JPH07261214A - 波長変換装置 - Google Patents
波長変換装置Info
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- JPH07261214A JPH07261214A JP4728194A JP4728194A JPH07261214A JP H07261214 A JPH07261214 A JP H07261214A JP 4728194 A JP4728194 A JP 4728194A JP 4728194 A JP4728194 A JP 4728194A JP H07261214 A JPH07261214 A JP H07261214A
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- waveguide
- wavelength conversion
- conversion device
- harmonic
- bragg reflection
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハイパワーの基本波を注入でき、さらには位
相整合条件の調整を機械的に行えるＱＰＭ−ＳＨＧ素子
を提供する。 【構成】 基板と、基板上に形成されかつ各々互いに異
なる屈折率を有する２つの薄膜を交互に周期的に積層し
た多層群からなる分布型ブラッグ反射層と、分布型ブラ
ッグ反射層上に形成されたクラッド層と、クラッド層上
に形成されかつ、基本波を受光する入射側面及び第２高
調波を出射する出力端面を有しかつ、伸長方向に非線形
光学係数の変化部分を周期的に有する非線形グレーティ
ング位相整合型の導波路とからなる。
相整合条件の調整を機械的に行えるＱＰＭ−ＳＨＧ素子
を提供する。 【構成】 基板と、基板上に形成されかつ各々互いに異
なる屈折率を有する２つの薄膜を交互に周期的に積層し
た多層群からなる分布型ブラッグ反射層と、分布型ブラ
ッグ反射層上に形成されたクラッド層と、クラッド層上
に形成されかつ、基本波を受光する入射側面及び第２高
調波を出射する出力端面を有しかつ、伸長方向に非線形
光学係数の変化部分を周期的に有する非線形グレーティ
ング位相整合型の導波路とからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第２高調波発生(Secon
d Harmonic Generation:SHG）を利用した非線形光学結
晶の導波路を有する波長変換装置に関し、特に、伸長方
向に非線形光学係数の周期的変化構造を有する導波路に
垂直上方から基本波を注入し第２高調波を生ぜしめる波
長変換素子に関する。
d Harmonic Generation:SHG）を利用した非線形光学結
晶の導波路を有する波長変換装置に関し、特に、伸長方
向に非線形光学係数の周期的変化構造を有する導波路に
垂直上方から基本波を注入し第２高調波を生ぜしめる波
長変換素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、IEEE"JORMAL OF QUANTUM ELECT
RONICS Vol.27,No6,1991,pp1520-1530で表面垂直放射型
波長変換素子が提案されているが、この素子では、高調
波は導波路表面から発生するのでストリーク状のビーム
となり、光ディスクの光源などへの応用を考えると集光
性が問題となる。また、導波路型素子一般についていえ
ることだが、基本波を導波路へ結合させるため、バルク
結晶を用いた場合に比べ、結合損失が大きい。
RONICS Vol.27,No6,1991,pp1520-1530で表面垂直放射型
波長変換素子が提案されているが、この素子では、高調
波は導波路表面から発生するのでストリーク状のビーム
となり、光ディスクの光源などへの応用を考えると集光
性が問題となる。また、導波路型素子一般についていえ
ることだが、基本波を導波路へ結合させるため、バルク
結晶を用いた場合に比べ、結合損失が大きい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の目的
は、面放射型波長変換素子の原理を応用して発生する第
２高調波が通常の楕円形のファーフィールドパターンを
