JP3918638B2

JP3918638B2 - Semiconductor laser device, optical device, and optical waveguide manufacturing method

Info

Publication number: JP3918638B2
Application number: JP2002161169A
Authority: JP
Inventors: 整梅本; 克敏甲本
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2022-06-03
Also published as: JP2004004396A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ素子及び光学素子、特にシリコーンオイル中にレーザ光を照射することにより、その光路上に透光性材料を成長させてなる光導波路を備えた半導体レーザ素子及び光学素子と光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信網の発達により光導波路が種々の用途に幅広く使用されている。従来、光導波路としては基板上にＳｉＯ_２などの光導波路用材料が所定の形状に形成されることにより構成されたものが一般的に使用されている。
また、最近では、光硬化樹脂混合液中に光ファイバにより光を照射して自己形成導波路を形成する方法が考えられ検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板上に形成された光導波路は、例えば、発光素子であるレーザ素子及び代表的な光伝送路である光ファイバ等とは別に作製して、作製後にレーザ素子や光ファイバ等と組み合わされることになるので、工程数が増えるという問題点があった。
さらに、光硬化樹脂混合液中に光ファイバにより光を照射する方法により形成された導波路は青色及びそれより短い波長の光に対しては透明でなく、その用途が比較的長波長の光に限られるという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、従来の光硬化樹脂を用いて構成された導波路より短い波長の光に対して透明な（導波可能な）導波路用材料を提供し、それを応用した光導波路を備えた半導体レーザ素子及び光学素子と光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザ素子は、出射端面に光導波路を備えた半導体レーザ素子であって、上記半導体レーザ素子は、青色領域から紫外域にある発振波長を有し、上記光導波路は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びそれらのフッ素変成シリコーンオイルからなる群から選択されたシリコーンオイル中で上記半導体レーザ素子をレーザ発振させることにより上記出射端面上に成長されてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光学素子は、半導体レーザ素子とその半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を伝送する光伝送路とを備えた光学素子であって、
上記半導体レーザ素子は、青色領域から紫外域にある発振波長を有し、
上記半導体レーザ素子の出射部と上記光伝送路の間が光導波路によって接続され、その光導波路は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びそれらのフッ素変成シリコーンオイルからなる群から選択されたシリコーンオイル中で、上記半導体レーザ素子のレーザ光を上記光伝送路の入射面に向けて導波させることにより形成されたことを特徴とする。
上記光伝送路は光ファイバであってもよい。
【００１３】
本発明に係る光導波路の製造方法は、基板上に、発振波長が青色領域から紫外域にある半導体レーザ素子と光伝送路とを、上記半導体レーザ素子の出射面と光伝送路の入射面とが対向するように配置する第１工程と、
上記半導体レーザ素子と光伝送路の間に、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びそれらのフッ素変成シリコーンオイルからなる群から選択されたシリコーンオイルを充填する第２工程と、
上記半導体レーザ素子のレーザ光を上記光伝送路に向けて連続して照射する第３工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光導波路の製造方法では、上記第３工程において、上記半導体レーザ素子のレーザ光を上記光伝送路に向けて照射するとともに、上記光伝送路から上記半導体レーザ素子に向けて光を照射するようにすることもできる。
このように、半導体レーザ素子側と上記光伝送路側からの双方から導波路を形成するようにすると、光が屈折率の高い方に集まる性質があるから、両側から屈折率の高い光導波路を成長させることにより多少光軸がずれていてもお互いが引き付け合う効果が期待できる。
