(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化膜を有する基板と、
平板状の形状を成し、上記酸化膜よりも高い屈折率を有し、厚さ方向に対して垂直な面のうちの一方の面が上記基板の酸化膜を有する面と直接接合されたレーザ媒質と
を備え、
上記レーザ媒質を導波路のコアとして使用し、上記酸化膜を導波路のクラッドとして使用し、
上記基板はＳｉ基板から構成され、上記酸化膜としてＳｉＯ２酸化膜を有し、
上記レーザ媒質は、前記ＳｉＯ２酸化膜を構成するＳｉＯ２より屈折率の高い固体レーザ材料から構成される
ことを特徴とする平面導波路型レーザ装置。
【請求項２】
上記レーザ媒質は、一方の端面から励起光が入射され、当該一方の端面に対向する他方の端面からレーザ光を出力し、上記励起光が入射される上記一方の端面に全反射鏡が設けられ、上記レーザ光を出力する上記他方の端面に部分反射鏡が設けられているものであって、
上記レーザ媒質の屈折率をｎ１、上記酸化膜の屈折率をｎ２、外部の屈折率をｎ０としたとき、上記屈折率ｎ０、ｎ１およびｎ２は、
ｎ１ｓｉｎ（９０°−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））＜ｎ２＜ｎ１
の関係を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載の平面導波路型レーザ装置。
【請求項３】
上記レーザ媒質よりも低い屈折率を有し、上記レーザ媒質の上記一方の面に対向した他方の面に設けられたクラッド層
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の平面導波路型レーザ装置。
【請求項４】
上記レーザ媒質は、一方の端面から励起光が入射され、当該一方の端面に対向する他方の端面からレーザ光を出力し、上記励起光が入射される上記一方の端面に全反射鏡が設けられ、上記レーザ光を出力する上記他方の端面に部分反射鏡が設けられているものであって、
上記レーザ媒質の屈折率をｎ１、上記クラッド層の屈折率をｎ３、外部の屈折率をｎ０としたとき、上記屈折率ｎ０、ｎ１およびｎ３は、
ｎ１ｓｉｎ（９０°−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））＜ｎ３＜ｎ１
の関係を満たす、
ことを特徴とする請求項３に記載の平面導波路型レーザ装置。
【請求項５】
上記レーザ媒質よりも低い屈折率を有し、上記レーザ媒質の上記一方の面に対向した他方の面に設けられたクラッド層
をさらに備え、
上記レーザ媒質の屈折率をｎ１、上記クラッド層の屈折率をｎ３、外部の屈折率をｎ０としたとき、上記屈折率ｎ０、ｎ１およびｎ３は、
ｎ１ｓｉｎ（９０°−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））＜ｎ３＜ｎ１
の関係を満たす、
ことを特徴とする請求項２に記載の平面導波路型レーザ装置。
【請求項６】
上記クラッド層の上記レーザ媒質に接合されている面に対向した他方の面に設けられた、レーザ光を吸収するための吸収層
をさらに備えたことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の平面導波路型レーザ装置。
【請求項７】
上記吸収層は、クロム、チタン、Ｃｒ４＋：ＹＡＧのいずれかで構成されていることを特徴とする請求項６に記載の平面導波路型レーザ装置。
【請求項８】
基板の表面のうち一方の面を研磨するステップと、
上記基板の研磨した面に酸化処理を施して酸化膜を形成するステップと、
上記酸化膜よりも高い屈折率を有する平板状のレーザ媒質の表面のうち一方の面を研磨するステップと、
上記レーザ媒質の研磨した面と上記基板の酸化膜を有する面とを、拡散接合または表面活性化接合により、直接接合するステップと
を備え、
上記基板はＳｉ基板から構成され、
上記酸化膜はＳｉＯ２酸化膜から構成され、
上記レーザ媒質は、前記ＳｉＯ２酸化膜を構成するＳｉＯ２より屈折率の高い固体レーザ材料から構成される
