KR100734831B1 - Wavelength conversion device using TM-mode laser diode and fabricating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초소형 레이저 컬러 디스플레이 용도의 청색 혹은 녹색 광원의 구현을 위해 레이저 다이오드와 QPM-SHG(Quasi Phase Matching-Second Harmonic Generation) 도파로 소자를 직접 부착하거나 평면 플랫폼 상에 부착하여 결합시킴에 있어서, 레이저 다이오드의 편광을 TM(Transverse Magnetic)-모드로 발진토록 하여 Z-컷(cut) 비선형 매질 기판을 이용한 QPM-SHG 도파로 소자와의 결합이 용이해지도록 한다.According to the present invention, a laser diode and a Qasi phase matching-second harmonic generation (QPM-SHG) waveguide device are directly attached to a blue or green light source for an ultra-small laser color display, or attached on a flat platform to combine The polarization of the diode is oscillated in TM (Transverse Magnetic) mode to facilitate coupling with the QPM-SHG waveguide device using a Z-cut nonlinear medium substrate.

Description

ＴＭ-모드 다이오드 레이저를 이용한 파장변환 광소자 및 그 제조 방법 {Wavelength conversion device using TM-mode laser diode and fabricating method thereof}Wavelength converting optical device using TM-mode diode laser and its manufacturing method {Wavelength conversion device using TM-mode laser diode and fabricating method

도 1a는 주기적으로 분극되어 QPM(Quasi Phase Matching) 방식으로 2차 조화파 발생(Second Harmonic Generation : SHG)이 가능한 QPM-SHG 도파로 소자의 도면이다. FIG. 1A is a diagram of a QPM-SHG waveguide device that is periodically polarized to enable second harmonic generation (SHG) in a quasi phase matching (QPM) method.

도 1b는 도 1a의 QPM-SHG 도파로 소자에 레이저 다이오드를 접착하여 제조한 파장변환 광소자의 도면이다. FIG. 1B is a view illustrating a wavelength conversion optical device manufactured by attaching a laser diode to the QPM-SHG waveguide device of FIG. 1A.

도 2는 QPM-SHG 도파로 소자와 레이저 다이오드를 평면 플랫폼 상에 부착하여 파장변환 광소자를 제조하는 방법을 도시한다.2 illustrates a method of fabricating a wavelength conversion optical device by attaching a QPM-SHG waveguide device and a laser diode on a planar platform.

도 3a는 종래 TE(Transverse Electric)-모드의 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 결합하는 제1 방법을 도시한다. 3A shows a first method of combining a conventional Transverse Electric (TE) -mode laser diode with a QPM-SHG waveguide device.

도 3b는 종래 TE-모드의 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 결합하는 제2 방법을 도시한다. 3B shows a second method of combining a conventional TE-mode laser diode with a QPM-SHG waveguide device.

도 4a는 도 3b와 같은 방법으로 파장변환 광소자를 제조할 때에 QPM-SHG 도파로 소자에 주기분극영역을 형성하는 제1 방법을 도시한다. FIG. 4A shows a first method of forming a periodic polarization region in a QPM-SHG waveguide device when manufacturing a wavelength conversion optical device in the same manner as in FIG. 3B.

도 4b는 도 3b와 같은 방법으로 파장변환 광소자를 제조할 때에 QPM-SHG 도 파로 소자에 주기분극영역을 형성하는 제2 방법을 도시한다. FIG. 4B shows a second method of forming a periodic polarization region in a QPM-SHG waveguide device when fabricating a wavelength conversion optical device in the same manner as in FIG. 3B.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 TM(Transverse Magnetic)-모드의 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 결합하여 제조한 파장변환 광소자의 도면이다. 5 is a view illustrating a wavelength conversion optical device manufactured by combining a laser diode of a TM (transverse magnetic) mode and a QPM-SHG waveguide device according to a first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 TM-모드의 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 결합하여 제조한 파장변환 광소자의 도면이다. 6 is a view illustrating a wavelength conversion optical device manufactured by combining a TM-mode laser diode and a QPM-SHG waveguide device according to a second embodiment of the present invention.

