平面波导型激光装置的制作方法

本发明涉及具有平板状的波导构造的平面波导型激光装置。

背景技术：

平面波导型激光器具有利用折射率比激光介质低的包层夹入在激光的振荡方向上伸长的薄平板状的激光介质的上下两面的构造，具有使激光介质还作为波导发挥功能的构造。该平面波导型激光器的波导厚度较薄，激励密度较高，因此，在使用感应发射截面面积较小的激光介质的情况下，也可得到较大增益，能够实现高效的振荡动作。进而，通过在宽度方向上扩宽波导，能够进行使激励密度保持规定值的输出的缩放。

专利文献1所示的现有的平面波导型激光装置具有由激光介质和与激光介质的两侧接合的包层构成的波导。对该波导的端面实施使用电介质多层膜的涂层，使得具有期望的光学特性。另外，为了便于说明，以后，将与激光介质的上表面侧接合的包层称作上部包层，将与激光介质的下表面侧接合的包层称作下部包层。

在制作平面波导型激光装置时，具有比激光介质小的折射率的上部包层和下部包层通过蒸镀、光学接合或光学粘接剂等方法进行接合，制造成上部包层、激光介质和下部包层一体化的波导。针对一体化的波导，对端面部位进行光学研磨，然后，对光学研磨面实施涂层，从与波导面垂直的方向切断，由此，制作多个期望大小的平面波导型激光元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2009/16703号

技术实现要素：

发明要解决的课题

在平面波导型激光装置的制作过程中，在对波导的端面即与激光的振荡方向垂直的方向的面进行光学研磨的情况下，面有时变形。波导端面的理想形状是完全垂直的形状，但是，与其相比，端面的角度有时增大。在该端面角度的增大还涉及激光介质的情况下，有时对激光器的特性造成影响。即，存在如下课题：在波导中传播的激光的波面在端面劣化，光学损失增大，由此，无法得到期望的激光特性。

此外，在切断条形状的平面型波导激光器而成为期望大小的激光元件的切断工序中，例如使用切割器，刀刃从与波导面垂直的方向入射，由此切断波导。在针对已经对端面实施涂层的波导进行切断的情况下，有时涂层面从波导端面剥离，有时导致元件制作成品率的降低。因此，在现有的平面波导型激光装置的制作过程中，存在如下课题：在光学研磨时端面角度增大，或者在切断工序时涂层面从波导端面剥离，由此，无法制作可得到期望的激光特性的元件。

此外，在使用具有吸湿性的材料作为激光介质的情况下，有时伴随吸湿而产生激光元件特性的变化。由此，平面波导型激光装置必须在进行湿度管理的环境下使用，很难在一般环境下保管，因此，搬运的烦杂度成为课题。

本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，抑制平面波导型激光装置的波导端面的变形，防止涂层面从波导端面剥离的现象，并且提高具有吸湿性的激光介质的保管性。

用于解决课题的手段

本发明的平面波导型激光装置具有：波导，其具有平板状的激光介质、与激光介质的上表面接合的上部包层和与激光介质的下表面接合的下部包层；基板，其与波导的上表面接合；凹部，其形状是基板的与激光的振荡方向垂直的端面的靠波导侧的角部被倒角而成的；以及涂层，其连续地包覆波导的与激光的振荡方向垂直的端面和朝向基板的凹部的上表面。

发明效果

根据本发明，基板接合于波导，并且，涂层连续地包覆波导的与激光的振荡方向垂直的端面和朝向基板的凹部的上表面，因此，能够防止光学研磨时的波导端面的面变形，通过防止涂层面中的光的波面的劣化，能够减少光学损失。进而，通过提高波导端面与涂层面的紧密贴合性，不容易从波导端面剥离涂层面。进而，在使用具有吸湿性的材料作为激光介质的情况下，也防止湿气成分的流入，容易耐受一般环境下的保管。

