JP2007220877A - External resonator semiconductor laser, and light source with it - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an external resonator semiconductor laser capable of stably outputting laser beams having a high output, and to provide a light source with the semiconductor laser. <P>SOLUTION: The external resonator semiconductor laser has a semiconductor laser element 1 having a first input/output radiator 2a and a second one 2b through a central axis 3 on the same end face 2, and being capable of emitting laser beams 4 and 5 in the two directions from each input/output radiators 2a and 2b. The semiconductor laser further has a first reflecting means 14 for reflecting laser beams 4 emitted from the first input/output radiator 2a and feeding back laser beams 4 to the first input/output radiator 2a, and a second reflecting means 15 for reflecting laser beams 5 emitted from the second input/output radiator 2b and feeding back laser beams 5 to the second input/output radiator 2b. The semiconductor laser further has a third reflecting means 8 being fitted on the side of a second end face 7 opposed to the first end face 2 with the input/output radiators 2a and 2b for the semiconductor laser element 1, and reflecting fed-back laser beams so as to be emitted from the first end face 2 and a mode filter 16 fitted in a resonator for laser beams. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、外部共振型半導体レーザに関し、特に、同一端面より２方向にレーザ光を出射することが可能な半導体レーザ素子を用いた外部共振型半導体レーザおよびそれを備える光源に関する。   The present invention relates to an external resonance type semiconductor laser, and more particularly to an external resonance type semiconductor laser using a semiconductor laser element capable of emitting laser light in two directions from the same end face, and a light source including the same.

従来、半導体レーザは小型なコヒーレント光源として、光通信技術、光計測技術、さらには光加工技術など多様な用途に利用されている。しかしながら、半導体レーザは、一般的に光出力が小さく、温度変化に依存して波長や光量がシフトしやすく、さらには光出力を上げるため半導体レーザの駆動電流を大きくするとスペクトル幅が広がる等の問題点がある。これに対して外部共振型半導体レーザは、半導体レーザ素子から出射するレーザ光の一部を半導体レーザ素子にフィードバックし、特定の波長の光を増幅するようにして、光出力の安定化を図っている（例えば特許文献１参照）。   Conventionally, a semiconductor laser is used as a small coherent light source for various applications such as optical communication technology, optical measurement technology, and optical processing technology. However, semiconductor lasers generally have a low light output, and the wavelength and light quantity are likely to shift depending on temperature changes. Furthermore, increasing the semiconductor laser drive current increases the spectrum width to increase the light output. There is a point. On the other hand, an external resonant semiconductor laser feeds back a part of the laser light emitted from the semiconductor laser element to the semiconductor laser element to amplify light of a specific wavelength so as to stabilize the light output. (For example, refer to Patent Document 1).

近年では、利得導波路型半導体レーザの高出力特性を利用した外部共振型半導体レーザが提案されている。利得導波路型半導体レーザ（Ｇａｉｎ−ｇｕｉｄｅｄ ｄｉｏｄｅ ｌａｓｅｒ）においては、同一端面より出射するレーザ光がレーザ素子内の導波路の中心軸から外れた２方向に出射される。このため、利得導波路型半導体レーザを用いた外部共振型半導体レーザでは、一方のレーザ光を半導体レーザ素子にフィードバックし、他方のレーザ光を出力光として利用する。利得導波路型半導体レーザを用いた外部共振型半導体レーザの例としては、特許文献２及び非特許文献１，２などの例がある。   In recent years, an external resonance type semiconductor laser utilizing the high output characteristics of a gain waveguide type semiconductor laser has been proposed. In a gain-guided semiconductor laser, a laser beam emitted from the same end face is emitted in two directions away from the central axis of the waveguide in the laser element. For this reason, in an external resonance type semiconductor laser using a gain waveguide type semiconductor laser, one laser beam is fed back to the semiconductor laser element, and the other laser beam is used as output light. Examples of the external resonance type semiconductor laser using the gain waveguide type semiconductor laser include Patent Document 2 and Non-Patent Documents 1 and 2.

