JPS6286881A - 光出力装置 - Google Patents
光出力装置Info
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- JPS6286881A JPS6286881A JP60228008A JP22800885A JPS6286881A JP S6286881 A JPS6286881 A JP S6286881A JP 60228008 A JP60228008 A JP 60228008A JP 22800885 A JP22800885 A JP 22800885A JP S6286881 A JPS6286881 A JP S6286881A
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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- 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
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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
本発明は、光出力装置、特に高効率な光源に関するもの
である。
である。
従来の技術
第３図に２次高調波発生の基本構成の模式的斜視図を示
す。２０は波長λ１ のレーザであり、２１は非線形光
学媒体である。λ１の波長を有するレーザ光２６がＬ
ｚ ＮｂＯ３などの非線形光学媒体２１に入射されると
媒体２１中で入射した波長λ１の光の一部はλ２／２波
長の光に変換されて出射光２４として放射される。しか
し、このような系における波長の変換効率は悪く、変換
効率として０．１チにも満たない値しか得られない。こ
の変換効率を上げるために種々の工夫がなされている。
す。２０は波長λ１ のレーザであり、２１は非線形光
学媒体である。λ１の波長を有するレーザ光２６がＬ
ｚ ＮｂＯ３などの非線形光学媒体２１に入射されると
媒体２１中で入射した波長λ１の光の一部はλ２／２波
長の光に変換されて出射光２４として放射される。しか
し、このような系における波長の変換効率は悪く、変換
効率として０．１チにも満たない値しか得られない。こ
の変換効率を上げるために種々の工夫がなされている。
この工夫としては、入射レーザ光のハイパワー化、非線
形媒体の導波路化、非線形光学定数の大きい物質の選択
、媒体１１の端面２２，２３各々への無反射コーティン
グ、フィルターの形成などがあげられるが、画期的に変
換効率を上げることは未だ不十分である。
形媒体の導波路化、非線形光学定数の大きい物質の選択
、媒体１１の端面２２，２３各々への無反射コーティン
グ、フィルターの形成などがあげられるが、画期的に変
換効率を上げることは未だ不十分である。
発明が解決しようとする問題点
従って、本発明は変換効率の向上という課題を、光出力
装置の構成を工夫することで解決しようとするものであ
り、特にレーザと非線形光学媒体との結合効率を向上さ
せることおよび非線形光学媒体内での変換効率を上げよ
うとするものである。
装置の構成を工夫することで解決しようとするものであ
り、特にレーザと非線形光学媒体との結合効率を向上さ
せることおよび非線形光学媒体内での変換効率を上げよ
うとするものである。
従来の方法では第３図に示すように端面２３ではλ１
波長の光は反射し、λ１／２波長は透過するフィルタを
形成することで効率を上げることができるが、端面２２
に対してはλ１ 波長は高透過率でなくてはならず、端
面２４より反射してきたλ１波長の光はレーザ側に抜け
てしまう欠点があった。
波長の光は反射し、λ１／２波長は透過するフィルタを
形成することで効率を上げることができるが、端面２２
に対してはλ１ 波長は高透過率でなくてはならず、端
面２４より反射してきたλ１波長の光はレーザ側に抜け
てしまう欠点があった。
そこで、本発明は光源部と光導波路部を一体化構成とす
ることによって効率を上げようとするものである。
ることによって効率を上げようとするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、同−基体上に、ダブルヘテロ接合構造を有す
る半導体レーザの活性領域に近接して、非線型光学媒体
よりなる光導波路を有する２次高調波発生装置を構成し
、レーザ部と接しない導波路端部には、１次波を反射し
２次波を透過する膜を構成し導波路と接しないレーザ端
部には１次波。
る半導体レーザの活性領域に近接して、非線型光学媒体
よりなる光導波路を有する２次高調波発生装置を構成し
、レーザ部と接しない導波路端部には、１次波を反射し
２次波を透過する膜を構成し導波路と接しないレーザ端
部には１次波。
２次波ともに反射する膜を形成したものである。
さらに、レーザのクラッド部および非線型光学媒体より
なる光導波路のクラッド部を１次レーザ波に相当するバ
ンドギャップよりも大きいバンドギャップの半導体にて
構成するものである。加えて、この吸収を減少させる方
法として、レーザクラッド部を間接遷移型半導体で構成
したり、バンドギャップの大きい材料をもってきたり、
導波路部を■−■族化合物半導体にて構成することによ
って実現するものである。さらに、レーザ活性層を量子
