JPH0667236A - 波長変換素子 - Google Patents
波長変換素子Info
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- JPH0667236A JPH0667236A JP24416392A JP24416392A JPH0667236A JP H0667236 A JPH0667236 A JP H0667236A JP 24416392 A JP24416392 A JP 24416392A JP 24416392 A JP24416392 A JP 24416392A JP H0667236 A JPH0667236 A JP H0667236A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が簡単で製造の容易な波長変換素子を提
供する。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板５の上側に、ｎ−Ａｌ0.36
Ｇａ0.64Ａｓクラッド層６、ＳＣＨ−領域７、ＳＱＷ活
性層８、ＳＣＨ−領域10、Ｐ−Ａｌ0.36Ｇａ0.64Ａｓク
ラッド層11、Ｐ−ＧａＡｓコンタクト層12をそれぞれ成
長形成し、素子の上部側をメサ・ストライプ形状にし、
素子の上下両端側にＮ側電極13とＰ側電極14を設ける。
素子の両端面には素子に入射する基本波長の光を無反射
で通すコーティング17を施す。ＳＱＷ活性層８は閃亜鉛
鉱型の結晶構造を有する利得媒質導波路とし、このＳＱ
Ｗ活性層８内で入射光（基本波長の光）に対する第２高
調波を発生して出射端から出射させる。
供する。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板５の上側に、ｎ−Ａｌ0.36
Ｇａ0.64Ａｓクラッド層６、ＳＣＨ−領域７、ＳＱＷ活
性層８、ＳＣＨ−領域10、Ｐ−Ａｌ0.36Ｇａ0.64Ａｓク
ラッド層11、Ｐ−ＧａＡｓコンタクト層12をそれぞれ成
長形成し、素子の上部側をメサ・ストライプ形状にし、
素子の上下両端側にＮ側電極13とＰ側電極14を設ける。
素子の両端面には素子に入射する基本波長の光を無反射
で通すコーティング17を施す。ＳＱＷ活性層８は閃亜鉛
鉱型の結晶構造を有する利得媒質導波路とし、このＳＱ
Ｗ活性層８内で入射光（基本波長の光）に対する第２高
調波を発生して出射端から出射させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基本波を入力すること
によってこの基本波に対する第２高調波を発生出力する
波長変換素子に関するものである。
によってこの基本波に対する第２高調波を発生出力する
波長変換素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３には従来の一般的な波長変換素子の
構造が示されている。同図において、ＬｉＮb Ｏ3 から
なる基板１の表面側に電子ビーム露光法と熱拡散法を用
いて幅Ｄが3.2 μｍのＴｉ拡散領域２が6.4 μｍの周期
間隔Ｌ0 を保って複数配列形成されている。そして、基
板１の表面中央には、これらの各Ｔｉ拡散領域２に交差
して長手方向に伸張する幅Ｗが3.0 μｍのプロトン交換
領域が導波領域３として形成されている。
構造が示されている。同図において、ＬｉＮb Ｏ3 から
なる基板１の表面側に電子ビーム露光法と熱拡散法を用
いて幅Ｄが3.2 μｍのＴｉ拡散領域２が6.4 μｍの周期
間隔Ｌ0 を保って複数配列形成されている。そして、基
板１の表面中央には、これらの各Ｔｉ拡散領域２に交差
して長手方向に伸張する幅Ｗが3.0 μｍのプロトン交換
領域が導波領域３として形成されている。
【０００３】このように構成された導波領域３は前記Ｔ
ｉ拡散領域２との交差部分が周期的な分極反転領域とな
ることから、波長が1.064 μｍと0.532 μｍの異なる波
長の光に対し、そのいずれに対しても等価屈折率が等し
くなり、この二つの異なる波長の光の間で、位相整合条
件が満足される。この結果、波長1.064 μｍの光を基本
