JPH0225083A - ガラス導波路レーザおよび増幅器の製造方法 - Google Patents
ガラス導波路レーザおよび増幅器の製造方法Info
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- JPH0225083A JPH0225083A JP17393888A JP17393888A JPH0225083A JP H0225083 A JPH0225083 A JP H0225083A JP 17393888 A JP17393888 A JP 17393888A JP 17393888 A JP17393888 A JP 17393888A JP H0225083 A JPH0225083 A JP H0225083A
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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
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、能動性を有するガラス導波路の製造に関する
ものであり、とくに、光通信用部品分野で利用価値の高
い、基板上に形成させたガラス尊波路形式のレーザ発振
および増幅器に関する。
ものであり、とくに、光通信用部品分野で利用価値の高
い、基板上に形成させたガラス尊波路形式のレーザ発振
および増幅器に関する。
[従来技術]
石英系光ファイバでは、能動性ファイバとして。
コアに希土類を添加した光ファイバ形レーザや増幅器が
作製されている。第6図に、ネオジウム(Nd)を添加
したファイバレーザの構成を示す。
作製されている。第6図に、ネオジウム(Nd)を添加
したファイバレーザの構成を示す。
1はNd添加光ファイバ、2a、2bはミラー3は半導
体レーザ(LD)、4は対物レンズである。発振波長0
.83μmのLD3で励起すると、光フアイバレーザは
1.06μmで発振する。第7図は、エルビウム(Er
)を添加した光ファイバを用いた光増幅器の構成を示す
。3aはLD、4aは対物レンズである。5はカップラ
、6はErを添加した光ファイバである。第7図の構成
の増幅器では、カップラの片側から入射する波長1.5
5μmの信号光が0.80μmのLD励起によりEr添
加光フアイバ中で増幅される。以上の光ファイバを用い
たレーザや増幅器では高効率な動作が可能である。
体レーザ(LD)、4は対物レンズである。発振波長0
.83μmのLD3で励起すると、光フアイバレーザは
1.06μmで発振する。第7図は、エルビウム(Er
)を添加した光ファイバを用いた光増幅器の構成を示す
。3aはLD、4aは対物レンズである。5はカップラ
、6はErを添加した光ファイバである。第7図の構成
の増幅器では、カップラの片側から入射する波長1.5
5μmの信号光が0.80μmのLD励起によりEr添
加光フアイバ中で増幅される。以上の光ファイバを用い
たレーザや増幅器では高効率な動作が可能である。
しかし、光ファイバ長が数〜数十mになり集積化するこ
とが困難であるという問題がある。
とが困難であるという問題がある。
一方、石英ガラス基板やシリコン基板上に形成可能な石
英系ガラス導波路は、石英系ファイバとの整合性がよい
ことから実用的な導波形光部品の実現手段として研究開
発が進められている。これらの基板上にガラス光導波路
を形成する方法として、酸水素バーナを用いた気相法に
よる方法がある。この装置でガラス膜を作製するには、
ターンテーブル上に基板を並べ、ターンテーブルを回転
させるとともに、ガラス微粒子合成トーチにo2ガス、
H2ガスを供給し、トーチ吹出部に酸水素炎を形成して
基板に吹きつける。次に、トーチにガラス原料を送ると
、火炎中で加水分解反応が生じ、基板上にガラス微粒子
が堆積する。ガラス微粒子を堆積させて多孔質状の薄膜
を形成した基板を、電気炉などで高温に加熱して透明ガ
ラス化する。
英系ガラス導波路は、石英系ファイバとの整合性がよい