ことを特徴とする平面導波路型レーザ装置の製造方法。
【請求項９】
上記レーザ媒質、上記基板、および、上記酸化膜からなる積層体を、積層方向に垂直な方向に切断するステップをさらに備え、
上記積層体作成後に当該切断を行うことにより、複数個の平面導波路型レーザ装置を同時に作成する
こと特徴とする請求項８に記載の平面導波路型レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は平面導波路型レーザ装置およびその製造方法に関し、特に、プリンタやプロジェクションテレビなどの光源に好適な平面導波路構造を有する平面導波路型レーザ装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面導波路型レーザはレーザ光の進行方向に伸長した薄い平板状のレーザ媒質の上下両面をレーザ媒質より屈折率の低いクラッドで挟み込んだ構造を有し、レーザ媒質を導波路としても機能させる構造を有する。
【０００３】
従来の平面導波路型レーザの構造を図６に示す。レーザ媒質１０１の上下面にレーザ媒質より屈折率の低い物質であるクラッド１０２ａ，１０２ｂを有する。レーザ媒質１０１とクラッド１０２ａ，１０２ｂとからなる導波路を製造する上で剛性を高め、取り扱いを容易にするために、基板１０３が接着剤１０４によってクラッド１０２ａと接合されている。ここで従来の平面型導波路レーザの製造方法の手順の一例を説明する。まず平板状をなしたレーザ媒質１０１の最も面積の広い面の一方を研磨し、その研磨面にレーザ媒質１０１より屈折率の低い材料からなるクラッド１０２ａを接合する。この接合には主にスパッタや蒸着法、拡散接合などが用いられる。ついで、レーザ媒質１０１のクラッド１０２ａを形成した面と基板１０３とを接着剤１０４を用いて接合する。その後、レーザ媒質１０１が所望の厚さになるよう、レーザ媒質１０１の基板１０３で保持されていないほうの面を研磨し、その研磨面にクラッド１０２ｂを接合する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１６７０３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のような製造方法で作られるため、従来の平面導波路型レーザの構造では、クラッド１０２ａと基板１０３との間に接着剤１０４が存在し、レーザ光の照射や温度上昇により、その接着剤１０４が劣化し、平面導波路型レーザとしての信頼性を低下させるという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、接着剤を用いずに導波路を構成できる構造の平面導波路型レーザおよびその製造方法を得ることを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、表面に酸化膜を有する基板と、平板状の形状を成し、上記酸化膜よりも高い屈折率を有し、厚さ方向に対して垂直な面のうちの一方の面が上記基板の酸化膜を有する面と直接接合されたレーザ媒質とを備え、上記レーザ媒質を導波路のコアとして使用し、上記酸化膜を導波路のクラッドとして使用し、上記基板はＳｉ基板から構成され、上記酸化膜としてＳｉＯ２酸化膜を有し、上記レーザ媒質は、前記ＳｉＯ２酸化膜を構成するＳｉＯ２より屈折率の高い固体レーザ材料から構成されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、表面に酸化膜を有する基板と、平板状の形状を成し、上記酸化膜よりも高い屈折率を有し、厚さ方向に対して垂直な面のうちの一方の面が上記基板の酸化膜を有する面と直接接合されたレーザ媒質とを備え、上記レーザ媒質を導波路のコアとして使用し、上記酸化膜を導波路のクラッドとして使用し、上記基板はＳｉ基板から構成され、上記酸化膜としてＳｉＯ２酸化膜を有し、上記レーザ媒質は、前記ＳｉＯ２酸化膜を構成するＳｉＯ２より屈折率の高い固体レーザ材料から構成されることを特徴とする平面導波路型レーザ装置であるので、レーザ光の照射や温度上昇により劣化してしまう接着剤を用いずに導波路を構成でき、高信頼性化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置の構成図である。
