JPH05291655A - プレーナ光導波路形レーザ素子及びレーザ装置 - Google Patents
プレーナ光導波路形レーザ素子及びレーザ装置Info
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- JPH05291655A JPH05291655A JP4084291A JP8429192A JPH05291655A JP H05291655 A JPH05291655 A JP H05291655A JP 4084291 A JP4084291 A JP 4084291A JP 8429192 A JP8429192 A JP 8429192A JP H05291655 A JPH05291655 A JP H05291655A
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- planar optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ活性体となる元素が添加されているプ
レーナ形光導波路を用いたレーザ素子であって他の素子
との集積化に適したものを提供する。 【構成】 シリコン基板２１上にＳｉＯ2 膜から成るバ
ッファ層２３を設ける。このバッファ層２３上にエルビ
ウム添加のＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 膜から成るストライプ状
の光導波路であってイオン交換部分２５ａを周期的に具
える光導波路２５を設ける。この光導波路２５上にこれ
を覆うＳｉＯ2 膜から成るキャップ層２７を設ける。 【効果】 光導波路２５の周期的屈折率分布構造により
このＰＬＣレーザ素子は単一波長で発振し、また発振光
を励起光（ポンプ光）と分離して出力する。半導体レー
ザ素子との集積化が容易になる。
レーナ形光導波路を用いたレーザ素子であって他の素子
との集積化に適したものを提供する。 【構成】 シリコン基板２１上にＳｉＯ2 膜から成るバ
ッファ層２３を設ける。このバッファ層２３上にエルビ
ウム添加のＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 膜から成るストライプ状
の光導波路であってイオン交換部分２５ａを周期的に具
える光導波路２５を設ける。この光導波路２５上にこれ
を覆うＳｉＯ2 膜から成るキャップ層２７を設ける。 【効果】 光導波路２５の周期的屈折率分布構造により
このＰＬＣレーザ素子は単一波長で発振し、また発振光
を励起光（ポンプ光）と分離して出力する。半導体レー
ザ素子との集積化が容易になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プレーナ形光導波路
を有するレーザ素子と、このレーザ素子及び半導体レー
ザ素子を用いて構成したレーザ装置とに関するものであ
る。
を有するレーザ素子と、このレーザ素子及び半導体レー
ザ素子を用いて構成したレーザ装置とに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザ活性体となる元素を添加した薄膜
及びこれを挟むクラッド層により構成される光導波路を
用いたプレーナ形光導波路素子（Planar Lightwave Cir
cuitsdevice）は、将来の光通信技術において中心をな
す素子として注目されている。例えば文献（エレクトロ
ニクスレターズ（ELECTRONICS LETTERS ），２７，Ｎ
ｏ．４，ｐｐ３３４−３３５（１９９１））には、プレ
ーナ形光導波路素子の一種であるプレーナ光導波路形レ
ーザ素子（以下、「ＰＬＣレーザ素子」と略称すること
もある。）が、開示されている。以下、図６及び図７
（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この文献に開示の従来のＰ
ＬＣレーザ素子の構造、製造方法及び使用方法について
説明する。ここで、図６は従来のＰＬＣレーザ素子を概
略的に示した斜視図、図７（Ａ）〜（Ｃ）はこのＰＬＣ
レーザ素子の製造方法の説明のための工程図である。な
お、工程図は各工程での試料を図６のＩ−Ｉ線相当位置
で切った断面図により示してある。
及びこれを挟むクラッド層により構成される光導波路を
用いたプレーナ形光導波路素子（Planar Lightwave Cir
cuitsdevice）は、将来の光通信技術において中心をな
す素子として注目されている。例えば文献（エレクトロ
ニクスレターズ（ELECTRONICS LETTERS ），２７，Ｎ
ｏ．４，ｐｐ３３４−３３５（１９９１））には、プレ
ーナ形光導波路素子の一種であるプレーナ光導波路形レ
ーザ素子（以下、「ＰＬＣレーザ素子」と略称すること
もある。）が、開示されている。以下、図６及び図７
（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この文献に開示の従来のＰ
ＬＣレーザ素子の構造、製造方法及び使用方法について
説明する。ここで、図６は従来のＰＬＣレーザ素子を概
略的に示した斜視図、図７（Ａ）〜（Ｃ）はこのＰＬＣ
レーザ素子の製造方法の説明のための工程図である。な
お、工程図は各工程での試料を図６のＩ−Ｉ線相当位置
で切った断面図により示してある。
【０００３】この従来のＰＬＣレーザ素子は、図６に示
したように、基板としてのシリコン基板１１と、このシ
リコン基板１１上に設けられＳｉＯ2 層で構成されてい
るバッファ層１３と、このバッファ層１３上に設けられ
レーザ活性体としてのＥｒ（エルビウム）添加のＰ2 Ｏ
5 −ＳｉＯ2 層で構成されているストライプ状の導波路
（プレーナ形導波路）１５と、この導波路１５を埋め込
んでいるＳｉＯ2 膜から成るキャップ層１７と、導波路
１５の両端面各々に設けられた高反射率膜（ＨＲ）１９
と、を具える構成となっていた。バッファ層１３及びキ
ャップ層１７はクラッド層として機能する。
したように、基板としてのシリコン基板１１と、このシ
リコン基板１１上に設けられＳｉＯ2 層で構成されてい
るバッファ層１３と、このバッファ層１３上に設けられ
レーザ活性体としてのＥｒ（エルビウム）添加のＰ2 Ｏ
5 −ＳｉＯ2 層で構成されているストライプ状の導波路
（プレーナ形導波路）１５と、この導波路１５を埋め込
んでいるＳｉＯ2 膜から成るキャップ層１７と、導波路
１５の両端面各々に設けられた高反射率膜（ＨＲ）１９
と、を具える構成となっていた。バッファ層１３及びキ
ャップ層１７はクラッド層として機能する。
【０００４】またこのＰＬＣレーザ素子は、次のような
手順で製造されていた。
手順で製造されていた。
【０００５】先ず、シリコン基板１１上にバッファ層１
３としてのＳｉＯ2 層、導波路形成用薄膜１５ａとして
のＥｒドープＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 層が順に形成される
（図７（Ａ））。このＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 層にはＥｒが
