JPH06164066A - レーザ光発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 半導体レーザ素子１からのレーザ光が入射さ
れる光導波路４が分極反転構造を有するＬＮ−Ｘ基板
（ＬｉＮｂＯ₃ のＸ基板）上に形成された光導波路素子
である波長変換素子６を有し、光導波路４と半導体レー
ザ素子１とが近接するように配置し、光導波路素子６の
主面を基板１１に対し直角となるように部材２０を介し
て固定する。 【効果】 半導体レーザ素子１からのレーザ光を安定し
て光導波路４に導波させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体レーザ一
体型の光導波路を有し第２高調波を発生するようなレー
ザ光発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年において、レーザ光の利用範囲の拡
大化と各技術分野でのレーザ光利用の最適化を図るた
め、レーザ発光波長の拡大化が図られており、その一具
体例として、導入された角周波数ωの光を角周波数２ω
の光に変換するような第２高調波発生（ＳＨＧ）素子が
注目されている。この第２高調波発生によるレーザ光の
短波長化によって、レーザ光を用いた光記録再生、光磁
気記録再生等において、その記録密度の向上を図ること
ができる。

【０００３】このように短波長化された第２高調波レー
ザ光を発生するＳＨＧ素子としては、非線形光学結晶素
子の基板に光導波路を形成して、これに半導体レーザ素
子等からの基本波を通し、第２高調波レーザ光を取り出
す光導波路型の波長変換素子が知られている。

【０００４】上記波長変換素子では、半導体レーザから
の基本波を効率よく光導波路に入射させると第２高調波
レーザ光を効率よく発光できる。この半導体レーザ素子
の基本波を光導波路に効率よく導波させるためには、基
本波をレンズを介して光導波路の端面に集光したり、レ
ンズを介さないときは半導体レーザ素子の発光点と光導
波路の端面とを基本波レーザ光の波長オーダ以下の距離
に近づけることが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したレ
ンズを用いると、レンズを用いない場合よりも容易に基
本波レーザ光を光導波路に入射させることができるが、
レンズを用いるためにこのレンズの分だけ部品点数が多
くなり、位置決めを行う回数が多く光の損失も多くな
る。また、半導体レーザ素子にシングルモードのレーザ
光を発生する素子を用い、シングルモード状態にて使用
する場合は、シングルモードレーザ光が戻り光ノイズに
敏感であるため、レンズ及び光導波路端面に正確なＡＲ
コーティングを施されなければならない。

【０００６】また、レンズを用いない場合は、通常パッ
ケージの中に入っている半導体素子をチップ状態で使用
しなければならない等の理由により、あまりデバイス化
されていない。

【０００７】また、特に、第２高調波発生における光導
波路は、光源である半導体素子からの基本波に対して波
長選択性を有するため、光導波路と半導体レーザ素子と
でマッチングをとる必要があり、半導体レーザ素子の発
振波長は安定していなければならない。すなわち、半導
体レーザ素子の発振波長が変動していると、上記マッチ
ングが行われた後にそのマッチングを狂わせてしまうこ
とになる。

【０００８】これに対して本出願人は、先に特願平４−
１９４２６０号、特願平４−２０７０４２号および特願
平４−２０７０４３号の各明細書及び図面において、光
導波路素子と半導体レーザとを一体化したレーザ光発生
装置あるいは光源一体型波長変換素子を提案した。図１
４にその概要を示す。これらの装置は、Ｌ字状固着部材
７及び接着剤８が光導波路４を半導体レーザチップ１の
端面に近接するように半導体レーザチップの電界方向と
光導波路４の電界方向とを一致させて、半導体レーザチ
ップの熱を放熱するためのヒートシンク３と光導波路素
子６とを固着支持する方法である。

【０００９】これらの装置によって、光導波路に半導体
レーザ素子からの半導体レーザ光（基本波）を導波させ
ることができ、基本波の波長の安定化がなされ、シング
ルモードの基本波の場合はＡＲコーティングの精度を余
り問題にせず、半導体レーザ素子と光導波路とのマッチ
ングの容易化がなされた。

【００１０】上述した技術により一体化されたレーザ光
発生装置を光記録再生、光磁気記録再生の光源として使
用する場合には、レーザ光発生装置より出射されるレー
ザ光を、コリメートするためのレンズ、もしくは光記録
再生、光磁気記録再生のデータが記録されているディス
ク上に集光するためのレンズの位置合わせを行う必要が
必要とされる。しかし、このようなレーザ光発生装置よ
り出射されるレーザ光は、図１４における光導波路出射
側端面９より出射されることとなり、上記レンズの位置
合わせは容易ではない。

