JPH07240564A - 温度制御型shgレーザ - Google Patents

温度制御型shgレーザ

Info

Publication number
JPH07240564A
JPH07240564A JP3126094A JP3126094A JPH07240564A JP H07240564 A JPH07240564 A JP H07240564A JP 3126094 A JP3126094 A JP 3126094A JP 3126094 A JP3126094 A JP 3126094A JP H07240564 A JPH07240564 A JP H07240564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
laser
semiconductor laser
shg
wavelength
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.)
Pending
Application number
JP3126094A
Other languages
English (en)
Inventor
Kozaburo Yano
光三郎 矢野
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP3126094A priority Critical patent/JPH07240564A/ja
Publication of JPH07240564A publication Critical patent/JPH07240564A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0607Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature
    • H01S5/0612Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature controlled by temperature

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザチップに加熱用薄膜抵抗体を取
り付け、半導体レーザチップの制御温度を変化させるこ
とにより、出射されるレーザ光の波長を任意に変える。 【構成】 基本構造としては、VSIS構造の半導体レ
ーザチップ3の上端電極上に絶縁膜2を挟んで薄膜抵抗
体1を取り付けている。本実施例では、GaAlAs系V
SIS構造の半導体レーザチップ3は、MOCVD(Me
tal Organic Chemical Vapor Deposition)法を用いて
作製した。次いで、その上端P電極上部にSiO2絶縁膜
2を反応性蒸着法により形成した。このような構成によ
り、従来の素子に比べてある一定の温度あるいは任意の
温度に調節して用いることができるため、出力波長及び
強度の安定性に優れ、また逆に、制御温度を変化させる
ことにより、任意の波長が必要なシステムにも用いるこ
とができる効果を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度制御型SHG(Se
cond Harmonic Generation:第2高調波発生)レーザに
関し、より詳細には、光ディスクやレーザプリンタ等の
光記録情報関連システムに用いることのできる温度制御
型SHGレーザに関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスク,コンパクトディスク,レー
ザディスク,あるいは光磁気ディスク等のピックアップ
用光源として、従来、主に赤から赤外(650nm〜830nm)
の波長の半導体レーザを使用しているが、記録容量の向
上を図るため、さらに短波長のレーザを光源として用い
るための検討が現在進められている。一つは、直接青色
発振が可能なII-VI族化合物半導体レーザであり、ま
た、一方では、既存の半導体レーザを用いてSHG素子
により、その半分の波長のレーザ光を得ようとするもの
である。
【0003】特に、SHG素子を用いた短波長光源は、
その実用性から現在盛んに研究開発が進められている。
しかしながら、SHG素子では用いる光学材料の非線形
性を利用することから、その位相整合において基本波と
第2高調波の位相速度を合わせる必要があり、特に、光
記録のような民生用システムに応用する際には、動作補
償温度範囲が、例えば−10℃から50℃と広範囲に亘
り、このような素子外部の温度変化に伴う材料の屈折率
変化を極力抑えるための技術が必要不可欠であり、この
ことがSHG素子の実用化を妨げる一つの要因となって
いた。このため、SHGレーザに温度制御用の素子を取
り付ける試みがなされている。
【0004】例えば、特開平2−110436号公報に
記載の「光波長変換素子」は、非線形光学材料のコアが
それよりも低屈折率のクラッド内に充填されてなるファ
イバであって、コアに入射された基本波を波長変換して
クラッド中に放射する光波長変換素子において、素子温
度を調節する温度調節手段を設けたものである。
【0005】この公報のものは、ファイバチェレンコフ
型のSHGレーザに、その構成部品である半導体レー
ザ、並びにファイバ素子各々にペルチェ素子等の温度制
御用素子を取り付け、その各々の構成部品を温度制御す
ることにより、放射されるSHG光の放射角を制御しよ
うとするものであるが、温度制御素子が最低2個必要で
あること、また、温度制御用駆動回路が複雑かつ大型化
すること等よりコスト的に問題があった。
【0006】また、一方、周波数多重光通信用として、