附图说明

图1a是示出本发明的实施方式1的平面波导型激光装置中的波导与涂层的关系的剖视图，图1b是俯视图。

图2a～图2h是示出实施方式1的平面波导型激光装置1的制造方法的过程图。

图3a是示出产生面变形时的波导的形状的图，图3b是示出未产生面变形的理想波导的形状的图。

图4是示出实施方式1的平面波导型激光装置的变形例的剖视图。

图5是示出本发明的实施方式2的平面波导型激光装置中的波导与涂层的关系的剖视图。

图6a和图6b是示出实施方式2的平面波导型激光装置1的制造方法的过程图。

图7是示出实施方式2的平面波导型激光装置的变形例的剖视图。

图8a是示出从端面侧观察本发明的实施方式3的平面波导型激光装置的层构造的图，图8b是从侧面观察的剖视图。

图9是示出实施方式3的平面波导型激光装置的变形例的图。

图10a和图10b是示出实施方式3的平面波导型激光装置的变形例的图。

图11a和图11b是示出实施方式3的平面波导型激光装置的变形例的图。

具体实施方式

下面，为了更加详细地说明本发明，按照附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1

图1a是示出本发明的实施方式1的平面波导型激光装置1中的波导2与涂层7的关系的剖视图。图1b是示出本发明的实施方式1的平面波导型激光装置1中的波导2与涂层7的关系的俯视图。在图1b中省略基板6的图示。

另外，在图中，x方向、y方向、z方向分别意味着以下方向。

x方向：意味着相对于光轴的垂直截面中的、平面波导型激光元件的宽度方向。

y方向：意味着相对于光轴的垂直截面中的、平面波导型激光元件的厚度方向。

z方向：意味着光轴的方向。光轴表示激光的振荡方向。

在以后的附图中，x方向、y方向、z方向也与上述同样地统一确定。

如图1a和图1b所示，平面波导型激光装置1具有波导2、基板6和涂层7，该波导2具有激光介质3、上部包层4和下部包层5。

波导2具有平板状的激光介质3、与激光介质3的上表面接合的上部包层4和与激光介质3的下表面接合的下部包层5。激光介质3、上部包层4和下部包层5层叠在与表示激光的振荡方向的光轴垂直的方向上。只不过为了便于说明而将激光介质3的一个面称作上表面，将与该面相对的面称作下表面，并不限定平面波导型激光装置1的设置方向。

在激光介质3中，与光轴垂直的端面的形状即xy平面的形状例如为长方形。该端面典型地是y轴方向的厚度为数～数十μm、x轴方向的宽度为数百μm～数mm的大小。

作为激光介质3，能够使用添加有nd、yb、er、tm、ho、pr等活性介质的晶体、陶瓷或玻璃等一般的固体激光材料。结合进行激光振荡或放大的激光的波长来选择优选的固体激光材料。固体激光材料例如能够使用nd：yag、nd：ylf、nd：glass、nd：yvo4、nd：gdvo4、yb：yag、yb：ylf、yb：kgw、er：glass、er：yag、er/yb：glass、er/yb：yag、tm：yag、tm：ylf、ho：yag、ho：ylf、ti：sapphire、cr：lisaf、pr：ylf或pr：glass等。

作为激光介质3，例如，还能够使用以玻璃为基材的具有吸湿性的材料。以玻璃为基材的具有吸湿性的激光介质例如是er：phosphateglass(掺铒磷酸盐玻璃)、yb：phosphateglass(掺镱磷酸盐玻璃)、er/yb：phosphateglass(铒镱共掺磷酸盐玻璃)或nd：phosphateglass(掺钕磷酸盐玻璃)。

上部包层4和下部包层5具有比激光介质3小的折射率。上部包层4与平行于激光介质3的xz平面的一个面即上表面接合。下部包层5与平行于激光介质3的xz平面的另一个面即下表面接合。另外，激光介质3成为形成在从上部包层4的上侧角部(即波导2的上表面)起大致200μm以内的部位的构造。

上部包层4和下部包层5例如通过溅射法、蒸镀法或cvd(chemicalvacuumdeposition：化学气相沉积)法等在激光介质3上形成将光学材料作为原料的膜。或者，通过光学接触或扩散接合等使光学材料与激光介质3光学接合，由此形成上部包层4和下部包层5。或者，也可以使用具有比激光介质3小的折射率的光学粘接剂作为上部包层4和下部包层5。

在使用上述举出的上部包层4和下部包层5的形成方法中的基于蒸镀等的成膜方法的情况下，容易控制包层厚度，能够精密地管理厚度。此外，与进行接合的情况相比，在使用成膜的情况下，制作的过程简单，因此，在统一制作多个平面波导型激光装置1的量产时特别有效。

