JPH0635019A - Light source integration type wavelength conversion element - Google Patents
Light source integration type wavelength conversion elementInfo
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- JPH0635019A JPH0635019A JP20704392A JP20704392A JPH0635019A JP H0635019 A JPH0635019 A JP H0635019A JP 20704392 A JP20704392 A JP 20704392A JP 20704392 A JP20704392 A JP 20704392A JP H0635019 A JPH0635019 A JP H0635019A
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- conversion element
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、KTiOPO
4 (以下KTPという)非線形光学結晶基板上に、Ta
2 O5 光導波路が被着形成されてなる波長変換素子に光
源を一体化した光源一体型波長変換素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to, for example, KTiOPO.
4 On the nonlinear optical crystal substrate (hereinafter referred to as KTP), Ta
The present invention relates to a light source-integrated wavelength conversion element in which a light source is integrated with a wavelength conversion element formed by depositing a 2 O 5 optical waveguide.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、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、第2高
調波発生(SHG)によって波長範囲が拡大化された第
2高調波レーザ光が注目されるようになった。この第2
高調波発生は、周波数ωの光を周波数2ωの光に変換す
るものであり、よってレーザ光の短波長化が成される。2. Description of the Related Art In recent years, in order to expand the range of use of laser light and optimize the use of laser light in each technical field, the second harmonic has been expanded in wavelength range by second harmonic generation (SHG). Wave laser light has come to the fore. This second
Harmonic generation converts light of frequency ω into light of frequency 2ω, thus shortening the wavelength of laser light.
【0003】例えば、短波長化されたレーザ光を用いれ
ば光記録再生、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。For example, by using a laser beam having a shorter wavelength, the recording density can be improved in optical recording / reproducing, magneto-optical recording / reproducing, and the like.
【0004】このような第2高調波レーザ光を発生する
ものとしては、例えばKTPのような非線形光学結晶素
子の基板上に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(以下KTP−SHG波長変換
素子という)がある。As a means for generating such second harmonic laser light, wavelength conversion is achieved by forming a linear optical waveguide made of Ta 2 O 5 on a substrate of a nonlinear optical crystal element such as KTP. There is an element (hereinafter referred to as a KTP-SHG wavelength conversion element).
【0005】上記KTP−SHG波長変換素子では、線
形光導波路に効率良く半導体レーザ素子からの基本波を
入射させ、第2高調波レーザ光を効率良く発生すること
が望まれる。この半導体レーザ素子の基本波を線形光導
波路等の光導波路に効率良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の波長オーダ以下の距離に近づける
ことが行われる。In the above KTP-SHG wavelength conversion element, it is desired that the fundamental wave from the semiconductor laser element be efficiently incident on the linear optical waveguide to efficiently generate the second harmonic laser light. In order to efficiently guide the fundamental wave of this semiconductor laser element to an optical waveguide such as a linear optical waveguide, the fundamental wave is focused on the end face of the optical waveguide through a lens, or when the lens is not passed through the semiconductor laser, a semiconductor laser is used. The light emitting point of the element and the end face of the optical waveguide are brought close to a distance equal to or less than the wavelength order of the fundamental wave.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記KTP
−SHG波長変換素子において、上述したレンズを用い
ると、レンズを用いないよりも容易に基本波を光導波路
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なければ
ならない。By the way, the above KTP
-In the SHG wavelength conversion element, when the above-mentioned lens is used, the fundamental wave can be made to enter the optical waveguide more easily than when a lens is not used, but since the lens is used, the number of parts is increased by this lens, The number of times of positioning is large and the loss of light is large. In addition, when an element that generates a single-mode laser beam is used as the semiconductor laser element and is used in a single-mode state, the single-mode laser beam is sensitive to return light noise. AR coating must be applied.
【0007】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レーザ素子をチップの
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。In the case where the lens is not used, the semiconductor laser element contained in the package is usually not used as a device because it must be used in a chip state.
【0008】さらに、上記KTP−SHG波長変換素子
は、光源である半導体レーザ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
チングを行った後にそのマッチングを狂わせてしまうこ
とになる。Further, since the KTP-SHG wavelength conversion element has wavelength selectivity with respect to the fundamental wave from the semiconductor laser element which is the light source, it is necessary to match the optical waveguide and the semiconductor laser element. The oscillation wavelength of the laser device must be stable. That is, if the oscillation wavelength of the semiconductor laser device fluctuates, the matching will be disturbed after the above matching is performed.
【0009】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、上記KTP−SHG波長変換素子の光導波路に
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、基本波の波長を安定させ、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
ングが容易となる光源一体型波長変換素子の提供を目的
とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to guide the semiconductor laser light (fundamental wave) from the semiconductor laser device to the optical waveguide of the KTP-SHG wavelength conversion device. It is an object to provide a wavelength conversion element integrated with a light source, which stabilizes the wavelength of a wave, does not make AR coating accuracy a problem in the case of a single mode fundamental wave, and facilitates matching between a semiconductor laser element and an optical waveguide. .
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係る光源一体型
波長変換素子は、非線形光学結晶素子の基板上に該非線
形光学結晶素子の屈折率よりも高い屈折率を持つ材料を
被着して光導波路を形成した波長変換素子と、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、上記半導体レーザ素子を表面端部に配し、
上記半導体レーザ素子が基本波を発生する際の熱を放熱
する放熱手段と、上記波長変換素子の光導波路が上記半
導体レーザ素子の端面に近接した状態で上記放熱手段と
上記波長変換素子とを固着支持する固着手段とを有し、
基本波を短波長化したレーザ光に変換することを特徴と
して上記課題を解決する。A light source integrated wavelength conversion element according to the present invention comprises a substrate of a nonlinear optical crystal element, and a material having a refractive index higher than that of the nonlinear optical crystal element. A wavelength conversion element formed with an optical waveguide, a semiconductor laser element that is a light source that generates a fundamental wave incident in the optical waveguide, and the semiconductor laser element is arranged at the surface end,
The heat radiation means for radiating heat when the semiconductor laser element generates a fundamental wave, and the heat radiation means and the wavelength conversion element are fixed in a state where the optical waveguide of the wavelength conversion element is close to the end face of the semiconductor laser element. Having fixing means for supporting,
The above problem is solved by a feature of converting a fundamental wave into a laser beam having a short wavelength.
【0011】ここで、上記非線形光学結晶素子には、K
TiOPO4 (KTP)が用いられ、光導波路にはTa
2 O5 が用いられる。また、上記半導体レーザ素子はシ
ングルモードの基本波を発生する。Here, the nonlinear optical crystal element has K
TiOPO 4 (KTP) is used and Ta is used for the optical waveguide.
