WO2006016410A1 - 基本波光源及び波長変換器 - Google Patents

基本波光源及び波長変換器 Download PDF

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semiconductor
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optical
semiconductor laser
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Kiyohide Sakai
Yasuharu Koyata
Masao Imaki
Yoshihito Hirano
Kouhei Teramoto
Shigenori Shibue
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30

Definitions

  • the present invention relates to a high-output fundamental wave light source and a wavelength converter used as a light source for a laser printer, a laser display device, an optical memory device, and the like.
  • This MOPA element is a master oscillator with a DBR (Distributed Bragg Reflector) structure that outputs single transverse mode and single longitudinal mode light, and a flare-type semiconductor optical amplifier that amplifies while maintaining the quality of the light beam.
  • DBR Distributed Bragg Reflector
  • Application examples include a combination with a wavelength conversion element equipped with a multimode optical waveguide, and a configuration example in which a diffraction grating is disposed on the back surface of a tapered semiconductor optical amplifier (see, for example, Patent Document 1).
  • a conventional wavelength converter includes a master oscillator that oscillates in a single longitudinal mode by arranging a diffraction grating on the back surface of a semiconductor laser diode element, and returns light to the master oscillator.
  • An optical isolator having a second optical isolator for preventing return light to the semiconductor optical amplifier and obtaining a stable optical output is disclosed.
  • a master oscillator that oscillates in an injection-locked mode by arranging a diffraction grating in front of a semiconductor laser diode element to constitute a resonator and performing high frequency modulation on the semiconductor laser diode element is provided.
  • a taper-type semiconductor optical amplifier is provided in the subsequent stage and oscillates in a pulse-like waveform is disclosed (for example, see Patent Document 3).
  • a semiconductor laser diode is used as a gain medium by reducing the front reflectance, and a Bragg diffraction grating (hereinafter referred to as optical fiber grating) formed in an optical fiber is used as a semiconductor.
  • optical fiber grating a Bragg diffraction grating formed in an optical fiber.
  • the power to compose a laser diode element and an external resonator and oscillate in a single longitudinal mode There is also a disclosure of a configuration in which the output light is optically coupled with a wavelength conversion element.
  • a single transverse mode of a semiconductor laser diode is supported by maintaining the polarization plane of the optical fiber (see, for example, Patent Document 4).
  • Patent Document 1 USP5321718 (Column 6-12, Fig. 5, Fig. 7-8, Fig. 10)
  • Patent Document 2 USP5745284 (3rd-8th columns, Fig. 1)
  • Patent Document 3 USP5561676 (Column 3-5, Fig. 1, Fig. 7-10)
  • Patent Document 4 JP-T 11-509933 (page 2-12, Fig. 1)
  • a relatively small output light from the master oscillator is input to the optical isolator.
  • a semiconductor optical amplifier has an active layer and an active layer formed by a slight reflected return light from external forces. Since the light distribution in the horizontal plane changes, there is still a problem that an expensive optical isolator for preventing reflected return light is also required at the output part of the semiconductor optical amplifier.
  • a semiconductor laser diode element and a diffraction grating constitute a resonator, and an appropriate high-frequency signal is stored in the semiconductor laser diode element.
  • an expensive optical isolator is not required, but on the other hand, a high-frequency generation circuit is required, or a pulsed optical output is generated in time, and a continuous wave cannot be obtained.
  • the semiconductor laser diode element shown in the wavelength converter shown in Patent Document 4 maintains a lateral single mode in the optical waveguide incorporating the active layer, and therefore the lateral width is about 4 / m. It was the limit. In order to prevent light damage at the emission end face, a window structure is provided to lower the light density, but the light output is considerably small. There was a problem that the number of accidental failures due to optical damage caused by defects in the layer increased, and the lifetime was significantly shortened.
  • an antireflection film is provided on the front surface of the semiconductor laser diode element to form a gain medium, and a resonator is constituted by a diffraction grating (hereinafter referred to as an optical fiber grating) provided in the optical fiber. Since single mode oscillation was used, there was still a problem that the spectrum would fluctuate if there was an external return light.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is possible to reduce optical output fluctuations and spectrum fluctuations with respect to external reflection to the master oscillator, and to reduce the laterality of the semiconductor optical amplifier with respect to external reflections.
  • a fundamental light source that also reduces fluctuations in the light distribution in the direction
  • the present invention provides an optical waveguide element that maintains the polarization of the semiconductor laser diode element and an optical waveguide element that is disposed in the optical waveguide element and that feeds back part of the light to the semiconductor laser diode element. And a semiconductor optical amplifier optically coupled to the optical waveguide element so that the semiconductor laser diode element oscillates in a coherent collapse mode.
  • a fundamental wave light source is provided in which fluctuations in optical output and spectrum fluctuations due to external reflection to the master oscillator are reduced, and fluctuations in the lateral light distribution of the semiconductor optical amplifier with respect to external reflections are also reduced. There is an effect that can.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wavelength converter according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view of a wavelength converter according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a wavelength converter according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a wavelength converter according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wavelength converter according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the first embodiment of the present invention.
  • a semiconductor laser diode element 1 is a Fabry-Perot resonator type laser diode element having an active layer of a single quantum well and a waveguide la.
  • This semiconductor laser diode element 1 has a maximum gain value in the 900 nm band, which is twice the wavelength of 450 nm, which is blue, and has a highly reflective film with a reflectance of 90% on the back surface to increase the light extraction efficiency.
  • a low reflection film having a reflectance of 0.5% is applied, and the semiconductor laser diode element 1 oscillates in a multi-longitudinal mode.
  • the waveguide la is composed of an active layer, a light guide layer, and a cladding layer in the thickness direction, and oscillates in a single transverse mode.
  • the confinement as a waveguide is loose, it is excited in the basic mode, that is, in the single transverse mode when the current injection is small, but when the current injection becomes large and the light density becomes high, the spatial hole burning effect increases.
  • the next mode is characterized by being easily excited. still In general, the polarization extinction ratio is above the threshold, and it is generally close to 27 dB at the element output position.
  • a polarization-maintaining fiber is employed as the optical waveguide element 2, and the wavelength selective reflection element 3 including a Bragg diffraction grating is arranged by irradiating the core portion with ultraviolet rays through a phase mask. What you set is manufactured.