また、半導体レーザ素子側と上記光伝送路側からの双方から導波路を形成するようにすると、時間短縮が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態の光導波路及びその製造方法について説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の光導波路用材料を製造するための装置である。本製造装置は、内部にシリコーンオイルを入れることができ、そのシリコーンオイルの中で半導体レーザ素子を駆動することができるオイル容器２２を用いて容易に構成できる。例えば、そのオイル容器２２の内部にはマウント２１が設けられ、そのマウント２１に半導体レーザ素子１０が取り付けられる。マウント２１には半導体レーザ素子が接続される配線が形成され、その配線の一端は外部に設置された駆動回路に接続される端子２５に接続されている。このように構成されたオイル容器を熱伝導性に優れた放熱板２３上に設置する。
【００１６】
以上のように構成された図１の製造装置において、オイル容器２２内にシリコーンオイルを充填し、外部に設置された駆動回路（図示せず。）により端子２５を介して半導体レーザ素子１０を駆動し、所定の出力パワーで所定の時間連続してレーザ発振させる。半導体レーザ素子１０は、一定の出力パワーで継続して発振させることが好ましく、出力パワーの制御は図１に示すモニター用フォトダイオード２４によってモニターしながら行うことがてきる。
このようにして、例えば、１００時間から２００時間の間、シリコーンオイル２の中で半導体レーザ素子１０を連続して発振させると、図２に示すように、半導体レーザ素子の出射部からレーザ光の出射方向にＳｉ（ケイ素）及びＯ（酸素）を含む光導波路用材料１が針状に成長する。
【００１７】
ここで、図２において、１１〜１５の符号を付して示す部分は、半導体レーザ素子１０の複部分を示すものであって、１１は出射側の端面を示し、１１ａは出射側端面のうちのレーザ光が出射される出射部を示し、１２は半導体レーザ素子において導波路を構成するためのストライプ状のリッジである。また、１３はリッジ１２の上で半導体層とオーミック接触する一方のオーミック電極であり、１４はそのオーミック電極に接続されたパッド電極である。さらに、１５は他方の電極であり、その他方の電極はオーミック電極とその上に形成されたパッド電極からなる。
【００１８】
シリコーンオイルといった場合、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルなどのストレートシリコーンオイルや変性シリコーンオイルなどの種々の種類のものが存在するが、本発明では、それらのいずれのシリコーンオイルであっても用いることができる。また、変性シリコーンオイルは、反応性シリコーンオイルであっても非反応性シリコーンオイルであっても用いることができる。
しかしながら、本発明に適したシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及び、それらのフッ素変性シリコーンオイルが挙げられ、その中でも、ジメチルシリコーンオイルを用いると光導波路材料の成長速度が早いので、比較的短い時間で長い材料を成長させることができ好ましい。
【００１９】
また、本発明において、使用する半導体レーザ素子としては、発振波長が青色領域又はそれより短い波長（ＵＶ）のレーザ素子を用いることが好ましく、これにより良質の光導波路材料を比較的短時間で成長させることができる。
このような発振波長が青色領域又はそれより短い波長（ＵＶ）の半導体レーザ素子は、窒化物半導体を用いたダブルへテロ構造とし、活性層にＩｎを含む窒化物半導体を用いることにより実現できる。
【００２０】
以上のようにして作製された光導波路材料は、光硬化性樹脂を用いて作製した従来の導波路材料に比較して、長波長の光だけではなく青色及びそれ以下の波長の光に対しても透明度が極めて高いので、光導波路材料として優れかつ幅広い波長の光を導波させることができる光導波路を構成できる。
また、上述したように、シリコーンオイル中で半導体レーザ素子を発光させることにより容易に作製できるので、後述の他の実施の形態で説明するように、種々の光学素子に応用できる。
【００２１】
実施の形態２．
本発明に係る実施の形態２は、実施の形態１で説明した光導波路用材料を用いた光導波路とその製造方法であり、特に、半導体レーザ素子と光ファイバの接続に関係したものである。
【００２２】
実施の形態２の製造方法では、まず、図３に示すように、基板３０の上に、半導体レーザ素子１０と光ファイバ４０とを、半導体レーザ素子１０の出射面と光ファイバ４０の入射面とが対向するように配置する。
ここで、基板３０、半導体レーザ素子１０及び光ファイバ４０は、例えば、所望の光学装置を構成する部品である。
次に、シリコーンオイル２を少なくとも半導体レーザ素子１０と光ファイバ４０の間に充填されるように塗布する。
そして、レーザ発振を開始すると、図３に示すように、時間の経過とともに光導波路用材料が半導体レーザ素子１０の出射部から光Ｌ１の進行方向に向って成長して、光導波路１０１ａが形成される。
このようにして連続発振を続けると、図４に示すように光導波路１０１ａの先端が光ファイバ４０の入射面に到達し、半導体レーザ素子１０の出射面と光ファイバ４０の入射面とが接続用光導波路１０１によって接続される。
【００２３】
最後に、半導体レーザ素子１０の出射面と光ファイバ４０の入射面とが接続用光導波路１０１によって接続された後、接続用光導波路１０１の光閉じ込め効果を高めるために、余分なシリコーンオイル２を除去する。
尚、本実施の形態２では、シリコーンオイル２を除去した後、接続用光導波路１０１を保護するために、そのまわりに低屈折率媒質を形成するようにしてもよい。
以上のようにして本実施の形態２では極めて簡単に接続用光導波路を形成することができる。
【００２４】
実施の形態３．
