(57)【要約】【課題】導波路からの出射ビームのビーム品質が悪く、集光スポットの周辺に集光ノイズが存在した。【解決手段】光学研磨された第１の基板と、第１の基板に貼り合わされた第２の基板と、第１の基板の表面に形成されたリッジ導波路１０３とを備え、リッジ導波路の隣接した領域近傍に散乱部１０４を有する光学素子である。これにより、リッジ部を伝搬する光のスラブ部１１３への漏れ光は散乱することで、出射部まで伝搬する漏れ光は減少するので、リッジ導波路から出射される光を集光すると、サブビームがメインビームに対して十分小さくなり、ビーム品質の劣化を抑制することができる。【選択図】図１
2006267324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学研磨された第１の基板と、前記第１の基板に貼り合わされた第２の基板と、前記第１の基板の表面に形成されたリッジ導波路とを備え、前記リッジ導波路に隣接した領域近傍に散乱部を有することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
第１の基板は、リッジ導波路を前記第１の基板裏面に投影した領域を含む前記第１の基板裏面にストライプ状のギャップ部を備えていることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
散乱部は、リッジ導波路に隣接した領域近傍の第１の基板表面または裏面の少なくとも一方に形成された凹部から成ることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項４】
散乱部は、リッジ導波路に隣接した領域近傍の第１の基板表面または裏面の少なくとも一方に形成された凹部から成り、前記凹部の少なくとも一部が周期構造を有することを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項５】
散乱部は、リッジ導波路に隣接した領域近傍の第１の基板裏面に形成された凸部から成り、前記凸部は第２の基板と貼り合わされていることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項６】
散乱部は、リッジ導波路に隣接した領域近傍の第１の基板裏面に形成された凸部から成り、前記凸部の少なくとも一部が周期構造を有し、かつ前記凸部は前記第２の基板と貼り合わされていることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項７】
散乱部はリッジ導波路の出射部近傍に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項８】
リッジ導波路内には周期状の分極反転構造を備え、前記リッジ導波路内で基本波が高調波に変換されていることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項９】
リッジ導波路内で、波長λ１の基本波が波長λ２の高調波に変換される光学素子において、前記リッジ導波路の厚みをＴ１、前記リッジ導波路側部の基板厚みをＴ２、前記凹部の基板厚みをＴ３とした場合に、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の条件を満足し、かつ前記リッジ導波路の厚みＴ１は、波長λ１、波長λ２ともに導波条件を満足し、前記リッジ導波路側部の基板厚みＴ２は、波長λ２に対してのみ導波条件を満足し、前記凹部の基板厚みＴ３は波長λ１、波長λ２ともに導波条件を満足しないことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項１０】
第１の基板と第２の基板の屈折率がほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項１１】
第１の基板のストライプ状のギャップ部に光学薄膜を備えていることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項１２】
第１の基板の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料が、ストライプ状のギャップ部に充填されていることを特徴とする請求項２記載の光学素子。
【請求項１３】
ギャップ部に充填されている材料が、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１２に記載の光学素子。
【請求項１４】
