JPH01194487A - 位相同期半導体レーザアレーの光学系 - Google Patents
位相同期半導体レーザアレーの光学系Info
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- JPH01194487A JPH01194487A JP63019866A JP1986688A JPH01194487A JP H01194487 A JPH01194487 A JP H01194487A JP 63019866 A JP63019866 A JP 63019866A JP 1986688 A JP1986688 A JP 1986688A JP H01194487 A JPH01194487 A JP H01194487A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の技術分野〉
本発明は２本以上の互いにコヒーレントに結合した光共
撮器を具備してなる１８０°位相同期半導体レーザアレ
ーの出力を等位相の１つの波面に変換し、光導波路内へ
入射させるために用いる光学系に関する。
撮器を具備してなる１８０°位相同期半導体レーザアレ
ーの出力を等位相の１つの波面に変換し、光導波路内へ
入射させるために用いる光学系に関する。
〈従来技術〉
複数のレーザ共撮器を互いにコヒーレントに結合した位
相同期半導体レーザアレーは端面部の光密度が低く、高
い出力まで動作させることができるため、高い励起強変
を必要とする光励起レーザや高調波発生用の励起光源と
して重要である。特に高調波を発生させるには励起光を
できるだけ効率よく利用するため、光導波路がよく用い
られる。
相同期半導体レーザアレーは端面部の光密度が低く、高
い出力まで動作させることができるため、高い励起強変
を必要とする光励起レーザや高調波発生用の励起光源と
して重要である。特に高調波を発生させるには励起光を
できるだけ効率よく利用するため、光導波路がよく用い
られる。
しかるに、このような半導体レーザアレーの出力には位
相が１８０°異なる２つの波面が同時に存在するモード
が主として発振する。該モードはその遠視野像で、位相
の異なる各波面に対応した２つの光束に分かれる。これ
らの光を通常の回折格子やプリズムを用いた結合器を用
いて光導波路内に導いても、位相の１８０°異なる２つ
の波面を同位相とする手段としては半波長板を用いる方
法が既に提唱されている（特開昭６２−９８３２０）。
相が１８０°異なる２つの波面が同時に存在するモード
が主として発振する。該モードはその遠視野像で、位相
の異なる各波面に対応した２つの光束に分かれる。これ
らの光を通常の回折格子やプリズムを用いた結合器を用
いて光導波路内に導いても、位相の１８０°異なる２つ
の波面を同位相とする手段としては半波長板を用いる方
法が既に提唱されている（特開昭６２−９８３２０）。
〈発明が解決しようとする間頂点〉
しかしながら、上記半波長板を用いる方式では装置を小
型化することが困難であり、特に光導波路との集積化は
不可能であった。
型化することが困難であり、特に光導波路との集積化は
不可能であった。
〈発明の目的〉
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、位相
の１８０°ずれた位相同期半導体レーザアレーの出力を
、位相の等しい１つの波面に変換して光導波路内に導く
ことのできる光学系を提供することを目的と干るもので
ある。
の１８０°ずれた位相同期半導体レーザアレーの出力を
、位相の等しい１つの波面に変換して光導波路内に導く
ことのできる光学系を提供することを目的と干るもので
ある。
〈発明の概要〉
本発明は、複数の互いにコヒーレントに結合したレーザ
共振器を有し、互いに１８０°位相のずれた２つの波面
で発振する、位相同期半導体レーザアレーと、光導波路
上に設けられた、互いに半周期ずれた１組の光の波長と
同程度の周期を有する回折格子結合器とからなる。
共振器を有し、互いに１８０°位相のずれた２つの波面
で発振する、位相同期半導体レーザアレーと、光導波路
上に設けられた、互いに半周期ずれた１組の光の波長と
同程度の周期を有する回折格子結合器とからなる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。第１図は本発明の１実施例の光学系を示す
構成図である。１ば１０本の共振器をコヒーレントに結
合させた、位相同期半導体レーザアレーであり、該レー
ザアレーを出だ光はコリメーターレンズ２によって平行
光に変換され、回折格子光結合器３に入射する。コリメ
ーターレンズによって平行光とされたレーザ光束１１は
図中に示すような双峰の遠視野像（ＦＦＰ）１２となり
、各光束は互いに半周期だけ周期のずれだ回折格子光結
合器４ａ、４ｂにそれぞれ入射する。回折格子光結合器
４ａから光導波路５ａに入射した光と、半周期ずれた回
折格子光結合器４ｂから光導波路５ｈに入射した光とは
位相が１８０°ずれるため、半導体レーザアレー１を出
た光はすべて同位相となって光導波路５に入射する。
に説明する。第１図は本発明の１実施例の光学系を示す
構成図である。１ば１０本の共振器をコヒーレントに結