本発明に係る実施の形態３は、やはり半導体レーザ素子と光ファイバの接続に関係したものであり、実施の形態２とは異なる形態の光導波路とその製造方法である。
【００２５】
実施の形態３の製造方法では、実施の形態２と同様に、基板３０の上に、半導体レーザ素子１０と光ファイバ４０は出射面と入射面が対向するように配置する。
次に、シリコーンオイル２を少なくとも半導体レーザ素子１０と光ファイバ４０の間に充填されるように塗布した後、光ファイバ４０の他端に接続された光源５０を用いて光を光ファイバの入射面から半導体レーザ素子１０の出射部に向けて連続して照射する。
そうすると、図５に示すように、時間の経過とともに光導波路用材料が光ファイバ４０の入射面から光Ｌ２の進行方向に成長して、光導波路１１１が形成される。
このようにして成長する光導波路が半導体レーザ素子１０の出射部に到達するまで、光の照射を続けて、半導体レーザ素子１０の出射面と光ファイバ４０の入射面との間に接続用光導波路１１１を形成する。
【００２６】
最後に、半導体レーザ素子１０の出射面と光ファイバ４０の入射面とが接続用光導波路１１１によって接続された後、余分なシリコーンオイル２を除去する。
以上の実施の形態３のようにしても、極めて簡単に接続用光導波路を形成することができる。
本実施の形態３の方法によれば、光源５０を必要とするものの、シリコーンオイルの種類に応じて最適な波長の光を選択して用いることができ、半導体レーザ素子１０の波長にかかわらず、良好な光導波路を形成することができる。
【００２７】
以上の実施の形態２及び３の光導波路の製造方法では、シリコーンオイルを用いた例について示したが、本方法はこれに限られるものではなく、光硬化性の樹脂を用いて光の光路に沿って硬化させることにより光導波路を形成するようにしてもよい。
以上のようにして本実施の形態２及び３と同様に極めて簡単に接続用光導波路を形成することができる。
【００２８】
【実施例】
実施の形態１で説明した製造装置を用いて、以下の光導波路用材料を作成した。以下、その内容を実施例として示す。
【００２９】
実施例１．
実施例１では、シリコーンオイルとして、ジメチルシリコーン（粘度：１００ｍｍ２／ｓ）を用い、成長条件は、以下のように設定して光導波路用材料を成長させた。
（１）使用する半導体レーザ素子
発振波長：４１０ｎｍ、
出力パワー：３０ｍＷ、
（２）雰囲気温度
２５℃、
（３）連続発振時間
１００時間
【００３０】
その結果、約１〜２μｍ径の長さ１０〜２０μｍの光導波路材料が成長され、半導体レーザ素子が出射された光がその中を導波していた。
【００３１】
実施例２．
実施例２では、シリコーンオイルとして、ジメチルシリコーン（粘度：５０００ｍｍ２／ｓ）を用い、成長条件は、以下のように設定して光導波路用材料を成長させた。
（１）使用する半導体レーザ素子
発振波長：４１０ｎｍ、
出力パワー：３０ｍＷ、
（２）雰囲気温度
２５℃、
（３）連続発振時間
１００時間
【００３２】
その結果、約１〜２μｍ径の長さ６０μｍの光導波路材料が成長され、半導体レーザ素子が出射された光がその中を導波していた。
【００３３】
実施例３．
実施例３では、シリコーンオイルとしてジメチルシリコーン（粘度：５００００ｍｍ２／ｓ）を用い、成長条件は、以下のように設定して光導波路用材料を成長させた。
（１）使用する半導体レーザ素子
発振波長：４１０ｎｍ、
出力パワー：３０ｍＷ、
（２）雰囲気温度
２５℃、
（３）連続発振時間
１００時間
【００３４】
その結果、約１〜２μｍ径の長さ７０μｍの光導波路材料が成長され、半導体レーザ素子が出射された光がその中を導波していた。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る光導波路用材料は、シリコーンオイル中で光の光路に沿って成長されたものであり、従来の光硬化樹脂を用いた材料に比較して、短い波長域の光に対しても極めて高い透明度を有しており、損失の少ない優れた導波路を構成できる。
また、本発明に係る導波路用材料の製造方法は、レーザ素子と光伝送路の間を接続する光導波路を製造する際にも適用できるので、高い結合効率を有し構造が簡単な接続用の光導波路を安価に形成でき、種々の光学装置に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態１の光導波路用材料の製造に用いる装置の断面図である。
【図２】図１の装置を用いて、半導体レーザ素子の出射面上に成長された光導波路用材料を示す上面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態２の光導波路の製造方法を示す平面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態２の方法により製造された光導波路の平面図である。
【図５】本発明に係る実施の形態３の光導波路の製造方法を示す平面図である。
【符号の説明】
１…光導波路用材料、
２…シリコーンオイル、
１０…半導体レーザ素子、
１１…出射側の端面、
１１ａ…出射部、
１２…リッジ、
１３…一方のオーミック電極、
１４…パッド電極、
１５…他方の電極、
２１…マウント、
２２…オイル容器、
２３…放熱板、
２５…端子、
３０…基板、
４０…光ファイバ、
５０…光源、