【００１１】また、上述したレーザ光発生装置の発光点
である光導波路出射側端面９は、Ｌ字状固着部材７及び
接着剤８が光導波路４を半導体レーザチップ１の端面に
近接するように、半導体レーザチップの熱を放熱するた
めのヒートシンク３と光導波路素子６とを固着支持され
ている構造により、振動などの外部環境により、上述し
たコリメートレンズあるいは集光レンズとの相対位置が
変化しやすく、結果としてレーザ光発生装置を光記録再
生、光磁気記録再生の光源として使用する場合には、信
頼性が損なわれてしまうこととなる。

【００１２】本発明は、レーザ光発生装置の使用上にお
ける上記実情に鑑みてなされたものであり、レーザ光発
生装置における光導波路出射側端面から出射されるレー
ザ光を安定化して、コリメートレンズあるいは集光レン
ズに結合することができるようなレーザ光発生装置の提
供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ光発
生装置は、半導体レーザ素子と、上記半導体レーザ素子
からのレーザ光が入射される光導波路を有する光導波路
素子と、上記半導体レーザ素子および上記光導波路素子
を実装するための基板とを有し、上記光導波路と半導体
レーザが近接するように配置され、上記光導波路素子の
主面を上記基板に対し直角に配置させたことを特徴とし
て上記課題を解決する。

【００１４】また、本発明に係るレーザ光発生装置は、
半導体レーザ素子と、上記半導体レーザ素子からのレー
ザ光が入射される光導波路を有する光導波路素子と、上
記光導波路素子を配置し固定する、直角を有する部材
と、上記半導体レーザ素子および上記光導波路素子及び
上記直角を有する部材とを実装するための基板からな
り、上記光導波路と半導体レーザが近接するように配置
され、上記光導波路素子の主面が上記基板に対し直角に
配置されるように、上記光導波路素子が上記直角を有す
る部材を介し、上記基板に固定されたことを特徴として
いる。

【００１５】ここで、上記直角を有する部材としては、
互いに直交する２面を有する例えば直方体ブロック等を
用い、これらの直交する２面の内の一方の面上に上記光
導波路素子を取り付け、他方の面を上記基板に接触させ
て固定すればよい。

【００１６】上記光導波路素子については、波長変換素
子機能を持つ光導波路とするのが好ましい。また、上記
半導体レーザ素子はシングルモードの基本波レーザ光を
発生するものを用いるのが好ましい。

【００１７】さらに上記光導波路素子は、分極反転構造
を有するＬｉＮｂ_x Ｔａ_(1-x) Ｏ₃（０≦ｘ≦１）にプ
ロトン交換光導波路を形成してなる波長変換素子とする
のが好ましい。この場合、上記光導波路素子は、ＬｉＮ
ｂ_x Ｔａ_(1-x) Ｏ₃ （０≦ｘ≦１）を、単分域化された
ＬｉＮｂ_x Ｔａ_(1-x) Ｏ₃ （０≦ｘ≦１）に、その分極
方向に第１及び第２の電極が配置され、少なくとも第１
の電極は最終的に得る分極反転構造のパターンに対応す
るパターンに形成され、１５０℃未満の温度下におい
て、上記第１及び第２の電極間に、上記ＬｉＮｂ_x Ｔａ
_(1-x) Ｏ₃ （０≦ｘ≦１）材料の自発分極の負側を負電
位、正側を正電位となるように１ｋＶ／ｍｍ〜１００ｋ
Ｖ／ｍｍの電圧が印加され、周期分極反転構造を有する
ＬｉＮｂ_xＴａ_(1-x) Ｏ₃ （０≦ｘ≦１）とするのが好
ましい。

【００１８】またさらに、上記光導波路素子として、Ｋ
ＴｉＯＰＯ₄ 非線形光学結晶基板上にＴａ₂ Ｏ₅ からな
る線形光導波路を被着形成してなる波長変換素子を用い
るようにしてもよい。