８０００ｐｐｍの濃度で添加されている。バッファ層１
３と導波路形成用薄膜１５ａとの屈折率差は０．７５％
である。次に、この導波路形成用薄膜１５ａが火炎堆積
法（flame hydrolysis deposition ：ＦＨＤ法）及び反
応性イオンエッチング法により加工されてストライプ状
の導波路１５が形成される（図７（Ｂ））。次に、導波
路１５形成済みの試料上全面にキャップ層１７としての
ＳｉＯ2 層が形成される（図７（Ｃ））。次に、このウ
エハからのチップ切り出し、切り出したチップに入出射
端面を形成するための研磨が順に行なわれる。その後、
チップの入出射端面に誘電体膜から成る高反射率膜がコ
ーティングされ図６に示したようなＰＬＣレーザ素子が
得られる。
３としてのＳｉＯ2 層、導波路形成用薄膜１５ａとして
のＥｒドープＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 層が順に形成される
（図７（Ａ））。このＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 層にはＥｒが
８０００ｐｐｍの濃度で添加されている。バッファ層１
３と導波路形成用薄膜１５ａとの屈折率差は０．７５％
である。次に、この導波路形成用薄膜１５ａが火炎堆積
法（flame hydrolysis deposition ：ＦＨＤ法）及び反
応性イオンエッチング法により加工されてストライプ状
の導波路１５が形成される（図７（Ｂ））。次に、導波
路１５形成済みの試料上全面にキャップ層１７としての
ＳｉＯ2 層が形成される（図７（Ｃ））。次に、このウ
エハからのチップ切り出し、切り出したチップに入出射
端面を形成するための研磨が順に行なわれる。その後、
チップの入出射端面に誘電体膜から成る高反射率膜がコ
ーティングされ図６に示したようなＰＬＣレーザ素子が
得られる。
【０００６】このＰＬＣレーザ素子では、外部から導波
路１５に励起光（ポンプ光）を導入するとレーザ発振が
生じる。上記文献では、Ｔｉ：サファイヤレーザからの
波長０．９８μｍのレーザ光を光ファイバによりＰＬＣ
レーザ素子の導波路１５に励起光として導入してこのＰ
ＬＣレーザ素子でレーザ発振を起こさせ、この発振光を
光ファイバによりＰＬＣレーザ素子外部に取り出してい
る。そして、しきい値４９ｍＷで波長１．５９８μｍ及
び１．６０４μｍのレーザ光を得ることに成功してい
る。また、光増幅器として利用することにも成功してい
る。
路１５に励起光（ポンプ光）を導入するとレーザ発振が
生じる。上記文献では、Ｔｉ：サファイヤレーザからの
波長０．９８μｍのレーザ光を光ファイバによりＰＬＣ
レーザ素子の導波路１５に励起光として導入してこのＰ
ＬＣレーザ素子でレーザ発振を起こさせ、この発振光を
光ファイバによりＰＬＣレーザ素子外部に取り出してい
る。そして、しきい値４９ｍＷで波長１．５９８μｍ及
び１．６０４μｍのレーザ光を得ることに成功してい
る。また、光増幅器として利用することにも成功してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＰＬＣレーザ素子を他の素子と共にモノリシック化
又はハイブリッド化する場合励起光光源（ポンプ光源）
の第一候補は半導体レーザになると考えられる。気体レ
ーザや他の固体レーザはいずれも大型であり集積化には
向かないからである。しかしながら、半導体レーザはこ
れに注入する電流値や周囲温度が変化すると発振波長や
モードが変化し易いので、気体レーザや他の固体レーザ
などに比べ波長安定性やモード安定性を確保することが
難しい。このため、ＰＬＣレーザ素子自体が波長安定性
やモード安定性を高める構造を有するものであることが
望まれる。
来のＰＬＣレーザ素子を他の素子と共にモノリシック化
又はハイブリッド化する場合励起光光源（ポンプ光源）
の第一候補は半導体レーザになると考えられる。気体レ
ーザや他の固体レーザはいずれも大型であり集積化には
向かないからである。しかしながら、半導体レーザはこ
れに注入する電流値や周囲温度が変化すると発振波長や
モードが変化し易いので、気体レーザや他の固体レーザ
などに比べ波長安定性やモード安定性を確保することが
難しい。このため、ＰＬＣレーザ素子自体が波長安定性
やモード安定性を高める構造を有するものであることが
望まれる。
【０００８】また、従来のＰＬＣレーザ素子は励起光と
ＰＬＣレーザ素子自体の発振光とを分離する機能を有し
ていないため発振光のみを選択的に使用した場合はその
ための装置が必要である。しかしそうすると、例えばモ
ノリシック化やハイブリッド化が大変になる。したがっ
て、ＰＬＣレーザ素子自体が発振光のみを選択的に外部
に出力できるものであることが望まれる。
ＰＬＣレーザ素子自体の発振光とを分離する機能を有し
ていないため発振光のみを選択的に使用した場合はその
ための装置が必要である。しかしそうすると、例えばモ
ノリシック化やハイブリッド化が大変になる。したがっ
て、ＰＬＣレーザ素子自体が発振光のみを選択的に外部
に出力できるものであることが望まれる。
【０００９】また、従来のＰＬＣレーザ素子はファブリ
ペロー形の共振器構造であるため集積化には不向きであ
るので改善が望まれる。また、光導波路に垂直方向にレ
ーザ光を取り出すこともできない。光集積回路では光を
導波路に垂直な方向に取り出して利用するという要求が
ある場合があるので、そのような構造を有するＰＬＣレ
ーザ素子は有用である。
ペロー形の共振器構造であるため集積化には不向きであ
るので改善が望まれる。また、光導波路に垂直方向にレ
ーザ光を取り出すこともできない。光集積回路では光を
導波路に垂直な方向に取り出して利用するという要求が
ある場合があるので、そのような構造を有するＰＬＣレ
ーザ素子は有用である。
【００１０】この出願はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの出願の第一発明の第一の目的は、
従来より波長安定性に優れかつ発振光を選択的に出力で
きるＰＬＣレーザ素子を提供することにある。
のであり、従ってこの出願の第一発明の第一の目的は、
従来より波長安定性に優れかつ発振光を選択的に出力で
きるＰＬＣレーザ素子を提供することにある。
【００１１】またこの第一発明の第二の目的は、上述の
第一の目的に加え、集積化に有利でかつ光導波路に垂直
な方向にも光を取り出すことができるＰＬＣレーザ素子
を提供することにある。
第一の目的に加え、集積化に有利でかつ光導波路に垂直
な方向にも光を取り出すことができるＰＬＣレーザ素子
を提供することにある。
【００１２】また、この出願の第二発明の目的は、第一
発明のＰＬＣレーザ素子と半導体レーザとを用いたレー
ザ装置を提供することにある。
発明のＰＬＣレーザ素子と半導体レーザとを用いたレー
ザ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この第一発明の第一の目
