特開 2023-10387 発光装置、製造方法、及び、導波構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023010387

(43)【公開日】2023-01-20

(54)【発明の名称】発光装置、製造方法、及び、導波構造体

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/377 20060101AFI20230113BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20230113BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20230113BHJP

【ＦＩ】

G02F1/377

G02B6/12 301

G02B6/42

【審査請求】未請求

【請求項の数】24

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021114488

(22)【出願日】2021-07-09

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(74)【代理人】

【識別番号】100161883

【弁理士】

【氏名又は名称】北出 英敏

(72)【発明者】

【氏名】旭 雄大

(72)【発明者】

【氏名】領木 直矢

(72)【発明者】

【氏名】西川 幸男

(72)【発明者】

【氏名】岡山 芳央

【テーマコード（参考）】

2H137

2H147

2K102

【Ｆターム（参考）】

2H137AB11

2H137BA52

2H137BA53

2H137BA55

2H137BB02

2H137BB25

2H137BC02

2H137BC12

2H137BC64

2H137CA34

2H137CB26

2H137CB32

2H137CB33

2H137CB35

2H137CC03

2H137DB08

2H137DB09

2H137DB10

2H137FA05

2H137FA06

2H137HA01

2H137HA05

2H147AB04

2H147AB20

2H147AB36

2H147BD10

2H147CA08

2H147CA19

2H147CA27

2H147CB03

2H147CC12

2H147EA12A

2H147EA12B

2H147EA13A

2H147EA13B

2H147EA14A

2H147EA14B

2H147EA15A

2H147EA15B

2H147EA16A

2H147EA16B

2H147EA17A

2H147EA17B

2H147FD20

2H147GA06

2K102AA08

2K102BA18

2K102BB02

2K102BC01

2K102CA00

2K102DA04

2K102DD01

2K102DD03

2K102DD07

2K102EB10

2K102EB20

2K102EB26

(57)【要約】

【課題】光の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる発光装置、製造方法、及び導波構造体を提供する。
【解決手段】発光装置１は、光源２と、導波構造体５とを備える。光源２は、指向性を有する光６を出射する。導波構造体５は、光導波路３と、外装部４とを備える。光導波路３は、入射端面７及び出射端面８を有し、入射端面７から入射した光６を光の波長を変換して出射端面８から出射する。外装部４は、光透過性を有し、入射端面７及び出射端面８が露出するように光導波路３を覆う。光導波路３の長さ方向Ａは、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内において光６の光軸１１に対して所定角度で傾斜する。所定角度は、光６が光導波路３内を光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射しながら伝播するように設定される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

指向性を有する光を出射する光源と、
入射端面及び出射端面を有し前記入射端面から入射した前記光を前記光の波長を変換して前記出射端面から出射する光導波路、及び光透過性を有し前記入射端面及び前記出射端面が露出するように前記光導波路を覆う外装部を含む導波構造体と、
を備え、
前記光導波路の長さ方向は、前記光導波路の長さ方向及び前記光の光軸を含む所定面内において前記光の光軸に対して所定角度で傾斜し、
前記所定角度は、前記光が前記光導波路内を前記光導波路と前記外装部との境界面で全反射しながら伝播するように設定される、
発光装置。

【請求項2】

前記導波構造体の端面に入射する前記光のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビーム断面に対応する領域は、前記入射端面内に収まる、
請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記光の光軸上にあって前記光を前記入射端面に収束させる収束光学系をさらに備える、
請求項２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記外装部の屈折率をｎ₁、
前記光導波路の屈折率をｎ₂、
前記所定角度をθ₁、
前記所定面内において前記入射端面と前記光導波路の長さ方向に垂直な垂直面のなす角度をθ₂、
前記所定面内での前記収束光学系により前記入射端面に収束する前記光の光束の頂角をφ₁とすると、
θ₁は、次式を満たす、

請求項３に記載の発光装置。

【請求項5】

前記所定角度は、前記光のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの前記入射端面で反射した一部が前記光源に入射しないように設定される、
請求項３又は４に記載の発光装置。

【請求項6】

前記収束光学系の有効半径をｒ、
前記入射端面から前記収束光学系までの距離をｘ、
前記所定角度をθ₁、
前記所定面内において前記入射端面と前記光導波路の長さ方向に垂直な垂直面のなす角度をθ₂、
前記所定面内での前記収束光学系により前記入射端面に収束する前記光の光束の頂角をφ₁とすると、
θ₁は、次式を満たす、

請求項５に記載の発光装置。

【請求項7】

前記収束光学系は、最も前記入射端面側に位置する部品が収束レンズであるように構成され、
前記有効半径は、前記収束レンズの半径であり、
前記入射端面から前記収束光学系までの距離は、前記入射端面から前記収束レンズまでの距離である、
請求項６に記載の発光装置。

【請求項8】

前記収束光学系は、最も前記入射端面側に位置する部品がアパーチャであるように構成され、
前記有効半径は、前記アパーチャの開口の半径であり、
前記入射端面から前記収束光学系までの距離は、前記入射端面から前記アパーチャまでの距離である、
請求項６に記載の発光装置。

【請求項9】

前記出射端面は、前記所定面内において前記入射端面と前記光導波路の長さ方向に垂直な垂直面に対して傾斜する、
請求項３～８のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項10】

前記光導波路の屈折率をｎ₂、
前記所定角度をθ₁、
前記所定面内において前記入射端面と前記光導波路の長さ方向に垂直な垂直面のなす角度をθ₂、
前記所定面内において前記出射端面が前記垂直面に対して傾斜する角度をθ₃、
前記所定面内での前記収束光学系により前記入射端面に収束する前記光の光束の頂角をφ₁とすると、
θ₃は、次式を満たす、

請求項９に記載の発光装置。

【請求項11】

前記所定面内において前記光の光軸を前記光導波路の長さ方向に対して前記所定角度で傾斜させる角度調整部材と、
前記所定面内における前記光の光軸と前記光導波路の長さ方向との間の角度を前記所定角度に維持したまま、前記光源において前記光が出射する出射面と前記光導波路の入射端面の距離を一定に保ちながら、前記光源及び前記導波構造体の少なくとも一方を移動させる位置調整部材と、
をさらに備える、
請求項１～１０のいずれか一つに記載の発光装置。

【請求項12】

前記光源と前記光導波路との間に配置される反射防止膜をさらに備え、
前記光源は、前記光が出射する出射面を有し、
前記反射防止膜の厚み方向の第１面は前記光源の出射面に接し、
前記反射防止膜の厚み方向の第２面は前記光導波路の入射端面に接し、
前記所定面内において前記入射端面と前記光導波路の長さ方向に垂直な垂直面のなす角度は、前記所定角度に等しい、
請求項１又は２に記載の発光装置。

【請求項13】

前記外装部の屈折率をｎ₁、
前記光導波路の屈折率をｎ₂、
前記反射防止膜の屈折率をｎ₃、
前記所定角度をθ₁、
前記所定面内での前記反射防止膜内における前記光の光束の拡がり角をφ₂とすると、
θ₁は、次式を満たす、

請求項１２に記載の発光装置。

【請求項14】

前記出射端面は、前記所定面内において前記垂直面に対して傾斜する、
請求項１２又は１３に記載の発光装置。

【請求項15】

前記光導波路の屈折率をｎ₂、
前記反射防止膜の屈折率をｎ₃、
前記所定角度をθ₁、
前記所定面内において前記出射端面が前記垂直面に対して傾斜する角度をθ₃、
前記所定面内での前記反射防止膜内における前記光の光束の拡がり角をφ₂とすると、
θ₃は、次式を満たす、

請求項１４に記載の発光装置。

【請求項16】

前記反射防止膜の厚みは、前記光源の出射面から出射した前記光のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームが前記入射端面に入射するように設定される、
請求項１２～１５のいずれか一つに記載の発光装置。

【請求項17】

前記所定面内において前記光導波路の長さ方向に直交する方向での前記光導波路の寸法をＤ_w、
前記所定面内において前記光の光軸に直交する方向での前記光源の出射面の寸法をＤ_a、
前記反射防止膜の厚みをＤ_c、
前記所定角度をθ₁、
前記反射防止膜内での前記光の光束の拡がり角をφ₂とすると、
Ｄ_cは、次式を満たす、

請求項１６に記載の発光装置。

【請求項18】

前記反射防止膜の厚みは、５０ｎｍより大きく、２５００ｎｍより小さい、
請求項１６又は１７に記載の発光装置。

【請求項19】

前記所定面内において前記光の光軸を前記光導波路の長さ方向に対して前記所定角度で傾斜させる調整部材をさらに備え、
前記反射防止膜は、前記所定面内における前記光の光軸と前記光導波路の長さ方向との間の角度を前記所定角度に維持したまま、前記光源の出射面と前記光導波路の入射端面の距離を一定に保ちながら、前記光源及び前記導波構造体のうち少なくとも一方を移動するための位置調整部材の一部である、
請求項１２～１８のいずれか一つに記載の発光装置。

【請求項20】

前記光源と前記導波構造体とが配置される配置面を有する基体をさらに備え、
前記光源の前記光の光軸及び前記導波構造体の光導波路の長さ方向の少なくとも一方が、前記所定面内において前記基体の配置面の沿面方向に対して傾斜する、
請求項１～１９のいずれか一つに記載の発光装置。

【請求項21】

前記導波構造体は、光導波路型ＳＨＧ素子である、
請求項１～２０のいずれか一つに記載の発光装置。

【請求項22】

指向性を有する光を出射する光源と、入射端面及び出射端面を有し前記入射端面から入射した前記光を前記光の波長を変換して前記出射端面から出射する光導波路、及び光透過性を有し前記入射端面及び前記出射端面が露出するように前記光導波路を覆う外装部を含む導波構造体とを備える発光装置の製造方法であって、
所定角度を、前記光が前記光導波路内を前記光導波路と前記外装部との界面で全反射しながら伝播するように設定することを含み、
前記所定角度は、前記光導波路の長さ方向及び前記光の光軸を含む所定面内における前記光導波路の長さ方向と前記光の光軸との間の角度である、
製造方法。

【請求項23】

前記発光装置は、
前記所定面内において前記光の光軸を前記光導波路の長さ方向に対して前記所定角度で傾斜させる角度調整部材と、
前記所定面内における前記光の光軸と前記光導波路の長さ方向との間の角度を前記所定角度に維持したまま、前記光源の出射面と前記光導波路の入射端面の距離を一定に保ちながら、前記光源及び前記導波構造体の少なくとも一方を移動させる位置調整部材と、
をさらに備え、
前記製造方法は、前記角度調整部材と前記位置調整部材により前記光源及び前記導波構造体の少なくとも一方を移動させることによって前記導波構造体の出射端面から出射する前記光の量が最大となるように前記光源と前記導波構造体の位置を決定することを含む、
請求項２２に記載の製造方法。