合させた、位相同期半導体レーザアレーであり、該レー
ザアレーを出だ光はコリメーターレンズ２によって平行
光に変換され、回折格子光結合器３に入射する。コリメ
ーターレンズによって平行光とされたレーザ光束１１は
図中に示すような双峰の遠視野像（ＦＦＰ）１２となり
、各光束は互いに半周期だけ周期のずれだ回折格子光結
合器４ａ、４ｂにそれぞれ入射する。回折格子光結合器
４ａから光導波路５ａに入射した光と、半周期ずれた回
折格子光結合器４ｂから光導波路５ｈに入射した光とは
位相が１８０°ずれるため、半導体レーザアレー１を出
た光はすべて同位相となって光導波路５に入射する。
本実施例ではニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板３
の一方の面にアルミニウム（図示せず）を蒸着した後、
通常のホトリソグラフィー法によりホトレジストをマス
ク、温リン酸（〜６０℃）をエッチャントとし幅１．５
ミクロンのストライプ状にエツチングし、これをマスク
として安息香酸リチウム溶液に浸し、プロント交換によ
って＠２μｍ、深さ０．５μｍの２本の平行なストライ
プ状の光導波路５を作製した。フォトレジストを除去し
た後、真空蒸着法等でＳｉ３Ｎ４膜を蒸着した後、電子
ビームレジスト（図示せず）を塗布し、電子ビーム描画
により回折格子光結合器のパターンを作製し、ＨＦ：Ｎ
Ｈ４Ｆ＝１ ： ２０の混合液によりエツチングし回折
格子光結合器４を作製した。回折格子光結合器４の周期
は例えば「光集積回路」（西原他。
の一方の面にアルミニウム（図示せず）を蒸着した後、
通常のホトリソグラフィー法によりホトレジストをマス
ク、温リン酸（〜６０℃）をエッチャントとし幅１．５
ミクロンのストライプ状にエツチングし、これをマスク
として安息香酸リチウム溶液に浸し、プロント交換によ
って＠２μｍ、深さ０．５μｍの２本の平行なストライ
プ状の光導波路５を作製した。フォトレジストを除去し
た後、真空蒸着法等でＳｉ３Ｎ４膜を蒸着した後、電子
ビームレジスト（図示せず）を塗布し、電子ビーム描画
により回折格子光結合器のパターンを作製し、ＨＦ：Ｎ
Ｈ４Ｆ＝１ ： ２０の混合液によりエツチングし回折
格子光結合器４を作製した。回折格子光結合器４の周期
は例えば「光集積回路」（西原他。
オーム社刊）等に詳述されているように半導体レーザの
発振波長、入射角、導波路の伝搬定数よりレーザアレー
の出力が導波路５内に入射するよう決めだ位相同期半導
体レーザアレーとして発振波長８５０ｎｍ、最大出力２
００ ｍＷのものを用い、該レーザ光をコリメーターレ
ンズで平行光とし回折格子光結合器を通して上記光導波
路中に導くことにより波長４２５ ｎｍの２次高調波１
３が得られた。
発振波長、入射角、導波路の伝搬定数よりレーザアレー
の出力が導波路５内に入射するよう決めだ位相同期半導
体レーザアレーとして発振波長８５０ｎｍ、最大出力２
００ ｍＷのものを用い、該レーザ光をコリメーターレ
ンズで平行光とし回折格子光結合器を通して上記光導波
路中に導くことにより波長４２５ ｎｍの２次高調波１
３が得られた。
２つの光導波路５ａ、５ｂから放射される２次高調波光
１３は互いに同位相であり、ＦＦＰは１４のような単峰
となった。
１３は互いに同位相であり、ＦＦＰは１４のような単峰
となった。
第２図は本発明の別の実施例であり、本発明を子板光導
波路゛に適用した場合の構成図である。回折格子光結合
器により、半導体レーザアレーから出た光はすべて等位
相となっているため光導波路内では干渉は生ぜず上記実
施例と同様に単峰の２次高調波出力が得られた。
波路゛に適用した場合の構成図である。回折格子光結合
器により、半導体レーザアレーから出た光はすべて等位
相となっているため光導波路内では干渉は生ぜず上記実
施例と同様に単峰の２次高調波出力が得られた。
第３図は本発明の更に他の実施例を示す構成図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本実施例では
回折格子光結合器には例えば裏地：光・量子エレクトロ
ニクス研究会報告書０ＱＥ８４−１０９等に記載されて
いるように、集光性を有するような形状に形成した。こ
の場合も回折格子光結合器３ａと３ｂは互いに半周期ず
れている。本実施例においては上記２つの実施例で示し
たようなコリメーターレンズは不要であり、装置を更に
小型化することが可能となっている。
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本実施例では
回折格子光結合器には例えば裏地：光・量子エレクトロ
ニクス研究会報告書０ＱＥ８４−１０９等に記載されて
いるように、集光性を有するような形状に形成した。こ
の場合も回折格子光結合器３ａと３ｂは互いに半周期ず
れている。本実施例においては上記２つの実施例で示し
たようなコリメーターレンズは不要であり、装置を更に
小型化することが可能となっている。
〈発明の効果〉
本発明によれば、高い出力で安定に動作するが、ＦＦＰ
が双峰と々りやすい位相同期半導体レーザアレーの出力
を有効に利用し、２次高調波による単峰のＦＦＰを有す
る可視光の発生を効率よく行なうことができる。また、