井戸構造にすることによっても吸収量を減少させること
ができるものである。
なる光導波路のクラッド部を１次レーザ波に相当するバ
ンドギャップよりも大きいバンドギャップの半導体にて
構成するものである。加えて、この吸収を減少させる方
法として、レーザクラッド部を間接遷移型半導体で構成
したり、バンドギャップの大きい材料をもってきたり、
導波路部を■−■族化合物半導体にて構成することによ
って実現するものである。さらに、レーザ活性層を量子
井戸構造にすることによっても吸収量を減少させること
ができるものである。
作 用
本発明は半導体レーザと非線形光学媒体をレーザ共振器
内にモノリシックに構成することが基本原理であり、こ
のとき２次高調波の吸収を減少させる方策として、吸収
係数の小さい材料を配置する構造に工夫をこらしたもの
であり、２次高調波への変換効率の大幅向上、非線形導
波路の短絡化。
内にモノリシックに構成することが基本原理であり、こ
のとき２次高調波の吸収を減少させる方策として、吸収
係数の小さい材料を配置する構造に工夫をこらしたもの
であり、２次高調波への変換効率の大幅向上、非線形導
波路の短絡化。
高出力、高信頼性化を図ることができる。
実施例
本発明の第１の実施例の断面構造図を第１図に示す。ｎ
型化合物半導体基体上１に、ｎ型クラッド層２を形成し
、レーザ活性層３をその上に形成する゛。活性層３上に
はＰ型クラッド層４が形成される。このダブルヘテロ接
合型レーザ部に接して同一基体１上にクラッド層６、非
線形光学媒体よりなる光導波層６、更にクラッド層７を
形成する。
型化合物半導体基体上１に、ｎ型クラッド層２を形成し
、レーザ活性層３をその上に形成する゛。活性層３上に
はＰ型クラッド層４が形成される。このダブルヘテロ接
合型レーザ部に接して同一基体１上にクラッド層６、非
線形光学媒体よりなる光導波層６、更にクラッド層７を
形成する。
８および９はレーザ部発振波長λ。の波長に対しては反
射し、λ。／２の波長に対しては透過できる膜を形成す
る場合によっては８部はλ。／２の波長もほとんど反射
させる膜を形成する。レーザ部は端面８′と端面１０あ
るいは端面９′との間で共振器を形成する。また、共振
器としてグレーディングで形成することも可能である。
射し、λ。／２の波長に対しては透過できる膜を形成す
る場合によっては８部はλ。／２の波長もほとんど反射
させる膜を形成する。レーザ部は端面８′と端面１０あ
るいは端面９′との間で共振器を形成する。また、共振
器としてグレーディングで形成することも可能である。
このレーザ部は電流が注入されることによってλ。波長
のレーザ光を発生する。その光は非線形媒質導波層６に
導入される。導波層６中に導入されたλ。の光の一部は
λ。／２波長の光に変換される。このように変換された
２次高調波は主に膜９を通して外部に取り出される。モ
ニター用としてまた、両面よりとり出す必要のあるとき
は前述のように端面８′の反射膜を制御することによっ
て端面８′部からも取り出すことができる。
のレーザ光を発生する。その光は非線形媒質導波層６に
導入される。導波層６中に導入されたλ。の光の一部は
λ。／２波長の光に変換される。このように変換された
２次高調波は主に膜９を通して外部に取り出される。モ
ニター用としてまた、両面よりとり出す必要のあるとき
は前述のように端面８′の反射膜を制御することによっ
て端面８′部からも取り出すことができる。
また、チェレンコフ放射を利用する場合にはクラッド層
７あるいは６および基板１を通して外部に２次高調波を
取り出す。このようにλ。波長のレーザ部と非線形媒質
部６とが共振器面８，９間に一体化されて形成されるこ
とによって、前述のように３部より６部に注入されたλ
。波長の光のうち、媒質部６で２次高調波に変換されな
かったλ。波長光は端面９′で反射されて両度導波路ｅ
中を通過する間に２次高調波に変換され、さらにλ。
７あるいは６および基板１を通して外部に２次高調波を
取り出す。このようにλ。波長のレーザ部と非線形媒質
部６とが共振器面８，９間に一体化されて形成されるこ
とによって、前述のように３部より６部に注入されたλ
。波長の光のうち、媒質部６で２次高調波に変換されな
かったλ。波長光は端面９′で反射されて両度導波路ｅ
中を通過する間に２次高調波に変換され、さらにλ。
波長で残った光は反射点となる端面８′および１゜で反
射されて２次高調波に変換される。
射されて２次高調波に変換される。
このように導波路６を通過するたびごとに２次高調波に
変換される。従って、第２図のように個別に配置されて
いる場合はλ。波長光は１往復１か２次高調波に変換さ
れないのに比較して２次高調波への変換効率を大巾に上
げることができる。
変換される。従って、第２図のように個別に配置されて
いる場合はλ。波長光は１往復１か２次高調波に変換さ
れないのに比較して２次高調波への変換効率を大巾に上
げることができる。
さらに、変換効率を向上させるためにはレーザ部および
導波路部での吸収損失や散乱損失を下げる必要がある。
導波路部での吸収損失や散乱損失を下げる必要がある。
特に、レーザ部においては活性領域３はλ。波長にとっ
ては吸収が大きい層となる。
ては吸収が大きい層となる。
しかも、クラッド層２，４においても一般的なレーザに
おいては活性層で規定されるλ。波長に対してλ。／２
の波長に相当するようなバンドギャップの大きい物質で
