(57)【要約】【課題】本発明は、強誘電体基板に周期的な分極反転領域を形成し、その領域とオーバラップするような光導波路を有するＳＨＧ素子に関し、ＳＨＧ素子の出力低下を抑制することを目的とする。【解決手段】本発明のＳＨＧ素子１は、強誘電体基板５に形成されたリッジ型光導波路４を有し、リッジ型光導波路４の入射面をＳＨＧ素子１の外周面１ａより内側に設けるとともに、光源２から射出された光線の光軸１５をリッジ型光導波路４の延伸方向１１に対して傾斜させた構成としたのである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から入射された光線を波長変換するＳＨＧ素子であって、前記ＳＨＧ素子は強誘電体基板に形成されたリッジ型光導波路を有し、前記リッジ型導波路の入射側端を前記ＳＨＧ素子の外周面より内側に設けるとともに、前記光源から射出された光線の光軸を前記リッジ型光導波路の延伸方向に対して傾斜させたことを特徴とするＳＨＧ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電体基板に周期的な分極反転領域を形成し、その領域とオーバラップするような光導波路を有する光第２高調波発生素子（以下、ＳＨＧ素子と称す）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＳＨＧ素子は、矩形状の強誘電体基板に周期的な分極反転領域を形成しその領域とオーバラップするような光導波路を形成し、この光導波路の入射面がＳＨＧ素子の外周面に設けられた構造となっていた。
【０００３】
また、このＳＨＧ素子を使用する場合、光線を発する光源とＳＨＧ素子を直線上に配置し、その間に光源から射出された発散光を光導波路に集光させる対物レンズが配置されていた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−１８２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、光源からの射出される光線のパワーが増大しており、この大パワー光線が光導波路の入射面つまりＳＨＧ素子の外周面に集光するため、この部分に埃などが付着した場合に、埃の焼けこげが入射面に付着してしまい、ＳＨＧ素子の出力を低下させてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、ＳＨＧ素子の出力低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために本発明は、ＳＨＧ素子は強誘電体基板に形成されたリッジ型光導波路を有し、リッジ型導波路の入射面をＳＨＧ素子の外周面より内側に設けるとともに、光源から射出された光線の光軸をリッジ型光導波路の延伸方向に対して傾斜させた構成としたのである。
【発明の効果】
【０００８】
この構成により、ＳＨＧ素子の出力低下を抑制することが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
【００１０】
図１はＳＨＧ素子１を用いた波長変換装置を示したもので、光源２となる半導体レーザから射出された光線が対物レンズ３を介することによりＳＨＧ素子１のリッジ型光導波路４に入射され波長変換を行い出力する構造となっている。
【００１１】
また、このＳＨＧ素子１は図２に示すように、リッジ型光導波路４を形成する強誘電体基板５の裏面に支持基板６を貼り合わせ、表面に保護膜７を形成した構成であり、リッジ型光導波路４は強誘電体基板５の表面に一対のトレンチ８を設けることでその間にリッジ９を構成するとともに、強誘電体基板５と支持基板６の貼合わせ面におけるリッジ９の対口部分に樹脂層１０を設けることで形成している。
【００１２】
なお、強誘電体基板５にはマグネシウムをドープした５°Ｙ−Ｃｕｔニオブ酸リチウム基板を使用し、支持基板６にはＹ−Ｃｕｔニオブ酸リチウム基板を使用し、保護膜７には酸化ケイ素を使用している。また、リッジ型光導波路４はその延伸方向１１において周期的に複数の分極反転領域（特に図示せず）が配置されたことで波長変換を行う構造となっている。
【００１３】
そして、このＳＨＧ素子１の製造方法は図３に示すように、厚みが約３００μｍのウエハ状の強誘電体基板５の主面に分極反転構造のピッチ、幅に相当するパターンに形成された櫛形アルミ電極１２をフォトリソグラフィーによって形成するとともに、裏面の略全面にアルミ電極１３を形成する。次いで、櫛形アルミ電極１２とアルミ電極１３の間にパルス電界を印加することでそれぞれの櫛からＺ軸方向に分極反転領域１４が形成され、その後、アルカリ性のエッチング液に浸漬して櫛形アルミ電極１２とアルミ電極１３を除去する。