【請求項24】

入射端面及び出射端面を有し前記入射端面から入射した指向性を有する光を前記光の波長を変換して前記出射端面から出射する光導波路と、
光透過性を有し前記入射端面及び前記出射端面が露出するように前記光導波路を覆う外装部と、
を備え、
前記光導波路の長さ方向は、前記光導波路の長さ方向及び前記光の光軸を含む所定面内において前記光の光軸に対して所定角度で傾斜し、
前記所定角度は、前記光が前記光導波路内を前記光導波路と前記外装部との界面で全反射しながら伝播するように設定される、
導波構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、発光装置、発光装置の製造方法、及び導波構造体に関する。本開示は、より詳細には、指向性を有する光を出射する光源と導波構造体とを備える発光装置、この発光装置の製造方法、及びこの発光装置に用いられる導波構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、発光装置として、光導波路型ＳＨＧ素子を開示する。特許文献１では、半導体レーザから出射されるレーザ光の光軸に対して、光導波路型ＳＨＧ素子の入射端面と出射端面の少なくとも一方がレーザ光の光軸に垂直な面に対して傾斜している。この構造により、入射端面または出射端面からの反射光がレーザ光源に戻りレーザ光源が損傷を受けるのを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－１６０９３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の発光装置では、レーザ光が光導波路内に効率よく入射し、レーザ光が光導波路内を伝搬中に外装部へ漏れ出さずに高効率で伝搬する構造については考慮されていない。また、光導波路内を伝搬するレーザ光の波長変換の効率についても考慮されておらず、波長変換効率が低くなるおそれがある。

【0005】

本開示は、光源の損傷を低減でき、さらに光の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる発光装置、製造方法、及び導波構造体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様の発光装置は、指向性を有する光を出射する光源と、入射端面及び出射端面を有し入射端面から入射した光を光の波長を変換して出射端面から出射する光導波路、及び光透過性を有し入射端面及び出射端面が露出するように光導波路を覆う外装部を含む導波構造体とを備える。光導波路の長さ方向は、光導波路の長さ方向及び光の光軸を含む所定面内において光の光軸に対して所定角度で傾斜する。所定角度は、光が光導波路内を光導波路と外装部との境界面で全反射しながら伝播するように設定される。

【0007】

本開示の一態様の製造方法は、指向性を有する光を出射する光源と、入射端面及び出射端面を有し入射端面から入射した光を光の波長を変換して出射端面から出射する光導波路、及び光透過性を有し入射端面及び出射端面が露出するように光導波路を覆う外装部を含む導波構造体とを備える発光装置の製造方法である。前記製造方法は、所定角度を、光が光導波路内を光導波路と外装部との界面で全反射しながら伝播するように設定することを含む。所定角度は、光導波路の長さ方向及び光の光軸を含む所定面内における光導波路の長さ方向と光の光軸との間の角度である。

【0008】

本開示の一態様の導波構造体は、入射端面及び出射端面を有し入射端面から入射した指向性を有する光を光の波長を変換して出射端面から出射する光導波路と、光透過性を有し入射端面及び出射端面が露出するように光導波路を覆う外装部とを備える。光導波路の長さ方向は、光導波路の長さ方向及び光の光軸を含む所定面内において光の光軸に対して所定角度で傾斜する。所定角度は、光が光導波路内を光導波路と外装部との界面で全反射しながら伝播するように設定される。

【発明の効果】

【0009】

本開示の態様によれば、光源の損傷を低減でき、さらに光の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１の発光装置の構成例の概略側面図

【図2】図１の発光装置の導波構造体の構成例の外観図

【図3】図１の発光装置の導波構造体の入射端面を説明する概略断面図

【図4】図１の発光装置の導波構造体の入射端面を説明する概略断面図

【図5】図１の発光装置の導波構造体の出射端面を説明する概略断面図

【図6】実施の形態２の発光装置の構成例の概略側面図

【図7】図６の発光装置の導波構造体の入射端面を説明する概略断面図

【図8】図６の発光装置の導波構造体の入射端面を説明する概略断面図

【図9】変形例１の発光装置の導波構造体の入射端面を説明する概略断面図

【図10】変形例２の発光装置の構成例の概略側面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

【0012】

［１．実施の形態］
［１．１ 実施の形態１］
［１．１．１ 概要］
図１は、実施の形態１の発光装置１の構成例の概略側面図である。図１の発光装置１は、光源２と、導波構造体５とを備える。光源２は、指向性を有する光６を出射する。導波構造体５は、光導波路３と、外装部４とを備える。光導波路３は、入射端面７及び出射端面８を有し、入射端面７から入射した光６を光の波長を変換して出射端面８から出射する。外装部４は、光透過性を有し、入射端面７及び出射端面８が露出するように光導波路３を覆う。光導波路３の長さ方向Ａは、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内において光６の光軸１１に対して所定角度で傾斜する。所定角度は、光６が光導波路３内を光導波路３と外装部４との界面Ｂで全反射しながら伝播するように設定される。

【0013】

図１の発光装置１では、光導波路３の長さ方向Ａが、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内において光６の光軸１１に対して所定角度で傾斜する。そのため、光６の進行方向が、光導波路３の長さ方向に対して傾斜する。これにより、光６が光導波路３と外装部４との境界面Ｂで反射しながら光導波路３内を伝搬する光路長が、光導波路３の長さよりも長くなるため、波長変換の効率が高くなる。図１の発光装置１では、所定角度は、光６が光導波路３内を光導波路３と外装部４との界面Ｂで全反射しながら伝播するように設定される。これにより、光６は光導波路３から外装部４へ漏れ出さずにより効率良く伝搬することが可能である。したがって、本実施の形態の発光装置１によれば、光源の損傷を低減でき、さらに光の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0014】

［１．１．２ 詳細］
以下、本実施の形態の発光装置１について詳細に説明する。図１に示すように、発光装置１は、光源２と、導波構造体５とを備える。

【0015】

光源２は、指向性を有する光６を出射する。図１では、光６は、光軸１１に沿って進行する。光源２は、レーザ、例えば、半導体レーザである。光６は、レーザ光である。光源２は、例えば、活性層２ａを有する。光源２の活性層２ａの一端面が、光６が出射する出射面２ｂとなる。なお、半導体レーザは、加工用レーザ等に比べて低出力であるが小型であるため、小型の光学系と組み合わせることで小型の発光装置を構成することができる。光６の波長は、可視光領域の波長に限定されず、赤外線領域の波長及び紫外領域の波長であってもよい。

【0016】

図２は、導波構造体５の構成例を示す。図２において、（ａ）は導波構造体５の正面図であり、（ｂ）は導波構造体５の断面図である。導波構造体５は、光導波路３と、外装部４とを備える。

【0017】

光導波路３は、光源２から出射された光６の伝送路である。光導波路３は、入射端面７と出射端面８とを有する。光導波路３は、入射端面７から入射した光６を光６の波長を変換して出射端面８から出射する。

【0018】

図１に示すように、導波構造体５において、光導波路３の長さ方向Ａは、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内において光６の光軸１１に対して所定角度（第１所定角度）（図１においてθ₁で示す）で傾斜する。θ₁は、光導波路３の長さ方向Ａに対して図１の時計周りの方向を正とする。また、導波構造体５において、入射端面７は、所定面内において光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐに対して第２所定角度（図１においてθ₂で示す）で傾斜する。θ₂は、垂直面Ｐに対して図１の時計周りの方向を正とする。さらに、導波構造体５において、出射端面８は、所定面内において垂直面Ｐに対して第３所定角度（図１においてθ₃で示す）で傾斜する。θ₃は、垂直面Ｐに対して図１の時計周りの方向を正とする。第１所定角度θ₁～第３所定角度θ₃については後述する。

【0019】

本実施の形態では、光導波路３は六面体状である。より詳細には、本実施形態では、光導波路３の長さ方向Ａの両面である入射端面７及び出射端面８は長方形であり、厚み方向の両面（図２（ｂ）における上面及び下面）は長方形であり、幅方向の両面（図２（ａ）における左面及び右面）は台形である。光導波路３の形状はこれに限定されず、光６を伝送可能な形状であればよい。光導波路３は、光を透過する性質を有する材料、例えば、石英ガラス、サファイアなどの酸化物材料、シリコン、窒化ガリウムや窒化アルミニウムをはじめとする半導体等の無機材料、又はポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂等のポリマー材料により形成される。

【0020】

外装部４は、光導波路３を覆う。図２の外装部４は、光導波路３の入射端面７及び出射端面８が露出するように光導波路３を覆う。外装部４は、直方体状である。外装部４は、外装部４の長さ方向が光導波路３の長さ方向Ａに一致するように、光導波路３を覆う。光導波路３の入射端面７及び出射端面８は、外装部４の長さ方向の第１及び第２面４ａ，４ｂにそれぞれ露出する。本実施の形態では、外装部４は、光透過性を有する。外装部４は、光を透過する性質を有する材料、例えば、石英ガラス、サファイアなどの酸化物材料、シリコン、窒化ガリウムや窒化アルミニウムをはじめとする半導体等の無機材料、又はポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂等のポリマー材料により形成される。本実施の形態において、外装部４は、光導波路３よりも屈折率が小さい材料により形成される。

【0021】

導波構造体５は、例えば、光導波路型ＳＨＧ素子である。図２の導波構造体５は、光源２側の端面５ａと、光源２とは反対側の端面５ｂとを有する。端面５ａは、光導波路３の入射端面７と外装部４の第１面４ａとを含む。端面５ｂは、光導波路３の出射端面８と外装部４の第２面４ｂとを含む。導波構造体５の光導波路３の入射端面７から光導波路３に入射した光６は、光導波路３と外装部４との界面Ｂで反射しながら光導波路３の長さ方向Ａに伝搬し、伝搬の過程で波長が変換される。波長が変換された光６は、出射端面８から導波構造体５の外部に出射される。

【0022】

本実施の形態では、光６は指向性を有しており、例えば、レーザ光である。レーザ光は、一般に直進性が良いとされるが、実際には一定の角度に拡大しながら進む場合が多い。光源２から出射した光６が光導波路３の外側まで拡大した場合には、光６の一部が光導波路３に入らず損失となり、光結合の効率が低下する。そこで、発光装置１は、光６を収束させるために収束光学系２０をさらに備える。