2 O 5 is used. Further, the semiconductor laser device generates a single mode fundamental wave.
【0012】また、上記固着手段は熱伝導率が低い材料
を断面L字状に形成した部材の一面を上記放熱手段に対
峙させ、該一面に直交する他面を上記導波路素子に対峙
させて、上記放熱手段と上記波長変換素子とを固着支持
する。In the fixing means, one surface of a member having a L-shaped cross section made of a material having a low thermal conductivity is opposed to the heat dissipation means, and the other surface orthogonal to the one surface is opposed to the waveguide element. The heat radiation means and the wavelength conversion element are fixedly supported.
【0013】さらに、上記半導体レーザ素子の端面と上
記光導波路とを近接するように上記固着手段を用いて上
記放熱手段と上記波長変換素子とを固着支持する際に
は、上記半導体レーザ素子の電界方向と上記光導波路の
電界方向とを一致させる。Further, when the heat radiation means and the wavelength conversion element are fixedly supported by the fixing means so that the end face of the semiconductor laser element and the optical waveguide are close to each other, the electric field of the semiconductor laser element is The direction and the electric field direction of the optical waveguide are matched.
【0014】[0014]
【作用】本発明に係る光源一体型波長変換素子は、半導
体レーザ素子が基本波を発生し、表面端部に半導体レー
ザ素子を配した放熱手段が半導体レーザ素子動作時の熱
を放熱し、光導波路が基本波を入射させ、固着手段が光
導波路を半導体レーザ素子の端面に近接するように半導
体レーザ素子の電界方向と光導波路の電界方向とを一致
させて放熱手段と上記波長変換素子とを固着支持する。
このため、基本波を光導波路に導波させることができ
る。また、光導波路を半導体レーザ素子の端面に近づけ
るので該光導波路端面にARコーティングを施さなくて
も半導体レーザ素子をシングルモードで発振できる。ま
た、光導波路を半導体レーザ素子の端面に対し、しっか
りと固定できるので半導体レーザの発振波長の変動を抑
えられる。さらに、SHGにおいては、半導体レーザ素
子と光導波路とのマッチングが容易となる。In the wavelength conversion element integrated with a light source according to the present invention, the semiconductor laser element generates a fundamental wave, and the heat radiation means having the semiconductor laser element arranged at the surface end radiates the heat during the operation of the semiconductor laser element. The heat radiation means and the wavelength conversion element are matched by matching the electric field direction of the semiconductor laser element and the electric field direction of the optical waveguide so that the waveguide makes the fundamental wave incident and the fixing means brings the optical waveguide close to the end face of the semiconductor laser element. Support firmly.
Therefore, the fundamental wave can be guided to the optical waveguide. Further, since the optical waveguide is brought close to the end face of the semiconductor laser device, the semiconductor laser device can be oscillated in a single mode without AR coating on the end face of the semiconductor laser device. Further, since the optical waveguide can be firmly fixed to the end face of the semiconductor laser device, fluctuations in the oscillation wavelength of the semiconductor laser can be suppressed. Furthermore, in SHG, matching between the semiconductor laser device and the optical waveguide becomes easy.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明に係る光源一体型波長変換素子
の実施例について図面を参照しながら説明する。図1は
本発明に係る光源一体型波長変換素子の第1の実施例の
概略構成を示す断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a light source integrated wavelength conversion device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment of a wavelength conversion element with integrated light source according to the present invention.
【0016】図1において、この第1の実施例は、電極
部2に接した放熱手段であるCu等で出来たヒートシン
ク3の表面端部に配され、シングルモードの基本波レー
ザ光を発生する半導体レーザチップ1と、この半導体レ
ーザチップ1からの基本波レーザ光が入射されるTa2
O5 光導波路4とKTP基板5とからなるKTP−SH
G波長変換素子6と、上記Ta2 O5 光導波路4を上記
半導体レーザチップ1の端面に近接した状態で上記ヒー
トシンク3と上記KTP−SHG波長変換素子6とを固
着支持する固着手段である断面L字状の部材7及び接着
剤8とを有してなる。ここで、上記Ta2 O5 光導波路
4の基本波レーザに対する屈折率は、上記KTP基板5
の屈折率よりも高い。In FIG. 1, the first embodiment is arranged at the end of the surface of a heat sink 3 made of Cu or the like which is a heat radiating means in contact with the electrode portion 2 and generates a single mode fundamental wave laser beam. The semiconductor laser chip 1 and Ta 2 on which the fundamental laser light from the semiconductor laser chip 1 is incident
KTP-SH consisting of O 5 optical waveguide 4 and KTP substrate 5
A cross section which is a fixing means for fixing and supporting the heat sink 3 and the KTP-SHG wavelength conversion element 6 in a state where the G wavelength conversion element 6 and the Ta 2 O 5 optical waveguide 4 are close to the end face of the semiconductor laser chip 1. It has an L-shaped member 7 and an adhesive 8. Here, the refractive index of the Ta 2 O 5 optical waveguide 4 with respect to the fundamental laser is the KTP substrate 5
Higher than the refractive index of.
【0017】上記固着手段である断面L字状の部材(以
下L字状固着部材という)7の材質は、接着強度が確保
できるものであればよいが、上記KTP−SHG波長変
換素子6が温度に敏感である等の条件が加わる場合に
は、例えば、ポリカーボネート等の熱伝導率が低く、し
かも接着強度の高いものが要求される。そして、その一
面を上記ヒートシンク3に対峙させ、その一面に直交す
る他面を上記KTP−SHG波長変換素子6に対峙させ
て、上記ヒートシンク3と上記KTP−SHG波長変換
素子6とを固着支持する。The material of the member having an L-shaped cross section (hereinafter referred to as an L-shaped fixing member) 7 which is the fixing means may be any as long as it can secure the adhesive strength, but the KTP-SHG wavelength conversion element 6 has a temperature. When a condition such as sensitivity to is added, for example, one having low thermal conductivity and high adhesive strength such as polycarbonate is required. Then, one surface of the heat sink 3 is opposed to the heat sink 3, and the other surface orthogonal to the one surface is opposed to the KTP-SHG wavelength conversion element 6, so that the heat sink 3 and the KTP-SHG wavelength conversion element 6 are fixedly supported. .