持ち、また、通常の導波路型のような基本波の結合損失
がなく、さらに、位相整合条件を基本波波長を変化させ
ることなく探し出せる波長変換装置を提供することにあ
る。
は、面放射型波長変換素子の原理を応用して発生する第
２高調波が通常の楕円形のファーフィールドパターンを
持ち、また、通常の導波路型のような基本波の結合損失
がなく、さらに、位相整合条件を基本波波長を変化させ
ることなく探し出せる波長変換装置を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の波長変換装置
は、基板と、前記基板上に形成されかつ、各々互いに異
なる屈折率を有する２つの薄膜を交互に周期的に積層し
た多層群からなる分布型ブラッグ反射層と、前記分布型
ブラッグ反射層上に形成されたクラッド層と、前記クラ
ッド層上に形成されかつ、基本波が入射する入射上面及
び第２高調波を出射する出力端面を有しかつ、伸長方向
に非線形光学係数の変化部分を周期的に有する非線形グ
レーティング位相整合型の導波路とからなることを特徴
とする。
は、基板と、前記基板上に形成されかつ、各々互いに異
なる屈折率を有する２つの薄膜を交互に周期的に積層し
た多層群からなる分布型ブラッグ反射層と、前記分布型
ブラッグ反射層上に形成されたクラッド層と、前記クラ
ッド層上に形成されかつ、基本波が入射する入射上面及
び第２高調波を出射する出力端面を有しかつ、伸長方向
に非線形光学係数の変化部分を周期的に有する非線形グ
レーティング位相整合型の導波路とからなることを特徴
とする。
【０００５】
【作用】本発明によれば、導波路上からの入射基本波
と、導波路反対側に配置された分布型ブラッグ反射層
（Distributed Bragg Reflector:DBR）からの反射光
と、で生じた定在波で導波路内に非線形分極を励起し、
第２高調波を導波路伸長方向へ出射する、高効率な波長
変換装置が得られる。
と、導波路反対側に配置された分布型ブラッグ反射層
（Distributed Bragg Reflector:DBR）からの反射光
と、で生じた定在波で導波路内に非線形分極を励起し、
第２高調波を導波路伸長方向へ出射する、高効率な波長
変換装置が得られる。
【０００６】
【実施例】以下に、図を参照しつつ本発明による実施例
を説明する。図１に示すように、本実施例の波長変換装
置１０は、基板１１と、分布型ブラッグ反射層１２と、
クラッド層１３と、導波路１４とからなる。基板１１に
は、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）及びガリウムヒ素
アルミニウム（ＧａＡｓＡｌ）等のIII−Ｖ族の半導体
化合物若しくはII-VI族半導体化合物を用いる。ここで
は立方晶系ＧａＡｓの面指数（001）の結晶基板が用い
られる。なお、半導体化合物のほか、ニオブ酸リチウム
(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)等の強誘電体結
晶で素子を作成してもよい。
を説明する。図１に示すように、本実施例の波長変換装
置１０は、基板１１と、分布型ブラッグ反射層１２と、
クラッド層１３と、導波路１４とからなる。基板１１に
は、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）及びガリウムヒ素
アルミニウム（ＧａＡｓＡｌ）等のIII−Ｖ族の半導体
化合物若しくはII-VI族半導体化合物を用いる。ここで
は立方晶系ＧａＡｓの面指数（001）の結晶基板が用い
られる。なお、半導体化合物のほか、ニオブ酸リチウム
(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)等の強誘電体結
晶で素子を作成してもよい。
【０００７】基板１１上に形成された分布型ブラッグ反
射層１２（ＤＢＲ）は、各々互いに異なる屈折率を有す
る２つの薄膜を交互に周期的に積層した多層群からな
る。その互いに隣あう単層１２ａ及び１２ｂは、ＭＢＥ
やＭＯＣＶＤ法により成層されたエピタキシャル層のＧ
ａＡｓ及びＡｌＡｓの組で用いられる。また、ＡｌxＧ
ａ1-xＡｓで原子比ｘを変えて（０≦ｘ≦１）交互に周
期的に積層した多層としてもよい。
