JPH0529892B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0529892B2
JPH0529892B2 JP12891488A JP12891488A JPH0529892B2 JP H0529892 B2 JPH0529892 B2 JP H0529892B2 JP 12891488 A JP12891488 A JP 12891488A JP 12891488 A JP12891488 A JP 12891488A JP H0529892 B2 JPH0529892 B2 JP H0529892B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
conversion element
wavelength conversion
optical waveguide
semiconductor laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP12891488A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01297632A (ja
Inventor
Kazuhisa Yamamoto
Tetsuo Yanai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP12891488A priority Critical patent/JPH01297632A/ja
Priority to US07/354,324 priority patent/US4951293A/en
Priority to DE68917785T priority patent/DE68917785T2/de
Priority to EP89109241A priority patent/EP0343591B1/en
Publication of JPH01297632A publication Critical patent/JPH01297632A/ja
Publication of JPH0529892B2 publication Critical patent/JPH0529892B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12166Manufacturing methods
    • G02B2006/12195Tapering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4234Passive alignment along the optical axis and active alignment perpendicular to the optical axis

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

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
青色レーザ装置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装置の構成図を示
す。従来の青色レーザ装置は半導体レーザ2、光
波長変換素子3、レンス31,31および半波長
板33を基本構成要素としていた。(T.Taniuchi
and K.Yamamoto、“Miniaturized light
source of coherent blue radiation”、シーエル
イーオー87(CLEO'87)、WP6、1987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31,32を介して入射させる。この際、レ
ンズ31,32の間に狭まれている半波長板33
は偏光方向を90度回転させる働きがありこれによ
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P1の導
波モードの実効屈折率N1と高調波の実効屈折率
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、青色レーザ装置として動作す
る。
組立はまずレンズ31,32、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
パツケージ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つた後、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0.84μm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2(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P1/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装置で
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
ザ装置全体が大きくなることなどの問題点があつ
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装置の実用
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つた。
そこで本発明は半導体レーザと光波長変換素子
とを直接結合し、高効率で、なおかつ安定に動作
する青色レーザ装置、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 本発明は、上記目的を達成するため、半導体レ
ーザと光波長変換素子とを基本とした青色レーザ
装置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、サブマウントに突起を形成した青色レ
ーザ装置の構成として、一主面に突起が形成され
たサブマウントと、前記突起の一端面に出射端を
接触して設置した活性層を有する半導体レーザ
と、前記突起の他端面に入射端を接触して設置し
た光導波路を有する光波長変換素子とを備え、前
記半導体レーザの活性層に近い方の表面および光
波長変換素子の光導波路に近い方の表面がそれぞ
れ前記サブマウントの一主面上に設置され、かつ
前記半導体レーザの基本波が前記光導波路に直接
結合するように前記光導波路上に保護膜を形成し
た構成とする。
また、サブマウントに突起を形成せず、光波長
変換素子の入射面の角度をサブマウントに対して
90度より小さくする青色レーザ装置として、 サブマウント上に、活性層を有する半導体レー
ザと、光導波路を有する光波長変換素子とを備
え、前記半導体レーザの活性層に近い方の表面お
よび光波長変換素子の光導波路表面に形成した保
護膜がそれぞれ前記サブマウントの一主面上に設
置され、かつ前記半導体レーザの出射面と、前記
光波長変換素子の入射面が直接接触して配置され
ており、前記光波長変換素子の入射面がサブマウ
ントに対して90度より小さい角度となるように形
成されている構成とする。
作 用 半導体レーザの活性層に近い方の表面をサブマ
ウント上に設置し、サブマウントから活性層まで
の距離を、光波長変換素子の光導波路上に形成し
た保護膜の厚みで調整することができるので、活
性層からの出射光を光波長変換素子の光導波路に
直接結合することができる。またサブマウントに
突起を形成してあり、その突起の一端面に半導体
レーザの出射端、他端に光波長変換素子の入射端
を接触して設置するからアライメントが非常に容
易になる。
また、光波長変換素子の入射面の角度がサブマ
ウウントに対して90度より小さい角度にしておけ
ば、サブマウントに突起を形成しておかなくても
半導体レーザと光波長変換素子とを近接させてア
ライメントできる。
この青色レーザ装置を光情報記録装置に用いれ
ば、記録密度を向上させることができる。
実施例 本発明の青色レーザ装置の第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装
置として0.8μm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図は青色レーザ装置
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
波への交換効率が高いという特徴がある。9は突
起である。
第1図は半導体レーザ2を駆動して基本波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波P1はシン
グルモード伝搬し、光導波路5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1
2より基板外部に取り出される。
次にこの青色レーザ装置の製造方法について図
を使つて説明する。第2図に本発明の青色レーザ
装置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
通常のフオトエツチングプロセスにより幅2μm、
高さ5μm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の形成面10をサブマウン
ト1側に向けてボンデイングを行う。この際、出
力側を突起9側にし、突起9に押し当ててボンデ
イングを行つた。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の形成面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