【0018】ここで、上記半導体レーザチップ1は、上
述したようにシングルモードの基本波レーザ光を発光す
る。通常、半導体レーザ素子からの基本波にシングルモ
ードレーザ光を用い、その半導体レーザ素子をシングル
モード状態にて使用する場合、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、光導波路の半導体レ
ーザチップ側端面には正確にARコーティングを施さな
ければならない。しかし、本第1の実施例のように上記
L字状固着部材7及び接着剤8によって半導体レーザチ
ップ1が表面端部に配されたヒートシンク3とKTP−
SHG波長変換素子6とを基本波レーザ光が効率よくT
a2 O5 光導波路4に入射するように固着支持すれば上
記Ta2 O5 光導波路4の上記半導体レーザチップ1側
端面にARコーティングを施さなくてもよい。Here, the semiconductor laser chip 1 emits single mode fundamental laser light as described above. Usually, when a single mode laser light is used for the fundamental wave from the semiconductor laser device and the semiconductor laser device is used in a single mode state, the single mode laser light is sensitive to the return light noise. AR coating must be accurately applied to the tip end surface. However, as in the case of the first embodiment, the semiconductor laser chip 1 and the heat sink 3 and the KTP- with the semiconductor laser chip 1 arranged at the surface end portion are formed by the L-shaped fixing member 7 and the adhesive 8.
The SHG wavelength conversion element 6 and the fundamental laser light are efficiently transmitted to the T
a 2 O 5 be fixed support to be incident into the optical waveguide 4 to the semiconductor laser chip 1 side end surface of the Ta 2 O 5 light guide 4 may not subjected to AR coating.
【0019】これは、図2に示すような実験により明ら
かとなった。すなわち、この図2は、一方の端面14a
にARコーティングを施していない光導波路14と基板
15とからなる波長変換素子16を載せたテーブルを半
導体レーザチップ11に対して近づけた場合の発振波長
の変動と導波光量との関係を測定する実験を示す図であ
る。This was clarified by an experiment as shown in FIG. That is, FIG. 2 shows one end surface 14a.
The relationship between the fluctuation of the oscillation wavelength and the amount of guided light is measured when the table on which the wavelength conversion element 16 composed of the optical waveguide 14 not having the AR coating and the substrate 15 is placed close to the semiconductor laser chip 11. It is a figure which shows an experiment.
【0020】上記光導波路14は、Ta2 O5 膜からな
り、幅5.0 μm、厚さ2.0 μmである。(以下、Ta2
O5 光導波路14という)また、上記基板15は、Gd
3 Ga5 O12よりなる。(以下、GGG基板15とい
う)上記Ta2 O5 光導波路14を上記GGG基板15
上に形成するには、先ず、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CV
D法により、GGG単結晶板からなるGGG基板15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 膜上にリゾ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形成し、
このレジストパターンをマスクとしてTa2O5 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、Ta2 O5 膜からなるTa2 O
5 光導波路14が形成される。The optical waveguide 14 is made of a Ta 2 O 5 film and has a width of 5.0 μm and a thickness of 2.0 μm. (Hereinafter, Ta 2
O 5 optical waveguide 14) Further, the substrate 15 is Gd
It is composed of 3 Ga 5 O 12 . The Ta 2 O 5 optical waveguide 14 (hereinafter referred to as the GGG substrate 15) is connected to the GGG substrate 15
To form on top, first, for example, CV using tantalum pentaethoxide Ta (OC 2 H 5 ) 5 as a source gas
By the D method, for example, an amorphous Ta 2 O 5 film is formed on the GGG substrate 15 made of a GGG single crystal plate. Next, a resist pattern having a shape corresponding to the shape of the optical waveguide is formed on the Ta 2 O 5 film by lithography.
Using this resist pattern as a mask, the Ta 2 O 5 film is etched by, for example, the reactive ion etching (RIE) method. This consists of the Ta 2 O 5 film Ta 2 O
5 The optical waveguide 14 is formed.
【0021】この図2において、電極部12と、この電
極部12に接した例えばCu等で出来たヒートシンク1
3と、このヒートシンク13の表面端部に配されシング
ルモードの基本波レーザ光を発生する半導体レーザチッ
プ11は、精密移動可能なテーブル(以下精密移動テー
ブルという)21に一体となって搭載され、固定されて
いる。また、この半導体レーザチップ11からの基本波
レーザ光が入射されるTa2 O5 光導波路14とGGG
基板15とからなる波長変換素子16も精密移動可能な
テーブル(以下精密移動テーブルという)22に搭載さ
れ、固定されている。そして、上記精密移動テーブル2
2が矢印方向、すなわち、半導体レーザチップ11側に
移動されたときに上記Ta2 O5 光導波路14の上記一
方の端面14aに対向する他方の端面14bから発せら
れる導波光量とその発振波長の変化を集光レンズ23を
介して、図示しない各計測器により計測する。ここで、
上記精密移動テーブル21は、上記半導体レーザチップ
11が上記Ta2 O5 光導波路14と接触した後、なお
も上記精密移動テーブル22が移動することにより、矢
印方向に移動する。すなわち、上記精密移動テーブル2
1は、上記精密移動テーブル22上の波長変換素子14
に荷重を加えながら移動しうるような構造となってい
る。In FIG. 2, an electrode portion 12 and a heat sink 1 made of, for example, Cu which is in contact with the electrode portion 12 are provided.
3, and a semiconductor laser chip 11 arranged at the end of the surface of the heat sink 13 for generating a single mode fundamental wave laser light are integrally mounted on a table 21 which can be precisely moved (hereinafter referred to as a precision moving table) 21, It is fixed. In addition, the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 on which the fundamental wave laser light from the semiconductor laser chip 11 is incident and the GGG.
The wavelength conversion element 16 including the substrate 15 is also mounted and fixed on a table 22 that can be precisely moved (hereinafter referred to as a precision moving table) 22. And the precision moving table 2
2 is the direction of the arrow, that is, the amount of guided light emitted from the other end face 14b of the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 facing the one end face 14a and the oscillation wavelength thereof when moved to the semiconductor laser chip 11 side. The change is measured by each measuring device (not shown) via the condenser lens 23. here,
The precision movement table 21 moves in the direction of the arrow by the movement of the precision movement table 22 after the semiconductor laser chip 11 contacts the Ta 2 O 5 optical waveguide 14. That is, the precision moving table 2
1 is the wavelength conversion element 14 on the precision moving table 22.
It is structured so that it can move while applying a load to.