波、波長0.532 μｍの光を第２高調波としたとき、第２
高調波を最大出力で取り出すことができる。すなわち、
導波領域３の入口側にＹＡＧレーザから波長λW が1.06
4 μｍの光を基本波として入射させると、この導波領域
３を伝播する間に、その１／２の波長を有する第２高調
波が発生し、導波領域３の出射端側から波長λW が1.06
4 μｍの基本波の光と、波長λ2Wが0.532 μｍの第２高
調波の光が共に出射し、この導波領域３の出射端側に第
２高調波を通すバンドパスフィルタを設けることによ
り、前記基本波に対する第２高調波が取り出されるので
ある。
ｉ拡散領域２との交差部分が周期的な分極反転領域とな
ることから、波長が1.064 μｍと0.532 μｍの異なる波
長の光に対し、そのいずれに対しても等価屈折率が等し
くなり、この二つの異なる波長の光の間で、位相整合条
件が満足される。この結果、波長1.064 μｍの光を基本
波、波長0.532 μｍの光を第２高調波としたとき、第２
高調波を最大出力で取り出すことができる。すなわち、
導波領域３の入口側にＹＡＧレーザから波長λW が1.06
4 μｍの光を基本波として入射させると、この導波領域
３を伝播する間に、その１／２の波長を有する第２高調
波が発生し、導波領域３の出射端側から波長λW が1.06
4 μｍの基本波の光と、波長λ2Wが0.532 μｍの第２高
調波の光が共に出射し、この導波領域３の出射端側に第
２高調波を通すバンドパスフィルタを設けることによ
り、前記基本波に対する第２高調波が取り出されるので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＬｉＮb Ｏ3 の基板１を用いたＳＨＧ（Second Harmoni
c Generation）素子（第２高調波発生素子）は、基本波
と発生した第２高調波の間で位相整合を取るために、Ｔ
ｉ拡散領域２を規則正しい所定の間隔で精度良く配列形
成するものであるため、その素子構造が非常に複雑にな
り、その製造に手間隙がかかり、素子コストも高価にな
るという問題があった。
ＬｉＮb Ｏ3 の基板１を用いたＳＨＧ（Second Harmoni
c Generation）素子（第２高調波発生素子）は、基本波
と発生した第２高調波の間で位相整合を取るために、Ｔ
ｉ拡散領域２を規則正しい所定の間隔で精度良く配列形
成するものであるため、その素子構造が非常に複雑にな
り、その製造に手間隙がかかり、素子コストも高価にな
るという問題があった。
【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、素子構造が簡易で、
製造の容易な波長変換素子を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、素子構造が簡易で、
製造の容易な波長変換素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、利得媒質活性層を含む導波路構造を備えた波長
変換素子であって、前記利得媒質活性層は閃亜鉛鉱型の
半導体結晶層によって構成され、該半導体結晶層の少な
くとも一方端は得ようとする波長の２倍の長さの波長に
対する無反射コーティングが施されていることを特徴と
して構成されている。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、利得媒質活性層を含む導波路構造を備えた波長
変換素子であって、前記利得媒質活性層は閃亜鉛鉱型の
半導体結晶層によって構成され、該半導体結晶層の少な
くとも一方端は得ようとする波長の２倍の長さの波長に
対する無反射コーティングが施されていることを特徴と
して構成されている。
【０００７】
【作用】本発明の波長変換素子の入射端側に例えば波長
が1.48μｍの基本波の光を入射すると、その光は閃亜鉛
鉱型の半導体結晶層を伝播して出射端に至る。この閃亜
鉛鉱型の半導体結晶層は、基本波に対する第２高調波を
発生させる。そして、この第２高調波は前記閃亜鉛鉱型
の半導体結晶層（利得媒質活性層）の入出射両端間で反