【００１９】

【作用】上述したような構成を有するレーザ光発生装置
より出射されるレーザ光は、直角を有する部材を介し基
板に固定されている光導波路素子の出射側端面より出射
されることとなる。このレーザ光発生装置を光記録再
生、光磁気記録再生の光源として使用する場合には、出
射されたレーザ光をコリメートするためのレンズ、もし
くは光記録再生、光磁気記録再生のデータが記録されて
いるディスク上に集光するためのレンズのとの相対位置
が変化しにくくなり、レーザ光発生装置における光導波
路出射側端面から出射されるレーザ光を安定して、コリ
メートレンズあるいは集光レンズに結合させることがで
きるようになる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係るレーザ光発生装置のいく
つかの好ましい実施例について、図面を参照しながら説
明する。

【００２１】図１は本発明に係る第１の実施例の概略構
成を示す図である。この図１に示す第１の実施例のレー
ザ光発生装置において、Ｃｕ、セラミックあるいはペル
チェ素子等でできた比較的剛性を有する基板（以下固定
基板という）１１上に、半導体レーザ素子の放熱手段で
あるＣｕ等でできたヒートシンク３が配置固定されてお
り、このヒートシンク３の表面端部に、シングルモード
の基本波のレーザ光を発生する半導体レーザチップ１が
配されている。この半導体レーザチップ１からのシング
ルモードの基本波レーザ光は、プロトン交換光導波路４
に入射されており、このプロトン交換光導波路４が分極
反転構造部を有する例えばＬｉＮｂＯ₃のＸ基板（以下
ＬＮ−Ｘ基板という）５上に形成されて波長変換素子
（以下ＬＮ−Ｘ波長変換素子という）６を構成してい
る。上記プロトン交換光導波路４を上記半導体レーザチ
ップ１の端面に近接させた状態で、上記ＬＮ−Ｘ波長変
換素子６の主面２１が上記固定基板１１の主面２２に対
し直角となるように配置している。具体的には、上記Ｌ
Ｎ−Ｘ波長変換素子６及び上記固定基板１１に接するよ
うに、Ｃｕあるいはセラミック等でできた直角を有する
部材２０を設けており、この部材２０にＬＮ−Ｘ波長変
換素子６が取り付けられた状態で固定基板１１上に配置
固定している。この直角を有する部材２０としては、互
いに直交する少なくとも２面を有するブロック、例えば
直方体ブロックを用いることができる。このブロックの
互いに直交する２面の内の一方の面上にＬＮ−Ｘ波長変
換素子６を取り付けた状態で他方の面を固定基板１１上
に接触させて取付固定する。

【００２２】上記ＬＮ−Ｘ波長変換素子６の構成例を図
２に示す。上記ＬＮ−Ｘ波長変換素子６は、ＬＮ−Ｘ基
板５上に周期分極反転構造部１０を作製し、該ＬＮ−Ｘ
基板５上にピロ燐酸（Ｈ₄ Ｐ₂ Ｏ₇ ）によるプロトン交
換法等によりプロトン交換光導波路４を形成させる。上
記周期分極反転部１０は、単一分極化された強誘電体結
晶であるＬＮ−Ｘ基板５に対し、その分極方向に第１及
び第２の電極を配置させ、少なくとも第１の電極は最終
的に得られる分極反転構造のパターンに対応するパター
ンに形成され、１５０℃未満の温度下において、上記第
１及び第２の電極間に、上記ＬＮ−Ｘ基板の自発分極の
負側を負電位、正側を正電位となるように１ｋＶ／ｍｍ
〜１００ｋＶ／ｍｍの電圧を印加させ、分極反転を形成
させるものである。このように、上記ＬＮ−Ｘ基板５に
周期分極反転構造部１０及びプロトン交換光導波路４を
形成させ、ＴＥモードの光を導波する。また、このプロ
トン交換光導波路４には、非線形光学効果を回復させる
ためにアニールが施されている。

【００２３】ここで、上記ＬＮ−Ｘ基板５上に形成され
たプロトン交換光導波路は、結晶の光学軸（Ｚ軸と平
行）に平行な成分の屈折率が増すことから、図３に示す
ような上記ＬＮ−Ｘ基板５の結晶の光学軸（Ｚ軸に平
行）に平行な電界方向（図３に導波できる光の電界方向
として矢印で示す）を持つ光のみを伝搬する。