【0022】図3は、上述した図2の実験により得た結
果をグラフにした特性図である。すなわち、この図3
は、上記半導体レーザチップ11に上記波長変換素子1
6を近づけた場合の上記半導体レーザチップ11の発振
波長とTa2 O5 光導波路14を導波する導波光量との
関係を示す。この図3の特性図において、横軸は上記波
長変換素子16及びTa2 O5 光導波路14の移動量で
あり、上記精密移動テーブル22の移動量(0μmは移
動量が0を示し、1、2、3・・・7μmになるに従っ
て、移動量が長くなる)でもある。また、左側縦軸は導
波光量、右側縦軸は発振波長を示す。また、この実験を
行うにあたり、上記半導体レーザ11は定電流駆動によ
り発光させ、その発振波長及び発光強度(導波光量)
は、波長変換素子16が近接して存在しない状態(フリ
ーラン状態)において、790.6 nm、22mWである。FIG. 3 is a characteristic diagram in which the results obtained by the experiment of FIG. 2 are graphed. That is, this FIG.
Is the wavelength conversion element 1 on the semiconductor laser chip 11.
6 shows the relationship between the oscillation wavelength of the semiconductor laser chip 11 and the amount of guided light guided in the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 when 6 is brought closer. In the characteristic diagram of FIG. 3, the horizontal axis represents the amount of movement of the wavelength conversion element 16 and the Ta 2 O 5 optical waveguide 14, and the amount of movement of the precision moving table 22 (0 μm indicates that the amount of movement is 0, 1, The moving amount becomes longer as the distance becomes 2, 3 ... 7 μm). The left vertical axis shows the guided light amount, and the right vertical axis shows the oscillation wavelength. Further, in carrying out this experiment, the semiconductor laser 11 is caused to emit light by constant current driving, and its oscillation wavelength and emission intensity (amount of guided light).
Is 790.6 nm and 22 mW in the state where the wavelength conversion element 16 does not exist in proximity (free-run state).
【0023】この図3において、破線で示すのがシング
ルモードでの発振波長の変動であり、実線で示すのが導
波光量の変動である。このシングルモードでの発振波長
の変動は上記Ta2 O5 光導波路14の移動量(以下単
に移動量という)が1.8 μmから6.0 μmの間にだけ見
られる。これは、上記半導体レーザチップ11が移動量
1.8 μm以下の領域ではシングルモード発振状態でな
く、マルチモード発振状態となるからである。移動量が
1.8 μm以下の領域においては、上記半導体レーザチッ
プ11がマルチモード発振状態であり、この状態のとき
には波長変換素子16の移動量が変化する(0〜1.8 μ
m)のに対応して実線で示すTa2 O5 光導波路14内
の導波光量が周期的に変化している。これは、Ta2 O
5 光導波路14の上記半導体レーザチップ11側端面1
4aにARコーティングが施されていないためである。
通常、ARコーティングが施されていないと、反射率は
約14〜15%となり、この約14〜15%の反射光が
上記半導体レーザチップ11内に戻ってくる。このと
き、位相の関係から発振波長の1/4λ毎に導波光量に
ある程度大きな振幅が表れる。このように導波光量の振
幅がある程度大きいときは、上記半導体レーザチップ1
1と上記Ta2 O5 光導波路14との距離が離れている
ときである。そして、距離が段々近づくにつれて、戻っ
てくる光の量が多くなり、導波光量の振幅がしだいにか
なり大きくなる。しかし、波長が1/4λを切る位にな
ると、戻り光の位相が合わなくなり(互いに打ち消し合
い)導波光量の大きな振幅は、急激に縮小する。この状
態が図3上では、移動量1.8 μm付近であり、上記半導
体レーザチップ11と上記Ta2 O5 光導波路14との
接触が開始される点である。In FIG. 3, the broken line shows the fluctuation of the oscillation wavelength in the single mode, and the solid line shows the fluctuation of the guided light quantity. The fluctuation of the oscillation wavelength in the single mode is observed only when the movement amount of the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 (hereinafter, simply referred to as the movement amount) is from 1.8 μm to 6.0 μm. This is the amount of movement of the semiconductor laser chip 11
This is because in the region of 1.8 μm or less, the single mode oscillation state is set, and the multimode oscillation state is set. The amount of movement
In the region of 1.8 μm or less, the semiconductor laser chip 11 is in the multimode oscillation state, and in this state, the movement amount of the wavelength conversion element 16 changes (0 to 1.8 μm).
Corresponding to (m), the amount of guided light in the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 shown by the solid line changes periodically. This is Ta 2 O
5 End face 1 of the optical waveguide 14 on the semiconductor laser chip 11 side
This is because AR coating is not applied to 4a.
Normally, when the AR coating is not applied, the reflectance is about 14 to 15%, and the reflected light of about 14 to 15% returns to the inside of the semiconductor laser chip 11. At this time, due to the phase relation, a certain amount of amplitude appears in the guided light amount for each quarter wavelength of the oscillation wavelength. When the amplitude of the guided light amount is large to some extent, the semiconductor laser chip 1 is
This is when the distance between 1 and the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 is large. Then, as the distance gradually decreases, the amount of returning light increases, and the amplitude of the amount of guided light gradually increases considerably. However, when the wavelength falls below 1 / 4λ, the phases of the return lights do not match (cancel each other), and the large amplitude of the guided light amount sharply decreases. In this state, the amount of movement is about 1.8 μm in FIG. 3, and the point at which the semiconductor laser chip 11 and the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 start contacting each other is started.
【0024】この接触開始点を過ぎて、なお上記精密移
動テーブル22が移動され、上記波長変換素子16の移
動距離が1.8 μmから6.0 μmの間になると、上記半導
体レーザチップ11はシングルモード発振状態となり、
さらに、Ta2 O5 光導波路14内の導波光量は周期的
に変化しなくなう。When the precision moving table 22 is moved and the moving distance of the wavelength conversion element 16 is between 1.8 μm and 6.0 μm after the contact start point, the semiconductor laser chip 11 is in the single mode oscillation state. Next to
Furthermore, the guided light quantity in the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 does not change periodically.
【0025】この図3から、シングルモードの上記半導
体レーザチップ11は上記Ta2 O5 光導波路14の端
面14aにARコーティングを施さなくても、該Ta2
O5光導波路14の端面14aをある程度(図3の場
合、光導波路を1.8 μmから6.0 μm移動させて)上記
半導体レーザチップ11の発光点に近づければ、上記半
導体レーザチップ11をシングルモード状態で発振させ
ることができ、しかもその光をTa2 O5 光導波路14
内に導波できることが分かる。しかし、Ta2 O5 光導
波路14内の導波光量が周期的に変化していないが、上
記精密移動テーブル22をわずかに移動すると、半導体
レーザの発振状態が数nm変動してしまうことも分か
る。[0025] From FIG. 3, even if the semiconductor laser chip 11 of the single mode is not subjected to the AR coating on the end face 14a of the Ta 2 O 5 optical waveguide 14, the Ta 2
If the end face 14a of the O 5 optical waveguide 14 is moved to some extent (in the case of FIG. 3, the optical waveguide is moved from 1.8 μm to 6.0 μm) to the light emitting point of the semiconductor laser chip 11, the semiconductor laser chip 11 is brought into a single mode state. The Ta 2 O 5 optical waveguide 14
It can be seen that it can be guided inside. However, although the amount of guided light in the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 does not change periodically, it is also found that the oscillation state of the semiconductor laser changes by several nm when the precision moving table 22 is slightly moved. .