射層１２（ＤＢＲ）は、各々互いに異なる屈折率を有す
る２つの薄膜を交互に周期的に積層した多層群からな
る。その互いに隣あう単層１２ａ及び１２ｂは、ＭＢＥ
やＭＯＣＶＤ法により成層されたエピタキシャル層のＧ
ａＡｓ及びＡｌＡｓの組で用いられる。また、ＡｌxＧ
ａ1-xＡｓで原子比ｘを変えて（０≦ｘ≦１）交互に周
期的に積層した多層としてもよい。
【０００８】分布型ブラッグ反射層上に形成されたクラ
ッド層１３は、ＧａＡｓより屈折率が低くなるＡｌＡｓ
エピタキシャル層である。クラッド層１３上に形成され
た非線形グレーティング位相整合型の導波路１４は、そ
の伸長方向に非線形光学係数の変化部分１４ａ及び１４
ｂを周期的に有しており、基本波が入射する（001）の
入射上面１５ａ及び第２高調波を出射する出力端面１５
ｂを有している。非線形グレーティング位相整合型の導
波路１４は、ＬＰＥ(Liquid Phase Epitaxy)やＭＢＥや
ＭＯＣＶＤ法及びフォトリソグラフィー法により形成さ
れたエピタキシャル層のＧａＡｓ部分１４ａ及びＡｌＡ
ｓ部分１４ｂからなる。また、導波路１４は、ＡｌxＧ
ａ1-xＡｓで原子比ｘを変えて（０≦ｘ≦１）交互に周
期的に形成したグレーティングでもよい。
ッド層１３は、ＧａＡｓより屈折率が低くなるＡｌＡｓ
エピタキシャル層である。クラッド層１３上に形成され
た非線形グレーティング位相整合型の導波路１４は、そ
の伸長方向に非線形光学係数の変化部分１４ａ及び１４
ｂを周期的に有しており、基本波が入射する（001）の
入射上面１５ａ及び第２高調波を出射する出力端面１５
ｂを有している。非線形グレーティング位相整合型の導
波路１４は、ＬＰＥ(Liquid Phase Epitaxy)やＭＢＥや
ＭＯＣＶＤ法及びフォトリソグラフィー法により形成さ
れたエピタキシャル層のＧａＡｓ部分１４ａ及びＡｌＡ
ｓ部分１４ｂからなる。また、導波路１４は、ＡｌxＧ
ａ1-xＡｓで原子比ｘを変えて（０≦ｘ≦１）交互に周
期的に形成したグレーティングでもよい。
【０００９】導波路１４の伸長方向に対して垂直若しく
は平行な偏光方向を有する基本波がシリンドリカルレン
ズ２１を介して導波路の伸長方向に沿って入射上面１５
ａ全面へ入射されたとき、この基本波とＤＢＲ１２から
反射され導波路へ戻った基本波との非線形光学効果によ
って、基本波の電界方向に垂直な方向(結晶軸k)に分極
を生ぜしめ、位相整合条件が満たされる導波路の伸長方
向に進行する第２高調波が発生する。この第２高調波は
導波路の周期的変化部分１４ａ及び１４ｂ（非線形グレ
ーティング）で位相整合される。
は平行な偏光方向を有する基本波がシリンドリカルレン
ズ２１を介して導波路の伸長方向に沿って入射上面１５
ａ全面へ入射されたとき、この基本波とＤＢＲ１２から
反射され導波路へ戻った基本波との非線形光学効果によ
って、基本波の電界方向に垂直な方向(結晶軸k)に分極
を生ぜしめ、位相整合条件が満たされる導波路の伸長方
向に進行する第２高調波が発生する。この第２高調波は
導波路の周期的変化部分１４ａ及び１４ｂ（非線形グレ
ーティング）で位相整合される。
【００１０】さらに、導波路１４及びその製造方法につ
いて詳述する。 （導波路）図２に、ＧａＡｓ部分１４ａの立方晶系４３
ｍ結晶の結晶軸（結晶軸ｉ，ｊ，ｋ）を示す。ここで
は、導波路の伸長方向が（110）面の法線方向に一致
し、結晶軸ｋの方向が入射上面に垂直な深さ方向をと
る。かかるＧａＡｓ部分１４ａの結晶の２次非線形光学
定数は３階テンソルで表されるので、２次の非線形分極
Ｐは次式（１）で示される。
いて詳述する。 （導波路）図２に、ＧａＡｓ部分１４ａの立方晶系４３
ｍ結晶の結晶軸（結晶軸ｉ，ｊ，ｋ）を示す。ここで
は、導波路の伸長方向が（110）面の法線方向に一致
し、結晶軸ｋの方向が入射上面に垂直な深さ方向をと
る。かかるＧａＡｓ部分１４ａの結晶の２次非線形光学
定数は３階テンソルで表されるので、２次の非線形分極
Ｐは次式（１）で示される。
【００１１】
【数１】
【００１２】式中、Ｐi，Ｐj，Ｐkはｉ，ｊ，ｋ軸方向
の分極成分を、ｄ14，ｄ25，ｄ36は２次の非線形光学定
数テンソル成分(ｄ14=ｄ25=ｄ36=ｄ)を、Ｅi，Ｅj，Ｅk
はｉ，ｊ，ｋ軸方向の基本波の電界成分を示す。図１に
示すように、基本波は幅Ｗ及び作用長Ｌで導波路入射上