的の達成を図るため、この第一発明によれば、レーザ活
性体となる元素が添加されているプレーナ形光導波路を
基板上に具える、プレーナ光導波路形レーザ素子（ＰＬ
Ｃレーザ素子）において、プレーナ形光導波路に周期的
屈折率分布構造を作りつけてあることを特徴とする。
的の達成を図るため、この第一発明によれば、レーザ活
性体となる元素が添加されているプレーナ形光導波路を
基板上に具える、プレーナ光導波路形レーザ素子（ＰＬ
Ｃレーザ素子）において、プレーナ形光導波路に周期的
屈折率分布構造を作りつけてあることを特徴とする。
【００１４】また、この第一発明の第二の目的の達成を
図るため、前述の周期的屈折率分布構造の周期Λを次の
式で与えられる値としてあることを特徴とする。ただ
し、式中のｐ，ｑは正の整数、λ1 は当該プレーナ光導
波路形レーザ素子を励起する励起光の波長、λ2 は当該
プレーナ光導波路形レーザ素子の発振光の波長、Ｎ（λ
1 ）は当該プレーナ光導波路の前記励起光に対する屈折
率、Ｎ（λ2 ）は当該プレーナ光導波路の前記発振光に
対する屈折率である。
図るため、前述の周期的屈折率分布構造の周期Λを次の
式で与えられる値としてあることを特徴とする。ただ
し、式中のｐ，ｑは正の整数、λ1 は当該プレーナ光導
波路形レーザ素子を励起する励起光の波長、λ2 は当該
プレーナ光導波路形レーザ素子の発振光の波長、Ｎ（λ
1 ）は当該プレーナ光導波路の前記励起光に対する屈折
率、Ｎ（λ2 ）は当該プレーナ光導波路の前記発振光に
対する屈折率である。
【００１５】 Λ＝ｐλ1 ／２Ｎ（λ1 ）＝ｑλ2 ／２Ｎ（λ2 ） ここで、基板とは、シリコン基板、各種化合物半導体基
板などの半導体基板、さらに溶融石英基板、ガラス基
板、強誘電体基板などの各種基板、さらにこれら基板に
他の素子或いは素子の中間体を作り込んであるものな
ど、種々のものであることができる。
板などの半導体基板、さらに溶融石英基板、ガラス基
板、強誘電体基板などの各種基板、さらにこれら基板に
他の素子或いは素子の中間体を作り込んであるものな
ど、種々のものであることができる。
【００１６】また、第二発明の目的の達成を図るため、
この第二発明によれば、第一発明のＰＬＣレーザ素子で
あってそのプレーナ光導波路の両端に端面を設けたＰＬ
Ｃレーザ素子と、半導体レーザ素子であってその共振器
の少なくとも一方の端面に低反射率膜を設けてある半導
体レーザ素子とを、該半導体レーザ素子の前記低反射率
膜を設けた端面が前述の光導波路形レーザ素子の一方の
端面と対向するように配置してあることを特徴とする。
この第二発明によれば、第一発明のＰＬＣレーザ素子で
あってそのプレーナ光導波路の両端に端面を設けたＰＬ
Ｃレーザ素子と、半導体レーザ素子であってその共振器
の少なくとも一方の端面に低反射率膜を設けてある半導
体レーザ素子とを、該半導体レーザ素子の前記低反射率
膜を設けた端面が前述の光導波路形レーザ素子の一方の
端面と対向するように配置してあることを特徴とする。
【００１７】
【作用】この第一発明の構成によれば、プレーナ光導波
路がほぼ単一周波数の共振器として機能するようにな
る。そして、このＰＬＣレーザ素子では、分布反射（Ｄ
ＢＲ）条件を満足する波長の光でかつ十分な強度の光を
励起光（ポンプ光）として外部から当該ＰＬＣレーザ素
子の光導波路に導入すると、単一の周波数で発振する。
また、励起光は外部にほとんど出力されず発振光を外部
に選択的に出力する。
路がほぼ単一周波数の共振器として機能するようにな
る。そして、このＰＬＣレーザ素子では、分布反射（Ｄ
ＢＲ）条件を満足する波長の光でかつ十分な強度の光を
励起光（ポンプ光）として外部から当該ＰＬＣレーザ素
子の光導波路に導入すると、単一の周波数で発振する。
また、励起光は外部にほとんど出力されず発振光を外部
に選択的に出力する。
【００１８】また、この第一発明において周期的屈折率
分布構造の周期Λを上述のΛ＝ｐλ1 ／２Ｎ（λ1 ）＝
ｑλ2 ／２Ｎ（λ2 ）で与えられる周期とする構成で
は、ｐを正の奇数としかつｑを正の偶数とすれば、光導
波路に垂直な方向に発振光のみを取り出すことができ
る。
分布構造の周期Λを上述のΛ＝ｐλ1 ／２Ｎ（λ1 ）＝
ｑλ2 ／２Ｎ（λ2 ）で与えられる周期とする構成で
は、ｐを正の奇数としかつｑを正の偶数とすれば、光導
波路に垂直な方向に発振光のみを取り出すことができ
る。
【００１９】また、第二発明の構成によれば、ＰＬＣレ
ーザ素子の励起光光源として半導体レーザ素子を用いる
ことができるので、ＰＬＣレーザ素子を利用した小型な
レーザ装置の実現が可能になる。
ーザ素子の励起光光源として半導体レーザ素子を用いる
ことができるので、ＰＬＣレーザ素子を利用した小型な
レーザ装置の実現が可能になる。
【００２０】
【実施例】以下、図面を参照して第一発明のＰＬＣレー
ザ素子の実施例及び第二発明のレーザ装置の実施例につ
いてそれぞれ説明する。しかしながら、説明で用いる各
図はこの発明が理解できる程度に各構成成分の寸法、形
状及び配置関係を概略的に示してあるにすぎない。
ザ素子の実施例及び第二発明のレーザ装置の実施例につ
いてそれぞれ説明する。しかしながら、説明で用いる各
図はこの発明が理解できる程度に各構成成分の寸法、形
状及び配置関係を概略的に示してあるにすぎない。
【００２１】１．ＰＬＣレーザ素子の第１実施例 先ず、周期的屈折率分布構造をイオン交換法により作製
した場合の例によりＰＬＣレーザ素子の第１実施例の説
明を行なう。図１はこの第１実施例のＰＬＣレーザ素子
の構造を示した斜視図、図２（Ａ）及び（Ｂ）はこの第
１実施例のＰＬＣレーザ素子を製造する手順を説明する
ための要部工程図である。
した場合の例によりＰＬＣレーザ素子の第１実施例の説
明を行なう。図１はこの第１実施例のＰＬＣレーザ素子
の構造を示した斜視図、図２（Ａ）及び（Ｂ）はこの第
１実施例のＰＬＣレーザ素子を製造する手順を説明する
ための要部工程図である。
【００２２】この第１実施例のＰＬＣレーザ素子２０
は、基板２１と、この基板２１上に設けられたバッファ
層２３と、このバッファ層２３上に設けられレーザ活性
体となる元素が添加されたストライプ状の光導波路２５
であってその長手方向に沿って周期的にイオン交換した
部分２５ａ（図１中斜線を付して示す部分。）を具える
プレーナ形光導波路２５（以下、光導波路２５と略称す
る。）と、この光導波路２５を覆うキャップ層２７と、
光導波路２５の両端面にそれぞれ設けられた低反射率膜
（ＡＲ膜）２９とを具えている。バッファ層２３及びキ
ャップ層２７はクラッド層として機能するような材料で
構成する。また、光導波路２５の厚さＴ及びストライプ
幅Ｗ各々は、当該ＰＬＣレーザ素子が横単一モード発振
できるような値にするのが好ましい。
は、基板２１と、この基板２１上に設けられたバッファ
層２３と、このバッファ層２３上に設けられレーザ活性
体となる元素が添加されたストライプ状の光導波路２５
であってその長手方向に沿って周期的にイオン交換した
部分２５ａ（図１中斜線を付して示す部分。）を具える
プレーナ形光導波路２５（以下、光導波路２５と略称す
