レーザ光源
【課題】効率よく直接光結合させたレーザ素子及び光素子を含むレーザ光源を提供することを目的とする。
【解決手段】リッジ部（２３）を有し且つ発光部（２６）からレーザ光を出射するレーザ素子（２０）と、入射部（３６）に入射されたレーザ光を導波するための導波路（３２）を有する光素子（３０）と、レーザ素子と光素子とを直接光結合するように近接して接合させるための基板（１０）を有し、発光部の位置に対して入射部の位置が上方又は下方に所定距離シフトされた状態でレーザ素子及び光素子が基板に接合されていることを特徴とするレーザ光源（１）。
【解決手段】リッジ部（２３）を有し且つ発光部（２６）からレーザ光を出射するレーザ素子（２０）と、入射部（３６）に入射されたレーザ光を導波するための導波路（３２）を有する光素子（３０）と、レーザ素子と光素子とを直接光結合するように近接して接合させるための基板（１０）を有し、発光部の位置に対して入射部の位置が上方又は下方に所定距離シフトされた状態でレーザ素子及び光素子が基板に接合されていることを特徴とするレーザ光源（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源に関し、特にレーザ素子と光素子が直接光結合されたレーザ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光部にレンズが設けられている半導体レーザと、半導体レーザから出射された光の波長変換を行う光導波路型の第２高調波発生素子（ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）素子）を有するレーザ光源が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のレーザ光源では、半導体レーザに設けられたレンズの焦点位置に、ＳＨＧ素子の光導波路の入射部が一致するように、半導体レーザとＳＨＧ素子との位置合わせ調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６２２５２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、半導体レーザと光素子との間に、レンズ等の光学部品を含む光学的結合手段を設けると、光学的結合手段を設けることによるコストアップ、光量の損失等が生じる。また、半導体レーザ内のレーザ素子の発光部と光学的結合手段等の間の位置合わせも必要となり、半導体レーザが大型化し、結果としてレーザ光源を小型化しにくいという不具合もある。一方、光学的結合手段を設けることによるコストアップ、光量の損失等があるので、レーザ光源では、レーザ素子と光素子とを、光学的結合手段を利用せずに、直接光結合した方が効率的である。
【０００６】
なお、レーザ素子の発光部から出射したレーザ光は、必ずしもレーザ素子の発光部から鉛直方向に向かって真直ぐに出射されている訳ではない。更に、レーザ素子からのレーザ光を入射部で受光する光素子においても、入射部に対して、必ずしも鉛直方向から真直ぐに入射されるレーザ光が、良好な出力に繋がるとは限らない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためのレーザ光源を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、効率よく直接光結合させたレーザ素子及び光素子を含む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】
【０００９】
本発明に係るレーザ光源では、リッジ部を有し且つ発光部からレーザ光を出射するレーザ素子と、入射部に入射されたレーザ光を導波するための導波路を有する光素子と、レーザ素子と光素子とを直接光結合するように近接して接合させるための基板を有し、発光部の位置に対して入射部の位置が上方又は下方に所定距離シフトされた状態でレーザ素子及び光素子が基板に接合されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係るレーザ光源では、レーザ素子のリッジ部側が基板に接合されている場合には、発光部の位置に対して入射部の位置が下方に所定距離シフトされるように、光素子が基板に接合されていることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明に係るレーザ光源では、光素子の導波路側が基板に接合されている場合には、入射部の位置に対して発光部が下方に所定距離シフトされるように、レーザ素子が基板に接合されていることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明に係るレーザ光源では、レーザ素子の発光部から、レーザ光の中間フィールドに相当する距離だけ離れた位置に、光素子の入射部が配置されることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明に係るレーザ光源では、光素子は、レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を変換する波長変換素子であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、リッジ型のレーザ素子及び光導波路型のＳＨＧ素子を、それぞれの光学的特性に基づいて直接光結合させたので、リッジ型のレーザ素子及び光導波路型のＳＨＧ素子の結合効率を高めることが可能となった。
【００１５】
また、本発明によれば、光学的結合手段を利用せずに、リッジ型のレーザ素子及び光導波路型のＳＨＧ素子を直接光結合させたので、レーザ光源のコストダウン、小型化、フラット化、及び／又は高出力化を達成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】レーザ光源１を示す図である。
【図２】ＬＤ素子２０概略構成図である。
【図３】ＬＤ素子２０から出力されるレーザ光の光強度分布（１）を示す図である。
【図４】ＬＤ素子２０から出力されるレーザ光の光強度分布（２）を示す図である。
【図５】ＳＨＧ素子３０の概略構成図である。
【図６】ＳＨＧ３０の入射光の角度と出射光の強度との関係（１）を示す図である。
【図７】ＳＨＧ３０の入射光の角度と出射光の強度との関係（２）を示す図である。
【図８】ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０との光結合の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面を参照して、本発明に係るレーザ光源について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１８】