【００２４】また、上記ヒートシンク３上の表面端部に
配された上記半導体レーザチップ１は、一般的に図４で
示すような電界成分を持つ光（出射光束Ｌ）を発光す
る。

【００２５】つまり、本第１の実施例のレーザ光発生装
置は、上記ＬＮ−Ｘ基板５と上記半導体レーザチップ１
の成膜面とを平行な位置関係とし、上記プロトン交換光
導波路４を上記半導体レーザチップ１の端面に近接する
ように配置させ、上記Ｃｕあるいはセラミック等ででき
た直角を有する部材（互いに直交する少なくとも２面を
有するブロック、例えば直方体ブロック）２０を介し、
上記固定基板１１上に固定させることにより、上記半導
体レーザチップ１から発光された基本波レーザ光を上記
プロトン交換光導波路４に伝搬できる。

【００２６】上記直角を有する部材２０の材質は、上記
固定基板１１に対する上記プロトン交換光導波路４の相
対位置が、振動等の外乱によって大きく変化しないよう
な程度の剛性を持っていればよいが、温度変化等の外乱
によって上記固定基板１１に対する上記半導体レーザチ
ップ１の位置が相対的に変化した場合に、上記プロトン
交換光導波路４を上記半導体レーザチップ１の端面に近
接するように、固定基板１１と上記半導体レーザチップ
１との間に存在する物質の熱膨張率と等しい熱膨張率を
持っていることが望ましい。

【００２７】以上のように、部材２０を介し、上記ＬＮ
−Ｘ波長変換素子６を上記固定基板１１上に固定させる
ことにより、上記レーザ光発生装置の発光点である光導
波路出射側端面９は、上記固定基板１１に固定されてい
ることになり、ＬＮ−Ｘ波長変換素子６から発光される
レーザ光を安定化して、コリメートレンズあるいは集光
レンズに結合させることができるようになる。

【００２８】さらに、上記ＬＮ−Ｘ波長変換素子６の主
面が上記固定基板１１に対し直角に配置されることによ
り、上記半導体レーザチップ１の上記固定基板１１に対
する位置が、半導体レーザ素子、電極部およびヒートシ
ンク部の個々のばらつきにより変化していても、上記部
材２０に対する上記ＬＮ−Ｘ波長変換素子６の位置を変
化させることにより、上記ばらつきをキャンセルさせる
ことができ、上記ＬＮ−Ｘ波長変換素子６を部材２０を
介し、上記固定基板１１上に固定させることができる。

【００２９】ここで、上記ＬＮ−Ｘ波長変換素子６は、
図５に示すように分極反転部１０が形成されたＬＮ−Ｘ
基板５と該ＬＮ−Ｘ基板５に形成されたプロトン交換光
導波路４とをクラッド層１２で覆った構造にしてもよ
い。このクラッド層１２は、例えばＳｉＯ₂ 等によって
１〜２μｍの厚さに被着形成され、その屈折率は上記プ
ロトン交換光導波路４の屈折率より低い。

【００３０】また、上記ＬＮ−Ｘ波長変換素子６は、図
５に示すようにプロトン交換光導波路４の入射端面及び
出射端面に無反射コーティング膜１３を形成した構造と
しても良い。

【００３１】次に、図６は、本発明に係るレーザ光発生
装置の第２の実施例の概略構成を示している。図６にお
いて、この第２の実施例は、Ｃｕ、セラミックあるいは
ペルチェ素子等でできた比較的剛性を有する基板（以下
固定基板という）１１上に配置固定された、半導体レー
ザ素子の放熱手段であるＣｕ等でできたヒートシンク３
３の表面端部に配されシングルモードの基本波のレーザ
光を発生する半導体レーザチップ３１と、この半導体レ
ーザチップ３１からのシングルモードの基本波レーザ光
が入射されるプロトン交換光導波路３４が分極反転構造
部を有する例えばＬｉＮｂＯ₃ のＺ基板（以下ＬＮ−Ｚ
基板という）３５上に形成された波長変換素子（以下Ｌ
Ｎ−Ｚ長変換素子という）３６と、上記プロトン交換光
導波路３４を上記半導体レーザチップ３１の端面に近接
した状態で、上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６の主面４１
が上記固定基板１１の主面２２に対し直角となるように
配置させ、上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６及び上記固定
基板１１に接するように、Ｃｕあるいはセラミック等で
できた直角を有する部材２０を配置し固定される。