利得導波路型半導体レーザを用いた外部共振型半導体レーザの概略構成例を図３に示す。図３に示す外部共振型半導体レーザ５０において、半導体レーザ素子１の第１の端面２より、半導体レーザ素子１内の導波路の中心軸３から外れた２方向に出射光４，５が出射される。これらの出射光４，５をコリメートするため、速軸用コリメータ（ＦＡＣ）５１と遅軸用コリメータ（ＳＡＣ）５２が設けられている。一方の出射光４は反射ミラー５３で反射し、再度ＳＡＣ５２およびＦＡＣ５１を通過して半導体レーザ素子１に帰還して外部共振用レーザ光を形成する。他方の出射光５は、ＦＡＣ５１およびＳＡＣ５２を通過して出力用レーザ光として出力される。
特開昭５８−７１６８７号公報 国際公開第０３／０５５０１８号パンフレット Ｖｏｌｋｅｒ Ｒａａｂ， ｅｔ ａｌ．， “Ｅｘｔｅｒｎａｌ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｈｉｇｈ−ｐｏｗｅｒ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅｓ ｔｈａｔ ｙｉｅｌｄ ４００ ｍＷ ｏｆ ＴＥＭＰＯ ｐｏｗｅｒ”， ｐ１６７−１６９， Ｖｏｌ．２７， Ｎｏ．３， ＯＰＴＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ， Ｆｅｂｒｕａｒｙ １， ２００２ Ｖｏｌｋｅｒ Ｒａａｂ， ｅｔ ａｌ．， “Ｔｕｎｉｎｇ ｈｉｇｈ−ｐｏｗｅｒ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ａｓ ｍｕｃｈ ａｓ ０．３８ Ｗ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｍ２＝１．２ ｏｖｅｒ ａ ｒａｎｇｅ ｏｆ ３２ ｎｍ ｗｉｔｈ ３−ＧＨｚ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ”， ｐ１９９５−１９９７， Ｖｏｌ．２７， Ｎｏ．２２， ＯＰＴＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １５， ２００２ FIG. 3 shows a schematic configuration example of an external resonance type semiconductor laser using a gain waveguide type semiconductor laser. In the external resonance type semiconductor laser 50 shown in FIG. 3, the emitted lights 4 and 5 are emitted from the first end face 2 of the semiconductor laser element 1 in two directions away from the central axis 3 of the waveguide in the semiconductor laser element 1. The A fast axis collimator (FAC) 51 and a slow axis collimator (SAC) 52 are provided to collimate the emitted lights 4 and 5. One outgoing light 4 is reflected by the reflection mirror 53, passes through the SAC 52 and the FAC 51 again, and returns to the semiconductor laser device 1 to form external resonance laser light. The other emitted light 5 passes through the FAC 51 and the SAC 52 and is output as an output laser beam.
JP 58-71687 A International Publication No. 03/055018 Pamphlet Volker Raab, et al. , “External resonant design for high-power laser diodes that yield 400 mW of TEMPO power”, p167-169, Vol. 27, no. 3, OPTICS LETTERS, February 1, 2002 Volker Raab, et al. , “Tuning high-power laser diodes with as much as 0.38 W of power and M2 = 1.2 over a range of 32 nm with 3-GHz bandwidth,” p. 1995-1997. 27, no. 22, OPTICS LETTERS, November 15, 2002

