(57)【要約】  レーザ光源（１００）は、基本波を出射するレーザ素子（１０２）と、レーザ素子（１０２）から出射された基本波を波長変換し、変換波を出射する波長変換素子（１０４）と、波長変換素子（１０４）の出射光を導波する光導波路（１０３）と、を備える。光導波路（１０３）は、導波する光の進行方向を変える方向変更部（１１３）を有し、この方向変更部（１１３）は、変換波のみ通過させ、基本波は通過させないフィルタ機能を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波を出射するレーザ素子と、
前記レーザ素子から出射された基本波を波長変換し、変換波を出射する波長変換素子と、
前記波長変換素子の出射光を導波する導波路と、を備え、
前記導波路は、導波する光の進行方向を変える方向変更部を有し、
前記方向変更部は、前記変換波のみ通過させ、前記基本波は通過させないフィルタ機能を有する
ことを特徴とするレーザ光源。
【請求項２】
前記方向変更部は、
前記導波路の一部を、前記基本波と前記変換波の波長に応じて所定の曲率で曲げた曲がり部からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項３】
前記方向変更部は、
前記導波路を互いにほぼ９０度の角度を有して設けた一対の直線部と、
前記一対の直線部が接合する箇所に前記変換波の波長に応じて所定角度を有して設けたミラーと、によりなる
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項４】
前記レーザ素子および前記波長変換素子を複数備え、
前記導波路には、複数の前記波長変換素子の出射光を光結合させる方向性結合器を備えた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のレーザ光源。
【請求項５】
前記導波路は、基板上に形成され、
前記導波路の前記方向変更部は、前記基板上に複数箇所設けられた
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレーザ光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にレーザ素子と、光導波路と、波長変換素子が搭載されたレーザ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板等の基板に光導波路を形成し、また、基板上にレーザ素子と光学素子を配置して所定波長のレーザ光を出力するレーザ光源がある（下記特許文献１参照。）。光学素子としては、光導波路に分極反転により波長変換する波長変換素子が用いられる。レーザ素子は、たとえば、ＩＲ（赤外域）の基本波（１０６０ｎｍ帯）を出射し、波長変換素子により、２次高調波（５３０ｎｍ帯）の緑色レーザ光を出射する。この緑色と、他の赤色、青色のレーザ光を用いてＲＧＢの出射光を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５９９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したレーザ光源では、波長変換素子の出力光に基本波の成分が含まれるため、フィルタを用いて基本波を除去する必要があった。このため、特別なフィルタを搭載しなければならず、部品コストが高くなるとともに、レーザ光源全体を小型化することができなかった。【０００５】
本発明は、上述の従来技術による問題点を解消するため、付加的なフィルタ素子を付け加えることなく不要な基本波を低コストに除去でき、小型化できるレーザ光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるレーザ光源は、基本波を出射するレーザ素子と、前記レーザ素子から出射された基本波を波長変換し、変換波を出射する波長変換素子と、前記波長変換素子の出射光を導波する導波路と、を備え、前記導波路は、導波する光の進行方向を変える方向変更部を有し、前記方向変更部は、前記変換波のみ効率良く通過させ、前記基本波は減衰させるフィルタ機能を有することを特徴とする。【０００７】