  • Polarization-preserving fiber prevents the coupling of both modes by changing the propagation speed of the HE11 even mode and HE1 1 odd mode, which are propagation modes. The linearly polarized wave is maintained.
  • the equivalent refractive index of the optical waveguide 2a is slightly different between the first axis and the slot axis, the reflection peak wavelength of the reflective element 3 is shifted depending on the axial direction.
  • the electric field direction is aligned with the slow axis so as to be resistant to bending loss.
  • the polarization extinction ratio is 20 dB or more at the output end although it deteriorates due to the stress when the lens 5 and the optical waveguide element 2 are fixed.
  • the outgoing beam 4a of the semiconductor laser diode element 1 has a flat waveguide la, it is optically coupled to the optical waveguide element 2 having the circular optical waveguide 2a having a large external ratio with a low loss.
  • the aspect ratio is corrected by using the lens 5 as an asymmetric optical system.
  • the gain band of the semiconductor laser diode element 1 has a single quantum well structure, so the wavelength dependence is relatively gentle. If the reflection peak wavelength of the reflection element 3 is set in this gain band, the vicinity of the reflection peak wavelength Gain is maximized, and the oscillation wavelength of the semiconductor laser diode element 1 is controlled.
  • the longitudinal mode by this composite resonator is simply a longitudinal mode because of the relationship between the phase relationship of the optical length of the semiconductor laser diode element 1 and the reflecting element 3 and the amount of light returning from the reflecting element 3 to the semiconductor laser diode element 1. It is well known that it can oscillate in various states such as single mode, multimode, and coherent collapse mode.
  • the back surface reflectance and the front surface reflectance of the semiconductor laser diode element 1 are respectively set to 90 so as to oscillate in a coherent collapse mode that is resistant to reflected return light from the outside. / o and 0.5%, resonator length 1.8 mm, reflection element 3 reflectivity 3%, reflection bandwidth 0.4 nm, coupling efficiency with lens 5 80%, and output light line width 0.3 nm.
  • the coherent collapse mode is relaxed by the reflected return light from the reflective element. In addition, even if reflected return light comes from the outside, it is hardly affected.
  • the transverse mode is set by setting the reflection peak wavelength of the reflection element 3 to be longer than the cutoff wavelength of the semiconductor laser diode element 1. Higher order can be prevented, and stable single transverse mode oscillation can be achieved up to a fiber end optical output of 600 mW.
  • the optical output 4b of the semiconductor laser diode element 1 is detected by a monitoring photodiode 6 disposed on the rear surface, and a control circuit (not shown) controls the forward current of the semiconductor laser diode element 1 based on the monitor output. Then, the outgoing beam 4a is stabilized.
  • the tapered semiconductor optical amplifier 7 has a mode field diameter of 50 xm in the horizontal direction with respect to the incident side surface, 500 ⁇ on the emission side, a flare angle of 6 degrees, a chip length of 1.6 mm, and IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTER, Vol. 5, No. 10, pp. 1179-11
  • the optical waveguide 2a of the optical waveguide element 2 has a shape similar to that shown in FIG. However, a non-injection region for current is arranged near the end face, and an antireflection film is further applied. Since the light beam emitted from the optical waveguide 2a of the optical waveguide element 2 is circular, it is converted into a horizontally long beam shape by the cylindrical lens 8 to reduce the mode matching loss, and the semiconductor optical amplifier 7 Optically coupled to waveguide 7a.
  • the light density in the lateral direction of the input section is about 1 mW / ⁇ ⁇ as a guideline. It is enough. Now, when the incident light 4c is about 300mW and the forward current is 7A, the light output 4d is about 5W.
  • the semiconductor optical amplifier 7 has antireflection films on both end faces, so that the input light beam is amplified by traveling waves, so the device and operating conditions to prevent the lens effect due to carriers and heat are appropriately selected. This makes it possible to amplify while maintaining a beam quality close to that of diffraction-limited light.
  • the amplification factor is set to 10 times to 100 times, but here the incident light quantity is adjusted in order to reduce the generation of spatial holging by reducing the electron density and photon density in the waveguide 7a. ing.
  • the linearly polarized light of the optical waveguide element 2 is inputted to the active layer of the taper type semiconductor optical amplifier 7 in the horizontal direction, and the output maintains the linearly polarized light as it is.
  • the semiconductor laser diode element 1 emits in the coherent collapse mode state. Since the oscillating light is incident, the semiconductor optical amplifier 7 amplifies the spectrum with a low coherence spectrum, so that it is less affected by reflected light from the outside. The characteristics of a semiconductor optical amplifier that easily forms a solid oscillation mode are significantly improved, and a high-output fundamental wave with good beam quality is obtained.
  • the wavelength conversion element 9 is made of a non-linear optical crystal such as LiNbO to which MgO is added at 5% or more.
  • a spontaneous periodic polarization reversal structure in which the fundamental wave and the second harmonic are quasi-phase-matched is formed.
  • a clad layer and a support layer are provided so that both second harmonics can propagate in a single mode.
  • the polarization direction of the semiconductor optical amplifier 7 and the polarization direction of the wavelength conversion element 9 coincide.
  • the wavelength conversion element 9 has a slab-type waveguide structure 9a in which the refractive index is not confined in the horizontal direction of the surface. This is because light damage due to the photorefractive effect is a concern if the light density is too high. On the other hand, the higher the light density, the better the wavelength conversion efficiency. Optimization has been made in consideration of the above.
  • the length of the wavelength conversion element is 10 mm
  • the spectrum line width of the fundamental wave is 0.3 nm
  • the peak light intensity is about 10 MW / cm 2
  • the wavelength conversion efficiency is less than 50%.
  • FIG. 2 is a view showing a vertical section of the wavelength converter according to the first embodiment of the present invention.
  • the wavelength temperature characteristic of the fundamental wave of the semiconductor laser diode element 1 is mainly due to the temperature characteristic of the reflection element 3, and the wavelength temperature coefficient is 0.008 nm / ° C.
  • the semiconductor laser diode element 1 has a gain peak wavelength temperature characteristic of 0.4 nm / ° C, a force S, and a single quantum well has a wide gain band. In an environment of about ° C, stable oscillation can be obtained without adjusting the temperature of the semiconductor laser diode element 1.