従来の外部共振型半導体レーザ５０の出力用レーザ光５を不図示のレンズで集光し、光導波路型の第二高調波発生素子（ＳＨＧ素子）に入射させて波長変換を行う場合、ＳＨＧ素子の導波路幅および深さは一般に数μｍである。このため、ＳＨＧ素子の光導波路への集光位置は、サブミクロン以下に安定にする必要がある。このとき、半導体レーザ素子１の内部のスラブ導波路において屈折率が高い部分は経時変化により変動するので、ＳＨＧ素子の光導波路への集光位置をサブミクロン以下に安定にすることは困難である。当該集光位置が不安定であると、ＳＨＧ素子の光導波路への結合効率が低下し、出力低下が発生するという問題がある。また、従来の構成では、共振器からの出力光は完全にシングルモードではなく、高次成分を一部含んでいるので、ＳＨＧ素子の光導波路への結合効率が低下したり、不安定になるという問題がある。   When the wavelength conversion is performed by condensing the output laser beam 5 of the conventional external resonance type semiconductor laser 50 with a lens (not shown) and entering the optical waveguide type second harmonic generation element (SHG element), the SHG element The waveguide width and depth are generally several μm. For this reason, it is necessary to stabilize the condensing position of the SHG element on the optical waveguide below submicron. At this time, since the portion having a high refractive index in the slab waveguide inside the semiconductor laser element 1 varies with time, it is difficult to stabilize the condensing position of the SHG element on the optical waveguide below submicron. . If the light condensing position is unstable, there is a problem that the coupling efficiency of the SHG element to the optical waveguide is lowered, and the output is reduced. Further, in the conventional configuration, the output light from the resonator is not completely single mode and includes a part of higher order components, so that the coupling efficiency of the SHG element to the optical waveguide is lowered or unstable. There is a problem.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高出力のレーザ光を安定に出力することが可能な外部共振型半導体レーザおよびそれを備える光源を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an external resonant semiconductor laser capable of stably outputting a high-power laser beam and a light source including the same.

請求項１に係る外部共振型半導体レーザでは、同一端面上に中心軸を介して第１の入出射部および第２の入出射部を有して、各入出射部より二方向にレーザ光を出射することが可能な半導体レーザ素子と、前記第１の入出射部より出射したレーザ光を反射して前記第１の入出射部に帰還させる第１の反射手段と、前記第２の入出射部より出射したレーザ光を反射して前記第２の入出射部に帰還させる第２の反射手段と、前記半導体レーザ素子の前記入出射部を有する第１の端面と対向する第２の端面の側に設けられて、第１の端面に帰還したレーザ光を、前記第１の入出射部または前記第２の入出射部より出射するように反射する第３の反射手段と、レーザ光の一部を出力用レーザ光とする出力手段と、レーザ光の共振器内に設けられたモードフィルタとを具備することを特徴とする。   In the external resonance type semiconductor laser according to claim 1, the first incident / exit part and the second incident / exit part are provided on the same end face via the central axis, and laser light is emitted in two directions from each incident / exit part. A semiconductor laser element capable of emitting, a first reflecting means for reflecting the laser beam emitted from the first incident / exiting unit and returning it to the first incident / exiting unit, and the second incident / exiting A second reflecting means for reflecting the laser beam emitted from the part and returning it to the second incident / exiting part, and a second end face opposite to the first end face having the incident / exiting part of the semiconductor laser element. A third reflecting means for reflecting the laser beam fed back to the first end face so as to be emitted from the first incident / exiting portion or the second incident / exiting portion; Output means for making the laser beam for output, and a mode provided in the laser beam resonator Characterized by comprising a filter.

請求項２に係る外部共振型半導体レーザでは、請求項１に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記出力手段は、前記第１の反射手段又は第２の反射手段に設けられていることを特徴とする。
請求項３に係る外部共振型半導体レーザでは、請求項１又は２に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記出力手段は、照射されたレーザ光の一部を反射し、レーザ光の他の一部を透過するハーフミラーであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the external resonant semiconductor laser according to the first aspect, the output means is provided in the first reflecting means or the second reflecting means. And
According to a third aspect of the present invention, in the external resonance type semiconductor laser according to the first or second aspect, the output means reflects a part of the irradiated laser beam and outputs another laser beam. It is a half mirror which permeate | transmits a part.