【0023】

収束光学系２０は、光源２と導波構造体５との間に配置される。収束光学系２０は、光６の光軸１１上にあって光６を入射端面７に収束させる。図１の収束光学系２０は、第１凸レンズ９と、第２凸レンズ１０とを備える。収束光学系２０は、最も入射端面７側に位置する部品（第２凸レンズ１０）が収束レンズであるように構成されている。第１凸レンズ９と、第２凸レンズ１０とは、光６の光軸１１上にあって、光源２からの光６は第１凸レンズ９、第２凸レンズ１０をこの順番に通過して、導波構造体５に入射する。光６は第１凸レンズ９によって平行光となり、第２凸レンズ１０によって収束される。このように、収束光学系２０では、光源２と導波構造体５との間に配置された第１凸レンズ９と第２凸レンズ１０とを用いて、光６を収束させる。本実施の形態では、光６はレーザ光である。一般にレーザ光の強度分布はガウシアン分布である。図２（ａ）において、領域Ｒは、導波構造体５の端面５ａに入射する光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビーム断面に対応する。収束光学系２０によって、図２（ａ）に示すように、領域Ｒは、入射端面７内に収まる。つまり、領域Ｒは、端面５ａにおいて入射端面７内にあり、第１面４ａには位置していない。換言すれば、光６の入射端面７における断面が、入射端面７に包含されているといえる。本実施の形態では、領域Ｒが入射端面７内に収まっているから、光６を光導波路３内に入射させる際の損失を低減させることができる。特に、図２（ａ）では、領域Ｒの形状は楕円形であり、光導波路３の入射端面７の形状は長方形である。ここで、領域Ｒの径は、入射端面７の短辺の長さより小さく、これにより、領域Ｒが入射端面７に包含されている。そのため、光６を効率よく光導波路３内に入射させることができる。

【0024】

上述したように、図１の発光装置１では、光導波路３の長さ方向Ａは、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内において光６の光軸１１に対して第１所定角度（図１においてθ₁で示す）で傾斜する。これにより、光６が光導波路３と外装部４との境界面Ｂで反射しながら光導波路３内を伝搬する光路長が、光導波路３の長さよりも長くなるため、波長変換の効率が高くなる。また、図１の導波構造体５において、入射端面７は、所定面内において光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐに対して第２所定角度（図１においてθ₂で示す）で傾斜する。これによって、光導波路３への入射端面７において反射した光６の一部が収束光学系２０を介して光源２に戻る可能性を低減できる。これにより、光６の戻り光で光源２が損傷してしまう可能性を低減できる。

【0025】

以下、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂の関係についてさらに説明する。

【0026】

図１の発光装置１では、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂は、光６が光導波路３内を光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射しながら伝播するように設定される。これにより、光６は光導波路３から外装部４へ漏れ出さずにより効率良く伝搬することが可能である。次に、図３を参照して、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂の関係について説明する。

【0027】

図３は、発光装置１の導波構造体５の入射端面７を説明する概略断面図である。なお、図３では、単に図面を見やすくするためだけに、断面を示すハッチングを省略している。

【0028】

図３において、入射端面７から光導波路３内に入射した光６が光導波路３外に漏れ出さずに効率的に伝搬していくには、光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射して光導波路３の長さ方向Ａに進むことが望ましい。本実施の形態では、光６は第２凸レンズ１０により収束しながら入射端面７に入射するので、図３における光６の外縁２１が、外装部４への入射角が最小となる。第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂は、光６の光軸を通る中心光線ではなく光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの外縁２１が光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射する条件を満たすように、設定される。図３において、所定面内での光６の外縁２１の入射端面７への入射角をθ_i、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とする。頂角φ₁は、入射端面７に入射する光６の光束の最も外側の光束間の角度である。この場合、θ_iは、θ_i＝θ₁＋φ₁／２－θ₂で表わされる。外装部４の屈折率をｎ₁、光導波路３の屈折率をｎ₂、屈折角をθ_rとすると、スネルの法則より、sin（θ_i）／sin（θ_r）＝ｎ₂／ｎ₁が成立する。そうすると、sin（θ_r）＝sin（θ₁＋φ₁／２－θ₂）／ｎ₂であるから、θ_r＝arcsin｛sin（θ₁＋φ₁／２－θ₂）／ｎ₂｝となる。光６の外縁２１が光導波路３から外装部４に入射する入射角をθｃとすると、θ_c＝１８０°－９０°－θ_r－θ₂であるから、θ_c＝９０°－arcsin｛sin（θ₁＋φ₁／２－θ₂）／ｎ₂｝－θ₂である。光６の外縁２１が光導波路３と外装部４の境界面Ｂで全反射する条件は、θ_c≧arcsin（ｎ₁／ｎ₂）である。よって、９０°－arcsin｛sin（θ₁＋φ₁／２－θ₂）／ｎ₂｝－θ₂≧arcsin（ｎ₁／ｎ₂）との式をθ₁について解くと、次式（１）が得られる。

【0029】

【数1】

【0030】

以上から、本実施の形態の発光装置１では、外装部４の屈折率をｎ₁、光導波路３の屈折率をｎ₂、第１所定角度をθ₁、第２所定角度をθ₂、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とすると、θ₁は、上式（１）を満たす。

【0031】

図１の発光装置１では、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂は、光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームが入射端面７で反射した一部が光源２に入射しないように設定される。これにより、光６の戻り光で光源２が損傷してしまうのを防ぐことができる。次に、図４を参照して、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂の関係について説明する。

【0032】

図４は、発光装置１の導波構造体５の光導波路３の入射端面７を説明する概略断面図である。なお、図４では、単に図面を見やすくするためだけに、断面を示すハッチングを省略している。

【0033】

図４において、光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの一部が入射端面７において反射して、入射端面７での反射光が第２凸レンズ１０に戻ると、さらに第２凸レンズ１０及び第１凸レンズ９を介して光源２まで戻り、反射光のエネルギーにより光源２が損傷してしまう可能性がある。これを防止するためには、入射端面７での反射光が第２凸レンズ１０に戻るのを抑制することが考えられる。本実施の形態では、光６は第２凸レンズ１０により収束しながら入射端面７に入射するので、図４における光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの外縁２２が、入射端面７への入射角が最小となる。光６の外縁２２が、入射端面７で反射後に第２凸レンズ１０に戻らないという条件を満たすように、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂が設定される。図４において、所定面内での光６の外縁２２の入射端面７への入射角をθ_k、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とする。この場合、θ_k＝θ₁－φ₁／２－θ₂が成立する。光６の外縁２２の入射端面７における反射光２２ａの反射角もθ_kである。入射端面７から収束光学系２０までの距離をｘとする。図４の場合、収束光学系２０は、最も入射端面７側に位置する部品が収束レンズ（第２凸レンズ１０）であるように構成されている。よって、ｘは、入射端面７から収束レンズ（第２凸レンズ１０）までの距離である。より詳細には、ｘは、入射端面７から収束レンズ（第２凸レンズ１０）の表面までの距離である。所定面内での光６の光軸１１に直交する方向における、光軸１１と反射光２２ａとの距離をｙとする。この場合、ｙは、ｙ＝ｘ・tan（２θ_k＋φ₁／２）で表される。θ_k＝θ₁－φ₁／２－θ₂であるから、ｙ＝ｘ・tan（２θ₁－２θ₂－φ₁／２）である。収束光学系２０の有効半径をｒとする。図４の場合、収束光学系２０は、最も入射端面７側に位置する部品が収束レンズ（第２凸レンズ１０）であるように構成されている。よって、ｒは、収束レンズ（第２凸レンズ１０）の半径である。ｒ＜ｙであれば、光６の外縁２２の反射光２２ａが第２凸レンズ１０に入射しない。ｙ＝ｘ・tan（２θ₁－２θ₂－φ₁／２）であるから、ｒ＜ｘ・tan（２θ₁－２θ₂－φ₁／２）であり、これをθ₁について解くと、次式（２）が得られる。

【0034】

【数2】

【0035】

以上から、収束光学系２０の有効半径をｒ、入射端面７から収束光学系２０までの距離をｘ、第１所定角度をθ₁、第２所定角度をθ₂、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とすると、θ₁は、上式（２）を満たす。

【0036】

上述したように、図１の発光装置１では、導波構造体５において、出射端面８が所定面内において垂直面Ｐに対して第３所定角度θ₃で傾斜する。第１所定角度θ₁、第２所定角度θ₂、及び第３所定角度θ₃は、光導波路３内から出射端面８を通って外部に出ようとする光６が出射端面８で全反射されないように設定される。これにより、光６が光導波路３内に閉じ込められる可能性を低減して、光６の利用効率の向上が図れる。次に、図５を参照して、第１所定角度θ₁、第２所定角度θ₂、及び第３所定角度θ₃の関係について説明する。

【0037】

図５は、発光装置１の導波構造体５の光導波路３の出射端面８を説明する概略断面図である。なお、図５では、単に図面を見やすくするためだけに、断面を示すハッチングを省略している。

【0038】

図５において、光導波路３内を伝搬後に出射端面８から出射する光６の量を増やすためには、出射端面８において反射して光導波路３内に戻る光６の量を抑制することが考えられる。本実施の形態では、光導波路３内を伝搬する光６のうち光導波路３から外装部４への入射角が最小となる外縁２３に関して、光導波路３から外装部４への入射角をθ_cとする。図３と同様に、θ_c＝９０°－arcsin｛sin（θ₁＋φ₁／２－θ₂）／ｎ₂｝－θ₂である。光６の外縁２３の、出射端面８への入射角をθ_sとする。θ_sは、θ_s＝９０°－（θ_c－θ₃）で表される。光６の外縁２３が、出射端面８で全反射せずに導波構造体５の外部に出射する条件は、θ_s＜arcsin（１／ｎ₂）である。θ_s＝９０°－（θ_c－θ₃）を代入すると、９０°－θ_c＋θ₃＜arcsin（１／ｎ₂）である。これをθ₃について解くと、次式（３）が得られる。

【0039】

【数3】

【0040】

以上から、光導波路３の屈折率をｎ₂、第１所定角度をθ₁、第２所定角度をθ₂、第３所定角度をθ₃、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とすると、θ₃は、上式（３）を満たす。

【0041】

上述したように、発光装置１は、光源２と、導波構造体５と、収束光学系２０とを備え、更に、光源２と導波構造体５と収束光学系２０とを支持するサポート３０を備える。本実施の形態では、光源２と、導波構造体５と、収束光学系２０とはサポート３０に取り付けられることで、互いに位置関係が規定される。

【0042】

図１のサポート３０は、第１取付部材１２と、第２取付部材１３と、基体１４と、高さ調整部材１５と、第１位置決めガイド１６と、第２位置決めガイド１７とを備える。

【0043】

第１取付部材１２は、基体１４の配置面１４ａに配置される。光源２及び収束光学系２０は、第１取付部材１２における基体１４とは反対側の面（図１における上面）に設置される。第１取付部材１２は熱伝導性が高い材料により形成されており、これによって、光源２の熱を基体１４に伝達して放散させることができる。このように、第１取付部材１２は、高さ調整機能と冷却機能とを有する。