光学研磨された第１の基板と、前記第１の基板に貼り合わされた第２の基板と、前記第１の基板の表面に形成されたリッジ導波路と、前記リッジ導波路の隣接した領域近傍に散乱部を有する光学素子と、半導体レーザとを備え、前記半導体レーザからの光は前記光学素子のリッジ導波路を伝搬していることを特徴とするコヒーレント光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリッジ型導波路を用いた光学素子およびこれを用いたコヒーレント光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄板研磨技術を用いた導波路は、導波路に不純物を含まない単結晶導波路の形成が可能である（従来の導波路は、導波路に必要な屈折率変化をイオン交換、金属拡散、イオン注入等の不純の注入により実現していた）。このため、不純物による特性の劣化、導波路損失の増大等の問題を回避でき、高性能な機能性導波路を実現できる。
【０００３】
単結晶導波路を実現する方法としては、直接接合を利用した方法がある。直接接合技術は接着剤等を用いずに基板を強固に接合する技術として知られ、ガラス、半導体、強誘電体、圧電セラミック等様々な材料を高精度に接合することができる。このような直接接合された基板は、例えば直接接合基板（２枚１組の基板）の一方を薄板化した後、例えばリッジ加工して導波路として利用することができる等、光学素子への応用が期待される。これまでに、誘電体基板、半導体基板、ガラス基板等の直接接合基板における光学素子の一例として導波路型素子が提案されている。特に上述した強誘電体結晶基板であるニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムを、同種基板あるいはガラス基板と直接接合し導波路を形成する方法は特許文献１や特許文献２において提案されている。
【０００４】
また、樹脂等により接着する構成も提案されている。特許文献３に示すように基板に光学結晶を接着し、接着した光学結晶を薄膜研磨して単結晶の導波路構造を実現している。導波路構造としてはリッジ型の導波路で、低損失な導波特性を実現している。
【０００５】
また、特許文献４に示されているように、直接接合を利用し、基板の接合領域の一部にギャップ構造を用いることで、導波路を形成することで、低損失な導波路を実現している。
【特許文献１】特許第２５７４５９４号公報
【特許文献２】特開平０６−２２２２２９号公報
【特許文献３】特開２００２−２５０９４９号公報
【特許文献４】特開２００４−１４５２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
薄板研磨を利用したリッジ型導波路においては、リッジ部に隣接するスラブ層への漏れ光が発生し、導波路から出射されたビーム品質が劣化するという問題があった。特に導波路内に複数の波長の光が導波する場合や、波長変換にリッジ型導波路を適用した場合には、短波長光に対してスラブ部への漏れ光が大きく、短波長光の出射ビームの品質が劣化する問題があった。
【０００７】
図１４を用いて従来の導波路におけるビーム品質劣化について説明する。
【０００８】
図１４（ａ）、（ｂ）は従来の光学素子の構成図である。図１４（ａ）、（ｂ）において、ＬｉＮｂＯ3基板１００４上にＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3基板１００５が接着層１００２を介して接着されている。ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3基板１００５にはリッジ部１００１が形成され、リッジ部に光が伝搬する構造となっている。
【０００９】
しかしながら、リッジ部１００１を伝搬する光の一部はスラブ部１００３へ漏れ光となって伝搬する。このため、光学素子の出射部１００６から出射された光を集光すると図１４（ｃ）に示すようにメインビーム１００８の横にサブビーム１００９が存在して、ビーム品質を劣化させて、集光特性が悪くなる。即ち、集光ノイズとなって集光スポットのメインビーム１００８の周辺にサブビーム１００９が存在し、集光特性を劣化させる。このような光を集光スポットを利用して、加工、露光、描画等を行う場合に集光の劣化が問題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明の光学素子は、光学研磨された第１の基板と、第１の基板に貼り合わされた第２の基板と、第１の基板の表面に形成されたリッジ導波路とを備え、リッジ導波路の隣接した領域近傍に散乱部を有する光学素子である。
【００１１】
これにより、リッジ部を伝搬する光のスラブ部への漏れ光は散乱することで、出射部まで伝搬する漏れ光は減少するので、リッジ導波路から出射される光を集光すると、サブビームがメインビームに対して十分小さくなり、ビーム品質の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