도 7은 도 5 및 도 6에서 TM-모드의 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로를 결합하는 방법을 도시한다. FIG. 7 illustrates a method of combining a QPM-SHG waveguide with a TM-mode laser diode in FIGS. 5 and 6.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101...QPM-SHG 도파로 소자 110...Z-컷 비선형 매질 기판101 ... QPM-SHG Waveguide Device 110 ... Z-Cut Nonlinear Medium Substrate

120...광도파로 130...주기분극영역120 ... waveguide 130 ... periodic polarization zone

150...가시광 160...TM-모드 레이저 다이오드150 ... Visible 160 ... TM-Mode Laser Diodes

170...파장변환 광소자 180...평면 플랫폼170 ... wavelength conversion optical element 180 ... plane platform

185...전극185 electrodes

본 발명은 초소형 레이저 컬러 디스플레이 구현을 위한 초소형 저전력 가시광 광원으로 이용될 수 있는 파장변환 광소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wavelength conversion optical device that can be used as an ultra-small low power visible light source for realizing an ultra-small laser color display, and a method of manufacturing the same.

도 1a는 주기적으로 분극되어 QPM(Quasi Phase Matching) 방식으로 2차 조화 파 발생(Second Harmonic Generation : SHG)이 가능한 QPM-SHG 도파로 소자(1)의 형상과 그 작용을 보여준다. FIG. 1A shows the shape and function of the QPM-SHG waveguide device 1 that is periodically polarized to enable Second Harmonic Generation (SHG) in a quasi phase matching (QPM) method.

도 1a를 참조하면, QPM-SHG 도파로 소자(1)는 비선형 매질 기판(10) 안에 광도파로(20)가 형성되어 있고, 광도파로(20)를 가로질러 주기적 분극을 일으킴으로써 광도파로(20)가 QPM 방식을 가지게 하는 주기분극영역(30)이 형성되어 있다. 적외선(40)이 광도파로(20)에 입사하게 되면, 광도파로(20)에서 QPM 방식으로 SHG가 일어나 가시광(50)으로 변환되어 나올 수 있다.Referring to FIG. 1A, in the QPM-SHG waveguide device 1, an optical waveguide 20 is formed in a nonlinear medium substrate 10, and the optical waveguide 20 is formed by causing periodic polarization across the optical waveguide 20. Periodic polarization region 30 is formed to have a QPM system. When the infrared ray 40 enters the optical waveguide 20, SHG may be generated in the optical waveguide 20 in a QPM manner and may be converted into visible light 50.

도 1b는 도 1a의 QPM-SHG 도파로 소자(1)에 레이저 다이오드(Laser Diode : LD)(60)를 접착하여 LD(60)의 파장이 가시광(50)으로 변환되어 출력되는 파장변환 광소자(70)의 기본 형태를 보여준다. FIG. 1B illustrates a wavelength conversion optical device in which a laser diode (LD) 60 is attached to the QPM-SHG waveguide device 1 of FIG. 1A and the wavelength of the LD 60 is converted into visible light 50 and output. 70 shows the basic form.

도 2는 도 1b의 보다 실재적인 형태로, LD(60)와 QPM-SHG 도파로 소자(1)를 실리콘 기판과 같은 평면 플랫폼(80) 상에 부착하는 것을 보여준다. 평면 플랫폼(80) 상에는 전극(85)이 형성되어 있다. 보편적으로 LD(60)의 발진 편광은 전기장이 평면 플랫폼(80)과 평행한 TE(Transverse Electric)-모드이어서 QPM-SHG 도파로 소자(1)를 결합할 때에는 각별한 주의가 필요하다. FIG. 2 shows, in the more practical form of FIG. 1B, attaching the LD 60 and QPM-SHG waveguide device 1 onto a planar platform 80 such as a silicon substrate. The electrode 85 is formed on the planar platform 80. In general, the oscillating polarization of the LD 60 is a Transverse Electric (TE) mode in which the electric field is parallel to the planar platform 80, so special care must be taken when coupling the QPM-SHG waveguide element 1.

