DE69427771T2 - Vorrichtung mit kurzwelliger Lichtquelle - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit Lichtquelle zur Verwendung bei einem optischen Scheiben- bzw. Disk-System mit hoher Dichte und ähnlichem, und insbesondere auf eine Vorrichtung mit kurzwellenlängiger bzw. Kurzwellen-Lichtquelle, welche einen Halbleiter-Laser als eine Pump-Lichtquelle aufweist.
  • 2. Beschreibung des technologischen Hintergrundes:
  • Auf dem Gebiet der Aufzeichnung mit hoher Dichte unter Verwendung von optischen Disks und der Bildverarbeitung bestand ein Bedürfnis nach Vorrichtungen mit Lichtquelle, welche Halbleiter-Laser als Pump-Lichtquellen aufweisen und welche grünes Licht oder blaues Licht zur Verfügung stellen durch Umwandeln von Licht, welches von den Halbleiter-Lasern ausgesandt wurde, in Licht mit verschiedenen bzw. unterschiedlichen Wellenlängen. Eine solche Vorrichtung mit Lichtquelle soll bzw. muss die folgenden Bedingungen zu erfüllen.
    • 1) Das ausgegebene Licht weist eine Gaussche Verteilung der Lichtintensität in der seitlichen bzw. Querrichtung auf, und Licht kann bei der Beugungs- (diffraction) grenze fokussiert werden.
    • 2) Die optische Leistung des ausgegebenen Lichts ist in der Größenordnung von wenigen mW (Milliwatt) und die Arbeitsweise ist stabil im Hinblick auf die erzeugte Frequenz und als Funktion der bzw. über die Zeit.
  • Um eine Vorrichtung mit einer Kurzwellen-Lichtquelle mit einer Ausgangsleistung von wenigen mW oder mehr mit einem Halbleiter-Laser zu erhalten, welcher als eine Pump-Lichtquelle enthalten ist, wird ein Verfahren zum direkten Umwandeln der Wellenlänge des Lichtes des Halbleiter-Lasers als vielversprechend angesehen. Das Verfahren verwendet gewöhnlich als ein Element zum optischen Umwandeln der Wellenlänge ein optisches wellenleitendes Element eines Polarisationsumkehrenden- bzw. -Inversions-Typs von einem Quasi-phasenanpassenden (hiernach als „QPM"; quasi-phase matching bezeichnet)-Typ unter Verwendung von LiTaO3, LiNbO3 und KTiOPO4 als Substrat (Yamamoto u. a.; Optics Letters, Aufl. 16, Nr. 15, 1156 (1991)), ein Massen(bulk)-Element eines Polarisations-Inversions-Typs und/oder einen nicht-linearen optischen Kristall eines Phasen-anpassenden- bzw. Phasen-abgleichenden-Typs mit einer großen nicht-linearen optischen Konstante, zum Beispiel KNbO3(KN).
  • Ebenso werden Kurzwellen-Lichtquellen-Vorrichtungen eines intrakavitären bzw. Zwischenhohlraum(intracavity)-Typs als vielversprechend angesehen, welche Hohlräume bzw. Resonatoren beinhalten, die ein Laser-Medium in sich aufnehmen bzw. verinnerlichen. Bei einer solchen Lichtquellen-Vorrichtung erhält bzw. empfängt ein Laser-Medium ein Laserlicht, welches von einem Halbleiter-Laser erzeugt wird (Pump-Lichtquelle), um so eine Laserschwingung zu bewirken, und erzeugt ein Laserlicht mit einer größeren Wellenfänge als derjenigen des Laserlichts von dem Halbleiter-Laser. Das erzeugte Laserlicht wird in ein Kurzwellenlängen-Licht (Harmonische) umgewandelt durch ein optisches die Wellenlänge umwandelndes Element, welches in das Innere eines Resonators eingegeben wurde.
  • Als erstes wird ein Verfahren zum direkten Umwandeln der Wellenlänge unter Verwendung eines wellenleitenden Elements vom Polarisations-Umkehrungs- bzw. Inversions-Typ beschrieben werden. Gegenwärtig wird bei Vorrichtungen, welche ein wellenleitendes Element eines Pofarisations-Umkehrungs-Typs des QPM Typs beinhalten, blaues Licht mit einer optischen Ausgangsleistung von 1,1 mW erhalten unter der Bedingung, dass Licht, welches von einem Halbleiter-Laser emittiert bzw. ausgesandt wurde und in den Wellenleiter vom Polarisations-Umkehrungs-Typ eintritt, eine Intensität von 35 mW aufweist. Jedoch weist das Licht, welches durch den Halbleiter-Laser oszilliert bzw. erzeugt wird, eine Schwankung auf, welche so groß ist wie 0,2 nm/°C bezüglich Temperaturveränderungen, während das wellenleitende Element eines QPM Polarisations-invertierenden-Typs einen erlaubbaren Bereich der Wellenlängen-Abweichung bzw.- Schwankung von nur 0,2 nm hat. Des weiteren kann die Ausgabe des wellenleitenden Elements vom QPM Polarisations-Inversions-Typ für einen Zeitraum von nur einigen Sekunden stabil sein, weil es ein Schwingungsartspringen bzw. einen Modensprung (mode hopping) von ungefähr 1 nm gibt, aufgrund von Licht, welches zu dem Halbleiter-Laser zurückkehrt. Nicht-lineare optische Kristalle eines Phasenanpassungs-Typs und Massen(bulk)-Elemente eines QPM Polarisations-Inversions-Typs weisen ähnlich einen relativ schmalen Bereich der erlaubbaren Wellenlängenschwankung auf, im Bezug auf die Phasenanpassung bzw. den Phasenabgleich. Dies erhöht die Bedeutung der Stabilisierung der Oszillations- bzw. Schwingungswellenlänge eines Halbleiter-Lasers, welcher als eine Pump-Lichtquelle verwendet wird.
  • Im Hinblick auf die Stabilisierung der Oszillations- bzw. Schwingungs-Wellenlänge einer lichterzeugenden Vorrichtung, welche einen Halbleiter-Laser als eine Pump-Lichtquelle enthält, wurde eine Kurzwellenlängen-Lichtquellen-Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher ein Gitter bei dem Ende des Halbleiter-Lasers vorgesehen ist, durch welches Laserlicht nach außen tritt. Die allgemeine Anordnung dieser herkömmlichen Kurzwellenlängen-Lichtquellen-Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben werden.
  • In 11 bezeichnet das Bezugszeichen D01 einen AlGaAs Halbleiter-Laser der 50 mW Klasse für das 0,83 μm Band; D02 bezeichnet eine Kollimator-Linse; D03 bezeichnet eine λ/2 Platte; D04 bezeichnet eine Fokussier-Linse mit einer numerischen Apertur (hiernach als „N. A." bezeichnet) von 0,6; und D05 bezeichnet ein Gitter, welches bei bzw. unter einem Winkel von θ angeordnet ist im Bezug auf die optische Achse des Halbleiter-Lasers D01. Das Gitter D05 weist eine lineare Form auf. Eine Beschichtung mit hohem Reflexionsvermögen ist auf einer Endoberfläche D06 des Halbleiter-Lasers D01 ausgebildet. Das Gitter D05 weist einen die Wellenlänge streuenden (dispersing) Effekt auf und kann deshalb die Schwingungs-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers D01 durch Rückkoppeln von Licht einer bestimmten Wellenlänge zu dem Halbleiter-Laser D01 als gebeugtes Licht erster Ordnung feststellen bzw. stabilisieren (lock). Das Laserlicht (Wellenlänge: 830 nm), welches von dem Gitter D05 reflektiert wird, fällt auf die λ/2 Platte D03 ein, welche die Polarisationsrichtung des Laserlichtes dreht, und wird durch eine Fokussierlinse D04 durchgeführt, um so auf einer Endoberfläche D07 des wellenleitenden Elements D08 eines Polarisations-Inversions-Typ fokussiert zu sein. Ein Licht, welches sich durch das wellenleitende Element D08 des Polarisations-Inversions-Typs mit Polarisations-invertierten bzw. -invertierenden Schichten (Periode: 3,7 μm) ausbreitet, wird in Licht mit einer Wellenlänge von 415 nm umgewandelt, um so durch eine Endoberfläche D09 auszutreten. Eine Antireflexions(AR)-Beschichtung, welche die Grundwelle nicht reflektiert, ist auf jeder der Endoberflächen D07 und D09 vorgesehen. Das wellenleitende Element des Polarisations-invertierenden-Typs D08 ist auf einem LiTaO3 Substrat ausgebildet.
  • Als nächstes wird ein Festkörper(solid)-Laser beschrieben, welcher einen Halbleiter-Laser als eine Pump-Lichtquelle aufweist.
  • Mit der Verwendung eines Festkörperlasers vom intrakavitären bzw. Zwischenhohlraum-Typ wurde bisher grünes Licht mit einer optischen Ausgangsleistung von ungefähr 3 mW erhalten, durch die Umwandlung der Wellenlänge mit KTP (KTiOPO4), wenn der Halbleiter-Laser eine Pump-Intensität von 50 mW für Nd:YVO4 aufweist. Jedoch beträgt die Halbwerts-Breite des Absorptionsspektrums eines Lasermaterials aus Nd:YVO4 wenige nm (Nanometer). Deshalb kann das Vorliegen eines Moden-Sprungs und die Multiplikation bzw. Vervielfachung des longitudinalen Modus ein Ausgangs- bzw. Ausgaberauschen verursachen. Dies macht es zwingend erforderlich, die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers zu stabilisieren.
