JP6457215B2 - 外部共振器型半導体レーザ用回折格子 - Google Patents
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Description
さらに、ゾルゲルナノインプリント法を用いて、第二の誘電体膜の表面にSiO2からなる周期322nmのリッジを形成した。ゾルゲルナノインプリント法は基板上に塗布したゲル膜に格子の型を押し付けて型形状を転写し、さらに焼成して所望の構造を形成する手法である。走査電子顕微鏡を用いてリッジの形状を測定したところ、リッジの高さが120nm、リッジの幅が40nm、リッジのテーパ角度が4度であった。
最後に、第三の誘電体膜として、スパッタ法によりリッジ表面に膜厚41nmのTa2O5膜を成膜した。
作製した回折格子の光学特性を分光高度計により評価した。−1次透過光、−1次反射光、0次透過光、0次反射光の強度の入射光強度に対する比はそれぞれ15%、55%、29%、1%であり、−1次反射光と0次透過光を高い効率で取り出すことができた。
作製した回折格子の−1次透過光、−1次反射光、0次透過光、0次反射光の強度の入射光強度に対する比はそれぞれ18%、50%、32%、0.1%以下であり、−1次反射光と0次透過光を高い効率で取り出すことができた。
作製した回折格子の−1次透過光、−1次反射光、0次透過光、0次反射光の強度の入射光強度に対する比はそれぞれ20%、33%、47%、0.3%であり、−1次反射光と0次透過光を高い効率で取り出すことができた。
作製した回折格子の−1次透過光、−1次反射光、0次透過光、0次反射光の強度の入射光強度に対する比はそれぞれ18%、45%、36%、0.4%以下であり、−1次反射光と0次透過光を高い効率で取り出すことができた。
作製した回折格子の−1次透過光、−1次反射光、0次透過光、0次反射光の強度の入射光強度に対する比はそれぞれ18%、30%、49%、3%以下であり、−1次反射光と0次透過光を高い効率で取り出すことができた。
第三の誘電体膜としてスパッタ法によりリッジ表面にTa2O5膜を成膜する際に、リッジの側部の表面に第三の誘電体膜が堆積しないように、ターゲットと回折格子の間にコリメータを配置してスパッタ粒子が石英基板に対して垂直方向またはほぼ垂直方向から入射するようにした他は実施例1と同様にして回折格子を作製した。
作製した回折格子の−1次透過光、−1次反射光、0次透過光、0次反射光の強度の入射光強度に対する比はそれぞれ6%、15%、70%、9%であり、0次透過光の取り出し効率は高いものの、−1次反射光を大きく、0次反射光を小さくすることができなかった。
第三の誘電体膜を成膜する際に、比較例1と同様にターゲットと回折格子の間にコリメータを配置した他は実施例2と同様にして回折格子を作製した。
作製した回折格子の−1次透過光、−1次反射光、0次透過光、0次反射光の強度の入射光強度に対する比はそれぞれ5%、11%、71%、13%であり、−1次反射光の取り出し効率は高いものではなく、かつ0次反射光を小さくすることができなかった。
2 本発明の外部共振器型半導体レーザ用回折格子
11 光源からの射出光
12 0次透過光(出力光)
13 0次反射光(出力モニタ用)
14 −1次透過光(波長モニタ用)
15 −1次反射光(光源への戻り光)
100 透明基板
101 リッジ
111 第一の誘電体膜
112 第二の誘電体膜
113 第三の誘電体膜
Claims (4)
- 透明基板の表面に高屈折率である第一の誘電体膜と低屈折率である第二の誘電体膜からなる誘電体多層膜を形成し、さらに前記誘電体多層膜の表面に透明材料からなる多数のリッジを所定の高さおよび間隔で設け、さらにまた前記リッジ部の上部の表面、前記リッジの側部の表面および前記リッジの間に露出する前記誘電体多層膜の表面に、第三の誘電体膜を形成した構造を有し、前記第三誘電体多層膜の膜厚は、前記リッジの高さの1/2以下であり、−1次反射光と0次透過光の強度が、それぞれ入射光の15%以上、30%以上であり、かつ、0次反射光と―1次透過光の強度が、それぞれ入射光の5%以下、20%以下であることを特徴とする、外部共振器型半導体レーザ用回折格子。
- 前記第一の誘電体膜がTa2O5、Nb2O5、TiO2から選ばれる一種あるいはその混合物からなる誘電体膜であり、かつ、前記第二の誘電体膜がSiO2、MgF2、Al2O5、から選ばれる誘電体膜であり、さらに前記第三の誘電体膜がTa2O5、Nb2O5、TiO2から選ばれる一種あるいはその混合物からなる屈折率1.7〜2.6の誘電体膜であることを特徴とする請求項1に記載の外部共振器型半導体レーザ用回折格子。
- 前記第一の誘電体膜の屈折率が1.7〜2.6かつ膜厚が10〜200nm、前記第二の誘電体膜の屈折率が1.3〜1.6かつ膜厚が10〜200nmであること特徴とする請求項1または2に記載の外部共振器型半導体レーザ用回折格子。
- 前記透明基板および前記リッジ部を構成する材料が、SiO2、MgF2、Al2O5から選ばれる一種あるいはその混合物からなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の外部共振器型半導体レーザ用回折格子。
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