【0026】したがって、上記Ta2 O5 光導波路14
の移動位置を上記半導体レーザチップ11からの基本波
レーザ光がシングルモード状態であり、かつ導波光量が
周期的に変化しない状態の位置とし、その位置を正確に
保って上記半導体レーザチップ11と上記Ta2 O5 光
導波路14を固定することが要求される。そのために
は、上記第1の実施例のような固着手段、すなわちL字
状固着部材7と接着剤8を用いて、上記半導体レーザチ
ップ11と上記波長変換素子16とを一体化すればよ
い。Therefore, the Ta 2 O 5 optical waveguide 14 is
Is set to a position where the fundamental laser light from the semiconductor laser chip 11 is in a single mode state and the amount of guided light does not change cyclically, and the position is accurately maintained and the semiconductor laser chip 11 and It is required to fix the Ta 2 O 5 optical waveguide 14. For that purpose, the semiconductor laser chip 11 and the wavelength conversion element 16 may be integrated by using the fixing means as in the first embodiment, that is, the L-shaped fixing member 7 and the adhesive 8.
【0027】この一体化の方法、すなわち、上記第1の
実施例の固着の方法を以下に示す。先ず、KTP−SH
G波長変換素子6とL字状固着部材7とを接着剤8によ
り固定する。この固定した上記L字状固着部材7と上記
KTP−SHG波長変換素子6とを図2に示した精密移
動テーブル22に搭載する。次に、上記半導体レーザチ
ップ1が表面端部に配されたヒートシンク3に接した電
極2を図2に示した精密移動テーブル21に搭載し、定
電流駆動する。そして、精密移動テーブル22の位置を
上記半導体レーザチップ1がシングルモードの基本波レ
ーザ光を発振する状態で上記Ta2 O5 光導波路4内を
導波するように調整する。その後、上記L字状固着部材
7及びKTP−SHG波長変換素子6と上記半導体レー
ザチップ1及びヒートシンク3とを接着剤8により接着
する。このとき、上記半導体レーザチップ1の電界方向
と上記光導波路4の電界方向とを一致させてから一体化
する。この電界の方向は、上記半導体レーザチップ1及
び上記Ta2 O5 光導波路4ともに、図1において、紙
面に対し垂直方向となる。最後に、上記精密移動テーブ
ル22を除去する。This integration method, that is, the fixing method of the first embodiment will be described below. First, KTP-SH
The G wavelength conversion element 6 and the L-shaped fixing member 7 are fixed by the adhesive 8. The fixed L-shaped fixing member 7 and the KTP-SHG wavelength conversion element 6 are mounted on the precision moving table 22 shown in FIG. Next, the semiconductor laser chip 1 is mounted on the precision moving table 21 shown in FIG. 2 with the electrode 2 in contact with the heat sink 3 arranged at the end of the surface, and is driven with a constant current. Then, the position of the precision moving table 22 is adjusted so that the semiconductor laser chip 1 guides in the Ta 2 O 5 optical waveguide 4 in a state where the semiconductor laser chip 1 oscillates a single mode fundamental laser beam. After that, the L-shaped fixing member 7 and the KTP-SHG wavelength conversion element 6 are bonded to the semiconductor laser chip 1 and the heat sink 3 with an adhesive 8. At this time, the electric field direction of the semiconductor laser chip 1 and the electric field direction of the optical waveguide 4 are made to coincide with each other and then integrated. Both the semiconductor laser chip 1 and the Ta 2 O 5 optical waveguide 4 are oriented in the direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. Finally, the precision moving table 22 is removed.
【0028】このようにすれば、上記半導体レーザチッ
プ1からの基本波レーザ光がシングルモード状態であ
り、かつ導波光量が周期的に変化しない状態で上記半導
体レーザチップ1と上記Ta2 O5 光導波路4とを極め
て近接させ、上記ヒートシンク3と上記波長変換素子6
とを上記L字状固着部材7及び接着剤8により、固着支
持できる。With this configuration, the semiconductor laser chip 1 and the Ta 2 O 5 are in a state where the fundamental laser light from the semiconductor laser chip 1 is in the single mode state and the guided light amount does not change periodically. The heat sink 3 and the wavelength conversion element 6 are placed very close to the optical waveguide 4.
And can be fixedly supported by the L-shaped fixing member 7 and the adhesive 8.
【0029】ここで、上記半導体レーザチップ11のフ
リーラン状態の波長スペクトルを図4に、また半導体レ
ーザチップ11と波長変換素子16とを一体化した後の
導波光の波長スペクトルを図5に、さらに上記一体化の
方法の途中での導波光の波長スペクトルを図6に示す。
この図4、5及び6のデータはいずれも定電流駆動によ
り、半導体レーザを発光させ、その駆動電流を一定とし
ている。FIG. 4 shows the wavelength spectrum of the semiconductor laser chip 11 in the free-run state, and FIG. 5 shows the wavelength spectrum of the guided light after the semiconductor laser chip 11 and the wavelength conversion element 16 are integrated. Further, FIG. 6 shows the wavelength spectrum of the guided light in the middle of the method of integration.
The data shown in FIGS. 4, 5 and 6 are such that the semiconductor laser is caused to emit light by constant current drive and the drive current is constant.
【0030】したがって、この第1の実施例は、上記半
導体レーザチップ1と上記KTP−SHG波長変換素子
6とを一体化することにより、図4に示すフリーラン状
態の波長スペクトルと同様の波長スペクトルを得られ
る。つまり、半導体レーザチップ1に対するTa2 O5
光導波路4の固定に、上記図1に示すようにL字状固着
部材7を用いているので、シングルモードの基本波レー
ザ光は、図4に示すフリーラン状態とほぼ同様の発振状
態となる。Therefore, in the first embodiment, by integrating the semiconductor laser chip 1 and the KTP-SHG wavelength conversion element 6, the wavelength spectrum similar to the wavelength spectrum in the free-run state shown in FIG. 4 is obtained. Can be obtained. That is, Ta 2 O 5 for the semiconductor laser chip 1
Since the L-shaped fixing member 7 is used to fix the optical waveguide 4 as shown in FIG. 1, the single-mode fundamental wave laser light is in an oscillation state substantially similar to the free-run state shown in FIG. .
