JPH01149033A - 光波長変換素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光源用の光波長変換素子に関するもの
であり、利用分野としては光ディスク、レーザプリンタ
、ファクシミリなどのレーザ応用分野が考えられる。

従来の技術 従来、この皿の光波長変換素子は第３図に示すようなイ
コ成であった。第３図において、１１は厚み９．４１１
１のニオブ酸リチウムからなる第１の基板で、その上面
１１ａに幅１μｍ１厚み０．５μｍの先導波路１２が長
さ１ｃＩＩＬにわたってイオン交換法により形成され、
その下面１１ｂは鏡面研磨されて第２の基板１３の鏡面
研磨された上面１３ｍに密着されている。この第２の基
板１３もニオブ酸リチウムが用いられ、その上面１３８
に交差する両側端面も鏡面研磨され、厚みは２５鴫とさ
れている。基本波である波長０．８４μｍの半導体レー
ザ光１４を第１の基板１１の上面１１ａに交差する一側
端面の入射面１１ｃから光導波路１２に入射させると、
その基本波は先導波路１２の中を直進して通過する一方
、先導波路１２の中で位相整合が起こり、波長０．４２
μｍの第２高調波１５が所定の角度を有して鏡界面を感
することなく第２の基板１３に取り出されて直進し、第
２の基板１３の他側端面の出射面１３ｂから出射する。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、半導体レーザ光１４が光導
波路１２に入射するときに、第１の基板１１の入射面１
１ｃで基本波の半導体レーザ光１４の一部が反射し、も
どり光となって半導体レーザの従モードの変化をもたら
し、発振波長がゆらぐという問題があった。また、第２
高調波１５が第２の基板１３の出射面１３ｂから出射す
るときに、この出射面１３ｂで一部反射し、出射効率が
低下するという問題があった。

本発明はこのような問題点を解決するもので、安定した
発振波長が得られるとともに第２高調波の出射効率の良
い光波長変換素子を提供することを目的とするものであ
る。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため修こ本発明は、光導波路を一
方の面に形成した第１の基板の上記一方の面に交差する
入射面に基本波用の反射防止膜を設け、第２の基板の出
射面に第２高調波用の反射防止膜を設け、上記第１の基
板の先導波路が形成された上記一方の面に対向する他方
の面と、上記第２の基板の上記出射面と交差する面とを
重ね合せ、上記光導波路を伝搬する基本波と位相整合さ
れた第２の高調波を上記第２の基板中に取り出し、１肥
出射面から出射するように１成したものである。

作用 上記構成により、第１の基板の入射面から光導波路内へ
半導体レーザ光が入射すると、基本波と位相整合された
第２の高調波が第２の基板中に取り出され、その出射面
から出射され、この場合に、第１の基板の入射面には反
射防止膜が設けられている仁とで、反射光による半導体
レーザへのもどり光がなくなり、この半導体レーザの発
振波長が安定し、また、第２の基板の出射面にも反射防
止膜が設けられていることで、第２高調波の上記出射面
における反射による損失が少なくなり、第２高調波の出
射効率が増加する。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す光波長変換素子の断面
図である。第１図において、１は厚み０、禅のニオブ酸
リチウムからなる第１の基板である。この第１の基板１
の上面１ａと下面１＝ｂとをそれぞれ鏡面研磨し、上面
１ａにスパッタリングにより厚み３００１゛−度のＴａ
の薄膜を形成し、この薄膜上にフォトレジストを厚み５
０００λ程度に均一に塗布し、その後厚み２μｍのパタ
ーンを露光、現像し、その後ドライエツチングによるＴ
ａのパターンを形成し、この第１の基板１をビロリン酸
で２００℃、１４分間処理することにより、第１の基板
ｌに厚さ０．３μｍのプロトン交換層を形成し、光導波
路２に構成した。この第１の基板１における上面１ａに
交差する一側端面は半導体レーザ光３の入射面ＩＣとさ
れ、鏡面研磨の後にスパッタリングにより厚み１４００
Ａの５ｉＯ１ｉを形成し、基本波用の第１の反射防止膜
４に構成した。この＠１の基板ｌの下面１ｂには第２の
基板５の上面５ａがそれぞれ洗浄されて重ね合わせられ
、この重ね合わされた第２の基板５の上記第１の基板１
の入射面側とは反対側でかつ上面５ａに交差する他側端
面ば第２高調波６の出射面５ｂとされ、鏡面研磨の後に
スパッタリングにより厚み７００Ａの５ｉ０２膜を形成
し、第２高調波用の第２の反射防止膜７に構成した。こ
のようにして得られた光波長変換素子は基本波長α８４
μｍ用に使用される。