発振波長1.3μm〜1.55μm帯のMQW(Multi-Quan
tum Well)構造のレーザチップに直接薄膜抵抗体を付加
し、波長を可変できるようにする試みもなされている。
しかしながら、発振波長が可視域にあるVSIS(V-Ch
anneled Substrate Inner Stripe)構造の半導体レーザ
に適用した例はなく、さらに、本発明にあるように、S
HGレーザの一次光源としての半導体レーザの温度制御
用としては、従来なかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】光記録システムの記録
密度の向上には、上述のようにSHG素子を光源として
用いることにより対応可能であるが、実用可能なシステ
ムにする際には、システム周辺の温度変化の影響を受け
ないようにすること、種々のタイプのSHG素子にも対
応可能とすること、並びにコスト的には使用する温度制
御方法を簡便にし、また温度制御用駆動回路を単純かつ
小型化することが重要であり、従来のSHGレーザでは
これが困難であった。
【0008】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、薄膜抵抗加熱半導体レーザを一次光源として
用い、レーザ光の波長を任意に変えることができ、発振
強度を安定化することを可能にする温度制御型SHGレ
ーザを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)半導体レーザを一次光源とし、該
レーザ光の波長を半分にするSHG素子を用いたSHG
レーザにおいて、半導体レーザチップに加熱用薄膜抵抗
体を取り付け、該半導体レーザチップの温度を制御して
用いること、更には、(2)制御温度を変化させること
により、前記SHG素子より出射されるレーザ光の波長
を任意に変えることができること、或いは、(3)基本
波であるレーザ光を出射する薄膜抵抗加熱型の半導体レ
ーザと、該半導体レーザからの光がレンズ系を介して入
射側端面に集光され結合する有機非線形コアファイバ
と、該有機非線形コアファイバで発生した第2高調波か
ら基本波を除去するフィルタとから成ることを特徴とし
たものである。
【0010】
【作用】前記SHGレーザの特徴として、400nm台の
波長のレーザ光を容易に得られることであり、さらに温
度制御型とすることにより、同一波長で出力強度を安定
させることができることである。また、逆に制御温度を
変化させることにより、10nm程度の波長範囲で任意の
波長のレーザ光を得ることも可能である。また、光ディ
スクや光磁気ディスクに代表される光記録システムの記
録密度を向上させるためには、超解像を利用するなど、
システムサイドでの改良もさることながら、光源に従来
よりも短波長のレーザを用いることが有用である。さら
に、本発明の素子では、温度制御が可能なことから、発
振波長及び発振強度を安定化させることができ、記録密
度の向上とともに記録雑音特性(C/N)も低減するこ
とが可能である。
【0011】
【実施例】図1は、本発明による温度制御型SHGレー
ザの一実施例を説明するための構成図で、薄膜抵抗体加
熱型GaAlAs系半導体レーザの構成図である。図中、
1は薄膜抵抗体、2は絶縁膜、3は半導体レーザチップ
である。基本構造としては、VSIS構造の半導体レー
ザチップ3の上端電極上に絶縁膜2を挟んで薄膜抵抗体
1を取り付けている。本実施例では、GaAlAs系VS
IS構造の半導体レーザチップ3は、液相エピタキシャ
ル(Liquid phase epitaxy)法を用いて作製した。次い
で、その上端P電極上部にSiO2絶縁膜2を反応性蒸着
法により形成した。
【0012】図2は、絶縁膜形成に使用した反応性蒸着
装置の構成図で、図中、11は排気系、12は真空チャ
ンバ、13は反応ガスボンベ、14は減圧弁、15はリ
ークバルブ、16はガスノズル、17は蒸発源、18は
ヒータ、19は基板である。
【0013】蒸着材料はSiOを用い、酸素ガスを反応
ガスとして使用した。蒸着時のチャンバ内圧力は、10
-5〜10-4Torr とし、基板温度は100〜300℃と
した。基板19は、前記MOCVD法により作製したレ
ーザチップウェハー上にフォトレジストにより絶縁膜パ
ターン形成したものを用いた。また、この時の蒸着レー
トは約4Å/sで、250秒の蒸着時間で膜厚0.1μm
の均一な絶縁膜を形成することができた。本実施例で
は、この絶縁膜としてSiO2薄膜を用いたが、この他、
窒化シリコン(Si34)や酸化アルミニウム(Al
23)などの誘電体薄膜を用いても支障はない。
【0014】上述のようにして形成した絶縁体薄膜の上
部に加熱用として抵抗体薄膜を真空蒸着法により形成し
た。抵抗加熱用として用いた材料はNi-Cr合金薄膜を
用いた。該Ni-Cr薄膜抵抗体の蒸着条件としては、真
空度10-6Torr で蒸着温度1600℃,基板温度200℃
蒸着速度は1Å/sとした。基板は上述のプロセスによ
り予めSiO2絶縁膜を形成したものを用い、フォトレジ
ストにより、そのSiO2絶縁膜の上部にパターン形成し
たものを用いた。
【0015】これにより、800秒の蒸着時間で膜厚8
00Åの均質なNi-Cr薄膜抵抗体を作製することがで
きた。Ni-Cr薄膜抵抗体の組成は、蒸着速度により大
きく変動する。すなわち、蒸着物質の加熱温度に大きく
依存するため、蒸着膜の組成を均質化するためには、蒸
着速度のバラツキを極力抑えることが重要である。ま
た、用いる薄膜抵抗体はNi-Crに限らず、窒化タンタ
ル薄膜抵抗体や金属皮膜抵抗体等の薄膜抵抗体を用いて
も支障はない。
【0016】図3は、上述のプロセスにて作製した薄膜