上記の構成により、波長変換後の導波路に方向変更部を設けることにより、レーザ素子が出射する不要な基本波を付加的な高性能なフィルタ素子を付け加えることなく低コストに除去でき、小型化できる。【０００８】
また、前記方向変更部は、前記導波路の一部を、前記基本波と前記変換波の波長に応じて所定の曲率で曲げた曲がり部からなることを特徴とする。【０００９】
上記の構成により、導波路に曲がり部を設けるだけの簡単な構成で基本波を実用レベルまで除去することができる。【００１０】
また、前記方向変更部は、前記導波路を互いにほぼ９０度の角度を有して設けた一対の直線部と、前記一対の直線部が接合する箇所に前記変換波の波長に応じて所定角度を有して設けたミラーと、によりなることを特徴とする。【００１１】
上記の構成により、導波路にミラーを設けるだけの簡単な構成で基本波を実用レベルまで除去することができる。【００１２】
また、前記レーザ素子および前記波長変換素子を複数備え、前記導波路には、複数の前記波長変換素子の出射光を光結合させる方向性結合器を備えたことを特徴とする。【００１３】
上記の構成により、波長変換素子により基本波を複数の波長に変換し、導波路に設けた方向性結合器によって光結合させて出力するレーザ光源を得ることができる。【００１４】
前記導波路は、基板上に形成され、前記導波路の前記方向変更部は、前記基板上に複数箇所設けられたことを特徴とする。【００１５】
上記の構成により、基板上に方向変更部を有する導波路を形成することにより、簡単に製造でき、レーザ素子が出射する不要な基本波を付加的な高性能なフィルタ素子を付け加えることなく低コストに除去できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、レーザ素子が出射する不要な基本波を付加的なフィルタ素子を付け加えなくても低コストに除去でき、小型化できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１にかかるレーザ光源の構成を示す平面図である。
【図２】方向変更部として波長依存性を有するミラーを用いた構成例を示す図である。
【図３】ミラーの波長と反射率との関係を示す図である。
【図４】波長とミラー角度との関係の一例を示す図である。
【図５】実施の形態２にかかるレーザ光源の構成を示す平面図である。
【図６】実施の形態３にかかるレーザ光源の構成を示す平面図である。
【図７】実施の形態４にかかるレーザ光源の構成を示す平面図である。
【図８】導波路の構造を示す断面図である。
【図９】導波路のベンド部の平面図である。
【図１０】導波路のベンド部をサブセクションに分割する場合の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるレーザ光源の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
（レーザ光源の構成）
図１は、実施の形態１にかかるレーザ光源の構成を示す平面図である。このレーザ光源１００は、基板１０１と、基板１０１上に形成する光導波路１０３と、基板１０１上に配置（搭載）される光学素子とを有する。光学素子は、ＩＲ光を出射するレーザ素子１０２と、光波長の変換をおこなう波長変換素子１０４と、を有する。波長変換素子１０４は、基板に対して水平方向に分極反転が形成されたｘ−Ｃｕｔあるいはｙ−Ｃｕｔの周期分極ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）基板からなる。
【００２０】
基板１０１は、たとえばシリコン（Ｓｉ）等の半導体材質や金属、樹脂等によりなり、表面には、たとえば窒化シリコン（ＳｉＮ）等の材質からなる光導波路１０３が設けられる。この光導波路１０３は、エッチング等により基板上にリッジ部を有して形成される。この光導波路１０３は、リッジ型に限らず、プロトン交換法により形成することもできる。
【００２１】