図１（ａ）はレーザ光源１の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ´断面図であり、図１（ｃ）はマイクロバンプの断面図である。
【００１９】
レーザ光源１は、シリコン基板１０、シリコン基板１０上に固定されたＬＤ（レーザ・ダイオード）素子２０及びＬＤ素子２０から出射された光の波長変換を行うためのＳＨＧ素子３０、ＳＨＧ素子３０から出射された波長変換されたレーザ光を光ファイバ５０へ伝播させるためのカップリング素子４０、ＬＤ素子２０へ駆動電流を供給等するためのＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）６０、シリコン基板１０を保持する保持部材７０等を含んで構成されている。なお、保持部材７０を含むレーザ光源１を覆うカバー部材（不図示）を設けても良い。
【００２０】
シリコン基板１０上にはＳｉＯ2（二酸化ケイ素）薄膜１１が形成され、ＳｉＯ2薄膜１１上にはＴｉ（チタン）薄膜１２が形成され、Ｔｉ薄膜１２上にはマイクロバンプ１３および１４が形成されている。ＳｉＯ2薄膜１１は、シリコン基板１０とマイクロバンプ１３及び１４との間を絶縁する絶縁層として機能し、Ｔｉ薄膜１２は、ＳｉＯ2薄膜１１とＡｕから構成されるマイクロバンプ１３および１４との密着性を高めるために形成されている。
【００２１】
マイクロバンプ１３は、図１（ｃ）に記載されるように、構成される複数の切頭円錐型の突起部分が等ピッチ（例えば、２μｍピッチ）で左右均等に配置されたものである。切頭円錐型の突起部分は、例えば、底面が直径２μｍの円形、上面が直径１μｍの円形、高さ２μｍとすることができる。マイクロバンプ１４についても同様である。
【００２２】
マイクロバンプ１３の表面は活性化処理が施され、ＬＤ素子２０のマイクロバンプ側の基板にも、Ａｕ層が形成され、その表面は活性化処理が施されている。したがって、マイクロバンプ１３の上部に所定の荷重を加えてＬＤ素子２０を実装するだけで、ＬＤ素子２０はマイクロバンプ１８上に表面活性化結合して固定される。また、ＬＤ素子２０は、ＦＰＣ６０及びマイクロバンプ１３を介して駆動電流の供給を受けるように構成されている。
【００２３】
マイクロバンプ１４の表面も活性化処理が施され、ＳＨＧ素子３０のマイクロバンプ側の基板にも、Ａｕ層が形成され、その表面は活性化処理が施されている。したがって、マイクロバンプ１４の上部に所定の荷重を加えてＳＨＧ素子３０を実装するだけで、ＳＨＧ素子３０はマイクロバンプ１４上に表面活性化結合して固定される。また、ＳＨＧ素子３０に所定の荷重を印加することによって、マイクロバンプ１４が潰れてＳＨＧ素子３０とＬＤ素子２０との高さ方向（Ｚ軸方向）の相対位置関係を調整することが可能となっている。なお、ＳＨＧ素子３０を動作させるために駆動電流を供給する必要はないので、ＳＨＧ素子３０とＦＰＣ６０とを電気的に接続する必要はない。
【００２４】
なお、図１（ｃ）に示すマイクロバンプの形状は一例であって、これに限定されるものではない。また、ＳＨＧ素子３０とＬＤ素子２０との高さ方向（Ｚ軸方向）の相対位置関係を調整することが可能な方式であれば、マイクロバンプ以外の他の接合方式（通常のＡｕバンプ等）を採用することも可能である。
【００２５】
図２は、ＬＤ素子２０概略構成図である。
【００２６】
ＬＤ素子２０は、リッジ型のレーザ素子（埋め込み型ではなく）で、クラッド層（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）２１とリッジ部（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）２３との間の活性層（ＧａＡｓ）２２の発光部２６から、１０６４ｎｍの波長のレーザ光を出射する。レーザ光源内のレーザ素子と光素子との光結合を良好に行うために、ＬＤ素子２０では、埋込構造を用いずに、光を導波する導波路としてのリッジ部２３を有している。しかしながら、ジャンクションダウンによりリッジ部２３側をシリコン基板１０に接合する場合に、その表面が平坦で無くなるため、溝部２７を挟んでコンタクト部２４及び２５が形成されている。このような構成によって、リッジ部２３側が平坦になるため、安定して、ジャンクションダウンによりシリコン基板１０に接合することが可能となる。
【００２７】
図３は、ＬＤ素子２０から出力されるレーザ光の光強度分布（１）を示す図である。
【００２８】
図３に示すように、リッジ部２３を上にしてＬＤ素子２０を基台上にクラッド層２１を接合するように配置し、発光部２６と同じレベルにおけるＺ軸上のレーザ光を測定した。また、リッジ部２３の上方には基台等の障害物を配置せずオープン状態としている。
【００２９】
図３（ａ）は発光部２６から０．１μｍ離れた位置（ニア・フィールド）における光強度分布を示し、図３（ｂ）は発光部２６から１μｍ離れた位置における光強度分布を示し、図３（ｃ）は発光部２６から３μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図３（ｄ）は発光部２６から１０μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図３（ｅ）は発光部２６から１５μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図３（ｆ）は発光部２６から１１０μｍ（約１００×λ（１０６４nｍ））離れた位置（ファー・フィールド）における光強度分布を示している。
【００３０】
なお、ニア・フィールドとはＬＤ素子２０の発光部近傍を示し、中間フィールドとはＬＤ素子２０の発光部から３λ〜１５λ（λはＬＤ素子２０の発光波長）離れた位置を示し、ファー・フィールドとはＬＤ素子２０の発光部から１００λ以上離れた位置を示すものとする。
【００３１】
図３（ａ）〜図３（ｆ）における原点「０」はＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を示しており、「＋」は図上における上側を示し、「−」は図上における下側を示している。また、図３（ａ）〜図３（ｆ）の光強度は、発光部２６から０．１μｍ離れた位置（ニア・フィールド）における最大光強度を「１．０」として表している。さらに、Ｕ１〜Ｕ６は各光強度分布の最大強度位置と原点とのずれ量を示している。なお、ファー・フィールド（図３（ｆ）参照）におけるずれ量はほぼゼロとなっている。
【００３２】
図３（ａ）〜図３（ｅ）から理解できるように、ニア・フィールドから中間フィールドでは、各光強度分布の最大強度位置は、発光部２６と同じ位置（原点）よりリッジ部２３側にずれている。これは、ＬＤ素子２０のリッジ部２３が導波路として機能していることから、ＬＤ素子２０の発光部２６から出射されるレーザ光の光強度分布がＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を頂点とする分布とならず、リッジ部２３側にずれているからであると考えられる。また、図３（ｆ）から理解できるように、ファー・フィールドでは、各光強度分布の最大強度位置は、発光部２６とほぼ同じ位置（原点）となる。これは、ファー・フィールドでは、発光部２６から距離が長いため、レーザ光を伝播する様々なモードが存在することによって、光強度が均一化されるからと考えられる。