  • the semiconductor optical amplifier 7 In addition, in the semiconductor optical amplifier 7, a fundamental wave output of 5 W is obtained at a current of 7 A, and about 6 W is generated. This waste heat is a very serious problem.At present, the semiconductor optical amplifier 7 has a junction-down structure, and heat is diffused by the heat sink 14 through the aluminum nitride substrate 13 having good thermal conductivity. Air cooled through. On the other hand, it is well known that the temperature characteristics of wavelength conversion efficiency due to the quasi phase matching condition of the wavelength conversion element 9 are large and require precise temperature control.
  • the first temperature detecting means 15a is disposed in the vicinity of the reflecting element 3, and the second temperature detecting means is used for temperature control.
  • the wavelength conversion efficiency is stabilized by arranging 15b near the wavelength conversion element 9 and adjusting the Peltier element 16 by an external electronic circuit (not shown).
  • a thermistor element is used as the temperature detecting means 15a, 15b.
  • the temperature of the semiconductor laser diode element 1 and the semiconductor optical amplifier 7 is not controlled is shown for power saving.
  • the temperature may be controlled.
  • the temperature control element of the wavelength conversion element 9 is the Peltier element 16, but the wavelength control element 9 may be operated at a high temperature using the temperature control element as a heater, and the photorefractive effect is achieved. You can expect the recovery of defects.
  • a semiconductor laser diode element As described above, according to the first embodiment, as a fundamental wave light source, a semiconductor laser diode element, an optical waveguide element that maintains the polarization of the semiconductor laser diode element, and an optical waveguide element are disposed.
  • the semiconductor laser diode element includes a reflective element that feeds back part of light to the semiconductor laser diode element, and a semiconductor optical amplifier optically coupled to the optical waveguide element.
  • the semiconductor laser diode element oscillates in a coherent collapse mode. Reduces optical output fluctuations and spectrum fluctuations due to external reflections on the oscillator and prevents external reflections. Thus, it is possible to provide a fundamental light source in which the fluctuation of the light distribution in the lateral direction of the semiconductor optical amplifier is reduced.
  • the semiconductor optical amplifier has the active layer that becomes wider in the horizontal direction in accordance with the light traveling direction. Therefore, it is possible to reduce the incident power to the semiconductor optical amplifier. S is effective, and the filament phenomenon hardly occurs.
  • the optical waveguide element is made of a polarization-maintaining optical fiber, it can be guided to the optical amplifier while maintaining the linearly polarized light from the semiconductor laser diode element.
  • a semiconductor laser diode element, an optical waveguide element that maintains the polarization of the semiconductor laser diode element, and the semiconductor laser diode are disposed in the optical waveguide element.
  • a reflection element that feeds back a part of light to the element, a semiconductor optical amplifier optically coupled to the optical waveguide element, a periodically poled structure that is quasi-phase matched to the fundamental wave from the semiconductor optical amplifier, and at least a semiconductor optical It has a wavelength conversion element that has an optical waveguide that can propagate the fundamental wave from the amplifier, and the semiconductor laser diode element oscillates in a coherent collapse mode, which stabilizes a continuous wave of high output in the short wavelength band. Can be output.
  • the optical density is optimized. Can be set to any value.
  • the wavelength conversion element also has a large output of several W incident on the single-mode waveguide, it will deteriorate due to the optical refraction effect, etc., so the light density needs to be lowered.
  • the wavelength conversion efficiency will deteriorate, so it is necessary to set the light density to an appropriate level.
  • the slab waveguide confines light in the waveguide only in one direction, it is intermediate between the single mode waveguide and the balter (having no waveguide), and an optimum value can be obtained.
  • At least one temperature detection unit and at least one temperature control unit are provided, the temperature of the reflection element is detected, and the temperature of the wavelength conversion element is controlled. Therefore, the temperature control of the wavelength conversion element is reliably performed, and as a result, desired characteristics can be obtained as the wavelength converter.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a wavelength converter according to the second embodiment.
  • a force obtained by mode conversion of the optical coupling between the optical waveguide element 2 and the semiconductor optical amplifier 7 using the cylindrical lens 8 is used instead of the cylindrical lens 8 as shown in FIG.
  • a slab type waveguide element 8a made of a quartz waveguide may be used.
  • the configuration other than the slab type waveguide element 8a is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. Omitted.
  • the slab-type waveguide element 8a has a high coupling efficiency by making the mode field diameter in the vertical direction substantially the same by making the relative refractive index difference between the core and the clad approximately the same as that of the optical waveguide element 2 at the incident end.
  • the waveguide 7a of the semiconductor optical amplifier 7 and the mode field diameter are matched to the cylindrical processing of the vertical surface.
  • the slab-type waveguide element 8a spreads in the spatial mode in the horizontal direction due to the refractive index waveguide structure, and has the same mode field diameter as the waveguide 7a of the semiconductor optical amplifier 7.
  • the optical coupling between the optical waveguide element and the semiconductor optical amplifier is performed using the slab type waveguide element made of the quartz waveguide. The same effect as that of the wavelength converter having the cylindrical lens in 1 is obtained.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a wavelength converter according to the third embodiment.
  • the optical waveguide element 2 uses a polarization-maintaining fiber.
  • the optical waveguide element 2 may be composed of an optical waveguide element 2b made of quartz. .
  • the mode field diameter is matched with the waveguide 7a of the semiconductor optical amplifier 7. good.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment or the second embodiment.
  • the optical waveguide 2a of the optical waveguide element 2b is a linear one.
  • the same effect can be obtained even if the optical waveguide 2a is reduced in size by using repeated reflection or bending waveguides. Needless to say, you can get it.
  • the optical waveguide is changed to an optical waveguide element made of quartz. Since the optical waveguides are arranged, the same effects as the fundamental wave light source and wavelength converter in the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wavelength converter according to the fourth embodiment.
  • linearly polarized light of the optical waveguide element (or polarization-preserving fiber) 2 is input to the active layer of the tapered semiconductor optical amplifier 7 in the horizontal direction, and input.
  • the output shows a linear array that maintains the linear polarization as it is and is coupled to the waveguide of the X-cut wavelength converter.
  • a wavelength conversion element with a Z-cut substrate that can create a deep periodic domain-inverted layer can be considered easily.
  • semiconductor laser diode elements have a higher end face reflectivity than TE mode, and are more confined.