る。）と、この光導波路２５を覆うキャップ層２７と、
光導波路２５の両端面にそれぞれ設けられた低反射率膜
（ＡＲ膜）２９とを具えている。バッファ層２３及びキ
ャップ層２７はクラッド層として機能するような材料で
構成する。また、光導波路２５の厚さＴ及びストライプ
幅Ｗ各々は、当該ＰＬＣレーザ素子が横単一モード発振
できるような値にするのが好ましい。
【００２３】この第１実施例のＰＬＣレーザ素子では、
光導波路２５のイオン交換した部分２５ａとそうしなか
った部分とで屈折率差が生じるので、これらの部分によ
り周期的屈折率分布構造が構成される。イオン交換した
部分２５ａとそうしなかった部分のどちらが屈折率が高
くなるかは、イオン交換物質やイオン交換方法などによ
り異なる。イオン交換を例えば安息香酸を用いて行なう
場合は、イオン交換部分が高屈折率部分になりそうしな
かった部分が低屈折率部分になる（詳細は後述す
る。）。高屈折率部分と低屈折率部分との屈折率差が大
きい程帰還率が大きくなるがレーザ発振の利得は低減す
る。両部分の屈折率差をどの程度にするかは上記帰還率
及び利得と、光導波路２５の全長などを考慮し、適正値
にすれば良い。また図１の例では、光導波路２５におけ
るイオン交換した部分２５ａはその部分全域で同様な状
態で（断面が矩形になるような状態で）イオン交換され
たように示しているが、実際には分布（例えば領域２５
ａの中央部分で最もイオン交換が行なわれていて領域２
５ａの縁部に向かう程イオン交換の度合いが少ないよう
な分布）を持ってイオン交換されることが多い。このよ
うに分布を持っているイオン交換部を周期的に具える光
導波路であってもこの発明の目的はもちろん達成でき
る。
光導波路２５のイオン交換した部分２５ａとそうしなか
った部分とで屈折率差が生じるので、これらの部分によ
り周期的屈折率分布構造が構成される。イオン交換した
部分２５ａとそうしなかった部分のどちらが屈折率が高
くなるかは、イオン交換物質やイオン交換方法などによ
り異なる。イオン交換を例えば安息香酸を用いて行なう
場合は、イオン交換部分が高屈折率部分になりそうしな
かった部分が低屈折率部分になる（詳細は後述す
る。）。高屈折率部分と低屈折率部分との屈折率差が大
きい程帰還率が大きくなるがレーザ発振の利得は低減す
る。両部分の屈折率差をどの程度にするかは上記帰還率
及び利得と、光導波路２５の全長などを考慮し、適正値
にすれば良い。また図１の例では、光導波路２５におけ
るイオン交換した部分２５ａはその部分全域で同様な状
態で（断面が矩形になるような状態で）イオン交換され
たように示しているが、実際には分布（例えば領域２５
ａの中央部分で最もイオン交換が行なわれていて領域２
５ａの縁部に向かう程イオン交換の度合いが少ないよう
な分布）を持ってイオン交換されることが多い。このよ
うに分布を持っているイオン交換部を周期的に具える光
導波路であってもこの発明の目的はもちろん達成でき
る。
【００２４】次に、光導波路２５の周期Λ（図１参
照。）について検討する。
照。）について検討する。
【００２５】クラッド層として機能するバッファ層２３
及びキャツプ層２７各々を例えばＳｉＯ2 で構成した場
合これら層２３，２７の、波長が例えば１．５５μｍの
光に対する屈折率は、ほぼ１．４程度になる。また、光
導波路２５を例えばレーザ活性体としてのＥｒ（エルビ
ウム）を８０００ｐｐｍ添加したＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2で
構成した場合この光導波路２５の、波長１．５５μｍの
光に対する屈折率は、ＳｉＯ2 から成るバッファ層２
３，キャップ層２５のそれより０．７５％大きいから、
ほぼ１．４１１程度になる。ただし、これら屈折率はバ
ッファ層、キャップ層、光導波路各々の形成条件次第で
多少異なる他、波長によっても異なるので、以下の検討
ではバッファ層２３及びキャップ層２７の屈折率即ちク
ラッド層の屈折率をｎc （λ）、光導波路２５の屈折率
をｎg （λ）と一般的に書くこととする。また、光導波
路２５の高屈折率部分と低屈折率部分との屈折率差は例
えば０．００１程度であるので、両部分の屈折率差はあ
るものの以下の検討では屈折率差はないものとして扱
う。そうすると、このＰＬＣレーザ素子でのＤＢＲ（Di
stributed Bragg Reflector ）条件は、 Λ＝ｑλ2 ／２Ｎ（λ2 ） ・・・（１） と表わせる。ここに、ｑは正の整数値であり、λ2 は当
該ＰＬＣレーザ素子の発振光の波長であり、Ｎ（λ2 ）
は波長λ2 の光が光導波路２５中を伝播する場合の実効
屈折率でｎc （λ2 ）とｎg （λ2 ）の間の値である。
及びキャツプ層２７各々を例えばＳｉＯ2 で構成した場
合これら層２３，２７の、波長が例えば１．５５μｍの
光に対する屈折率は、ほぼ１．４程度になる。また、光
導波路２５を例えばレーザ活性体としてのＥｒ（エルビ
ウム）を８０００ｐｐｍ添加したＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2で
構成した場合この光導波路２５の、波長１．５５μｍの
光に対する屈折率は、ＳｉＯ2 から成るバッファ層２
３，キャップ層２５のそれより０．７５％大きいから、
ほぼ１．４１１程度になる。ただし、これら屈折率はバ
ッファ層、キャップ層、光導波路各々の形成条件次第で
多少異なる他、波長によっても異なるので、以下の検討
ではバッファ層２３及びキャップ層２７の屈折率即ちク
ラッド層の屈折率をｎc （λ）、光導波路２５の屈折率
をｎg （λ）と一般的に書くこととする。また、光導波
路２５の高屈折率部分と低屈折率部分との屈折率差は例
えば０．００１程度であるので、両部分の屈折率差はあ
るものの以下の検討では屈折率差はないものとして扱
う。そうすると、このＰＬＣレーザ素子でのＤＢＲ（Di
stributed Bragg Reflector ）条件は、 Λ＝ｑλ2 ／２Ｎ（λ2 ） ・・・（１） と表わせる。ここに、ｑは正の整数値であり、λ2 は当
該ＰＬＣレーザ素子の発振光の波長であり、Ｎ（λ2 ）
は波長λ2 の光が光導波路２５中を伝播する場合の実効
屈折率でｎc （λ2 ）とｎg （λ2 ）の間の値である。
【００２６】したがって、光導波路２５のイオン交換し
た部分の周期Λ（図１参照。そうしなかった部分の周期
と考えても同じ。）を（１）式で与えられる値Λとする
と、当該ＰＬＣレーザ素子２０はＤＢＲ条件を満足す
る。このため、このＰＬＣレーザ素子２０の光導波路２
５に外部から十分な強度を持ちかつ波長がλ1 の励起光
（ポンプ光）例えばＴｉ：サファイヤレーザの光を導入
すると、このＰＬＣレーザ素子２０では単一波長で発振
する。この際、周期Λが（１）式中のｑを正の奇数とし
た場合のものであると当該ＰＬＣレーザ素子の発振光は
光導波路２５の長手方向（ストライプ方向）に出射され
る。また、周期Λが（１）式中のｑを正の偶数とした場
合のものであると当該ＰＬＣレーザ素子の発振光は光導
波路２５に垂直な方向（図１中Ｙで示す方向）に出射さ