【００３３】
図４は、ＬＤ素子２０から出力されるレーザ光の光強度分布（２）を示す図である。
【００３４】
図４に示すように、クラッド層２１を上にしてＬＤ素子２０を基台上にリッジ部２３を接合するように配置し、発光部２６と同じレベルにおけるＺ軸上のレーザ光を測定した。また、クラッド層２１の上方には基台等の障害物を配置せずオープン状態としている。
【００３５】
図４（ａ）は発光部２６から０．１μｍ離れた位置（ニア・フィールド）における光強度分布を示し、図４（ｂ）は発光部２６から１μｍ離れた位置における光強度分布を示し、図４（ｃ）は発光部２６から３μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図４（ｄ）は発光部２６から１０μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図４（ｅ）は発光部２６から１５μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図ｆ（ｆ）は発光部２６から１１０μｍ（約１００×λ（１０６４nｍ））離れた位置（ファー・フィールド）における光強度分布を示している。
【００３６】
図４（ａ）〜図４（ｆ）における原点「０」はＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を示しており、「＋」は図上における上側を示し、「−」は図上における下側を示している。また、図４（ａ）〜図４（ｆ）の光強度は、発光部２６から０．１μｍ離れた位置（ニア・フィールド）における最大光強度を「１．０」として表している。さらに、Ｖ１〜Ｖ６は各光強度分布の最大強度位置と原点とのずれ量を示している。なお、ファー・フィールド（図４（ｆ）参照）におけるずれ量はほぼゼロとなっている。
【００３７】
図４（ａ）〜図４（ｅ）から理解できるように、ニア・フィールドから中間フィールドでは、各光強度分布の最大強度位置は、発光部２６と同じ位置（原点）よりリッジ部２３側にずれている。これは、ＬＤ素子２０のリッジ部２３が導波路として機能していることから、ＬＤ素子２０の発光部２６から出射されるレーザ光の光強度分布がＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を頂点とする分布とならず、リッジ部２３側にずれているからであると考えられる。また、図４（ｆ）から理解できるように、ファー・フィールドでは、各光強度分布の最大強度位置は、発光部２６とほぼ同じ位置（原点）となる。これは、ファー・フィールドでは、発光部２６から距離が長いため、レーザ光を伝播する様々なモードが存在することによって、光強度が均一化されるからと考えられる。
【００３８】
さらに、ニア・フィールドから中間フィールドにおけるずれ量Ｖ１〜Ｖ５は、図３に示したニア・フィールドから中間フィールドにおけるずれ量Ｕ１〜Ｕ５より小さい値となっている。これは、リッジ部２３側に基台が存在するため、ＬＤ素子２０の発光部２６から出射されるレーザ光の強度分布のずれ量が少なくなっているためと考えられる。
【００３９】
図３及び図４より、ずれ量の違いはあるが、ＬＤ素子２０の発光部２６から出射されるレーザ光の光強度分布がＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を頂点とする分布とならず、リッジ部２３側にずれることが理解できる。なお、このような現象は、リッジ型導波路を有するＬＤ素子（リッジ型レーザ素子）に共通する特徴である。
【００４０】
図５は、ＳＨＧ素子３０の概略構成図である。
【００４１】
ＳＨＧ素子３０は、ＰＰＬＮ（Periodicaly Poled Lithium Niobate）結晶３１の表面に光導波路３２を形成し、光導波路３２の両端面を光学研磨して基本波長１０６４ｎｍのレーザ光に対する無反射コーティングを施したものである。ＳＨＧ素子３０の光導波路３２の端面に設けられた入射部３６に、基本波長１０６４ｎｍのレーザ光が入射されると、第２高調波を発生して元のレーザ光の１／２波長のレーザ光、即ち波長５３２ｎｍのＧ光が出射されるように構成されている。しかしながら、ＳＨＧ素子３０の光導波路３２側をシリコン基板１０に接合する場合に、その表面が平坦で無いため、光導波路３２を挟んでコンタクト部３３及び３４が形成されている。このような構成によって、光導波路３２側が平坦になるため、安定して、シリコン基板１０に接合することが可能となる。
【００４２】
図６は、ＳＨＧ３０の入射光の角度と出射光の強度との関係（１）を示す図である。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、光導波路３２を上にしてＳＨＧ素子３０を基台上にＰＰＬＮ結晶３１を接合するように配置し、入射部３６に基本波長１０６３ｎｍのレーザ光を、入射角度を変更しながら入射した時に出射される波長５３２ｎｍのＧ光の最大光強度を測定した。また、光導波路３２の上方には基台等の障害物を配置せずオープン状態としている。
【００４４】
図６（ｂ）は横軸を入射角度α、縦軸をＳＨＧ素子３０から出射される波長５３２ｎｍのＧ光の光強度としたものである。なお、図６（ｂ）において、光強度の最大値を「１．０」として縦軸の値を正規化している。また、ＳＨＧ素子３０の入射部３６の中心部と平行な位置を原点「０」とし、図６（ａ）の図中の上側を「＋」とし、図６（ｂ）の図中の下側を「−」としている。
【００４５】
図６（ｂ）から理解できるように、基本波長１０６３ｎｍのレーザ光を入射角度α１で図６（ａ）における「＋」側から入射した場合に、最も良好に波長５３２ｎｍのＧ光が出射されることが理解できる。これは、光導波路３２が、ＰＰＬＮ結晶３１から突出していることから、光導波路３２側からＰＰＬＮ結晶３１側へ向かう光が入射されることにより、最も効率良く、第２高調波が発生されるものと考えられる。
【００４６】
図７は、ＳＨＧ３０の入射光の角度と出射光の強度との関係（２）を示す図である。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、ＰＰＬＮ結晶３１を上にしてＳＨＧ素子３０を基台上に光導波路３２を接合するように配置し、入射部３６に基本波長１０６３ｎｍのレーザ光を、入射角度を変更しながら入射した時に出射される波長５３２ｎｍのＧ光の最大光強度を測定した。また、ＰＰＬＮ結晶３１の上方には基台等の障害物を配置せずオープン状態としている。