  • Auf dem Gebiet der lichterzeugenden Vorrichtungen, welche Halbleiter-Laser als Pump-Lichtquellen aufweisen, die in einem einzelnen longitudinalen Modus oszillieren können, wurde eine Kurzwellenlängen-Lichtquellen-Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher ein Gitter (grating) bei dem Ende eines Halbleiter-Lasers vorgesehen ist, durch welches Laserlicht austritt. Die allgemeine Anordnung dieser herkömmlichen Kurzwellenlängen-Lichtquellen-Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
  • In 12 bezeichnet das Bezugszeichen Q01 einen AlGaAs Halbleiter-Laser der 60 mW Klasse für das 809 nm Band; Q02 bezeichnet eine Kallimatorlinse; Q03 bezeichnet eine Fokussierlinse (f: 14,5 mm); Q04 bezeichnet ein Gitter, welches unter einem Winkel von θ bezüglich der optischen Achse des Halbleiter-Lasers Q01 angeordnet ist. Das Gitter Q04 weist eine lineare Form auf. Ein Beugungs(wirkungs)grad von ungefähr 10% wurde unter den folgenden Bedingungen erhalten: Der Einfallswinkel betrug 30°; die Tiefe betrug 0,29 μm;. und die Teilung bzw. der Abstand (pitch) betrug 0,83 μm. Das Gitter Q04 weist einen die Wellenlängen bzw. wellenlängenabhängig streuenden Effekt auf und kann deshalb die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers Q01 stabilisieren bzw. festlegen (lock), durch Rückkoppeln von Licht einer bestimmten Wellenlänge zu dem Halbleiter-Laser Q01 als ein gebeugtes Licht erster Ordnung. Laserlicht (gebeugtes Licht nullter Ordnung), welches von dem Gitter Q04 reflektiert wurde, wird durch die Fokussierlinse Q03 durchgeführt, um auf einer Endoberfläche Q08 eines Lasermediums aus Nd:YVO4 Q07 fokussiert zu werden. Die Grundwelle, welche zwischen einem Ausgabespiegel Q09 und der Endoberfläche Q08 des Nd:YVO4 Lasermediums Q07 mitschwingt (resonate), wird der Wellenlängenumwandlung durch eine nicht-lineare optische Kristallanordnung aus KTP (KTiOPO4) Q10 unterworfen, um so über den Ausgabespiegel Q09 ausgegeben zu werden.
  • Wie aus den 11 und 12 gesehen werden kann, kann die Stabilität drastisch verringert werden aufgrund einer zeitweisen bzw. vorübergehenden Veränderung des Gitters und/oder der Position bzw. Lage, in welcher dieses gehalten wird und einer Veränderung der Umgebungstemperatur; wenn versucht wird; die Schwingung im longitudinalen Modus eines Halbleiter-Lasers unter der Verwendung eines Gitters zu stabilisieren. Die Gitter-Winkel-Abhängigkeit der Wellenlängenstabilität beträgt 28 nm/deg.
  • Weiterhin kann das ganze Modul (Vorrichtung) nicht in einer linearen Form konfiguriert bzw. angeordnet werden, weil die optische Achse des Halbleiter-Lasers in Bezug auf die optische Achse des emittierten bzw. ausgesandten Lichts gebogen bzw. schräg gestellt ist. Deshalb wird eine Miniaturisierung einer solchen Kurzwellen-Lichtquellen-Vorrichtung schwierig.
  • Weiterhin erfordert die Verwendung eines Gitters für Einstellungen bzw. einen Abgleich gegen Veränderungen des Brechungsindex aufgrund von Temperaturveränderungen des optischen Elements zum Umwandeln der Wellenlänge und/oder einer optischen Beschädigung, d. h. Veränderungen der phasenabgleichenden bzw. phasenanpassenden Wellenlänge, einen komplizierten und hoch präzisen Einstellmechanismus.
  • In OPTICS LETTERS, Auflage 18, Nr. 1, Januar 1993, Seiten 34 bis 36 ist ein Hochleistungs-Halbleiter-Dioden-Laser-Feld beschrieben, welches bei 797 nm arbeitet und einen Er:YLiF4 Aufwärtswandlungs(upconversion)-Laser pumpt bzw. speist mit einer Ausgabe bei 551 nm, welcher bei 48K betrieben wird.
  • Eine Vorrichtung mir kurzwelliger bzw. Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 1 definiert, umfasst: Einen Halbleiter-Laser mit einer aktiven Schicht zum Emittieren von Laserlicht; und ein Lasermedium zum Empfangen bzw. Aufnehmen mindestens eines Teils des Laserlichts, welches von dem Halbleiter-Laser emittiert wurde und zum Durchführen einer Laser-Oszillation, indem es angeregt wird durch mindestens einen Teil des Laserlichts; wobei die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle weiter aufweist: und ein optisches Element zum selektiven bzw. ausgewählten Reflektieren eines Teils des Laserlichts welches zu einem vorgegebenen Wellenlängen-Band gehört, wobei bzw. während eine anderer Teil des Laserlichts zu dem Lasermedium gleitet bzw. übertragen wird und zum Rückkoppeln des reflektierten Teiles des Laserlichtes zu der aktiven Schicht des Halbleiter-Lasers, um dessen Oszillations-Wellenlänge innerhalb des Absorptionsspektrums des Lasermediums zu stabilisieren, wobei das optische Element zwischen dem Halbleiter-Laser und dem Lasermedium angeordnet ist.
  • Alternativ umfasst eine Vorrichtung mit kurzwelliger Lichtquelle wie in Anspruch 7 definiert: Einen Halbleiter-Laser mit einer aktiven Schicht zum Emittieren von Laserlicht; und ein Lasermedium zum Empfangen bzw. Aufnehmen von mindestens einem Teil des Laserlichts, welches von dem Halbleiter-Laser emittiert wurde und zum Durchführen einer Laser-Oszillation, indem es durch mindestens einen Teil des Laserlichtes angeregt wird bzw. wurde, wobei die Vorrichtung mit Kurzwellenlichtquelle weiter aufweist: ein optisches Element zum selektiven bzw.
  • ausgewählten Übertragen bzw. Weiterleiten eines Teils des Laserlichts, welches zu einem vorgegebenen Wellenlängen-Band gehört, wobei das optische Element zwischen dem Halbleiter-Laser und dem Lasermedium angeordnet ist, und der Halbleiter-Laser und das Lasermedium sind auf eine solche Art angeordnet, dass ein Teil des Teils des Laserlichts, welches durch das optische Element übertragen bzw. geleitet wird, reflektiert wird durch bzw. an einer Einfalls-Endoberfläche des Lasermediums, um so zurück übertragen bzw. geleitet zu werden durch das optische Element und zurückgekoppelt zu werden zu der aktiven Schicht des Halbleiter-Lasers, um die Oszillationswellenlänge innerhalb des Absorptionsspektrums des Lasermediums zu stabilisieren.
  • Alternativ umfasst eine Vorrichtung mit kurzwelliger Lichtquelle nach Anspruch 17: Einen Halbleiter-Laser mit einer aktiven Schicht zum Emittieren von Laserlicht; und ein Lasermedium zum Empfangen bzw. Aufnehmen mindestens eines Teils des Laserlichts, welches von dem Halbleiter-Laser emittiert wurde und zum Durchführen einer Laser-Oszillation, indem es angeregt wird durch mindestens einen Teil des Laserlichts, wobei die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle weiter aufweist: ein optisches Element zum selektiven Übertragen bzw. Leiten eines Teils des Laserlichtes, welches zu einem vorgegebenen Wellenlängen-Band gehört, wobei das optische Element zwischen dem Halbleiter-Laser und dem Lasermedium auf eine solche Art angeordnet ist, dass ein Teil des Teils des Laserlichtes, welches durch das optische Element übertragen bzw. geleitet wird, in das Lasermedium bei der Eintritts- bzw. Einfalls-Endoberfläche davon eintritt und danach wird ein Teil des Teiles reflektiert durch bzw. an einer Austritts-Endoberfläche des Lasermediums, um so zurück übertragen bzw. geleitet zu werden durch das optische Element und zurück gekoppelt zu werden zu der aktiven Schicht des Halbleiter-Lasers, um die Oszillations-Wellenlänge innerhalb des Absorptions-Spektrums des Lasermediums zu stabilisieren.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das optische Element ein optisches Dünnfilmelement eines reflektierenden Bragg-Typs mit dielektrischen Schichten mit verschiedenen Brechungsindizes, wobei die dielektrischen Schichten mit einer vorgegebenen Periode ausgebildet sind.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das optische Element ein optisches Dünnfilmelement mit einem Substrat und einem dielektrischen Mehrschicht-Film, welcher auf dem Substrat ausgebildet ist.
  • Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung weist das optische Element einen dielektrischen Mehrschicht-Film auf, welcher auf einer Einfalls-Endoberfläche oder einer Austritts-Endoberfläche von mindestens dem Halbleiter-Laser oder dem optischen Wellenlängen-Wandlungs-Element ausgebildet ist.
  • Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle weiter mehr als ein optisches Element neben dem optischen Element auf.
  • Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung ist das optische Element bei bzw. mit einem Winkel bezüglich einer optischen Achse des Halbleiter-Lasers angeordnet.
  • Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle weiter einen Drehmechanismus zum Drehen des optischen Elements auf.
  • Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Drehmechanismus einen Rückkopplungsschaltkreis zum Steuern bzw. Regeln einer Ausgangsleistung des kurzwelligen Lichtes, so dass diese konstant ist.
  • Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Drehmechanismus ein Piezo-Element.
  • Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle weiter ein optisches Element zum Umwandeln einer Wellenlänge auf.
  • Demzufolge ermöglicht die hierin beschriebene Erfindung den Vorteil des Schaffens einer Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle, welche stabil kurzwelliges Licht emittieren bzw. aussenden kann durch sehr effizientes Umwandeln von Licht, welches von einem Halbleiter-Laser erzeugt wurde.
  • Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten offensichtlich werden beim Lesen und Verstehen der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
  • 1 ist eine Ansicht, welche eine Halbleiter-Laser-angeregte Festkörper-Laser-Kurzwellenlängen-Lichtquellen-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein optisches Dünnfilmelement (Filter eines reflektierenden Typs) aufweist, welches die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers stabilisiert.
  • 2 ist ein Diagramm und zeigt das Reflexionsspektrum eines optischen Dünnfilmelements (Filter eines reflektierenden Typs) gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine Ansicht und zeigt eine Festkörper-Laser-Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle, welche durch einen Halbleiter-Laser angeregt wird gemäß der vorliegenden Erfindung, welche ein optisches Dünnfilmelement (Filter eines reflektierenden Typs) beinhaltet, welches die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers stabilisiert.
  • 4 ist eine Ansicht und zeigt eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle vom Intrakavitäts(intracavity)-Typ, welche von einem Halbleiter-Laser angeregt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung, welche ein optisches Dünnfilmelement (Filter vom reflektierenden Typ) beinhaltet, welches die Oszillationswellenlänge des Halbleiter-Lasers stabilisiert.
  • 5 ist eine Ansicht und zeigt eine Vorrichtung mit Festkörperlaser-Kurzwellen-Lichtquelle, welche von einem Halbleiter-Laser angeregt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung, welche ein optisches Dünnfilmelement (Filter vom Übertragungs(transmission)-Typ) beinhaltet, welches die Oszillations-wellenlänge des Halbleiter-Laser stabilisiert.
  • 6 ist ein Diagramm und zeigt ein Übertragungsspektrum eines optischen Dünnfilmelements (Filter vom Übertragungstyp) gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist eine Ansicht, welche eine Halbleiter-Laser-angeregte Vorrichtung mit Festkörperlaser-Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein optisches Dünnfilmelement (Filter vom Übertragungstyp) beinhaltet, welche die Oszillationswellenlänge des Halbleiter-Lasers stabilisiert.
  • 8 ist eine Ansicht und zeigt eine Halbleiter-Laser-angeregte Vorrichtung mit Kurzwellenlichtquelle vom Intrakavitäts(intracavity)-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung, welche ein optisches Dünnfilmelement (Filter vom Übertragungstyp) beinhaltet, welche die Oszillationsweilenlänge des Halbleiter-Lasers stabilisiert.
  • 9 ist eine Ansicht und zeigt eine Halbleiter-Laser-angeregte Vorrichtung vom Intrakavitäts-Typ mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung, welche ein optisches Dünnfilmelement (Filter vom Übertragungstyp) beinhaltet, welche die Oszillationswellenlänge des Halbleiter-Lasers stabilisiert.
  • 10A ist eine Ansicht und zeigt eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein dielektrischer Mehrschicht(multilayer}-Film auf einer Austrittsendoberfläche eines Halbleiters vorgesehen ist.
  • 10B ist eine Ansicht und zeigt eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein dielektrischer Mehrschicht-Film auf einer Einfallsendoberfläche eines Laser-Mediums vorgesehen ist.
  • 10C ist eine Ansicht und zeigt eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein dielektrischer Mehrschicht-Film auf einer Austrittsendoberfläche eines Lasermediums vorgesehen ist.
  • 11 ist eine Ansicht und zeigt eine herkömmliche Kurzwellenlängen-Lichtquellen-Vorrichtung, welche einen Halbleiter-Laser und ein wellenleitendes Element vom Polarisations-Inversions-Typ aufweist, bei welchem eine Gitter-Rückkopplungs-Technik verwendet wird.
  • 12 ist eine Ansicht, welche eine herkömmliche Kurzwellen-Lichtquellen-Vorrichtung zeigt, die einen Halbleiter-Laser und einen Festkörperlaser eines Zwischenhohlraum- bzw. Intrakavitäts-Typs aufweist, bei welcher die Gitter-Rückkopplungs-Technik verwendet wird.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Hiernach wird die vorliegende Erfindung beschrieben werden mittels Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
  • Beispiel 1
  • Eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden.
  • Ein Filter eines Band-Stop- bzw. Band-Sperr-Typs (vom reflektierenden Typ) mit einem dielektrischen Mehrschicht-Film wird als ein optisches Dünnfilmelement F03 in dem vorliegenden Beispiel verwendet. Insbesondere ist das optische Dünnfilmelement F03 im Wesentlichen zusammengesetzt aus einem dielektrischen Material, wie zum Beispiel einem SiO2 und einem TiO2, welche auf einem Glassubstrat (Dicke: 0,5 mm) geschichtet sind. 2 zeigt die Reflexions-Kennlinien des optischen Dünnfilmelements F03. Der Reflexionsgrad des Dünnelements F03 für Licht mit einer Wellenlänge von 809 nm beträgt ungefähr 10%, wenn das Licht senkrecht in das Dünnfilmelemenf F03 eintritt. Unter Verwendung eines solchen Filters vom Band-Sperr-Typ als das optische Dünnfilmelement F03 werden eine Stabilisierung der Oszillations-Wellenlänge und eine Einstellung bzw. Abgleichung des optischen Systems ermöglicht, weil der Abstand zwischen einer Austrittsendoberfläche eines Halbleiter-Lasers F01 und dem optischen Dünnfilmelement F03 klein sein kann.
  • Das Bezugszeichen F01 bezeichnet einen Halbleiter-Laser mit einem einzelnen Longitudinal-Modus einer 100 mW-Klasse mit einer Oszillations-Wellenlänge in dem 810 nm-Band; F02 bezeichnet eine Kollimator- bzw. Ausrichtungs-Linse (N. A.: 0,5); und F04 bezeichnet eine Fokussier-Linse zum Koppeln von Licht in bzw. zu einem Lasermedium Nd:YVO4 F05. Licht, welches von dem Halbleiter-Laser F01 emittiert bzw. ausgesandt wird und durch die Kollimator-Linse F02 ausgerichtet wird, wird durch das optische Dünnfilmelement F03 geführt, welches senkrecht zu der optischen Achse des Halbleiter-Lasers F01 angeordnet ist. Das optische Dünnfilmelement F03 koppelt einen Teil des Lichtes mit einer Wellenlänge in der Nähe von 809 nm zurück auf eine aktive Schicht des Halbleiter-Lasers F01. Das optische Dünnfilmelement F03 weist eine relativ breite Reflexionsspektrumbreite von ungefähr 5 nm auf. Jedoch hat der Halbleiter-Laser, welcher bei dem vorliegenden Beispiel vorgesehen ist, ein stabiles Spektrum mit einem Longitudinal-Modus, weil die Oszillations-Wellenlänge eines Halbleiter-Lasers durch den Gewinn bzw. die Verstärkung (gain) bestimmt wird.
  • Ungefähr 90% des Lichts, welches von dem Halbleiter-Laser F01 emittiert wird, welches durch das optische Dünnfilmelement F03 übertragen wird, regt das Nd:YVO4 F05 an. Als Ergebnis oszilliert ein Laserlicht (Grundwelle: 1064 nm) zwischen dem Nd:YVO4 F05 und einem Ausgabespiegel F06 und Laserlicht mit einer Wellenlänge von 1064 nm wird durch den Ausgabespiegel F06 erhalten.
  • Hiernach wird der Resonator gemäß dem vorliegenden Beispiel im Detail beschrieben werden.
  • Ein AR Überzug bzw. Beschichtung (Reflexionsgrad R: 7%}, welcher das Pump-Licht (Wellenlänge: 809 nm), welches von dem Halbleiter-Laser F01 emittiert wird, nicht reflektiert und eine HR Beschichtung bzw. Überzug (R > 99,9%) zum Reflektieren von Licht mit der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) sind auf einer Einfallsendoberfläche F07 des Nd:YVO4 (Lasermedium) F05 vorgesehen. Als Ergebnis wirkt die Einfallsendoberfläche F07 des Nd:YVO4 F05 als ein Spiegel für Licht der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm). Andererseits ist eine AR Beschichtung bzw. Überzug, welche nicht Licht der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) reflektiert, auf einer Austrittsendoberfläche F08 des Nd:YVO4 F05 vorgesehen. Eine HR Beschichtung bzw. Überzug (R > 95%) zum Reflektieren von Licht der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) ist auf dem Ausgabespiegel F06 vorgesehen. Demzufolge wird ein Resonator für die Grundwelle der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) gebildet durch den Ausgangs- bzw. Ausgabespiegel F06 und die Einfallsendoberfläche F07 des Nd:YVO4 F05.