１０１，１０１ａ，１１１…光導波路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor laser element and an optical element, particularly a semiconductor laser element and an optical element having an optical waveguide formed by irradiating a laser beam in silicone oil to grow a light-transmitting material on the optical path. The present invention relates to a method for manufacturing a waveguide.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical waveguides are widely used in various applications due to the development of optical communication networks. Conventionally, an optical waveguide is generally used which is configured by forming an optical waveguide material such as SiO _{2 in a} predetermined shape on a substrate.
Recently, a method of forming a self-forming waveguide by irradiating light in a photo-curing resin mixture with an optical fiber has been considered and studied.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the optical waveguide formed on the substrate is manufactured separately from, for example, a laser element that is a light emitting element and an optical fiber that is a typical optical transmission path, and is combined with the laser element and the optical fiber after manufacturing. As a result, there is a problem that the number of processes increases.
Furthermore, the waveguide formed by the method of irradiating light with an optical fiber in a photo-curing resin mixture is not transparent for light of blue and shorter wavelengths, and its application is relatively long wavelength light. There was a problem that it was limited.
[0004]
Therefore, the present invention provides a waveguide material that is transparent (can be guided) with respect to light having a shorter wavelength than a waveguide configured using a conventional photocurable resin, and an optical waveguide using the waveguide material is applied. and purpose thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor laser element and the optical element and the optical waveguide with.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to the present invention is a semiconductor laser device having an optical waveguide on an emission end face, and the semiconductor laser device has an oscillation wavelength from a blue region to an ultraviolet region. The optical waveguide is grown on the emission end face by causing the semiconductor laser element to oscillate in a silicone oil selected from the group consisting of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and their fluorine-modified silicone oil. to become Te said.