【００４８】
図７（ｂ）は横軸を入射角度α、縦軸をＳＨＧ素子３０から出射される波長５３２ｎｍのＧ光の光強度としたものである。なお、図７（ｂ）において、光強度の最大値を「１．０」として縦軸の値を正規化している。また、ＳＨＧ素子３０の入射部３６の中心部と平行な位置を原点「０」とし、図７（ａ）の図中の上側を「＋」とし、図６（ｂ）の図中の下側を「−」としている。
【００４９】
図７（ｂ）から理解できるように、基本波長１０６３ｎｍのレーザ光を入射角度α２で図７（ａ）における「−」側から入射した場合に、最も良好に波長５３２ｎｍのＧ光が出射されることが理解できる。これは、光導波路３２が、ＰＰＬＮ結晶３１から突出していることから、光導波路３２側からＰＰＬＮ結晶３１側へ向かう光が入射されることにより、最も効率良く、第２高調波が発生されるものと考えられる。また、前述した図６（ｂ）に示すα１と図７（ｂ）に示すα２の絶対値は同じであった。
【００５０】
図６及び図７より、光導波路を有するＳＨＧ素子３０へ基本波長を入力する際には、光導波路３２側からＰＰＬＮ結晶３１側へ向かう光が入射されることにより、最も効率良く、第２高調波が発生されるものと考えられる。なお、上記のＳＨＧ素子３０の特性は、光導波路が突出しているＳＨＧ素子（光導波路型ＳＨＧ素子）の全てに当てはまる特性であると考えらえる。
【００５１】
図８は、ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０との光結合の状態を示す図である。
【００５２】
図３及び図４より、リッジ型導波路を有するＬＤ素子２０では、中間フィールドにおいて、出射されるレーザ光の光強度分布がリッジ部２３側にずれることが理解できる。また、図６及び図７より、光導波路を有するＳＨＧ素子３０へ基本波長を入力する際には、光導波路３２側からＰＰＬＮ結晶３１側へ向かう光が入射されることにより、最も効率良く、第２高調波が発生されることが理解できる。
【００５３】
ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０を、光学結合手段（コリメータレンズや集光レンズ等）を利用せずに、直接光結合させる場合、できるだけＬＤ素子２０の発光部２６とＳＨＧ素子３０の入射部３６を近接させることが好ましい。しかしながら、シリコン基板１０上に実装装置によって実装する場合に最も近接させることが可能な距離ｄは大よそ、１０μｍ程度、即ち中間フィールドの距離である。
【００５４】
図８（ａ）では、ＬＤ素子２０のクラッド層２１をシリコン基板１０へマイクロバンプ１３によって接合するように実装し、ＳＨＧ素子３０の光導波路３２側をシリコン基板１０へマイクロバンプ１４によって接合するように実装している。なお、図８（ａ）において、シリコン基板１０上の平面方向（ＸＹ平面）の位置精度はアライメントマーク等の基準マークをシリコン基板１０上に設けることによって実装する際に、実装装置によって調整を行っている。また、ＬＤ素子２０との距離ｄは、１０μｍとなるように設定されている。
【００５５】
このように、図８（ａ）の場合では、リッジ型導波路を有するＬＤ素子２０のリッジ部を上にしてシリコン基板１０へ接合され、ＬＤ素子２０の発光部２６の位置Ｓ２より、光導波路を有するＳＨＧ素子３０の光導波路３２の入射部３６の位置Ｓ１が上側になるように且つＳＨＧ素子３０の光導波路３２側をシリコン基板に接合している。したがって、図８（ａ）の場合では、ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０が、良好に直接光結合を行うことが可能となった。即ち、ＳＨＧ素子３０の光導波路３２側がシリコン基板１０に接合されている場合には、入射部３６の位置に対して発光部２６の位置が下方に距離Ｗ１だけシフトされるように、ＬＤ素子２０がシリコン基板１０に接合されることとなる。ＬＤ素子２０のＳＨＧ素子３０に対する位置関係は、マイクロバンプ１３及び／又は１４の潰し量を調整することにより行う。
【００５６】
図８（ｂ）では、リッジ型導波路を有するＬＤ素子２０のリッジ部２３側をジャンクションダウンでシリコン基板１０へ接合し、ＬＤ素子２０の発光部２６の位置Ｓ２より、光導波路を有するＳＨＧ素子３０の光導波路３２の入射部３６の位置Ｓ１が下側になるように且つＳＨＧ素子３０の光導波路３２が上側になるようにシリコン基板に接合している。したがって、図８（ｂ）の場合でも、ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０が、良好に直接光結合を行うことが可能となった。即ち、ＬＤ素子２０のリッジ部２３側がシリコン基板１０に接合されている場合には、発光部２６の位置に対して入射部３６の位置が下方に距離Ｗ２だけシフトされるように、ＳＨＧ素子３０がシリコン基板１０に接合されることとなる。ＳＨＧ素子３０のＬＤ素子２０に対する位置関係は、マイクロバンプ１３及び／又は１４の潰し量を調整することにより行う。
【００５７】
図３及び図４の例で説明したように、リッジ型導波路を有するＬＤ素子２０のリッジ部２３側をジャンクションダウンでシリコン基板１０へ接合した場合の方が、原点から光強度分布の中心位置のずれ量が少ない。したがって、図８（ｂ）における位置Ｓ２と位置Ｓ１との間のずれ量Ｗ２よりも、図８（ａ）における位置Ｓ２と位置Ｓ１との間のずれ量Ｗ１を大きくした方がより良い直接光結合を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１ レーザ光源
１０ シリコン基板
１３、１４ マイクロバンプ
２０ ＬＤ素子
３０ ＳＨＧ素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源に関し、特にレーザ素子と光素子が直接光結合されたレーザ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光部にレンズが設けられている半導体レーザと、半導体レーザから出射された光の波長変換を行う光導波路型の第２高調波発生素子（ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）素子）を有するレーザ光源が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のレーザ光源では、半導体レーザに設けられたレンズの焦点位置に、ＳＨＧ素子の光導波路の入射部が一致するように、半導体レーザとＳＨＧ素子との位置合わせ調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６２２５２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、半導体レーザと光素子との間に、レンズ等の光学部品を含む光学的結合手段を設けると、光学的結合手段を設けることによるコストアップ、光量の損失等が生じる。また、半導体レーザ内のレーザ素子の発光部と光学的結合手段等の間の位置合わせも必要となり、半導体レーザが大型化し、結果としてレーザ光源を小型化しにくいという不具合もある。一方、光学的結合手段を設けることによるコストアップ、光量の損失等があるので、レーザ光源では、レーザ素子と光素子とを、光学的結合手段を利用せずに、直接光結合した方が効率的である。