ことから実用的な導波形光部品の実現手段として研究開
発が進められている。これらの基板上にガラス光導波路
を形成する方法として、酸水素バーナを用いた気相法に
よる方法がある。この装置でガラス膜を作製するには、
ターンテーブル上に基板を並べ、ターンテーブルを回転
させるとともに、ガラス微粒子合成トーチにo2ガス、
H2ガスを供給し、トーチ吹出部に酸水素炎を形成して
基板に吹きつける。次に、トーチにガラス原料を送ると
、火炎中で加水分解反応が生じ、基板上にガラス微粒子
が堆積する。ガラス微粒子を堆積させて多孔質状の薄膜
を形成した基板を、電気炉などで高温に加熱して透明ガ
ラス化する。
このような石英系ガラス導波路では、低損失な光導波路
を形成することができ、受動素子を形成するうえでは大
きな利点はあるが、反面、レーザ等の能動素子を形成す
ることはできないという問題があった。そのため、石英
系ガラス導波路を用いて光ICや0EIC等を形成する
場合にはシリコン基板上に別工程で半導体レーザを作製
するか、または、基板上に半導体レーザを接着剤で取り
付けることが行われてきた。
を形成することができ、受動素子を形成するうえでは大
きな利点はあるが、反面、レーザ等の能動素子を形成す
ることはできないという問題があった。そのため、石英
系ガラス導波路を用いて光ICや0EIC等を形成する
場合にはシリコン基板上に別工程で半導体レーザを作製
するか、または、基板上に半導体レーザを接着剤で取り
付けることが行われてきた。
[発明が解決しようとする課題]
以上のように従来技術では、石英系光ファイバを能動性
ファイバとするものでは集積化できず、また、基板上に
半導体レーザを別工程で作製したり基板上に半導体レー
ザを接着剤で取付けるなど、モノリシックでない光回路
を形成するものでは工程が煩雑であるなどの問題があっ
た。そして基板上の石英系ガラス導波路に能動性材料を
添加する効果的な方法が必要とされるなど、問題の解決
を要する課題があった。
ファイバとするものでは集積化できず、また、基板上に
半導体レーザを別工程で作製したり基板上に半導体レー
ザを接着剤で取付けるなど、モノリシックでない光回路
を形成するものでは工程が煩雑であるなどの問題があっ
た。そして基板上の石英系ガラス導波路に能動性材料を
添加する効果的な方法が必要とされるなど、問題の解決
を要する課題があった。
本発明は、従来基板上のガラス導波路では受動素子しか
形成できないことによる上記の問題点を解決し、基板上
に能動性ガラス導波路を作製することによるガラス導波
路レーザおよび増幅器を提供することを目的とする。
形成できないことによる上記の問題点を解決し、基板上
に能動性ガラス導波路を作製することによるガラス導波
路レーザおよび増幅器を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
上記の課題を解決するため本発明では、光が伝播するコ
ア部と該コア部の周りにクラッド層を有するガラス光導
波路膜を基板上に形成させる工程で得られる基板上のコ
ア部用ガラス多孔質膜を、希土類元素と遷移金属元素か
ら選ばれた1種類以上の元素を含む溶液中に液浸し、該
元素を上記コア部に所定濃度に添加させて成るレーザ発
振または増幅用媒体によりガラス導波路レーザおよび増
幅器を基板上に形成させた。
ア部と該コア部の周りにクラッド層を有するガラス光導
波路膜を基板上に形成させる工程で得られる基板上のコ
ア部用ガラス多孔質膜を、希土類元素と遷移金属元素か
ら選ばれた1種類以上の元素を含む溶液中に液浸し、該
元素を上記コア部に所定濃度に添加させて成るレーザ発
振または増幅用媒体によりガラス導波路レーザおよび増
幅器を基板上に形成させた。
本発明の実施例のガラス導波路の作成手順を第1図に示
し、本発明における添加元素の濃度をきめる関係図を第
2図に示し1本発明の実施例図を第3図〜第5図に示す
。また、薄膜に液浸法により能動性元素を添加する方法
については特願昭63−44558号に提案されている
。
し、本発明における添加元素の濃度をきめる関係図を第