  • Many semiconductor optical amplifiers are designed for the TE mode because the gain of the mode is higher than that of the TE mode.
  • TM mode gain can be increased by applying tensile strain to the quantum well.
  • the optical waveguide 2a is arranged to propagate the linearly polarized wave of the semiconductor laser diode element 1, and the optical output from the optical waveguide 2a is a TM wave in the semiconductor optical amplifier 7. It is arranged to amplify.
  • 2c and 2d denote the incident end face and the outgoing end face of the optical waveguide element 2
  • 3a and 3b denote the electric field direction of the incident end face 2c and the electric field direction of the outgoing end face 2d, respectively.
  • the TE (Transverse Electric) mode is an electric field (there is a magnetic field in the vertical direction and the traveling direction) in the horizontal direction of the active layer.
  • the TM (Transverse Magnetic) mode is a magnetic field (in the vertical direction) in the active layer horizontal direction. And there is an electric field in the direction of travel).
  • the TM wave is a TM mode polarization.
  • the semiconductor optical amplifier 7 only needs to have some gain with respect to the TM mode. This is because the linearly polarized light of the optical waveguide element 2 (or polarization-maintaining fiber) is converted into the activity of the semiconductor optical amplifier 7. The polarization is input in the direction perpendicular to the layer, and the output remains linearly polarized, and is coupled to the waveguide of the Z-cut wavelength converter 9.
  • the optical waveguide element is disposed so as to propagate the linearly polarized wave of the semiconductor diode element, and the optical output from the optical waveguide element is amplified by the semiconductor optical amplifier. Since it is arranged to amplify with a TM wave in the device, it is possible to use a Z-cut wavelength conversion element, and as a result, an effect of being easy to manufacture as a wavelength converter is obtained.
  • the substrate of the wavelength conversion element is a Z-cut substrate, a large cross-sectional area (wide and deep) periodic polarization inversion region can be formed.
  • the fundamental light source and the wavelength converter according to the present invention have a master oscillator in which fluctuations in light intensity and optical spectrum are small with respect to reflected return light, and reflection return when the light is amplified. It provides a high-power fundamental wave light source composed of a semiconductor optical amplifier that is not easily affected by light intensity distribution by light, and is suitable for use as a light source for laser printers, laser display devices, optical memory devices, etc. RU

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Abstract

　光導波路素子２内に配設された反射素子３によって、半導体レーザダイオード素子１に一部の光を帰還し、半導体レーザダイオード素子１がコヒーレントコラプスモードで発振するようにする。光導波路素子２に半導体光増幅器７を光学的に結合させ、光導波路素子２からの光出力を増幅し、大出力の基本波光源を得る。

Description

明 細 書
基本波光源及び波長変換器
技術分野
[0001] この発明は、レーザプリンタ、レーザディスプレイ装置、光メモリ装置などの光源とし て使用される大出力の基本波光源及び波長変換器に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、ディスプレイ装置の大画面化に伴い、その光源は三原色である青色、緑色、 赤色夫々に数 Wの光出力が必要になってきた。一方、青色や緑色を数 Wの大出力 で発振できる半導体レーザダイオード素子は俄かには実現できず、最も現実的な方 法は固体レーザ装置で発生させた大出力の基本波を、擬似位相整合した周期分極 反転構造を有する非線形光学結晶（以後、波長変換素子という）で波長変換する方 法である。しかし、現在のところ大出力が得られる固体レーザ装置のコストは非常に 高価であるため、半導体レーザダイオード素子で発生させた基本波を波長変換素子 で 2次高調波に直接変換する波長変換器が有望視され、そのために高出力な基本 波光源並びにこれを用いた波長変換器の研究開発が続けられている。