薄板研磨を利用したリッジ導波路において、導波路を伝搬する光の出射ビームの品質向上を図る。またリッジ導波路と半導体レーザを組み合わせたコヒーレント光源において、高いビーム品質を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態の一例として、周期状の分極反転構造を利用した波長変換素子の例について示す。図１における光学素子は、ＬｉＮｂＯ3基板１０１上にＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3基板１０５が直接接合されている。ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3基板１０５にはリッジ導波路１０３、リッジ導波路内の周期状分極反転構造１０６、リッジ導波路底部にギャップ部１０２が、形成されている。さらに、リッジ導波路に隣接したスラブ部１１３には散乱部としての凹部１０４が形成されている。凹部１０４は導波路の出射部１１２近傍に形成されている。
【００１４】
次に、本発明のコヒーレント光源の動作について説明する。コヒーレント光源は、半導体レーザ１０７、集光光学系１０８と光学素子から構成される。ここでは、光学素子として第二高調波発生素子を用いているが、本発明のコヒーレント光源はこれに限るものではない。本発明の基本構成としては、半導体レーザと、光学素子であり、集光光学系の代わりに、半導体レーザと光学素子を直接接合して光学系を簡素化することも可能である。
【００１５】
半導体レーザ１０７から出射された波長λ１の基本波は、集光光学系１０８によってリッジ導波路１０３に結合する。波長λ１の光はリッジ導波路１０３を導波し、周期状の分極反転構造１０６によって波長λ２の第二高調波（λ２＝λ１／２）に変換される。波長λ２の光は導波路の出射部１１２より外部に出射される。波長λ２の光はリッジ導波路に隣接するスラブ部１１３へ一部漏れ出して伝搬するが、スラブ部を伝搬した光は、凹部１０４によって散乱される。スラブ部への漏れ出しは伝搬している途中に発生するため、散乱部は出射部近傍に設けることが望ましい。これにより、出射部１１２から出射されるλ２の光は、高品質なビームとなり、集光ノイズのない優れた集光特性を有するビームが形成される。
【００１６】
本発明の構造の一例として、出射光１１０が可視光領域波長の場合、リッジ導波路１０３として長さは約１０〜１５ｍｍ、入射部１１１、出射部１１２は幅方向に約３〜７μｍ、厚さ方向に約２〜４μｍの断面形状で、ギャップ部の深さが約１０μｍ以上で、２つの凹部１０４の間隔が、リッジ導波路の幅方向に対して約１μｍ以上広ければ、スラブ部１１３に漏れ出すスラブ光を散乱させ、出射光１１０の集光ノイズを抑制する効果がある。
【００１７】
本発明の構造は、リッジ導波路の出射部近傍にスラブモードに伝搬した光を散乱させる構造を有することを特徴とする。
【００１８】
尚、本発明では第二高調波発生素子について説明したが、その他、和周波発生素子、差周波発生素子等の異なる波長を同一導波路に伝搬させる構造において、有効である。波長の異なる光を伝搬させる場合、短波長光がスラブ部へ漏れる場合が多く、ビームの劣化が激しいので、本発明の構成が特に有効である。
【００１９】
尚、本発明では、ギャップ部を有する導波路について説明したが、その他、接着剤により基板を接着する構造、屈折率の異なる基板を直接接合する構造、屈折率の小さなバッファ層を介して基板を接合する構造等、いずれの構造にも適用可能である。リッジ導波路とスラブ導波路を有する構造においては、リッジからスラブ部への漏れ光が存在するために、特に有効である。
【００２０】
（比較例）
従来の導波路において生じるビーム品質の低下について図２を用いて説明する。
【００２１】
第１の基板２０１上に形成されたリッジ導波路２０３から構成され、リッジ導波路の厚みＴ１、リッジ導波路に隣接するスラブ部２０７の厚みをＴ２とする。第１の基板２０１は第２の基板２０２に接合または接着されている。２０６は接合部である。リッジ部の底面にはギャップ部２０４が設けられている。ギャップ部はリッジ導波路と第２の基板を空間的に隔てるために設けている。接着層を介して第１の基板と第２の基板を接着している場合は、接着層が基板同士を隔てているためギャップ部はなくても良い。リッジ導波路は、深さ方向はギャップ部２０４と第１の基板２０１の屈折率差、および第１の基板２０１と空気層との屈折率差を有するため、導波光に対して非常に強い閉じ込め強度を持つ。また横方向はリッジ部（厚みＴ１）とスラブ部（厚みＴ２）の実効屈折率の違いで閉じ込められる。導波路の設計は導波路を伝搬する波長λ１の光に対してシングルモード伝搬の条件を満足し、かつ低損失な導波特性を実現できる構成を考える。波長λ１の光に対してリッジ部に光が閉じこもる条件は、Ｔ１の厚みが導波条件、Ｔ２の厚みがカットオフ条件であることが望ましい。即ちＴ１の厚み部分のみ導波可能な厚みであれば、λ１の光はリッジ部を導波する。