【０００６】
なお、レーザ素子の発光部から出射したレーザ光は、必ずしもレーザ素子の発光部から鉛直方向に向かって真直ぐに出射されている訳ではない。更に、レーザ素子からのレーザ光を入射部で受光する光素子においても、入射部に対して、必ずしも鉛直方向から真直ぐに入射されるレーザ光が、良好な出力に繋がるとは限らない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためのレーザ光源を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、効率よく直接光結合させたレーザ素子及び光素子を含む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】
【０００９】
本発明に係るレーザ光源では、リッジ部を有し且つ発光部からレーザ光を出射するレーザ素子と、入射部に入射されたレーザ光を導波するための導波路を有する光素子と、レーザ素子と光素子とを直接光結合するように近接して接合させるための基板を有し、発光部の位置に対して入射部の位置が上方又は下方に所定距離シフトされた状態でレーザ素子及び光素子が基板に接合されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係るレーザ光源では、レーザ素子のリッジ部側が基板に接合されている場合には、発光部の位置に対して入射部の位置が下方に所定距離シフトされるように、光素子が基板に接合されていることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明に係るレーザ光源では、光素子の導波路側が基板に接合されている場合には、入射部の位置に対して発光部が下方に所定距離シフトされるように、レーザ素子が基板に接合されていることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明に係るレーザ光源では、レーザ素子の発光部から、レーザ光の中間フィールドに相当する距離だけ離れた位置に、光素子の入射部が配置されることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明に係るレーザ光源では、光素子は、レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を変換する波長変換素子であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、リッジ型のレーザ素子及び光導波路型のＳＨＧ素子を、それぞれの光学的特性に基づいて直接光結合させたので、リッジ型のレーザ素子及び光導波路型のＳＨＧ素子の結合効率を高めることが可能となった。
【００１５】
また、本発明によれば、光学的結合手段を利用せずに、リッジ型のレーザ素子及び光導波路型のＳＨＧ素子を直接光結合させたので、レーザ光源のコストダウン、小型化、フラット化、及び／又は高出力化を達成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】レーザ光源１を示す図である。
【図２】ＬＤ素子２０概略構成図である。
【図３】ＬＤ素子２０から出力されるレーザ光の光強度分布（１）を示す図である。
【図４】ＬＤ素子２０から出力されるレーザ光の光強度分布（２）を示す図である。
【図５】ＳＨＧ素子３０の概略構成図である。
【図６】ＳＨＧ３０の入射光の角度と出射光の強度との関係（１）を示す図である。
【図７】ＳＨＧ３０の入射光の角度と出射光の強度との関係（２）を示す図である。
【図８】ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０との光結合の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面を参照して、本発明に係るレーザ光源について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１８】
図１（ａ）はレーザ光源１の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ´断面図であり、図１（ｃ）はマイクロバンプの断面図である。
【００１９】
レーザ光源１は、シリコン基板１０、シリコン基板１０上に固定されたＬＤ（レーザ・ダイオード）素子２０及びＬＤ素子２０から出射された光の波長変換を行うためのＳＨＧ素子３０、ＳＨＧ素子３０から出射された波長変換されたレーザ光を光ファイバ５０へ伝播させるためのカップリング素子４０、ＬＤ素子２０へ駆動電流を供給等するためのＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）６０、シリコン基板１０を保持する保持部材７０等を含んで構成されている。なお、保持部材７０を含むレーザ光源１を覆うカバー部材（不図示）を設けても良い。
【００２０】
シリコン基板１０上にはＳｉＯ2（二酸化ケイ素）薄膜１１が形成され、ＳｉＯ2薄膜１１上にはＴｉ（チタン）薄膜１２が形成され、Ｔｉ薄膜１２上にはマイクロバンプ１３および１４が形成されている。ＳｉＯ2薄膜１１は、シリコン基板１０とマイクロバンプ１３及び１４との間を絶縁する絶縁層として機能し、Ｔｉ薄膜１２は、ＳｉＯ2薄膜１１とＡｕから構成されるマイクロバンプ１３および１４との密着性を高めるために形成されている。
【００２１】
マイクロバンプ１３は、図１（ｃ）に記載されるように、構成される複数の切頭円錐型の突起部分が等ピッチ（例えば、２μｍピッチ）で左右均等に配置されたものである。切頭円錐型の突起部分は、例えば、底面が直径２μｍの円形、上面が直径１μｍの円形、高さ２μｍとすることができる。マイクロバンプ１４についても同様である。
【００２２】
マイクロバンプ１３の表面は活性化処理が施され、ＬＤ素子２０のマイクロバンプ側の基板にも、Ａｕ層が形成され、その表面は活性化処理が施されている。したがって、マイクロバンプ１３の上部に所定の荷重を加えてＬＤ素子２０を実装するだけで、ＬＤ素子２０はマイクロバンプ１８上に表面活性化結合して固定される。また、ＬＤ素子２０は、ＦＰＣ６０及びマイクロバンプ１３を介して駆動電流の供給を受けるように構成されている。
【００２３】