射を繰り返し正帰還がかかって第２高調波の定在波のレ
ーザ発振が行われ、閃亜鉛鉱型の半導体結晶層の出射端
側からレーザ発振光である波長が0.74μｍの第２高調波
と波長が1.48μｍの基本波が共に出射する。この波長変
換素子の出射端側に第２高調波を通すバンドパスフィル
タを設けることにより、目的とする第２高調波が取り出
される。
が1.48μｍの基本波の光を入射すると、その光は閃亜鉛
鉱型の半導体結晶層を伝播して出射端に至る。この閃亜
鉛鉱型の半導体結晶層は、基本波に対する第２高調波を
発生させる。そして、この第２高調波は前記閃亜鉛鉱型
の半導体結晶層（利得媒質活性層）の入出射両端間で反
射を繰り返し正帰還がかかって第２高調波の定在波のレ
ーザ発振が行われ、閃亜鉛鉱型の半導体結晶層の出射端
側からレーザ発振光である波長が0.74μｍの第２高調波
と波長が1.48μｍの基本波が共に出射する。この波長変
換素子の出射端側に第２高調波を通すバンドパスフィル
タを設けることにより、目的とする第２高調波が取り出
される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１には本発明に係る波長変換素子の一実施例の
構成が示されている。同図において、ｎ−ＧａＡｓ基板
５上に、ｎ−Ａｌ0.36Ｇａ0.64Ａｓクラッド層６と、層
厚が600 Åのドーパント成分のないＡｌ0.28Ｇａ0.72Ａ
ｓからなるＳＣＨ−領域（光閉じ込め層）７と、層厚が
100 Åのドーパント成分のないＡｌ0.20Ｇａ0.80Ａｓ
（バンドギャップ波長λｇ＝0.74μｍ）からなるＳＱＷ
活性層８と、層厚が600 Åのドーパント成分のないＡｌ
0.28Ｇａ0.72ＡｓからなるＳＣＨ−領域（光閉じ込め
層）10と、Ｐ−Ａｌ0.36Ｇａ0.64Ａｓクラッド層11と、
Ｐ−ＧａＡｓコンタクト層12とを順に成長形成し、表面
のＰ−ＧａＡｓコンタクト層12からＳＣＨ−領域10の一
部分にかけて積層半導体の左右両側をエッチングで除去
して幅Ｓがほぼ２μｍのメサ・ストライプ形状とし、基
板１の下面側にはＮ側電極13を、Ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層12の上面側にはＰ側電極14を形成している。
する。図１には本発明に係る波長変換素子の一実施例の
構成が示されている。同図において、ｎ−ＧａＡｓ基板
５上に、ｎ−Ａｌ0.36Ｇａ0.64Ａｓクラッド層６と、層
厚が600 Åのドーパント成分のないＡｌ0.28Ｇａ0.72Ａ
ｓからなるＳＣＨ−領域（光閉じ込め層）７と、層厚が
100 Åのドーパント成分のないＡｌ0.20Ｇａ0.80Ａｓ
（バンドギャップ波長λｇ＝0.74μｍ）からなるＳＱＷ
活性層８と、層厚が600 Åのドーパント成分のないＡｌ
0.28Ｇａ0.72ＡｓからなるＳＣＨ−領域（光閉じ込め
層）10と、Ｐ−Ａｌ0.36Ｇａ0.64Ａｓクラッド層11と、
Ｐ−ＧａＡｓコンタクト層12とを順に成長形成し、表面
のＰ−ＧａＡｓコンタクト層12からＳＣＨ−領域10の一
部分にかけて積層半導体の左右両側をエッチングで除去
して幅Ｓがほぼ２μｍのメサ・ストライプ形状とし、基
板１の下面側にはＮ側電極13を、Ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層12の上面側にはＰ側電極14を形成している。
【０００９】この素子の前後両端面15，16はへき開面と
なっており、この両端面15，16に厚さ2000ÅのＳｉＮ4
膜17がコーティングされている。このＳｉＮ4 膜17は波
長1.48μｍの光に対して無反射コーティングとして機能
し、波長0.74μｍの光に対しては高反射コーティングと
して機能している。かかる構成のもとで、利得媒質活性
層としてのＳＱＷ活性層８は基本波の波長1.48μｍの光
に対しては無反射で透過する光導波路となり、この基本
波に対して第２高調波となる0.74μｍの波長の光に対し
てはファブリペロー共振器として機能し、本実施例の波
長変換素子は通常の半導体レーザに近い構造となってい
る。
なっており、この両端面15，16に厚さ2000ÅのＳｉＮ4