  • Wie oben beschrieben, ist eine AR Beschichtung, welche Licht der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) nicht reflektiert, auf der Austrittsendoberfläche F08 des Nd:YVO4 F05 vorgesehen, und der Ausgabespiegel F06 wird in der Vorrichtung mit Kurzwellenlichtquelle des vorliegenden Beispiels verwendet. Jedoch ist es, wie in 3 gezeigt ist, auch möglich, eine HR Beschichtung (R > 95%) vorzusehen zum Reflektieren von Licht mit der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) auf einer Austrittsendoberfläche H08 des Nd:YVO4 H05 ohne Verwendung des Ausgabespiegels F06. Demzufolge wird ein imaginärer Ausgabespiegel ausgebildet auf der Austrittsendoberfläche H08 des Nd:YVO4 H05, wodurch die Länge des Resonators verringert wird. Unter Verwendung eines Mikro-Chip Lasers mit einer kurzen Resonatorlänge wird der Longitudinal-Modus der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) auch in einem einzelnen Modus stabilisiert, wodurch eine Vorrichtung mit kurzwellenlängiger Lichtquelle mit einer weiter stabilisierten Oszillations-Wellenlänge geschaffen wird..
  • Obwohl die Einfallsendoberfläche F07 des Nd:YV04 F05 als ein Einfallsspiegel in dem vorliegenden Beispiel wirkt, ist es auch möglich, einen getrennten Einfallsspiegel vorzusehen.
  • Es ist auch möglich, das optische Dünnfilmelement F03 auf der Einfallsendoberfläche F07 oder der Austrittsendoberfläche F08 des Nd:YV04 F05 integral auszubilden, so dass die Anzahl der Bestandteilelemente vor Vorrichtung mit kurzwellenlängiger Lichtquelle verringert wird, wodurch eine weitere Miniaturisierung der Vorrichtung mit kurzwellenlängiger Lichtquelle ermöglicht wird. In diesem Fall sind des Weiteren die Endoberflächen des Nd:YVO4 F05 konfokal angeordnet mit der Austrittsendoberfläche des Halbleiter-Lasers F01. Deshalb kann Licht, welches vom optischen Dünnfilmelement F03 reflektiert wird, rückgekoppelt werden zu dem Halbleiter-Laser F01, selbst wenn das optische Dünnfilmelement F03 und die optische Achse leicht von einer senkrechten Position verschoben sind.
  • Beispiel 2
  • Eine Vorrichtung mit kurzwellenlängiger Lichtquelle gemäß einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden. Die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle des vorliegenden Beispiels beinhaltet ein optisches Element zum Umwandeln einer Wellenlänge, welches in den Resonator der in 1 gezeigten Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle eingefügt ist.
  • Die Oszillations-Wellenlänge eines Halbleiter-Lasers I01 ist bei 809 nm stabilisiert infolge des optischen Dünnfilmelements I03, und Licht, welches durch das optische Dünnfilmelement I03 übertragen wird, wird als ein Pump-Licht für Nd:YVO4 I05 verwendet. KTP (KTiOPO4) I09 (Länge: 5 mm) ist als ein optisches Element zum Umwandeln der Wellenlänge zwischen dem Nd:YVO4 I05: und einem Ausgabespiegel I06 angeordnet. Licht mit einer Wellenlänge von 1064 nm, welches zwischen einer Einfallsendoberfläche I07 des Nd:YVO4 I05 und dem Ausgabespiegel I06 oszilliert, wird in grünes Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm durch das KTP I09 umgewandelt.
  • Eine AR Beschichtung (Reflexionsgrad R: 7%), welche das Pump-Licht (Wellenlänge: 809 nm) nicht reflektiert, welches von dem Halbleiter-Laser I01 emittiert wird, und eine HR Beschichtung (R > 99,9%) zum Reflektieren von Licht der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) sind auf der Einfallsendoberfläche I07 des Nd:YVO4 I05 vorgesehen. Andererseits ist eine AR Beschichtung, welche weder Licht mit einer Wellenlänge von 1064 nm noch- Licht mit einer Wellenlänge-von 532 nm reflektiert, auf einer Austrittsendoberfläche I08 des Nd:YVO4 I05 vorgesehen. Eine HR Beschichtung zum Reflektieren von Licht mit einer Wellenlänge von 1064 nm ist auf dem Ausgabespiegel I06 vorgesehen. Demzufolge wird ein Resonator für die Grundwelle (1064 nm) gebildet durch den Ausgabespiegel I06 und die Einfallsendoberfläche I07 des Nd:YV04 I05. In den Fällen, wenn die Wellenlängen-Umwandlung durchgeführt wird mittels eines optischen Elements zum Umwandeln der Wellenlänge wie bei dem vorliegenden Beispiel erhöht sich der Umwandlungs-Wirkungsgrad bzw. Umwandlungsgrad (conversion efficiency) in eine harmonische bzw. Oberwelle, wenn sich der Reflexionsgrad für die Grundwelle eines Spiegels, welche in dem Resonator enthalten ist, erhöht. Gemäß der Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle des vorliegenden Beispiels wird grünes Licht mit ungefähr 15 mW erhalten, Laserlicht mit ungefähr 70 mW (Pump-Leistung) wird mit dem Nd:YVO4 I05 gekoppelt.
  • Beispiel 3
  • Obwohl Nd:YVO4 als ein Lasermedium in den Beispielen 1 und 2 verwendet wird, können ähnliche Effekte erhalten werden bei der Verwendung eines Laser-Materials, welches mit Nd dotiert ist (wie z. B. Nd: YAG, ND: GGG, Nd: LN, NYAB und ND: YLF) oder eines einstellbaren bzw. abstimmbaren Lasermaterials, welches mit Cr, Ti, etc. dotiert ist.
  • Obwohl ein KTP Kristall als ein optisches Element zum Umwandeln der Wellenlänge in Beispiel 2 verwendet wird, kann eine Wellenlängen-Umwandlung auch erzielt werden unter Verwendung von anderen organischen oder anorganischen nichtlinearen optischen Kristallen, oder eines Masse(bulk)-Elements eines Polarisations-Inversions-Typs umfassend ein Substrat zusammengesetzt aus LiTaO3 (LT), LiNbO3 (LN) oder KTiOPO4 (KTP), wodurch ein harmonisches bzw. Oberwellen-Licht geschaffen wird.
  • Beispiel 4
  • Eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß einem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben werden.
  • In 5 bezeichnet das Bezugszeichen J01 einen Halbleiter-Laser mit einem einzelnen longitudinalen Modus einer 100 mW-Klasse mit einer Oszillations-Wellenlänge in dem 810 nm-Band; J02 bezeichnet eine Kollimator-Linse (N. A.: 0,5); J04 bezeichnet eine Fokussier-Linse zum Koppeln von Licht mit bzw. in ein Lasermedium Nd:YVO4 J05; und J03 bezeichnet ein optisches Dünnfilmelement mit in 6 gezeigten Übertragungsspektrum-Kennlinien. Ein optisches Dünnfilmelement mit solchen Übertragungsspektrum-Kennlinien wird als ein Filter vom Band-Pass-Typ bezeichnet. Das optische Dünnfilmelement J03 wird ausgebildet durch Laminieren bzw. Schichten von wenigen Dutzend Schichten eines dielektrischen Materials, zum Beispiel TiO2, auf ein Glassubstrat mit einer Dicke von 0,5 mm. Das optische Dünnfilmelement J03 weist einen Durchlässigkeitsgrad von 80 für Licht mit einer Wellenlänge von 809 nm und eine halbe bzw. Halbwärtsbreite des Transmissions- bzw. Übertragungs-Spektrums von 1 nm auf. Eine Spitzen-Wellenlänge des Transmissions-Spektrums eines Filters vom Band-Pass-Typ weist im Allgemeinen eine Winkel-Abhängigkeit auf. 6 veranschaulicht ein Transmissions-Spektrum eines Falles, wenn das Einfallslicht bei einem Winkel von 20° bezüglich der optischen Achse eintritt bzw. einfällt. Die Verschiebungsgröße der Spitzen(peak)-Wellenlänge des in 6 gezeigten Transmissions-Spektrums ist 1,5 nm/Grad. Wenn der Einfallswinkel in der Nähe von 10° liegt, ist die Verschiebungsgröße 0,9 nm/Grad. Wenn der Einfallswinkel 0° beträgt, verschiebt sich die Spitzen-Wellenlänge im Wesentlichen nicht in Abhängigkeit von dem Winkel. Wie erkannt werden wird, ist die Verschiebungsmenge bzw. -größe des Transmissions-Spektrums des Filters vom Band-Pass-Typ (optisches Dünnfilmelement) J03 nicht so groß im Vergleich zu einer Winkelabhängigkeit von 28 nm/Grad von zum Beispiel einem Gitter (grating). Deshalb ist die Einstellung bzw. der Abgleich unter Verwendung des optischen Dünnfilmelements J03 relativ leicht, und die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle ist stabil gegen eine Temperatur-Verschlechterung, selbst wenn diese als ein Modul konfiguriert ist. Des Weiteren ist die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle auch stabil bezüglich Temperaturveränderungen (Wellenlängen-Verschiebung gegen Temperaturveränderungen: 0,005 nm/°C). Die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle ist auch stabil bezüglich Veränderungen der Feuchtigkeit.
  • Hiernach wird der Resonator gemäß dem vorliegenden Beispiel im Detail beschrieben werden.
  • Eine AR Beschichtung (Reflexionsgrad R: 7%), welche nicht das Licht mit einer Wellenlänge von 809 nm reflektiert, und eine HR Beschichtung (R > 99,9%) zum Reflektieren von Licht, mit der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) sind auf einer Einfallsendoberfläche J07 eines Lasermediums Nd:YVO4 J05 vorgesehen. Andererseits ist eine AR Beschichtung, welche Licht mit der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) nicht reflektiert, auf einer Austrittsendoberfläche J08 des Nd:YVO4 J05 vorgesehen. Eine HR Beschichtung (R > 95%) zum Reflektieren von Licht der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) ist auf einem Ausgabespiegel J06 vorgesehen.. Demzufolge wird ein Resonator für die Grundwelle der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) gebildet durch den Ausgabespiegel J06 und die Einfallsendoberfläche J07 des Nd:YVO4 J05.