マイクロバンプ１４の表面も活性化処理が施され、ＳＨＧ素子３０のマイクロバンプ側の基板にも、Ａｕ層が形成され、その表面は活性化処理が施されている。したがって、マイクロバンプ１４の上部に所定の荷重を加えてＳＨＧ素子３０を実装するだけで、ＳＨＧ素子３０はマイクロバンプ１４上に表面活性化結合して固定される。また、ＳＨＧ素子３０に所定の荷重を印加することによって、マイクロバンプ１４が潰れてＳＨＧ素子３０とＬＤ素子２０との高さ方向（Ｚ軸方向）の相対位置関係を調整することが可能となっている。なお、ＳＨＧ素子３０を動作させるために駆動電流を供給する必要はないので、ＳＨＧ素子３０とＦＰＣ６０とを電気的に接続する必要はない。
【００２４】
なお、図１（ｃ）に示すマイクロバンプの形状は一例であって、これに限定されるものではない。また、ＳＨＧ素子３０とＬＤ素子２０との高さ方向（Ｚ軸方向）の相対位置関係を調整することが可能な方式であれば、マイクロバンプ以外の他の接合方式（通常のＡｕバンプ等）を採用することも可能である。
【００２５】
図２は、ＬＤ素子２０概略構成図である。
【００２６】
ＬＤ素子２０は、リッジ型のレーザ素子（埋め込み型ではなく）で、クラッド層（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）２１とリッジ部（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）２３との間の活性層（ＧａＡｓ）２２の発光部２６から、１０６４ｎｍの波長のレーザ光を出射する。レーザ光源内のレーザ素子と光素子との光結合を良好に行うために、ＬＤ素子２０では、埋込構造を用いずに、光を導波する導波路としてのリッジ部２３を有している。しかしながら、ジャンクションダウンによりリッジ部２３側をシリコン基板１０に接合する場合に、その表面が平坦で無くなるため、溝部２７を挟んでコンタクト部２４及び２５が形成されている。このような構成によって、リッジ部２３側が平坦になるため、安定して、ジャンクションダウンによりシリコン基板１０に接合することが可能となる。
【００２７】
図３は、ＬＤ素子２０から出力されるレーザ光の光強度分布（１）を示す図である。
【００２８】
図３に示すように、リッジ部２３を上にしてＬＤ素子２０を基台上にクラッド層２１を接合するように配置し、発光部２６と同じレベルにおけるＺ軸上のレーザ光を測定した。また、リッジ部２３の上方には基台等の障害物を配置せずオープン状態としている。
【００２９】
図３（ａ）は発光部２６から０．１μｍ離れた位置（ニア・フィールド）における光強度分布を示し、図３（ｂ）は発光部２６から１μｍ離れた位置における光強度分布を示し、図３（ｃ）は発光部２６から３μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図３（ｄ）は発光部２６から１０μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図３（ｅ）は発光部２６から１５μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図３（ｆ）は発光部２６から１１０μｍ（約１００×λ（１０６４nｍ））離れた位置（ファー・フィールド）における光強度分布を示している。
【００３０】
なお、ニア・フィールドとはＬＤ素子２０の発光部近傍を示し、中間フィールドとはＬＤ素子２０の発光部から３λ〜１５λ（λはＬＤ素子２０の発光波長）離れた位置を示し、ファー・フィールドとはＬＤ素子２０の発光部から１００λ以上離れた位置を示すものとする。
【００３１】
図３（ａ）〜図３（ｆ）における原点「０」はＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を示しており、「＋」は図上における上側を示し、「−」は図上における下側を示している。また、図３（ａ）〜図３（ｆ）の光強度は、発光部２６から０．１μｍ離れた位置（ニア・フィールド）における最大光強度を「１．０」として表している。さらに、Ｕ１〜Ｕ６は各光強度分布の最大強度位置と原点とのずれ量を示している。なお、ファー・フィールド（図３（ｆ）参照）におけるずれ量はほぼゼロとなっている。
【００３２】
図３（ａ）〜図３（ｅ）から理解できるように、ニア・フィールドから中間フィールドでは、各光強度分布の最大強度位置は、発光部２６と同じ位置（原点）よりリッジ部２３側にずれている。これは、ＬＤ素子２０のリッジ部２３が導波路として機能していることから、ＬＤ素子２０の発光部２６から出射されるレーザ光の光強度分布がＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を頂点とする分布とならず、リッジ部２３側にずれているからであると考えられる。また、図３（ｆ）から理解できるように、ファー・フィールドでは、各光強度分布の最大強度位置は、発光部２６とほぼ同じ位置（原点）となる。これは、ファー・フィールドでは、発光部２６から距離が長いため、レーザ光を伝播する様々なモードが存在することによって、光強度が均一化されるからと考えられる。
【００３３】
図４は、ＬＤ素子２０から出力されるレーザ光の光強度分布（２）を示す図である。
【００３４】
図４に示すように、クラッド層２１を上にしてＬＤ素子２０を基台上にリッジ部２３を接合するように配置し、発光部２６と同じレベルにおけるＺ軸上のレーザ光を測定した。また、クラッド層２１の上方には基台等の障害物を配置せずオープン状態としている。
【００３５】
図４（ａ）は発光部２６から０．１μｍ離れた位置（ニア・フィールド）における光強度分布を示し、図４（ｂ）は発光部２６から１μｍ離れた位置における光強度分布を示し、図４（ｃ）は発光部２６から３μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図４（ｄ）は発光部２６から１０μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図４（ｅ）は発光部２６から１５μｍ離れた位置（中間フィールド）における光強度分布を示し、図ｆ（ｆ）は発光部２６から１１０μｍ（約１００×λ（１０６４nｍ））離れた位置（ファー・フィールド）における光強度分布を示している。
【００３６】
図４（ａ）〜図４（ｆ）における原点「０」はＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を示しており、「＋」は図上における上側を示し、「−」は図上における下側を示している。また、図４（ａ）〜図４（ｆ）の光強度は、発光部２６から０．１μｍ離れた位置（ニア・フィールド）における最大光強度を「１．０」として表している。さらに、Ｖ１〜Ｖ６は各光強度分布の最大強度位置と原点とのずれ量を示している。なお、ファー・フィールド（図４（ｆ）参照）におけるずれ量はほぼゼロとなっている。
【００３７】