[0003] 従来の波長変換器において、基本波光源にモノリシック集積 MOPA素子（Master
Oscillator Power Amplifierの略称である）を使用し、基本波の光出力が約 1Wで 、波長変換素子からの 2次高調波が約 lOOmW得られた例がある。この MOPA素子 は、単一横モードかつ単一縦モードの光を出力する DBR (Distributed Bragg R eflector)構造のマスタ発振器と、その光ビーム品質を維持したままに増幅するフレ ァ型の半導体光増幅器とを同一半導体基板に集積したものである。その応用として、 多モード光導波路を備えた波長変換素子との組合せや、回折格子をテーパ型の半 導体光増幅器の裏面に配置する構成例も開示されている (例えば、特許文献 1参照
) 0
[0004] 一方、従来の波長変換器は、半導体レーザダイオード素子の背面に回折格子を配 置して共振器を構成し単一縦モードで発振するマスタ発振器と、そのマスタ発振器 への戻り光を防止する第一の光アイソレータと、テーパ型の半導体光増幅器と、その 半導体光増幅器への戻り光を防止する第二の光アイソレータを備え、安定した光出 力を得るものが開示されている。 （例えば、特許文献 2参照）
[0005] また、従来の波長変換器として、半導体レーザダイオード素子の前面に回折格子を 配置して共振器を構成し、前記半導体レーザダイオード素子を高周波変調すること により注入同期モードで発振するマスタ発振器を構成し、その後段にテーパ型の半 導体光増幅器を備え、パルス状の波形で発振するものが開示されている（例えば、 特許文献 3参照)。
[0006] また、従来の波長変換器として、半導体レーザダイオードの前面反射率を低くして 利得媒体とし、光ファイバ内に形成したブラッグ回折格子 (以下、光ファイバグレーテ イングとレ、う）で半導体レーザダイオード素子と外部共振器を構成し、単一縦モードで 発振させる例力 ^、くつか示されている。また、その出力光を波長変換素子と光学結合 する構成の開示がある。更に、光ファイバを偏波面保存として半導体レーザダイォー ドの単一横モードを支持するとの記載がある（例えば、特許文献 4参照）。
[0007] 特許文献 1 : USP5321718 (第 6-12コラム、図 5、図 7—8、図 10)
特許文献 2 : USP5745284 (第 3—8コラム、図 1)
特許文献 3 : USP5561676 (第 3-5コラム、図 1、図 7—10)
特許文献 4 :特表平 11-509933 (第 2-12頁、図 1)
[0008] し力しながら、例えば、上記特許文献 1に示されたモノリシック集積型 MOPA素子 は、僅かな外部反射光によってスペクトラムや光出力が変動するという課題があること 力 s、例えば IEEE Photonics Technology Letters (Vol. 10、 No. 4、 pp. 504 一 506、 1998)で開示され、更に改善方法についての記載もある。しかし、特に波長 変換素子に応用する場合は、このスペクトラムの変動が僅かに残っただけでも波長 変換素子との位相整合をずらし、その結果として波長変換効率を変動させるため、光 アイソレータを MOPA素子の出力段に揷入するなどして外部反射光を除去する必 要がある。しかし、 W級の基本波を入力しても光損傷しない設計の光アイソレータは 非常に高価であるという課題があった。
[0009] また、例えば、特許文献 2に示された波長変換器では、マスタ発振器からの比較的 に小さな出力光を光アイソレータに入力するため、安価で一般的な光アイソレータが 使用できるという利点がある。しかし、半導体光増幅器は、例えば、 Photonics Tec hnology Letters, Vol. 7, No. 5, pp. 470— 472に開示されてレヽる通り、外咅力 らの僅かな反射戻り光によって、活性層と水平な面内の光分布が変化することから、 やはり半導体光増幅器の出力部にも反射戻り光を防止する高価な光アイソレータが 必要であるという課題があった。
[0010] また、例えば、特許文献 3に示された波長変換器では、半導体レーザダイオード素 子と回折格子とで共振器を構成し、半導体レーザダイオード素子に適宜な高周波信 号をカ卩え、注入同期モードで発振させるため、高価な光アイソレータが不要となる利 点があるものの、一方で高周波発生回路が必要となることや、時間的にパルス状の 光出力となり、連続波が得られなレ、などの課題があつた。
[0011] 更に、特許文献 4に示された波長変換器に示された半導体レーザダイオード素子 は、活性層を内蔵する光導波路において横単一モードを維持するため、その横幅は 4 / m程度が限度であった。その出射端面での光損傷を防止するためには、窓構造 などを設けて光密度を下げる工夫がされているものの、光出力はかなり小さぐ素子 力 の光出力が 1Wを超えると端面や活性層内の欠陥を発生源とした光損傷による 偶発故障が増加し、寿命が著しく短くなるという課題があった。更に、この従来例では 、半導体レーザダイオード素子の前面に反射防止膜を施して利得媒体とし、光フアイ バ内に設けた回折格子 (以後、光ファイバグレーティングという）とで共振器を構成し 、縦単一モード発振をさせているので、やはり外部からの戻り光があるとスペクトラム が変動するなどの課題があった。
[0012] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、マスタ発振器への 外部反射に対する光出力変動やスペクトラム変動を小さくし、かつ、外部反射に対す る半導体光増幅器の横方向の光分布の変動も小さくした基本波光源を得ると共に、 波長変換素子で効率よく波長変換を行い、短波長帯で大出力の連続波を出力する ことのできる波長変換器光源を得ることを目的とする。
発明の開示
[0013] この発明は、半導体レーザダイオード素子の偏光を維持する光導波路素子と、光 導波路素子内に配設され、半導体レーザダイオード素子に一部の光を帰還する反 射素子と、光導波路素子と光学的に結合された半導体光増幅器とを備え、半導体レ 一ザダイオード素子がコヒーレントコラプスモードで発振するようにしたものである。
[0014] このことによって、マスタ発振器への外部反射に対する光出力変動やスペクトラム 変動を小さくし、かつ、外部反射に対する半導体光増幅器の横方向の光分布の変動 も小さくした基本波光源を提供することができる効果がある。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]この発明の実施の形態 1による波長変換器の構成図である。
[図 2]この発明の実施の形態 1による波長変換器の垂直断面図である。
[図 3]この発明の実施の形態 2による波長変換器の構成図である。
[図 4]この発明の実施の形態 3による波長変換器の構成図である。
[図 5]この発明の実施の形態 4による波長変換器の構成図である。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形 態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態 1.