  • Licht, welches von dem Halbleiter-Laser J01 emittiert wurde und von der Kollimator-Linse J02 gerichtet wurde, wird durch das optische Dünnfilmelement J03 geführt, um so auf die Einfallsendoberfläche J07 des Nd:YVO4 J05 fokussiert zu werden. Eine Austrittsendoberfläche des Halbleiter-Lasers J01 ist konfokal zu der Einfallsendoberfläche J07 des Nd:YVO4 J05 angeordnet. Als Ergebnis wird Licht, welches von der Einfallsendoberfläche J07 des Nd:YVO4:J05 reflektiert wird, optisch zu einer aktiven Schicht des Halbleiter-Lasers J01 rückgekoppelt. Durch das Anordnen des optischen Dünnfilmelements J03 zwischen dem Halbleiter-Laser J01 und dem Nd:YVO4 J05 bei einem Winkel von 20° bezüglich der optischen Achse fällt nur Licht mit einer Wellenlänge in der Nähe von 809 nm, welches von dem Halbleiter-Laser J01 emittiert wurde, auf die Einfallsendoberfläche J07 des Nd:YVO4 J05, um so dadurch reflektiert zu werden, und wird optisch zu dem Halbleiter-Laser J01 rückgekoppelt. Als Ergebnis oszilliert der Halbleiter-Laser J01 stabil in einem einzelnen longitudinalen Modus, wobei die Oszillations-Wellenlänge davon in der Nähe von 809 nm stabilisiert wird.
  • Wie oben erwähnt, ist eine AR Beschichtung auf einer Einfallsendoberfläche J07 des Nd:YVO4 J05 vorgesehen. Jedoch weist, weil die AR Beschichtung so ausgelegt wurde, dass sie den höchsten Reflexionsgrad für die Grundwelle von 809 nm hat, diese zwangsläufig einen Reflexionsgrad in der Größenordnung von wenigen Prozent für Licht mit einer Wellenlänge in der Nähe von 809 nm auf, wodurch ein Zurückkehren von (reflektiertem) Licht verursacht wird. Die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle des vorliegenden Beispiels verwendet effektiv das zurückkehrende (reflektierte) Licht, um so die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers zu stabilisieren.
  • Bei dem vorliegenden Beispiel ist das optische Dünnfilmelement J03 bei einem bestimmten Winkel in Bezug auf die optische Achse des Halbleiter-Lasers J01 angeordnet, wie in 5 gezeigt. Als Ergebnis reflektiert das optische Dünnfilmelement J03 Licht mit anderen Wellenlängen als demjenigen in der Nähe von 809 nm. Mit anderen Worten wird Licht mit anderen Wellenlängen als denjenigen in der Nähe von 809 nm nicht optisch zu der aktiven Schicht des Halbleiter-Lasers J01 rückgekoppelt. Demzufolge wird das Nd:YVO4 J05 durch den Halbleiter-Laser J01 angeregt, von welchem die Oszillations-Wellenlänge in der Nähe von 809 nm stabilisiert wurde, so dass die Grundwelle bei 1064 nm zwischen der Einfallsendoberfläche J07 des Nd:YVO4 J05 und dem Ausgabespiegel J06 oszilliert. Als Ergebnis wird Laserlicht mit einer Wellenlänge von 1064 nm durch den Ausgabespiegel J06 erhalten.
  • Wie oben beschrieben, ist eine AR Beschichtung auf der Austrittsendoberfläche J08 des Nd:YVO4 J05 bei dem vorliegenden Beispiel vorgesehen. Jedoch ist es auch möglich, wie in 7 gezeigt, einen Ausgabespiegel, d. h. eine HR Beschichtung (R > 95%) zum Reflektieren von Licht der Oszillations-Wellenlänge auf einer Austrittsendoberfläche L08 eines Nd:YVO4 L05 vorzusehen, um so einen Mikro-Chip Laser zu schaffen mit einer kurzen Resonator-Länge. Ein solcher Mikro-Chip Laser ist sogar noch stabiler, weil der longitudinale Modus der Grundwelle (1064 nm) auch als ein einzelner Modus stabilisiert ist.
  • Obwohl ein Einfallsspiegel (HR Beschichtung) auf der Einfallsendoberfläche J07 des Nd:YVO4 J05 in dem vorliegenden Beispiel vorgesehen ist, ist es auch möglich, einen getrennten Einfallsspiegel vorzusehen. Die erhaltene Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle würde ähnlich stabil sein.
  • Beispiel 5
  • Eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle kann auch realisiert werden durch Einfügen eines optischen Elements zum Umwandeln der Wellenlänge in den in 5 gezeigten Resonator. 8 zeigt eine solche Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle.
  • Die Oszillations-Wellenlänge eines Halbleiter-Lasers M01 ist bei 809 nm stabilisiert in Folge eines optischen Dünnfilmelements M03, und Licht, welches durch das optische Dünnfilmelement M03 übertragen wird, wird als Pump-Licht für Nd:YVO4 M05 verwendet. KTP (KTiOPO4) M09 (Länge: 5 mm) wird als ein optisches Element zum Umwandeln der Wellenlänge zwischen Nd:YVO4 M05 und einen Ausgabespiegel M06 angeordnet. Licht mit einer Wellenlänge von 1064 nm, welches zwischen einer Einfallsendoberfläche M07 des Nd:YVO4 M05 und dem Ausgabespiegel M06 oszilliert, wird in grünes Licht umgewandelt mit einer Wellenlänge von 532 nm durch das KTP M09.
  • Eine AR Beschichtung (Reflexionsgrad R: 7%), welche das Pump-Licht (Wellenlänge: 809 nm) nicht reflektiert, welches von dem Halbleiter-Laser M01 emittiert wurde, und eine HR Beschichtung (R > 99,9%) zum Reflektieren von Licht der Oszillations-Wellenlänge (1064 nm) und eines Harmonischen bzw. Oberwellen-Lichtes (532 nm) sind auf der Einfallsendoberfläche M07 des Nd:YVO4 M05 vorgesehen. Andererseits ist eine AR Beschichtung, welche weder Licht mit einer Wellenlänge von 1064 nm noch Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm reflektiert, auf einer Austrittsendoberfläche M08 des Nd:YVO4 M05 vorgesehen. Eine HR Beschichtung zum Reflektieren von Licht mit einer Wellenlänge von 1064 nm ist auf dem Ausgabespiegel M06 vorgesehen. Demzufolge wird ein Resonator für die Grundwelle (1064 nm) gebildet durch den Ausgabespiegel M06 und die Einfallsendoberfläche M07 des Nd:YVO4 M05. In den Fällen, wenn die Wellenlängen-Umwandlung durchgeführt wird mittels eines optischen Elements zum Umwandeln der Wellenlänge, wie bei dem vorliegenden Beispiel, erhöht sich der Umwandlungs-Wirkungsgrad in eine Harmonische bzw. Oberwelle, wenn sich der Reflexionsgrad für die Grundwelle eines Spiegels, welcher in dem Resonator enthalten ist, erhöht. Gemäß der Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle des vorliegenden Beispiels wird grünes Licht mit ungefähr 15 mW erhalten, und Laserlicht mit ungefähr 70 mW (Pump-Leistung) ist mit dem ND:YVO4 M05 gekoppelt.
  • Beispiel 6
  • Obwohl Nd:YVO4 als ein Lasermedium in den Beispielen 4 und 5 verwendet wird, können ähnliche Effekte erhalten werden unter Verwendung eines Lasermaterials, welches mit Nd dotiert ist (wie zum Beispiel Nd:YAG, Nd:GGG, Nd:LN, NYAB und Nd:YLF) oder eines einstellbaren bzw. abgleichbaren Lasermaterials, welches mit Cr, Ti, etc. dotiert ist.
  • Obwohl ein KTP Kristall als ein optisches Element zum Wandeln der Wellenlänge in Beispiel 5 verwendet wurde, kann eine Wellenlängen-Umwandlung auch erhalten werden unter Verwendung von anderen organischen oder anorganischen nichtlinearen optischen Kristallen, oder eines Masse(bulk)-Elements eines Polarisations-Inversions-Typs einschließlich eines Substrats, welches zusammengesetzt ist aus LiTaO3(LT), LiNbO3(LN) oder KTiOPO4(KTP), wodurch ein Harmonisches bzw. Oberwellenlicht zur Verfügung gestellt wird.
  • Beispiel 7
  • Bei den in den 5, 7 und 8 gezeigten Vorrichtungen mit Kurzwellen-Lichtquelle wird die Stabilisierung der Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers erhalten durch ein optisches Rückkoppeln von zurückkehrendem Licht, welches reflektiert wird durch bzw. an der Einfallsendoberfläche des Laser-Mediums Nd:YVO4 zu dem Halbleiter-Laser. Jedoch kann die Oszillations-Wellenlänge auch stabilisiert werden durch das Vorsehen einer HR Beschichtung (vorzugsweise R > 95%) zum Reflektieren von Licht mit einer Wellenlänge von 809 nm auf der Austrittsendoberfläche des Halbleiter-Lasers, um so Licht rückzukoppeln, welches nicht absorbiert wurde durch das Laser-Oszillations-Material, zu dem Halbleiter-Laser. Hiernach wird eine solche Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle unter Bezugnahme auf 9 beschrieben werden.