レーザ素子１０２の出射位置には、波長変換素子１０４の一端（入射端）が位置決めして設けられる。レーザ素子１０２から出射される光は、直接結合により効率よく波長変換素子１０４に光結合され、波長変換素子１０４に入射させることができる。なお、不図示であるが、レーザ素子１０２および波長変換素子１０４等の光学素子は、基板１０１側に設けた電極表面に微細な突起（マイクロバンプ）を形成しておき、光学素子側の電極を接合させる表面活性化の常温接合法により搭載される。
【００２２】
レーザ素子１０２は、たとえば、ＩＲ（赤外域）の基本波（１０６０ｎｍ帯）を出射し、波長変換素子１０４により、２次高調波（５３０ｎｍ帯）の緑色レーザ光（Ｇ波長）に変換した変換波を出射する。波長変換素子１０４の出射光は、光導波路１０３の一端部（光入射側）１０３ａに入射される。これにより、波長変換素子１０４の出射光は、直接結合により効率よく光導波路１０３に光結合され、光導波路１０３に入射させることができる。この波長変換素子１０４は、変換波の波長成分に加えて、レーザ素子１０２が出射した基本波の成分を含み、出射する。
【００２３】
波長変換素子１０４としては、ＱＰＭ（Ｑｕａｓｉ  Ｐｈａｓｅ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ）型素子を用いることができる。特に、ＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）を発生するように設計したＱＰＭ型のＳＨＧ素子である場合、ＳＨＧレーザ光源を構成できる。そして、レーザ素子１０２と波長変換素子１０４とを直接結合させ、また、波長変換素子１０４と光導波路１０３とを直接結合できるようになるため、低コスト化と、小型化が達成できる。
【００２４】
光導波路１０３は、一端部１０３ａから入射した光を内部に閉じこめ導波し、他端部１０３ｂから出射する。そして、この光導波路１０３の途中位置には、導波する光の進行方向を変える方向変更部１１３が設けられている。
【００２５】
方向変更部１１３は、この実施の形態１では、一端部１０３ａに対し、他端部１０３ｂを平面上で９０度曲げた方向に位置させている。この方向変更部１１３は、光導波路１０３自体を曲げた曲がり部により形成するほかに、直線の導波路の角部にミラーを設けて形成することができる。
【００２６】
図１に示すように、方向変更部１１３を光導波路１０３自体を曲げた曲がり部により形成する場合、両端の直線部の途中に曲がり部を設けてなる。この曲がり部は、できるだけ曲率を小さく、かつ、変換波の伝播損失が最小になるように決めるため、長波長側である基本波の一部を、放射モードおよびクラッドモードと結合させることにより遮断するフィルタ機能を有する。方向変更部１１３として曲がり部を設けた場合の光導波路１０３の光出力Ｐｏｕｔは、
Ｐｏｕｔ＝Ｐｉｎ・ｅｘｐ（−Σαｉ・ｌｉ）
で表される。
【００２７】
αｉは、ｉ番目の曲率を有する光導波路１０３の見かけ上の吸収係数で、曲率半径Ｒの関数であり、光損失の波長特性に寄与する。すなわち、除去したい基本波および透過させたい変換波の波長に応じて曲率半径Ｒが設定される。また、ｌｉは、ｉ番目の曲率を有する光導波路１０３の導波路長であり、光損失量に寄与する。図１には、曲がり部の個数ｉが一つだけとしたが、曲がり部の個数ｉを複数設けることにより、さらに基本波の遮断効果を高めることができる。
【００２８】
図２は、方向変更部として波長依存性を有するミラーを用いた構成例を示す図である。光導波路１０３は、一端部１０３ａ側の直線部１０３Ａと、他端部１０３ｂ側の直線部１０３Ｂからなり、これら一対の直線部１０３Ａ，１０３Ｂは、互いに９０度の角度を有している。これにより、９０度のベント部を形成できる。そして、直線部１０３Ａ，１０３Ｂが接合する角部には、所定角度θを有して異方性媒質を用いた全反射のミラー２０１を設ける。
【００２９】
このミラー２０１は、所定角度θを調整することにより、直線部１０３Ａを導波する基本波λ１（１０６４ｎｍ帯）の光をミラーに続く導波路の放射モードおよびクラッドモードと結合することでコア部での伝播モードを減衰させ、変換波λ２（５３０ｎｍ帯）の光を高効率で反射し、ミラーに続く変換波λ２の基本導波モードに高効率に結合させる。