【図２−１】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す図である。（その１）
【図２−２】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す図である。（その２）
【図２−３】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す図である。（その３）
【図２−４】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す図である。（その４）
【図２−５】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す図である。（その５）
【図２−６】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す図である。（その６）
【図２−７】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す図である。（その７）
【図３】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置における、周回モードの一例の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１にかかわる平面導波路型レーザ装置におけるレーザ光の光路の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２にかかわる平面導波路型レーザ装置の構成図である。
【図６】従来の平面導波路型レーザ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１に、本発明の実施の形態１に係わる平面導波路型レーザ装置の構成図を示す。本実施の形態１に係わる平面導波路型レーザ装置は、平板状の外形形状をなしたレーザ媒質１の主面の一方と、ＳｉＯ２酸化膜２ａを有するＳｉ基板２のＳｉＯ２酸化膜２ａが設けられている面とが接合されている。さらに、レーザ媒質１のＳｉ基板２と接合された主面に対向した反対側の面にはクラッド層３が形成されている。レーザ媒質１、Ｓｉ基板２、ＳｉＯ２酸化膜２ａ、および、クラッド層３は、このように、レーザ発振方向を表す光軸４に垂直な断面の厚さ方向に積層されて、平面導波路構造を構成する。なお、ここで、レーザ媒質１の主面とは、レーザ媒質１の厚さ方向に対して垂直な面のことである。従って、以下の説明において、レーザ媒質１の主面と記載した場合は、レーザ媒質１の上面と下面の、互いに対向する１対の面の、両方または片方を意味する。また、Ｓｉ基板２の主面と記載した場合も、同様の意味となる。
【００１１】
レーザ媒質１の外形形状は典型的に導波路厚さ方向に数〜数十μｍ（厚さ）、光軸４方向に数百μｍ〜数ｍｍ（長さ）、導波路厚さ方向および光軸４方向に垂直な方向に数百μｍ〜数ｍｍ（幅）の直方体である。従って、通常、レーザ媒質１の主面は、最も面積の大きい面となる。
【００１２】
レーザ媒質１としては、ＳｉＯ２酸化膜２ａを構成するＳｉＯ２より屈折率の高い固体レーザ材料を用いる。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：Ｇｌａｓｓ、Ｎｄ：ＹＶＯ４、Ｎｄ：ＧｄＶＯ４、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＹＬＦ、Ｙｂ：ＫＧＷ、Ｅｒ：Ｇｌａｓｓ、Ｅｒ：ＹＡＧ、Ｔｍ：ＹＡＧ、Ｔｍ：ＹＬＦ、Ｈｏ：ＹＡＧ、Ｈｏ：ＹＬＦ、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅなどを用いる。
【００１３】