가장 대표적인 QPM-SHG 매질인 LiNbO3(LN)을 비롯한 많은 비선형 매질은 Z-축(또는 c-axis) 방향으로 분극을 형성하게 되고 SHG 효과가 잘 나타나는 편광은 Z-축에 평행한 편광이 된다. 따라서 QPM-SHG 도파로 소자(1)의 비선형 매질 기판으로서 Z-축에 수직하게 잘려진 Z-컷(cut) 기판(10a)을 사용할 경우에는 도 3a와 같이 쿼츠 또는 폴리이미드(polyimide) 필름으로 형성된 반파장 플레이트(half-wave plate)(90) 등을 써서 편광을 수직으로 돌려주어야 한다. 그런데, 이러한 작업은 소자의 가격을 상승시킬 뿐 아니라 LD(60)와 QPM-SHG 도파로 소자(1)간의 간격(L)을 떨어뜨려서 추가의 광손실을 발생시킨다. Many nonlinear media, including the most representative QPM-SHG medium, LiNbO 3 (LN), form polarization in the Z-axis (or c-axis) direction, and the polarized light with the SHG effect is polarized parallel to the Z-axis. . Therefore, in the case of using the Z-cut substrate 10a cut perpendicular to the Z-axis as the nonlinear medium substrate of the QPM-SHG waveguide element 1, the half formed of quartz or polyimide film as shown in FIG. The polarization should be returned vertically using a half-wave plate 90 or the like. However, this operation not only raises the price of the device, but also causes additional light loss by lowering the distance L between the LD 60 and the QPM-SHG waveguide device 1.

다른 방법으로는 도 3b와 같이 비선형 매질 기판으로서 X-축 혹은 Y-축에 수직하게 잘려진 X-컷 또는 Y-컷 기판(10b)을 사용하고 여기에 Z-축으로 분극을 형성하는 것이 있다. 그런데, 도 3a에서와 같이 Z-컷 기판(10a)에 분극을 형성하는 경우는 기판 상하에 전극을 형성해서 전장을 가하면 되는 간단한 구조이지만, 도 3b에서와 같이 X-컷 또는 Y-컷 기판(10b)에 Z-축으로 분극을 형성하는 경우는 다음 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하는 바와 같이 복잡하다.Another method is to use an X-cut or Y-cut substrate 10b cut perpendicular to the X-axis or Y-axis as a non-linear medium substrate as shown in FIG. 3b, where the polarization is formed in the Z-axis. However, in the case where the polarization is formed on the Z-cut substrate 10a as shown in FIG. 3A, an electrode is formed above and below the substrate to apply an electric field, but as shown in FIG. 3B, the X-cut or Y-cut substrate ( The formation of polarization along the Z-axis in 10b) is complicated as described with reference to FIGS. 4A and 4B below.

먼저, 도 4a에 도시한 방법에서는 X-컷 또는 Y-컷 기판(10b) 상면에 전극(100)을 형성하여 전장을 가해 주기분극영역(30)을 형성하는데, 주기분극영역(30)의 깊이(d)를 1㎛ 이상으로 하기가 어려워서 LD(도 3b의 60)의 빛을 집광하기에 용이한 도파로 높이 3~4㎛에 크게 못 미치는 문제점이 있다. First, in the method illustrated in FIG. 4A, the electrode 100 is formed on the upper surface of the X-cut or Y-cut substrate 10b to apply the electric field to form the periodic polarization region 30. It is difficult to make (d) 1 micrometer or more, and there exists a problem that it is less than 3-4 micrometers of waveguide height which is easy to collect the light of LD (60 of FIG. 3B).