【００３０】
図３は、ミラーの波長と反射率との関係を示す図である。ここで、ミラー２０１の反射光の波長依存性について検討する。ＭｇＯを５モル％ドープしたＬＮの反射係数ｎｅ、ｎｏを用いて計算すると、ＬＮの異方性のためＲＧＢの各波長での反射角は図３に表される。この演算結果によれば、Ｂ波長（４７０ｎｍ）では４２．５９度となり、Ｇ波長（５３０ｍ）では４２．６９度となり、Ｒ波長（６４０ｎｍ）では４２．８０度が求められる。
【００３１】
次に、反射ミラーの調整について説明する。前記の演算の結果、たとえば、４７０ｎｍの波長において、反射角は約４２．６度となる。したがって、入射波と反射波とのなす角は、４５＋４２．６＝８７．６度と９０度より小さくなる。そのため、９０度ベンドを形成するためには、ミラー２０１の角度を調整する必要がある。
【００３２】
図４は、波長とミラー角度との関係の一例を示す図である。この例によれば、ミラー角度はＢ波長（４７０ｎｍ）では４３．７４度となり、Ｇ波長（５３０ｎｍ）では４３．８０度となり、Ｒ波長（６４０ｎｍ）では４３．８６度が求められる。したがって、入射波が平面波で近似できるときは、ミラー２０１の角度を上記のように決めれば、９０度ベンドが可能なことが分かる。ここで、所定の変換波長に最適化されたミラー角度は、基本波における屈折率から決まる最適角度と異なるためミラー部後の導波路において、基本波の一部は放射モードおよびクラッドモードと結合するため減衰させることができる。
【００３３】
そして、リッジ型の光導波路１０３に全反射のミラー２０１を必要な波長に対応した角度を有して傾けて設けることにより、小さいロスで半導体レーザからの出射光を９０度に曲げることができる。また、９０度ベンド型のミラー２０１を備えた光導波路１０３を設けることにより、レーザ光源１００全体の大きさを小型化することが可能となる。
【００３４】
方向変更部１１３としては、上記説明のミラー２０１として、基本波を透過させ、変換波を反射させる特性を有する波長膜を有するハーフミラーを用いる構成とすることもできる。このミラー２０１においても、設置スペースを取らずに不要な基本波を遮断することができる。
【００３５】
以上説明した実施の形態１によれば、光導波路に方向変更部を設けることにより、レーザ光源が出射し、波長変換素子により除去されなかった不要な基本波の成分を遮断し、光導波路の他端部から外部に出力することを防止できる。これにより、付加的なフィルタ素子を新たに設けなくても、所望の波長のみを外部出力できるようになる。また、光導波路に方向変更部を設けることにより、レーザ光源の小型化、特に、図１記載の縦（Ｙ軸）方向の高さを小さくできる。
【００３６】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２にかかるレーザ光源の構成を示す平面図である。実施の形態２は、実施の形態１の変形例であり、光導波路１０３に２箇所の方向変更部１１３，１１３を設け、１８０度折り返す構成としたものである。
【００３７】
光導波路１０３は、一端部１０３ａが波長変換素子１０４の出射光に直接結合され、他端部１０３ｂから外部には波長変換後の変換波が出力される。そして、２箇所の方向変更部１１３，１１３の間には、所定の長さの直線部１０３Ｃが設けられる。
【００３８】
このように、実施の形態２によれば、方向変更部を２箇所設けることにより、基本波の遮断効果をより高めることができるようになる。また、方向変更部を複数設けることにより、設けた数に応じて９０度単位で任意の方向に光を外部出力できるようになる。
【００３９】
（実施の形態３）
図６は、実施の形態３にかかるレーザ光源の構成を示す平面図である。実施の形態３では、Ｒ，Ｇ，Ｂ用のＩＲ光を出射するレーザ素子１０２（１０２ａ〜１０２ｃ）と、レーザ素子１０２のレーザ光（基本波）をそれぞれＲＧＢ光に波長変換して出射する複数の波長変換素子１０４（１０４ａ〜１０４ｃ）と、光検出器（ＰＤ）１０５が設けられている。
【００４０】