[0012]
An optical element according to the present invention is an optical element comprising a semiconductor laser element and an optical transmission path for transmitting laser light emitted from the semiconductor laser element,
The semiconductor laser element has an oscillation wavelength in a blue region to an ultraviolet region,
The emitting portion of the semiconductor laser element and the optical transmission line are connected by an optical waveguide, and the optical waveguide is selected from the group consisting of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and fluorine-modified silicone oil thereof. In particular , the semiconductor laser element is formed by guiding a laser beam toward an incident surface of the optical transmission line.
The optical transmission line may be an optical fiber.
[0013]
Method of manufacturing an optical waveguide according to the present invention comprises a base plate and a semiconductor laser device and the optical transmission line the oscillation wavelength is in the ultraviolet region from the blue region, emission surface and the incident surface of the light transmission path of the semiconductor laser element A first step of arranging so as to face each other,
A second step of filling a silicone oil selected from the group consisting of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil and their fluorine-modified silicone oil between the semiconductor laser element and the optical transmission line;
And a third step of continuously irradiating the laser beam of the semiconductor laser element toward the optical transmission line.
[0014]
In the method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention, in the third step, the laser beam of the semiconductor laser element is irradiated toward the optical transmission path, and light is emitted from the optical transmission path toward the semiconductor laser element. Irradiation can also be performed.
As described above, when the waveguide is formed from both the semiconductor laser element side and the optical transmission line side, the light is concentrated in the higher refractive index, so that an optical waveguide having a high refractive index is grown from both sides. By doing so, an effect of attracting each other can be expected even if the optical axis is slightly deviated.
Further, the time can be shortened by forming the waveguide from both the semiconductor laser element side and the optical transmission line side.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an optical waveguide and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows an apparatus for producing the optical waveguide material of the first embodiment. This manufacturing apparatus can be easily configured by using an oil container 22 in which silicone oil can be put and the semiconductor laser element can be driven in the silicone oil. For example, a mount 21 is provided inside the oil container 22, and the semiconductor laser element 10 is attached to the mount 21. The mount 21 is formed with a wiring to which the semiconductor laser element is connected, and one end of the wiring is connected to a terminal 25 connected to a driving circuit installed outside. The oil container configured in this way is installed on the heat radiating plate 23 excellent in thermal conductivity.
[0016]
In the manufacturing apparatus of FIG. 1 configured as described above, the oil container 22 is filled with silicone oil, and the semiconductor laser element 10 is driven via the terminal 25 by a drive circuit (not shown) installed outside. Then, laser oscillation is performed continuously at a predetermined output power for a predetermined time. The semiconductor laser element 10 is preferably continuously oscillated at a constant output power, and the output power can be controlled while being monitored by the monitoring photodiode 24 shown in FIG.
In this way, for example, when the semiconductor laser element 10 is continuously oscillated in the silicone oil 2 for 100 hours to 200 hours, as shown in FIG. 2, the laser beam is emitted from the emitting portion of the semiconductor laser element. The optical waveguide material 1 containing Si (silicon) and O (oxygen) in the emission direction grows in a needle shape.
[0017]
Here, in FIG. 2, the portions denoted by reference numerals 11 to 15 indicate multiple portions of the semiconductor laser element 10, 11 indicates an end surface on the emission side, and 11 a among the end surfaces on the emission side. An emission part from which the laser beam is emitted is shown, and 12 is a stripe-shaped ridge for forming a waveguide in the semiconductor laser element. Reference numeral 13 denotes one ohmic electrode in ohmic contact with the semiconductor layer on the ridge 12, and reference numeral 14 denotes a pad electrode connected to the ohmic electrode. Further, 15 is the other electrode, and the other electrode is composed of an ohmic electrode and a pad electrode formed thereon.