れる。
た部分の周期Λ（図１参照。そうしなかった部分の周期
と考えても同じ。）を（１）式で与えられる値Λとする
と、当該ＰＬＣレーザ素子２０はＤＢＲ条件を満足す
る。このため、このＰＬＣレーザ素子２０の光導波路２
５に外部から十分な強度を持ちかつ波長がλ1 の励起光
（ポンプ光）例えばＴｉ：サファイヤレーザの光を導入
すると、このＰＬＣレーザ素子２０では単一波長で発振
する。この際、周期Λが（１）式中のｑを正の奇数とし
た場合のものであると当該ＰＬＣレーザ素子の発振光は
光導波路２５の長手方向（ストライプ方向）に出射され
る。また、周期Λが（１）式中のｑを正の偶数とした場
合のものであると当該ＰＬＣレーザ素子の発振光は光導
波路２５に垂直な方向（図１中Ｙで示す方向）に出射さ
れる。
【００２７】次に、この第１実施例のＰＬＣレーザ素子
の理解を深めるためにその製造方法について図１及び図
２を参照して説明する。
の理解を深めるためにその製造方法について図１及び図
２を参照して説明する。
【００２８】先ず、基板としてのシリコン基板２１上に
例えば従来技術の項で説明したＦＨＤ法を用いてバッフ
ァ層としてのＳｉＯ2 層２３及び光導波路形成用薄膜と
してのＥｒ添加のＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 層２５ｘを順次に
形成する（図２（Ａ））。
例えば従来技術の項で説明したＦＨＤ法を用いてバッフ
ァ層としてのＳｉＯ2 層２３及び光導波路形成用薄膜と
してのＥｒ添加のＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 層２５ｘを順次に
形成する（図２（Ａ））。
【００２９】次に、光導波路形成用薄膜２５ｘのイオン
交換予定領域以外の領域上に、公知の成膜技術、リソグ
ラフィ技術及びエッチング技術により、例えばクロム膜
から成るマスク（図示せず。）を形成する。
交換予定領域以外の領域上に、公知の成膜技術、リソグ
ラフィ技術及びエッチング技術により、例えばクロム膜
から成るマスク（図示せず。）を形成する。
【００３０】次に、マスク形成済みの試料を２００℃程
度の温度に加熱した安息香酸中に３０分程度浸漬し、そ
の後アニール処理する。この一連の処理により、光導波
路形成用薄膜２５ｘのクロムマスクで覆われていない部
分がイオン交換される。この結果、イオン交換された部
分２５ａ（図中斜線を付して示す。）を周期的に（周期
Λで）具える光導波路形成用薄膜２５ｘが得られる（図
２（Ｂ））。なお、この方法では、イオン交換された部
分２５ａがそうしなかった部分より高屈折率部分にな
る。また、イオン交換した部分２５ａとそうしなかった
部分との屈折率差は安息香酸への浸漬時間やアニール時
間を制御することにより変更できる。
度の温度に加熱した安息香酸中に３０分程度浸漬し、そ
の後アニール処理する。この一連の処理により、光導波
路形成用薄膜２５ｘのクロムマスクで覆われていない部
分がイオン交換される。この結果、イオン交換された部
分２５ａ（図中斜線を付して示す。）を周期的に（周期
Λで）具える光導波路形成用薄膜２５ｘが得られる（図
２（Ｂ））。なお、この方法では、イオン交換された部
分２５ａがそうしなかった部分より高屈折率部分にな
る。また、イオン交換した部分２５ａとそうしなかった
部分との屈折率差は安息香酸への浸漬時間やアニール時
間を制御することにより変更できる。
【００３１】次に、この光導波路形成用薄膜２５ｘを公
知の方法例えばリソグラフィ技術及びＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）技術によりストライプ状に残す。これ
により周期的屈折率分布が作りつけられたストライプ状
の光導波路２５が得られる（図１参照）。次に、この光
導波路２５を覆うためのキャップ層２７をＦＨＤ法によ
り形成し、その後、ダイシングによりチップの切り出し
をし、さらにそのチップに端面を形成するための研磨を
する。そして形成した端面に低反射膜２９を形成する
（図１））。
知の方法例えばリソグラフィ技術及びＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）技術によりストライプ状に残す。これ
により周期的屈折率分布が作りつけられたストライプ状
の光導波路２５が得られる（図１参照）。次に、この光
導波路２５を覆うためのキャップ層２７をＦＨＤ法によ
り形成し、その後、ダイシングによりチップの切り出し
をし、さらにそのチップに端面を形成するための研磨を
する。そして形成した端面に低反射膜２９を形成する
（図１））。
【００３２】２．ＰＬＣレーザ素子の第２実施例 上述の第１実施例では、光導波路２５の周期的屈折率分
布構造を、光導波路２５に周期的にイオン交換部分２５
ａを設けることで構成していた。しかし、周期的屈折率
分布構造はこの例に限られない。以下、他の周期的屈折
率分布構造を有するＰＬＣレーザ素子の実施例（第２実
施例）について説明する。図３はこの第２実施例のＰＬ
Ｃレーザ素子１２０の構造を示した斜視図、図４（Ａ）
及び（Ｂ）はこの第２実施例のＰＬＣレーザ素子１２０
を製造する手順を説明するための要部工程図である。な
お、図２及び図３において、図１に示した構成成分と同
様な構成成分については同一の符号を付して示してあ
る。
布構造を、光導波路２５に周期的にイオン交換部分２５
ａを設けることで構成していた。しかし、周期的屈折率
分布構造はこの例に限られない。以下、他の周期的屈折
率分布構造を有するＰＬＣレーザ素子の実施例（第２実
施例）について説明する。図３はこの第２実施例のＰＬ
Ｃレーザ素子１２０の構造を示した斜視図、図４（Ａ）
及び（Ｂ）はこの第２実施例のＰＬＣレーザ素子１２０
を製造する手順を説明するための要部工程図である。な
お、図２及び図３において、図１に示した構成成分と同
様な構成成分については同一の符号を付して示してあ
る。
【００３３】この第２実施例のＰＬＣレーザ素子１２０
では、光導波路１２５の厚さを光導波路１２５の長手方
向にそって周期的に違えることにより、周期的屈折率分
布構造を構成してある。特に図３に示した例では、光導
波路１２５の表面を周期Λの波形１２５ａとすることに
より光導波路１２５の厚さを周期的に違えている。この
第２実施例の場合も周期Λは第１実施例の場合と同様に
上記（１）式で与えられる値、場合によっては（１）式
中のｑが正の偶数で与えられる値としている。
では、光導波路１２５の厚さを光導波路１２５の長手方
向にそって周期的に違えることにより、周期的屈折率分
布構造を構成してある。特に図３に示した例では、光導
波路１２５の表面を周期Λの波形１２５ａとすることに
より光導波路１２５の厚さを周期的に違えている。この
第２実施例の場合も周期Λは第１実施例の場合と同様に
上記（１）式で与えられる値、場合によっては（１）式
中のｑが正の偶数で与えられる値としている。
【００３４】なお、図３の例では波形の形状を正弦波状
としているが矩形状若しくは矩形状に近い凹凸状として