도 4b에 도시한 방법은 이러한 단점을 극복하기 위한 것으로, 도 4b를 참조하면, X-축 또는 Y-축에 대해 ??가 3도 가량 경사진 오프-액시스(off-axis) X-컷 또는 Y-컷 기판(10c) 상면 및 옆면에 전극(100')을 형성하여 주기분극영역(30)을 형성하는 것이다. 이 방법에 의하면 주기분극영역(30)의 깊이(d)를 2.5㎛ 정도로 형성할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에는 개별 소자별로 다이싱을 한 후에 분극을 형성해야 하므로 대량 생산이 어렵고 분극 위치와 도파로 위치를 일치시켜야 하 는 등의 문제가 있다.The method shown in FIG. 4B is intended to overcome this disadvantage. Referring to FIG. 4B, an off-axis X-cut or an inclined angle of about 3 degrees with respect to the X-axis or the Y-axis. The periodic polarization region 30 is formed by forming the electrode 100 'on the top and side surfaces of the Y-cut substrate 10c. According to this method, the depth d of the periodic polarization region 30 can be formed to about 2.5 μm. However, in this case, since the polarization must be formed after dicing for each element, mass production is difficult and there is a problem such that the polarization position and the waveguide position must be matched.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 SHG 효과가 잘 나타나고 대량 생산이 가능한 파장변환 광소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a wavelength conversion optical device and a method of manufacturing the same that can exhibit the SHG effect well and mass production.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 파장변환 광소자는 발진 편광이 TM 편광인 TM-모드 레이저 다이오드와 Z-축에 수직하게 잘려진 Z-컷 비선형 매질 기판에 주기분극영역을 형성한 QPM-SHG 도파로 소자가 결합되어 구성된 것이다.The wavelength conversion optical device according to the present invention for achieving the above technical problem is a TM-mode laser diode with oscillation polarization TM polarization and QPM-SHG formed a periodic polarization region on the Z-cut nonlinear medium substrate cut perpendicular to the Z-axis The waveguide device is combined.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 파장변환 광소자 제조 방법에서는, 발진 편광이 TM 편광인 TM-모드 레이저 다이오드와 Z-축에 수직하게 잘려진 Z-컷 비선형 매질 기판에 주기분극영역을 형성한 QPM-SHG 도파로 소자를 결합시킴으로써 파장변환 광소자를 제조한다. In the method of manufacturing a wavelength conversion optical device according to the present invention for achieving the above technical problem, a periodic polarization region is formed on a TM-mode laser diode whose oscillation polarization is TM polarization and a Z-cut nonlinear medium substrate cut perpendicular to the Z-axis. A wavelength conversion optical device is manufactured by combining a QPM-SHG waveguide device.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 파장변환 광소자 및 그 제조 방법에 관한 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of a wavelength conversion optical device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information.

(실시예)(Example)

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 TM-모드의 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 직접 결합하여 제조한 파장변환 광소자의 도면이다. 5 is a diagram of a wavelength conversion optical device manufactured by directly combining a TM-mode laser diode and a QPM-SHG waveguide device according to a first embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 파장변환 광소자(170)는 발진 편광이 TM 편광인 TM-모드 레이저 다이오드(160)와 Z-축에 수직하게 잘려진 Z-컷 비선형 매질 기판(110)에 주기분극영역(130)을 형성한 QPM-SHG 도파로 소자(101)가 직접 부착으로 결합되어 구성된 것이다. Referring to FIG. 5, the wavelength conversion optical device 170 according to the first embodiment of the present invention is a TM-mode laser diode 160 whose oscillation polarization is TM polarization and a Z-cut nonlinear medium cut perpendicular to the Z-axis. The QPM-SHG waveguide device 101 having the periodic polarization region 130 formed on the substrate 110 is directly bonded to each other.

도 5를 더 자세히 보면, QPM-SHG 도파로 소자(101)는 비선형 매질 기판(110) 안에 광도파로(120)가 형성되어 있고, 광도파로(120)를 가로질러 주기적 분극을 일으킴으로써 광도파로(120)가 QPM 방식을 가지게 하는 주기분극영역(130)이 형성되어 있다. QPM-SHG 도파로 소자(101)에는 TM-모드의 레이저 다이오드(160)가 직접 부착되어 있어, TM-모드 레이저 다이오드(160)의 파장이 광도파로(120)에 입사하게 되면, 광도파로(120)에서 QPM 방식으로 SHG가 일어나 가시광(150)으로 변환되어 나온다. 비선형 매질 기판(110)은 LiNbO3(LN) 혹은 MgO: LiNbO3(MgO: LN)일 수 있다. Referring to FIG. 5, the QPM-SHG waveguide device 101 has an optical waveguide 120 formed in a nonlinear medium substrate 110, and generates a periodic polarization across the optical waveguide 120 to generate an optical waveguide 120. The period polarization region 130 is formed to have a QPM system. The QPM-SHG waveguide element 101 is directly attached to the TM-mode laser diode 160. When the wavelength of the TM-mode laser diode 160 enters the optical waveguide 120, the optical waveguide 120 In the QPM method, SHG is generated and converted into visible light 150. The nonlinear medium substrate 110 may be LiNbO 3 (LN) or MgO: LiNbO 3 (MgO: LN).