【００３２】上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６の構成例を
図７に示す。上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６は、ＬＮ−
Ｚ基板３５上に周期分極反転構造部１０を作製し、該Ｌ
Ｎ−Ｚ基板３５上にピロ燐酸（Ｈ₄ Ｐ₂ Ｏ₇ ）等による
プロトン交換法等によりプロトン交換光導波路３４を形
成している。上記周期分極反転部１０は、単一分極化さ
れた強誘電体結晶であるＬＮ−Ｚ基板３５に対し、その
分極方向に第１及び第２の電極を配置し、少なくとも第
１の電極は最終的に得る分極反転構造のパターンに対応
するパターンに形成され、１５０℃未満の温度下におい
て、上記第１及び第２の電極間に、上記ＬＮ−Ｘ基板の
自発分極の負側を負電位、正側を正電位となるように１
ｋＶ／ｍｍ〜１００ｋＶ／ｍｍの電圧を印加して、分極
反転を形成するものである。このように、上記ＬＮ−Ｚ
基板３５に周期分極反転構造部１０及びプロトン交換光
導波路３４を形成しており、ＴＭモードの光を導波す
る。また、このプロトン交換光導波路３４には、非線形
光学効果を回復させるためにアニールが施されている。

【００３３】ここで、上記ＬＮ−Ｚ基板３５上に形成さ
れたプロトン交換光導波路は、結晶の光学軸（Ｚ軸と平
行）に平行な成分の屈折率が増すことから、図８に示す
ような上記ＬＮ−Ｚ基板３５の結晶の光学軸（Ｚ軸に平
行）に平行な電界方向（図８に導波できる光の電界方向
として矢印で示す）を持つ光のみを伝搬する。

【００３４】また、ヒートシンク３３上の表面端部に配
された上記半導体レーザチップ３１は、一般的に図９で
示すような電界成分を持つ光（出射光束Ｌ）を発光す
る。

【００３５】つまり、本第２の実施例のレーザ光発生装
置は、上記ＬＮ−Ｚ基板３５と上記半導体レーザチップ
３１の成膜面とを直角な位置関係とし、上記プロトン交
換光導波路３４を上記半導体レーザチップ３１の端面に
近接するように配置し、上記Ｃｕあるいはセラミック等
でできた直角を有する部材２０を介し、上記固定基板１
１上に固定することにより、上記半導体レーザチップ３
１から発光された基本波レーザ光を上記プロトン交換光
導波路３４に伝搬できる。

【００３６】上記直角を有する部材２０の材質は、上記
固定基板１１に対する上記プロトン交換光導波路３４の
相対位置が、振動等の外乱によって大きく変化しないよ
うな程度の剛性を持っていればよいが、温度変化等の外
乱によって上記固定基板１１に対する上記半導体レーザ
チップ３１の位置が相対的に変化した場合に、上記プロ
トン交換光導波路３４を上記半導体レーザチップ３１の
端面に近接するように、固定基板１１と上記半導体レー
ザチップ３１との間に存在する物質の熱膨張率と等しい
熱膨張率を持っていることが望ましい。

【００３７】以上のように、部材２０を介し、上記ＬＮ
−Ｚ波長変換素子３６を上記固定基板１１上に固定する
ことにより、上記レーザ光発生装置の発光点である光導
波路出射側端面３９は、上記固定基板１１に固定されて
いることになり、ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６から発光さ
れるレーザ光を安定して、コリメートレンズあるいは集
光レンズに結合することができるようになる。

【００３８】さらに、上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６の
主面が上記固定基板１１に対し直角に配置されることに
より、上記半導体レーザチップ３１の上記固定基板１１
に対する位置が、半導体レーザ素子および電極部および
ヒートシンク部の個々のばらつきにより変化していて
も、上記部材２０に対する上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３
６の位置を変化されることにより、上記ばらつきをキャ
ンセルすることができ、上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６
を部材２０を介し、上記固定基板１１上に固定すること
ができる。

【００３９】ここで、上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６
は、図１０に示すように分極反転部１０が形成されたＬ
Ｎ−Ｚ基板３５と該ＬＮ−Ｚ基板３５に形成されたプロ
トン交換光導波路３４とをクラッド層１２で覆った構造
にしてもよい。このクラッド層１２は、例えばＳｉＯ₂
等によって１〜２μｍの厚さに被着形成され、その屈折
率は上記プロトン交換光導波路３４の屈折率より低い。

【００４０】また、上記ＬＮ−Ｚ波長変換素子３６は、
図１０に示すようにプロトン交換光導波路３４の入射端
面及び出射端面に無反射コーティング膜１３を形成した
構造としても良い。

