[發明專利]激光光源

無效

• 申請號: 02126135.0
• 申請日: 2002-07-16
• 公開（公告）號: CN1398030A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發明（設計）人: 橫山敏史;北岡康夫;山本和久
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01S5/026
• 分類號: H01S5/026;G02B6/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉宗杰,葉愷東

[發明的詳細說明]

[發明所屬的技術領域]

本發明涉及在副支架上安裝半導體激光器和光波導器件的激光光源。

[現有技術]

為了實現光盤的高密度化和顯示的高清晰化，小型的短波長光源是必要的。作為小型的短波長光源，使用與半導體激光器準相位匹配(Quasi-Phase-Matched)(以下稱“QPM”)方式的光波導型2次諧波發生(Second-Harmonic-Generation)(以下稱“SHG”)器件(光波導型QPM-SHG器件)的相干光源正引人注目。(參照：山本等人，Optics?Letters?Vol.16，No.15，1156(1991))

在圖11中，示出了使用光波導型QPM-SHC器件的藍紫色光源的概略結構。作為半導體激光器，使用了具有分布布喇格反射器(以下稱“DBR”)區的波長可變DBR半導體激光器(以下稱“DBR半導體激光器”)44。DBR半導體激光器44是820nm波段的100mW級的AlGaAs系波長可變DBR半導體激光器，由有源層區45、相位調整區46和DBR區47構成。而且，借助于以一定的比例控制向相位調整區46和DBR區47注入的電流，可以使激射波長連續變化。

作為波長轉換器件的光波導型QPM-SHG器件48，由在作為強電介質基板的X板摻MgO的LiNbO₃基板49上形成的光波導50和周期性的極化反轉區51構成。這里，光波導50借助于質子交換形成。DBR半導體激光器44和光波導型QPM-SHG器件48，分別以形成有有源層和光波導50的面面向副支架52的方式固定在副支架52上，從DBR半導體激光器44的出射部53出射的激光直接耦合至光波導型QPM-SHG器件48的光波導入射部54。在使DBR半導體激光器44發光，并同時進行光耦合調整時，對于100mW的激光輸出，有60mW的激光耦合至光波導50內。通過控制向DBR半導體激光器44的相位調整區46和DBR區47注入的電流，使激射波長固定在光波導型QPM-SHG器件48的相位配匹波長上，可以得到20mW左右的、波長為410nm的藍紫光。

[發明所要解決的課題]

下面利用圖8對激光光源的結構和它的制作方法進行說明。

激光光源借助于在副支架52上配置光波導型QPM-SHG器件(光波導型波長轉換器件)48和DBR半導體激光器44制成。這時，用焊錫55作為焊接構件，以形成有有源層56的面與副支架52相向的方式，將DBR半導體激光器44固定在副支架52上。另外，用粘結劑57，以形成有光波導50的面與副支架52相向的方式，將光波導型QPM-SHG器件48固定在副支架52上。光波導型QPM-SHG器件48在垂直方向上的高度用襯墊58調整。

為制作模塊，使用了借助于圖像處理識別在光波導型QPM-SHG器件48和DBR半導體激光器44上形成的對準標記，分別進行定位并安裝的裝置。在這種場合，如何高效率地將從DBR半導體激光器44出射的光耦合至光波導50便成了問題。特別是在由DBR半導體激光器44和光波導型QPM-SHG器件48構成的短波長光源中，由于得到的高次諧波的光功率正比于與光波導50進行光耦合的基波功率的2次方，所以提高光耦合效率以及減小樣品間光耦合效率的分散性特別重要。

為實現高效率的光耦合，減小DBR半導體激光器44的激光出射部59與光波導型QPM-SHG器件48的光波導入射部60的間隔，并且使它們的水平方向(Y方向)以及垂直方向(Z方向)的位置一致是重要的。垂直方向的位置精度特別重要。由于隨著垂直方向的位置偏離，光耦合效率會大為減小，所以光波導型QPM-SHG器件48的光波導入射部60對DBR半導體激光器44的激光出射部59的位置偏離必須保持在±0.2μm以內。

在制作DBR半導體激光器44時，可以以非常高的精度控制從DBR半導體激光器44的表面至激光出射部59的距離da。由于光波導型QPM-SHG器件48上的光波導50在LiNbO₃基板49的表面上形成，所以對光波導入射部60的位置也能高精度地控制。由于用于光波導型QPM-SHG器件48的垂直方向的位置調整的襯墊58的大小的分散性在±0.1μm以內，所以能夠高精度地進行光波導入射部60的垂直方向的位置調整。不過為了高精度地進行垂直方向的位置調整，使從DBR半導體激光器44出射的光高效率地光耦合至光波導50，還必須高精度地控制作為DBR半導體激光器44的焊接構件的焊錫55的厚度。