【００１４】
次いで、表面に樹脂層１０を形成する凹部１０ａが形成された約２００μｍの厚みを有する支持基板６を強誘電体基板５の櫛形アルミ電極１２が設けられていた面に直接接合により貼り合わせてから凹部１０ａに樹脂を注入し硬化させた後に、強誘電体基板５が約５μｍとなるまで鏡面研磨し、その後ドライエッチングにより一対のトレンチ８を形成し、この間に幅約１０μｍ、高さ約１．５μｍのリッジ９を構成する。次いで、リッジ９が形成された強誘電体基板５の表面にスパッタリングにより酸化ケイ素膜を保護膜７として形成するのである。
【００１５】
そして、このＳＨＧ素子１はリッジ９と樹脂層１０で挟まれたリッジ型光導波路４の入射側端４ａをＳＨＧ素子１の外周面１ａより内側に設けるとともに、このＳＨＧ素子１に対する入射する光源２から射出された光線の光軸１５をリッジ型光導波路４の延伸方向１１に対して傾斜させるよう設定することで、上述したＳＨＧ素子１の出力低下を抑制しているのである。
【００１６】
すなわち、このＳＨＧ素子１においてはリッジ型光導波路４の入射側端４ａをＳＨＧ素子１の内部に設定したことにより、光源２から発せられた光線の集光点がＳＨＧ素子１の内部となるため、従来のものに比べＳＨＧ素子１の外周面１ａにおける光線の集光径が大きくなりパワーが分散されるので、光線上に埃などが侵入したとしても焼けこげが抑制されるので、この焼けこげ付着に伴う出力低下が抑制できるのである。
【００１７】
なお、このＳＨＧ素子１においてリッジ型光導波路４の入射側端４ａから外周面１ａまでの距離ｄを１００μｍとリッジ型光導波路４の高さｈに比べ２０倍に設定しており、外周面１ａにおけるレーザ光線のスポット面積はリッジ型光導波路４の入射側端４ａに比べ４００倍となる。つまり外周面１ａにおけるレーザ光線のパワー密度はリッジ型光導波路４の入射側端４ａの１／４００に低下させた構造としている。ただし、焼けこげ付着に伴う出力低下を抑制するには、パワー密度を１／１００程度以下にすれば良く、リッジ型光導波路４の入射側端４ａから外周面１ａまでの距離ｄとリッジ型光導波路４の高さｈの比（ｄ／ｈ）を１０以上に設定することが良い。
【００１８】
また、このようにリッジ型光導波路４の入力端面をＳＨＧ素子１の内部に後退させる場合、図４に示すよう、光源２をリッジ型光導波路４の延伸方向１１上に配置し、つまり光源２から射出される光線の光軸１５とリッジ型光導波路４の延伸方向１１を一致させた状態で、焦点位置をＳＨＧ素子１の内部に合わせるというやり方が考えられるが、この場合、リッジ型光導波路４がＳＨＧ素子１の表面部分に設けられているため、この表面より外側（図中下側）部分の光線が不要光１６として利用することが出来なくなるのであるが、図１に示すように光源２から射出された光線の光軸１５をリッジ型光導波路４の延伸方向１１に対して傾斜させることで、リッジ型光導波路４に対する光線の進入経路として強誘電体基板５に貼り合わされた支持基板６部分まで入射経路として活用できるので光線の利用効率の低下を抑制できるのである。
【００１９】
なお、リッジ型光導波路４に対する光線の入射経路として支持基板６部分を活用するのであるが、支持基板６と強誘電体基板５の貼り合わせに接着剤などの異種材料を使用した場合、接着剤と支持基板６或いは強誘電体基板５の屈折率の差により反射を起こしてしまい利用効率が低下するのであるが、上述したように強誘電体基板５と支持基板６を同系材料としこれらを直接接合により貼り合わせる構造としたことで接合面での反射が抑制され利用効率の低減が抑制されるのである。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明はＳＨＧ素子の出力低下を抑制することができ、主として光ピックアップ装置等に用いられる短波長レーザ発振モジュール用途において有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態のＳＨＧ素子を用いた波長変換装置を示す構成図
【図２】同ＳＨＧ素子を示す斜視図
【図３】比較用の波長変換装置を示す構成図
【図４】本発明におけるＳＨＧ素子の製造方法を示す模式図
【符号の説明】
【００２２】
１  ＳＨＧ素子
１ａ  外周面
２  光源
４  リッジ型光導波路
５  強誘電体基板
１１  延伸方向
１５  光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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