【００４１】次に、本発明に係るレーザ光発生装置の第
３の実施例の概略構成を図１１に示す。図１１におい
て、この第３の実施例は、Ｃｕあるいはセラミックある
いはペルチェ素子等でできた比較的剛性を有する基板
（以下固定基板という）１１上に配置固定された、半導
体レーザ素子の放熱手段であるＣｕ等でできたヒートシ
ンク５３の表面端部に配されシングルモードの基本波の
レーザ光を発生する半導体レーザチップ５１と、この半
導体レーザチップ５１からのシングルモードの基本波レ
ーザ光が入射されるＴａ₂ Ｏ₅ 光導波路５４がＫＴｉＯ
ＰＯ₄ （以下ＫＴＰという）基板（以下ＫＴＰ基板とい
う）５５上に形成された波長変換素子（以下ＫＴＰ波長
変換素子という）５６と、上記Ｔａ2 Ｏ5 光導波路５４
を上記半導体レーザチップ５１の端面に近接した状態
で、上記ＫＴＰ波長変換素子５６の主面６１が上記固定
基板１１の主面２２に対し直角に配置し、上記ＫＴＰ波
長変換素子５６及び上記固定基板１１に接するように、
Ｃｕあるいはセラミック等でできた直角を有する部材２
０を配置し固定する。

【００４２】上記ＫＴＰ波長変換素子５６の構成例を図
１２に示す。上記ＫＴＰ波長変換素子５６は、ＫＴＰ非
線形光学結晶基板５５とこのＫＴＰ非線形光学結晶基板
５５上に形成されたＴａ₂ Ｏ₅ 光導波路５４をクラッド
層６２で覆っている。このクラッド層は、例えば、Ｓｉ
Ｏ2 等によって１〜２μｍの厚さに被着形成され、その
屈折率は上記プロトン交換光導波路３４の屈折率より低
い。

【００４３】上記ＫＴＰ波長変換素子５６の具体的な形
成方法は以下の通りである。まず、例えばタンタルペン
タエトキシドＴａ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₅ を原料ガスとして用
いたＣＶＤ法により、ＫＴＰ単結晶板からなるＫＴＰ基
板５５上に例えばアモルファスのＴａ₂ Ｏ₅ 膜を形成す
る。次に、このＴａ₂ Ｏ₅ 膜上にリソグラフィーにより
光導波路の形状に対応した形状のレジストパターンをマ
スクとしてＴａ₂ Ｏ₅膜を例えば反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）法によりエッチングする。これにより、Ｔ
ａ₂ Ｏ₅ 膜からなるＴａ₂ Ｏ₅ 光導波路５４が形成され
る。そして、上記Ｔａ₂ Ｏ₅ 光導波路５４を覆って、ク
ラッド層６２を、例えば、ＳｉＯ₂ とＴａ₂ Ｏ₅ の複合
酸化物（ＳｉＯ₂ ）_x （Ｔａ₂ ０₅ ）_1-x によって、１
〜２μｍの厚さにスパッタ、ＣＶＤ法によって被着形成
する。

【００４４】この第３の実施例の一体化方法について
は、上記第１の実施例とほとんど同様であり、ここでは
省略する。

【００４５】つまり、本第３の実施例のレーザ光発生装
置は、上記ＫＴＰ基板５５と上記半導体レーザチップ５
１の成膜面とを平行な位置関係とし、上記Ｔａ₂ Ｏ₅ 光
導波路５４を上記半導体レーザチップ５１の端面に近接
するように配置し、上記Ｃｕあるいはセラミック等でで
きた直角を有する部材２０を介し、上記固定基板１１上
に固定することにより、上記半導体レーザチップ５１か
ら発光された基本波レーザ光を上記Ｔａ₂ Ｏ₅ 光導波路
５４に伝搬できる。

【００４６】したがって、この第３の実施例において
も、部材２０を介し、上記ＫＴＰ波長変換素子５６を上
記固定基板１１上に固定することにより、上記レーザ光
発生装置の発光点である光導波路出射側端面３９は、上
記固定基板１１に固定されていることになり、ＫＴＰ波
長変換素子５６から発光されるレーザ光を安定して、コ
リメートレンズあるいは集光レンズに結合することがで
きるようになる。