【００２２】
一方、Ｔ２の厚みに対しては、導波条件に限りなく近い値が望まれる。即ち、前述した条件の範囲で、Ｔ１−Ｔ２の差をできるだけ小さく設計することが望ましい。Ｔ１−Ｔ２の値を大きくすると、横方向の閉じ込めが強くなる。このためシングルモード条件を満足するにはリッジ部の幅を小さくする必要がある。リッジ部の幅を小さくすると導波路を伝搬する光はリッジ部側面の影響を受けて伝搬損失が増大する。以上の結果より、低損失でシングルモード伝搬が可能な導波路を設計するには、Ｔ２の厚みを導波条件に近づけた値に設計する必要が出てくる。ところが、導波路の低損失化を狙ってＴ２の値を増大させると導波路を伝搬する光がスラブ部に漏れる。図２（ｃ）は、導波路を伝搬する光の電界分布を表したものであるが、導波路を伝搬する導波モード３０１の横に、スラブモード３０２が存在する。このような導波路から出射した光を集光光学系により集光すると、集光スポットは図２（ｄ）に示すように、集光スポット４０１の横にスラブ光４０２が投影されるため、集光ノイズとなってビーム品質が大きく低下する。
【００２３】
スラブ光の発生には、スラブ部への漏れ光以外に、チェレンコフ放射の影響もある。リッジ導波路を伝搬する光は、同じ方向に伝搬するスラブ光とは伝搬定数が異なるため、通常は結合しない。しかしながら、スラブ部を伝搬する放射モードと結合する可能性がある。導波光と放射光が結合する現象をチェレンコフ放射という。この場合、リッジ導波路を伝搬する同じ波長λ１の場合、λ１の波長の高調波であるλ１／２の波長の場合があり、ビーム品質を劣化させるスラブ部伝搬光は、波長λ１、波長λ１／２の２種類の光が観測される。波長λ１の光に対しては、スラブ部をカットオフ条件に設定することで除去可能であるが波長λ１／２の高調波に対しては、カットオフ条件を設定するのが難しい。チェレンコフ放射への結合効率は微弱ではあるが、ビーム品質の劣化に影響を与える。このようなチェレンコフ放射の影響も本発明の構成は取り除くことが可能である。
【００２４】
ピンホールと集光光学系を組み合わせた空間フィルタやファイバ等を利用するとビーム品質の改善が可能となるが、複雑な光学系を追加する必要がある。
【００２５】
さらに、複数の波長の光を伝搬させる場合は、条件がより難しくなる。波長変換素子に適用する場合は、第二高調波発生で、波長λ１の基本波が波長λ１／２の高調波に変換する場合、和周波に利用する場合も波長の異なる光が一つの導波を伝搬する構成を必要とする。異なる波長が伝搬する導波路の場合、最も波長の長い光に対して、シングルモード条件と低損失な導波特性を実現するように導波路を設計する。このような導波路に対しては、波長の短い光はシングルモード条件、スラブ部でのカットオフ条件がともに満足されない。このため、波長の短い光に対しては、スラブ部への漏れ光が非常に大きくなり、出射光のビーム品質が大幅に低下する場合が頻繁に発生することが見出された。
【００２６】
（実施の形態２）
この問題を解決するため、本発明は図３に示す導波路構造を提案する。図３においては、スラブ部２０７に凹部２０５を形成する。凹部２０５の厚みＴ３は、導波路を伝搬する光に対してカットオフ条件を満足するため、スラブ部を伝搬する光は凹部２０５によって散乱されるため、導波路の出射部２０８から出射される光にスラブ光が混じらない。このため、導波路を伝搬する光は図４（ａ）となり、導波モード３０３のみ導波し、これを集光光学系で集光すると図４（ｂ）に示すように高いビーム品質の集光スポット４０３が得られる。凹部２０５は導波路の出射部２０８近傍に形成している。これは、凹部２０５が導波路の伝搬損失の増大に影響を与えるからである。凹部の長さは、０．０５ｍｍ以上、１ｍｍ以下が望ましい。０．０５ｍｍ以下であるとスラブ光が十分減衰せず、１ｍｍ以上あると伝搬損失が増大するからである。また、リッジ部やスラブ部の厚みについては、出射光１１０の波長が可視光領域の場合、リッジ部の厚みＴ１が約５μｍ、スラブ部の厚みＴ２が約３μｍの時、Ｔ３はＴ２の約９５％以下の厚さがあればスラブ部への漏れ光を抑制する効果がある。
【００２７】
図５に本発明の他の構造を示す。スラブ部２０７を伝搬する光を凹部５０５で散乱するのは同様であるが、凹部を基板表面側に設けた点が異なる。図３と同様の効果が得られる。
【００２８】
図６に本発明の他の構造を示す。リッジ導波路２０３に隣接する部分に凸部６０５を有する。凸部６０５は第２の基板２０２と直接接合している。この場合、スラブ部２０７を伝搬する光は、凸部６０５を通って第２の基板２０２に散乱される。前述した構造はスラブ部にカットオフ構造を設けてスラブ部を伝搬する光を散乱させる構造である。凸部を直接接合すると屈折率差がなくなるため、スラブ部に光が閉じこもらなくなり、第２の基板に光が散乱される。