図 1はこの発明の実施の形態 1の波長変換器の構成を示す図である。図において 、半導体レーザダイオード素子 1は単一量子井戸の活性層と導波路 laを有するファ プリペロー共振器型のレーザダイオード素子である。この半導体レーザダイオード素 子 1は、青色である波長 450nmの 2倍の 900nm帯に利得の最大値を有し、光の取り 出し効率を上げるため、裏面に反射率 90%の高反射膜、前面に反射率 0. 5%の低 反射膜が施されており、半導体レーザダイオード素子 1の単体では多縦モードで発 振するものである。また、導波路 laは厚み方向には活性層と光ガイド層とクラッド層と から構成され、単一横モードで発振する。
[0017] 一方、導波路 laの面方向には信頼性を向上するために、電流密度や光密度を比 較的に低く抑える必要があり、幅の広いリッジ導波路が採用されるのが一般的である 。従って、導波路としての閉じ込めが緩いため、電流注入が小さいときには基本モー ド、つまり単一横モードで励振されるが、電流注入が大きくなり光密度が高くなると空 間的ホールバーユング効果により高次モードが励振されやすいという特徴がある。尚 、偏波消光比は閾値以上で、素子出射位置では 27dB近くになるのが一般的である
[0018] 次に、光導波路素子 2として偏波面保存ファイバを採用し、そのコア部に位相マスク を介して紫外線を照射することによりブラッグ回折格子からなる波長選択性のある反 射素子 3を配設したものが製造されてレ、る。偏波面保存ファイバは伝搬モードである HE11偶数モードと HE1 1奇数モードの伝搬速度を変えることで両モードの結合を 防いでいるため、直線偏波の光を光導波路素子 2のスロー軸かファースト軸に一致さ せると直線偏波が維持される。一方、光導波路 2aの等価屈折率がファースト軸とスロ 一軸で若干異なることから反射素子 3の反射ピーク波長が軸方向によってずれるが、 ここでは曲げ損失に強くなるように電界方向をスロー軸に合わせており、偏波消光比 はレンズ 5や光導波路素子 2の固定時の応力で劣化するものの出射端でも 20dB以 上となっている。
[0019] 半導体レーザダイオード素子 1の出射ビーム 4aは導波路 laが扁平であることから ァスぺ外比が大きぐ円形の光導波路 2aを備えた光導波路素子 2と低損失で光学 結合するために、レンズ 5を非対称光学系としてアスペクト比を補正している。半導体 レーザダイオード素子 1の利得帯は単一量子井戸構造であるため波長依存性が比 較的に緩やかであり、この利得帯の中に反射素子 3の反射ピーク波長を設定すれば 反射ピーク波長付近の利得が最大になり、半導体レーザダイオード素子 1の発振波 長が制御される。この複合共振器による縦モードは、半導体レーザダイオード素子 1 と反射素子 3との光学長による位相関係と、反射素子 3から半導体レーザダイオード 素子 1への戻り光量との関係から、その縦モードは単一モード、多モード、コヒーレン トコラプスモードなど多彩な状態で発振できることは周知である。
[0020] ここでは、外部からの反射戻り光に強いコヒーレントコラプスモードで発振するように 、半導体レーザダイオード素子 1の裏面反射率と前面反射率を夫々90。/oと 0. 5%、 共振器長を 1. 8mm、反射素子 3の反射率を 3%、反射帯域幅を 0. 4nm、レンズ 5 による結合効率を 80%として、出射光の線幅を 0. 3nmとしている。 Journal of Lig htwave Technology Vol. LT-4, No. 11， pp. 1655—1661に詳糸田説明され ているとおり、コヒーレントコラプスモードは反射素子からの反射戻り光により緩和振 動が発生している状態であり、更に外部から反射戻り光が来ても影響を受けにくい。
[0021] また、例えば特開平 5-249519号公報等にも記載されているように、半導体レーザ ダイオード素子 1のカットオフ波長よりも反射素子 3の反射ピーク波長を長く設定する ことにより横モードの高次化を防止することが可能であり、ファイバ端光出力 600mW まで安定した単一横モード発振をさせることが出来る。一方、半導体レーザダイォー ド素子 1の光出力 4bを、背面に配置されたモニタ用のフォトダイオード 6で検出し、こ のモニタ出力に基づいて図示しない制御回路が半導体レーザダイオード素子 1の順 電流を制御して、出射ビーム 4aを安定化してレ、る。
[0022] 次に、テーパ型の半導体光増幅器 7は、入射側の面と水平方向のモードフィールド 径カ 50 x m、出射側が 500 μ πι、フレア角度 6度、チップ長さ 1. 6mmで、 IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTER, Vol. 5, No. 10， pp. 1179—11
82に示されたものと類似の形状を有している。ただし、端面近くには電流の非注入領 域を配置した上で、更に反射防止膜を施している。なお、光導波路素子 2の光導波 路 2aから出射した光ビームは円形であるため、円柱状のレンズ 8で横長のビーム形 状に変換され、モード整合損失を低減して、半導体光増幅器 7の導波路 7aに光学的 に結合される。
[0023] 半導体光増幅器 7の活性層を利得飽和させるには入力部横方向の光密度は約 1 mW/ μ ΐη程度が目安となるが、結合系による損失を考えても光ファイバ端出力は十 分である。さて、入射光 4cが 300mW程度、順電流 7Aにおいて、光出力 4dとして約 5Wが得られている。一般的に半導体光増幅器 7は、両端面に反射防止膜が施され ているため、入力された光ビームが進行波増幅されるので、キャリアや熱によるレンズ 効果を防止する工夫や動作条件を適宜に選択することで、回折限界光に近いビーム 品質を維持したまま増幅することが出来るものである。一般に増幅率は 10倍一 100 倍に設定されるが、ここでは導波路 7a内の電子密度や光子密度を下げて空間的ホ 一ルバ一ユングの発生を低減するために、入射光量を調整している。
[0024] 尚、ここでは光導波路素子 2の直線偏光を、テーパ型の半導体光増幅器 7の活性 層に水平方向に一致させて入力しており、出力はそのままの直線偏光を維持してレ、 る。ここでは、半導体レーザダイオード素子 1からコヒーレントコラプスモード状態で発 振している光を入射しているので、半導体光増幅器 7は干渉性の低いスペクトラムの まま増幅するので、外部からの反射戻り光による影響を受けにくくなつており、通常は 反射戻り光によってフィラメント状の発振モードが形成されやすい半導体光増幅器の 特性を格別に改善するとともに、ビーム品質の良い大出力の基本波が得られている。
[0025] 次に、波長変換素子 9は、 Mg〇を 5%以上添加 LiNbOなどの非線形光学結晶の
3
Xカット基板に電界を印加することで、基本波と第二高調波が擬似位相整合する自 発的な周期分極反転構造を形成し、その基板を薄膜化した後、その上下に基本波と 第二高調波がともに単一モードで伝搬できるようなクラッド層、サポート層を配設した ものである。ここでは Xカット基板を使用することにより、半導体光増幅器 7の偏波方 向と波長変換素子 9の偏波方向が一致している。