【0044】

第２取付部材１３は、基体１４の配置面１４ａに配置される。導波構造体５は、第２取付部材１３における基体１４とは反対側の面（図１における上面）に設置される。第２取付部材１３は熱伝導性が高い材料により形成されており、これによって、導波構造体５の熱を基体１４に伝達して放散させることができる。このように、第２取付部材１３は、高さ調整機能と冷却機能とを有する。

【0045】

高さ調整部材１５は、基体１４の配置面１４ａと第１取付部材１２との間に配置される。高さ調整部材１５は、基体１４の配置面１４ａに対する第１取付部材１２の高さを調整する機構であり、かつ、光６の光軸１１を光導波路３の長さ方向Ａに対して傾斜させて設置する機構である。高さ調整部材１５の配置面１４ａとは反対側の面（図１における上面）は、基体１４の配置面１４ａに対して、第１所定角度θ₁で傾斜している。これにより、光源２から出射される光６の光軸１１に対する光導波路３の長さ方向Ａの角度もθ₁となる。高さ調整部材１５は、例えば、くさび形である。高さ調整部材１５は、所定面内において光６の光軸１１を光導波路３の長さ方向Ａに対して第１所定角度θ₁で傾斜させる角度調整部材である。

【0046】

第１位置決めガイド１６及び第２位置決めガイド１７は、高さ調整部材１５とともに、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度を第１所定角度θ₁に維持したまま光源２を移動させる位置調整部材を構成する。位置調整部材は、光源２を平行に移動させるための平行移動補助部材である。第１位置決めガイド１６は、第１取付部材１２の導波構造体５に対向する端面に設置される。第２位置決めガイド１７は、第１取付部材１２の導波構造体５とは反対側の端面に設置される。第１位置決めガイド１６の第１取付部材１２に接する面は、光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐに対して第２所定角度θ₂で傾斜している。同様に、第２位置決めガイド１７の第１取付部材１２に接する面も、光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐに対して第２所定角度θ₂で傾斜している。

【0047】

高さ調整部材１５を基体１４の配置面１４ａに沿って導波構造体５に近付く方向又は導波構造体５から離れる方向（光導波路３の長さ方向Ａ）に移動させると、光源２が、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度が第１所定角度θ₁に維持されたまま第１位置決めガイド１６及び第２位置決めガイド１７に沿って移動する。これにより、光源２の出射面２ｂと入射端面７との距離を保ったまま、すなわち、導波構造体５において光６が入射する領域Ｒの大きさを保ったまま、光源２の出射面２ｂを、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度を第１所定角度θ₁に維持したまま移動させることができる。このため、入射端面７に光６が効率良く入射する位置の調整が容易になる。

【0048】

収束光学系２０の第１凸レンズ９及び第２凸レンズ１０と、高さ調整部材１５とは、導波構造体５により所定の波長に変換された光６の量が最大となるようにそれらの位置が調整された後に、接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃ等の固定手段で第１取付部材１２及び基体１４に固定される。図１では、第１凸レンズ９及び第２凸レンズ１０が接着剤１８ａ，１８ｂにより第１取付部材１２に固定され、高さ調整部材１５が接着剤１８ｃにより基体１４に固定されている。接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、接着対象の部材を接着位置に設置して塗布した後も即座に硬化せず、位置調整が可能なものである。接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、例えば紫外線硬化樹脂である。

【0049】

次に、光源２と、収束光学系２０と、導波構造体５とをサポート３０に取り付ける方法について説明する。まず、導波構造体５を第２取付部材１３に取り付ける。次に、第２取付部材１３を基体１４の配置面１４ａに設置し、固定する。光源２及び収束光学系２０を第１取付部材１２に取り付ける。この時点では、収束光学系２０の第１凸レンズ９及び第２凸レンズ１０は、未固定である。次に高さ調整部材１５を基体１４の配置面１４ａに設置する。第１取付部材１２を高さ調整部材１５に載置する。第１取付部材１２及び高さ調整部材１５は、未固定である。次に、接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃとして紫外線硬化樹脂を塗布する。第１凸レンズ９、第２凸レンズ１０、及び高さ調整部材１５は、未固定である。この後に、基体１４の配置面１４ａに第１位置決めガイド１６及び第２位置決めガイド１７を設置し、固定する。この後に、光源２に電気系統を接続して光源２から光６を出射させる。この状態で、入射端面７を含む平面内において光６が最も収束するように第１凸レンズ９と第２凸レンズ１０の精密な位置調整を行う。その後、高さ調整部材１５を導波構造体５に対して接近又は離間する方向（光導波路３の長さ方向Ａ）に移動させ、出射端面８から出射する光６の量が最大となるように精密な位置調整を行う。つまり、光６が入射する領域Ｒが入射端面７内に収まるように、収束光学系２０の調整を行う。位置調整の後、紫外線を照射して接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃを硬化させ、第１凸レンズ９、第２凸レンズ１０、第１取付部材１２及び高さ調整部材１５を固定する。これによって、図１に示す発光装置１が得られる。

【0050】

［１．１．３ 効果等］
以上述べたように、発光装置１は、指向性を有する光６を出射する光源２と、入射端面７及び出射端面８を有し入射端面７から入射した光６を光６の波長を変換して出射端面８から出射する光導波路３、及び光透過性を有し入射端面７及び出射端面８が露出するように光導波路３を覆う外装部４を含む導波構造体５とを備える。光導波路３の長さ方向Ａは、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内において光６の光軸１１に対して所定角度で傾斜する。所定角度は、光６が光導波路３内を光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射しながら伝播するように設定される。この構成によれば、光源２の損傷を低減でき、さらに光６の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0051】

また、発光装置１において、導波構造体５の端面５ａに入射する光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビーム断面に対応する領域Ｒは、入射端面７内に収まる。この構成によれば、光６の利用効率の向上が図れる。

【0052】

また、発光装置１は、光６の光軸１１上にあって光６を入射端面７に収束させる収束光学系２０をさらに備える。この構成によれば、光６の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0053】

また、発光装置１において、外装部４の屈折率をｎ₁、光導波路３の屈折率をｎ₂、所定角度をθ₁、所定面内において入射端面７と光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐのなす角度をθ₂、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とすると、θ₁は、

を満たす。この構成によれば、光６の波長変換効率の向上が図れる。

【0054】

また、発光装置１において、所定角度は、光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの入射端面７で反射した一部が光源２に入射しないように設定される。この構成によれば、光源２の損傷の防止が図れる。

【0055】

また、発光装置１において、収束光学系２０の有効半径をｒ、入射端面７から収束光学系２０までの距離をｘ、所定角度をθ₁、所定面内において入射端面７と光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐのなす角度をθ₂、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とすると、θ₁は、

を満たす。この構成によれば、光源２の損傷を低減できる。

【0056】

また、発光装置１において、収束光学系２０は、最も入射端面７側に位置する部品が収束レンズ（第２凸レンズ１０）であるように構成される。有効半径は、収束レンズの半径である。入射端面７から収束光学系２０までの距離は、入射端面７から収束レンズまでの距離である。この構成によれば、光源２の損傷を低減できる。

【0057】

また、発光装置１において、出射端面８は、所定面内において垂直面Ｐに対して傾斜する。この構成によれば、光６の利用効率の向上が図れる。

【0058】

また、発光装置１において、光導波路３の屈折率をｎ₂、所定角度をθ₁、所定面内において入射端面７と光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐのなす角度をθ₂、所定面内において出射端面８が垂直面Ｐに対して傾斜する角度をθ₃、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とすると、θ₃は、

を満たす。この構成によれば、光６の利用効率の向上が図れる。

【0059】

また、発光装置１は、所定面内において光６の光軸１１を光導波路３の長さ方向Ａに対して所定角度で傾斜させる角度調整部材（高さ調整部材１５）と、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度を所定角度に維持したまま光源２の出射面２ｂと入射端面７の距離を一定に保ちながら、光源２及び導波構造体５の少なくとも一方を移動させる位置調整部材（高さ調整部材１５、第１及び第２位置決めガイド１６，１７）とをさらに備える。この構成によれば、光源２と導波構造体５との位置関係を容易に設定できる。

【0060】

また、発光装置１は、光源２と導波構造体５とが配置される配置面１４ａを有する基体１４をさらに備える。光源２の光６の光軸１１が所定面内において基体１４の配置面１４ａの沿面方向に対して傾斜する。この構成によれば、光源２と導波構造体５との位置関係を容易に設定できる。

【0061】

また、発光装置１において、導波構造体５は、光導波路型ＳＨＧ素子である。この構成によれば、光６の波長変換効率の向上が図れる。

【0062】

以上述べた発光装置１の製造方法は、所定角度を、光６が光導波路３内を光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射しながら伝播するように設定することを含む。所定角度は、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内における光導波路３の長さ方向Ａと光６の光軸１１との間の角度である。この構成によれば、光６の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0063】

また、製造方法は、位置調整部材により光源２及び導波構造体５の少なくとも一方を移動させることによって導波構造体５の出射端面８から出射する光６の量が最大となるように光源２と導波構造体５の位置を決定することを含む。この構成によれば、光源２と導波構造体５との位置関係を容易に設定できる。

【0064】

以上述べた導波構造体５は、入射端面７及び出射端面８を有し入射端面７から入射した指向性を有する光６を光６の波長を変換して出射端面８から出射する光導波路３と、光透過性を有し入射端面７及び出射端面８が露出するように光導波路３を覆う外装部４とを備える。光導波路３の長さ方向Ａは、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内において光６の光軸１１に対して所定角度で傾斜する。所定角度は、光６が光導波路３内を光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射しながら伝播するように設定される。この構成によれば、光６の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0065】

［１．２ 実施の形態２］
［１．２．１ 構成］
図６は、実施の形態２の発光装置１Ａの構成例の概略側面図である。図６の発光装置１Ａは、実施の形態１の発光装置１と同様に、光源２と、導波構造体５とを備える。

【0066】

図６の発光装置１Ａは、収束光学系２０を備える代わりに、光源２と光導波路３との間に配置される反射防止膜４０をさらに備える。反射防止膜４０の厚み方向の第１面４０ａは光源２の出射面２ｂに接する。反射防止膜４０の厚み方向の第２面４０ｂは光導波路３の入射端面７に接する。これによって、光源２は、反射防止膜４０を介して、導波構造体５と直接結合している。なお、本実施の形態において、反射防止膜４０は均一な厚みを有している。そのため、所定面内において入射端面７と光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐのなす角度（第２所定角度θ₂）は、第１所定角度θ₁に等しい。つまり、光源２の出射面２ｂと光導波路３の入射端面７とは互いに平行である。

