の平坦面31a上に半導体レーザ1
と光導波路素子21とをそれぞれの発光端2aと、光導
波路15の光入射端15aとの各中心軸が一致するよう
にして互いに近接対向させる。
【0029】光導波路素子21は、単分域化された強誘
電体12によって構成される。この強誘電体12は、例
えばKTP(KTiOPO4 )、LN(LiNb
3 )、LiTaO3 等の非線形光学材料の単結晶例え
ばLN単結晶によって構成される。
【0030】この強誘電体12の単分域化は、例えばそ
のキュリー温度直下の例えば1200℃程度まで昇温し
て一定の方向に外部直流電圧を全面的に印加することに
よって全面的にc軸方向に揃えて行った。
【0031】まず、半導体レーザ1と光導波路素子21
との機械的一体化に先立って光導波路素子21を作製す
る方法について説明する。この場合図2に示すように例
えばLNのZ基板(C基板)より成り、厚さが例えば
0.1mmの強誘電体12が、厚さ方向に全面的に単分
域化されてなる場合で、その分極の正側の主面12S上
にAl等よりなる例えば櫛歯状パターンにパターニング
された第1の電極61を被着形成し、分極の負側の裏面
12Rにも同様にAl等よりなる櫛歯状パターンの第2
の電極62を被着形成する。これら電極61及び62の
それぞれの櫛歯パターンは、互いに正対するように被着
形成する。この場合その櫛歯の幅Wは例えば5μm、ピ
ッチPは例えば10μm程度とされる。
【0032】第1及び第2の電極61,62の一方例え
ば電極62は、図3に示すように全面的に形成すること
もできる。
【0033】尚、各図において自発分極の方向を矢印
(先端が正)で示し、分極反転領域の分極方向を矢印h
で示す。そして、300℃以下望ましくは150℃未満
の例えば室温において第1及び第2の電極61及び62
間に強誘電体12の自発分極の正側の第1の電極21が
正電位、負側の第2の電極が負電位となるように、電源
25によって2kV/mm〜100kV/mmの例えば
10kV/mmの電圧を印加する。このようにすると、
第1の電極61の櫛歯先端部から延長する分極反転領域
26が生じる。すなわち第1の電極61の櫛歯のパター
ンに対応するパターンの周期的な分極反転領域26が結
晶破壊をほとんど生じることなく強誘電体12の全厚さ
に渡って形成することができた。電極61及び62は必
要に応じて除去する。
【0034】そして、強誘電体12の全厚さにわたって
分極反転領域26が所要の間隔を保持して周期的に形成
されて成る周期分極反転構造部36を横切って図4に示
すように、その主面12Sから所要の距離H2 だけ入り
込んだ位置に中心軸があるすなわち埋め込まれた光導波
路15を形成する。
【0035】この光導波路15の形成方法を図5を参照
して説明する。まず、図5Aに示すように強誘電体12
の主面12S上の、最終的に光導波路15を形成すべき
部分上に、そのパターンに応じた窓27Wを有するP
t,Ta等のマスク27を被着形成する。
【0036】このようにマスク27が形成された強誘電
体12を安息香酸及び燐酸あるいはピロ燐酸中に数分か
ら数時間浸漬し窓27Wを通じて強誘電体12中にその
表面12Sから所要の深さにわたる厚さをもって図5B
に示すようにプロトン交換層28を形成する。
【0037】次に、図5Cに示すように、さらに強誘電
体12を150℃〜250℃に加熱された安息香酸リチ
ウム及び燐酸リチウムあるいはピロ燐酸リチウム及びス
テアリン酸リチウム等のリチウムイオンを大量に有する
液中に数分〜数時間浸漬して窓27Wを通じてプロトン
交換層28の表面部の水素イオンをさらにリチウムイオ
ンに置換したリチウム追拡散層29を形成する。このL
iの追拡散によってプロトン交換すなわち水素イオンに
よる置換によって高屈折率化された表面層を元のLiの
屈折率に近づける。
【0038】さらに例えばこれらの2工程の後あるいは
これらの2工程の間すなわちプロトン交換からLiイオ
ン拡散間において光導波路のアニール工程を調整し、図
5Dに示すように、強誘電体12の主面12Sから所定
の距離H2 入り込んだ位置に中心が存在する光導波路1
5を形成することができる。
【0039】尚、上述した例においては、図4で示すよ
うに強誘電体12の厚さ方向に分極反転領域26を形成
してすなわち強誘電体12としてその厚さ方向にc軸方
向を有するいわゆるZ板を用いた場合であるが、図6に
示すように強誘電体12のc軸方向を板面方向に選定
し、この方向に分極反転領域26を形成させた周期分極
反転構造部36を形成することができる。
【0040】この場合においても周期分極反転領域26
を横切る方向に光導波路15を前述したと同様の方法に
よって形成することができる。このように強誘電体の面
方向に分極反転を形成する方法としては、例えば図7に
示すように、強誘電体12に凸部すなわちリッジ28を