は反動側から押し当て固定を行つた。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度以下の角度となつており、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つた。従来の青色レーザ装
置では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による2μ
m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SiO2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となつている。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装置において
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
青色レーザ装置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
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装置の大きさは4×4×
10mmと従来に比べ小型になつている。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つている。
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は防止でき高調波の出
力変動がない。
なお、0.65〜1.3μmの波長の半導体レーザを用
いて本青色レーザ装置による高調波発生(0.32〜
0.65μm)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装
置を光情報記録装置に組み込み光デイスクの読み
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、偏向ビームスプリツタお
よび受光器により構成されている。青色レーザ装
置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、両側とも平行光とする。この平行光にされた
高調波P2は偏向ビームスプリツタ23を通過
後、フオーカシングレンズ24で集光され光デイ
スク25上に0.6μmのスポツトを結ぶ。この反射
信号は再び偏光ビームスプリツタ23を通過後、
受光器26に入射する。これにより青色レーザ装
置21にて2mWの青色レーザ光P2が放射さ
れ、これが光デイスクの読み取りに使用された。
青色レーザ光源は振動、温度変化に強く安定に
動作した。
このように本発明の青色レーザ装置を用いるこ
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
のスポツ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
青色レーザ装置を使用したものであれば、適用可
能である。
発明の効果 以上説明したように本発明の青色レーザ装置に
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、青色レーザ装置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、高情報記録装置への適用にも
すぐれて、こ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装置の構成断面
図、第2図は本発明の青色レーザ装置の製造工程
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装置の構成断面図
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。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一主面に突起が形成されたサブマウントと、
    前記突起の一端面に出射端を接触して設置した活
    性層を有する半導体レーザと、 前記突起の他端面に入射端を接触して設置した
    光導波路を有する光波長変換素子とを備え、 前記半導体レーザの活性層に近い方の表面およ
    び光波長変換素子の光導波路に近い方の表面がそ
    れぞれ前記サブマウントの一主面上に設置され、 かつ前記半導体レーザの基本波が前記光導波路
    に直接結合するように前記光導波路上に保護膜を
    形成したことを特徴とする青色レーザ装置。 2 請求項1記載の青色レーザ装置と、 前記レーザ装置から出射する出射光をデイスク
    に集光する集光光学系と、 前記デイスクで回折する回折光を受光する受光
    装置とを備えたことを特徴とする光情報記録装
    置。 3 サブマウントがSiであることを特徴とする請
    求項1記載の青色レーザ装置。 4 サブマウントがSiであることを特徴とする請
    求項2記載の光情報記録装置。 5 光波長変換素子にLiNbXTa1-XO3(0≦X≦
    1)基板を用いたことを特徴とする請求項1記載
    の青色レーザ装置。 6 光波長変換素子にLiNbXTa1-XO3(0≦X≦
    1)基板を用いたことを特徴とする請求項2記載
    の青色光情報記録装置。 7 光導波路にプロトン交換光導波路を用いたこ
    とを特徴とする請求項1記載の青色レーザ装置。 8 光導波路にプロトン交換光導波路を用いたこ
    とを特徴とする請求項2記載の光情報記録装置。 9 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請求項1記載の
    青色レーザ装置。 10 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請求項2記載
    の光情報記録装置。 11 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請求項1
    記載の青色レーザ装置。 12 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請求項2
    記載の光情報記録装置。 13 サブマウント上に、 活性層を有する半導体レーザと、 光導波路を有する光波長変換素子とを備え、 前記半導体レーザの活性層に近い方の表面およ
    び光波長変換素子の光導波路表面に形成した保護
    膜がそれぞれ前記サブマウントの一主面上に設置
    され、 かつ前記半導体レーザの出射面と、前記光波長
    変換素子の入射面が直接接触して配置されてお
    り、前記光波長変換素子の入射面がサブマウント
    に対して90度よりも小さい角度となるように形成
    されていることを特徴とする青色レーザ装置。 14 請求項13記載の青色レーザ装置と、 前記レーザ装置から出射する出射光をデイスク
    に集光する集光光学系と、 前記デイスクで回折する回折光を受光する受光
    装置とを備えたことを特徴とする光情報記録装
    置。 15 サブマウントの一主面に所定の高さの突起
    を形成する工程と、 半導体レーザの活性層に近い方の表面を前記サ
    ブマウントの一主面上に設置して、前記半導体レ
    ーザの出射端を前記突起の一端面に接触させて設
    置する工程と、 光波長変換素子の光導波路に近い方の表面上に
    形成した保護膜を前記サブマウントの一主面上に
    設置して、前記光波長変換素子の入射端を前記突
    起を他端面に接触させ、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ように設置する
    工程とを有することを特徴とする青色レーザ装置
    の組立方法。 16 半導体レーザを活性層に近い方の表面を前
    記サブマウントの一主面上に設置する工程と、 光波長変換素子の光導波路に近い方の表面上に
    形成した保護膜を前記サブマウントの一主面上に
    設置して、 サブマウントに対して90度以下の角度となるよ
    うに形成された前記光波長変換素子の入射面と、
    前記半導体レーザの出射面とが接触するように設
    置し、 前記半導体レーザの基本波が前記光導波路に直
    接結合するように設置する工程とを有することを
    特徴とする青色レーザ装置の組立方法。
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)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12891488A JPH01297632A (ja) 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
US07/354,324 US4951293A (en) 1988-05-26 1989-05-19 Frequency doubled laser apparatus
DE68917785T DE68917785T2 (de) 1988-05-26 1989-05-23 Laserlichtquelle für den sichtbaren Bereich.
EP89109241A EP0343591B1 (en) 1988-05-26 1989-05-23 Visible laser source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12891488A JPH01297632A (ja) 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01297632A JPH01297632A (ja) 1989-11-30
JPH0529892B2 true JPH0529892B2 (ja) 1993-05-06