も良い。また、光導波路表面に波形を設けるのではな
く、バッファ層２３の少なくとも光導波路１２５形成予
定領域部分表面を波形状にしこの上に光導波路１２５を
形成しても良い。
としているが矩形状若しくは矩形状に近い凹凸状として
も良い。また、光導波路表面に波形を設けるのではな
く、バッファ層２３の少なくとも光導波路１２５形成予
定領域部分表面を波形状にしこの上に光導波路１２５を
形成しても良い。
【００３５】この第２実施例のＰＬＣレーザ素子は次の
ようにして製造できる。
ようにして製造できる。
【００３６】先ず、第１実施例の場合と同様に基板とし
てのシリコン基板２１上に例えばＦＨＤ法を用いてバッ
ファ層としてのＳｉＯ2 層２３及び光導波路形成用薄膜
としてのＥｒ添加のＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 層２５ｘを順次
に形成する（図４（Ａ））。
てのシリコン基板２１上に例えばＦＨＤ法を用いてバッ
ファ層としてのＳｉＯ2 層２３及び光導波路形成用薄膜
としてのＥｒ添加のＰ2 Ｏ5 −ＳｉＯ2 層２５ｘを順次
に形成する（図４（Ａ））。
【００３７】次に、例えば干渉露光法及びＲＩＥ法より
光導波路形成層２５ｘ表面を加工して波形１２５ａを得
る（図４（Ｂ））。
光導波路形成層２５ｘ表面を加工して波形１２５ａを得
る（図４（Ｂ））。
【００３８】その後、第１実施例の場合と同様に光導波
路形成用薄膜２５ｘをストライプ状に加工し、さらにキ
ャップ層２７の形成、チップ切り出し、チップの端面形
成及び低反射膜２９の形成を順に行ない、図３に示した
第２実施例のＰＬＣレーザ素子を得る。
路形成用薄膜２５ｘをストライプ状に加工し、さらにキ
ャップ層２７の形成、チップ切り出し、チップの端面形
成及び低反射膜２９の形成を順に行ない、図３に示した
第２実施例のＰＬＣレーザ素子を得る。
【００３９】この第２実施例のＰＬＣレーザ素子におい
ても、第１実施例の素子と同様な効果が得られる。な
お、周期的屈折率分布構造を第１実施例のものとするか
第２実施例のものとするかは、主に、どのような光集積
回路を作製するかに応じ決定すれば良い。
ても、第１実施例の素子と同様な効果が得られる。な
お、周期的屈折率分布構造を第１実施例のものとするか
第２実施例のものとするかは、主に、どのような光集積
回路を作製するかに応じ決定すれば良い。
【００４０】３．レーザ装置の実施例 上述した第一発明のＰＬＣレーザ素子は励起光源として
の半導体レーザと共に集積化することによりレーザ装置
を構成することができる。以下、このレーザ装置（第二
発明）の実施例について説明する。図５は実施例のレー
ザ装置の構成を示したブロック図である。
の半導体レーザと共に集積化することによりレーザ装置
を構成することができる。以下、このレーザ装置（第二
発明）の実施例について説明する。図５は実施例のレー
ザ装置の構成を示したブロック図である。
【００４１】この実施例のレーザ装置３０は、好適な基
板３１上に、第一発明のＰＬＣレーザ素子（例えば第１
実施例のレーザ素子２０）と、半導体レーザ素子３３で
あってその共振器３３ａの少なくとも一方の端面に低反
射膜３３ｘを設けてある半導体レーザ３３とを、該半導
体レーザ素子３３の低反射膜３３ｘを設けた面がＰＬＣ
レーザ素子２０の一方の端面と対向するように配置して
構成してある。
板３１上に、第一発明のＰＬＣレーザ素子（例えば第１
実施例のレーザ素子２０）と、半導体レーザ素子３３で
あってその共振器３３ａの少なくとも一方の端面に低反
射膜３３ｘを設けてある半導体レーザ３３とを、該半導
体レーザ素子３３の低反射膜３３ｘを設けた面がＰＬＣ
レーザ素子２０の一方の端面と対向するように配置して
構成してある。
【００４２】基板３１は、シリコン基板、化合物半導体
基板、セラミック基板など種々のもので構成できる。ま
た、半導体レーザ素子３３は公知の構造のものであっ
て、ＰＬＣレーザ素子２０の光導波路２５の利得の範囲
内の波長の光を発するものであれば種々のもので良い。
基板、セラミック基板など種々のもので構成できる。ま
た、半導体レーザ素子３３は公知の構造のものであっ
て、ＰＬＣレーザ素子２０の光導波路２５の利得の範囲
内の波長の光を発するものであれば種々のもので良い。
【００４３】なお、ここで、ＰＬＣレーザ素子２０と半
導体レーザ素子３３の所定端面を対向させるとは、これ
ら端面を直接対向させて光学的に結合させる場合、これ
ら端面間に好適な光結合手段を設けて両者を光学的に結
合させる場合、これら端面は直接対向していなくても光
結合手段によって実質的に対向させてある場合の何れで
も良い。光結合手段の具体例としては例えば光ファイバ
やレンズの他、プリズムカプラやグレーティングカプ
ラ、屈折率整合物質を挙げることができる。屈折率整合
物質とは、ＰＬＣレーザ素子２０と半導体レーザ素子３
３各々の光導波路２５，３３の屈折率とほぼ同じ屈折率
を持つ物質であり、例えばエチレングリコールなどを挙
げることができる。また、図５において、半導体レーザ
の２つの端面のうちのＰＬＣレーザ素子２０側とは反対
側端面の反射膜３３ｙは低反射率膜でも高反射率膜でも
良いが高反射率膜とするのが良い。
導体レーザ素子３３の所定端面を対向させるとは、これ
ら端面を直接対向させて光学的に結合させる場合、これ
ら端面間に好適な光結合手段を設けて両者を光学的に結
合させる場合、これら端面は直接対向していなくても光
結合手段によって実質的に対向させてある場合の何れで
も良い。光結合手段の具体例としては例えば光ファイバ
やレンズの他、プリズムカプラやグレーティングカプ
ラ、屈折率整合物質を挙げることができる。屈折率整合
物質とは、ＰＬＣレーザ素子２０と半導体レーザ素子３
３各々の光導波路２５，３３の屈折率とほぼ同じ屈折率
を持つ物質であり、例えばエチレングリコールなどを挙
げることができる。また、図５において、半導体レーザ
の２つの端面のうちのＰＬＣレーザ素子２０側とは反対
側端面の反射膜３３ｙは低反射率膜でも高反射率膜でも
良いが高反射率膜とするのが良い。
【００４４】この実施例のレーザ装置では、半導体レー
ザ素子３３の共振器３３ａ一方の端面に低反射膜３３ｘ
を設けてあるので発振しきい値が高くなる。この半導体
レーザ素子３３に電流を注入すると、半導体レーザ素子
３３はＰＬＣレーザ素子２０の光導波路２５からの帰還
によりＤＢＲ条件（１）を満たす波長の光で発振しこの
光がＰＬＣレーザ素子２０の励起光（ポンプ光）にな
る。従来のＰＬＣレーザ素子では、半導体レーザを励起
光源とすることは、半導体レーザ素子３３の発振波長が
当該素子への注入電流の変化や周囲温度の変化により変
化し易いためできなかった。しかし、第一発明のＰＬＣ
レーザ素子の場合は半導体レーザ素子への帰還により半
導体レーザ素子の発振波長を安定させることができるの
で、半導体レーザ素子を励起光源として使用できる。
ザ素子３３の共振器３３ａ一方の端面に低反射膜３３ｘ
を設けてあるので発振しきい値が高くなる。この半導体
レーザ素子３３に電流を注入すると、半導体レーザ素子