Ｓｉ基板２は、レーザ媒質１と接合される面を酸化処理することにより、レーザ媒質１と接合される面の表面にＳｉＯ２酸化膜２ａが形成されている。ＳｉＯ２酸化膜２ａは、レーザ媒質１より屈折率が小さく、クラッドとしての役目を果たすものであるが、酸化処理することによりＳｉ基板２の表面に形成されるものであるため、従来のように接着剤を用いて接続されるものではないため、製造工程も容易で、かつ、劣化の問題もない。
【００１４】
クラッド層３は、レーザ媒質１より屈折率の小さい材料を用いる。クラッド層３は、レーザ媒質１のＳｉ基板２によって支持されている主面に対向するもう一方の主面に設けられている。クラッド層３も、接着剤を用いて接続されるものではなく、レーザ媒質１に直接接合されるか、あるいは、レーザ媒質１上に成膜されるものであるため、製造工程も容易で、かつ、劣化の問題もない。なお、直接接合または成膜の方法については後述する。
【００１５】
平板状をなしたレーザ媒質１の上下の主面から、レーザ媒質１を、レーザ媒質１より低い屈折率を持つＳｉＯ２酸化膜２ａおよびクラッド層３で挟み込む構造をとることにより、ＳｉＯ２酸化膜２ａおよびクラッド層３がクラッドとなり、レーザ媒質１内の光は、レーザ媒質１とＳｉＯ２酸化膜２ａとの界面、および、レーザ媒質１とクラッド層３との界面で、全反射条件を満たす成分がレーザ媒質１内に閉じ込められて、導波モードとして伝搬する。なお、クラッド層３は無くてもよい。その場合は空気がクラッドの役割を担い、レーザ媒質１内に光を閉じ込める。
【００１６】
次に、このような構成を有する平面導波路型レーザ装置の製造方法について説明する。図２−１〜２−７は本実施の形態１に係る平面導波路型レーザ装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す図である。
【００１７】
まず、Ｓｉ基板２のレーザ媒質１と接合する面を研磨する（図２−１）。
【００１８】
ついで、Ｓｉ基板２の研磨した面に酸化処理を施し、Ｓｉ基板２の表面にＳｉＯ２酸化膜２ａを形成する（図２−２）。
【００１９】
ついで、ＳｉＯ２より高い屈折率を有するレーザ媒質１を平板上となるように切断し、面積の最も広い面（主面）のうちの一方の面を研磨する（図２−３）。
【００２０】
ついで、レーザ媒質１の研磨した面とＳｉ基板２のＳｉＯ２酸化膜２ａを有する面とを接合する（図２−４）。ここで接合の方法として、例えば拡散接合や表面活性化接合（接合する２つの物質の両方の接合面にプラズマまたはイオンビームなどを照射して接合面表面を活性化した後に、接合面同士を貼り合わせ接合する接合方法）などを用いる。
【００２１】
その後、レーザ媒質１のＳｉ基板２で保持されていない方の面を、レーザ媒質１が所定の厚さとなるように、研磨する（図２−５）。
【００２２】
そして、研磨したレーザ媒質１の面にレーザ媒質より低い屈折率を有するクラッド層３を接合する（図２−６）。このクラッド層３は、オプティカルコンタクトや拡散接合などの方法でレーザ媒質１に直接接合しても良いし、クラッド層３の薄膜をスパッタ法や蒸着法、ＣＶＤ（Chemical Vacuum Deposition）法などを用いて成膜しても良い。
【００２３】
その後、レーザ媒質１、Ｓｉ基板２、ＳｉＯ２酸化膜２ａ、クラッド層３からなる積層体を基板面に垂直の方向から切断し、これにより、所望の大きさの平面導波路型レーザ装置が製造される（図２−７）。このように、積層体を作成した後に、所望の大きさに切断することにより、一度に、多数個の平面導波路型レーザ装置を製造することができる。しかしながら、必ずしもそのようにする必要はなく、所望の大きさに初めから切断してあるＳｉ基板２やレーザ媒質１を用いて１つずつ平面導波路型レーザ装置を構成するようにしてもよい。
【００２４】