  • Im Falle eines Materials, welches aus YVO4 besteht, welches mit 1% Nd dotiert ist, wird gewöhnlich eine Dicke von ungefähr 1 mm für das Material ausgewählt; in dem Fall eines Materials, welches aus YVO4 besteht, welches mit 2% Nd dotiert ist, wird gewöhnlich eine Dicke von ungefähr 0,5 mm für das Material ausgewählt; in dem Fall eines Materials, welches aus YVO4 besteht, welches mit 3% Nd dotiert ist, wird gewöhnlich eine Dicke von Dicke von ungefähr 0,3 mm für das Material ausgewählt. Jedoch muss in den Fällen, wenn Licht, welches an einer Austrittsendoberfläche N08 des Nd:YVO4 N05 reflektiert wird, verwendet wird, das Nd:YVO4 N05 eine Dicke aufweisen, welche kleiner ist, als es für geeignet angesehen wird. Zum Beispiel wird ungefähr 80% des oszillierten Laser-Lichts absorbiert von einem Material, welches aus YVO4 besteht, welches mit 1% Nd dotiert ist, welches eine Dicke von 0,5 mm aufweist, so dass wenige Prozent des Lichtes zu dem Halbleiter-Laser N01 rückgekoppelt werden.
  • Licht, welches von dem Halbleiter-Laser N01 emittiert wird, wird fokussiert auf die Austrittsendoberfläche N08 des Nd:YVO4 N05 durch eine Fokussier-Linse N04. eine Austrittsendoberfläche des Halbleiter-Lasers N01 ist konfokal angeordnet bezüglich der Austrittsendoberfläche N08 des Nd:YVO4 N05. Als Ergebnis wird Licht, welches an der Austrittsendoberfläche N08 des Nd:YVO4 N05 reflektiert wird, optisch zu einer aktiven Schicht des Halbleiter-Lasers N01 rückgekoppelt, wodurch die Oszillations-Wellenlänge bei 809 nm stabilisiert wird. Ein optisches Dünnfilmelement N09 ist ein Filter vom Band-Pass-Typ, identisch zu demjenigen, welcher in 5 gezeigt ist (welcher die in 6 gezeigten Transmissions-Spektrum-Kennlinien aufweist).
  • Ein in 9 gezeigtes optisches Dünnfilmelement N03 kann alternativ an bzw. auf einer Einfallsendoberfläche N07 des Nd:YVO4 N05 angeordnet sein. In diesem Fall wird auch nur Licht mit einer Wellenlänge in der Nähe von 809 nm, welches reflektiert wird durch bzw. an der Austrittsendoberfläche N08 des Nd:YVO4 N05, rückgekoppelt zu der aktiven Schicht des Halbleiter-Lasers N01, wodurch eine stabile Anregung des Laser-Mediums Nd:YVO4 N05 erhalten wird. Bei einer solchen Anordnung wird es bevorzugt, das Nd:YVO4 N05 bei bzw. mit einem Winkel bezüglich der optischen Achse des Halbleiter-Lasers N01 anzuordnen; in dem vorliegenden Beispiel ist das Nd:YVO4 N05 bei einem Winkel von 5° bezüglich der optischen Achse des Halbleiter-Lasers N01 angeordnet.
  • Beispiel 8
  • Die Stabilisierung der Oszillations-Wellenlänge eines Halbleiter-Lasers P01, die stabile Umwandlung der Wellenlänge und eine hohe Oberwellen(harmonic)-Ausgangsleistung kann zur Verfügung gestellt werden durch: Das Vorsehen eines Filters vom Transmissions- bzw. Übertragungs-Typ, welcher im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus einem dielektrischen Mehrschichtfilm P02 auf einer Austrittsendoberfläche des Halbleiter-Lasers P01 (wie in 10A gezeigt); oder das Vorsehen eines Filters vom Transmissions-Typ (Band-Pass-Typ) oder eines reflektierenden Typs (Band-Sperr-Typ), welcher im Wesentlichen aus einem dielektrischen Mehrschicht-Film zusammengesetzt ist, auf einer Einfallsendoberfläche (wie in 10B gezeigt) oder auf einer Austrittsendoberfläche (wie in 10C gezeigt) des Nd:YVO4 P03.
  • Bei der in 10B gezeigten Anordnung ist ein Filter vom reflektierenden Typ (optisches Dünnfilmelement) identisch zu dem in 1 gezeigten auf der Einfallsendoberfläche des Nd:YVO4 P03 vorgesehen und senkrecht zu der optischen Achse des Halbleiter-Lasers P01 angeordnet. In dem Fall, wenn ein Filter vom Transmissions-Typ auf der Einfallsendoberfläche des Nd:YVO4 P03 vorgesehen ist, anstelle des Filters vom reflektierenden Typ, wird Licht, welches von der Austrittsendoberfläche des Nd:YVO4 P03 reflektiert wird, als Licht verwendet, welches zu dem Halbleiter-Laser P01 rückgekoppelt wird.
  • Bei der in 10C gezeigten Anordnung ist ein Filter vom reflektierenden Typ (optisches Dünnfilmelement) auf der Austrittsendoberfläche des Nd:YVO4 P03 vorgesehen, und ein optisches System ist nicht vorgesehen. Der Halbleiter-Laser P01 ist bei einem Abstand von 10 μm von dem Nd:YVO4 P03 angeordnet. Das Nd:YVO4 P03 ist senkrecht zu der optischen Achse des Halbleiter-Lasers P01 angeordnet.
  • Beispiel 9
  • Die Oszillations-Wellenlänge eines Halbleiter-Lasers einer Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch stabilisiert werden unter Verwendung eines optischen Dünnfilmelements eines reflektierenden Bragg's-Typs, welches im Wesentlichen aus einer Mehrzahl von periodisch ausgebildeten Schichten zusammengesetzt ist, als einen Filter vom reflektierenden Typ.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Dünnfilmelements eines reflektierenden Bragg's-Typs wird beschrieben werden. SiO2 (Brechungsindex: 1,46), SiO2 mit einer anderen Zusammensetzung (Brechungsindex: 1,48) werden alternierend bzw. abwechselnd ausgebildet mit einer Periode von 0,27 μm auf einem Quarz-Substrat mittels einer Vorrichtung zur EB Dampfablagerung bzw.
  • Dampfabscheidung. Ungefähr 100 solcher Schichten werden laminiert bzw. geschichtet, um das optische Dünnfilmelement vom reflektierenden Bragg's-Typ auszubilden. Ein optisches Dünnfilmelement vom reflektierenden Bragg's-Typ ist sehr praktisch, weil die spektrale Breite davon leicht eingestellt werden kann durch Variieren bzw. Verändern der Anzahl der laminierten bzw. geschichteten Schichten. Die Oszillations-Wellenlänge eines Halbleiter-Lasers einer Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle, welche dieses optische Dünnfilmelement eines reflektierenden Bragg's-Typs beinhaltet, anstelle eines Band-Sperr-Filters, wird stabilisiert bei der phasenangepassten (phase matching) Wellenlänge oder der Absorptions-Wellenlänge. Stabiles grünes/blaues Licht wird erhalten ohne irgendein Moden-Springen.
  • Ein Filter eines reflektierten Bragg's-Typs kann auch realisiert werden durch ein Holographie-Verfahren, bei welchem Laserlicht so in zwei Richtungen mit einer vorgegebenen Wellenlänge auf ein fotorefraktives Material einfällt, wie zum Beispiel LT und LN, welche mit Fe dotiert sind, dass die zwei Laserlichtstrahlen miteinander interferieren.
  • Beispiel 10
  • Ein Interferenz-Filter vom Band-Sperr-Typ kann einen Transmissions- bzw. Durchlass-Grad von ungefähr 100% erzielen, solange die Transmissions-Spektrum-Breite in der Größenordnung von wenigen nm (Nanometern) liegt. Die Verwendung eines Filters mit einer breiten-Transmissions-Spektrum-Breite zum- stabilisieren der Oszillafions-Wellenlänge würde die Spektrum-Breite des Halbleiter-Lasers verbreitern, d. h. der Halbleiter-Laser würde eine Mehrzahl von Moden aufweisen. Jedoch ist die Verwendung eines solchen Filters mit einer breiten Transmissions-Spektrum-Breite geeignet für eine hochwirksame Anregung, weil das Laser-Oszillations-Material eine Absorptions-Spektrum-Breite von ungefähr wenigen nm aufweist, wodurch eine sehr wirksame Anregung erhalten wird und die Ausgangsleistung des Halbleiter-Lasers kann wirksam genutzt werden.
  • Beispiel 11
  • Jeder der in den 1, 3, 4, 5, 7, 8 und 9 gezeigten Filter vom Transmissions-Typ oder reflektierenden Typ ist ein optisches Dünnfilmelement, welches erhalten wurde durch das Ausbilden eines dielektrischen Mehrschicht-Films auf einem Glas-Substrat mit einer Dicke von 0,5 mm. Es wurde festgestellt, dass die Oszillations-Wellenlänge insbesondere stabil wird, wenn das Glassubstrat eine Dicke in dem Bereich von 0,2 mm bis 2,0 mm aufweist. Die Oszillations-Wellenlänge wird instabil, wenn die Dicke des Substrats 0,2 mm oder geringer wird aufgrund des Verzugs des Substrats nach dem Polieren. Die Oszillations-Wellenlänge weist eine Aberration bzw. Abbildungsfehler auf, wenn die Dicke des Substrats 2,0 mm oder mehr beträgt aufgrund der Dicke des Substrats.