図４（ａ）〜図４（ｅ）から理解できるように、ニア・フィールドから中間フィールドでは、各光強度分布の最大強度位置は、発光部２６と同じ位置（原点）よりリッジ部２３側にずれている。これは、ＬＤ素子２０のリッジ部２３が導波路として機能していることから、ＬＤ素子２０の発光部２６から出射されるレーザ光の光強度分布がＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を頂点とする分布とならず、リッジ部２３側にずれているからであると考えられる。また、図４（ｆ）から理解できるように、ファー・フィールドでは、各光強度分布の最大強度位置は、発光部２６とほぼ同じ位置（原点）となる。これは、ファー・フィールドでは、発光部２６から距離が長いため、レーザ光を伝播する様々なモードが存在することによって、光強度が均一化されるからと考えられる。
【００３８】
さらに、ニア・フィールドから中間フィールドにおけるずれ量Ｖ１〜Ｖ５は、図３に示したニア・フィールドから中間フィールドにおけるずれ量Ｕ１〜Ｕ５より小さい値となっている。これは、リッジ部２３側に基台が存在するため、ＬＤ素子２０の発光部２６から出射されるレーザ光の強度分布のずれ量が少なくなっているためと考えられる。
【００３９】
図３及び図４より、ずれ量の違いはあるが、ＬＤ素子２０の発光部２６から出射されるレーザ光の光強度分布がＬＤ素子２０の発光部２６と同じ位置を頂点とする分布とならず、リッジ部２３側にずれることが理解できる。なお、このような現象は、リッジ型導波路を有するＬＤ素子（リッジ型レーザ素子）に共通する特徴である。
【００４０】
図５は、ＳＨＧ素子３０の概略構成図である。
【００４１】
ＳＨＧ素子３０は、ＰＰＬＮ（Periodicaly Poled Lithium Niobate）結晶３１の表面に光導波路３２を形成し、光導波路３２の両端面を光学研磨して基本波長１０６４ｎｍのレーザ光に対する無反射コーティングを施したものである。ＳＨＧ素子３０の光導波路３２の端面に設けられた入射部３６に、基本波長１０６４ｎｍのレーザ光が入射されると、第２高調波を発生して元のレーザ光の１／２波長のレーザ光、即ち波長５３２ｎｍのＧ光が出射されるように構成されている。しかしながら、ＳＨＧ素子３０の光導波路３２側をシリコン基板１０に接合する場合に、その表面が平坦で無いため、光導波路３２を挟んでコンタクト部３３及び３４が形成されている。このような構成によって、光導波路３２側が平坦になるため、安定して、シリコン基板１０に接合することが可能となる。
【００４２】
図６は、ＳＨＧ３０の入射光の角度と出射光の強度との関係（１）を示す図である。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、光導波路３２を上にしてＳＨＧ素子３０を基台上にＰＰＬＮ結晶３１を接合するように配置し、入射部３６に基本波長１０６３ｎｍのレーザ光を、入射角度を変更しながら入射した時に出射される波長５３２ｎｍのＧ光の最大光強度を測定した。また、光導波路３２の上方には基台等の障害物を配置せずオープン状態としている。
【００４４】
図６（ｂ）は横軸を入射角度α、縦軸をＳＨＧ素子３０から出射される波長５３２ｎｍのＧ光の光強度としたものである。なお、図６（ｂ）において、光強度の最大値を「１．０」として縦軸の値を正規化している。また、ＳＨＧ素子３０の入射部３６の中心部と平行な位置を原点「０」とし、図６（ａ）の図中の上側を「＋」とし、図６（ｂ）の図中の下側を「−」としている。
【００４５】
図６（ｂ）から理解できるように、基本波長１０６３ｎｍのレーザ光を入射角度α１で図６（ａ）における「＋」側から入射した場合に、最も良好に波長５３２ｎｍのＧ光が出射されることが理解できる。これは、光導波路３２が、ＰＰＬＮ結晶３１から突出していることから、光導波路３２側からＰＰＬＮ結晶３１側へ向かう光が入射されることにより、最も効率良く、第２高調波が発生されるものと考えられる。
【００４６】
図７は、ＳＨＧ３０の入射光の角度と出射光の強度との関係（２）を示す図である。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、ＰＰＬＮ結晶３１を上にしてＳＨＧ素子３０を基台上に光導波路３２を接合するように配置し、入射部３６に基本波長１０６３ｎｍのレーザ光を、入射角度を変更しながら入射した時に出射される波長５３２ｎｍのＧ光の最大光強度を測定した。また、ＰＰＬＮ結晶３１の上方には基台等の障害物を配置せずオープン状態としている。
【００４８】
図７（ｂ）は横軸を入射角度α、縦軸をＳＨＧ素子３０から出射される波長５３２ｎｍのＧ光の光強度としたものである。なお、図７（ｂ）において、光強度の最大値を「１．０」として縦軸の値を正規化している。また、ＳＨＧ素子３０の入射部３６の中心部と平行な位置を原点「０」とし、図７（ａ）の図中の上側を「＋」とし、図６（ｂ）の図中の下側を「−」としている。
【００４９】
図７（ｂ）から理解できるように、基本波長１０６３ｎｍのレーザ光を入射角度α２で図７（ａ）における「−」側から入射した場合に、最も良好に波長５３２ｎｍのＧ光が出射されることが理解できる。これは、光導波路３２が、ＰＰＬＮ結晶３１から突出していることから、光導波路３２側からＰＰＬＮ結晶３１側へ向かう光が入射されることにより、最も効率良く、第２高調波が発生されるものと考えられる。また、前述した図６（ｂ）に示すα１と図７（ｂ）に示すα２の絶対値は同じであった。
【００５０】
図６及び図７より、光導波路を有するＳＨＧ素子３０へ基本波長を入力する際には、光導波路３２側からＰＰＬＮ結晶３１側へ向かう光が入射されることにより、最も効率良く、第２高調波が発生されるものと考えられる。なお、上記のＳＨＧ素子３０の特性は、光導波路が突出しているＳＨＧ素子（光導波路型ＳＨＧ素子）の全てに当てはまる特性であると考えらえる。
【００５１】
図８は、ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０との光結合の状態を示す図である。
【００５２】
図３及び図４より、リッジ型導波路を有するＬＤ素子２０では、中間フィールドにおいて、出射されるレーザ光の光強度分布がリッジ部２３側にずれることが理解できる。また、図６及び図７より、光導波路を有するＳＨＧ素子３０へ基本波長を入力する際には、光導波路３２側からＰＰＬＮ結晶３１側へ向かう光が入射されることにより、最も効率良く、第２高調波が発生されることが理解できる。
【００５３】
ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０を、光学結合手段（コリメータレンズや集光レンズ等）を利用せずに、直接光結合させる場合、できるだけＬＤ素子２０の発光部２６とＳＨＧ素子３０の入射部３６を近接させることが好ましい。しかしながら、シリコン基板１０上に実装装置によって実装する場合に最も近接させることが可能な距離ｄは大よそ、１０μｍ程度、即ち中間フィールドの距離である。
【００５４】