2図に示し1本発明の実施例図を第3図〜第5図に示す
。また、薄膜に液浸法により能動性元素を添加する方法
については特願昭63−44558号に提案されている
。
[作 用]
ガラス導波路に希土類または遷移金属元素を添加した場
合の導波路型レーザにおけるレーザ発振に必要な最低ポ
ンプ光エネルギPthと元素濃度N0との関係を調べる
− pthは(1)式で与えられ、また、その時添加す
る元素としてレーザ発振効率が最も高いNdを考えると
各パラメータの値は次のようになる。
合の導波路型レーザにおけるレーザ発振に必要な最低ポ
ンプ光エネルギPthと元素濃度N0との関係を調べる
− pthは(1)式で与えられ、また、その時添加す
る元素としてレーザ発振効率が最も高いNdを考えると
各パラメータの値は次のようになる。
・・・・・・(1)
hニブランク定数(6,63X IF”erg−s)シ
P:ポンプ光周波数(3,61X 10141/s、
0.83 tt m )A:コア断面積(3,6x 1
0’−’ ci )R1:ポンプ光側のミラーの反射率 R1:出力側のミラーの反射率 α□:発振波長(1,06μm)での吸収係数l:導波
路長 σ:Ndの散乱断面積(1,7X10−”at)τf:
Ndの蛍光寿命(450μs )F0□。、:ポンプ光
と発振光のパワー分布の重なりNoをパラメータとして
Pthと導波路長1との関係を第2図に示す。成板上の
導波路型の光部品として小型化のための導波路長を10
01とし、かつPthを10mW程度に下げるには、第
2図からN。とじて少なくとも0.5tit%以上必要
なことがわかる。
P:ポンプ光周波数(3,61X 10141/s、
0.83 tt m )A:コア断面積(3,6x 1
0’−’ ci )R1:ポンプ光側のミラーの反射率 R1:出力側のミラーの反射率 α□:発振波長(1,06μm)での吸収係数l:導波
路長 σ:Ndの散乱断面積(1,7X10−”at)τf:
Ndの蛍光寿命(450μs )F0□。、:ポンプ光
と発振光のパワー分布の重なりNoをパラメータとして
Pthと導波路長1との関係を第2図に示す。成板上の
導波路型の光部品として小型化のための導波路長を10
01とし、かつPthを10mW程度に下げるには、第
2図からN。とじて少なくとも0.5tit%以上必要
なことがわかる。
既に述べたように、Ndを高濃度に添加するには、従来
技術で説明したガラス薄膜作製法によりコア用多孔質薄
膜を基板上に作製し、その基板ごとNdCL、を溶かし
たアルコールに液浸し、乾燥した後透明ガラス化する。
技術で説明したガラス薄膜作製法によりコア用多孔質薄
膜を基板上に作製し、その基板ごとNdCL、を溶かし
たアルコールに液浸し、乾燥した後透明ガラス化する。
これは、酸水素炎を用いて気相法によって生成したガラ
ス微粒子多孔質体が、非常にポーラスなもので1通気性
がよいことを応用したものである。この方法によれば、
ガラスコア部に高濃度(最高で2wt%)でNdを添加
することができる。
ス微粒子多孔質体が、非常にポーラスなもので1通気性
がよいことを応用したものである。この方法によれば、
ガラスコア部に高濃度(最高で2wt%)でNdを添加
することができる。
すなわち本発明は基板上のガラス導波路を能動化するた
めの元素を高濃度に導波路に添加することを可能にし、
これにより基板上に導波路形式のレーザ発振器や増幅器
を形成することを可能にするものである。
めの元素を高濃度に導波路に添加することを可能にし、
これにより基板上に導波路形式のレーザ発振器や増幅器
を形成することを可能にするものである。
さらに、本発明には、以下に示す特徴がある。
(1)本発明では、ガラス導波路に添加する元素を1種
類に限定するものではなく、溶媒に数種の元素を溶かす
ことによって1種類以上の元素を添加することが可能に
なる。これにより、レーザ発振媒体となる元素、および
ポンプ光を吸収し、エネルギをレーザ発振元素に付与す
る元素を一緒に添加することができ、高効率なレーザ発
振が可能となる。−例としては、エルビウムErとイッ