  • Beispiel 12
  • Bei den in den 1, 3, 4, 5, 7, 8 und 9 gezeigten Beispielen wird ein optisches Dünnfilmelement, welches einen dielektrischen Mehrschicht-Film umfasst, welcher auf einem Glassubstrat ausgebildet ist, als ein optisches Element zum Übertragen oder Reflektieren von Licht in einem vorgegebenen Wellenlängen-Band verwendet. Der longitudinale Modus des Halbleiter-Lasers kann auch festgelegt und stabilisiert werden unter Verwendung des folgenden als optisches Element: Ein Etalon-Element umfassend ein äußerst planares Element, welches so poliert wurde, dass es äußerst planar ist und um ein hohen Grad an Parallelität aufzuweisen und einen reflektierenden Film, welcher auf jeder Seite des äußerst planaren Elements ausgebildet ist; oder einen Doppelbrechungs-Filter, welcher eine Interferenz zwischen einem normalen Licht und einem außerordentlichen Licht in einer Doppelbrechungs-Kristallplatte verwendet.
  • Hiernach wird ein Etalon-Element beschrieben. Etalon, welches zusammengesetzt ist aus synthetischem Quarz mit einer Dicke von 50 μm, einem Reflexionsgrad von 85%, und einer Parallelität von λ/10 wird bei dem vorliegenden Beispiel verwendet. Etalon hat Spitzenwert-Durchlässigkeiten bei bestimmten Intervallen, wenn die Durchlässigkeit bzw. Transmittanz als eine Funktion der Wellenlänge des einfallenden Lichtes betrachtet wird. Das Intervall Δv zwischen den Moden wird aus der folgenden Gleichung erhalten: Δv = λ2/(2nL) Gl. 1wobei n den Brechungsindex des Materials darstellt, und L bezeichnet die Dicke des Materials. Bei dem vorliegenden Beispiel ist Δv 5 nm. Als Nächstes wird die Feinheit (finesse) F des Etalons ermittelt. Die Feinheit F wird ausgedrückt als ein Verhältnis zwischen Δv und der halben bzw. Halbwertsbreite Δv1/2 eines bestimmten Modus bzw. Mode. Die Feinheit F wird durch solche Faktoren bestimmt wie Reflexionsgrad (Reflexions-Feinheit; reflection finesse), Grad der Planarität und Grad der Parallelität (Planaritäts-Feinheit; planarity finesse), und der Unebenheit (coarseness) der Ebene, wie durch die folgende Gleichung ausgedrückt: 1/F2 = (1/Fr 2) + (1/Fd 2) Gl. 2wobei Fr 2 die Reflexions-Feinheit darstellt, und Fd 2 die Planaritäts-Feinheit darstellt. Die Reflexions-Feinheit Fd 2 und die Planaritäts-Feinheit Fd 2 werden durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt: Fd 2 = π2R/(1 – R)2 Gl. 3 Fd = S/2 Gl.4wobei R den Reflexionsgrad darstellt und S ist ein Wert, welcher erhalten wird durch das Teilen von λ durch den Grad der Parallelität des Etalons. Die Feinheit F des Etalons des vorliegenden Beispiels beträgt 5. Die Halbwertsbreite Δv1/2 des Etalons des vorliegenden Beispiels wird so ermittelt, dass sie 1 nm beträgt, aus der folgenden Gleichung: Δv1/2 = Δv/F Gl.5
  • Der Wert 1 nm der Halbwertsbreite des Etalons des vorliegenden Beispiels ist im Wesentlichen der gleiche wie derjenige eines Filters vom Transmissions- bzw. Durchlass-Typ (optisches Dünnfilmelement). Durch das Anordnen dieses Etalons zwischen einem Halbleiter-Laser und einem optischen Element zum Umwandeln der Wellenlänge wird der longitudinale Modus bzw. Mode des Halbleiter-Lasers als einzelne Mode stabilisiert. Des Weiteren wird die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers stabil, indem der Reflexionsgrad und der Grad der Planarität des Etalons so erhöht wird, dass sich die Halbwertsbreite Δv1/2 weiter verringert.
  • Als Nächstes wird ein Doppelbrechungs(birefringence)-Filter beschrieben werden. Ein Interferenzmuster kann erhalten werden, indem Licht auf eine Kristall-Scheibe gestrahlt wird, welche zwischen zwei Polarisationsplatten liegt, entsprechend der Veränderung der Wellenlänge des Einfallslichtes. Durch das Laminieren bzw. Schichten von mehreren Schichten von solchen Zusammensetzungen (composites), welche jeweils zusammengesetzt sind aus einer Kristallplatte, welche zwischen Polarisationsplatten liegt (so dass die Dicke der Vielschicht sich von d zu 2d, 4d, ..., etc. verändert), überlappen die Interferenzmuster so miteinander, dass eine scharfe Spitze übrigbleibt. Demzufolge wird ein Band-Pass-Filter mit einer Transmissions-Spektrum-Breite von ungefähr 0,1 nm realisiert. Die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers kann auch stabilisiert werden unter Verwendung eines solchen Doppelbrechungs-Filters anstelle eines optischen Dünnfilmelements.
  • Wie beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine kompakte, stabile und Hochleistungsvorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle zur Erzeugung von grünem oder blauem Licht geschaffen, welche als eine Pump-Lichtquelle eine lichterzeugende Vorrichtung umfasst, welche ein optisches Element enthält zum Übertragen oder Reflektieren von Licht in einem vorgegebenen Wellenlängenband, und ein Wellenleitungselement eines Polarisations-Inversions-Typs, ein Masse(bulk)-Element eines Polarisations-Inversions-Typs und/oder einen nicht-linearen optischen Kristall zum Umwandeln von Licht, welches von dem Halbleiterlaser emittiert wurde, in Licht mit einer verschiedenen Wellenlänge. Eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch fast Infrarotlicht bzw. Licht in der Nähe von Infrarotlicht (near infrared light) zur Verfügung stellen durch Aufnahme eines Lasermediums, und stabiles kurzwelliges Licht zur Verfügung stellen durch Einstellen bzw. Anpassen einer Intrakavitäts- bzw. Resonator-Konfiguration. Demzufolge weist die vorliegende Erfindung eine große praktische Bedeutung auf, weil sie eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle zur Verfügung stellen kann, welche für eine optische Disk oder für Messzwecke verwendet werden kann, wo die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle eine stabile Ausgangsleistung mit geringem Rauschen haben muss.
  • Im Allgemeinen ist es wahrscheinlich, dass eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle, welche einen Halbleiter-Laser beinhaltet, das Problem einer instabilen Oszillation bei dem Halbleiter-Laser aufweist aufgrund von Licht, welches von einer Endoberfläche eines optischen Elements zum Umwandeln der Wellenlänge zurückkehrt, oder einer Endoberfläche eines Lasermediums. Jedoch kann unter Verwendung des oben erwähnten optischen Elements Lichts, welches von solchen Endoberflächen zurückkehrt (reflektiert wird) verwendet werden zum Stabilisieren der Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers, was eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle der vorliegenden Erfindung sehr praktisch macht. Des Weiteren können die optischen Bestandteil- bzw. Komponenten-Elemente linear angeordnet werden, wodurch eine Miniaturisierung der Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle ermöglicht wird.
  • Eine Spitzen-Wellenlänge des Transmissions-Spektrums eines Filters vom Transmissions-Typ (optisches Dünnfilmelement) weist im Allgemeinen eine Winkelabhängigkeit auf. Wenn das Einfallslicht bei einem Winkel von 20° bezüglich der optischen Achse eintritt bzw. auftrifft, verschiebt sich die Spitzenlänge des Transmissions-Spektrums um 1,5 nm/Grad. Wenn der Einfallswinkel in der Nähe von 10° liegt, beträgt die Verschiebungsgröße 0,9 nm/Grad. Wenn der Einfallswinkel 0° beträgt, tritt im Wesentlichen keine Verschiebung der Spitzen- bzw. Peak-Wellenlänge auf in Abhängigkeit von dem Winkel. Unter Ausnutzung der Winkelabhängigkeit des Filters kann die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers so eingestellt bzw. abgestimmt werden, dass sie die Phasen-passende (phase matching) Wellenlänge des optischen Elements zum Umwandeln der Wellenlänge ist. Andererseits ist die Verschiebungsgröße des Transmissions-Spektrums eines Transmissions-Filters nicht so groß, verglichen mit derjenigen eines Gitters, zum Beispiel 28 nm/Grad. Deshalb macht die Verwendung eines Filters vom Transmissions-Typ, um die Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers zu stabilisieren, die erforderliche optische Einstellung bzw. Abgleich leichter als die Verwendung einer Gitter-Rückkopplungs(grating feedback)-Technik. Es wird erkannt werden, dass die Verwendung eines Filters vom Transmissions-Typ (optisches Dünnfilmelement) zur Stabilisierung der Oszillations-Wellenlänge des Halbleiter-Lasers große praktische Auswirkungen bzw. Effekte hat.
  • Weiterhin ist eine Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung stabil bezüglich Temperaturveränderungen, weist eine Wellenlänge-Verschiebung von 0,005 nm/°C auf, und ist auch stabil gegen Veränderungen der Feuchtigkeit. Weil sie nicht aus Harz zusammengesetzt ist, anders als ein Gitter, wird die gesamte Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle zuverlässig gemacht.