形成する。このリッジ28の長手方向は強誘電体12の
自発分極dの方向に直交するように選定され、その長手
方向の側面が分極の正側よりなる側面28Aと、負側よ
りなる側面28Bとにより構成される。この側面28A
及び28B上と、これらに隣り合う底面28Cにわたっ
てそれぞれ互いに対向する櫛歯状パターンの第1及び第
2の電極61及び62を被着形成する。
【0041】そして、これら第1及び第2の電極61及
び62間に電源25を第1の電極61側が正電位、第2
の電極62側が負電位となるように例えば10kV/m
mの電圧を印加してリッジ28に分極反転領域26を形
成してリッジの長手方向に周期分極反転構造部36を形
成する。
【0042】このように強誘電体12にリッジ28を形
成し、また第1及び第2の電極61及び62を形成する
方法の一例を、図8を参照して説明する。
【0043】この場合、図8Aに示すように強誘電体1
2の分極反転を形成すべき主面12S上にレジスト43
を全面的に塗布、ベークした後Ni,Cr等よりなるマ
スク層42を蒸着、スパッタリング等によって被着し、
さらにこれの上にレジスト43を塗布、ベークした後リ
ッジ28を最終的に形成すべき部分上にレジスト43が
残るように、すなわちこの場合矢印dで示す分極方向に
所要の幅を有し図8の紙面に対して直交する方向を長手
方向とするパターンにフォトリソグラフィ等の適用によ
ってパターニングする。
【0044】そして、図8Bに示すようにRIE(反応
性イオンエッチング)等の異方性エッチングによりレジ
スト43をマスクとして、マスク層42とレジスト41
をパターニングする。
【0045】続いて図8Cに示すように、RIE等の異
方性エッチングによってマスク層42をマスクとして強
誘電体12を主面12S上からエッチングして側面28
A及び28Bとこれに隣接する底面28Cとを露出さ
せ、リッジ28を形成する。そして、さらに図8Dに示
すように、Al,Au,Pt,K,Li等の例えばAl
よりなる金属層44をリッジ28上を覆って全面的に蒸
着、スパッタリング等によって被着形成する。
【0046】次に、RIE等の異方性エッチングによっ
て図7で説明した櫛歯状パターンにこの金属層44をパ
ターニングした後、アセトン等の溶剤に浸してレジスト
41を除去することにより図8Eに示すようにリッジ2
8上の金属層44のみをリフトオフして側面28A及び
28Bからそれぞれその両側の底面28Cに隣接する櫛
歯状の第1及び第2の電極61及び62を形成する。
【0047】このようにして形成したリッジ28を挟む
両電極61及び62間に前述した電圧印加を行うことに
よってこのリッジ28の幅方向に分極反転を生じさせて
リッジ28の長手方向に、つまり強誘電体12の面方向
に周期分極反転構造を形成することができる。
【0048】そして、このように、強誘電体12にリッ
ジ28を形成して、その側面28A及び28Bに電極を
被着して電圧印加を施す場合は、自発分極に対して平行
ではない電界成分、即ち分極反転に直接影響のない電界
成分を大幅に減少させることができる。LN結晶等の強
誘電体材料では、このような自発分極の生じる方向に平
行でない電界成分が材料に与える応力が大であるため、
このような電界成分を減少させることによって、強誘電
体材料の結晶破壊を防ぐことができる。
【0049】この場合、上述した分極反転形成のための
電圧印加工程の前あるいは後に前述したリッジ28に光
導波路15を形成することができる。このようにして基
板の面方向に沿う図6に示した光導波路素子を構成する
ことができる。
【0050】さらに、図9は周期分極反転構造部36の
形成方法の他の例を示すもので、この場合矢印dで示す
ように、面方向に単分域化された強誘電体12を用いた
場合で、その一主面12S上の分極方向に第1及び第2
の電極61及び62を配置する。
【0051】この場合第1及び第2の電極61及び62
は共に例えばAlを蒸着、スパッタリング等により被着
した後例えば櫛歯状にパターニングされて形成される。
【0052】このような構成において前述したと同様に
300℃未満、望ましくは150℃未満例えば室温にお
いて前述したように1kV/mm〜100kV/mm例
えば10kV/mmの電圧を印加することによって分極
反転構造部36を形成することができた。
【0053】また、図9で説明した例においては、第1
及び第2の電極61及び62の櫛歯先端部の形状を図1
0Aにその上面図を示すように方形状としたが、その他
図10B,C,Dに示すように先端部を先細にあるいは
円弧状にあるいは櫛歯状に形成することができる。そし
て電極の先端部を櫛歯状等に微細化することにより、よ
り効果的に結晶破壊を防ぐようにすることができる。す
なわち、電極近傍で圧電効果により蓄積された応力や歪
みを電極の被着されていない部分で解放することができ