テルビウムybを一緒に添加することにより1.55μ
mでのErの発振効率をybによって著しく増加させる
ことが可能になる。
類に限定するものではなく、溶媒に数種の元素を溶かす
ことによって1種類以上の元素を添加することが可能に
なる。これにより、レーザ発振媒体となる元素、および
ポンプ光を吸収し、エネルギをレーザ発振元素に付与す
る元素を一緒に添加することができ、高効率なレーザ発
振が可能となる。−例としては、エルビウムErとイッ
テルビウムybを一緒に添加することにより1.55μ
mでのErの発振効率をybによって著しく増加させる
ことが可能になる。
(2)ガラス多孔質体を堆積させる基板を基本的に限定
するものではなく、基板上に形成するガラスのガラス化
温度より高温の軟化温度または融点を有する材料であれ
ば良い。
するものではなく、基板上に形成するガラスのガラス化
温度より高温の軟化温度または融点を有する材料であれ
ば良い。
(3)基板上に堆積するガラス微粒子(ホストガラス)
についても、本発明において基本的に限定されるもので
はなく、例えば、石英ガラス(Sin、)、二酸化ゲル
マニウム(G e Oz )等を有効に利用できる。
についても、本発明において基本的に限定されるもので
はなく、例えば、石英ガラス(Sin、)、二酸化ゲル
マニウム(G e Oz )等を有効に利用できる。
(4)ホストガラス微粒子には、ドーパントを分散させ
ることも可能になる。このドーパントについても、本発
明で限定されるものではなく、たとえば軟化温度を下げ
るような、Ge、P、B、F、A1、Ti、Sb、Zn
等の酸化物を一種以上、ホストガラスに添加することが
できる。
ることも可能になる。このドーパントについても、本発
明で限定されるものではなく、たとえば軟化温度を下げ
るような、Ge、P、B、F、A1、Ti、Sb、Zn
等の酸化物を一種以上、ホストガラスに添加することが
できる。
(5)本発明では、希土類元素を毛細管現象によりガラ
ス多孔質体に取り込むものであるから、溶媒は、少なく
ともガラス化温度では蒸発するものでなくてはならない
。
ス多孔質体に取り込むものであるから、溶媒は、少なく
ともガラス化温度では蒸発するものでなくてはならない
。
[実施例]
(実施例1)
本実施例では、ガラス導波路にNdをドープし、ファプ
リーペロ形の導波路形のレーザを作製した。
リーペロ形の導波路形のレーザを作製した。
第1図は、本実施例におけるガラス導波路を作製する手
順を示す図であって、7は基板、8はバッファ層、9は
コア層、10はクラッド層である。
順を示す図であって、7は基板、8はバッファ層、9は
コア層、10はクラッド層である。
本実施例では、まず、酸水素トーチを用いてガラス原料
の加水分解反応により酸化物微粒子を基板7に堆積させ
た。基板7には外径75mm、厚さ0.51111のシ
リコン基板を用いた。酸水素トーチには、O,: 81
/win、 H,: 2.51 / Qlinを供給
した。ガラス原料はそれぞれ次の条件でトーチに供給し
た。
の加水分解反応により酸化物微粒子を基板7に堆積させ
た。基板7には外径75mm、厚さ0.51111のシ
リコン基板を用いた。酸水素トーチには、O,: 81
/win、 H,: 2.51 / Qlinを供給
した。ガラス原料はそれぞれ次の条件でトーチに供給し
た。
i)バッファ層: 5iC14: 250cc/min
、 B C13:10cc/+in、 P C1,:
25cc/l1in、ii)コア層: 5iC14:
250cc/ win、 GeC1,: 40cc/w
in、 P C13: 20cc/win。
、 B C13:10cc/+in、 P C1,:
25cc/l1in、ii)コア層: 5iC14:
250cc/ win、 GeC1,: 40cc/w
in、 P C13: 20cc/win。
各々の層の堆積時間は、バッファ層:30分、コアN:
20分とした。
20分とした。
基板に堆積した多孔質ガラス膜(2重構造)を、電気炉
でHeと02の混合ガス雰囲気で仮焼結した。
でHeと02の混合ガス雰囲気で仮焼結した。