基板１０１上の光導波路１０３は、一端部１０３ａ（１０３ａａ〜１０３ａｃ）が各波長変換素子１０４（１０４ａ〜１０４ｃ）の光出射端に位置し、直接結合される。他端部１０３ｂａについては、光検出器１０５ａの光入射端に位置し、他端部１０３ｂｂは、光検出器１０５ｂの光入射端に位置し、他端部１０３ｂｃは、外部出力される。
【００４１】
この光導波路１０３は、途中位置に方向変更部１１３と、方向性結合器１２３（１２３ａ，１２３ｂ）が設けられている。方向変更部１１３は、波長変換素子１０４ａ〜１０４ｃによるＲ，Ｇ，Ｂ光から基本波を除去する。方向変更部１１３は、実施の形態１で説明したように、光導波路１０３自体に曲がり部を形成する方法、全反射のミラー２０１を設ける方法等で構成できる。
【００４２】
また、方向性結合器１２３ａ，１２３ｂは、それぞれ所定の結合長を有する。方向性結合器１２３ａでは、Ｒ，Ｂ光を合波出力し、方向性結合器１２３ｂでは、方向性結合器１２３ａで結合後のＲＢ光と、Ｇ光とを合波出力する。
【００４３】
これにより、光検出器１０５ａは、ＲＢ光レベルを検出する。また、光検出器１０５ｂは、ＲＧＢ光レベルを検出する。この実施の形態３では、レーザ素子１０２ａ〜１０２ｃがいずれもＩＲ光を出射し、波長変換素子１０４ａ〜１０４ｃによりそれぞれＲＧＢの変換波を出射する構成とした。これに限らず、たとえば、Ｇ用のレーザ素子１０２ｂだけがＩＲレーザ素子であり、他のＲＢ用のレーザ素子１０２ａ，１０２ｃは、直接発光のレーザ素子を用いる構成としてもよい。
【００４４】
このように、複数の波長の光を出射する実施の形態３の構成においても、ＲＧＢ光の光導波路１０３部分に方向変更部１１３を設けることにより、レーザ素子１０２（１０２ａ〜１０２ｃ）が出射する基本波を遮断し、所望するＲＧＢ光だけを出射させることができるようになる。また、図６に示すように、光導波路１０３に対して３箇所に設ける方向変更部１１３は、いずれも同様の方向に向いて９０度曲げられており、図６に示す横（Ｘ軸）方向の長さを縦（Ｙ軸）方向に折り曲げているため、横方向の長さを短くすることができる。
【００４５】
したがって、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、レーザ光源が出射し、波長変換素子により除去されなかった不要な基本波の成分を遮断し、光導波路の他端部から外部に出力することを防止できる。これにより、付加的なフィルタ素子を新たに設けなくても、所望の波長のみを外部出力できるようになる。また、光導波路に方向変更部を設けることにより、基板のスペースを有効に利用でき、レーザ光源全体を小型化できるようになる。
【００４６】
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４にかかるレーザ光源の構成を示す平面図である。実施の形態３と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂ用のＩＲ光を出射するレーザ素子１０２（１０２ａ〜１０２ｃ）と、レーザ素子１０２のレーザ光（基本波）をそれぞれＲＧＢ光に波長変換して出射する複数の波長変換素子１０４（１０４ａ〜１０４ｃ）と、光検出器（ＰＤ）１０５が設けられている。また、光導波路１０３には、２箇所に方向変更部１１３を設けている。
【００４７】
光導波路１０３に設けた２箇所の方向変更部１１３，１１３の間には、所定の長さの直線部１０３ｃが設けられる。なお、方向変更部１１３を複数設けることにより、設けた数に応じて９０度単位で任意の方向に光を外部出力できるようになる。図７に示す例によれば、光導波路１０３に対して２箇所に設けた方向変更部１１３は、いずれも同様の方向に向いて９０度曲げられ、合計で１８０度折り返されている。これにより、基板１０１上で光導波路１０３の一端部１０３ａａ〜１０３ａｃと同じ側に他端部１０３ｂａ〜１０３ｂｃを設けることができる。
【００４８】
したがって、実施の形態４によれば、方向変更部を複数設けることにより、基本波の遮断効果をより高めることができるようになる。また、光導波路に方向変更部を複数設けることにより、基板のスペースを有効に利用でき、レーザ光源全体を小型化できるようになる。
【００４９】