【0031】また、シングルモードの基本波レーザ光は
フリーラン状態とほぼ同様の発振状態となるので、Ta
2 O5 光導波路4と上記半導体レーザ1のマッチングを
行った後にそのマッチングを狂わせる危険性が大幅に減
少できる。Further, since the single mode fundamental wave laser light has an oscillation state substantially similar to the free run state, Ta
After the matching of the 2 O 5 optical waveguide 4 and the semiconductor laser 1 is performed, the risk that the matching is disturbed can be greatly reduced.
【0032】次に、図7は本発明に係る半導体レーザ一
体型光導波路装置の第2の実施例の概略構成を示す断面
図である。図7において、この第2の実施例は、電極部
32に接した放熱手段であるヒートシンク33の表面端
部に配され、シングルモードレーザの基本波光を発生す
る半導体レーザチップ31と、この半導体レーザチップ
31からの基本波レーザ光が入射されるTa2 O5 光導
波路34、KTP基板35及びクラッド層36とからな
るKTP−SHG波長変換素子37と、上記Ta2 O5
光導波路34を上記半導体レーザチップ31の端面に近
接した状態で支持する固着手段であるL字状固着部材3
8及び図示しない接着剤39とを有する。ここで、上記
Ta2 O5 光導波路34の基本波に対する屈折率は、上
記KTP基板35のそれよりも高い。また、上記クラッ
ド層36の屈折率は、上記KTP基板35のそれよりも
低い。Next, FIG. 7 is a sectional view showing a schematic configuration of a second embodiment of the semiconductor laser integrated optical waveguide device according to the present invention. In FIG. 7, the second embodiment is a semiconductor laser chip 31 which is arranged at the end of the surface of a heat sink 33 which is a heat radiation means in contact with the electrode portion 32 and which generates a fundamental wave light of a single mode laser, and this semiconductor laser chip. and Ta 2 O 5 optical waveguide 34, KTP-SHG wavelength conversion device 37 consisting of KTP substrate 35 and the cladding layer 36. the fundamental wave laser beam is incident from the chip 31, the Ta 2 O 5
L-shaped fixing member 3 which is a fixing means for supporting the optical waveguide 34 in a state of being close to the end face of the semiconductor laser chip 31.
8 and an adhesive 39 (not shown). Here, the refractive index of the Ta 2 O 5 optical waveguide 34 with respect to the fundamental wave is higher than that of the KTP substrate 35. The refractive index of the clad layer 36 is lower than that of the KTP substrate 35.
【0033】この第2の実施例に用いられるKTP−S
HG波長変換素子37を図8に示す。この図8に示すK
TP−SHG波長変換素子37は、KTP非線形光学結
晶基板35とこのKTP非線形光学結晶基板35上に形
成されたTa2 O5 光導波路34をクラッド層36で覆
っている。このクラッド層36は、例えば、SiO2等
によって1〜2μmの厚さに被着形成されたものであ
り、上記Ta2 O5 光導波路34を保護すると共にその
屈折率により、Ta2 O5 光導波路34内の基本波レー
ザ光のパワー密度を上げる。KTP-S used in this second embodiment
The HG wavelength conversion element 37 is shown in FIG. K shown in FIG. 8
The TP-SHG wavelength conversion element 37 covers a KTP nonlinear optical crystal substrate 35 and a Ta 2 O 5 optical waveguide 34 formed on the KTP nonlinear optical crystal substrate 35 with a cladding layer 36. The clad layer 36 is formed, for example, by depositing SiO 2 or the like to a thickness of 1 to 2 μm, and protects the Ta 2 O 5 optical waveguide 34 and, due to its refractive index, Ta 2 O 5 optical waveguide. The power density of the fundamental wave laser light in the waveguide 34 is increased.
【0034】上記KTP−SHG波長変換素子37の具
体的な形成方法は以下の通りである。先ず、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35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 膜上にリゾグラフィ
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
ーンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてT
a2 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、Ta2 O5 膜か
らなるTa2 O 5 光導波路34が形成される。そして、
上記Ta2 O5 光導波路14を覆って、クラッド層36
を、例えばSiO2 によって、あるいはSiO2 とTa
2 O5 の複合酸化物(SiO2 )x (Ta2 O5 )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。Tool of the KTP-SHG wavelength conversion element 37
The physical formation method is as follows. First, for example, Tan
Talpentethethoxide Ta (OC2HFive)FiveThe source gas
Made of KTP single crystal plate by the CVD method used as
On the KTP substrate 35, for example, amorphous Ta2OFivefilm
To form. Next, this Ta2OFiveLithography on the membrane
Depending on the shape of the optical waveguide
Formed by using the resist pattern as a mask.
a2OFiveMembrane, eg, reactive ion etching (RIE)
Etching by the method. As a result, Ta2OFiveA membrane
Ta consisting of2O FiveThe optical waveguide 34 is formed. And
Above Ta2OFiveThe optical waveguide 14 is covered and the cladding layer 36 is formed.
Is, for example, SiO2Or by SiO2And Ta
2OFiveComposite oxide (SiO2)x(Ta2OFive)1-X
To a thickness of 1 to 2 μm by sputtering or a CVD method.
To form a deposit.
【0035】上記固着手段であるL字状固着部材38の
材質は、上記第1の実施例と同様に接着強度が確保でき
るものであればよいが、上記KTP−SHG波長変換素
子37が温度に敏感である等の条件が加わる場合には、
例えば、ポリカーボネート等の熱伝動率が低く、しかも
接着強度の高いものが要求される。そして、その一面を
上記ヒートシンク33に対峙させ、その一面に直交する
他面を上記クラッド層36が被着形成されたKTP−S
HG波長変換素子37に対峙させて、上記ヒートシンク
33と上記KTP−SHG波長変換素子37とを固着支
持する。The material of the L-shaped fixing member 38, which is the fixing means, may be any as long as the adhesive strength can be secured as in the case of the first embodiment, but the temperature of the KTP-SHG wavelength conversion element 37 is increased. If conditions such as sensitivity are added,
For example, a material such as polycarbonate having a low heat transfer coefficient and a high adhesive strength is required. Then, one surface of the KTP-S is faced to the heat sink 33, and the other surface orthogonal to the one surface is coated with the clad layer 36.
The heat sink 33 and the KTP-SHG wavelength conversion element 37 are fixedly supported so as to face the HG wavelength conversion element 37.