【００２９】
図７に本発明の他の構造を示す。図７におけるギャップ部７０１は、出射部２０８近傍の幅が、入射部２０９近傍の幅に比べて小さい構造となっている。ギャップ部７０１の出射部近傍の幅Ｗｇのみをリッジ導波路の幅Ｗ１に近づけることでスラブ部への光の伝搬を、第２の基板に放射させる。Ｗ１が約３〜５μｍの場合、Ｗｇ−Ｗ１の値は約０．２μｍより大きく、Ｗ１以下に設定する必要がある。Ｗｇ−Ｗ１が約０．２μｍ以下になるとリッジ導波路を伝搬するビーム自体影響を与える。Ｗ１以上になるとスラブ光の影響が大きくなる。
【００３０】
図８、図９は本発明の他の構造である。ともに有する凹部８０１、９０１が周期形状となっている。周期構造とすることでスラブ部を伝搬する光を散乱する効率が高まるといった効果がある。
【００３１】
なお、これまで説明した本発明の構成では、リッジ部は基板の表面に形成したが図９（ｃ）に示したように、リッジ導波路９０２をギャップ部の内部に形成することも可能である。この場合基板表面への凹凸がなくなるため、外力による損傷に強くなるという別の効果も得られる。
【００３２】
図１０、図１１は本発明の他の構造である。図１０を用いてその特徴について説明する。凸部９１１と第２の基板２０２は直接接合しており、スラブ部を伝搬する光は、凸部９１１によって第２の基板２０２に散乱される。図１０の特徴はギャップ部が凸部近傍で広がっている点である。さらにギャップ部は樹脂により充填されている。ギャップ部２０４に樹脂を注入することでリッジ導波路の強度が増し、外部からの応力に対する抵抗力、耐性が高くなる。しかしながら、微小な隙間のギャップ部に樹脂を十分充填するにはギャップ部の断面積を増大する必要がある。図７のようにギャップ部を小さくすると樹脂充填が不十分になり、充填速度が遅くなり充填に数１０時間必要となり生産性が悪くなるという問題があった。図１０に示すようにギャップ部の断面積を凸部の部分で広げることで、１０ｍｍ以上の長い導波路を形成する場合にもギャップ部への充填が容易になった。図１１はさらに凸部９１２を周期状の構造にしたものである。これにより散乱効果が高くなり、周期構造をとらない場合の約半分の短い距離でスラブ光の強度を十分に低減できた。このように、ギャップ部に樹脂を充填する場合は、樹脂に求められる特性として、第１の基板の材料より低い屈折率を有すること、また導波路を伝搬する光に対して吸収特性を持たないことが望まれる。樹脂の屈折率が高いと導波路が光を伝搬できなくなるという問題が生じる。また導波光に対する吸収があると、伝搬損失が増大するという問題が生じる。これを避ける他の手段としては、凹部の底面にバッファ層を設けて、樹脂とリッジ導波路の底面が直接接触しないようにする必要がある。バッファ層としては、高温の熱処理時に発生する熱膨張による剥がれ等の問題を回避する必要があるので、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5等が望まれる。
【００３３】
（実施の形態３）
ここでは、本発明の導波路を第二高周波発生素子に適用する場合の構造について説明する。本発明の導波路構造は、バルク結晶を導波路に適用できるため、導波路内に屈折率変化に必要な不純物を必要としない。このため、高い非線形定数を有し、かつ高い光のパワー密度に対する耐性を有するため、高効率、高出力の素子化が可能である。しかしながら、波長λの基本波と波長λ／２の高調波がともに低損失で伝搬する導波路構造が必要となる。
【００３４】
ここでは、第１の基板としてＺ板のＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3を用いた場合の構造について説明する。図１２に示すように、導波路の基本構造としては、リッジ導波路の幅Ｗ１、厚みＴ１、スラブ部の厚みＴ２、凹部の厚みＴ３がある。また凹部の幅Ｗ３、凹部と凹部の間隔Ｗ２、凹部の長さＬ１等が設計のパラメータとなる。波長変換素子の場合、波長λ１の基本波が、シングルモードで低損失する条件を図１３に示す。導波する基本波の波長λ１に対して、Ｔ１の値はシングルモード領域にＴ２の値はカットオフ領域に設定する必要がある。Ｔ２を波長λ１に対してカットオフ領域に設定することでスラブ部への漏れ光を低減し、ビーム品質が向上する。さらに導波路の伝搬損失の低減には、Ｔ１−Ｔ２の値をできるだけ小さくとる必要がある。この値が大きくなると、導波路が幅方向にマルチモードになりやすくなるため、導波路幅Ｗ１の低減が必要となり、その結果、導波損失が大幅に増大した。Ｔ２の値としては、λ１／２の波長の光がシングルモード領域で、かつλ１の光がカットオフ領域である厚みを選択することで、導波損失が低減できることが分かった。
【００３５】