構成されている例はない。従ってクラッド層はできる限
りバンドギャップの大きい物質や組成を選択する必要が
ある。さらにクラッド層として直接遷移形半導体層より
も間接遷移型半導体を用いた方のが吸収を小さくするこ
とができる。
おいては活性層で規定されるλ。波長に対してλ。／２
の波長に相当するようなバンドギャップの大きい物質で
構成されている例はない。従ってクラッド層はできる限
りバンドギャップの大きい物質や組成を選択する必要が
ある。さらにクラッド層として直接遷移形半導体層より
も間接遷移型半導体を用いた方のが吸収を小さくするこ
とができる。
一例として、ＧａＡｓ系材料を例にとると、ＧａＡｊＩ
を基板１とし活性層３としてＧａＡｓ 、クラッド層２
．４として、ＡｌｘＧａ １−エＡｓでできるだけＸを
太きく Ｌ、ＡｌＡｓ層に近づける方が損失が小さくな
る。また、ＺｎＳア、５ｅ１−ア、Ｚｎｚｃｄ１−ｚＳ
などの■−■族半導体やこれらの固溶体を用いると更に
損失を小さくすることができる。■−ｖ族半導体におい
てもＩｎＰ、ＧａＰ、ＡＩＰを含む固溶体や、窒化物を
含む固溶体などを使用することができる。非線形材料と
しては必ずしも単結晶膜である必要はなく、ＬｉＮｂＯ
３，ＬｉＴａＯ３，ＰＺＴ、ＰＬＺＴ など酸化物系
材料も使用可能であるが反射面９′を共振器面として使
うことなど考慮すると単結晶膜が望ましい。これらを考
慮すると、クラッド層６，７および非線形媒体よりなる
導波層ｅとして、ＺｎＳ 、ＣｄＳ 、Ｚｎ５ｅ 。
を基板１とし活性層３としてＧａＡｓ 、クラッド層２
．４として、ＡｌｘＧａ １−エＡｓでできるだけＸを
太きく Ｌ、ＡｌＡｓ層に近づける方が損失が小さくな
る。また、ＺｎＳア、５ｅ１−ア、Ｚｎｚｃｄ１−ｚＳ
などの■−■族半導体やこれらの固溶体を用いると更に
損失を小さくすることができる。■−ｖ族半導体におい
てもＩｎＰ、ＧａＰ、ＡＩＰを含む固溶体や、窒化物を
含む固溶体などを使用することができる。非線形材料と
しては必ずしも単結晶膜である必要はなく、ＬｉＮｂＯ
３，ＬｉＴａＯ３，ＰＺＴ、ＰＬＺＴ など酸化物系
材料も使用可能であるが反射面９′を共振器面として使
うことなど考慮すると単結晶膜が望ましい。これらを考
慮すると、クラッド層６，７および非線形媒体よりなる
導波層ｅとして、ＺｎＳ 、ＣｄＳ 、Ｚｎ５ｅ 。
ＣｄＳｅを固溶体化したものおよび本体■−■族層が有
効であり、ＺｎＳ−ＧａＰ、Ｚｎ５ｅ−ＧａＡｓなどＩ
Ｉ −Ｖ［と■−■の固溶体なども有効である。
効であり、ＺｎＳ−ＧａＰ、Ｚｎ５ｅ−ＧａＡｓなどＩ
Ｉ −Ｖ［と■−■の固溶体なども有効である。
第２の実施例の断面構造図を第２図に示す。第２図は非
線形導波路部６をレーザ活性層３上にもクラッド層４を
はさんで全面に構成したものである。番号第２図におい
て、第１図と同一のものは第１図と同じ番号を記してい
る。活性層３で発した波長λ。の光は導波路ｅと結合し
て導波路６層内に導入される。このような構成では２次
高調波は活性層３で吸収されることが少なく吸収損失を
下げることができる。成長層の順番を逆にして非線形導
波路層をレーザ活性層部３の下側（基板側）に構成する
のも同様である。
線形導波路部６をレーザ活性層３上にもクラッド層４を
はさんで全面に構成したものである。番号第２図におい
て、第１図と同一のものは第１図と同じ番号を記してい
る。活性層３で発した波長λ。の光は導波路ｅと結合し
て導波路６層内に導入される。このような構成では２次
高調波は活性層３で吸収されることが少なく吸収損失を
下げることができる。成長層の順番を逆にして非線形導
波路層をレーザ活性層部３の下側（基板側）に構成する
のも同様である。
さらに活性層でのλ。波長の吸収損失を下げる方法とし
て、活性層をできる限り薄くするだけでなく超格子構造
にすることによって可能となる。
て、活性層をできる限り薄くするだけでなく超格子構造
にすることによって可能となる。
発明の効果
本発明のようにレーザと２次高調波発生装置とを一体化
構成にすること、端面フィルタを選択すること、非線形
材料を選択すること、クラッド層を選択すること、構成
を工夫することなどによって、 １．２次高調波への変換効率を大巾に上げることができ
る。
構成にすること、端面フィルタを選択すること、非線形
材料を選択すること、クラッド層を選択すること、構成
を工夫することなどによって、 １．２次高調波への変換効率を大巾に上げることができ
る。
２、非線形導波路部の長さを短くできる。
３、格子整合をとることが可能でエピタキシャル成長で
構成でき高出力、高信頼性が可能である０ などのすぐれた効果を有する光出力装置を得ることがで
きるものである。
構成でき高出力、高信頼性が可能である０ などのすぐれた効果を有する光出力装置を得ることがで
きるものである。
第１図は本発明の一実施例の光出力装置の断面図、第２
図は本発明能の実施例の光出力装置の断面図、第３図は
従来の光出力装置の構成を示す斜視図である。 １・・・・・・化合物半導体基板、２・・・・・・ｎ型
クラフト層、３・・・・・・レーザ活性層、４，６・・
・・・・クラッド層、６・・・・・・非線形導波層、８
．ｅ・・・・・・膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
図は本発明能の実施例の光出力装置の断面図、第３図は
従来の光出力装置の構成を示す斜視図である。 １・・・・・・化合物半導体基板、２・・・・・・ｎ型