膜17がコーティングされている。このＳｉＮ4 膜17は波
長1.48μｍの光に対して無反射コーティングとして機能
し、波長0.74μｍの光に対しては高反射コーティングと
して機能している。かかる構成のもとで、利得媒質活性
層としてのＳＱＷ活性層８は基本波の波長1.48μｍの光
に対しては無反射で透過する光導波路となり、この基本
波に対して第２高調波となる0.74μｍの波長の光に対し
てはファブリペロー共振器として機能し、本実施例の波
長変換素子は通常の半導体レーザに近い構造となってい
る。
【００１０】本実施例の波長変換素子は上記のように構
成されており、次にその動作を説明する。まず、本実施
例の波長変換素子がファブリペロー型のレーザーダイオ
ードとして発振するに至るしきい値電流の0.95倍の大き
さの電流がＰ側電極14からＮ側電極13に向けてバイアス
電流として加えられる。この電流印加状態では、印加電
流がしきい値電流に至っていないので、ＳＱＷ活性層８
内でのレーザ発振は生じていない。
成されており、次にその動作を説明する。まず、本実施
例の波長変換素子がファブリペロー型のレーザーダイオ
ードとして発振するに至るしきい値電流の0.95倍の大き
さの電流がＰ側電極14からＮ側電極13に向けてバイアス
電流として加えられる。この電流印加状態では、印加電
流がしきい値電流に至っていないので、ＳＱＷ活性層８
内でのレーザ発振は生じていない。
【００１１】この状態で、図２に示すように、素子の入
射端側に波長が1.48μｍの基本波のレーザ光を入射する
と、ＳＱＷ活性層８は閃亜鉛鉱型の結晶構造を有してい
るため、このＳＱＷ活性層８に光が導波すると、導波光
に対して第２高調波が発生する。この図の例では、ＳＱ
Ｗ活性層８に波長1.48μｍの基本波が導波するので、波
長0.74μｍの第２高調波が発生する。
射端側に波長が1.48μｍの基本波のレーザ光を入射する
と、ＳＱＷ活性層８は閃亜鉛鉱型の結晶構造を有してい
るため、このＳＱＷ活性層８に光が導波すると、導波光
に対して第２高調波が発生する。この図の例では、ＳＱ
Ｗ活性層８に波長1.48μｍの基本波が導波するので、波
長0.74μｍの第２高調波が発生する。
【００１２】通常、半導体中に発生する第２高調波は非
常に微弱であるが、本実施例の場合は、導波路であるＳ
ＱＷ活性層８は閃亜鉛鉱型の結晶構造を有して利得媒質
となっているため、このＳＱＷ活性層８に発生した第２
高調波は誘導放出によって増幅される。この第２高調波
はＳＱＷ活性層８の入出射両端間で反射して定在波を発
生させ、波長1.48μｍの入射光の強度を十分に強くする
と、波長0.74μｍ光の定在波の増幅に正帰還がかかって
ファブリペロー共振器としてのレーザ発振が行われ、こ
のレーザ発振光、つまり、波長0.74μｍの前記基本波に
対する第２高調波がＳＱＷ活性層８の出射端から出射す
る。
常に微弱であるが、本実施例の場合は、導波路であるＳ
ＱＷ活性層８は閃亜鉛鉱型の結晶構造を有して利得媒質
となっているため、このＳＱＷ活性層８に発生した第２
高調波は誘導放出によって増幅される。この第２高調波
はＳＱＷ活性層８の入出射両端間で反射して定在波を発
生させ、波長1.48μｍの入射光の強度を十分に強くする
と、波長0.74μｍ光の定在波の増幅に正帰還がかかって
ファブリペロー共振器としてのレーザ発振が行われ、こ
のレーザ発振光、つまり、波長0.74μｍの前記基本波に
対する第２高調波がＳＱＷ活性層８の出射端から出射す
る。
【００１３】一方、素子両端側のＳｉＮ4 膜17では基本
波である波長が1.48μｍのレーザ光に対しては無反射膜
として機能するので、基本波は前記の如く第２高調波を
発生しながら無反射状態でＳＱＷ活性層８の出射端から
出射する。つまり、素子の入射端側に波長1.48μｍの基
本波のレーザ光を入射することにより、素子の出射端か
らその基本波の光と、第２高調波の光とが共に出射され
る。したがって、この素子の出射端側に第２高調波のみ
を通すバンドパスフィルタ18を設けることにより、波長
0.74μｍの第２高調波のレーザ光を取り出すことが可能
となる。