面１５ａ全面に垂直に入射されているので、第２高調波
は位相整合条件をみたす所の幅Ｗ、深さＤの該導波路に
閉じ込められる。なお、導波路中第２高調波の吸収（損
失）がないものと仮定する。
の分極成分を、ｄ14，ｄ25，ｄ36は２次の非線形光学定
数テンソル成分(ｄ14=ｄ25=ｄ36=ｄ)を、Ｅi，Ｅj，Ｅk
はｉ，ｊ，ｋ軸方向の基本波の電界成分を示す。図１に
示すように、基本波は幅Ｗ及び作用長Ｌで導波路入射上
面１５ａ全面に垂直に入射されているので、第２高調波
は位相整合条件をみたす所の幅Ｗ、深さＤの該導波路に
閉じ込められる。なお、導波路中第２高調波の吸収（損
失）がないものと仮定する。
【００１３】上記（１）式から非線形分極成分Ｐkを生
ぜしめるためには、電界Ｅi，Ｅj成分の基本波を励振す
る必要がある。基本波は導波路入射上面１５ａに対して
垂直上から下へ（ｘ方向）に進行する平面波（電界
Ｅ+）、ＤＢＲで反射した基本波は下から上へに進行す
る平面波（電界Ｅ-）であるから、ωを角周波数、ｔを
時間、ｋを基本波の伝播定数（ｋ＝ｎ（２π／λ）
（λ：基本波の波長，ｎ：基本波に対する等価屈折
率））とすると下記（２），（３）式によって示され
る。
ぜしめるためには、電界Ｅi，Ｅj成分の基本波を励振す
る必要がある。基本波は導波路入射上面１５ａに対して
垂直上から下へ（ｘ方向）に進行する平面波（電界
Ｅ+）、ＤＢＲで反射した基本波は下から上へに進行す
る平面波（電界Ｅ-）であるから、ωを角周波数、ｔを
時間、ｋを基本波の伝播定数（ｋ＝ｎ（２π／λ）
（λ：基本波の波長，ｎ：基本波に対する等価屈折
率））とすると下記（２），（３）式によって示され
る。
【００１４】
【数２】
【００１５】また、これら電界を用いて基板結晶のｉ，
ｊ軸方向における基本波の電界は次の（４），（５）式
で示される。
ｊ軸方向における基本波の電界は次の（４），（５）式
で示される。
【００１６】
【数３】
【００１７】よって、上記（１）式におけるＰkは、
（２）〜（５）式から、ここで角周波数２ωで振動し、
垂直方向において衝突する成分を選ぶと、次式（７）の
ように表される。よって、非線形分極成分Ｐkの実数部
は（７）式で得られる。
（２）〜（５）式から、ここで角周波数２ωで振動し、
垂直方向において衝突する成分を選ぶと、次式（７）の
ように表される。よって、非線形分極成分Ｐkの実数部
は（７）式で得られる。
【００１８】
【数４】
【００１９】このように、第２高調波の偏光は進行方向
に対して垂直である。よって、第２高調波の電界と非線
形分極の成分は平行とし、導波路に沿って第２高調波を
出力するためには、導波路伸長方向に対して垂直な成分
を持つ非線形分極を励起する必要があり、非線形分極は
ｘ方向の成分を有することが分かる（Ｐk＝Ｐx）。ここ
で、励起された第２高調波ＥSHは、ｘ方向に偏光（電界
方向）を有しｚ方向へ伝搬する平面波であるから、次
（８）式にて示される。
に対して垂直である。よって、第２高調波の電界と非線
形分極の成分は平行とし、導波路に沿って第２高調波を
出力するためには、導波路伸長方向に対して垂直な成分
を持つ非線形分極を励起する必要があり、非線形分極は
ｘ方向の成分を有することが分かる（Ｐk＝Ｐx）。ここ
で、励起された第２高調波ＥSHは、ｘ方向に偏光（電界
方向）を有しｚ方向へ伝搬する平面波であるから、次
（８）式にて示される。
【００２０】
【数５】
【００２１】但し、ｋSHは第２高調波の伝播定数（ｋSH
＝ｎSH（２π／λSH）（λSH：第２高調波の波長，
ｎSH：第２高調波に対する等価屈折率）を示す。よっ
て、（７）及び（８）式を使って次（９）式のマックス
ウェル方程式を解くと、
＝ｎSH（２π／λSH）（λSH：第２高調波の波長，
ｎSH：第２高調波に対する等価屈折率）を示す。よっ
て、（７）及び（８）式を使って次（９）式のマックス
ウェル方程式を解くと、
【００２２】
【数６】
【００２３】導波路１４は周期的変化部分１４ａ及び１
４ｂ（非線形グレーティング）を有するので、Ｋをグレ
ーティングベクトル、Λをグレーティング周期として
（Ｋ＝２π／Λ）、(10)式中の非線形光学定数ｄはｚ方
向の周期関数の(11)式で示される。
４ｂ（非線形グレーティング）を有するので、Ｋをグレ
ーティングベクトル、Λをグレーティング周期として