【0036】この第2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。The integration method of the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment and will be omitted here.
【0037】したがって、この第2の実施例において
も、上記半導体レーザチップ31と上記KTP−SHG
波長変換素子37とを一体化することにより、図4に示
すフリーラン状態の波長スペクトルと同様の波長スペク
トルを図5に示すように得られる。つまり、半導体レー
ザチップ31に対するTa2 O5 光導波路34の固定
に、上記図7に示すようにL字状固着部材38を用いる
ので、シングルモードの基本波レーザ光は、図4に示す
フリーラン状態とほぼ同様の発振状態となる。Therefore, also in the second embodiment, the semiconductor laser chip 31 and the KTP-SHG are used.
By integrating with the wavelength conversion element 37, a wavelength spectrum similar to the wavelength spectrum in the free-run state shown in FIG. 4 can be obtained as shown in FIG. That is, since the L-shaped fixing member 38 is used to fix the Ta 2 O 5 optical waveguide 34 to the semiconductor laser chip 31, as shown in FIG. 7, the single mode fundamental laser light is free-running as shown in FIG. The oscillation state is almost the same as the state.
【0038】また、この第2の実施例によれば、上記第
1の実施例と同様にシングルモードの基本波レーザ光は
フリーラン状態とほぼ同様の発振状態を得られるので、
Ta2 O5 光導波路34と半導体レーザチップ31のマ
ッチングを行った後にそのマッチングを狂わせる危険性
が大幅に減少できる。Further, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the single mode fundamental laser light can obtain an oscillation state almost the same as the free run state.
After the Ta 2 O 5 optical waveguide 34 and the semiconductor laser chip 31 are matched, the risk of misaligning the matching can be greatly reduced.
【0039】なお、本発明に係る半導体レーザ一体型光
導波路装置は、上記実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば、図9に示すように半導体レーザチップ41
及びヒートシンク43とKTP−SHG波長変換素子4
6とを固着手段として接着剤47のみを用いて一体化し
てもよい。すなわち、電極部42に接したヒートシンク
44の表面端部に配され、シングルモードレーザの基本
波レーザ光を発生する半導体レーザチップ41及び上記
ヒートシンク43と、この半導体レーザチップ41から
の基本波レーザ光が入射されるTa2 O5 光導波路44
とKTP基板45とからなるKTP−SHG波長変換素
子46とを、上記Ta2 O5 光導波路44を上記半導体
レーザチップ41の端面に近接した状態とし、固着手段
である接着剤47とで支持してもよい。しかし、この場
合上記KTP−SHG波長変換素子46は上記半導体レ
ーザチップ41及び上記ヒートシンク43に対して、接
触している部分が少ないので、接着剤47を図9に示す
ように盛り上げて塗布することにより、接着強度を確保
する。The semiconductor laser integrated optical waveguide device according to the present invention is not limited to the above embodiment, and for example, as shown in FIG.
And the heat sink 43 and the KTP-SHG wavelength conversion element 4
6 and 6 may be integrated by using only the adhesive 47 as a fixing means. That is, the semiconductor laser chip 41 and the heat sink 43, which are arranged at the end of the surface of the heat sink 44 in contact with the electrode portion 42 and generate the fundamental wave laser beam of the single mode laser, and the fundamental wave laser beam from the semiconductor laser chip 41. Ta 2 O 5 optical waveguide 44 on which light is incident
A KTP-SHG wavelength conversion element 46 including a KTP substrate 45 and the Ta 2 O 5 optical waveguide 44 are placed in a state of being close to the end face of the semiconductor laser chip 41 and supported by an adhesive 47 as a fixing means. May be. However, in this case, since the KTP-SHG wavelength conversion element 46 has a small contact portion with the semiconductor laser chip 41 and the heat sink 43, the adhesive 47 should be raised and applied as shown in FIG. This secures the adhesive strength.
【0040】また、上記第1の実施例及び第2の実施例
では、固着手段としてL字状固着部材7及び38を用い
たが、その形状は、基本波レーザ光がTa2 O5 光導波
路に多く導波する場合でのヒートシンク側の接着面とK
TP−SHG波長変換素子側の接着面とのなす角度が9
0°であれば、どのような形状でもよい。ただし、この
場合、装置の小型化を損なわない範囲であることが条件
となる。Further, in the first and second embodiments, the L-shaped fixing members 7 and 38 are used as the fixing means, but the shape is that the fundamental laser light is Ta 2 O 5 optical waveguide. And the adhesive surface on the heat sink side when there is a large amount of waveguiding
The angle between the TP-SHG wavelength conversion element and the adhesive surface is 9
Any shape may be used as long as it is 0 °. However, in this case, the condition is that the size of the device is not impaired.
【0041】また、上記第2の実施例では、KTP−S
HG波長変換素子37のTa2 O5光導波路34の基本
波入射端側と出射端側の厚さに差を持たせていないが、
図10に示すように、入射端側34aを出射端側34b
より肉厚としてもよい。この場合、基本波の入射効率が
さらに良くなる。In the second embodiment, KTP-S is used.
Although there is no difference in thickness between the fundamental wave entrance end side and the exit end side of the Ta 2 O 5 optical waveguide 34 of the HG wavelength conversion element 37,
As shown in FIG. 10, the incident end side 34a is changed to the emission end side 34b.
It may be thicker. In this case, the incidence efficiency of the fundamental wave is further improved.
【0042】さらに、上記第1の実施例及び第2の実施
例では、半導体レーザチップ1及び31をシングルモー
ドで発振させたが、マルチモードで発振させてもよい。Further, although the semiconductor laser chips 1 and 31 are oscillated in the single mode in the first and second embodiments, they may be oscillated in the multi mode.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明に係る光源一体型波長変換素子
は、非線形光学結晶素子の基板上に該非線形光学結晶素
子の屈折率よりも高い屈折率を持つ材料を被着して光導
波路を形成した波長変換素子と、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、
上記半導体レーザ素子を表面端部に配し、上記半導体レ
ーザ素子が基本波を発生する際の熱を放熱する放熱手段
と、上記波長変換素子の光導波路が上記半導体レーザ素
子の端面に近接した状態で上記放熱手段と上記波長変換
素子とを固着支持する固着手段とを有し、基本波を短波
長化したレーザ光に変換するので、特にレンズを用いる
がなく、部品点数を減らせ、位置決めを行う回数を1回
とし、光の損失が少ない状態で基本波レーザ光(半導体
レーザ光)を光導波路に導波させることができる。In the wavelength conversion element integrated with a light source according to the present invention, an optical waveguide is formed by depositing a material having a refractive index higher than that of the nonlinear optical crystal element on the substrate of the nonlinear optical crystal element. A wavelength conversion element, and a semiconductor laser element that is a light source that generates a fundamental wave that enters the optical waveguide,
A state in which the semiconductor laser element is arranged at the end portion of the surface and the heat dissipation means for radiating heat when the semiconductor laser element generates a fundamental wave and the optical waveguide of the wavelength conversion element are close to the end surface of the semiconductor laser element. Since it has a fixing means for fixing and supporting the heat dissipation means and the wavelength conversion element, and converts the fundamental wave into a laser beam having a short wavelength, there is no need to use a lens, and the number of parts can be reduced and positioning can be performed. When the number of times is 1, the fundamental laser light (semiconductor laser light) can be guided to the optical waveguide in the state where the light loss is small.