波である波長が1.48μｍのレーザ光に対しては無反射膜
として機能するので、基本波は前記の如く第２高調波を
発生しながら無反射状態でＳＱＷ活性層８の出射端から
出射する。つまり、素子の入射端側に波長1.48μｍの基
本波のレーザ光を入射することにより、素子の出射端か
らその基本波の光と、第２高調波の光とが共に出射され
る。したがって、この素子の出射端側に第２高調波のみ
を通すバンドパスフィルタ18を設けることにより、波長
0.74μｍの第２高調波のレーザ光を取り出すことが可能
となる。
【００１４】本実施例では、波長1.48μｍの基本波はＳ
ＱＷ活性層８の導波路を無反射で通過して行くため、基
本波と第２高調波の間で位相整合を取る必要がなく、こ
のため、この位相整合を取る必要のある従来例の構造に
比べ、素子構造が極めて簡易となる。
ＱＷ活性層８の導波路を無反射で通過して行くため、基
本波と第２高調波の間で位相整合を取る必要がなく、こ
のため、この位相整合を取る必要のある従来例の構造に
比べ、素子構造が極めて簡易となる。
【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例ではＡｌＧａＡｓ材料を用いて作製したリッジ導
波型の素子構造の波長変換素子を対象にして波長1.48μ
ｍ光の基本波を波長0.74μｍ光の第２高調波に変換する
場合について説明したが、本発明の波長変換素子は本実
施例以外の他の材料および素子構造にして本実施例以外
の波長領域の波長変換を行うことが可能である。例え
ば、ＳＱＷ活性層８をＧａＡｌＩｎＰとＧａＩｎＰの合
成系の材料を用いて閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する利得
導波路として構成し、その両端面に波長1.3 μｍ用の無
反射コーティングを施すことによって、波長1.3 μｍ光
の基本波を入射させてこれを0.65μｍの第２高調波に変
換して取り出すことができる。また、ＳＱＷ活性層８と
して、ＺｎＳｅとＺｎＳの合成系の材料を用いて同様に
閃亜鉛鉱型結晶構造を有する利得導波路を形成し、この
両端面に波長0.98μｍ用の無反射コーティングを施すこ
とによって、波長0.98μｍ光を基本波とし、これを波長
0.49μｍ光の第２高調波に変換して取り出すことができ
る。
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例ではＡｌＧａＡｓ材料を用いて作製したリッジ導
波型の素子構造の波長変換素子を対象にして波長1.48μ
ｍ光の基本波を波長0.74μｍ光の第２高調波に変換する
場合について説明したが、本発明の波長変換素子は本実
施例以外の他の材料および素子構造にして本実施例以外
の波長領域の波長変換を行うことが可能である。例え
ば、ＳＱＷ活性層８をＧａＡｌＩｎＰとＧａＩｎＰの合
成系の材料を用いて閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する利得
導波路として構成し、その両端面に波長1.3 μｍ用の無
反射コーティングを施すことによって、波長1.3 μｍ光
の基本波を入射させてこれを0.65μｍの第２高調波に変
換して取り出すことができる。また、ＳＱＷ活性層８と
して、ＺｎＳｅとＺｎＳの合成系の材料を用いて同様に
閃亜鉛鉱型結晶構造を有する利得導波路を形成し、この
両端面に波長0.98μｍ用の無反射コーティングを施すこ
とによって、波長0.98μｍ光を基本波とし、これを波長
0.49μｍ光の第２高調波に変換して取り出すことができ
る。
【００１６】さらに、上記実施例では基本波の無反射膜
を素子の両端側に設けたが、これを片面側に設けてもよ
い。
を素子の両端側に設けたが、これを片面側に設けてもよ
い。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、素子の利得媒質活性層を閃亜
鉛鉱型の半導体結晶層によって構成し、かつ、この半導
体結晶層の少なくとも一方端側に、得ようとする波長の
２倍の長さの波長に対する無反射コーティングを施した
ものであるから、この無反射コーティングの波長の基本