在波导2的上表面接合有基板6。基板6的与光轴垂直的端面即xy平面的靠波导2侧的角部被倒角而形成有凹部6a。虽然未进行图示，但是，基板6的相反侧的端面的靠波导2侧的角部也被倒角而形成有凹部6a。倒角例如为c倒角，c倒角的尺寸例如为数mm左右。基板6例如经由未图示的接合剂而与上部包层4的上表面接合。接合剂例如使用光学粘接剂。此外，不限于光学粘接剂，也可以通过光学接触或扩散接合使基板6与波导2接合。基板6例如使用光学材料或金属。此外，优选基板6具有与激光介质3大致相同的热膨胀率。通过选定成为大致相同的热膨胀率的材料，在产生平面波导型激光装置1的制作工序时的温度变化时等，激光介质3和基板6进行大致相同的膨胀，因此，能够避免由于热膨胀率的不匹配而引起的材料破坏等问题。

另外，波导2的下表面侧也可以与未图示的散热器接合。通过接合散热器，能够对在波导2中产生的热进行散热。该情况下，波导2和散热器通过接合剂接合。优选接合剂的导热率较高。

对波导2的与光轴垂直的端面即xy平面实施涂层7。涂层7用于使平面波导型激光装置1具有期望的光学特性，是电介质多层膜。一般而言，通过交替层叠高折射率的材料和低折射率的材料，制作多层膜。此外，多层膜预先设计构成材料的种类、材料的厚度和材料的层数等，以得到期望的光学特性。电介质多层膜的厚度为数μm～数十μm左右，成为层叠在与波导2的端面垂直的z轴方向上的构造。

如图1a的剖视图所示，涂层7成为如下构造：在层叠在波导2的端面上的基础上，在上部包层4侧的上表面绕入数μm～数mm左右。将该绕入的部分称作绕入部7a。如图1b的俯视图所示，从上方观察波导2时，在z轴方向上看到绕入部7a。另外，在图1b中省略基板6的图示。这样，涂层7连续地包覆波导2的端面和朝向基板6的凹部6a的上表面。

接着，对平面波导型激光装置1中的激光动作进行说明。在图1a的纸面上，激励光从激光介质3的左端沿着z轴方向入射。激励光在z轴方向上传播，并且被激光介质3吸收。激励光被激光介质3吸收，由此，活性介质被激励而形成反转分布，相对于激光产生增益。通过在激光介质3内产生的增益，在激光介质3内穿过的激光受到放大作用，激光输出增加。输出增加的激光在图1a的纸面上从激光介质3的右端向外部进行振荡。

另外，准备激光种光，导入到激光介质3进行放大，由此，平面波导型激光装置1成为激光放大器。此外，在光轴上以与该光轴垂直的方式配置反射激光的一部分的未图示的输出镜，由此，平面波导型激光装置1成为激光振荡器。与激光放大器和激光振荡器无关，都能够应用平面波导型激光装置1。

接着，对实施方式1的平面波导型激光装置1的制造方法进行说明。

激光介质3的厚度为数～数十μm，因此，很难以单体方式制造。因此，例如通过图2a～图2h所示的方法制造平面波导型激光装置1。

在图2a中，首先，对激光介质3的上表面进行研磨。

在图2b中，在图2a中进行研磨后的激光介质3的上表面上，通过光学接触或扩散接合等直接接合具有比激光介质3小的折射率的包层材料，形成上部包层4。

或者，在图2a中进行研磨后的上表面上，通过具有比激光介质3小的折射率的光学粘接剂接合由金属或光学材料构成的基板6。光学粘接剂是上部包层4。此外，设预先在基板6形成有凹部6a。

或者，在图2a中进行研磨后的上表面上形成具有比激光介质3小的折射率的光学膜。光学膜是上部包层4。

在图2c中，对激光介质3的下表面进行研磨。在该研磨时，激光介质3成为期望的厚度。

在图2d中，在图2c中进行研磨后的激光介质3的下表面上，通过与图2b相同的方法接合具有比激光介质3小的折射率的包层，形成下部包层5。由此，制造使激光介质3、上部包层4和下部包层5一体化的波导2。

在图2e中，在波导2的上表面上接合预先形成有凹部6a的基板6。但是，在图2b中已经接合有基板6的情况下，不需要在此接合基板6。

在图2f中，对波导2和基板6的端面进行光学研磨。此外，虽然未进行图示，但是，还对相对的端面进行光学研磨。

在图2g中，在图2f中进行研磨后的波导2的端面形成涂层7。此时，涂层7还绕入到波导2的上表面中的朝向基板6的凹部6a的部分，形成绕入部7a。此外，虽然未进行图示，但是，在相对的波导2的端面和上表面也同样形成涂层7和绕入部7a。