[0018]
In the case of silicone oil, there are various types such as straight silicone oil such as dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and methylhydrogen silicone oil, and modified silicone oil. In the present invention, any silicone oil can be used. Can be used. The modified silicone oil can be a reactive silicone oil or a non-reactive silicone oil.
However, examples of silicone oils suitable for the present invention include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and fluorine-modified silicone oils thereof. Among them, when dimethyl silicone oil is used, the growth rate of the optical waveguide material is high. It is preferable because a long material can be grown in a relatively short time.
[0019]
In the present invention, it is preferable to use a laser element having an oscillation wavelength in the blue region or shorter wavelength (UV) as a semiconductor laser element to be used, and thereby a high-quality optical waveguide material can be grown in a relatively short time. Can be made.
Such a semiconductor laser device having an oscillation wavelength in the blue region or shorter wavelength (UV) can be realized by adopting a double hetero structure using a nitride semiconductor and using a nitride semiconductor containing In in the active layer.
[0020]
The optical waveguide material manufactured as described above is not only for long-wavelength light but also for blue and lower wavelength light compared to conventional waveguide material manufactured using a photocurable resin. Furthermore, since the transparency is extremely high, an optical waveguide that is excellent as an optical waveguide material and can guide light having a wide wavelength can be configured.
Further, as described above, since the semiconductor laser element can be easily produced by emitting light in silicone oil, it can be applied to various optical elements as described in other embodiments described later.
[0021]
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment according to the present invention is an optical waveguide using the optical waveguide material described in the first embodiment and a manufacturing method thereof, and particularly relates to the connection between a semiconductor laser element and an optical fiber.
[0022]
In the manufacturing method of the second embodiment, first, as shown in FIG. 3, the semiconductor laser element 10 and the optical fiber 40 are placed on the substrate 30, the emission surface of the semiconductor laser element 10, and the incident surface of the optical fiber 40. Are arranged so that they face each other.
Here, the board | substrate 30, the semiconductor laser element 10, and the optical fiber 40 are components which comprise a desired optical apparatus, for example.
Next, the silicone oil 2 is applied so as to be filled at least between the semiconductor laser element 10 and the optical fiber 40.
When laser oscillation is started, as shown in FIG. 3, the optical waveguide material grows from the emitting portion of the semiconductor laser element 10 toward the traveling direction of the light L1 as time passes to form the optical waveguide 101a. The
If continuous oscillation is continued in this way, the tip of the optical waveguide 101a reaches the incident surface of the optical fiber 40 as shown in FIG. 4, and the exit surface of the semiconductor laser element 10 and the incident surface of the optical fiber 40 are used for connection. They are connected by the optical waveguide 101.
[0023]
Finally, after the emitting surface of the semiconductor laser element 10 and the incident surface of the optical fiber 40 are connected by the connecting optical waveguide 101, in order to enhance the light confinement effect of the connecting optical waveguide 101, excess silicone oil 2 is added. Remove.
In the second embodiment, after the silicone oil 2 is removed, a low refractive index medium may be formed around the connecting optical waveguide 101 in order to protect it.
As described above, the connection optical waveguide can be formed very easily in the second embodiment.
[0024]
Embodiment 3 FIG.
The third embodiment according to the present invention is also related to the connection between the semiconductor laser element and the optical fiber, and is an optical waveguide of a form different from that of the second embodiment and a method for manufacturing the same.
[0025]
In the manufacturing method of the third embodiment, as in the second embodiment, the semiconductor laser element 10 and the optical fiber 40 are arranged on the substrate 30 so that the emission surface and the incident surface face each other.
Next, after applying silicone oil 2 so as to be filled at least between the semiconductor laser element 10 and the optical fiber 40, the light is incident on the incident surface of the optical fiber using the light source 50 connected to the other end of the optical fiber 40. To the emitting part of the semiconductor laser device 10.