クラフト層、３・・・・・・レーザ活性層、４，６・・
・・・・クラッド層、６・・・・・・非線形導波層、８
．ｅ・・・・・・膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
Claims (5)
- （１）同一基体上にダブルヘテロ接合構造を有する半導
体レーザの活性領域に近接して、非線型光学媒体よりな
る光導波路を有する２次高調波発生装置を構成し、前記
レーザと接しない導波路端部には、１次波を反射し２次
波を透過する膜を構成し、前記導波路と接しないレーザ
端部には１次波、２次波ともに反射する膜を形成するこ
とを特徴とする光出力装置。 - （２）レーザのクラッド部および非線型光学媒体よりな
る光導波路のクラッド部を、１次レーザ波に相当するバ
ンドギャップよりも大きいバンドギャップの半導体にて
構成してなる特許請求の範囲第１項記載の光出力装置。 - （３）レーザのクラッド部を間接遷移型半導体にて構成
してなる特許請求の範囲第１項記載の光出力装置。 - （４）III−Ｖ族化合物半導体からなる基体上に、III−
Ｖ族化合物半導体より構成されるレーザ部とII−IV族化
合物半導体の非線型光学媒体よりなる光導波路を形成し
た特許請求の範囲第１項記載の光出力装置。 - （５）レーザ部の活性領域を量子井戸構造としてなる特
許請求の範囲第１項記載の光出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228008A JPS6286881A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 光出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228008A JPS6286881A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 光出力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286881A true JPS6286881A (ja) | 1987-04-21 |
Family
ID=16869730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60228008A Pending JPS6286881A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 光出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6286881A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS63269133A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピツクアツプ用光源 |
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| JPH01172936A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光波長変換素子の製造方法 |
| JPH01175286A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-11 | Canon Inc | 半導体レーザ素子 |
| JPH01287628A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 第２高調波光発生装置 |
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| US5179566A (en) * | 1988-09-01 | 1993-01-12 | Seiko Epson Corporation | Light-generating device and method of fabricating same |
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| US6496299B2 (en) | 1994-09-14 | 2002-12-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for stabilizing output of higher harmonic waves and short wavelength laser beam source using the same |
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| JP2012195395A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Fujitsu Ltd | ハイブリッド光デバイス |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60228008A patent/JPS6286881A/ja active Pending
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