由此，形成连续地包覆波导2的与激光的振荡方向垂直的端面和朝向基板6的凹部6a的上表面的涂层。

在图2h中，切断波导2和基板6，制作多个期望大小的平面波导型激光装置1。

图3a是示出产生面变形时的波导2的形状的图。图3b是示出未产生面变形的理想波导2的形状的图。这些图3a和图3b是示出在波导2中传播的激光的面变形导致的影响的概念图。

在图2f所示的研磨工序中，可能在研磨面的角部产生面变形。如图3a所示，在未接合基板6的波导2中，波导2的端面相当于研磨面，因此，可能在上部包层4的上侧的角部a和下部包层5的下侧的角部b产生面变形。在产生面变形的情况下，激光介质3的端面c的角度增大。端面c的角度是以与z轴方向垂直的xy平面为基准且相对于该基准面的倾斜角度。当端面c的角度增大时，端面c的形状不是理想的垂直形状。于是，在波导2中传播的激光在被端面c反射时，波面劣化。因此，激光的光学损失增大，未得到期望特性。

与此相对，如图3b所示，在接合有基板6的波导2中，相当于研磨面的角部的是基板6的上侧的角部d和下部包层5的下侧的角部b，可能在这些角部d、b产生面变形。另一方面，从上部包层4的上侧的角部a到激光介质3的区域接合有基板6，由此，面变形的产生得到大幅缓和。由此，对激光特性造成直接影响的激光介质3的端面c的角度不会增大，能够维持理想的垂直形状。因此，激光的光学损失得到抑制，能够得到期望特性。

此外，如图1a所示，在实施方式1的平面波导型激光装置1中，涂层7的绕入部7a绕入到波导2的上表面，因此，波导2的端面与涂层7的紧密贴合性提高。特别是能够在从波导2的上部包层4到激光介质3的区域中提高涂层7的紧密贴合力。因此，在图2h的切断工序中，涂层7不容易从波导2的端面剥离。由此，能够降低成品率的恶化，能够实现稳定的平面波导型激光装置1的制造方法。

与此相对，在涂层7的绕入部7a未绕入到波导2的上表面的情况下，由于波导2的端面与涂层7的紧密贴合性不充分，在切断时涂层7容易从波导2的端面剥离。因此，成品率恶化，很难实现稳定的平面波导型激光装置1的制造方法。

进而，在实施方式1的平面波导型激光装置1中，涂层7的绕入部7a绕入到波导2的上表面，因此，能够防止从波导2的端面与涂层7的微小间隙流入的湿气成分。由此，能够抑制激光介质3的吸湿，因此，具有容易耐受一般环境下的保管这样的效果。

以往，作为激光介质3，例如，在使用以玻璃为基材的具有吸湿性的材料的情况下，不适于长期保管，需要进行湿度管理的环境，很难在一般环境下保管。与此相对，实施方式1的平面波导型激光装置1能够抑制激光介质3的吸湿，因此，在容易耐受一般环境下的保管这样的效果的基础上，还具有激光介质3能够使用具有吸湿性的材料这样的效果。

如上所述，实施方式1的平面波导型激光装置1构成为具有：波导2，其具有平板状的激光介质3、与激光介质3的上表面接合的上部包层4和与激光介质3的下表面接合的下部包层5；基板6，其与波导2的上表面接合；凹部6a，其形状是基板6的与激光的振荡方向垂直的端面的靠波导2侧的角部被倒角而成的；以及涂层7，其连续地包覆波导2的与激光的振荡方向垂直的端面和朝向基板6的凹部6a的上表面。根据该结构，能够防止光学研磨时的波导2的端面的面变形，通过防止涂层面中的光的波面的劣化，能够减少光学损失。进而，通过提高波导2的端面与涂层7的紧密贴合性，不容易从波导2的端面剥离涂层7。进而，在使用具有吸湿性的材料作为激光介质3的情况下，也防止湿气成分的流入，容易耐受一般环境下的保管。如上所述，能够改善制作平面波导型激光装置1时的成品率，建立稳定的制造方法，并且简化使用具有吸湿性的激光介质3的平面波导型激光装置1的处理。