３３はＰＬＣレーザ素子２０の光導波路２５からの帰還
によりＤＢＲ条件（１）を満たす波長の光で発振しこの
光がＰＬＣレーザ素子２０の励起光（ポンプ光）にな
る。従来のＰＬＣレーザ素子では、半導体レーザを励起
光源とすることは、半導体レーザ素子３３の発振波長が
当該素子への注入電流の変化や周囲温度の変化により変
化し易いためできなかった。しかし、第一発明のＰＬＣ
レーザ素子の場合は半導体レーザ素子への帰還により半
導体レーザ素子の発振波長を安定させることができるの
で、半導体レーザ素子を励起光源として使用できる。
【００４５】上述においては、この出願の第一及び第二
発明の実施例についてそれぞれ説明したが、これら発明
は上述の実施例に限られない。
発明の実施例についてそれぞれ説明したが、これら発明
は上述の実施例に限られない。
【００４６】例えば第一発明のＰＬＣレーザ素子の実施
例では光導波路全体に周期的屈折率分布構造を作りつけ
ていたがこの構造を光導波路全体に作りつける必要は必
ずしもない。例えば、光導波路の長手方向の両端部分だ
けに周期的屈折率構造を作りつけても良い。また、レー
ザ活性体は光導波路全体に添加する必要は必ずしもなく
光導波路の一部に添加するようにしても良い。また、レ
ーザ活性体を添加した光導波路はＥｒ添加のものに限ら
れず、Ｎｄ（ネオジウム）添加のもの、Ｐｒ（プラセオ
ジウム）添加のものなど他の構成のものでも良い。ま
た、バッファ層２３、キャップ層２７の構成材料も設計
に応じ変更できる。
例では光導波路全体に周期的屈折率分布構造を作りつけ
ていたがこの構造を光導波路全体に作りつける必要は必
ずしもない。例えば、光導波路の長手方向の両端部分だ
けに周期的屈折率構造を作りつけても良い。また、レー
ザ活性体は光導波路全体に添加する必要は必ずしもなく
光導波路の一部に添加するようにしても良い。また、レ
ーザ活性体を添加した光導波路はＥｒ添加のものに限ら
れず、Ｎｄ（ネオジウム）添加のもの、Ｐｒ（プラセオ
ジウム）添加のものなど他の構成のものでも良い。ま
た、バッファ層２３、キャップ層２７の構成材料も設計
に応じ変更できる。
【００４７】また、第二発明のレーザ装置の実施例で
は、ＰＬＣレーザ素子及び半導体レーザ素子を基板３１
上にハイブリッド化した例を示したが、モノリシック化
しても勿論良い。
は、ＰＬＣレーザ素子及び半導体レーザ素子を基板３１
上にハイブリッド化した例を示したが、モノリシック化
しても勿論良い。
【００４８】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の出願の第一発明のＰＬＣレーザ素子によれば、プレー
ナ光導波路がほぼ単一周波数の共振器として機能するよ
うになる。このため、このＰＬＣレーザ素子では、分布
反射（ＤＢＲ）条件を満足する波長の光でかつ十分な強
度の光を励起光として外部からこのプレーナ形光導波路
に導入すると、単一の周波数で発振する。また、発振光
を励起光と分離して外部に選択的に出力できる。このた
め、従来に比べ他の素子例えば半導体レーザ素子との集
積化が容易なＰＬＣレーザ素子が得られる。
の出願の第一発明のＰＬＣレーザ素子によれば、プレー
ナ光導波路がほぼ単一周波数の共振器として機能するよ
うになる。このため、このＰＬＣレーザ素子では、分布
反射（ＤＢＲ）条件を満足する波長の光でかつ十分な強
度の光を励起光として外部からこのプレーナ形光導波路
に導入すると、単一の周波数で発振する。また、発振光
を励起光と分離して外部に選択的に出力できる。このた
め、従来に比べ他の素子例えば半導体レーザ素子との集
積化が容易なＰＬＣレーザ素子が得られる。
【００４９】また、この第一発明において周期的屈折率
分布構造の周期Λを上述のΛ＝ｐλ1 ／２Ｎ（λ1 ）＝
ｑλ2 ／２Ｎ（λ2 ）で与えられる周期とする構成で
は、ｐを正の奇数としかつｑを正の偶数とすることによ
り、光導波路に垂直な方向に発振光のみをを取り出すこ
とができる。また、例えばプリズムカプラやグレーティ
ングカプラを用いることにより端面を用いることなく励
起光を当該ＰＬＣレーザ素子に導入できる。このため、
端面形成が不要になりさらに、光導波路に垂直な方向に
発振光を取り出す必要のある光集積回路にＰＬＣレーザ
素子を利用できるようになる。
分布構造の周期Λを上述のΛ＝ｐλ1 ／２Ｎ（λ1 ）＝
ｑλ2 ／２Ｎ（λ2 ）で与えられる周期とする構成で
は、ｐを正の奇数としかつｑを正の偶数とすることによ
り、光導波路に垂直な方向に発振光のみをを取り出すこ
とができる。また、例えばプリズムカプラやグレーティ
ングカプラを用いることにより端面を用いることなく励
起光を当該ＰＬＣレーザ素子に導入できる。このため、
端面形成が不要になりさらに、光導波路に垂直な方向に
発振光を取り出す必要のある光集積回路にＰＬＣレーザ
素子を利用できるようになる。
【００５０】従って、将来の光通信システムのキーデバ
イスとしてのＰＬＣレーザ素子の応用範囲が広がる。ま
た、進行波形光増幅器やＥｒドープ光ファイバ増幅器な
どのようなＰＬＣレーザ素子と競合する各種素子が実用
化一歩手前まで開発されている中、これら素子に対向で
きるＰＬＣレーザ素子として第一発明の素子は期待でき
る。
イスとしてのＰＬＣレーザ素子の応用範囲が広がる。ま
た、進行波形光増幅器やＥｒドープ光ファイバ増幅器な
どのようなＰＬＣレーザ素子と競合する各種素子が実用
化一歩手前まで開発されている中、これら素子に対向で
きるＰＬＣレーザ素子として第一発明の素子は期待でき
る。
【００５１】また、この出願の第二発明のレーザ装置に
よれば、ＰＬＣレーザ素子及び半導体レーザ素子を利用
したレーザ装置が得られる。
よれば、ＰＬＣレーザ素子及び半導体レーザ素子を利用
したレーザ装置が得られる。
【図１】第１実施例のプレーナ光導波路形（ＰＬＣ）レ
ーザ素子を示した斜視図である。
ーザ素子を示した斜視図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施例のＰＬＣレー
ザ素子の製法の説明図である。
ザ素子の製法の説明図である。
【図３】第２実施例のＰＬＣレーザ素子を示した斜視図
である。
である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施例のＰＬＣレー
ザ素子の製法の説明図である。
ザ素子の製法の説明図である。
【図５】第二発明のレーザ装置の実施例の説明に供する
図である。
図である。
【図６】従来のＰＬＣレーザ素子を示した斜視図であ
る。
る。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来のＰＬＣレーザ素子の
製法説明に供する図である。
製法説明に供する図である。
２０：第１実施例のＰＬＣレーザ素子 ２１：基板 ２３：バッファ層 ２５：周期的屈折率分布構造を作りつけたプレーナ形光
導波路 ２５ａ：イオン交換した部分 ２７：キャップ層 ２９：低反射率膜 １２０：第２実施例のＰＬＣレーザ素子 １２５：周期的屈折率分布構造を作りつけたプレーナ形