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 TM-모드의 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 결합하여 제조한 파장변환 광소자의 도면이다. 6 is a view illustrating a wavelength conversion optical device manufactured by combining a TM-mode laser diode and a QPM-SHG waveguide device according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 보다 실재적인 형태로 볼 수 있으며, TM-모드 레이저 다이오드(160)와 QPM-SHG 도파로 소자(101)를 실리콘 기판과 같은 평면 플랫폼(180) 상에 부착하여 서로 결합시키는 것을 보여준다. 평면 플랫폼(180) 상에는 전극(185)이 형성되어 있다. FIG. 6 can be seen in the more realistic form of FIG. 5, wherein the TM-mode laser diode 160 and the QPM-SHG waveguide device 101 are attached to a planar platform 180, such as a silicon substrate, to couple to each other. Shows. The electrode 185 is formed on the planar platform 180.

도 7은 도 5 및 도 6에서 TM-모드의 레이저 다이오드(160)와 QPM-SHG 도파로 (101)를 결합하는 방법을 도시한다. FIG. 7 illustrates a method of combining the QPM-SHG waveguide 101 with the laser diode 160 in TM-mode in FIGS. 5 and 6.

종래에는 TE-모드의 레이저 다이오드를 사용하기 때문에 편광을 수직으로 돌리기 위한 반파장 플레이트 등을 사용하거나 Z-컷 기판 대신에 X-컷 기판을 사용해야 함에 따른 문제가 있다. 그러나, 본 발명에서는 QPM-SHG 도파로 소자(101)의 비선형 매질 기판(110)으로는 Z-컷 기판을 기본으로 여기에 주기분극영역(130)이 형성된 것을 사용하되, 레이저 다이오드(160)로서는 발진 편광이 TM 편광인 TM-모드 레이저 다이오드를 사용함으로써 TM-모드의 편광 상태를 그대로 이용하여 Z-컷 기판의 광도파로(120)에 입사시키는 것이다. 도 7에서와 같이, TM-모드 레이저 다이오드(160)와 Z-컷 비선형 매질 기판(110)을 이용함으로써 분극의 방향을 Z-축(또는 c-axis)에 평행한 방향으로 용이하게 맞출 수 있어 SHG 효과가 잘 나타날 수 있게 된다. 이와 같이 제작한 파장변환 광소자는 레이저 컬러 디스플레이 용도의 청색 혹은 녹색과 같은 초소형 가시광 광원으로 구현된다. Conventionally, since the TE-mode laser diode is used, there is a problem in that a half-wave plate or the like for turning the polarization vertically or an X-cut substrate is used instead of the Z-cut substrate. However, in the present invention, the non-linear medium substrate 110 of the QPM-SHG waveguide device 101 uses a periodic polarization region 130 formed thereon based on the Z-cut substrate, but the laser diode 160 oscillates. By using the TM-mode laser diode whose polarization is TM polarization, the polarization state of the TM-mode is used as it is to enter the optical waveguide 120 of the Z-cut substrate. As shown in FIG. 7, by using the TM-mode laser diode 160 and the Z-cut nonlinear medium substrate 110, the polarization direction can be easily aligned in a direction parallel to the Z-axis (or c-axis). SHG effect can be seen well. The wavelength conversion optical device manufactured as described above is implemented as a micro visible light source such as blue or green for laser color display.

이와 같이, 본 발명에서 레이저 다이오드(160)의 발진 편광을 TE-모드가 아닌 TM-모드로 하여 Z-컷 기판 분극에 맞추는 것이 특징이다. 앞에서도 언급한 바와 같이, 일반적으로 레이저 다이오드는 TE-모드에서 발진이 용이하나 선행논문(T. Tanbun-EK, et. al., "Measurements of the polarization dependent of the gain of strained multiple quantum well InGaAs-InP lasers",　IEEE Photonics Technology Letters, Vol.3, No.2, 103-105 (1991))에서와 같이 응력변형(strain)을 조절하면 TM-모드의 발진이 가능하며, LD 기술의 발달로 최근에는 TM-모드에서도 TE-모드에 버금가는 효율을 낼 수 있다. As described above, in the present invention, the oscillation polarization of the laser diode 160 is set in the TM-mode rather than the TE-mode, so that the polarization of the laser diode 160 is matched to the Z-cut substrate polarization. As mentioned earlier, laser diodes are generally easy to oscillate in TE-mode, but the preceding paper (T. Tanbun-EK, et. Al., "Measurements of the polarization dependent of the gain of strained multiple quantum well InGaAs-"). As in InP lasers ", Photo IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 3, No. 2, 103-105 (1991)), the strain can be controlled by oscillation of TM-mode. In the TM-mode, the efficiency is comparable to that of the TE-mode.