【0067】

図６の反射防止膜４０は、光６を透過する。本実施の形態では、光６はレンズ等の収束光学系２０により収束されることはなく、拡大しながら進む光として入射端面７から光導波路３内に入射する。反射防止膜４０は、例えば、光導波路３よりも屈折率の低い材料で構成された単層膜である。反射防止膜４０の材料としては、例えば、弗化マグネシウム、弗化カルシウム、石英ガラス、及びサファイアが挙げられる。反射防止膜４０によって、光源２からの光６が光源２の活性層２ａに戻ることが抑制される。

【0068】

図６の発光装置１Ａでは、光導波路３の長さ方向Ａは、光導波路３の長さ方向Ａ及び光６の光軸１１を含む所定面内において光６の光軸１１に対して第１所定角度（図６においてθ₁で示す）で傾斜する。これにより、光６が光導波路３と外装部４との境界面Ｂで反射しながら光導波路３内を伝搬する光路長が、光導波路３の長さよりも長くなるため、波長変換の効率が高くなる。

【0069】

以下、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂の関係についてさらに説明する。

【0070】

図６の発光装置１Ａでは、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂は、光６が光導波路３内を光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射しながら伝播するように設定される。これにより、光６は光導波路３から外装部４へ漏れ出さずにより効率良く伝搬することが可能である。次に、図７を参照して、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂の関係について説明する。

【0071】

図７及び図８は、発光装置１Ａの導波構造体５の入射端面７を説明する概略断面図である。なお、図７及び図８では、単に図面を見やすくするためだけに、断面を示すハッチングを省略している。

【0072】

図７において、光源２の活性層２ａの出射面２ｂから出射された光６は、反射防止膜４０を通過して、入射端面７から光導波路３内に入射する。光導波路３内に入射した光６が光導波路３外に漏れ出さずに効率的に伝搬していくには、光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射して光導波路３の長さ方向に進むことが望ましい。本実施の形態では、光６は拡大しながら入射端面７に入射するので、図７における光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの外縁２４が、外装部４への入射角が最小となる。第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂は、光６の光軸を通る中心光線ではなく光６の外縁２４が光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射する条件を満たすように、設定される。図８において、所定面内での光６の外縁２４の入射端面７への入射角をθ_i、所定面内での反射防止膜４０内での光６の光束の拡がり角をφ₂とする。この場合、θ_i＝φ₂／２で表される。外装部４の屈折率をｎ₁、光導波路３の屈折率をｎ₂、反射防止膜４０の屈折率をｎ₃、屈折角をθ_rとすると、スネルの法則より、sin（θ_i）／sin（θ_r）＝ｎ₂／ｎ₃が成立する。そうすると、sin（θ_r）＝sin（φ₂／２）・ｎ₃／ｎ₂であるから、θ_r＝arcsin｛sin（φ₂／２）・ｎ₃／ｎ₂｝となる。光６の外縁２４の光導波路３から外装部４への入射角をθ_cとすると、θ_c＝１８０°－９０°－θ₁－θ_rであるから、θ_c＝９０°－θ₁－arcsin｛sin（φ₂／２）・ｎ₃／ｎ₂｝となる。光６の外縁２４が光導波路３と外装部４の境界面Ｂで全反射する条件は、θ_c≧arcsin（ｎ₁／ｎ₂）である。よって、９０°－θ₁－arcsin｛sin（φ₂／２）・ｎ₃／ｎ₂｝≧arcsin（ｎ₁／ｎ₂）との式をθ₁について解くと次式（４）が得られる。

【0073】

【数4】

【0074】

発光装置１Ａにおいて、光源２の出射面２ｂと光導波路３の入射端面７とは平行であり、光６の光軸１１と光導波路３の入射端面７とは垂直であるため、第１所定角度θ₁と第２所定角度θ₂とは互いに等しい。

【0075】

以上から、本実施の形態の発光装置１Ａでは、また、発光装置１Ａにおいて、外装部４の屈折率をｎ₁、光導波路３の屈折率をｎ₂、反射防止膜４０の屈折率をｎ₃、第１所定角度をθ₁、所定面内での反射防止膜４０内での光６の光束の拡がり角をφ₂とすると、θ₁は、上式（４）を満たす。

【0076】

図６の発光装置１Ａでは、発光装置１と同様に、導波構造体５において、出射端面８が所定面内において垂直面Ｐに対して第３所定角度θ₃で傾斜する。第１所定角度θ₁、第２所定角度θ₂、及び第３所定角度θ₃は、光導波路３内から出射端面８を通って外部に出ようとする光６が出射端面８で全反射されないように設定される。これにより、光６が光導波路３内に閉じ込められる可能性を低減して、光６の利用効率の向上が図れる。次に、図５を参照して、第１所定角度θ₁、第２所定角度θ₂、及び第３所定角度θ₃の関係について説明する。

【0077】

図５において、光導波路３内を伝搬後に出射端面８から出射する光６の量を増やすためには、出射端面８において反射して光導波路３内に戻る光６の量を抑制することが考えられる。本実施の形態では、光導波路３内を伝搬する光６のうち光導波路３から外装部４への入射角が最小となる外縁２３に関して、光導波路３から外装部４への入射角をθ_cとする。本実施の形態では、θ_c＝９０°－θ₁－arcsin｛sin（φ₂／２）・ｎ₃／ｎ₂｝である。光６の外縁２３の、出射端面８への入射角をθ_sとする。θ_sは、θ_s＝９０°－（θ_c－θ₃）で表される。光６の外縁２３が、出射端面８で全反射せずに導波構造体５の外部に出射する条件は、θ_s＜arcsin（１／ｎ₂）である。θ_s＝９０°－（θ_c－θ₃）を代入すると、９０°－θ_c＋θ₃＜arcsin（１／ｎ₂）である。これをθ₃について解くと、次式（５）が得られる。

【0078】

【数5】

【0079】

以上から、光導波路３の屈折率をｎ₂、反射防止膜４０の屈折率をｎ₃、第１所定角度をθ₁、第３所定角度をθ₃、所定面内での反射防止膜４０内での光６の光束の拡がり角をφ₂とすると、θ₃は、上式（５）を満たす。

【0080】

図６の発光装置１Ａでは、反射防止膜４０の厚みは、光源２の出射面２ｂから出射した光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの全部が入射端面７に入射するように設定される。これにより、光６の利用効率の向上が図れる。次に、図７及び図８を参照して、反射防止膜４０の厚みについて説明する。

【0081】

図７及び図８において、光源２の活性層２ａの出射面２ｂから出射された光６は、反射防止膜４０を通過して、入射端面７から光導波路３内に入射する。図７及び図８において、所定面内において光導波路３の長さ方向Ａに直交する方向での光導波路３の寸法、つまり、光導波路３の厚みをＤ_wとする。所定面内において光６の光軸１１に垂直な方向での光導波路３の入射端面７の寸法をＬ₁とする。この場合、Ｌ₁＝Ｄ_w／２・sin（９０°－θ₂）が成立する。本実施の形態では、前述のとおりθ₂＝θ₁であるから、Ｌ₁＝Ｄ_w／２・sin（９０°－θ₁）である。図８において、光６の外縁２４が反射防止膜４０内で拡がる入射端面７上の長さをＬ₂とする。Ｌ₂は、光６の外縁２４が反射防止膜４０を通過する際に所定面内において光導波路３の長さ方向Ａに直交する方向において光６の外縁２４が移動する距離である。反射防止膜４０の厚みをＤ_c、所定面内での反射防止膜４０内における光６の光束の拡がり角をφ₂とする。この場合、Ｌ₂＝Ｄ_c・tan（φ₂／２）が成立する。所定面内において光６の光軸１１に直交する方向での光源２の出射面２ｂの寸法、つまり活性層２ａの厚みをＤ_aとする。この場合、光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームが漏れなく入射端面７に入射する条件は、Ｌ₂≦Ｌ₁－Ｄ_a／２である。よって、Ｄ_c・tan（φ₂／２）≦Ｄ_w／２・sin（９０°－θ₁）－Ｄ_a／２である。これをＤｃについて解くと、次式（６）が得られる。

【0082】

【数6】

【0083】

以上から、所定面内において光導波路３の長さ方向Ａに直交する方向での光導波路３の寸法をＤ_w、所定面内において光６の光軸１１に直交する方向での光源２の出射面２ｂの寸法をＤ_a、反射防止膜４０の厚みをＤ_c、第１所定角度をθ₁、反射防止膜４０内での光６の光束の拡がり角をφ₂とすると、Ｄ_cは、上式（６）を満たす。

【0084】

反射防止膜４０の厚みＤ_cは、上式（６）を満たす中で、工業的に形成に適した厚みであるほうがよい。反射防止膜４０の厚みＤ_cは、例えば、５０ｎｍより大きく、２５００ｎｍより小さい。

【0085】

上述したように、発光装置１Ａは、光源２と、導波構造体５と、反射防止膜４０とを備える。更に、発光装置１Ａは、光源２と導波構造体５と反射防止膜４０とを支持するサポート３０Ａを備える。本実施の形態では、光源２と、導波構造体５と、反射防止膜４０とはサポート３０Ａに取り付けられることで、互いに位置関係が規定される。

【0086】

図６のサポート３０Ａは、第１取付部材３２と、第２取付部材３３と、基体３４と、高さ調整部材３５とを備える。

【0087】

第１取付部材３２は、基体３４の配置面３４ａに配置される。光源２は、第１取付部材３２における基体３４とは反対側の面（図６における上面）に設置される。第１取付部材３２は熱伝導性が高い材料により形成されており、これによって、光源２の熱を基体３４に伝達して放散させることができる。このように、第１取付部材３２は、高さ調整機能と冷却機能とを有する。

【0088】

第２取付部材３３は、基体３４の配置面３４ａに配置される。導波構造体５は、第２取付部材３３における基体３４とは反対側の面（図６における上面）に設置される。第２取付部材３３は熱伝導性が高い材料により形成されており、これによって、導波構造体５の熱を基体３４に伝達して放散させることができる。このように、第２取付部材３３は、高さ調整機能と冷却機能とを有する。