（Ｋ＝２π／Λ）、(10)式中の非線形光学定数ｄはｚ方
向の周期関数の(11)式で示される。
【００２４】
【数７】 ｄ（ｚ）＝ｄeff ｅｘｐ{−ｉＫｚ｝ (11) 第２高調波のパワーは次(14)式にて示される。
【００２５】
【数８】
【００２６】(14)式より第２高調波のパワーは周期関数
となっていることから、位相整合条件ｋSH−Ｋ＝０を満
すようにグレーティング周期Λを設定すればよい。非線
形光学定数の変化部分が異なる２つの部分１４ａ，１４
ｂで交互にグレーティングを形成する場合は次(16)式を
満すように周期Λを設定すればよい。（但し、ｎSHａを
変化部分１４ａの第２高調波に対する屈折率、ｎSHｂを
変化部分１４ｂの第２高調波に対する屈折率とする。）
となっていることから、位相整合条件ｋSH−Ｋ＝０を満
すようにグレーティング周期Λを設定すればよい。非線
形光学定数の変化部分が異なる２つの部分１４ａ，１４
ｂで交互にグレーティングを形成する場合は次(16)式を
満すように周期Λを設定すればよい。（但し、ｎSHａを
変化部分１４ａの第２高調波に対する屈折率、ｎSHｂを
変化部分１４ｂの第２高調波に対する屈折率とする。）
【００２７】
【数９】
【００２８】第２の実施例としては、図３に示すよう
に、上記第１の実施例の導波路１４上に形成された第２
クラッド層２５と、第２クラッド層上に形成され各々互
いに異なる屈折率を有する２つの薄膜２６ａ，２６ｂを
交互に周期的に積層した多層群からなる第２ＤＢＲ２６
とを有する波長変換装置３０がある。図１に示すグレー
ティング結合長Ｔの長さの設定により、反射率の大きさ
を設定できまた、ＤＢＲの約100％までの反射率が達成
される。
に、上記第１の実施例の導波路１４上に形成された第２
クラッド層２５と、第２クラッド層上に形成され各々互
いに異なる屈折率を有する２つの薄膜２６ａ，２６ｂを
交互に周期的に積層した多層群からなる第２ＤＢＲ２６
とを有する波長変換装置３０がある。図１に示すグレー
ティング結合長Ｔの長さの設定により、反射率の大きさ
を設定できまた、ＤＢＲの約100％までの反射率が達成
される。
【００２９】両ＤＢＲ１２，２６の反射率を９９％近い
高反射率にすれば共振条件が満たされるときＰは100倍
近くになる。従って変換効率は10000倍近く改善される
ことになり、ミリワットオーダーの第２高調波を得るこ
とができる。両ＤＢＲで基本波を反射させ導波路１４内
で定在波を発生させることにより、非線形分極波が励起
され第２高調波が放射される。さらにこの波長変換装置
の特徴としては、装置を導波路の水平面内（結晶軸ｋ周
り）で回転させることにより、位相整合条件を満たすグ
レーティングピット１４を簡単にさがすことができる。
高反射率にすれば共振条件が満たされるときＰは100倍
近くになる。従って変換効率は10000倍近く改善される
ことになり、ミリワットオーダーの第２高調波を得るこ
とができる。両ＤＢＲで基本波を反射させ導波路１４内
で定在波を発生させることにより、非線形分極波が励起
され第２高調波が放射される。さらにこの波長変換装置
の特徴としては、装置を導波路の水平面内（結晶軸ｋ周
り）で回転させることにより、位相整合条件を満たすグ
レーティングピット１４を簡単にさがすことができる。
【００３０】例えば、基本波λ＝1.064μmの光を導波路
側面上から垂直に入射させて、第２高調波λ＝532nmを
得る場合、上記のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ導波路ｎSH＝
3.3，ｎ＝3.0では、ｄeff＝５０Ｐｍ／ｖ及びＤ＝Ｗ＝
３μｍとすれば、第２高調波の出力はＰSH［Ｗ］＝2.2
×１０-6［Ｗ-1］×Ｐ+［Ｗ］×Ｐ-［Ｗ］となり、Ｐ+
＝Ｐ-＝１Ｗで２μＷの出力が得られる。 （波長変換装置の製造）波長変換装置の作製プロセスを
図４に示す。
側面上から垂直に入射させて、第２高調波λ＝532nmを
得る場合、上記のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ導波路ｎSH＝
3.3，ｎ＝3.0では、ｄeff＝５０Ｐｍ／ｖ及びＤ＝Ｗ＝
３μｍとすれば、第２高調波の出力はＰSH［Ｗ］＝2.2
×１０-6［Ｗ-1］×Ｐ+［Ｗ］×Ｐ-［Ｗ］となり、Ｐ+