このとき、電気炉温度は1270℃で1時間保持した。
仮焼結した後、多孔質膜の液浸を行った。液浸液は、N
dC1,を溶かしたエタノールで、Ndの濃度を0 、
5vt%とした。液浸後、大気中で1日乾燥し、続いて
電気炉でHeと02の混合ガス雰囲気で透明ガラス化し
た。このとき、電気炉温度は1380℃とした。透明ガ
ラス化後のバッファ層、コア層の厚さはそれぞれ30μ
mと8μmで、コア/バッファ層の屈折率差は0.3%
、コア部の長さは10anであった、また、電子ビーム
微小分析装置で標準試料との比較から求めたコア部のN
d濃度は0 、5i+t%であった。
dC1,を溶かしたエタノールで、Ndの濃度を0 、
5vt%とした。液浸後、大気中で1日乾燥し、続いて
電気炉でHeと02の混合ガス雰囲気で透明ガラス化し
た。このとき、電気炉温度は1380℃とした。透明ガ
ラス化後のバッファ層、コア層の厚さはそれぞれ30μ
mと8μmで、コア/バッファ層の屈折率差は0.3%
、コア部の長さは10anであった、また、電子ビーム
微小分析装置で標準試料との比較から求めたコア部のN
d濃度は0 、5i+t%であった。
シリコン基板上のガラス膜に導波路部分のマスキングを
行い、Arプラズマエツチングにより直線の導波路を形
成した6導波路の帳は10μm、長さ75++nとした
。導波路の上には、バッファ層と同じ堆積条件でクラッ
ド層を堆積し、続いて透明ガラス化した。
行い、Arプラズマエツチングにより直線の導波路を形
成した6導波路の帳は10μm、長さ75++nとした
。導波路の上には、バッファ層と同じ堆積条件でクラッ
ド層を堆積し、続いて透明ガラス化した。
上記により作製したガラス導波路の両端面に多層膜ミラ
ーを蒸着した。ミラーの特性は、0.85μmの透過率
が97%、1.1μmの反射率が99%である0発振波
長0.85μmの半導体レーザを用いて、作製したガラ
ス導波路のレーザ発振特性を調べた。
ーを蒸着した。ミラーの特性は、0.85μmの透過率
が97%、1.1μmの反射率が99%である0発振波
長0.85μmの半導体レーザを用いて、作製したガラ
ス導波路のレーザ発振特性を調べた。
その結果、半導体レーザの出力10mWで、波長1.0
6μmのレーザ発振がwt測され、本発明の有効性が確
認された。
6μmのレーザ発振がwt測され、本発明の有効性が確
認された。
なお、以上の方法と同じ方法で′作製したNdを0.3
wt%添加した導波路レーザでは発振しきい値が高く、
LDで発振させることは困難であった。
wt%添加した導波路レーザでは発振しきい値が高く、
LDで発振させることは困難であった。
(実施例2)
本実施例では、ガラス導波路にErを添加した。
第3図は本実施例で作成した導波路構造で、リング共振
器構造のレーザである。7aは基板、11は希土類を添
加したリング共振器、3bは半導体レーザ、12は光フ
ァイバである。
器構造のレーザである。7aは基板、11は希土類を添
加したリング共振器、3bは半導体レーザ、12は光フ
ァイバである。
本実施例ではまず、Sin、基板上にバッファ層となる
多孔質層を堆積し、透明ガラス化した。バッファ層の堆
積条件と透明ガラス化条件は実施例1と同一とした。次
に、コア層となる多孔質膜を堆積させ仮焼結を行った。
多孔質層を堆積し、透明ガラス化した。バッファ層の堆
積条件と透明ガラス化条件は実施例1と同一とした。次
に、コア層となる多孔質膜を堆積させ仮焼結を行った。
コア層にErを添加するには、ErC1,を1wt%溶
かしたエタノール溶液を用い、その溶液中に5i02基
板ごと液浸した。
かしたエタノール溶液を用い、その溶液中に5i02基
板ごと液浸した。
その後、透明ガラス化を行い、実施例1と同じくエツチ
ングで導波路を形成し、バッファ層を堆積した(ミラー
は蒸着しなかった)。
ングで導波路を形成し、バッファ層を堆積した(ミラー
は蒸着しなかった)。
リング共振器型導波路の直径はLoanで、共振の幅の
程度を示す、いわゆるフィネスは35であった。
程度を示す、いわゆるフィネスは35であった。