【0089】

高さ調整部材３５は、基体３４の配置面３４ａと第１取付部材３２との間に配置される。高さ調整部材３５は、基体３４の配置面３４ａに対する第１取付部材３２の高さを調整する機構であり、かつ、光６の光軸１１を光導波路３の長さ方向Ａに対して傾斜させて設置する機構である。高さ調整部材３５の配置面３４ａとは反対側の面（図６における上面）は、基体３４の配置面３４ａに対して、第１所定角度θ₁で傾斜している。これにより、光源２から出射される光６の光軸１１に対する光導波路３の長さ方向Ａの角度もθ₁となる。高さ調整部材３５は、例えば、くさび形である。高さ調整部材３５は、所定面内において光６の光軸１１を光導波路３の長さ方向Ａに対して第１所定角度θ₁で傾斜させる角度調整部材である。

【0090】

高さ調整部材３５は、反射防止膜４０とともに、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度を第１所定角度θ₁に維持したまま、光源２の出射面２ｂと入射端面７の距離を一定に保ちながら、光源２を移動させる位置調整部材を構成する。位置調整部材は、光源２を平行に移動させるための平行移動補助部材である。高さ調整部材３５を基体３４の配置面３４ａに沿って導波構造体５に近付く方向又は導波構造体５から離れる方向（光導波路３の長さ方向Ａ）に移動させると、光源２が、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度が第１所定角度θ₁に維持されたまま反射防止膜４０に沿って移動する。これにより、光源２の出射面２ｂと入射端面７との距離を保ったまま、すなわち、導波構造体５において光６が入射する領域Ｒの大きさを保ったまま、光源２の出射面２ｂを、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度を第１所定角度θ₁に維持したまま移動させることができる。このため、入射端面７に光６が効率良く入射する位置の調整が容易になる。

【0091】

光源２、導波構造体５、及び高さ調整部材３５は、導波構造体５により所定の波長に変換された光６の量が最大となるようにそれらの位置が調整された後に、接着剤１８ｄ，１８ｅ等の固定手段で固定される。図６では、高さ調整部材３５が接着剤１８ｄにより基体３４に固定され、光源２及び導波構造体５が接着剤１８ｅにより互いに固定されている。接着剤１８ｄ，１８ｅは、部材を概略位置に設置して塗布した後も即座に硬化せず、位置調整が可能なものである。接着剤１８ｄ，１８ｅは、例えば紫外線硬化樹脂である。

【0092】

次に、光源２と、導波構造体５と、反射防止膜４０とをサポート３０Ａに取り付ける方法について説明する。まず、導波構造体５を第２取付部材３３に取り付ける。次に、第２取付部材３３を基体３４の配置面３４ａに設置し、固定する。光源２を第１取付部材３２に取り付ける。次に高さ調整部材３５を基体３４の配置面３４ａに設置する。第１取付部材３２を高さ調整部材３５に載置する。第１取付部材３２及び高さ調整部材３５は、未固定である。さらに、光源２と導波構造体５との間に反射防止膜４０が配置される。次に、接着剤１８ｄ，１８ｅとして紫外線硬化樹脂を塗布する。光源２及び高さ調整部材３５は、未固定である。この後に、光源２に電気系統を接続して光源２から光６を出射させる。この状態で、高さ調整部材３５を導波構造体５に対して接近又は離間する方向（光導波路３の長さ方向Ａ）に移動させ、出射端面８から出射する光６の量が最大となるように精密な位置調整を行う。位置調整の後、紫外線を照射して接着剤１８ｄ，１８ｅを硬化させ、光源２と導波構造体５とを相互に固定し、高さ調整部材３５を基体３４に固定する。これによって、図６に示す発光装置１Ａが得られる。

【0093】

［１．２．２ 効果等］
以上述べた発光装置１Ａは、光源２と光導波路３との間に配置される反射防止膜４０をさらに備える。光源２は、光６が出射する出射面２ｂを有する。反射防止膜４０の厚み方向の第１面４０ａは光源２の出射面２ｂに接する。反射防止膜４０の厚み方向の第２面４０ｂは光導波路３の入射端面７に接する。所定面内において入射端面７と光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐのなす角度（第２所定角度θ₂）は、所定角度θ₁に等しい。この構成によれば、光源２の損傷を低減でき、さらに光６の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0094】

また、発光装置１Ａにおいて、外装部４の屈折率をｎ₁、光導波路３の屈折率をｎ₂、反射防止膜４０の屈折率をｎ₃、所定角度をθ₁、所定面内での反射防止膜４０内での光６の光束の拡がり角をφ₂とすると、θ₁は、

を満たす。この構成によれば、光６の波長変換効率の向上が図れる。

【0095】

また、発光装置１Ａにおいて、出射端面８は、所定面内において垂直面Ｐに対して傾斜する。この構成によれば、光６の利用効率の向上が図れる。

【0096】

また、発光装置１Ａにおいて、光導波路３の屈折率をｎ₂、反射防止膜４０の屈折率をｎ₃、所定角度をθ₁、所定面内において出射端面８が垂直面Ｐに対して傾斜する角度をθ₃、所定面内での反射防止膜４０内での光６の光束の拡がり角をφ₂とすると、θ₃は、

を満たす。この構成によれば、光６の利用効率の向上が図れる。

【0097】

また、発光装置１Ａにおいて、反射防止膜４０の厚みは、光源２の出射面２ｂから出射した光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの全部が入射端面７に入射するように設定される。この構成によれば、光６の利用効率の向上が図れる。

【0098】

また、発光装置１Ａにおいて、所定面内において光導波路３の長さ方向Ａに直交する方向での光導波路３の寸法をＤ_w、所定面内において光６の光軸１１に直交する方向での光源２の出射面２ｂの寸法をＤ_a、反射防止膜４０の厚みをＤ_c、所定角度をθ₁、反射防止膜４０内での光６の光束の拡がり角をφ₂とすると、Ｄ_cは、

を満たす。この構成によれば、光６の利用効率の向上が図れる。

【0099】

また、発光装置１Ａにおいて、反射防止膜４０の厚みは、５０ｎｍより大きく、２５００ｎｍより小さい。この構成によれば、光６の利用効率の向上が図れる。

【0100】

また、発光装置１Ａは、所定面内において光６の光軸１１を光導波路３の長さ方向Ａに対して所定角度（第１所定角度θ₁）で傾斜させる高さ調整部材（角度調整部材）３５をさらに備える。反射防止膜４０は、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度を所定角度（第１所定角度θ₁）に維持したまま、光源２の出射面２ｂと光導波路３の入射端面７の距離を一定に保ちながら、光源２及び導波構造体５のうち少なくとも一方を移動するための位置調整部材の一部である。この構成によれば、光源２と導波構造体５との位置関係を容易に設定できる。

【0101】

［２．変形例］
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0102】

［２．１ 変形例１］
図９は、変形例１の発光装置の要部の概略断面図である。実施の形態１において、収束光学系２０は、最も入射端面７側に位置する部品が収束レンズであるように構成されている。変形例１では、収束光学系は、入射端面７と収束レンズ（第２凸レンズ１０）との間にアパーチャ５０が存在するように構成される。アパーチャ５０は、光６の光軸１１上において第２凸レンズ１０と入射端面７との間に配置される。アパーチャ５０は、第２凸レンズ１０を露出させる開口５０ａを有する。

【0103】

変形例１においても、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂は、入射端面７で反射した光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの一部が光源２に入射しないように設定される。変形例１の場合、光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの外縁２２が、入射端面７で反射後にアパーチャ５０の開口５０ａ内に戻らないという条件を満たすように、第１所定角度θ₁及び第２所定角度θ₂が設定される。収束光学系２０の有効半径をｒ、入射端面７から収束光学系２０までの距離をｘ、第１所定角度をθ₁、第２所定角度をθ₂、所定面内での収束光学系２０により入射端面７に収束する光６の光束の頂角をφ₁とすると、θ₁は、上式（２）を満たせばよい。変形例１の場合、入射端面７から収束光学系２０までの距離ｘは、入射端面７からアパーチャ５０までの距離である。有効半径は、アパーチャ５０の開口５０ａの半径である。

【0104】

以上述べたように、収束光学系２０は、入射端面７と収束レンズとの間にアパーチャ５０が存在するように構成される。つまり、収束光学系２０は、最も入射端面７側に位置する部品がアパーチャ５０であるように構成される。有効半径は、アパーチャ５０の開口５０ａの半径である。入射端面７から収束光学系２０までの距離は、入射端面７からアパーチャ５０までの距離である。この構成によれば、光源２の損傷を低減できる。

【0105】

［２．２ 変形例２］
図１０は、変形例２の発光装置１Ｂの構成例の概略側面図である。図１０の発光装置１Ｂは、光源２と、導波構造体５と、収束光学系２０と、サポート３０Ｂとを備える。光源２と、導波構造体５と、収束光学系２０とはサポート３０Ｂに取り付けられることで、互いに位置関係が規定される。

【0106】

図１０のサポート３０Ｂは、第１取付部材１２と、第２取付部材１３と、基体１４と、高さ調整部材１５と、第１位置決めガイド１６と、第２位置決めガイド１７とを備える。

【0107】

図１０の高さ調整部材１５は、基体１４の配置面１４ａと第２取付部材１３との間に配置される。高さ調整部材１５は、基体１４の配置面１４ａに対する第２取付部材１３の高さを調整する機構であり、かつ、光導波路３の長さ方向Ａを光６の光軸１１に対して傾斜させて設置する機構である。高さ調整部材１５の配置面１４ａとは反対側の面（図１０における上面）は、基体１４の配置面１４ａに対して、第１所定角度θ₁で傾斜している。これにより、光源２から出射される光６の光軸１１に対する光導波路３の長さ方向Ａの角度もθ₁となる。高さ調整部材１５は、例えば、くさび形である。高さ調整部材１５は、所定面内において光導波路３の長さ方向Ａを光６の光軸１１に対して第１所定角度θ₁で傾斜させる角度調整部材である。

【0108】

図１０の第１位置決めガイド１６及び第２位置決めガイド１７は、高さ調整部材１５とともに、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度を第１所定角度θ₁に維持したまま導波構造体５を移動させる位置調整部材を構成する。位置調整部材は、導波構造体５を平行に移動させるための平行移動補助部材である。第１位置決めガイド１６は、第２取付部材１３の光源２に対向する端面に設置される。第２位置決めガイド１７は、第２取付部材１３の光源２とは反対側の端面に設置される。第１位置決めガイド１６の第２取付部材１３に接する面は、光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐに対して第２所定角度θ₂で傾斜している。同様に、第２位置決めガイド１７の第２取付部材１３に接する面も、光導波路３の長さ方向Ａに垂直な垂直面Ｐに対して第２所定角度θ₂で傾斜している。