【００４７】さらに、この第３の実施例においても、上
記ＫＴＰ波長変換素子５６の主面が上記固定基板１１に
対し直角に配置されることにより、上記半導体レーザチ
ップ５１の上記固定基板１１に対する位置が、半導体レ
ーザ素子および電極部およびヒートシンク部の個々のば
らつきにより変化していても、上記部材２０に対する上
記ＫＴＰ波長変換素子５６の位置を変化されることによ
り、上記ばらつきをキャンセルすることができ、上記Ｋ
ＴＰ波長変換素子５６を部材２０を介し、上記固定基板
１１上に固定することができる。

【００４８】また、実施例１及び２と同様に、上記直角
を有する部材２０の材質は、上記固定基板１１に対する
上記Ｔａ₂ Ｏ₅ 光導波路５４の相対位置が、振動等の外
乱によって大きく変化しないような程度の剛性を持って
いればよいが、温度変化等の外乱によって上記固定基板
１１に対する上記半導体レーザチップ５１の位置が相対
的に変化した場合に、上記Ｔａ₂ Ｏ₅ 光導波路５４を上
記半導体レーザチップ５１の端面に近接するように、固
定基板１１と上記半導体レーザチップ５１との間に存在
する物質の熱膨張率と等しい熱膨張率を持っていること
が望ましい。

【００４９】また、上記ＫＴＰ波長変換素子５６は、図
１３に示すようにＴａ₂ Ｏ₅ 光導波路５４の入射端面及
び出射端面に無反射コーティング膜１３を形成した構造
としても良い。

【００５０】

【発明の効果】本発明に係るレーザ光発生装置によれ
ば、光導波路素子の光導波路を半導体レーザ素子の端面
に近接した状態で、上記光導波路素子の主面を基板の主
面に対し直角に配置し固定することによって、基本波レ
ーザ光（半導体レーザ光）を上記光導波路素子の光導波
路に安定して導波させることができる。

【００５１】また、分極反転構造を有するＬｉＮｂ_x Ｔ
ａ_(1-x) Ｏ₃ （０≦ｘ≦１）にプロトン交換光導波路を
形成してなる波長変換素子、あるいはＫＴｉＯＰＯ₄ 非
線形光学結晶基板上にＴａ₂ Ｏ₅ からなる線形光導波路
を被着形成してなる波長変換素子と、上記光導波路内に
入射する基本波を発生する光源である半導体レーザ素子
とを、Ｃｕあるいはセラミックあるいはペルチェ素子等
でできた比較的剛性を有する基板上に配置し、上記光導
波路を上記半導体レーザチップの端面に近接した状態
で、上記波長変換素子の主面が上記剛性を有する基板の
主面に対し直角に配置し、上記波長変換素子及び上記剛
性を有する基板に接するように、Ｃｕあるいはセラミッ
ク等でできた直角を有する部材を配置し固定することに
よって、半導体レーザ素子からの基本波レーザ光を上記
波長変換素子の上記光導波路に安定して導波させること
ができる。

【００５２】さらに、上記波長変換素子は、直角を有す
る部材を介し、上記剛性を有する基板上に固定すること
により、上記レーザ光発生装置の発光点である光導波路
出射側端面は、上記剛性を有する基板に固定されている
ことになり、このレーザ光発生装置を光記録再生、光磁
気記録再生の光源として使用する場合には、出射された
レーザ光をコリメートするためのレンズ、もしくは光記
録再生、光磁気記録再生のデータが記録されているディ
スク上に集光するためのレンズの位置合わせが容易とな
る。しかも、振動などの外部環境により、上述したコリ
メートレンズあるいは集光レンズとの相対位置が変化し
にくくなり、結果としてレーザ光発生装置を光記録再
生、光磁気記録再生の光源として使用する場合の信頼性
を高めることとなる。

【００５３】またさらに、上記波長変換素子の主面が上
記剛性を有する基板に対し直角に配置されることによ
り、上記半導体レーザチップの上記剛性を有する基板に
対する位置が、半導体レーザ素子および電極部およびヒ
ートシンク部の個々のばらつきにより変化していても、
上記部材２０に対する上記波長変換素子の位置を変化さ
れることにより、上記ばらつきをキャンセルすることが
でき、上記波長変換素子を部材２０を介し、上記剛性を
有する基板上に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ光発生装置の第１の実施例
の構成を概略的に示す斜視図である。