圧電効果による結晶破壊いわゆるピエゾ破壊を防ぐこと
ができる。つまり、電極のない部分の試料が緩衝材とし
て働き電極近傍でたまった歪みを取るのでピエゾ破壊に
至る応力が試料中に広範囲にわたってかかることを防ぐ
ことができ、結晶破壊を生じることなく分極反転領域の
形成を行うことができる。
【0054】また、電極の微細化によって分極反転に要
する印加電圧を減少させることができる。これは電極す
なわち導電体中の電荷が電極の端部に集まる性質がある
ため、電極の微細化による電極近傍における局所的な電
界強度が増加するためと思われる。
【0055】さらに、また第1及び第2の電極61及び
62の配置関係は、種々の変形変更を取ることができ例
えば図11及び12に示すように強誘電体12の互いに
異なる面の主面12S及び側面12Aに配置することも
できる。尚、これら図11及び12において図9と対応
する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0056】そして、上述した各例の光導波路素子21
を、図1に示すように共通の基板32上に、半導体レー
ザ1と共に、半導体レーザ1の発光端2aと、光導波路
15の光入射端15aが近接対向するようにマウントす
る。この場合、その発光端2aと光入射端15aは、そ
れぞれその高さH1 =H2 にしたことによって両中心軸
はその高さに関して一致する。したがって、これらの位
置合わせは高さをH1,H2 を有する平面内での相互の
位置関係を選定することによって両中心軸が一致するよ
うに、かつ互いに所要の間隔及び選定して容易に設定す
ることができる。
【0057】また、半導体レーザ1と光導波路素子21
とは、基板32に対して図13に示すように共通の材料
による半田あるいは接着剤等によってすなわち粘性等が
同一の融着剤ないしは接着剤71によって固着する。
【0058】この場合、半導体レーザ1として縦モード
がシングルモードの半導体レーザを用い、これと光導波
路15を近接対向させることによって半導体レーザ1が
シングルモードをもって確実に励起することができた。
そして、この場合、光導波路素子21の光導波路15の
両端、特に光入射端15aには、反射防止膜を形成する
ことが望ましいが、この場合反射防止膜の精度はさほど
高精度を必要とせずに、戻り光による半導体レーザ1の
ノイズ、モードポッピング等、マルチモード化を回避で
きた。
【0059】尚、上述した例においては、強誘電体12
の主面12Sから光導波路15の中心までの距離H
2 を、半導体レーザの光出射端2aにおける中心軸まで
の距離H 1 と同一の距離となるように選定した場合であ
るが、図13に示すように、強誘電体1の表面にクラッ
ド層51を設け、その表面から光導波路15の中心部ま
での距離が所要の距離H2 となるようにすることもでき
る。
【0060】尚、上述した300℃以下の例えば150
℃未満という低温下で分極反転構造部を形成するとき
は、光導波路15の形成後に、この分極反転構造部を形
成しても光導波路の特性への影響は回避できるので光導
波路15を形成して後に、前述した電圧印加によって周
期分極反転構造部36を形成することができる。
【0061】更に、光導波路15が形成され、前述の第
1及び第2の電極61及び62が形成された強誘電体1
2を基板32上の所定位置にマウントして後に、電極6
1及び62間に前述した所要の電界を印加して反転分極
構造部36の形成を行っても良い。
【0062】また、各例において第1及び第2の電極6
1及び62は必ずしも除去することはなく、装置の完成
後に、この電極61及び62間に所要の電圧を印加して
周期分極反転構造による基本波に対する整合波長の微調
整を行って、基本波光源としてのレーザ光の波長のばら
つきに応じて実効的に位相整合波長を変更するようにし
て半導体レーザ1の波長のばらつきに拘わらず変換効率
の低下を回避するようにするとか、これら電極61及び
62を出力光を制御する変調電極として用いることもで
きる。
【0063】尚、本発明による半導体レーザ1及び光導
波路素子21の具体的構造は上述した例に限らず種々の
変形変更を採ることができる。
【0064】
【発明の効果】上述したように本発明においては、光導
波路素子21と半導体レーザ1とが一体化した光導波路
装置を構成するものであるが、特に本発明においては、
その光導波路素子21として強誘電体12にその表面か
ら光導波路15の光入射端15aの中心軸までの距離H
2 を半導体レーザ1における表面から発光端2aの中心
軸までの距離H1 と一致させた構成とするので、両者を
例えば共通の一平面上の基板にそれぞれ同一、厚さ組成
等の接着剤、半田等によって並置載置することによっ
て、その半導体レーザ1の発光端2aの中心軸と光導波
路素子21の光導波路15の光入射端15aの中心軸と