ここで、このような構成を有する平面導波路型レーザの動作について説明する。まず、図１の光軸４の方向に沿って、励起光をレーザ媒質１へ入射する。レーザ媒質１は入射してきた励起光を吸収して利得を発生する。光軸４に沿って進行する自然放出光を種として、誘導放出によってレーザ光が発生する。ここで、コアとなるレーザ媒質１の屈折率が、クラッドとなるＳｉＯ２酸化膜２ａおよびクラッド層３（クラッド層３がない場合は空気）の屈折率より大きいため、コア（レーザ媒質１）とクラッド（ＳｉＯ２酸化膜２ａ、クラッド層３）との界面で全反射条件を満たす成分がコア内に閉じ込められて、導波モードとして伝搬する。レーザ媒質１の光軸４に垂直な面のうちの一方に全反射鏡（励起光側）を設置し、もう一方の面に部分反射鏡を設置すると、全反射鏡と部分反射鏡の間でレーザ発振し、部分反射鏡からレーザ光の一部が出力される。また、この全反射鏡および部分反射鏡はレーザ媒質１の光軸４に垂直な面に、誘電体膜または金属膜を直接成膜することによって実現しても良い。
【００２５】
このとき、コア（レーザ媒質１）とクラッド（ＳｉＯ２酸化膜２ａ、クラッド層３）との界面で全反射を繰返し伝搬する光のうち、レーザ媒質１の光軸４に垂直な面に、レーザ媒質１と外部（空気など）との界面での全反射条件を満たして入射する光はレーザ媒質１内に閉じ込められて周回する。このようなレーザ媒質１内を周回する光が存在すると、当該レーザ媒質１内を周回する光がレーザ媒質１内の利得を奪い増幅されるため、所望のレーザ光の出力が低下する。
【００２６】
従って、本実施の形態では、このように、レーザ媒質１内を周回する光を抑制する方法について説明する。図３に、この周回モードの一例の模式図を示す。レーザ媒質１とＳｉＯ２酸化膜２ａとの界面での入射角をθ１、レーザ媒質１とＳｉＯ２酸化膜２ａとの界面で反射した光の、レーザ媒質１と外部（空気など）との界面への入射角をθ２とする。また、周回モードの光路をＬ０とする。周回モードＬ０を抑制するためにはθ２がレーザ媒質１と外部との界面での臨界角以下であれば全反射は起こらない。θ２が最大となるのはθ１がレーザ媒質１とＳｉＯ２酸化膜２ａとの界面での臨界角となるときである。ここで、レーザ媒質１の外部の屈折率をｎ０、レーザ媒質１の屈折率をｎ１、ＳｉＯ２酸化膜２ａの屈折率をｎ２とする。ただしｎ１＞ｎ２，ｎ１＞ｎ０である。レーザ媒質１とＳｉＯ２酸化膜２ａとの界面での臨界角をθ１ｃ（＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１））、レーザ媒質１と外部との界面での臨界角をθ２ｃ（＝ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））とすると、周回モードを抑制するためには、９０°−θ１ｃ＜θ２ｃであればよい。すなわち屈折率がｎ１ｓｉｎ（９０°−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））＜ｎ２の関係を満たせばよい。ただしｎ２＜ｎ１であるため、周回モードを抑制する屈折率の関係はｎ１ｓｉｎ（９０°−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））＜ｎ２＜ｎ１となる。
【００２７】
クラッドとしてのＳｉＯ２酸化膜２ａにＳｉＯ２を用い、レーザ媒質外部を空気とした場合、ｎ２＝１．４５、ｎ０＝１となるので、コアであるレーザ媒質１の屈折率は１．４５〜１．７６にすれば周回モードは抑制できる。
【００２８】
また、上記の周回モードの抑制条件を、ＳｉＯ２酸化膜２ａまたはクラッド層３のどちらかが満たせば周回モードは抑制できる。すなわち、クラッド層３の屈折率をｎ３とした場合、この屈折率ｎ３がｎ１ｓｉｎ（９０°−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））＜ｎ３＜ｎ１の関係を満たせば周回モードは抑制される。従って、例えば、クラッドとしてのＳｉＯ２酸化膜２ａにＳｉＯ２を用いた場合に、コアであるレーザ媒質１に屈折率が上記１．４５〜１．７６以外の材料を用いても、クラッド層３に上記の周回モードを抑制する条件を満たす屈折率を持つ材料を選定すれば、周回モードを抑制することができる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態１によれば、レーザ媒質１、ＳｉＯ２酸化膜２、クラッド層３、Ｓｉ基板２がすべて直接接合される構成となり、接着剤などのレーザ光によって劣化する部材を使わずに平面導波路型レーザ装置を構成できるため、信頼性を低下させることなく、レーザ装置としての高信頼性化が可能となる。