Family

ID=14996490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12891488A Granted JPH01297632A (ja) 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

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01297632A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2855913C (en) * 2011-11-16 2016-11-29 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser excitation solid-state laser

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01297632A (ja) 1989-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0343591B1 (en) Visible laser source
EP0753767B1 (en) Diffracting optical apparatus
US6614966B2 (en) Optical waveguide device integrated module and method of manufacturing the same
JP3129028B2 (ja) 短波長レーザ光源
JPH02179626A (ja) 光波長変換装置
JPH077135B2 (ja) 光導波路および光波長変換素子および短波長レーザ光源の製造方法
US6785457B2 (en) Optical waveguide device and coherent light source and optical apparatus using the same
JPH0523410B2 (ja)
US6501868B1 (en) Optical waveguide device, coherent light source, integrated unit, and optical pickup
JPH06342954A (ja) 短波長レーザ光源およびその製造方法
JPH0529892B2 (ja)
JP2676743B2 (ja) 導波路型波長変換素子
US7494286B2 (en) Laser module and method for manufacturing the same
JP3111786B2 (ja) 短波長レーザ光源
JP2003046183A (ja) コヒーレント光源
JPH02116809A (ja) 光結合器
JP2878701B2 (ja) 波長変換光学素子
JP2965013B2 (ja) 発光モジュール構造
JPS60112024A (ja) 光波長変換装置
JP2661772B2 (ja) 半導体レーザ装置
JPH02226783A (ja) 半導体レーザと光導波路との結合方法およびその結合方法によって得られる光学デバイス
JP2002374030A (ja) コヒーレント光源及びその製造方法
JPH06175176A (ja) 光学装置とその設計方法
JP3230301B2 (ja) レーザ光発生装置
JP2688102B2 (ja) 光波長変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090506

Year of fee payment: 16

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090506

Year of fee payment: 16