[发明专利]波长转换元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种波长转换元件。

背景技术

如铌酸锂和钽酸锂单晶那样的非线性光学结晶的二次非线性光学常数较高，通过在这些结晶中形成周期性的极化反转结构，可实现准相位匹配(Quasi-Phase-Matched：QPM)方式的二次谐波发生(Second-Harmonic-Generation：SHG)装置。又，通过在该周期极化反转结构内形成波导，可实现高效的SHG装置，并能够广泛应用于光通信、医学、光化学、各种光计测等领域。

本申请人在日本专利公开2005-55528号专利申请中，提出了将法布里-珀罗(Fabry-Perot)型宽接触条形半导体激光器激振元件的输出光作为基本波对由非线性光学结晶构成的平板光波导(スラブ光導波路)进行入射，从平板光波导输出蓝色激光的技术。这里，平板光波导通过将铌酸锂钾等的非线性光学单晶的Z板研磨薄而制作而成。

发明内容

发明者尝试了使得从固体半导体激光光源出射的基本波朝向平板光波导入射，以产生二次谐波。此时，掺杂氧化镁的铌酸锂单晶的Z板用作为平板光波导，在该平板光导波中通过电压施加法形成周期极化反转结构。该Z板以树脂粘结剂与其他的较厚的支持基板粘结。

但是，这样实际制作这样的波长转换元件时，在激发二次谐波时，会产生以下不希望得到的现象。即，二次谐波输出的偏差比预想的要大，一部分元件的二次谐波的输出显著下降。又，制作元件对外部的光纤进行光轴调整时，使得激光入射到元件对光量进行计测。此时，元件的端面的附近树脂粘结层燃烧，在端面附近产生粘结破坏。

本发明的课题是，在平板光波导中形成周期极化反转结构，在该平板光波导相对支持基板粘结的结构的波长转换元件中，防止波长转换光的输出下降或变动，防止粘结层的燃烧导致的端面破环，以得到稳定的高输出。

本发明的波长转换元件，包括：支持基板；波长转换用基板，其由强介电性单晶所构成的Z板构成，形成有周期极化反转结构，该波长转换用基板的厚度为10μm以上、100μm以下；设置在所述波长转换用基板的底面的缓冲层；和将所述支持基板和所述缓冲层粘结，厚度为0.6μm以上、2.0μm以下的有机树脂粘结剂层。

发明者，研究了上述波长转换光的输出下降和粘结层燃烧的原因，发现由于周期分极反转结构、缓冲层和树脂粘结层之间的相互作用，对应于树脂粘结层的膜厚产生转换光的输出下降和粘结层的燃烧。

于是，基于上述认知发现，通过使得就在周期极化反转结构和缓冲层的正下方的树脂粘结层的膜厚在0.6μm以上、2.0μm以下，可稳定转换光的输出并将该输出维持得较高，且能够防止树脂粘结层的燃烧导致的端部破环，从而获得本发明。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的波长转换元件1的示意图。

图2是示意性显示比较例的波长转换元件的图。

图3是示意性显示比较例的波长转换元件的图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的作用效果进行更加详细的说明。

图1是本发明涉及的波长转换元件1的示意图。

在本实施例中，由强介电性的单晶构成的Z板2中，以一定周期形成有从上表面2a延伸到底面2b的极化反转部3。Z板是指极化反转方向为从基板的上表面朝向下表面延伸的基板。相邻的极化反转部3之间，分别留有非极化反转部4。极化反转部3和非极化反转部4以一定周期交替形成多个，从而构成周期极化反转结构5。波长转换用基板2的底面2b上形成缓冲层6。本实施例中，支持基板8通过有机树脂粘结层7粘结在缓冲层6之下。

又，在图1中虽未示出，但是在基板2的上表面2a侧也可形成缓冲层，其上也可进一步粘结其他的支持基板。

然后，使得基本波如箭头A那样从图未示的光源向入射面2c入射时，通过周期极化反转结构5接收波长转换，波长转换光从出射面2d如箭头B所示的那样出射。转换光的波长根据从光的传送方向看的极化反转周期来确定。

在本发明中，通过有机树脂粘结剂使得支持基板和缓冲层粘结，并限定有机树脂粘结剂层7的厚度t为0.6μm以上、2.0μm以下。下面描述这样限定的理由和作用效果。

通过对经过周期极化反转结构的波长转换光的损失增大的原因进行各种研究，得到以下的结论。下面参考图2对其进行说明。

首先，在强介电性单晶的Z基板上形成周期极化反转结构的情况下，基板的底面上，有极化反转部3相对非极化反转部4稍许后退的倾向。结果，在基板的底面上，产生微小的凹凸。在其上设置缓冲层6的话，在缓冲层6的表面上也会转印有波长转换用基板2的底面上的微小的凹凸。