すなわち共振の幅が狭く、よい特性のものが得られた。
リング共振器形のレーザでは基板上に共振器長を長く取
れるという利点がある。このリング共振器型導波路を、
波長0.80μm、出力25mWの半導体レーザで励起
したところ、波長1.55μmでレーザ発振することを
確認した。
れるという利点がある。このリング共振器型導波路を、
波長0.80μm、出力25mWの半導体レーザで励起
したところ、波長1.55μmでレーザ発振することを
確認した。
(実施例3)
本実施例では、ガラス麺波路のコアにErとybをとも
に添加し、導波路上に作製したグレーティングにより共
振器を構成した。ここで、ybは、Erのレーザ発振に
対してポンプ光を吸収しErにエネルギを付与する増感
剤である。第4図は本実施例で作成した導波路レーザ構
造である。7bは基板、9aは希土類を添加したコア部
を有する導波路、3cは半導体レーザ、12aは光ファ
イバ。
に添加し、導波路上に作製したグレーティングにより共
振器を構成した。ここで、ybは、Erのレーザ発振に
対してポンプ光を吸収しErにエネルギを付与する増感
剤である。第4図は本実施例で作成した導波路レーザ構
造である。7bは基板、9aは希土類を添加したコア部
を有する導波路、3cは半導体レーザ、12aは光ファ
イバ。
13a、13bはグレーティングである。グレーティン
グは、第4図の上部の円内に示したように凹凸形である
。
グは、第4図の上部の円内に示したように凹凸形である
。
この共振器を作製するには、まず、Sj基板上にバッフ
ァ層となる多孔質層を堆積し、透明ガラス化した。バッ
ファ層の堆積条件と透明ガラス化条件は実施例1と同一
とした。次に、コア層となる多孔質膜を堆積させ仮焼結
を行った。コア層にErとybを添加するには、E r
CLを1wt%、ybC1□を0.511t%溶かし
たエタノール溶液を用い、その溶液中にSi基板ごと液
浸した。その後、透明ガラス化を行い、実施例1と同じ
くエツチングで導波路を形成し、バッファ層を堆積した
。
ァ層となる多孔質層を堆積し、透明ガラス化した。バッ
ファ層の堆積条件と透明ガラス化条件は実施例1と同一
とした。次に、コア層となる多孔質膜を堆積させ仮焼結
を行った。コア層にErとybを添加するには、E r
CLを1wt%、ybC1□を0.511t%溶かし
たエタノール溶液を用い、その溶液中にSi基板ごと液
浸した。その後、透明ガラス化を行い、実施例1と同じ
くエツチングで導波路を形成し、バッファ層を堆積した
。
グレーティング共振器型導波路では、ファプリーペロ形
と比較して発振波長スペクトルを狭線化することが可能
である。このグレーティング共振器型導波路レーザを、
波長0.80μm、出力25mWの半導体レーザで励起
したところ、波長1.55μmでレーザ発振することお
よび発振スペクトル幅が狭線化することを確認した。
と比較して発振波長スペクトルを狭線化することが可能
である。このグレーティング共振器型導波路レーザを、
波長0.80μm、出力25mWの半導体レーザで励起
したところ、波長1.55μmでレーザ発振することお
よび発振スペクトル幅が狭線化することを確認した。
(実施例4)
本実施例では、基板上のガラス導波路のコアにEr、Y
b、Crをともに添加し、導波路上に増幅器を構成した
。ここで、ybとCrは、実施例3と同じ働きをするE
rに対する増感剤である。第5図は本実施例で作成した
導波路レーザ構造である。7cは基板、9bは希土類を
添加したコア部を有する導波路、3dは半導体レーザ、
12b、 12Cは光ファイバ、14は光カツプリン
グ部である。
b、Crをともに添加し、導波路上に増幅器を構成した
。ここで、ybとCrは、実施例3と同じ働きをするE
rに対する増感剤である。第5図は本実施例で作成した
導波路レーザ構造である。7cは基板、9bは希土類を
添加したコア部を有する導波路、3dは半導体レーザ、
12b、 12Cは光ファイバ、14は光カツプリン
グ部である。
これを作製するには、まず、Si基板上にバッファ層と
なる多孔質層を堆積し、透明ガラス化した。バッファ層