半導体レーザと光導波路とを効率よく結合することによ
り装置の大幅な小型化を図ることができ、高密度光ディ
スク用光ピツクアップ等の光源等に用いることができ妾
業上多大な効果を与えることができる。
が双峰と々りやすい位相同期半導体レーザアレーの出力
を有効に利用し、２次高調波による単峰のＦＦＰを有す
る可視光の発生を効率よく行なうことができる。また、
半導体レーザと光導波路とを効率よく結合することによ
り装置の大幅な小型化を図ることができ、高密度光ディ
スク用光ピツクアップ等の光源等に用いることができ妾
業上多大な効果を与えることができる。
第１図は本発明の１実施例の光学系を表わす構成図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第２図及び第
３図はそれぞれ本発明の別の実施例を表わ一１＊つ系。 ゆ成、ｆ２１〜ヨ３．４四、４鵡−毒運萌酢図５１・・
・位相同期半導体レーザアレー、２・・・コリメーター
レンズ、３・・・集光型回折格子光結合器。 ４・・・回折格子光結合器 ５・・・プロトン交換光導波路 １１・・・位相同期半導体レーザアレー光束１２・・・
位相同期半導体レーザアレー光束の遠視野像１３・・・
２次高調波出力 １４・・・２次高調波出力の遠視野像 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）／／
４ｂ Ｆ、 ２゛−３
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第２図及び第
３図はそれぞれ本発明の別の実施例を表わ一１＊つ系。 ゆ成、ｆ２１〜ヨ３．４四、４鵡−毒運萌酢図５１・・
・位相同期半導体レーザアレー、２・・・コリメーター
レンズ、３・・・集光型回折格子光結合器。 ４・・・回折格子光結合器 ５・・・プロトン交換光導波路 １１・・・位相同期半導体レーザアレー光束１２・・・
位相同期半導体レーザアレー光束の遠視野像１３・・・
２次高調波出力 １４・・・２次高調波出力の遠視野像 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）／／
４ｂ Ｆ、 ２゛−３
Claims (1)
- １、位相同期型の半導体レーザアレーと、該半導体レー
ザアレーからの互いに位相が１８０°ずれた光束を受け
る回折格子光結合器と、光導波路とからなる位相同期半
導体レーザアレーの光学系において、前記回折格子光結
合器は、互いに半周期だけ周期のずれた同一格子パター
ンを有する回折格子からなり、前記互いに位相が１８０
°ずれた光束は同じ位相に変換されて前記光導波路へ入
射されることを特徴とする位相同期半導体レーザアレー
の光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63019866A JPH01194487A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 位相同期半導体レーザアレーの光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63019866A JPH01194487A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 位相同期半導体レーザアレーの光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01194487A true JPH01194487A (ja) | 1989-08-04 |
Family
ID=12011144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63019866A Pending JPH01194487A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 位相同期半導体レーザアレーの光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01194487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5046802A (en) * | 1989-03-28 | 1991-09-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light wavelength converter |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP63019866A patent/JPH01194487A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5046802A (en) * | 1989-03-28 | 1991-09-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light wavelength converter |
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