따라서 종래에 TE-모드의 레이저 다이오드(60)에 억지로 QPM-SHG 도파로 소자(1)를 맞추는 대신에 본 발명에서는 도 5 내지 도 7과 같이 TM-모드의 레이저 다이오드(160)와 Z-컷 기판(110)을 사용한 QPM-SHG 도파로 소자(101)를 결합하여 고효율의 초소형 가시광 광원을 제조할 수 있다. 이러한 방법으로 만들어진 초소형 고효율 가시광 레이저 광원은 초소형 저전력 레이저 디스플레이 등에 응용이 가능하다. Thus, instead of forcing the QPM-SHG waveguide device 1 to be forced to the TE-mode laser diode 60, the present invention uses the TM-mode laser diode 160 and the Z-cut substrate as shown in FIGS. By combining the QPM-SHG waveguide device 101 using the (110), it is possible to manufacture a highly efficient small visible light source. The ultra-high efficiency visible light laser light source made by this method is applicable to the ultra-low power laser display.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다. As mentioned above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious.

본 발명에서는 분극 위치와 도파로 위치를 일치시킬 필요가 없이 초소형 고효율 가시광 레이저 광원을 제조할 수 있어 대량 생산이 가능하다. 레이저 다이오드의 발진 편광은 TM 편광으로 하여 SHG 효율을 높일 수 있다. 이러한 방법으로 제조된 초소형 고효율 가시광 레이저 광원은 초소형 저전력 레이저 디스플레이 등에 응용이 가능하다.In the present invention, it is possible to manufacture a very small high efficiency visible light laser light source without having to match the polarization position and the waveguide position, thereby enabling mass production. The oscillation polarization of the laser diode can be TM polarization to increase the SHG efficiency. The ultra-high efficiency visible light laser light source manufactured in this way is applicable to the ultra-low power laser display.

Claims (4)

레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 결합시킨 파장변환 광소자에 있어서, In a wavelength conversion optical device combining a laser diode and a QPM-SHG waveguide device, 상기 레이저 다이오드는 발진 편광이 TM 편광인 TM-모드 레이저 다이오드이고,The laser diode is a TM-mode laser diode with an oscillating polarization of TM polarization, 상기 QPM-SHG 도파로 소자는 Z-축에 수직하게 잘려진 Z-컷 비선형 매질 기판에 주기분극영역을 형성한 QPM-SHG 도파로 소자인 것을 특징으로 하는 파장변환 광소자. And the QPM-SHG waveguide device is a QPM-SHG waveguide device in which a periodic polarization region is formed on a Z-cut nonlinear medium substrate cut perpendicular to the Z-axis. 제1항에 있어서, 상기 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자는 평면 플랫폼 상에 부착되어 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 파장변환 광소자.The wavelength conversion optical device of claim 1, wherein the laser diode and the QPM-SHG waveguide device are attached to and coupled to a planar platform. 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 결합시켜 파장변환 광소자를 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a wavelength conversion optical device by combining a laser diode and a QPM-SHG waveguide device, 상기 레이저 다이오드로는 발진 편광이 TM 편광인 TM-모드 레이저 다이오드를 이용하고, As the laser diode, a TM-mode laser diode whose oscillation polarization is TM polarization is used. 상기 QPM-SHG 도파로 소자로는 Z-축에 수직하게 잘려진 Z-컷 비선형 매질 기판에 주기분극영역을 형성한 QPM-SHG 도파로 소자를 이용하는 것을 특징으로 하는 파장변환 광소자 제조 방법.And a QPM-SHG waveguide device in which a periodic polarization region is formed on a Z-cut nonlinear medium substrate cut perpendicular to the Z-axis as the QPM-SHG waveguide device. 제3항에 있어서, 상기 레이저 다이오드와 QPM-SHG 도파로 소자를 평면 플랫폼 상에 부착하여 결합시키는 것을 특징으로 하는 파장변환 광소자 제조 방법.4. The method of claim 3, wherein the laser diode and the QPM-SHG waveguide device are attached to and coupled to a planar platform.
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