の堆積条件と透明ガラス化条件は実施例1と同一とした
。次に、カップリング部14と導波路を従来方法でコア
層堆積→透明ガラス化→エツチングの手順で作製した。
なる多孔質層を堆積し、透明ガラス化した。バッファ層
の堆積条件と透明ガラス化条件は実施例1と同一とした
。次に、カップリング部14と導波路を従来方法でコア
層堆積→透明ガラス化→エツチングの手順で作製した。
このとき、希土類を添加したコア部を有する導波路9b
の部分は導波路を構成せずエツチングしておいた。その
後、再びコア層となる多孔質膜を堆積させ仮焼結を行っ
た。50mのコア層にEr、Yb、Crを添加するには
、ErC1,を0.5wt%、YbCl3を0.31%
、CrC1,を0.2+++t%溶かしたエタノール溶
液を用い。
の部分は導波路を構成せずエツチングしておいた。その
後、再びコア層となる多孔質膜を堆積させ仮焼結を行っ
た。50mのコア層にEr、Yb、Crを添加するには
、ErC1,を0.5wt%、YbCl3を0.31%
、CrC1,を0.2+++t%溶かしたエタノール溶
液を用い。
その溶液中にSi基板ごと液浸した。その後、透明ガラ
ス化を行い、エツチングで導波路を形成し、最後にバッ
ファ層を堆積した。
ス化を行い、エツチングで導波路を形成し、最後にバッ
ファ層を堆積した。
上記の増幅器を、波長0.80μm、出力25+++W
の半導体レーザで励起したところ、波長1.55μmの
信号光が10dB増幅されることを確認した。
の半導体レーザで励起したところ、波長1.55μmの
信号光が10dB増幅されることを確認した。
以上の実施例では、レーザ発振または増幅器用にNdお
よびErを導波路に添加したが、同様な方法でNdとE
r以外の希土類元素または遷移金属を添加したガラス導
波路においてレーザまたは増幅器を作製することができ
る。
よびErを導波路に添加したが、同様な方法でNdとE
r以外の希土類元素または遷移金属を添加したガラス導
波路においてレーザまたは増幅器を作製することができ
る。
[発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、基板上のガラス
導波路に効率的に能動性媒質を添加することができ、ガ
ラス導波路を用いた高効率なレーザまたは増幅器を基板
上に構成することが可能となった。
導波路に効率的に能動性媒質を添加することができ、ガ
ラス導波路を用いた高効率なレーザまたは増幅器を基板
上に構成することが可能となった。
これにより、小形でコンパクトなレーザ発振器および増
幅器が基板上に構成でき、かつ従来のような工程上の煩
雑さを除去することができた。
幅器が基板上に構成でき、かつ従来のような工程上の煩
雑さを除去することができた。
また、本発明の場合は、従来のバッチ法のものとは全く
異なり、ガラス原料を気相法で合成するので蒸気圧の差
により不純物をほとんど含まない高純度ガラスを合成す
ることができる。石英系ガラスは耐熱性、耐腐食性など
で安定性に優れているので高安定ガラスレーザを作製す
ることが可能である。
異なり、ガラス原料を気相法で合成するので蒸気圧の差
により不純物をほとんど含まない高純度ガラスを合成す
ることができる。石英系ガラスは耐熱性、耐腐食性など
で安定性に優れているので高安定ガラスレーザを作製す
ることが可能である。
第1図は、本発明の実施例1で作製したガラス導波路の
作製手順を示す図、第2図は導波路型レーザにおける最
低ポンプ光エネルギと導波路長との関係を添加元素の濃
度をパラメータとして示す図、第3図は、本発明の実施
例2で作製したガラス導波路レーザの構造を示す図、第
4図は、本発明の実施例3で作製したガラス導波路レー
ザの構造を示す図、第5図は、本発明の実施例4で作製
したガラス導波路増幅器の構造を示す図、第6図は、希
土類添加光ファイバを用いたレーザの構成図、第7図は
、希土類添加光ファイバを用いた増幅器の構成図である
。 1・・・Nd添加光ファイバ 2a、2b・・・ミラー 3.3a、3b、3c、3 d−・・半導体レーザ4.
