JP6282632B2 - しみ出し光発生素子およびしみ出し光発生デバイス - Google Patents
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Description
本発明者は、こうしたしみ出し光を利用し、センシングを行うことを検討している。
しかし、この検討の過程で、しみ出し光の強度が比較的に低く、安定しておらず、しみ出し光を更に効率的に利用することが求められることがわかった。
強誘電性の単結晶または配向結晶からなり、厚さ0.1μm以上、10μm以下であり、一方の主面および他方の主面を有する薄層、
薄層に形成されており、薄層の入射側端面と出射側端面との間に延びるリッジ型光導波路、
薄層において前記リッジ型光導波路の両側に形成されており、薄層の前記一方の主面に開口する少なくとも一対の溝、
一方の主面上に接合されている支持基板、および
薄層の前記他方の主面上に設けられた、しみ出し光を発生させるためのクラッド層を備えており、
出射側端面におけるリッジ型光導波路の幅が、入射側端面におけるリッジ型光導波路の幅よりも小さく、薄層の他方の主面の法線方向に偏光する直線偏向の光波からなるレーザ光がリッジ型光導波路に入射したとき、出射側端面から光が出射すると共に、リッジ型光導波路の出射側端面の近傍においてクラッド層からしみ出し光を得ることを特徴とする。
薄層は、強誘電性の単結晶または配向結晶からなる。
薄層の材質は、必要な屈折率に応じて選択するが、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、酸化亜鉛、ガリウム−砒素、窒化ガリウム、インジウム−リン、酸化ガリウム、タンタル酸カリウムおよびニオブ酸タンタル酸カリウムを基本組成とすることが好ましい。これはドープ成分を含んでいてよい。
(1)スポットスキャン加工
(2)スリットスキャン加工
レーザ光の走査速度は、加工すべき材質に合わせて選択するが、例えば0.005mm/秒〜1.0mm/秒とすることができる。
周期分極反転構造を、薄層の全長あるいは一部に形成することで、高調波を発生させてもよい。
図2(a)、図3および図5に示す形態のしみ出し光発生素子を作製した。
具体的には、薄層4をニオブ酸リチウム結晶によって形成し、SiO2層を上部クラッド層とした構造の素子とした。
比較例として、図2(a)、図4および図8に示す形態のしみ出し光発生素子を作製した。具体的には、ニオブ酸リチウム結晶とSiO2を上部クラッド層とした構造の素子とした。
Claims (9)
- 光導波路からクラッド層へのしみ出し光を得るためのしみ出し光発生素子であって、
強誘電性の単結晶または配向結晶からなり、厚さ0.1μm以上、10μm以下であり、一方の主面および他方の主面を有する薄層、
前記薄層に形成されており、前記薄層の入射側端面と出射側端面との間に延びるリッジ型光導波路、
前記薄層において前記リッジ型光導波路の両側に形成されており、前記薄層の前記一方の主面に開口する少なくとも一対の溝、
前記一方の主面上に接合されている支持基板、および
前記薄層の前記他方の主面上に設けられた、前記しみ出し光を発生させるためのクラッド層を備えており、
前記出射側端面におけるリッジ型光導波路の幅が、前記入射側端面における前記リッジ型光導波路の幅よりも小さく、前記薄層の前記他方の主面の法線方向に偏光する直線偏向の光波からなるレーザ光が前記リッジ型光導波路に入射したとき、前記出射側端面から光が出射すると共に、前記リッジ型光導波路の前記出射側端面の近傍において前記クラッド層から前記しみ出し光を得ることを特徴とする、しみ出し光発生素子。 - 前記リッジ型光導波路が、前記出射側端面の近傍に設けられる狭幅部、前記入射側端面から前記狭幅部へと向かって延びる本体部、および前記本体部と前記狭幅部との間に設けられている連結部を有することを特徴とする、請求項1記載の素子。
- 前記リッジ型光導波路が、前記出射側端面の近傍に設けられており、前記出射側端面へと向かって幅が減少するテーパ部、および前記入射側端面から前記テーパ部へと向かって延びる本体部を有することを特徴とする、請求項1または2記載の素子。
- 前記薄層が、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、酸化亜鉛、ガリウム−砒素、窒化ガリウム、インジウム−リン、酸化ガリウム、タンタル酸カリウムまたはニオブ酸タンタル酸カリウムを基本組成とすることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つの請求項に記載の素子。
- 前記薄層の屈折率が2.3以上であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の素子。
- 前記クラッド層の屈折率が1.4以下であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つの請求項に記載の素子。
- 前記溝が、レーザアブレーション加工、ドライエッチング、またはウェットエッチングにより形成されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つの請求項に記載の素子。
- 請求項1〜7のいずれか一つの請求項に記載の素子、および前記薄層の前記入射側端面へと入射させるための前記レーザ光を発振するレーザ光源を有しており、前記レーザ光が、前記薄層の前記他方の主面の法線方向に偏光する直線偏向の光波からなることを特徴とする、しみ出し光発生デバイス。
- 反射器として機能する回折格子が前記リッジ型光導波路内に形成されており、前記レーザ光源と前記回折格子とによって共振器を構成し、前記回折格子によって決定される反射波長でレーザ発振することを特徴とする、請求項8記載のデバイス。
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