また、以上説明した各実施形態における光導波路は、基板上にエッチング等で精密に形成でき、特に、一端部と他端部の位置を精密に位置決めして設けることができる。このため、光導波路の一端部および他端部に対し、光学素子（上記各実施の形態では波長変換素子および検出器）の光入出射端を位置決めして搭載するだけで、これら光導波路と光学素子との光結合を容易、かつ低損失でおこなえるようになる。
【００５０】
（１．ベンド構造の最適化について）
次に、導波路材料としてニオブ酸リチウムを用いた場合の曲がり導波路の曲がり部分（ベンド）構造の最適化例について説明する。
１）９０度のベンド部分の長さを最適化した場合
図８は、導波路の構造を示す断面図である。基板１０１はニオブ酸リチウム（ＬＮ）基板であり、この基板１０１上に導波路１０３を設ける。導波路１０３は、ＩＴＯ層８０１を０．２７μｍの厚さを有して設ける。このＩＴＯ層８０１上にＳｉＯ2層８０２を１．０μｍの厚さを有して設ける。ＳｉＯ2層８０２の上にＭｇＯを５％ドープしたＬＮ層８０３を１．８８μｍの厚さを有して設ける。このＬＮ層８０３の上にリッジ層８０４を１．８２μｍの厚さ、および幅４．７μｍを有して設ける。このリッジ層８０４は、波長５３２ｎｍに対する屈折率２．２２７、波長１０６４ｎｍに対する屈折率２．１４６を有する。上記構成の導波路１０３のＳｉＯ2層８０２は、クラッド層として機能する。ＩＴＯ層８０１は、ＬＮ部を周期分極反転構造を作成する際に使用した共通電極である。
【００５１】
図８に示す断面構造を有する導波路１０３を９０度ベンドになるように形成することを考える。ここで、所定のＳＨ波の波長（ここではＳＨ波の波長５３２ｎｍ、基本波の波長１０６４ｎｍとする）５３２ｎｍで損失が最小となるときの長さＬを求めるシミュレーションを行った。
【００５２】
図９は、導波路のベンド部の平面図である。長さＬは、導波路１０３のセンター位置で測った距離である。また曲率は一定とした。シミュレーションには、Ｐｈｏｔｏｎ  Ｄｅｓｉｇｎ社のＦＩＭＭＷＡＶＥを用いた。導波路１０３の両端部のＯＵＴ／ＩＮが１００％に近づく最適な解の一つは、Ｌ＝１２４８μｍと求められた。このときのＯＵＴ／ＩＮのパワー比は９７．３％であった。一方、同じ導波路１０３に１０６４ｎｍの波長の光を通したときのＯＵＴ／ＩＮのパワー比は、７１．５％であった。同じセクションを２段設けることで、５１．１％程度まで基本波を減衰させることが可能と予測される。
【００５３】
２）１０度毎に曲げて各セクションの長さを最適化した場合
図１０は、導波路のベンド部をサブセクションに分割する場合の平面図である。この図では、曲率半径が一定になるように見えるが、最適化計算後は各サブセクションｂ１〜ｂｎの長さが異なるため、各サブセクションｂ１〜ｂｎのベンド角が一定条件の場合、各サブセクションｂ１〜ｂｎ毎に曲率半径が異なることになる。
【００５４】
そして、ベンド部分のベンド角を一定としていくつかのセクションに分け、所定の波長で入出力比が最大となるときの各サブセクションｂ１〜ｂｎの長さを最適化するシミュレーションを行った。一例として、９サブセクション（ｂ１〜ｂ９）に分け、各サブセクションｂ１〜ｂ９のベンド角が１０度の場合の長さ（μｍ）結果を下記の表１に示す。ここで、各サブセクションｂ１〜ｂ９の長さが異なるため、同じベンド角とするためには、各サブセクションｂ１〜ｂ９の曲率半径が異なることになる。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
表１に最適計算例を示した。このとき、５３２ｎｍでのＯＵＴ／ＩＮ灯は８．５％となり、１０６４ｎｍのときは７５．２％となり、１）で説明した９０度ベンド設計よりＳＨ波５３２ｎｍでのロスを小さくできることがわかった。また、このセクションを２段構成とした場合、１０６４ｎｍでは約５６．６％まで減衰可能と考えられる。
【００５７】
（２．フィルタ効果に対する考察）
上記の１）に示した構造をＳＨＧレーザの基本波減衰フィルタに適用することを考える。実際に実用的なＳＨＧレーザでは、ＰＰＬＮで擬似位相整合が成立している場合、ＳＨ波に変換されずに漏れてくる光は、１０％以下と考えられるから、たとえば上記１）の例であれば、