波の光を入射することにより、この基本波に対する第２
高調波を素子出射端から出射することができる。しか
も、この波長変換に際し、基本波と利得媒質活性層に発
生する第２高調波との位相整合が不要となることから、
素子構造も従来例に比べ極めて簡易なものとなり、した
がって、素子の製造も極めて容易となり、本発明の波長
変換素子を安価に提供することが可能となる。
鉛鉱型の半導体結晶層によって構成し、かつ、この半導
体結晶層の少なくとも一方端側に、得ようとする波長の
２倍の長さの波長に対する無反射コーティングを施した
ものであるから、この無反射コーティングの波長の基本
波の光を入射することにより、この基本波に対する第２
高調波を素子出射端から出射することができる。しか
も、この波長変換に際し、基本波と利得媒質活性層に発
生する第２高調波との位相整合が不要となることから、
素子構造も従来例に比べ極めて簡易なものとなり、した
がって、素子の製造も極めて容易となり、本発明の波長
変換素子を安価に提供することが可能となる。
【図１】本発明に係る波長変換素子の一実施例を示す斜
視構成図である。
視構成図である。
【図２】同実施例の素子の波長変換動作を示す説明図で
ある。
ある。
【図３】従来の波長変換素子の説明図である。
５ ｎ−ＧａＡｓ基板 ６ ｎ−Ａｌ0.36Ｇａ0.64Ａｓクラッド層 ７，10 ＳＣＨ−領域 ８ ＳＱＷ活性層 11 Ｐ−Ａｌ0.36Ｇａ0.64Ａｓクラッド層 12 Ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 13 Ｎ側電極 14 Ｐ側電極 17 ＳｉＮ4 膜
Claims (1)
- 【請求項１】 利得媒質活性層を含む導波路構造を備え
た波長変換素子であって、前記利得媒質活性層は閃亜鉛
鉱型の半導体結晶層によって構成され、該半導体結晶層
の少なくとも一方端は得ようとする波長の２倍の長さの
波長に対する無反射コーティングが施されている波長変
換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24416392A JPH0667236A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24416392A JPH0667236A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 波長変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0667236A true JPH0667236A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=17114710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24416392A Pending JPH0667236A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0667236A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368790B1 (ko) * | 2001-01-11 | 2003-01-24 | 한국과학기술연구원 | 반도체 레이저와 반도체-광증폭기의 수평 결합을 이용한전광 파장변환기의 구현 방법 |
| US8215462B2 (en) | 2006-04-07 | 2012-07-10 | Fico Cables, S.A | Actuation system for a parking brake |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP24416392A patent/JPH0667236A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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