上記構成において、基本波である波長α８４μｍの半導
体レーザ光３を第１の反射防止膜４を通して第１の基板
ｌの入射面１ｃから光導波路２へ入射すると、半導体レ
ーザ光３０基本波が先導波路２を通過する一方、位相整
合が起こり、第２高調波６が入射光に対して傾斜角度θ
＝１６°で第２の基板５の中に取り出され、その出射面
５ｂより第２の反射防止膜７を通して出射される。この
とき、第１の反射防止膜４により入射面ｌＣにおける半
導体レーザへのもどり光はなくなり、発振波長のゆらぎ
はなくなる。また、第２の反射防止膜７により出射面５
ｂにおける反射による損失が少なくなり、第２高調波６
の出射効率が従来より増加し、たとえば、半導体レーザ
光３の、バク・、−力ｉ：ｓ＋ｏｍｗのとき、４３ｍＷ
の第２高調波６が得られる。

なお、上記実施例において第１の基板１としてニオブ酸
リチウムを用いたが、タンタル酸リチウムを用いてもよ
い。また、上記実施例において反射防止膜４．７である
Ｓｉｎ、膜をスパッタリングを用いて形成しているが、
真空蒸着を用いて形成してもよい。また、上記実施例に
おいて光導波路形成時のプロトン交換処理に際しビロリ
ン酸を用いているが、安息香酸を用いてもよい。

第２図に５ｉ０２膜厚と反射率の関係を示す。反射率と
膜厚には ＾ ただし、 ｎｌ：５ｉ０１の屈折率 ｎｘ：ＬｉＮｂｏｓの屈折率 λ：入射波の波長 ｄ　：膜厚 の関係がある。第２図Ｇこ示されているように膜厚０＾
すなわち、反射防止膜を施こしていない場合が反射率最
大となり、膜厚７００Ａで反射率が極小となっている。

この点が従来例と大きく異なる点で、７００Ａの反射防
止膜を第２の基板５の出射面５ｂに設けることにより上
記出射面５ｂより出射される第２高調波６の出射効率が
３０９６程度とがる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、先導波路を一方の面に形
成した第１の基板の上記一方の面に交差する入射面に基
本波用の反射防止膜を設け、第２の基板の出射面に第２
高調波用の反射防止膜を設け、上記第１の基板の先導波
路が形成された上記一方の面と対向する他方の面と、上
記第２の基板の上記出射面と交差する面を重ね合わせ、
上記光導波路を伝搬する基本波と位相整合された第２高
調波を上記第２の基板中に取り出し、上記出射面から出
射するように構成したことによって、上記第２の基板の
出射面から第２高調波の出射効率が大福に増加すると同
時に、半導体レーザへのもどり光もなくなり、発振波長
のゆらぎもな（なるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光波長変換素子を示す
断面図、第２図は入射波長０．４２μｍのときのＳｉＯ
□の膜厚と反射率の関係図、第３図は従来の光波長変換
素子を示す断面図である。 ｌ・・・第１の基板、１ａ・・・第１の基板の上面、ｌ
ｂ・・・第１の基板の下面、１ｃ・・・第１の基板の入
射面、２・・・先導波路、３・・・半導体レーザ光、４
・・・第１の反射防止膜、５・・・第２の基板、５ａ・
・・第２の基板の上面、５ｂ・・・第２の基板の出射面
、６・・・第２高調波、７・・・第２の反射防止膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光導波路を一方の面に形成した第１の基板の上記の
   一方の面に交差する入射面に基本波用の反射防止膜を設
   け、第２の基板の出射面に第２高調波用の反射防止膜を
   設け、上記第１の基板の光導波路を形成した上記一方の
   面に対向する他方の面と、上記第２の基板の上記出射面
   と交差する面とを重ね合わせ、上記光導波路を伝搬する
   基本波と位相整合された第２高調波を上記第２の基板中
   に取り出し、上記出射面から出射するように構成した光
   波長変換素子。 ２、反射防止膜がＳｉＯ＿２である特許請求の範囲第１
   項記載の光波長変換素子。 ３、第２高調波用の反射防止膜の膜厚が基本波用の反射
   防止膜の膜厚の１／２である特許請求の範囲第１項記載
   の光波長変換素子。 ４、第１の基板としてＬｉＮｂ＿１＿−＿ｘＴａｘＯ＿
   ３（０≦ｘ≦１）を用いた特許請求の範囲第１項記載の
   光波長変換素子。 ５、光導波路がプロトン交換法によつて形成された特許
   請求の範囲第１項記載の光波長変換素子。