此外，在实施方式1中，涂层7构成为仅绕入到波导2的上表面，但是，也可以构成为绕入到波导2的下表面，还可以构成为绕入到波导2的上表面和下表面双方。

这里，在图4的剖视图中示出实施方式1的平面波导型激光装置1的变形例。在图4的例子中，包覆波导2的端面的涂层7具有绕入到波导2的上表面的绕入部7a和绕入到波导2的下表面的绕入部7b。

在涂层7构成为绕入到波导2的上表面和下表面双方的情况下，在上部包层4的上侧面和下部包层5的下侧面双方，波导2的端面与涂层7的紧密贴合性提高。因此，与涂层7仅绕入到波导2的上表面的结构相比，具有波导2的端面与涂层7的紧密贴合性进一步提高这样的效果。

进而，作为激光介质3，在使用如上所述具有吸湿性的材料的情况下，下部包层5的下侧面与涂层7的紧密贴合性提高，由此，从此处流入的湿气成分减少。因此，与涂层7仅绕入到波导2的上表面的结构相比，具有激光介质3的吸湿性的抑制和一般环境下的保管容易度进一步提高这样的效果。

此外，根据实施方式1，在利用具有吸湿性的材料构成激光介质3的情况下，通过使涂层7绕入到波导2的上表面，能够减少从波导2的端面与涂层7的间隙进行的吸湿。防湿效果提高，由此，能够提高平面波导型激光装置1的可靠性。具有防湿性的材料例如是er：phosphateglass、yb：phosphateglass、er/yb：phosphateglass或nd：phosphateglass。

此外，根据实施方式1，通过使基板6的热膨胀率和激光介质3的热膨胀率相同，在制造平面波导型激光装置1时，伴随温度变化的热膨胀的比例相同。因此，能够避免由于热膨胀率的不匹配而引起的材料破坏等问题。

此外，根据实施方式1，在上部包层4或下部包层5中的至少一方相对于激光介质3通过蒸镀进行成膜的情况下，能够精密地控制包层的厚度。

实施方式2

图5是示出本发明的实施方式2的平面波导型激光装置1中的波导2与涂层7的关系的剖视图。在图5中，与图1a相同或相当的部分标注相同标号并省略说明。

实施方式2的平面波导型激光装置1与图1a所示的实施方式1的平面波导型激光装置1的不同之处在于，涂层7具有包覆基板6的凹部6a和基板6的端面的基板涂层部7c。

接着，对实施方式2的平面波导型激光装置1的制造方法进行说明。

首先，图2a～图2f中说明的步骤与实施方式1相同。此后的步骤不同，因此，使用图6a和图6b仅对实施方式2中不同的步骤依次进行说明。即，实施方式2的平面波导型激光装置1的制造方法是图2a、图2b、图2c、图2d、图2e、图2f、图6a、图6b的顺序。

在图6a中，在接合有基板6的波导2的端面形成涂层7。此时，涂层7还绕入到波导2的上表面中的朝向基板6的凹部6a的部分，形成绕入部7a。进而，涂层7还绕入到基板6的凹部6a和基板6的端面，形成基板涂层部7c。此外，虽然未进行图示，但是，在相对的波导2的端面和上表面以及基板6的凹部6a和端面，也同样形成涂层7、绕入部7a和基板涂层部7c。

由此，形成除了波导2的与激光的振荡方向垂直的端面和朝向基板6的凹部6a的上表面以外，还连续地覆盖基板6的凹部6a和基板6的端面的涂层。

在图6b中，切断波导2和基板6，制作多个期望大小的平面波导型激光装置1。

与实施方式1同样，实施方式2的平面波导型激光装置1在波导2接合有基板6的状态下进行研磨。因此，从上部包层4的上侧的角部到激光介质3的区域产生面变形被大幅缓和。由此，激光的光学损失得到抑制，能够得到期望的特性。

此外，如图5所示，在实施方式2的平面波导型激光装置1中，涂层7的基板涂层部7c绕入到波导2的上表面与基板6的凹部6a的间隙，因此，波导2的端面与涂层7的紧密贴合性提高，在切断时，涂层7不容易从波导2的端面剥离。由此，能够降低成品率的恶化，能够实现稳定的平面波导型激光装置1的制造方法。