Then, as shown in FIG. 5, the optical waveguide material grows from the incident surface of the optical fiber 40 in the traveling direction of the light L2 with the passage of time, and the optical waveguide 111 is formed.
Light irradiation is continued until the optical waveguide thus grown reaches the emission portion of the semiconductor laser element 10, and the connection optical waveguide is provided between the emission surface of the semiconductor laser element 10 and the incident surface of the optical fiber 40. 111 is formed.
[0026]
Finally, after the exit surface of the semiconductor laser element 10 and the incident surface of the optical fiber 40 are connected by the connection optical waveguide 111, the excess silicone oil 2 is removed.
Even in the above-described third embodiment, the connecting optical waveguide can be formed very easily.
According to the method of the third embodiment, although the light source 50 is required, it is possible to select and use light having the optimum wavelength according to the type of silicone oil, regardless of the wavelength of the semiconductor laser element 10. A good optical waveguide can be formed.
[0027]
In the above-described optical waveguide manufacturing methods according to the second and third embodiments, an example using silicone oil has been described. However, this method is not limited to this, and a light curable resin is used for the optical path of light. You may make it form an optical waveguide by making it harden | cure along.
As described above, the connecting optical waveguide can be formed very easily as in the second and third embodiments.
[0028]
【Example】
The following optical waveguide materials were prepared using the manufacturing apparatus described in the first embodiment. Hereinafter, the content is shown as an Example.
[0029]
Example 1.
In Example 1, dimethyl silicone (viscosity: 100 mm2 / s) was used as the silicone oil, and the growth conditions were set as follows to grow the optical waveguide material.
(1) Semiconductor laser element oscillation wavelength used: 410 nm,
Output power: 30mW,
(2) Atmospheric temperature 25 ° C
(3) Continuous oscillation time 100 hours [0030]
As a result, an optical waveguide material having a diameter of about 1 to 2 μm and a length of 10 to 20 μm was grown, and light emitted from the semiconductor laser element was guided therethrough.
[0031]
Example 2
In Example 2, dimethyl silicone (viscosity: 5000 mm2 / s) was used as the silicone oil, and the growth conditions were set as follows to grow the optical waveguide material.
(1) Semiconductor laser element oscillation wavelength used: 410 nm,
Output power: 30mW,
(2) Atmospheric temperature 25 ° C
(3) Continuous oscillation time 100 hours [0032]
As a result, an optical waveguide material having a diameter of about 1 to 2 μm and a length of 60 μm was grown, and light emitted from the semiconductor laser element was guided therethrough.
[0033]
Example 3
In Example 3, dimethyl silicone (viscosity: 50000 mm2 / s) was used as the silicone oil, and the growth conditions were set as follows to grow the optical waveguide material.
(1) Semiconductor laser element oscillation wavelength used: 410 nm,
Output power: 30mW,
(2) Atmospheric temperature 25 ° C
(3) Continuous oscillation time 100 hours [0034]
As a result, an optical waveguide material having a diameter of about 1 to 2 μm and a length of 70 μm was grown, and light emitted from the semiconductor laser element was guided therethrough.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, the optical waveguide material according to the present invention is grown along the optical path of light in silicone oil, compared with a material using a conventional photo-curing resin, It has extremely high transparency even for light in a short wavelength region, and can constitute an excellent waveguide with little loss.
In addition, the method for manufacturing a waveguide material according to the present invention can be applied to manufacturing an optical waveguide that connects between a laser element and an optical transmission line. The optical waveguide can be formed at low cost and can be applied to various optical devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an apparatus used for manufacturing an optical waveguide material according to a first embodiment of the present invention.