擬似位相整合時のＰＰＬＮへのトータル入力  １５０ｍＷ
ＳＨ波への変換効率  ９０％            →  １３５ｍＷ
基本波の残留成分    １０％            →    １５ｍＷ
ベンド部透過後の出力  ＳＨ波  １３５ｍＷ×９７．３％＝１３１．４ｍＷ
基本波    １５ｍＷ×７１．５％＝  １０．７２５ｍＷ
となるため、後段に簡易的なＩＲカットフィルタを装着するだけで、ほとんどのＩＲ光を減衰させることが可能となる。
【００５８】
上記説明では、非常に簡単なベンド構造により基本波カットフィルタを構成する例を説明した。さらに構造を工夫することで、導波路だけで十分な基本波カットフィルタを形成することが可能である。たとえば、曲がり部を多段化することにより、掛け算で基本波の減衰を大きくすることができる。
【００５９】
また、曲がり部を設けることによって、当該箇所での導波路の配線を工夫すれば、導波路のピッチを変更して狭くすることも可能となり、配線領域を有効に利用できるなどの副次的な効果も生じるため、小型化にも寄与するものである。なお、形成する導波路は、Ｓｉプラットフォーム基板上に、リッジ導波路がＳｉプラットフォーム側に空隙またはクラッド層を介してフェースダウン構造で形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかるレーザ光源は、レーザ素子と、導波路と、波長変換素子等の光学素子を介して光を出射するレーザ光源に有用であり、特に、光通信システムにおける光源に適している。
【符号の説明】
【００６１】
１００  レーザ光源
１０１  基板
１０２（１０２ａ〜１０２ｃ）  レーザ素子
１０３  光導波路
１０４（１０４ａ〜１０４ｃ）  波長変換素子
１０５（１０５ａ，１０５ｂ）  光検出器
１１３  方向変更部
１２３ａ，１２３ｂ  方向性結合器
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年3月7日(2013.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波を出射するレーザ素子と、
前記レーザ素子から出射された基本波を波長変換し、変換波を出射する波長変換素子と、
前記波長変換素子の出射光を導波する導波路と、を備え、
前記導波路は、導波する光の進行方向を変える方向変更部を有し、
前記方向変更部は、前記変換波のみ通過させ、前記基本波は通過させないフィルタ機能を有する
ことを特徴とするレーザ光源。
【請求項２】
前記方向変更部は、
前記導波路をほぼ９０度の角度を有して曲げた２箇所により光の出射方向を１８０度折り返す
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項３】
前記方向変更部は、
光の導波方向に対して複数に分割した各サブセクションのベンド角を一定として前記光の入出力比が最大となるよう、前記各サブセクションの長さおよび曲率半径を設定した
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項４】
前記方向変更部は、
前記導波路を互いにほぼ９０度の角度を有して設けた一対の直線部と、
前記一対の直線部が接合する箇所に前記変換波の波長に応じて所定角度を有して設けたミラーとを有し、
入射される基本波の光を前記ミラーに続く導波路の放射モードおよびクラッドモードと結合することにより、前記基本波を減衰させ前記変換波を高効率で反射させて変換波の基本導波モードに高効率に結合させる
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項５】
前記ミラーは、
前記基本波を透過させ、前記変換波を反射させる特性を有する波長膜を有するハーフミラーである
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ光源。
【国際調査報告】
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