図８（ａ）では、ＬＤ素子２０のクラッド層２１をシリコン基板１０へマイクロバンプ１３によって接合するように実装し、ＳＨＧ素子３０の光導波路３２側をシリコン基板１０へマイクロバンプ１４によって接合するように実装している。なお、図８（ａ）において、シリコン基板１０上の平面方向（ＸＹ平面）の位置精度はアライメントマーク等の基準マークをシリコン基板１０上に設けることによって実装する際に、実装装置によって調整を行っている。また、ＬＤ素子２０との距離ｄは、１０μｍとなるように設定されている。
【００５５】
このように、図８（ａ）の場合では、リッジ型導波路を有するＬＤ素子２０のリッジ部を上にしてシリコン基板１０へ接合され、ＬＤ素子２０の発光部２６の位置Ｓ２より、光導波路を有するＳＨＧ素子３０の光導波路３２の入射部３６の位置Ｓ１が上側になるように且つＳＨＧ素子３０の光導波路３２側をシリコン基板に接合している。したがって、図８（ａ）の場合では、ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０が、良好に直接光結合を行うことが可能となった。即ち、ＳＨＧ素子３０の光導波路３２側がシリコン基板１０に接合されている場合には、入射部３６の位置に対して発光部２６の位置が下方に距離Ｗ１だけシフトされるように、ＬＤ素子２０がシリコン基板１０に接合されることとなる。ＬＤ素子２０のＳＨＧ素子３０に対する位置関係は、マイクロバンプ１３及び／又は１４の潰し量を調整することにより行う。
【００５６】
図８（ｂ）では、リッジ型導波路を有するＬＤ素子２０のリッジ部２３側をジャンクションダウンでシリコン基板１０へ接合し、ＬＤ素子２０の発光部２６の位置Ｓ２より、光導波路を有するＳＨＧ素子３０の光導波路３２の入射部３６の位置Ｓ１が下側になるように且つＳＨＧ素子３０の光導波路３２が上側になるようにシリコン基板に接合している。したがって、図８（ｂ）の場合でも、ＬＤ素子２０とＳＨＧ素子３０が、良好に直接光結合を行うことが可能となった。即ち、ＬＤ素子２０のリッジ部２３側がシリコン基板１０に接合されている場合には、発光部２６の位置に対して入射部３６の位置が下方に距離Ｗ２だけシフトされるように、ＳＨＧ素子３０がシリコン基板１０に接合されることとなる。ＳＨＧ素子３０のＬＤ素子２０に対する位置関係は、マイクロバンプ１３及び／又は１４の潰し量を調整することにより行う。
【００５７】
図３及び図４の例で説明したように、リッジ型導波路を有するＬＤ素子２０のリッジ部２３側をジャンクションダウンでシリコン基板１０へ接合した場合の方が、原点から光強度分布の中心位置のずれ量が少ない。したがって、図８（ｂ）における位置Ｓ２と位置Ｓ１との間のずれ量Ｗ２よりも、図８（ａ）における位置Ｓ２と位置Ｓ１との間のずれ量Ｗ１を大きくした方がより良い直接光結合を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１ レーザ光源
１０ シリコン基板
１３、１４ マイクロバンプ
２０ ＬＤ素子
３０ ＳＨＧ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リッジ部を有し、発光部からレーザ光を出射するレーザ素子と、
入射部に入射された前記レーザ光を導波するための導波路を有する光素子と、
前記レーザ素子と前記光素子とを直接光結合するように近接して接合させるための基板と、を有し、
前記発光部の位置に対して前記入射部の位置が上方又は下方に所定距離シフトされた状態で、前記レーザ素子及び前記光素子が前記基板に接合されている、
ことを特徴とするレーザ光源。
【請求項２】
前記レーザ素子の前記リッジ部側が前記基板に接合されている場合には、前記発光部の位置に対して前記入射部の位置が下方に所定距離シフトされるように、前記光素子が前記基板に接合されている、請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項３】
前記光素子の前記導波路側が前記基板に接合されている場合には、前記入射部の位置に対して前記発光部が下方に所定距離シフトされるように、前記レーザ素子が前記基板に接合されている、請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項４】
前記レーザ素子の前記発光部から、前記レーザ光の中間フィールドに相当する距離だけ離れた位置に、前記光素子の前記入射部が配置される、請求項１〜３の何れか一項に記載のレーザ光源。
【請求項５】
前記光素子は、前記レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を変換する波長変換素子である、請求項１〜４の何れか一項に記載のレーザ光源。
【請求項１】
リッジ部を有し、発光部からレーザ光を出射するレーザ素子と、
入射部に入射された前記レーザ光を導波するための導波路を有する光素子と、
前記レーザ素子と前記光素子とを直接光結合するように近接して接合させるための基板と、を有し、
前記発光部の位置に対して前記入射部の位置が上方又は下方に所定距離シフトされた状態で、前記レーザ素子及び前記光素子が前記基板に接合されている、
ことを特徴とするレーザ光源。
【請求項２】
前記レーザ素子の前記リッジ部側が前記基板に接合されている場合には、前記発光部の位置に対して前記入射部の位置が下方に所定距離シフトされるように、前記光素子が前記基板に接合されている、請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項３】
前記光素子の前記導波路側が前記基板に接合されている場合には、前記入射部の位置に対して前記発光部が下方に所定距離シフトされるように、前記レーザ素子が前記基板に接合されている、請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項４】
前記レーザ素子の前記発光部から、前記レーザ光の中間フィールドに相当する距離だけ離れた位置に、前記光素子の前記入射部が配置される、請求項１〜３の何れか一項に記載のレーザ光源。
【請求項５】
前記光素子は、前記レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を変換する波長変換素子である、請求項１〜４の何れか一項に記載のレーザ光源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４１２１７（Ｐ２０１３−４１２１７Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７９８３９（Ｐ２０１１−１７９８３９）
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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