抵抗加熱型VSIS構造の半導体レーザの発振波長の素
子温度依存性を示す図である。素子温度は25℃から4
5℃まで変化させた時、発振波長は883nmから888
nmまでリニアに変化していることが分る。この時の変化
量は、約0.25nm/℃であった。また、第2高調波出
力の安定性を評価するため、光スペクトラムアナライザ
にて出力波長,出力強度特性を観察したところ、波長,
強度ともにふらつきはなく、安定であることが分った。
【0017】図4は、本発明による薄膜抵抗加熱型半導
体レーザを用いたSHGレーザの構成図で、図中、21
は薄膜抵抗体加熱型の半導体レーザ、22は有機非線形
コアファイバ、23はコリメートレンズ、24はファイ
バ結合用対物レンズ、25は出射光コリメート用円錐レ
ンズ、26は基本波吸収フィルタ、27は基本波、28
は第2高調波である。基本構成としては、SHG素子に
有機非線形コアファイバを用いたチェレンコフ位相整合
型ファイバSHGレーザである。
【0018】薄膜抵抗体加熱型の半導体レーザ21から
発振された基本波27は、コリメートレンズ23,ファ
イバ結合用対物レンズ24にて有機非線形コアファイバ
22の入射側端面に集光され結合し、コア内をシングル
モードで伝播する。この時、チェレンコフ放射モードに
より位相整合された第2高調波28が、クラドを伝播
し、有機非線形コアファイバ22の出射側端面より基本
波27とともに出射されてくる。
【0019】出射された基本波27,及び第2高調波2
8は、それぞれ出射光コリメート用円錐レンズ25によ
りコリメートされ、さらに基本波27は基本波吸収フィ
ルタ26により吸収除去され、素子外部には第2高調波
28だけが取り出される。この時、該SHGレーザの一
次光源としては、上述の通り薄膜抵抗体加熱型半導体レ
ーザ21を使用しているため、温度をコントロールする
ことにより、位相整合波長を最適化することができ、ま
た波長の外部温度による影響もなく安定で、かつ高効率
の波長変換を実現することができた。
【0020】このような構成により、本発明の温度制御
型SHGレーザが組み込まれたピックアップを光ディス
ク装置に組み込み、記録再生を行ったところ、従来の半
導体レーザ(780nm)で書込んだ場合に比べて、凡そ
4倍の情報を書込むことができた。なお、本発明では、
SHG素子としてファイバチェレンコフ型を用いたが、
これの他、バルク型,導波路型等のSHG素子にも適用
することが可能である。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による温度制御型SHGレーザは、従来の素子に比べて
ある一定の温度あるいは任意の温度に調節して用いるこ
とができるため、出力波長及び強度の安定性に優れ、ま
た逆に制御置度を変化させることにより、任意の波長が
必要なシステムにも用いることができる効果を有する。
また、薄膜抵抗加熱型の半導体レーザとしたことによ
り、ペルチェ等の外部温度制御用素子を必要とせず、小
型軽量で耐環境性に優れ、集光径の小さいピックアップ
素子を従来に比較して低コストで作製することが可能と
なる。さらに、薄膜抵抗加熱型の半導体レーザを一次光
源としたSHGレーザをピックアップに用いることによ
り、小型軽量で記録容量の大きい光ディスク装置の実現
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による薄膜抵抗加熱型半導体レーザの実
施例を説明するための構成図である。
【図2】本発明による反応性蒸着装置の構成図である。
【図3】本発明による発振波長の素子温度依存性を示す
図である。
【図4】本発明によるファイバチェレンコフ型SHGレ
ーザの構成図である。
【符号の説明】
1…薄膜抵抗体、2…絶縁体、3…半導体レーザチッ
プ、11…排気系、12…チャンバ、13…反応ガスボ
ンベ、14…減圧弁、15…リークバルブ、16…ガス
ノズル、17…蒸着源、18…ヒータ、19…基板、2
1…薄膜抵抗加熱型VSIS半導体レーザ、22…有機
コアファイバ、23…コリメートレンズ、24…結合用
対物レンズ、25…出射光コリメート用円錐レンズ、2
6…基本光吸収フィルタ、27…基本波、28…第2高
調波。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザを一次光源とし、該レーザ
    光の波長を半分にするSHG素子を用いたSHGレーザ
    において、半導体レーザチップに加熱用薄膜抵抗体を取
    り付け、該半導体レーザチップの温度を制御して用いる
    ことを特徴とする温度制御型SHGレーザ。
  2. 【請求項2】 制御温度を変化させることにより、前記
    SHG素子より出射されるレーザ光の波長を任意に変え
    ることができることを特徴とする請求項1記載の温度制
    御型SHGレーザ。
  3. 【請求項3】 基本波であるレーザ光を出射する薄膜抵
    抗加熱型の半導体レーザと、該半導体レーザからの光が
    レンズ系を介して入射側端面に集光され結合する有機非
    線形コアファイバと、該有機非線形コアファイバで発生
    した第2高調波から基本波を除去するフィルタとから成
    ることを特徴とする温度制御型SHGレーザ。
JP3126094A 1994-03-01 1994-03-01 温度制御型shgレーザ Pending JPH07240564A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3126094A JPH07240564A (ja) 1994-03-01 1994-03-01 温度制御型shgレーザ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3126094A JPH07240564A (ja) 1994-03-01 1994-03-01 温度制御型shgレーザ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07240564A true JPH07240564A (ja) 1995-09-12