【0109】

高さ調整部材１５を基体１４の配置面１４ａに沿って光源２に近付く方向又は光源２から離れる方向に移動させると、導波構造体５が、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度が第１所定角度θ₁に維持されたまま第１位置決めガイド１６及び第２位置決めガイド１７に沿って移動する。これにより、光源２の出射面２ｂと光導波路３の入射端面７との距離を保ったまま、すなわち、導波構造体５において光６が入射する領域Ｒの大きさを保ったまま、導波構造体５の入射端面７を、所定面内における光６の光軸１１と光導波路３の長さ方向Ａとの間の角度を第１所定角度θ₁に維持したまま移動させることができる。このため、入射端面７に光６が効率良く入射する位置の調整が容易になる。

【0110】

収束光学系２０の第１凸レンズ９及び第２凸レンズ１０と、高さ調整部材１５とは、導波構造体５により所定の波長に変換された光６の量が最大となるようにそれらの位置が調整された後に、接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃ等の固定手段で第１取付部材１２及び基体１４に固定される。図１０では、第１凸レンズ９及び第２凸レンズ１０が接着剤１８ａ，１８ｂにより第１取付部材１２に固定され、高さ調整部材１５が接着剤１８ｃにより基体１４に固定されている。接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、接着対象の部材を接着位置に設置して塗布した後も即座に硬化せず、位置調整が可能なものである。接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、例えば紫外線硬化樹脂である。

【0111】

次に、光源２と、収束光学系２０と、導波構造体５とをサポート３０Ｂに取り付ける方法について説明する。まず、光源２及び収束光学系２０を第１取付部材１２に取り付ける。次に、第１取付部材１２を基体１４の配置面１４ａに設置し、固定する。この時点では、収束光学系２０の第１凸レンズ９及び第２凸レンズ１０は、未固定である。次に導波構造体５を第２取付部材１３に取り付ける。次に高さ調整部材１５を基体１４の配置面１４ａに設置する。第２取付部材１３を高さ調整部材１５に載置する。第２取付部材１３及び高さ調整部材１５は、未固定である。次に、接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃとして紫外線硬化樹脂を塗布する。第１凸レンズ９、第２凸レンズ１０、及び高さ調整部材１５は、未固定である。この後に、基体１４の配置面１４ａに第１位置決めガイド１６及び第２位置決めガイド１７を設置し、固定する。この後に、光源２に電気系統を接続して光源２から光６を出射させる。この状態で、入射端面７を含む平面内において光６が最も収束するように第１凸レンズ９と第２凸レンズ１０の精密な位置調整を行う。その後、高さ調整部材１５を光源２に対して接近又は離間する方向（光導波路３の長さ方向Ａ）に移動させ、光導波路３の出射端面８から出射する光６の量が最大となるように精密な位置調整を行う。つまり、光６が入射する領域Rが入射端面７内に収まるように、収束光学系２０の調整を行う。位置調整の後、紫外線を照射して接着剤１８ａ，１８ｂ，１８ｃを硬化させ、第１凸レンズ９、第２凸レンズ１０、第２取付部材１３及び高さ調整部材１５を固定する。これによって、図１０に示す発光装置１Ｂが得られる。

【0112】

このように、基体１４の配置面１４ａに対して光源２ではなく導波構造体５を傾斜させて設置し、位置調整する構造においても、入射端面７における光６の断面が、入射端面７に包含され、光６の光軸１１が光導波路３の長さ方向Ａに対して傾斜していることによって、光６のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームが漏れなく入射端面７から光導波路３内に入射し、光導波路３と外装部４との境界面Ｂで全反射しながら光導波路３内を伝搬する光路長が光導波路３の長さよりも長くなるため、波長変換の効率が高くなる。

【0113】

以上述べたように、発光装置１Ｂは、光源２と導波構造体５とが配置される配置面１４ａを有する基体１４をさらに備える。導波構造体５の光導波路３の長さ方向Ａが、所定面内において基体１４の配置面１４ａの沿面方向に対して傾斜する。この構成によれば、光源２と導波構造体５との位置関係を容易に設定できる。

【0114】

［２．３ その他の変形例］
一変形例では、光源２は、半導体レーザに限定されず、他の光源であってもよい。また、光源２の代わりに、指向性を有する電磁波を照射する電磁波源であってもよい。

【0115】

一変形例では、光導波路３の形状は、六面体状に限定されず、円柱状や、他の多面体状であってもよい。入射端面７および出射端面８の断面形状は、長方形に限定されず、円や楕円、その他の多角形であってもよい。

【0116】

一変形例では、外装部４の形状は、六面体状に限定されず、円柱状や、他の多面体状であってもよい。

【0117】

一変形例では、導波構造体５は、光導波路型ＳＨＧ素子に限定されず、他の導波構造体であってもよい。

【0118】

一変形例では、収束光学系２０は、第１凸レンズ９と第２凸レンズ１０とを備える構成に限定されず、他の収束光学系であってもよい。レンズ形状は、凸レンズだけでなく、球レンズであってもよい。第１凸レンズ９と第２凸レンズ１０は、光軸１１の方向から見て、正円形状に限定されず、楕円形上、正多角形状等の多角形形状であってもよい。

【0119】

一変形例では、出射端面８における光導波路３の断面形状は、長方形に限らず、円や楕円、その他の多角形であってもよい。

【0120】

一変形例では、出射端面８における光６の断面形状は、楕円形に限らず、円や、その他の多角形であってもよい。

【0121】

一変形例では、接着剤１８ａ～１８ｅは、紫外線硬化樹脂に限らず、熱硬化樹脂や室温硬化樹脂や、その他の接着剤であってもよい。接着剤１８ａ～１８ｅは、接着対象の部材を接着位置に設置した後に塗布することに限らず、予め接着位置に塗布されていてもよいし、精密な位置調整を行った後に塗布されてもよい。

【0122】

一変形例では、反射防止膜４０は、光導波路３よりも屈折率の低い材料で構成された膜に限定されず、他の膜であってもよい。膜の構成については、単層膜に限らず、屈折率の低い材料と屈折率の高い材料を組み合わせた多層膜であってもよい。反射防止膜４０は、導波構造体５の入射端面７に形成されたものに限定されず、光源２の出射面２ｂに形成されてもよい。この場合、光源２と導波構造体５との位置調整の際、高さ調整部材３５の導波構造体５に対する光導波路３の長さ方向Ａの移動によって、光源２が反射防止膜４０に沿って移動するのではなく、光源２に形成された反射防止膜４０が導波構造体５の入射端面７に沿って移動する。

【0123】

実施の形態１では、光源２の光６の光軸１１が所定面内において基体１４の配置面１４ａの沿面方向に対して傾斜する。変形例２では、導波構造体５の光導波路３の長さ方向Ａが所定面内において基体１４の配置面１４ａの沿面方向に対して傾斜する。一変形例では、光源２の光６の光軸１１及び導波構造体５の光導波路３の長さ方向Ａの少なくとも一方が、所定面内において基体１４；３４の配置面１４ａ；３４ａの沿面方向に対して傾斜していてもよい。この構成によれば、光源２と導波構造体５との位置関係を容易に設定できる。

【0124】

［３．態様］
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。

【0125】

第１の態様は、発光装置（１；１Ａ）であって、指向性を有する光（６）を出射する光源（２）と、入射端面（７）及び出射端面（８）を有し入射端面（７）から入射した光（６）を光（６）の波長を変換して出射端面（８）から出射する光導波路（３）、及び光透過性を有し入射端面（７）及び出射端面（８）が露出するように光導波路（３）を覆う外装部（４）を含む導波構造体（５）とを備える。光導波路（３）の長さ方向（Ａ）は、光導波路（３）の長さ方向（Ａ）及び光（６）の光軸（１１）を含む所定面内において光（６）の光軸（１１）に対して所定角度で傾斜する。所定角度は、光（６）が光導波路（３）内を光導波路（３）と外装部（４）との境界面（Ｂ）で全反射しながら伝播するように設定される。この態様によれば、光源（２）の損傷を低減でき、さらに光（６）の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0126】

第２の態様は、第１態様に基づく発光装置（１）である。第２の態様において、導波構造体（５）の端面（５ａ）に入射する光（６）のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビーム断面に対応する領域（Ｒ）は、入射端面（７）内に収まる。この態様によれば、光（６）の利用効率の向上が図れる。

【0127】

第３の態様は、第２の態様に基づく発光装置（１）である。第３の態様において、発光装置（１）は、光（６）の光軸（１１）上にあって光（６）を入射端面（７）に収束させる収束光学系（２０）をさらに備える。この態様によれば、光源（２）の損傷を低減でき、さらに光（６）の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0128】

第４の態様は、第３の態様に基づく発光装置（１）である。第４の態様において、外装部（４）の屈折率をｎ₁、光導波路（３）の屈折率をｎ₂、所定角度をθ₁、所定面内において入射端面（７）と光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に垂直な垂直面（Ｐ）のなす角度をθ₂、所定面内での収束光学系（２０）により入射端面（７）に収束する光（６）の光束の頂角をφ₁とすると、θ₁は、次式を満たす。

この態様によれば、光（６）の波長変換効率の向上が図れる。

【0129】

第５の態様は、第３又は第４の態様に基づく発光装置（１）である。第５の態様において、所定角度は、光（６）のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームの入射端面（７）で反射した一部が光源（２）に入射しないように設定される。この態様によれば、光源（２）の損傷の防止が図れる。

【0130】

第６の態様は、第５の態様に基づく発光装置（１）である。第６の態様において、収束光学系（２０）の有効半径をｒ、入射端面（７）から収束光学系（２０）までの距離をｘ、所定角度をθ₁、所定面内において入射端面（７）と光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に垂直な垂直面（Ｐ）のなす角度をθ₂、所定面内での収束光学系（２０）により入射端面（７）に収束する光（６）の光束の頂角をφ₁とすると、θ₁は、次式を満たす。

この態様によれば、光源（２）の損傷を低減できる。

【0131】

第７の態様は、第６の態様に基づく発光装置（１）である。第７の態様において、収束光学系（２０）は、最も入射端面（７）側に位置する部品が収束レンズ（第２凸レンズ１０）であるように構成される。有効半径は、収束レンズの半径である。入射端面（７）から収束光学系（２０）までの距離は、入射端面（７）から収束レンズまでの距離である。この態様によれば、光源（２）の損傷を低減できる。

【0132】

第８の態様は、第６の態様に基づく発光装置（１）である。第８の態様において、収束光学系（２０）は、最も入射端面（７）側に位置する部品がアパーチャ（５０）であるように構成される。有効半径は、アパーチャ（５０）の開口（５０ａ）の半径である。入射端面（７）から収束光学系（２０）までの距離は、入射端面（７）からアパーチャ（５０）までの距離である。この態様によれば、光源（２）の損傷を低減できる。