請求項４に係る外部共振型半導体レーザでは、請求項１から３のいずれか１項に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記半導体レーザ素子が利得導波路型半導体レーザであることを特徴とする。
請求項５に係る外部共振型半導体レーザでは、請求項１から４のいずれか１項に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記第３の反射手段が前記第２の端面上に設けられた反射膜であることを特徴とする。
請求項６に係る外部共振型半導体レーザでは、請求項１から５のいずれか１項に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、さらに、出射する前記レーザ光の各光路に跨って配置される少なくとも一つ以上のビーム整形素子を具備することを特徴とする。
請求項７に係る外部共振型半導体レーザでは、請求項６に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記ビーム整形素子が速軸用コリメータと遅軸用コリメータを含むことを特徴とする。
請求項８に係る光源では、請求項１から７のいずれか一項に記載の外部共振型半導体レーザと、前記外部共振型半導体レーザからの出力レーザ光を波長変換する光導波路型またはバルク型の非線形光学結晶とを備えることを特徴とする。 The external cavity semiconductor laser according to claim 4 is the external cavity semiconductor laser according to any one of claims 1 to 3, wherein the semiconductor laser element is a gain waveguide semiconductor laser. .
The external resonant semiconductor laser according to claim 5 is the external resonant semiconductor laser according to any one of claims 1 to 4, wherein the third reflecting means is provided on the second end face. It is a film.
According to a sixth aspect of the present invention, in the external resonant semiconductor laser according to any one of the first to fifth aspects, at least one of the external resonant semiconductor lasers disposed across each optical path of the emitted laser light. It comprises one or more beam shaping elements.
According to a seventh aspect of the present invention, in the external resonant semiconductor laser according to the sixth aspect, the beam shaping element includes a fast axis collimator and a slow axis collimator.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a light source according to any one of the first to seventh aspects, and an optical waveguide type or a bulk type that converts the wavelength of the output laser light from the external resonant semiconductor laser. And a non-linear optical crystal.

本発明の請求項１に係る発明により、出力光が良好な単一モード（シングルモード）となり、その先の光学系において光ファイバや光導波路へ結合させる際に、高効率かつ安定な結合状態を得ることができる。また、第１の反射手段および第２の反射手段を両端として、第１の入出射部、第３の反射手段、第２の入出射部を経由する折り返し型のパスが外部共振用の光路となり、半導体レーザ素子の活性層全体を使って外部共振器を組むことができるため、高出力化が可能となる。また、第１の反射手段と第２の反射手段を両端とする外部共振用光路内でレーザ光を多数回往復させて共振することができるので、安定した定在波を形成することができる。   According to the first aspect of the present invention, the output light becomes a good single mode (single mode), and when coupled to an optical fiber or an optical waveguide in the optical system ahead, a highly efficient and stable coupling state is achieved. Obtainable. Further, the folded path passing through the first incident / exit part, the third reflecting means, and the second incident / exit part with the first reflecting means and the second reflecting means as both ends serves as an optical path for external resonance. Since the external resonator can be assembled using the entire active layer of the semiconductor laser element, high output can be achieved. Further, since the laser beam can resonate many times in the external resonance optical path having both ends of the first reflecting means and the second reflecting means, a stable standing wave can be formed.

請求項２に係る発明により、出力手段をレーザ光の反射手段と兼用することが可能となり、部品点数の増大を避けることができる。
請求項３に係る発明により、高出力なレーザ光を得ることが可能となる。
請求項４に係る発明により、第２の端面と反射手段との間でのレーザ光の干渉や散乱を避けることができる。
請求項５に係る発明により、外部共振用光路におけるレーザ光の共振に悪影響を与えることなく、出力用レーザ光を取り出すことができる。
請求項６に係る発明により、２方向に出射されるレーザ光を共通の光学系でコリメートすることが可能となり、部品点数の増大を避けることができる。
請求項７に係る発明により、レーザ光を２段階で効率的にコリメートすることが可能となる。
請求項８に係る発明により、非線形光学結晶への集光を容易にし、外部共振型半導体レーザから非線形光学結晶への結合変動を改善することができる。 According to the second aspect of the invention, the output means can be used also as the laser light reflecting means, and an increase in the number of parts can be avoided.
The invention according to claim 3 makes it possible to obtain a high-power laser beam.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to avoid interference and scattering of laser light between the second end face and the reflecting means.
According to the fifth aspect of the invention, the output laser beam can be extracted without adversely affecting the resonance of the laser beam in the external resonance optical path.
According to the sixth aspect of the present invention, it becomes possible to collimate laser beams emitted in two directions with a common optical system, and an increase in the number of components can be avoided.
According to the invention of claim 7, it is possible to efficiently collimate the laser light in two stages.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to facilitate condensing on the nonlinear optical crystal and improve the coupling fluctuation from the external resonant semiconductor laser to the nonlinear optical crystal.