进而，在实施方式2的平面波导型激光装置1中，涂层7的基板涂层部7c绕入到波导2的上表面与基板6的凹部6a的间隙，因此，能够防止从波导2的端面与涂层7的微小间隙流入的湿气成分。由此，能够抑制激光介质3的吸湿，因此，具有容易耐受一般环境下的保管这样的效果。而且，还具有激光介质3能够使用具有吸湿性的材料这样的效果。

如上所述，实施方式2的平面波导型激光装置1构成为涂层7除了波导2的与激光的振荡方向垂直的端面和朝向基板6的凹部6a的上表面以外，还连续地包覆基板6的凹部6a和基板6的端面。根据该结构，能够防止光学研磨时的波导2的端面的面变形，通过防止涂层面中的光的波面的劣化，能够减少光学损失。进而，通过提高波导2的端面与涂层7的紧密贴合性，不容易从波导2的端面剥离涂层7。进而，在使用具有吸湿性的材料作为激光介质3的情况下，也防止湿气成分的流入，容易耐受一般环境下的保管。如上所述，能够改善平面波导型激光装置1的制作时的成品率，建立稳定的制造方法，并且简化使用具有吸湿性的激光介质3的平面波导型激光装置1的处理。

此外，在实施方式2中，涂层7构成为绕入到上部包层4和基板6侧，但是，也可以构成为绕入到波导2的下表面，还可以构成为绕入到波导2的上表面和下表面双方。

进而，涂层7也可以构成为不仅绕入到基板6的端面，还绕入到基板6的上表面侧。

这里，在图7的剖视图中示出实施方式2的平面波导型激光装置1的变形例。在图7的例子中，包覆波导2的端面的涂层7具有绕入到波导2的上表面的绕入部7a、绕入到基板6的端面的基板涂层部7c以及绕入到基板6的上表面的基板绕入部7d。在涂层7构成为绕入到基板6的上表面的情况下，可知基板6的上表面与涂层7的紧密贴合性提高。

此外，在实施方式1、2中，示出在波导2或基板6的与激光的振荡方向垂直的端面形成涂层7时的结构，但是，也可以对除此以外的面上形成的涂层应用实施方式1、2的结构。即，例如在图1a中，示出对波导2的一个xy平面上形成的涂层7应用实施方式1、2的结构，但是，在波导2的另一个xy平面上形成涂层7的情况下，也可以对该涂层7应用实施方式1、2，在波导2的yz平面上形成涂层7的情况下，也可以对该涂层7应用实施方式1、2。该情况下，当然可得到与实施方式1、2相同的效果。

此外，在实施方式1、2中，叙述了在以具有增益的激光介质3为芯的平面波导型激光振荡器或平面波导型激光放大器中应用平面波导型激光装置1的例子，但是，除此以外，能够对平面波导型结构的光学元件广泛应用平面波导型激光装置1。

例如，作为芯，也可以代替激光介质3而使用能够对激光进行导波的大致透明的光学材料。或者，作为芯，也可以使用用于对入射的激光进行波长转换的极化反转的非线性材料。或者，作为芯，也可以使用体积布拉格光栅(volumebragggrating)等衍射元件。

在将这种材料用作芯材料来制作平面波导型的光学元件的情况下，通过应用实施方式1、2的结构，当然可得到与实施方式1、2相同的效果。

此外，通过采用实施方式1、2所述的基板6，能够提高波导2的耐性。特别是在由上部包层4、激光介质3和下部包层5构成的波导2的厚度较薄的情况下，产生不仅作为波导2的耐性提高而且波导2的搬运容易度也提高这样的效果。

此外，在实施方式1、2中，构成为具有凹部6a的基板6与上部包层4侧接合，但是，不限于该结构，也可以构成为具有凹部6a的基板6与下部包层5侧接合。该情况下，具有在端面研磨时能够防止在从下部包层5的下侧的角部到激光介质3的区域中产生面变形的效果。

实施方式3

在实施方式1、2的平面波导型激光装置1中，激光介质3的形状为平板状，是激光介质3的宽度方向与上部包层4和基板6相同尺寸的结构，但是，不限于该结构，也可以构成为在激光介质3的上表面或下表面中的一方设置有脊构造。

图8a是示出从端面侧观察本发明的实施方式3的平面波导型激光装置1的构造的图。但是，在图8a中省略涂层7的图示。图8b是示出本发明的实施方式3的平面波导型激光装置1中的波导2与涂层7的关系的剖视图。在图8a和图8b中，与图5相同或相当的部分标注相同标号并省略说明。