[0026] また、この波長変換素子 9は、面の水平方向には屈折率の閉じ込めがなぐスラブ 型の導波構造 9aとなっている。これは、光密度が上がりすぎるとフォトリフラクティブ効 果による光損傷が懸念されるためであり、一方では光密度が高いほど波長変換効率 は改善することから、実際の設計では信頼性と波長変換効率を考えて最適化がなさ れている。ここでは波長変換素子の長さを 10mmとし、基本波のスペクトラム線幅を 0 . 3nm、ピーク光強度を約 10MW/cm2とし、波長変換の効率を 50%弱としている。
[0027] 図示はしていないが、波長変換素子 9で、基本波や高調波が入射端面や出射端面 から戻ると、著しく変換効率を落とすため、その両側端面は斜め研磨、または反射防 止膜などが施されており、シングノレパスによる波長変換が効率よく行われるようになつ ている。尚、導波路は幅広のリッジ導波路としてもよぐ幅広のチャンネル導波路でも よぐ導波路の長さが 10mm程度と短い場合は入力光の強度分布を調整することで 、希望する導波路の低次モードのみを励振することが可能である。また、ここでは波 長変換素子 9の第 2次高調波の出力ビーム 11は、垂直方向には拡散光となるため、 円柱状のレンズ 12でコリメートしている。更に、基本波と高調波を混色して使用する 場合以外は、波長変換に寄与しない基本波は図示しない波長選択フィルタで反射し て除去される。
[0028] 次に、温度特性について説明する。
図 2は、この発明の実施の形態 1の波長変換器の垂直断面を示す図である。 半導体レーザダイオード素子 1の基本波の波長温度特性は反射素子 3の温度特性 が主な要因となっており、波長温度係数は 0.008nm/°Cである。一方、半導体レー ザダイオード素子 1の利得ピークの波長温度特性は 0. 4nm/°Cである力 S、単一量 子井戸では利得帯が広いため、家庭用機器で一般に要求される 0から 50°C程度の 環境に対しては、半導体レーザダイオード素子 1を温度調整しなくても安定した発振 を得ることが可能である。
[0029] また、半導体光増幅器 7では、電流 7A時に基本波出力 5Wを得ており、約 6Wが発 熱となっている。この廃熱は極めて大きい問題であり、現時点では半導体光増幅器 7 をジャンクションダウン構造とし、熱伝導性の良い窒化アルミ基板 13を介してヒートシ ンク 14で熱を拡散した後、図示していない放熱フィンを通じて空冷している。一方、 波長変換素子 9の擬似位相整合条件を原因とする波長変換効率の温度特性は大き く精密な温度制御が必要であることは周知である。
[0030] 以上の観点から、基本波の波長変化を予想するために、第 1の温度検出手段 15a を反射素子 3付近に配設し、また、温度制御を行うために第 2の温度検出手段 15bを 波長変換素子 9付近に配設し、ペルチェ素子 16を外部の電子回路（図示せず)で調 整して波長変換効率を安定化している。尚、温度検出手段 15a, 15bとしてはサーミ スタ素子を使用している。
[0031] 尚、上記実施の形態 1において、省電力化のため半導体レーザダイオード素子 1と 半導体光増幅器 7とは温度制御をしない例を示したが、温度制御をしても良い。
[0032] 尚、上記実施の形態 1において、波長変換素子 9の温度制御素子をペルチェ素子 16としたが、温度制御素子をヒータとして波長変換素子 9を高温で動作させても良く 、フォトリフラクティブ効果による欠陥の回復を期待できる。
[0033] 以上のように、実施の形態 1によれば、基本波光源として、半導体レーザダイオード 素子と、半導体レーザダイオード素子の偏光を維持する光導波路素子と、光導波路 素子内に配設され、半導体レーザダイオード素子に一部の光を帰還する反射素子と 、光導波路素子と光学的に結合された半導体光増幅器とを備え、半導体レーザダイ オード素子がコヒーレントコラプスモードで発振するようにしたので、マスタ発振器へ の外部反射に対する光出力変動やスペクトラム変動を小さくし、かつ、外部反射に対 する半導体光増幅器の横方向の光分布の変動も小さくした基本波光源を提供するこ とができる。
[0034] また、実施の形態 1によれば、半導体光増幅器が光の進行方向に従って水平方向 に幅広となる活性層を有するようにしたので、半導体光増幅器への入射パワーを下 げること力 Sでき、また、フィラメント現象が発生しにくいという効果がある。
[0035] また、実施の形態 1によれば、光導波路素子が偏波面保存光ファイバからなるよう にしたので、半導体レーザダイオード素子からの直線偏光を維持したまま光増幅器 に導くことができる。
[0036] また、実施の形態 1によれば、波長変換器として、半導体レーザダイオード素子と、 半導体レーザダイオード素子の偏光を維持する光導波路素子と、光導波路素子内 に配設され、半導体レーザダイオード素子に一部の光を帰還する反射素子と、光導 波路素子と光学的に結合された半導体光増幅器と、半導体光増幅器からの基本波 に対し擬似位相整合する周期分極反転構造と、少なくとも半導体光増幅器からの基 本波を伝播可能な光導波路とを有する波長変換素子とを備え、半導体レーザダイォ ード素子がコヒーレントコラプスモードで発振するようにしたので、短波長帯で大出力 の連続波を安定して出力することができる。
[0037] また、実施の形態 1によれば、半導体光増幅器からの基本波に対し擬似位相整合 する周期分極反転構造と、スラブ導波路とを有する波長変換素子を備えたので、光 密度を最適な値に設定することができる。即ち、波長変換素子も数 Wの大出力を単 一モード導波路に入射すると光リフラクティブ効果などによる劣化が発生するため、 光密度を下げる必要がある。但し、下げすぎると波長変換効率が悪くなるため、適当 な光密度にする必要がある。ここで、スラブ導波路は片方向にだけ導波路で光を閉じ 込めるものであるため、単一モード導波路とバルタ（導波路がないもの）の中間となり 、最適な値を得ることができる。
[0038] また、実施の形態 1によれば、少なくとも 1つの温度検出手段と、少なくとも 1つの温 度制御手段とを備え、反射素子が温度検出され、かつ波長変換素子が温度制御さ れるようにしたので、波長変換素子の温度制御が確実に行われ、その結果、波長変 換器として所望の特性を得ることができる。 [0039] 実施の形態 2.
図 3は、実施の形態 2による波長変換器の構成図である。
実施の形態 1においては、光導波路素子 2と半導体光増幅器 7との光学結合を円 柱状のレンズ 8を使用してモード変換した力 円柱状のレンズ 8の代わりに、図 3に示 すような石英導波路からなるスラブ型導波路素子 8aを使用してもよい。尚、図 3にお いて、スラブ型導波路素子 8a以外の構成は、図 1、図 2に示した実施の形態 1と同様 であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
[0040] スラブ型導波路素子 8aは、入射端ではコアとクラッドの比屈折率差を光導波路素 子 2とほぼ同一とすることで、縦方向のモードフィールド径をほぼ同じにして高い結合 効率を得ており、出射端では垂直面の円柱状の加工に半導体光増幅器 7の導波路 7aとモードフィールド径を合わせている。一方、スラブ型導波路素子 8aは水平方向 に対しては屈折率導波構造がなぐ空間モードで広がり、半導体光増幅器 7の導波 路 7aとモードフィールド径を合わせてレ、る。
[0041] 以上のように、実施の形態 2では、光導波路素子と半導体光増幅器との光学結合 を、石英導波路からなるスラブ型導波路素子を用いて行うようにしたので、実施の形 態 1における円柱状のレンズを備えた波長変換器と同様の効果を奏する。
[0042] 実施の形態 3.