＝Ｐ-＝１Ｗで２μＷの出力が得られる。 （波長変換装置の製造）波長変換装置の作製プロセスを
図４に示す。
【００３１】基板１１は４３ｍ族の半導体化合物に限ら
ず、強誘電体の有機化合物でもよい。すなわち、非線形
分極波面成分を導波方向に対して垂直になるように結晶
軸を選んでやればよい。そこで、基板１１が(001)Ｇａ
Ａｓ結晶である例を示す。まず、(001)ＧａＡｓ基板１
１上にＭＢＥやＭＯＣＶＤ法により、ＡｌＡｓ層及びＧ
ａＡｓ層からなるＤＢＲ１２、ＡｌＡｓからなるクラッ
ド層１３を順次積層する（図４ａ）。
ず、強誘電体の有機化合物でもよい。すなわち、非線形
分極波面成分を導波方向に対して垂直になるように結晶
軸を選んでやればよい。そこで、基板１１が(001)Ｇａ
Ａｓ結晶である例を示す。まず、(001)ＧａＡｓ基板１
１上にＭＢＥやＭＯＣＶＤ法により、ＡｌＡｓ層及びＧ
ａＡｓ層からなるＤＢＲ１２、ＡｌＡｓからなるクラッ
ド層１３を順次積層する（図４ａ）。
【００３２】次に、導波路をグレーティング構造にする
ため、レジストをＧａＡｓ導波路１４ａ上に形成し、二
光束干渉法で所定Λ＝λSH／ｎSHの周期を満たすように
露光する。現像すれば導波路１４ａ上にレジストパター
ンが得られる（図４ｂ）。例えばλSH＝500nmでｎSH＝
3.5とすれば該パターンはΛ＝143nmである。次に、ドラ
イエッチングにより導波路１４ａをクラッド層１３の上
面まで切削する（図４ｃ）。
ため、レジストをＧａＡｓ導波路１４ａ上に形成し、二
光束干渉法で所定Λ＝λSH／ｎSHの周期を満たすように
露光する。現像すれば導波路１４ａ上にレジストパター
ンが得られる（図４ｂ）。例えばλSH＝500nmでｎSH＝
3.5とすれば該パターンはΛ＝143nmである。次に、ドラ
イエッチングにより導波路１４ａをクラッド層１３の上
面まで切削する（図４ｃ）。
【００３３】次に、レジストパターン除去後ＬＰＥによ
りＡｌＧａＡｓを変化部分１４ｂとして切削部に成長さ
せる（図４ｄ）。このようにして、幅Ｗ、深さＤ及び作
用長Ｌのグレーティング導波路を有する第１の実施例の
光波長変換装置が得られる。さらに、第２の実施例の光
波長変換装置を得るためには、第１の実施例の装置のグ
レーティング導波路１４ａ，１４ｂ上に対向するＤＢＲ
を形成することもできる。すなわち、そのグレーティン
グ導波路上にクラッド層２５を形成して、その上にＭＢ
Ｅ又はＭＯＣＶＤにより順次ＤＢＲ２６を形成すれば第
２の実施例が得られる（図４ｅ）。
りＡｌＧａＡｓを変化部分１４ｂとして切削部に成長さ
せる（図４ｄ）。このようにして、幅Ｗ、深さＤ及び作
用長Ｌのグレーティング導波路を有する第１の実施例の
光波長変換装置が得られる。さらに、第２の実施例の光
波長変換装置を得るためには、第１の実施例の装置のグ
レーティング導波路１４ａ，１４ｂ上に対向するＤＢＲ
を形成することもできる。すなわち、そのグレーティン
グ導波路上にクラッド層２５を形成して、その上にＭＢ
Ｅ又はＭＯＣＶＤにより順次ＤＢＲ２６を形成すれば第
２の実施例が得られる（図４ｅ）。
【００３４】
【発明の効果】以上の如く、本発明の波長変換装置によ
れば、基本波を導波路上から入射させ、導波路下部には
基本波に対するＤＢＲを設けるので、導波路内で垂直方
向の定在波が発生し、導波路伸長方向を伝搬する第２高
調波が発生する。よって、発生する第２高調波は通常の
半導体レーザと同様のファーフィールドパターンとな
り、凸レンズで集光でき、更に厳しい位相整合条件はシ
リンドリカルレンズと素子との相対角度を変えるだけで
見つけられるような波長変換装置が得られる。
れば、基本波を導波路上から入射させ、導波路下部には
基本波に対するＤＢＲを設けるので、導波路内で垂直方
向の定在波が発生し、導波路伸長方向を伝搬する第２高
調波が発生する。よって、発生する第２高調波は通常の
半導体レーザと同様のファーフィールドパターンとな
り、凸レンズで集光でき、更に厳しい位相整合条件はシ
リンドリカルレンズと素子との相対角度を変えるだけで
見つけられるような波長変換装置が得られる。
【図１】本発明による実施例の波長変換装置の概略斜視
図である。
図である。
【図２】実施例の波長変換装置の導波路の結晶軸を説明
する概略斜視図である。
する概略斜視図である。