また、クラッド作成のための数工程が削減されるため、低コスト化が可能となる。さらに、基板をＳｉから構成し、Ｓｉの酸化によりクラッド膜（ＳｉＯ２酸化膜２）を生成するため、損失の少ないクラッド膜を作成することができる。また、高温時や光の照射時に劣化しやすい接着剤を用いない構成にしたので、平面導波路型レーザの製造プロセスに、（接着剤が劣化するような）高温や光照射のプロセスを用いることも可能となり、製造プロセスの選択肢が広がり、製造プロセス選択の自由度が向上する。さらに、レーザ媒質１、ＳｉＯ２酸化膜２、クラッド層３、Ｓｉ基板２を積層して積層体を構成した後に、積層方向に垂直な方向に切断して、同時に複数個の平面導波路型レーザ装置を製造するようにしたので、一度に多数個の製造も可能となり、効率よく製造でき、製造コストも低く抑えることができる。また、レーザ媒質１の外部の屈折率をｎ０、レーザ媒質１の屈折率をｎ１、ＳｉＯ２酸化膜２ａの屈折率をｎ２、クラッド層３の屈折率をｎ３としたときに、それらの屈折率が、ｎ１ｓｉｎ（９０°−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））＜ｎ２＜ｎ１またはｎ１ｓｉｎ（９０°−ｓｉｎ−１（ｎ０／ｎ１））＜ｎ３＜ｎ１の関係を満たすレーザ媒質１またはクラッド層３を用いることにより、レーザ媒質１内の周回モードを抑制でき、効率よく所望のレーザ光を増幅させることができる。
【００３０】
実施の形態２．
図４は、実施の形態１の平面導波路型レーザ装置におけるレーザ光の光路の一例を示す図である。実施の形態１で、ＳｉＯ２酸化膜２ａより屈折率の大きい材料をクラッド層３として用いる場合、レーザ媒質１とＳｉＯ２酸化膜２ａとの界面での臨界角より、レーザ媒質１とクラッド膜３との界面での臨界角が大きくなる。そのためレーザ媒質１とＳｉＯ２酸化膜２ａとの界面で全反射した光のうち、クラッド層３へ漏れ出したレーザ光がクラッド層３外部との境界において反射し、再度レーザ媒質１に入射して増幅され、レーザ媒質内の利得を消費してしまう現象が生じる。このような場合として、クラッド層３の外部の境界で反射したレーザ光がそのまま出力端面から外部に出力されるクラッド外部伝搬光Ｌ２と、クラッド層３の外部の境界で反射したレーザ光がさらにレーザ媒質１の出力端面でも全反射し、レーザ媒質１とクラッド層３内に閉じ込められる周回モードＬ３がある。本実施の形態２では、上記Ｌ２、Ｌ３のように、所望のレーザ光の光路とは異なる光路をとり、レーザ媒質１内の利得を消費してしまう光を抑制するための平面導波路型レーザ装置について説明する。
【００３１】
図５は、本実施の形態２にかかる平面導波路型レーザ装置の構成を模式的に示す図である。レーザ媒質１、Ｓｉ基板２、ＳｉＯ２酸化膜２ａ、クラッド層３は実施の形態１と同様の構成であり、平板状をなしたレーザ媒質１の厚さ方向に垂直な面とＳｉＯ２酸化膜２ａを有するＳｉ基板２のＳｉＯ２酸化膜２ａを有する面とが接合されている。また、レーザ媒質１のＳｉ基板と接合された反対側の面にはクラッド層３が形成されている。なお、レーザ媒質１とＳｉＯ２酸化膜２ａまたはクラッド層３との屈折率の関係が、実施の形態１で示したレーザ媒質内部での周回モードを抑制する条件を満たすような材料をレーザ媒質１、クラッド層３として選定する。本実施の形態２では、クラッド層３の外部と接触している面、すなわち、クラッド層３のレーザ媒質１と接触している面と反対側の面に、レーザ光を吸収する吸収層５を有する。吸収層５はレーザ光を吸収できる材料であれば良く、クロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）などを用いることができる。
【００３２】