【0133】

第９の態様は、第３～第８の態様のいずれか一つに基づく発光装置（１）である。第９の態様において、出射端面（８）は、所定面内において入射端面（７）と光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に垂直な垂直面（Ｐ）に対して傾斜する。この態様によれば、光（６）の利用効率の向上が図れる。

【0134】

第１０の態様は、第９の態様に基づく発光装置（１）である。第１０の態様において、光導波路（３）の屈折率をｎ₂、所定角度をθ₁、所定面内において入射端面（７）と光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に垂直な垂直面（Ｐ）のなす角度をθ₂、所定面内において出射端面（８）が垂直面（Ｐ）に対して傾斜する角度をθ₃、所定面内での収束光学系（２０）により入射端面（７）に収束する光（６）の光束の頂角をφ₁とすると、θ₃は、次式を満たす。

この態様によれば、光（６）の利用効率の向上が図れる。

【0135】

第１１の態様は、第１～第１０の態様のいずれか一つに基づく発光装置（１）である。第１１の態様において、発光装置（１）は、所定面内において光（６）の光軸（１１）を光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に対して所定角度で傾斜させる角度調整部材（高さ調整部材１５）と、所定面内における光（６）の光軸（１１）と光導波路（３）の長さ方向（Ａ）との間の角度を所定角度に維持したまま光源（２）の出射面（２ｂ）と入射端面（７）の距離を一定に保ちながら、光源（２）及び導波構造体（５）の少なくとも一方を移動させる位置調整部材（高さ調整部材１５、第１及び第２位置決めガイド１６，１７）とをさらに備える。この態様によれば、光源（２）と導波構造体（５）との位置関係を容易に設定できる。

【0136】

第１２の態様は、第１又は第２の態様に基づく発光装置（１Ａ）である。第１２の態様において、発光装置（１Ａ）は、光源（２）と光導波路（３）との間に配置される反射防止膜（４０）をさらに備える。光源（２）は、光（６）が出射する出射面（２ｂ）を有する。反射防止膜（４０）の厚み方向の第１面（４０ａ）は光源（２）の出射面（２ｂ）に接する。反射防止膜（４０）の厚み方向の第２面（４０ｂ）は光導波路（３）の入射端面（７）に接する。所定面内において入射端面（７）と光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に垂直な垂直面（Ｐ）のなす角度は、所定角度に等しい。この態様によれば、光源（２）の損傷を低減でき、さらに光（６）の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0137】

第１３の態様は、第１２の態様に基づく発光装置（１Ａ）である。第１３の態様において、外装部（４）の屈折率をｎ₁、光導波路（３）の屈折率をｎ₂、反射防止膜（４０）の屈折率をｎ₃、所定角度をθ₁、反射防止膜（４０）内での光（６）の光束の拡がり角をφ₂とすると、θ₁は、次式を満たす。

この態様によれば、光（６）の波長変換効率の向上が図れる。

【0138】

第１４の態様は、第１２又は第１３の態様に基づく発光装置（１Ａ）である。第１４の態様において、出射端面（８）は、所定面内において垂直面（Ｐ）に対して傾斜する。この態様によれば、光（６）の利用効率の向上が図れる。

【0139】

第１５の態様は、第１４の態様に基づく発光装置（１Ａ）である。第１５の態様において、光導波路（３）の屈折率をｎ₂、反射防止膜（４０）の屈折率をｎ₃、所定角度をθ₁、所定面内において出射端面（８）が垂直面（Ｐ）に対して傾斜する角度をθ₃、所定面内での反射防止膜（４０）内での光（６）の光束の拡がり角をφ₂とすると、θ₃は、次式を満たす。

この態様によれば、光（６）の利用効率の向上が図れる。

【0140】

第１６の態様は、第１２～第１５の態様のいずれか一つに基づく発光装置（１Ａ）である。第１６の態様において、反射防止膜（４０）の厚みは、光源（２）の出射面（２ｂ）から出射した光（６）のピーク強度の１／ｅ²で規定されるビームが入射端面（７）に入射するように設定される。この態様によれば、光（６）の利用効率の向上が図れる。

【0141】

第１７の態様は、第１６の態様に基づく発光装置（１Ａ）である。第１７の態様において、所定面内において光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に直交する方向での光導波路（３）の寸法をＤ_w、所定面内において光（６）の光軸（１１）に直交する方向での光源（２）の出射面（２ｂ）の寸法をＤ_a、反射防止膜（４０）の厚みをＤ_c、所定角度をθ₁、所定面内での反射防止膜（４０）内での光（６）の光束の拡がり角をφ₂とすると、Ｄ_cは、次式を満たす。

この態様によれば、光（６）の利用効率の向上が図れる。

【0142】

第１８の態様は、第１６又は第１７の態様に基づく発光装置（１Ａ）である。第１８の態様において、反射防止膜（４０）の厚みは、５０ｎｍより大きく、２５００ｎｍより小さい。この態様によれば、光（６）の利用効率の向上が図れる。

【0143】

第１９の態様は、第１２～第１８の態様のいずれか一つに基づく発光装置（１Ａ）である。第１９の態様において、発光装置（１Ａ）は、所定面内において光（６）の光軸（１１）を光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に対して所定角度で傾斜させる調整部材（３５）をさらに備える。反射防止膜（４０）は、所定面内における光（６）の光軸（１１）と光導波路（３）の長さ方向（Ａ）との間の角度を所定角度に維持したまま、光源（２）の出射面（２ｂ）と入射端面（７）の距離を一定に保ちながら、光源（２）及び導波構造体（５）の少なくとも一方を移動するための位置調整部材の一部である。この態様によれば、光源（２）と導波構造体（５）との位置関係を容易に設定できる。特に、発光装置（１Ａ）は、導波構造体５に対する光源２の高さを調整する高さ調整部材（３５）をさらに備える、高さ調整部材（３５）は、反射防止膜（４０）とともに、位置調整部材を構成する。

【0144】

第２０の態様は、第１～第１９の態様のいずれか一つに基づく発光装置（１；１Ａ）である。第２０の態様において、発光装置（１；１Ａ）は、光源（２）と導波構造体（５）とが配置される配置面（１４ａ；３４ａ）を有する基体（１４；３４）をさらに備える。光源（２）の光（６）の光軸（１１）及び導波構造体（５）の光導波路（３）の長さ方向（Ａ）の少なくとも一方が、所定面内において基体（１４；３４）の配置面（１４ａ；３４ａ）の沿面方向に対して傾斜する。この態様によれば、光源（２）と導波構造体（５）との位置関係を容易に設定できる。

【0145】

第２１の態様は、第１～第２０の態様のいずれか一つに基づく発光装置（１；１Ａ）である。第２１の態様において、導波構造体（５）は、光導波路型ＳＨＧ素子である。この態様によれば、光（６）の波長変換効率の向上が図れる。

【0146】

第２２の態様は、発光装置（１；１Ａ）の製造方法である。発光装置（１）は、指向性を有する光（６）を出射する光源（２）と、入射端面（７）及び出射端面（８）を有し入射端面（７）から入射した光（６）を光（６）の波長を変換して出射端面（８）から出射する光導波路（３）、及び光透過性を有し入射端面（７）及び出射端面（８）が露出するように光導波路（３）を覆う外装部（４）を含む導波構造体（５）とを備える。製造方法は、所定角度を、光（６）が光導波路（３）内を光導波路（３）と外装部（４）との境界面（Ｂ）で全反射しながら伝播するように設定することを含む。所定角度は、光導波路（３）の長さ方向（Ａ）及び光（６）の光軸（１１）を含む所定面内における光導波路（３）の長さ方向（Ａ）と光（６）の光軸（１１）との間の角度である。この態様によれば、光源（２）の損傷の防止でき、さらに光（６）の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0147】

第２３の態様は、第２２の態様に基づく製造方法である。第２３の態様において、発光装置（１；１Ａ）は、所定面内において光（６）の光軸（１１）を光導波路（３）の長さ方向（Ａ）に対して所定角度で傾斜させる角度調整部材（高さ調整部材１５；３５）と、所定面内における光（６）の光軸（１１）と光導波路（３）の長さ方向（Ａ）との間の角度を所定角度に維持したまま光源（２）の出射面（２ｂ）と入射端面（７）の距離を一定に保ちながら、光源（２）及び導波構造体（５）の少なくとも一方を移動させる位置調整部材（高さ調整部材１５、第１及び第２位置決めガイド１６，１７；高さ調整部材３５及び反射防止膜４０）とをさらに備える。製造方法は、角度調整部材と位置調整部材により光源（２）及び導波構造体（５）の少なくとも一方を移動させることによって導波構造体（５）の出射端面（８）から出射する光（６）の量が最大となるように光源（２）と導波構造体（５）の位置を決定することを含む。この態様によれば、光源（２）と導波構造体（５）との位置関係を容易に設定できる。

【0148】

第２４の態様は、導波構造体（５）であって、入射端面（７）及び出射端面（８）を有し入射端面（７）から入射した指向性を有する光（６）を光（６）の波長を変換して出射端面（８）から出射する光導波路（３）と、光透過性を有し入射端面（７）及び出射端面（８）が露出するように光導波路（３）を覆う外装部（４）とを備える。光導波路（３）の長さ方向（Ａ）は、光導波路（３）の長さ方向（Ａ）及び光（６）の光軸（１１）を含む所定面内において光（６）の光軸（１１）に対して所定角度で傾斜する。所定角度は、光（６）が光導波路（３）内を光導波路（３）と外装部（４）との境界面（Ｂ）で全反射しながら伝播するように設定される。この態様によれば、光源（２）の損傷の防止でき、さらに光（６）の利用効率及び波長変換効率の向上が図れる。

【0149】

なお、第２～第２１の態様は、第２２の態様又は第２４の態様にも適宜変更して適用することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0150】

本開示は、発光装置に適用可能である。具体的には、指向性を有する光を出射する光源を備える発光装置に、本開示は適用可能である。また、本開示は、指向性を有する電磁波を照射する照射装置にも適用可能である。

【符号の説明】

【0151】

１，１Ａ 発光装置
２ 光源
２ｂ 出射面
３ 光導波路
４ 外装部
５ 導波構造体
６ 光
７ 入射端面
８ 出射端面
９ 第１凸レンズ
１０ 第２凸レンズ
１１ 光軸
１４ 基体
１４ａ 配置面
１５ 高さ調整部材
１６ 第１位置決めガイド
１７ 第２位置決めガイド
２０ 収束光学系
３４ 基体
３４ａ 配置面
３５ 高さ調整部材
４０ 反射防止膜
４０ａ 第１面
４０ｂ 第２面
５０ アパーチャ
５０ａ 開口
Ａ 長さ方向（光導波路の長さ方向）
Ｂ 境界面（光導波路と外装部との境界面）
Ｐ 垂直面
Ｒ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】