  • Weil optische Dünnfilmelemente hergestellt werden durch Dampfablagerung bzw. Dampfabscheidung wird ein Massen-Produktions-Effekt geschaffen, welcher die Anwendbarkeit der Vorrichtung mit Kurzquellen-Lichtwelle erhöht.
  • Selbst noch stabilere Oszillations-Wellenlängen (Oszillations-Wellenlängen-Feststellung bzw. -Locking) können erhalten werden durch das Einfügen eines Etalons oder eines Doppelbrechungs-Filters, weil die Halbwertsbreite des Transmissions-Spektrums von solchen Elementen auf ungefähr 0,1 nm verringert werden kann.
  • Durch das Vorsehen eines Dreh-Mechanismus, wie zum Beispiel eines Piezo-Elements oder eines Motors (Aktuators) auf dem Filter und durch das Durchführen einer Rückkopplung, um so die Ausgabeleistung des Kurzwellen-Lichtes zu stabilisieren. Wird es möglich, eine Ausgabeleistung zu erhalten, welche bezüglich Veränderungen des Brechungsindex aufgrund von Temperaturveränderungen des optischen Elements zum Umwandeln der Wellenlänge und/oder einer optischen Beschädigung, d. h. Veränderungen in der Phasen-passenden bzw. Phasenabgeglichenen Wellenlänge stabil wird, wodurch die Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle sehr praktisch bzw. praktikabel gemacht wird.
  • Verschiedene andere Abwandlungen werden den Fachleuten offensichtlich sein und können von diesen leicht durchgeführt werden ohne von dem Schutzbereich dieser Erfindung wie durch die Ansprüche definiert abzuweichen.

Claims (26)

  1. Vorrichtung mit kurzwelliger bzw. Kurzwellen-Lichtquelle mit: a) einem Halbleiterlaser (F01) mit einer aktiven Schicht zum Emittieren von Laserlicht; b) einem Lasermedium (F05) zum Empfangen bzw. Aufnehmen mindestens eines Teils des Laserlichts, welches von dem Halbleiterlaser (F01) emittiert wurde und zum Durchführen einer Laser-Oszillation, indem es angeregt wird durch mindestens einen Teil des Laserlichts; und c) einem optischen Element (F03) zum Selektiven bzw. ausgewählten Reflektieren eines Teils des Laserlichts, welches zu einem vorgegebenen Wellenlängen-Band gehört, wobei bzw. während ein anderer Teil zu dem Lasermedium (F05) gleitet bzw. übertragen wird, und zum Rückkoppeln des reflektierten Teiles des Laserlichtes zu der aktiven Schicht des Halbleiterlasers (F01), um dessen Oszillations-Wellenlänge innerhalb des Absorptionsspektrums des Lasermediums zu Stabilisieren, wobei das optische Element (F03) zwischen dem Halbleiterlaser (F01) und dem Lasermedium (F05) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 1, wobei das optische Element ein optisches Dünnfilmelement eines reflektierenden Bragg-Typs ist mit dielektrischen Schichten mit verschiedenen Brechungsindizes, wobei die dielektrischen Schichten mit einer vorgegebenen Periode ausgebildet sind.
  3. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 1, wobei das optische Element ein optisches Dünnfilmelement ist, mit einem Substrat und einem dielektrischen Mehrschicht-Film, welcher auf dem Substrat ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 1, wobei das optische Element einen dielektrischen Mehrschicht-Film aufweist, welcher auf einer Einfalls-Endoberfläche oder einer Austritts-Endoberfläche von mindestens dem Halbleiterlaser oder dem Lasermedium ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter aufweisend mehr als ein optisches Element neben dem optischen Element.
  6. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter aufweisend ein optisches Element zum Umwandeln einer Wellenlänge in einem Hohlraum.
  7. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle mit: a) einem Halbleiter-Laser (J01) mit einer aktiven Schicht zum Emittieren von Laserlicht; b) einem Lasermedium (J05) zum Empfangen bzw. Aufnehmen von mindestens einem Teil des Laserlichts, welches von dem Halbleiterlaser (J01) emittiert wurde und zum Durchführen einer Laser-Oszillation, indem es durch mindestens einen Teil des Laserlichtes angeregt wird bzw. wurde; c) einem optischen Element (J03) zum selektiven bzw. ausgewählten Übertragen bzw. Weiterleiten eines Teils des Laserlichts, welches zu einem vorgegebenen Wellenlängen-Band gehört, wobei das optische Element (J03) zwischen dem Halbleiter-Laser (J01) und dem Lasermedium (J05) angeordnet ist, und der Halbleiter-Laser (J01) und das Lasermedium (J05) sind auf eine solche Art angeordnet, dass ein Teil des Teils des Laserlichts, welches durch das optische Element (J03) übertragen bzw. geleitet wird, reflektiert wird durch bzw. an einer Einfalls-Endoberfläche (J07) des Lasermediums (J05) um so zurück übertragen bzw. geleitet zu werden durch das optische Element (J03) und zurückgekoppelt zu werden zu der aktiven Schicht des Halbleiterlasers (J01) um deren Oszillationswellenlänge innerhalb des Absorptionsspektrums des Lasermediums zu stabilisieren.
  8. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 7, wobei das optische Element ein optisches Dünnfilmelement ist mit einem Substrat und einem dielektrischen Mehrschichtfilm, welcher auf dem Substrat ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 7, wobei das optische Element einen dielektrischen Mehrschicht-Film aufweist, welcher auf einer Einfalls-Endoberfläche oder einer Austritts-Endoberfläche von mindestens dem Halbleiterlaser oder dem optischen Element zum Umwandeln der Wellenlänge ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das optische Element bei bzw. mit einem Winkel bezüglich einer optischen Achse des Halbleiterlasers angeordnet ist.
  11. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 7 bis 10, weiter aufweisend einen Drehmechanismus zum Drehen des optischen Elements.
  12. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 11, wobei der Drehmechanismus einen Rückkopplungsschaltkreis aufweist zum Regeln bzw. Steuern einer Ausgangsleistung des kurzwelligen Lichtes, so dass diese konstant ist.
  13. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Drehmechanismus ein Piezo-Element umfasst.
  14. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 11, 12, oder 13, wobei der Drehmechanismus ein Stellglied bzw. einen Aktuator umfasst.
  15. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 7 bis 14, weiter umfassend mehr als einoptisches Element neben dem optischen Element.
  16. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 7 bis 15, weiter aufweisend ein optisches Element zum Umwandeln einer Wellenlänge in einem Hohlraum.
  17. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle mit: a) einem Halbleiterlaser (N01) mit einer aktiven Schicht zum Emittieren von Laserlicht; b) einem Lasermedium (N05) zum Empfangen bzw. Aufnehmen mindestens eines Teils des Laserlichts, welches von dem Halbleiterlaser (N01) emittiert wurde und zum Durchführen einer Laser-Oszillation, indem es angeregt wird durch mindestens einen Teil des Laserlichts; und c) einem optischen Element (N03) zum selektiven Übertragen bzw. Leiten eines Teils des Laserlichtes, welches zu einem vorgegebenen Wellenlängen-Band gehört, wobei das optische Element (N03) zwischen dem Halbleiterlaser (N01) und dem Lasermedium (N05) angeordnet ist, und der Halbleiterlaser (N01) und das Lasermedium (N05) sind auf eine solche Art angeordnet, dass ein Teil des Teils des Laserlichtes, welches durch das optische Element (N03) übertragen bzw. geleitet wird, in das Lasermedium (N05) beider Eintritts- bzw. Einfalls-Endoberfläche (N07) davon eintritt und danach wird ein Teil des Teiles reflektiert durch bzw. an einer Austritts-Endoberfläche (N08) des Lasermediums (N05), um so zurückübertragen bzw. geleitet zu werden durch das optische Element (N03) und zurückgekoppelt zu werden zu der aktiven Schicht des Halbleiterlasers (N01), um dessen Oszillations-Wellenlänge innerhalb des Absorptions-Spektrums des Lasermediums zu stabilisieren.
  18. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 17, wobei das optische Element ein optisches Dünnfilmelement ist mit einem Substrat und einem dielektrischen Mehrschichtfilm, welcher auf dem Substrat ausgebildet ist.
  19. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 17, wobei das optische Element einen dielektrischen Mehrschicht-Film aufweist, welcher auf einer Einfalls-Endoberfläche oder einer Austritts-Endoberfläche von mindestens dem Halbleiterlaser oder dem optischen Element zum Umwandeln der Wellenlänge ausgebildet ist.
  20. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das optische Element bei bzw. mit einem Winkel bezüglich einer optischen Achse des Halbleiterlasers angeordnet ist.
  21. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 17 bis 20, weiter aufweisend einen Drehmechanismus zum Drehen des optischen Elements.
  22. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 21, wobei der Drehmechanismus einen Rückkopplungsschaltkreis aufweist zum Regeln bzw. Steuern einer Ausgangsleistung des kurzwelligen Lichtes, so dass diese konstant ist.
  23. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Drehmechanismus ein Piezo-Element umfasst.
  24. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach Anspruch 21, 22, oder 23, wobei der Drehmechanismus ein Stellglied bzw. einen Aktuator umfasst.
  25. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 17 bis 24, weiter umfassend mehr als ein optisches Element neben dem optischen Element.
  26. Vorrichtung mit Kurzwellen-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 17 bis 25, weiter aufweisend ein optisches Element zum Umwandeln einer Wellenlänge in einem Hohlraum.
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