ここで、このような構成を有する平面導波路型レーザ装置の動作について説明する。吸収層５を設けない場合は、図４で示したように、導波路モードＬ１として発振するレーザ光のほかに、クラッド外部伝搬光Ｌ２および周回モードＬ３が存在する。導波モードＬ１以外（すなわち、Ｌ２，Ｌ３）は、クラッド層３と外部との境界において全反射する。ここで、クラッド層３の外部に吸収層５を設けることにより、界面で反射する光を吸収させることによって、クラッド外部伝搬光Ｌ２および周回モードＬ３を抑制する。
【００３３】
このような吸収層５を有する平面導波路型レーザ装置の製造方法は、実施の形態１の図２−１〜２−６と同様にしてクラッド層３まで形成した後に、スパッタ法や蒸着法などによってクロムやチタンなどからなる吸収層５を、クラッド層３のレーザ媒質１と接合している面と反対側の面に成膜することによって形成することができる。その後、図２−７と同様に、レーザ媒質１、Ｓｉ基板２、ＳｉＯ２酸化膜２ａ、クラッド層３、吸収層５からなる積層体を基板面に垂直の方向から切断し、所望の大きさの平面導波路型レーザ装置が製造される。
【００３４】
なお、クロムやチタンの金属膜は吸収率の波長依存性が小さいため、広い波長帯域のレーザ光を吸収することができる。例えばレーザ媒質１としてＮｄ：ＹＶＯ４を用いて９１４ｎｍのレーザ光を増幅する場合、Ｎｄ：ＹＶＯ４が利得を持つ９１４ｎｍ、１０６４ｎｍ、１３４２ｎｍのクラッド外部伝搬光Ｌ２および周回モードＬ３を抑制することができる。
【００３５】
また、吸収層５としてレーザ媒質１が最も大きな利得を持つ波長を選択的に吸収する材料を用いてもよい。例えばレーザ媒質１としてＮｄ：ＹＶＯ４を用いて９１４ｎｍのレーザ光を増幅する場合、Ｎｄ：ＹＶＯ４は１０６４ｎｍに大きな利得を持つため、１０６４ｎｍ付近の光に対して高い吸収率を持つ材料を、吸収層５として用いてもよい。このような材料として例えばＣｒ４＋：ＹＡＧなどがある。このようにＣｒ４＋：ＹＡＧを吸収層５として使えば、１０６４ｎｍ付近の光を選択的に吸収して、１０６４ｎｍのクラッド外部伝搬光Ｌ２および周回モードＬ３を抑制することができる。
【００３６】
上述した説明ではクラッド層３の外部に吸収層５を設ける方法を説明したが、上記のクラッド外部伝搬光Ｌ２および周回モードＬ３を抑制することができればどのようなものであっても良い。例えば吸収層５の代わりにクラッド層３の外部の面を荒らし面としても良い。この場合、クラッド層３の外部の境界で反射する光を荒らし面によって散乱させ、クラッド外部伝搬光Ｌ２および周回モードＬ３の成分に損失を与えることができる。またクラッド層３の荒らし面に吸収層５を付着させてもよい。この構成にすれば、荒らし面による散乱と、吸収層５による吸収によってクラッド外部伝搬光Ｌ２および周回モードＬ３を抑制し、効率よく所望のレーザ光を増幅させることができる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態２によれば、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態２においては、クラッド層３外部に吸収層５を設けることによって、クラッド外部伝搬光Ｌ２および周回モードＬ３を抑制することができ、より効率よく所望のレーザ光を増幅させることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  レーザ媒質、２  Ｓｉ基板、２ａ  ＳｉＯ２酸化膜、３  クラッド層、４  光軸、５  吸収層、１０１  レーザ媒質、１０２ａ，１０２ｂ  クラッド、１０３  基板、１０４  接着剤。
【図１】
0005868003.tif 000002
【図２−１】
0005868003.tif 000003
【図２−２】
0005868003.tif 000004
【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図２−７】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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