光導波路 １２５ａ：波形 ３０：実施例のレーザ装置 ３１：基板 ３３：半導体レーザ素子 ３３ａ：共振器 ３３ｘ：低反射率膜 ３３ｙ：高反射率膜
導波路 ２５ａ：イオン交換した部分 ２７：キャップ層 ２９：低反射率膜 １２０：第２実施例のＰＬＣレーザ素子 １２５：周期的屈折率分布構造を作りつけたプレーナ形
光導波路 １２５ａ：波形 ３０：実施例のレーザ装置 ３１：基板 ３３：半導体レーザ素子 ３３ａ：共振器 ３３ｘ：低反射率膜 ３３ｙ：高反射率膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/098 8934−4Ｍ
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ活性体となる元素が添加されてい
るプレーナ形光導波路を基板上に具える、プレーナ光導
波路形レーザ素子において、 プレーナ形光導波路に周期的屈折率分布構造を作りつけ
てあることを特徴とするプレーナ光導波路形レーザ素
子。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプレーナ光導波路形レ
ーザ素子において、 前記周期的屈折率分布構造の周期Λを次の式で与えられ
る値としてあることを特徴とするプレーナ光導波路形レ
ーザ素子（ただし、式中のｐ，ｑは正の整数、λ1 は当
該プレーナ光導波路形レーザ素子を励起する励起光の波
長、λ2 は当該プレーナ光導波路形レーザ素子の発振光
の波長、Ｎ（λ1 ）は当該プレーナ光導波路の前記励起
光に対する屈折率、Ｎ（λ2 ）は当該プレーナ光導波路
の前記発振光に対する屈折率である。）。 Λ＝ｐλ1 ／２Ｎ（λ1 ）＝ｑλ2 ／２Ｎ（λ2 ） - 【請求項３】 請求項１または２に記載のプレーナ光導
波路形レーザ素子において、 前記周期的屈折率分布構造を、前記プレーナ光導波路に
その長手方向に沿って周期的にイオン交換した部分を設
けることで構成してあることを特徴とするプレーナ光導
波路形レーザ素子。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載のプレーナ光導
波路形レーザ素子において、 前記周期的屈折率分布構造を、前記プレーナ光導波路の
厚さを該導波路の長手方向に沿って周期的に違えること
で構成してあることを特徴とするプレーナ光導波路形レ
ーザ素子。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のレ
ーザ素子であってそのプレーナ光導波路の両端に端面を
設けたプレーナ光導波路形レーザ素子と、 半導体レーザ素子であってその共振器の少なくとも一方
の端面に低反射率膜を設けてある半導体レーザ素子と
を、 該半導体レーザ素子の前記低反射率膜を設けた端面が前
記プレーナ光導波路形レーザ素子の一方の端面と対向す
るように配置してあることを特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084291A JPH05291655A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | プレーナ光導波路形レーザ素子及びレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084291A JPH05291655A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | プレーナ光導波路形レーザ素子及びレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291655A true JPH05291655A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13826370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4084291A Withdrawn JPH05291655A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | プレーナ光導波路形レーザ素子及びレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291655A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5504616A (en) * | 1993-09-22 | 1996-04-02 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Wavelength conversion device |
| US5812573A (en) * | 1995-03-17 | 1998-09-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor lasers comprising rare earth metal-doped diamond |
| JP2006332137A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
| WO2013073024A1 (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP4084291A patent/JPH05291655A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5504616A (en) * | 1993-09-22 | 1996-04-02 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Wavelength conversion device |
| US5812573A (en) * | 1995-03-17 | 1998-09-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor lasers comprising rare earth metal-doped diamond |
| JP2006332137A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
| WO2013073024A1 (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
| US9008146B2 (en) | 2011-11-16 | 2015-04-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor laser excitation solid-state laser |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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