【0044】また、光導波路の端面をある程度半導体レ
ーザ素子の端面に近づければ、該光導波路端面にARコ
ーティングを施さなくても半導体レーザ素子をシングル
モード状態で発振でき、このシングルモード状態の基本
波レーザ光を光導波路に導波させることができる。ま
た、光導波路端面にARコーティングを施す場合におい
ても、その精度を緩められる。Further, if the end face of the optical waveguide is brought close to the end face of the semiconductor laser element to some extent, the semiconductor laser element can be oscillated in a single mode state without AR coating on the end surface of the optical waveguide. Wave laser light can be guided to the optical waveguide. Further, even when the AR coating is applied to the end face of the optical waveguide, the accuracy can be relaxed.
【0045】また、放熱手段であるヒートシンクの表面
端部に半導体レーザ素子を配し、該ヒートシンクと波長
変換素子をL字状固着部材で固着するので、半導体レー
ザ素子と光導波路とを近接した状態で固定でき、デバイ
スの小型化が可能となる。Further, since the semiconductor laser element is arranged at the end of the surface of the heat sink which is the heat radiation means and the heat sink and the wavelength conversion element are fixed by the L-shaped fixing member, the semiconductor laser element and the optical waveguide are in close proximity. The device can be made smaller and the device can be made smaller.
【0046】また、シングルモードの半導体レーザ光を
光導波路に導波させる場合、光導波路を半導体レーザ素
子の端面に対してしっかりと固定できるので半導体レー
ザ素子の発振波長の変動を抑え、フリーラン状態とほぼ
同様の安定した発振状態が得られる。When the single mode semiconductor laser light is guided to the optical waveguide, the optical waveguide can be firmly fixed to the end face of the semiconductor laser device, so that the fluctuation of the oscillation wavelength of the semiconductor laser device is suppressed and the free run state is achieved. A stable oscillation state similar to that obtained can be obtained.
【0047】さらに、半導体レーザ素子と光導波路との
マッチングが容易になる。Further, matching between the semiconductor laser device and the optical waveguide becomes easy.
【図1】本発明に係る光源一体型波長変換素子の第1の
実施例の概略構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment of a wavelength conversion element integrated with a light source according to the present invention.
【図2】半導体レーザに波長変換素子を近づける実験の
状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state of an experiment in which a wavelength conversion element is brought close to a semiconductor laser.
【図3】図2で示された実験の結果を示す特性図であ
る。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a result of the experiment shown in FIG.
【図4】フリーラン状態の波長スペクトル図である。FIG. 4 is a wavelength spectrum diagram in a free run state.
【図5】一体化工程終了後の導波光の波長スペクトル図
である。FIG. 5 is a wavelength spectrum diagram of guided light after completion of the integration step.
【図6】一体化工程の途中における導波光の波長スペク
トル図である。FIG. 6 is a wavelength spectrum diagram of guided light during the integration process.
【図7】第2の実施例の概略構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment.
【図8】第2の実施例に用いられるKTP−SHG波長
変換素子の構造を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the structure of a KTP-SHG wavelength conversion element used in the second embodiment.
【図9】他の実施例の概略構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of another embodiment.
【図10】他のKTP−SHG波長変換素子の構造を示す
図である。FIG. 10 is a diagram showing the structure of another KTP-SHG wavelength conversion element.
1・・・・・半導体レーザチップ 3・・・・・ヒートシンク 4・・・・・Ta2 O5 光導波路 5・・・・・KTP基板 6・・・・・KTP−SHG波長変換素子 7・・・・・L字状固着部材 8・・・・・接着剤1 ... Semiconductor laser chip 3 ... Heat sink 4 ... Ta 2 O 5 optical waveguide 5 ... KTP substrate 6 ... KTP-SHG wavelength conversion element 7 ... .... L-shaped fixing member 8 ... Adhesive
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01S 3/18
Claims (1)
光学結晶素子の屈折率よりも高い屈折率を持つ材料を被
着して光導波路を形成した波長変換素子と、 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、 上記半導体レーザ素子を表面端部に配し、上記半導体レ
ーザ素子が基本波を発生する際の熱を放熱する放熱手段
と、 上記波長変換素子の光導波路が上記半導体レーザ素子の
端面に近接した状態で上記放熱手段と上記波長変換素子
とを固着支持する固着手段とを有し、基本波を短波長化
したレーザ光に変換することを特徴とする光源一体型波
長変換素子。1. A wavelength conversion element in which an optical waveguide is formed by depositing a material having a refractive index higher than that of the nonlinear optical crystal element on a substrate of the nonlinear optical crystal element, and the wavelength conversion element enters into the optical waveguide. A semiconductor laser element that is a light source that generates a fundamental wave, a heat dissipation means that dissipates heat when the semiconductor laser element generates a fundamental wave, by arranging the semiconductor laser element at a surface end portion, and the wavelength conversion element Characterized in that it has fixing means for fixing and supporting the heat radiation means and the wavelength conversion element in a state where the optical waveguide of is close to the end face of the semiconductor laser element, and converts the fundamental wave into a laser beam having a shorter wavelength. A wavelength conversion element integrated with a light source.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20704392A JPH0635019A (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Light source integration type wavelength conversion element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20704392A JPH0635019A (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Light source integration type wavelength conversion element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0635019A true JPH0635019A (en) | 1994-02-10 |
Family
ID=16533266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20704392A Withdrawn JPH0635019A (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Light source integration type wavelength conversion element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0635019A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0774684A3 (en) * | 1995-11-16 | 1998-04-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical apparatus and method for producing the same |
US5960259A (en) * | 1995-11-16 | 1999-09-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical apparatus and method for producing the same |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP20704392A patent/JPH0635019A/en not_active Withdrawn
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