4a・・・対物レンズ 5・・・カップラ6・・・E
r添加光ファイバ 7.7a、7b、7c・・・基板 8・・・バッファ層
9.9a、9b・・・希土類を添加したコア部または該
コア部を有する導波路 10・・・クラッド層 11・・・リング共振器
12.12a、12b 、 12cm単一モード光’7
フイバ13a、13b・・・グレーティング 14・・・カップリング用導波路
作製手順を示す図、第2図は導波路型レーザにおける最
低ポンプ光エネルギと導波路長との関係を添加元素の濃
度をパラメータとして示す図、第3図は、本発明の実施
例2で作製したガラス導波路レーザの構造を示す図、第
4図は、本発明の実施例3で作製したガラス導波路レー
ザの構造を示す図、第5図は、本発明の実施例4で作製
したガラス導波路増幅器の構造を示す図、第6図は、希
土類添加光ファイバを用いたレーザの構成図、第7図は
、希土類添加光ファイバを用いた増幅器の構成図である
。 1・・・Nd添加光ファイバ 2a、2b・・・ミラー 3.3a、3b、3c、3 d−・・半導体レーザ4.
4a・・・対物レンズ 5・・・カップラ6・・・E
r添加光ファイバ 7.7a、7b、7c・・・基板 8・・・バッファ層
9.9a、9b・・・希土類を添加したコア部または該
コア部を有する導波路 10・・・クラッド層 11・・・リング共振器
12.12a、12b 、 12cm単一モード光’7
フイバ13a、13b・・・グレーティング 14・・・カップリング用導波路
Claims (1)
- 能動性を付与したレーザ発振または増幅用媒体としての
ガラス光導波路を用いたガラス導波路レーザおよび増幅
器において、光が伝播するコア部と該コア部の周りにク
ラッド層を有するガラス光導波路膜を基板上に形成させ
る工程で得られる基板上のコア部用ガラス多孔質膜を、
希土類元素と遷移金属元素から選ばれた1種類以上の元
素を含む溶液中に液浸し、該元素を上記コア部に所定濃
度に添加させて成るレーザ発振または増幅用媒体により
基板上に形成させたことを特徴とするガラス導波路レー
ザおよび増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63173938A JP2708793B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | ガラス導波路レーザおよび増幅器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63173938A JP2708793B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | ガラス導波路レーザおよび増幅器の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0225083A true JPH0225083A (ja) | 1990-01-26 |
JP2708793B2 JP2708793B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=15969851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63173938A Expired - Lifetime JP2708793B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | ガラス導波路レーザおよび増幅器の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2708793B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0510883A2 (en) * | 1991-04-25 | 1992-10-28 | AT&T Corp. | Planar optical device |
JPH0611109A (ja) * | 1992-01-27 | 1994-01-21 | Foster Wheeler Energy Corp | 分割流バーナー組立体 |
JP2006332137A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6077476A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波形レ−ザ−及びその製造方法 |
JPS6360578A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 固体レ−ザ素子 |
JPS63194381A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Seiko Epson Corp | 薄膜ガラスレ−ザ−及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-07-14 JP JP63173938A patent/JP2708793B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6077476A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波形レ−ザ−及びその製造方法 |
JPS6360578A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 固体レ−ザ素子 |
JPS63194381A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Seiko Epson Corp | 薄膜ガラスレ−ザ−及びその製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0510883A2 (en) * | 1991-04-25 | 1992-10-28 | AT&T Corp. | Planar optical device |
JPH0611109A (ja) * | 1992-01-27 | 1994-01-21 | Foster Wheeler Energy Corp | 分割流バーナー組立体 |
JP2006332137A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2708793B2 (ja) | 1998-02-04 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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