図 4は、実施の形態 3による波長変換器の構成図である。
実施の形態 1と実施の形態 2においては、光導波路素子 2は偏波面保存ファイバを 用いたものを示したが、図 4に示すように、石英からなる光導波路素子 2bで構成して も良い。更に、光導波路素子 2bの光導波路 2aの途中から屈折率導波構造をなくし て、水平方向に空間モードでビームを広げて、半導体光増幅器 7の導波路 7aとモー ドフィールド径を合わせても良い。これ以外の構成は、実施の形態 1または実施の形 態 2の構成と同様である。
[0043] また、上述の実施の形態においては、光導波路素子 2bの光導波路 2aは直線状の ものを示したが、繰り返しの反射や曲がり導波路を使用して小型化しても同様の効果 が得られることは云うまでもなレ、。
[0044] 以上のように、実施の形態 3によれば、光導波路を、石英からなる光導波路素子に 配設した光導波路で構成するようにしたので、実施の形態 1における基本波光源及 び波長変換器と同様の効果が得られる。
[0045] 実施の形態 4.
図 5は、実施の形態 4による波長変換器の構成図である。
上述の実施の形態 1から実施の形態 3においては、光導波素子（または、偏波面保 存ファイバ） 2の直線偏光をテーパ型半導体光増幅器 7の活性層に水平方向に一致 させて入力し、出力はそのままの直線偏光を維持し、 Xカットの波長変換素子の導波 路に結合する ί列を示した。し力、し、 Applied Physics Letter Vol. 71 , pp. 3048 —3050に開示されている Xカット基板の周期分極反転構造の製造方法から分かると おり、波長変換素子は Xカット基板では作りにくい傾向がある。
[0046] 従って、周期分極反転層を深く作れる Zカット基板の波長変換素子の利用が容易 に考えられるが、一般に半導体レーザダイオード素子は端面反射率が TEモードに 対して高く閉じ込めが強くなり、 TEモードの利得が高くなるため、また半導体光増幅 素子では量子井戸の利得が通常 TEモードに対して高くなるため TEモード用に設計 されているものが多い。しかし、半導体光増幅器では量子井戸に引張り歪を与えるこ とで TMモードの利得を高く出来ることが知られている。
[0047] 即ち、実施の形態 4では、光導波路 2aが半導体レーザダイオード素子 1の直線偏 波を伝搬するよう配置され、かつ、光導波路 2aからの光出力が、半導体光増幅器 7 において TM波で増幅するよう配置したものである。尚、図 5において、 2c及び 2dは 、光導波路素子 2の入射端面と出射端面を示し、 3a及び 3bは、それぞれ入射端面 2 cの電界方向、出射端面 2dの電界方向を示している。また、 TE (Transverse Electric )モードとは、活性層水平方向に電界 (垂直方向と進行方向に磁界がある）モードで あり、 TM (Transverse Magnetic)モードとは、活性層水平方向に磁界（垂直方向と進 行方向に電界がある）モードである。更に、 TM波とは、 TMモードの偏波である。
[0048] この実施の形態 4では、半導体光増幅器 7は TMモードに対する利得がある程度あ ればよぐこれは光導波路素子 2 (または、偏波面保存ファイバ）の直線偏光を半導体 光増幅器 7の活性層に垂直方向に偏波を一致させて入力し、出力はそのままの直線 偏光を維持し、 Zカットの波長変換素子 9の導波路に結合している。 [0049] 以上のように、実施の形態 4によれば、光導波路素子が半導体ダイオード素子の直 線偏波を伝搬するように配置され、かつ、光導波路素子からの光出力を半導体光増 幅器において TM波で増幅するように配置したので、 Zカットの波長変換素子を用い ること力 Sでき、その結果、波長変換器として製造が容易であるという効果が得られる。
[0050] また、実施の形態 4によれば、波長変換素子の基板を Zカット基板としたので、断面 積の大きレヽ（幅広でかつ深レ、)周期分極反転領域を形成することができる。
産業上の利用可能性
[0051] 以上のように、この発明に係る基本波光源および波長変換器は、反射戻り光に対し て光強度や光スペクトラムの変動が少ないマスタ発振器と、その光を増幅する際に反 射戻り光によって光強度分布の影響を受けにくい半導体光増幅器とで構成される大 出力の基本波光源を提供するものであり、レーザプリンタ、レーザディスプレイ装置、 光メモリ装置などの光源として用いるのに適してレ、る。

Claims

請求の範囲
[1] 半導体レーザダイオード素子と、
前記半導体レーザダイオード素子の偏光を維持する光導波路素子と、 前記光導波路素子内に配設され、前記半導体レーザダイオード素子に一部の光を 帰還する反射素子と、
前記光導波路素子と光学的に結合された半導体光増幅器とを備え、
前記半導体レーザダイオード素子がコヒーレントコラプスモードで発振することを特 徴とする基本波光源。
[2] 光導波路素子が半導体ダイオード素子の直線偏波を伝搬するように配置され、カゝ つ、前記光導波路素子からの光出力を半導体光増幅器において TM波で増幅する ように配置したことを特徴とする請求項 1記載の基本波光源。
[3] 半導体光増幅器が光の進行方向に従って水平方向に幅広となる活性層を有する ことを特徴とする請求項 1記載の基本波光源。
[4] 光導波路素子が偏波面保存光ファイバからなることを特徴とする請求項 1記載の基 本波光源。
[5] 半導体レーザダイオード素子と、
前記半導体レーザダイオード素子の偏光を維持する光導波路素子と、 前記光導波路素子内に配設され、前記半導体レーザダイオード素子に一部の光を 帰還する反射素子と、
前記光導波路素子と光学的に結合された半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器からの基本波に対し擬似位相整合する周期分極反転構造と
、少なくとも前記半導体光増幅器力 の基本波を伝播可能な光導波路とを有する波 長変換素子とを備え、
前記半導体レーザダイオード素子がコヒーレントコラプスモードで発振することを特 徴とする波長変換器。
[6] 前記半導体光増幅器からの基本波に対し擬似位相整合する周期分極反転構造と
、スラブ導波路とを有する波長変換素子を備えた請求項 5記載の波長変換器。
[7] 前記波長変換素子の基板が Zカット基板であることを特徴とする請求項 6記載の波 長変換器。
少なくとも 1つの温度検出手段と、少なくとも 1つの温度制御手段とを備え、反射素 子が温度検出され、かつ波長変換素子が温度制御されていることを特徴とする請求 項 6記載の波長変換器。
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