を、少なくともその高さ位置すなわち上下位置において
一致させることができるので、その両軸心の位置合わせ
が極めて簡便化され、また正確にその位置設定を行うこ
とができる。
【0065】そして、このように本発明においては、光
導波路素子21として、その光導波路15がその表面2
1aから入り込んでその中心軸位置がH2 を保持した位
置に配置するものであるが、これはこの光導波路素子2
1が、周期反転構造部36を有するSHG素子である場
合においても、上述の本発明方法によるとき、その周期
分極反転構造部36を表面21aから例えば強誘電体の
全厚さにわたる広範囲にかつ優れた形状制御性をもって
形成し得ることから光導波路の形成位置を表面21aか
ら入り込んで埋め込み型構成とし得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体レーザ光源一体型光導波路
装置の一例を示す略線的拡大断面図である。
【図2】本発明製造方法の一例を示す斜視図である。
【図3】本発明製造方法の他の例を示す斜視図である。
【図4】本発明の光導波路素子の一例の略線的拡大斜視
図である。
【図5】光導波路作製工程を示す図である。
【図6】光導波路素子の他の例を示す略線的拡大斜視図
である。
【図7】本発明製造方法の説明に供する斜視図である。
【図8】分極反転電極パターンの形成方法の工程図であ
る。
【図9】本発明製造方法の説明に供する一工程の斜視図
である。
【図10】電極先端形状を示す上面図である。
【図11】本発明製造方法の一工程図を示す斜視図であ
る。
【図12】本発明製造方法の一工程図を示す斜視図であ
る。
【図13】本発明の光導波路素子の他の例を示す略線的
拡大斜視図である。
【図14】半導体レーザの一例の斜視図である。
【図15】Ti拡散分極反転制御方法の一工程図であ
る。
【図16】Ti拡散分極反転制御方法の一工程図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2a 発光端 21 光導波路素子 12 強誘電体 15 光導波路 15a 光入射端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/18

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強誘電体に光導波路が設けられた光導波
    路素子と、半導体レーザとが、上記光導波路の光入射端
    に上記半導体レーザの発光端を近接対向させて機械的に
    一体化されてなり、 上記光導波路素子は、その表面から上記光導波路の光入
    射端の中心軸までの距離を、上記半導体レーザの表面か
    ら発光端の中心軸までの距離と一致させて形成したこと
    を特徴とする半導体レーザ光源一体型光導波路装置。
  2. 【請求項2】 光導波路素子が波長変換機能を有するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ光源一体
    型光導波路装置。
  3. 【請求項3】 縦モードがシングルモード半導体レーザ
    である請求項1または2に記載の半導体レーザ光源一体
    型光導波路装置。
  4. 【請求項4】 単分域化された強誘電体に光導波路を形
    成する工程と、 その後、またはその前に深く分極反転された周期分極反
    転構造部を形成する工程とを有し、 該周期分極反転構造部の形成工程は、上記強電体に少な
    くとも一方が最終的に得る周期分極反転構造部の周期パ
    ターンに対応するパターンとされた第1及び第2の電極
    を対向して設け、該第1及び第2の電極間に、1kV/
    mm〜100kV/mmの電界を印加して上記電極のパ
    ターンに対応するパターンの周期分極反転構造部を得る
    ようにしたことを特徴とする請求項2または3に記載の
    半導体レーザ光源一体型光導波路装置。
  5. 【請求項5】 単分域化された強誘電体に、 光導波路を形成する工程と、 その後深く分極された周期分極反転構造部を形成する工
    程とを有し、 該周期分極反転構造部の形成工程は上記強誘電体に少な
    くとも一方が最終的に得る周期分極反転構造部の周期パ
    ターンに対応するパターンとされた第1及び第2の電極
    を対向して設け、該第1及び第2の電極間に、1kV/
    mm〜100kV/mmの電界を300℃以下の温度下
    で印加して上記電極パターンに対応するパターンの周期
    分極反転構造部を得るようにしたことを特徴とする請求
    項2または3に記載の半導体レーザ光源一体型光導波路
    装置の製造方法。
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