Family

ID=12326384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3126094A Pending JPH07240564A (ja) 1994-03-01 1994-03-01 温度制御型shgレーザ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07240564A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7187701B2 (en) 2003-04-30 2007-03-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ridge waveguide semiconductor laser
JP2016054168A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 住友電気工業株式会社 半導体素子及び半導体素子の製造方法
US10673446B2 (en) 2018-03-27 2020-06-02 Seiko Epson Corporation Atomic oscillator and frequency signal generation system
US10756513B2 (en) 2018-03-27 2020-08-25 Seiko Epson Corporation Atomic oscillator and frequency signal generation system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7187701B2 (en) 2003-04-30 2007-03-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ridge waveguide semiconductor laser
JP2016054168A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 住友電気工業株式会社 半導体素子及び半導体素子の製造方法
US10673446B2 (en) 2018-03-27 2020-06-02 Seiko Epson Corporation Atomic oscillator and frequency signal generation system
US10756513B2 (en) 2018-03-27 2020-08-25 Seiko Epson Corporation Atomic oscillator and frequency signal generation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6069904A (en) Optical apparatus and method for producing the same
KR100283829B1 (ko) 광소자, 레이저 광원 및 레이저 장치와 광소자의 제조방법
US6845121B2 (en) Optical isolator apparatus and methods
US7236674B2 (en) Optical waveguide device, coherent light source using the same and optical apparatus having the same
JPS6226885A (ja) 半導体レ−ザ−
US5049762A (en) Optical wavelength converter system
JPH07240564A (ja) 温度制御型shgレーザ
EP0625811B1 (en) A short wavelength light source apparatus
JP3156444B2 (ja) 短波長レーザ光源およびその製造方法
US5960259A (en) Optical apparatus and method for producing the same
JP2002303904A (ja) 光波長変換装置およびその調整方法
US6831342B2 (en) Optical device for converting incident light into a second harmonic
JP2019186446A (ja) 半導体光素子
JP3971342B2 (ja) レーザ光源およびレーザ投射装置
JP2000261089A (ja) 半導体レーザー
JP2001311974A (ja) 波長変換素子、波長変換素子の製造方法、及び波長変換モジュール
JP4156644B2 (ja) レーザ装置
JP3146653B2 (ja) 光情報処理装置
JP3884403B2 (ja) レーザ装置
JP2004157504A (ja) レーザ装置
JPH04330795A (ja) 半導体レーザ光源
JPH0528915B2 (ja)
JP2003043536A (ja) コヒーレント光源及び光学装置
JPH06308557A (ja) 改良した高調波発生装置
JP2004094199A (ja) レーザ装置