【図２】第１の実施例に用いられるＬＮ−Ｘ波長変換素
子の構造を示す図である。

【図３】第１の実施例に用いられるプロトン交換光導波
路の電界方向を説明するための図である。

【図４】第１の実施例に用いられる半導体レーザ素子の
電界方向を説明するための図である。

【図５】他のＬＮ−Ｘ波長変換素子の構造を示す図であ
る。

【図６】本発明に係るレーザ光発生装置の第２の実施例
の構成を概略的に示す斜視図である。

【図７】第２の実施例に用いられるＬＮ−Ｚ波長変換素
子の構造を示す図である。

【図８】第２の実施例に用いられるプロトン交換光導波
路の電界方向を説明するための図である。

【図９】第２の実施例に用いられる半導体レーザ素子の
電界方向を説明するための図である。

【図１０】他のＬＮ−Ｚ波長変換素子の構造を示す図で
ある。

【図１１】本発明に係るレーザ光発生装置の第３の実施
例の構成を概略的に示す斜視図である。

【図１２】第３の実施例に用いられるＫＴＰ波長変換素
子の構造を示す図である。

【図１３】他のＫＴＰ波長変換素子の構造を示す図であ
る。

【図１４】レーザ光発生装置の一概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・・半導体レーザチップ ３・・・・・ヒートシンク ４・・・・・プロトン交換光導波路 ５・・・・・ＬＮ−Ｘ基板 ６・・・・・ＬＮ−Ｘ波長変換素子 ９・・・・・プロトン交換光導波路出射端面 １１・・・・剛性を有する基板 ２０・・・・直角を有する部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 剛 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザ素子と、 上記半導体レーザ素子からのレーザ光が入射される光導
   波路を有する光導波路素子と、 上記半導体レーザ素子および上記光導波路素子を実装す
   るための基板とから成り、 上記光導波路素子の上記光導波路と上記半導体レーザ素
   子とを近接させて配置し、上記光導波路素子の主面を上
   記基板に対し直角に配置したことを特徴とするレーザ光
   発生装置。
2. 【請求項２】 半導体レーザ素子と、 上記半導体レーザ素子からのレーザ光が入射される光導
   波路を有する光導波路素子と、 上記光導波路素子が取付固定される直角を有する部材
   と、 上記半導体レーザ素子、上記光導波路素子及び上記直角
   を有する部材を実装するための基板とから成り、 上記光導波路素子の上記光導波路と上記半導体レーザ素
   子とを近接させて配置し、上記光導波路素子の主面が上
   記基板に対し直角に配置されるように、上記光導波路素
   子が上記直角を有する部材を介して上記基板に固定され
   たことを特徴とするレーザ光発生装置。
3. 【請求項３】 上記光導波路素子を、波長変換素子機能
   を持つ光導波路が形成されたものとしたことを特徴とす
   る請求項１又は２記載のレーザ光発生装置。
4. 【請求項４】 上記半導体レーザ素子をシングルモード
   半導体レーザ素子としたことを特徴とする請求項１、２
   又は３記載のレーザ光発生装置。
5. 【請求項５】 上記光導波路素子を、分極反転構造を有
   するＬｉＮｂ_x Ｔａ_{(1-x )} Ｏ₃ （０≦ｘ≦１）にプロト
   ン交換光導波路を形成してなる波長変換素子としたこと
   を特徴とする請求項１、２、３又は４記載のレーザ光発
   生装置。
6. 【請求項６】 上記光導波路素子として、 単分域化されたＬｉＮｂ_x Ｔａ_(1-x) Ｏ₃ （０≦ｘ≦
   １）に、その分極方向に第１及び第２の電極が配置さ
   れ、 少なくとも第１の電極は最終的に得る分極反転構造のパ
   ターンに対応するパターンに形成され、 １５０℃未満の温度下において、上記第１及び第２の電
   極間に、上記ＬｉＮｂ _x Ｔａ_(1-x) Ｏ₃ （０≦ｘ≦１）
   材料の自発分極の負側を負電位、正側を正電位となるよ
   うに１ｋＶ／ｍｍ〜１００ｋＶ／ｍｍの電圧が印加さ
   れ、周期分極反転構造を有するＬｉＮｂ_x Ｔａ_(1-x) Ｏ
   ₃ （０≦ｘ≦１）としたことを特徴とする請求項１、
   ２、３、４又は５記載のレーザ光発生装置。
7. 【請求項７】 上記光導波路素子として、ＫＴｉＯＰＯ
   ₄ 非線形光学結晶基板上にＴａ₂ Ｏ₅ からなる線形光導
   波路を被着形成してなる波長変換素子としたことを特徴
   とする請求項１、２、３又は４記載のレーザ光発生装
   置。