2 is a top view showing an optical waveguide material grown on the emission surface of a semiconductor laser device using the apparatus of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a plan view showing the method of manufacturing the optical waveguide according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of an optical waveguide manufactured by the method of Embodiment 2 according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing the method for manufacturing the optical waveguide according to the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Optical waveguide material,
2 ... silicone oil,
10 Semiconductor laser element,
11 ... the end face on the emission side,
11a: emitting part,
12 ... Ridge,
13: One ohmic electrode,
14 ... pad electrode,
15 ... the other electrode,
21 ... Mount,
22 ... Oil container,
23 ... heat sink,
25 ... terminal,
30 ... substrate,
40: optical fiber,
50 ... light source,
101, 101a, 111... Optical waveguide.

Claims

出射端面に光導波路を備えた半導体レーザ素子であって、
上記半導体レーザ素子は、青色領域から紫外域にある発振波長を有し、
上記光導波路は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びそれらのフッ素変成シリコーンオイルからなる群から選択されたシリコーンオイル中で上記半導体レーザ素子をレーザ発振させることにより上記出射端面上に成長されてなる半導体レーザ素子。A semiconductor laser device having an optical waveguide on an emission end face,
The semiconductor laser element has an oscillation wavelength in a blue region to an ultraviolet region,
The optical waveguide is dimethyl silicone oil, is grown on the emitting end face by Les chromatography The oscillating the semiconductor laser device with methyl phenyl silicone oil and silicone oil selected from the group consisting of fluorine-modified silicone oil A semiconductor laser device.

半導体レーザ素子とその半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を伝送する光伝送路とを備えた光学素子であって、
上記半導体レーザ素子は、青色領域から紫外域にある発振波長を有し、
上記半導体レーザ素子の出射部と上記光伝送路の間が光導波路によって接続され、その光導波路は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びそれらのフッ素変成シリコーンオイルからなる群から選択されたシリコーンオイル中で、上記半導体レーザ素子のレーザ光を上記光伝送路の入射面に向けて導波させることにより形成されたことを特徴とする光学素子。An optical element comprising a semiconductor laser element and an optical transmission path for transmitting laser light emitted from the semiconductor laser element,
The semiconductor laser element has an oscillation wavelength in a blue region to an ultraviolet region,
The light emitting section of the semiconductor laser element and the optical transmission line are connected by an optical waveguide, and the optical waveguide is selected from the group consisting of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and fluorine-modified silicone oil thereof. a medium, the optical element characterized by a laser beam of the semiconductor laser element is formed by the waveguide toward the incident surface of the light transmission path.

上記光伝送路は光ファイバである請求項２記載の光学素子。 The optical element according to claim 2, wherein the optical transmission line is an optical fiber.

基板上に、発振波長が青色領域から紫外域にある半導体レーザ素子と光伝送路とを、上記半導体レーザ素子の出射面と光伝送路の入射面とが対向するように配置する第１工程と、
上記半導体レーザ素子と光伝送路の間に、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びそれらのフッ素変成シリコーンオイルからなる群から選択されたシリコーンオイルを充填する第２工程と、
上記半導体レーザ素子のレーザ光を上記光伝送路に向けて連続して照射する第３工程とを含むことを特徴とする光導波路の製造方法。On the base plate, the first step of the oscillation wavelength is to place the semiconductor laser device and the optical transmission line in the ultraviolet region from the blue region, such that the exit surface and entrance surface of the optical transmission path of the semiconductor laser element is opposite When,
A second step of filling a silicone oil selected from the group consisting of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil and their fluorine-modified silicone oil between the semiconductor laser element and the optical transmission line;
And a third step of continuously irradiating the laser beam of the semiconductor laser element toward the optical transmission line.

上記第３工程において、上記半導体レーザ素子のレーザ光を上記光伝送路に向けて照射するとともに、上記光伝送路から上記半導体レーザ素子に向けて光を照射する請求項４記載の光導波路の製造方法。 5. The optical waveguide manufacturing method according to claim 4, wherein, in the third step, the laser beam of the semiconductor laser element is irradiated toward the optical transmission path, and the light is irradiated from the optical transmission path toward the semiconductor laser element. Method.