实施方式3的平面波导型激光装置1与图5所示的实施方式2的平面波导型激光装置1的不同之处在于，在激光介质3的上表面形成有凸形状3a。此外，上部包层4形成在凸形状3a的上表面。

另外，在图8a和图8b的例子中，构成为凸形状3a形成在激光介质3的上表面，但是，不限于该结构，例如也可以构成为形成在激光介质3的下表面。

相对于实施方式1、2所示的不具有凹凸的波导2，激光介质3具有凸形状3a的波导特别地被称作脊波导2-1。在脊波导2-1的情况下，凸形状3a的等效折射率大于激光介质3的凸形状3a以外的部分的等效折射率。因此，成为在与光轴即z轴方向垂直的xy平面中闭入2个方向的光并进行导波的构造。此外，具有凸形状3a的激光介质3的模场直径较小，激励密度较高，因此，在使用感应发射截面面积较小的激光介质的情况下，也可得到较大的增益，具有能够实现高效的放大和振荡动作这样的特征。

另外，脊波导2-1的制造方法省略详细说明，但是，在通过图2d中说明的工序制作波导2后，在未图示的蚀刻工序中，雕刻上部包层4和激光介质3而成为图8a所示的形成有凸形状3a的脊波导2-1。然后，与图2e同样，在脊波导2-1接合基板6。

另外，使用图8a和图8b说明了脊波导2-1的构造，但是，该构造不限于该图。图9、图10a和图10b以及图11a和图11b中示出实施方式3的平面波导型激光装置1中的脊波导2-1的变形例。

例如，如图9所示，脊波导2-1也可以构成为具有多个凸形状3a，在该凸形状3a的上表面接合有基板6。该情况下，基板6与上部包层4之间的接合面积扩大，因此，具有能够进行稳定的接合这样的效果。另外，在具有多个凸形状3a的本结构中，凸形状3a的个数不限于图9，例如当然也可以具有5个或10个凸形状3a。此外，在后述图10a和图10b以及图11a和图11b中，脊波导2-1当然也可以具有多个凸形状3a。

此外，例如，如图10a和图10b所示，也可以使用粘接剂10粘接脊波导2-1和基板6。更详细地讲，也可以使用粘接剂10粘接基板6与凸形状3a的上表面之间以及基板6与激光介质3的凹形状上表面之间。这里，使用的粘接剂10优选使用透射性优良的光学粘接剂。但是不限于此。在本结构中，能够通过粘接剂10填埋脊的凹形状空间，因此，固定面积扩大，具有能够进行稳定的接合这样的效果。

此外，如图11a和图11b所示，也可以通过在脊波导2-1的上表面整体蒸镀包层而形成成膜包层11，然后，通过粘接剂10粘接基板6。更详细地讲，在脊波导2-1的凸形状3a的上表面和侧面以及激光介质3的凹形状上表面形成成膜包层11。成膜包层11使用具有比激光介质3的折射率小的折射率的材料。然后，使用粘接剂10粘接基板6与成膜包层11之间。另外，在脊波导2-1中传播的激光的一部分漏出到粘接剂10，由此，有时因此而产生劣化。通过设置有成膜包层11，能够防止激光的一部分漏出到粘接剂10，其结果是，能够防止粘接剂10的劣化。进而，激光介质3的上表面由成膜包层11覆盖，因此，能够防止湿气流入到激光介质3的上表面，相对于具有吸湿性的激光介质3具有防湿效果。

在以上的说明中，示出了将实施方式2的平面波导型激光装置1的波导2变形成脊波导2-1的例子，但是不限于此，也可以将实施方式1的平面波导型激光装置1的波导2变形成脊波导2-1。

另外，本发明能够在其发明范围内进行各实施方式的自由组合、各实施方式的任意结构要素的变形或各实施方式的任意结构要素的省略。

产业上的可利用性

本发明的平面波导型激光装置实现了光学损失较少的波导，因此，适用于平面波导型激光振荡器和平面波导型激光放大器等等。

标号说明

1：平面波导型激光装置；2：波导；2-1：脊波导；3：激光介质；3a：凸形状；4：上部包层；5：下部包层；6：基板；6a：凹部；7：涂层；7a、7b：绕入部；7c：基板涂层部；7d：基板绕入部；10：粘接剂；11：成膜包层。