【図３】第２の実施例の波長変換装置の概略斜視図であ
る。
る。
【図４】本実施例の波長変換装置の製造行程における各
部材の概略断面図である。
部材の概略断面図である。
１１ 基板 １２ 分布型ブラッグ反射層（ＤＢＲ） １３ クラッド層 １４ 導波路 １５a 導波路入射上面 １５ｂ 導波路出射端面
Claims (3)
- 【請求項１】 基板と、 前記基板上に形成されかつ、各々互いに異なる屈折率を
有する２つの薄膜を交互に周期的に積層した多層群から
なる分布型ブラッグ反射層と、 前記分布型ブラッグ反射層上に形成されたクラッド層
と、 前記クラッド層上に形成されかつ、基本波が入射する入
射上面及び第２高調波を出射する出力端面を有しかつ、
伸長方向に非線形光学係数の変化部分を周期的に有する
非線形グレーティング位相整合型の導波路とからなるこ
とを特徴とする波長変換装置。 - 【請求項２】 前記非線形グレーティング位相整合型の
導波路は、III-V族若しくはII-VI族半導体化合物からな
る（001）結晶を有し、第２高調波の出射面が劈開面で
あることを特徴とする請求項１記載の波長変換装置。 - 【請求項３】 前記導波路上に形成された第２クラッド
層と、 前記第２クラッド層上に形成されかつ、各々互いに異な
る屈折率を有する２つの薄膜を交互に周期的に積層した
多層群からなる第２分布型ブラッグ反射層とを有するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の波長変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4728194A JPH07261214A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4728194A JPH07261214A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 波長変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07261214A true JPH07261214A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12770917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4728194A Pending JPH07261214A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07261214A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017062473A (ja) * | 2015-09-23 | 2017-03-30 | 富士通株式会社 | ブラッグ反射導波路を用いる高調波生成及び位相感応型増幅 |
| CN113866879A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-31 | 联合微电子中心有限责任公司 | 基于布拉格光栅的反射器及其制造方法、光电装置 |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP4728194A patent/JPH07261214A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017062473A (ja) * | 2015-09-23 | 2017-03-30 | 富士通株式会社 | ブラッグ反射導波路を用いる高調波生成及び位相感応型増幅 |
| CN113866879A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-31 | 联合微电子中心有限责任公司 | 基于布拉格光栅的反射器及其制造方法、光电装置 |
| CN113866879B (zh) * | 2021-10-18 | 2024-04-30 | 联合微电子中心有限责任公司 | 基于布拉格光栅的反射器及其制造方法、光电装置 |
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