しかしながら、この条件では、波長λ１の光はスラブ部への漏れを低減できるが、高調波であるλ１／２の光はスラブ部への漏れが大きくなる。これを抑圧するため、凹部が存在し、凹部の厚みＴ３は、波長λ１／２の高調波に対してカットオフ条件に設定するのが好ましい。カットオフ条件に設定することで、高調波の散乱を大きくし、ビーム品質向上が可能となる。
【００３６】
また実験的に出射光の波長に依存するが、リッジ導波路厚みＴ１が約４〜６μｍで、スラブ部厚みＴ２が約２〜５μｍ、凹部厚みＴ３が約１〜４μｍの場合、導波路幅Ｗ１は約３μｍ以上、約７μｍ以下が望ましい。約３μｍ以下になると導波損失が増大し、光の伝搬が１／２以下に低下する。また約７μｍ以上になると導波路がマルチモード化した。
【００３７】
また、凹部の幅Ｗ３は約１μｍ以上が好ましい。約１μｍ以下になると散乱の効率が低下した。
【００３８】
また凹部の間隔Ｗ２はＷ１＋１μｍ以上、２Ｗ１以下が好ましい。Ｗ１＋１μｍ以下になると導波損失が増大する。２Ｗ１以上になるとビーム品質の劣化が激しくなった。
【００３９】
尚、本発明では波長λ１の光を波長λ１／２の第二高調波に変換する場合について説明したが、波長λ１と波長λ２の光より、波長λ３＝λ１λ２／（λ１＋λ２）の和周波に変換する素子においても同様の構成が要求される。この場合は、Ｔ１はλ１、λ２に対して、導波条件を満足し、Ｔ２はλ１、λ２の光に対してカットオフ条件、λ３に対しては導波条件を満足、Ｔ３は波長λ３の光に対してカットオフ条件を満足する構成が望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上述べたように、本発明の光学素子は、単結晶またはバルク材料を用いた導波路化できる光学素子において、ビーム品質の低下による集光特性の劣化を抑圧できるためその実用効果は大きく、波長変換素子、光スイッチ、光偏向器、電界センサ、電流センサ、磁気センサ、重力センサ、赤外センサ等の導波路を利用した素子およびセンサ等に広く応用できるものである。
【００４１】
さらに、本発明の光学素子と半導体レーザとを組み合わせたコヒーレント光源は、優れたビーム品質の光を直接出射できるため、集光ノイズの少ない良好な集光特性が得られるため、その実用効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係るコヒーレント光源の構成図の一例を示す図
【図２】従来の光学素子の構成図
【図３】本発明の実施形態に係る光学素子の構成図
【図４】本発明の実施形態に係る光学素子における導波光の強度分布の一例を示す図
【図５】本発明の実施形態に係る他の光学素子の構成図
【図６】本発明の実施形態に係る他の光学素子の構成図
【図７】本発明の実施形態に係る他の光学素子の構成図
【図８】本発明の実施形態に係る他の光学素子の構成図
【図９】本発明の実施形態に係る他の光学素子の構成図
【図１０】本発明の実施形態に係る他の光学素子の構成図
【図１１】本発明の実施形態に係る他の光学素子の構成図
【図１２】本発明の実施形態に係る光学素子の構成図
【図１３】本発明の実施形態に係る光学素子の特性要因図
【図１４】従来の光学素子の構成図
【符号の説明】
【００４３】
１０１  ＬｉＮｂＯ3基板
１０２  ギャップ部
１０３  リッジ導波路
１０４  凹部（散乱部）
１０５  ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3基板
１０６  周期状分極反転構造
１０７  半導体レーザ
１０８  集光光学系
１０９  入射光
１１０  出射光
１１１  入射部
１１２  出射部
１１３  スラブ部
２０１  第１の基板
２０２  第２の基板
２０３  リッジ導波路
２０４  ギャップ部
２０５  凹部
２０６  接合部
２０７  スラブ部
２０８  出射部
２０９  入射部
３０１  導波モード
３０２  スラブモード
３０３  導波モード
４０１  集光スポット
４０２  スラブ光
４０３  集光スポット
５０５  凹部
６０５  凸部
７０１  ギャップ部
８０１  凹部
８０２  ギャップ部
８０３  リッジ部
９０１  凹部
９０２  リッジ導波路
９１２  凸部
１００１  リッジ部
１００２  接合層
１００３  スラブ部
１００４  ＬｉＮｂＯ3基板
１００５  ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3基板
１００６  出射部
１００７  入射部
１００８  メインビーム
１００９  サブビーム
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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