以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。図１は本形態例の外部共振型半導体レーザ１０及びこれを備えた光源２０を示す概略構成図である。
符号１は、半導体レーザ素子である。本発明で用いられる半導体レーザ素子１は、図２に拡大して図示したように、同一の端面２（この端面を第１の端面という場合がある。）より二方向にレーザ光４，５を出射することが可能なものであって、第１の端面２上において、第１のレーザ光４が出射される第１の入出射部２ａと第２のレーザ光５が出射される第２の入出射部２ｂとの間に中心軸３が介在するものを用いる。このようなレーザ素子の具体例としては利得導波路型半導体レーザが挙げられる。利得導波路型半導体レーザとは、レーザの活性層がｐ型半導体とｎ型半導体との接合面に沿って５０μｍ〜４００μｍ程度の広い幅を持つものである。利得導波路型半導体レーザは、駆動電流の増加に伴い活性層の両端部の屈折率が高くなるため、活性層自身が凹レンズの効果を持ち、出射するレーザ光が二方向に曲げられるという特性を持つ。
本発明に適用可能な半導体レーザ素子１としては、例えばブロードエリア型半導体レーザ素子（ＢＡＬＤ）が挙げられる。本発明において好ましいブロードエリア型半導体レーザ（ＢＡＬＤ）は、利得導波路型半導体レーザであって、横（空間）モードがマルチモードであるレーザ光を発振する。 The present invention will be described below with reference to the drawings based on the best mode. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an external resonant semiconductor laser 10 and a light source 20 having the same according to this embodiment.
Reference numeral 1 denotes a semiconductor laser element. As shown in an enlarged view in FIG. 2, the semiconductor laser element 1 used in the present invention emits laser beams 4 and 5 in two directions from the same end face 2 (this end face may be referred to as a first end face). A first incident / exit section 2a from which the first laser beam 4 is emitted and a second laser beam 5 from which the second laser beam 5 is emitted are emitted on the first end face 2. A structure in which the central axis 3 is interposed between the incident / exit section 2b is used. A specific example of such a laser element is a gain waveguide type semiconductor laser. The gain waveguide type semiconductor laser has a laser active layer having a wide width of about 50 μm to 400 μm along the junction surface between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor. The gain waveguide type semiconductor laser has the characteristics that the active layer itself has the effect of a concave lens and the emitted laser beam is bent in two directions because the refractive index of both ends of the active layer increases as the drive current increases. Have.
Examples of the semiconductor laser element 1 applicable to the present invention include a broad area type semiconductor laser element (BALD). A broad area type semiconductor laser (BALD) preferable in the present invention is a gain waveguide type semiconductor laser, and oscillates laser light whose transverse (spatial) mode is multimode.

本形態例の外部共振型半導体レーザ１０には、半導体レーザ素子１から出射するレーザ光４，５をコリメートするため、ビーム整形素子として、速軸用コリメータ（ＦＡＣ）１１と遅軸用コリメータ（ＳＡＣ）１２が設けられている。ＦＡＣ１１およびＳＡＣ１２は、２つのレーザ光４，５の光路に跨って配置されているため、両方のレーザ光４，５をコリメートすることができる。ＦＡＣ１１およびＳＡＣ１２としては、例えばシリンドリカルレンズを用いることができる。   In the external resonant semiconductor laser 10 of the present embodiment, the laser beam 4 and 5 emitted from the semiconductor laser element 1 are collimated, so that a fast axis collimator (FAC) 11 and a slow axis collimator (SAC) are used as beam shaping elements. ) 12 is provided. Since FAC11 and SAC12 are arrange | positioned ranging over the optical path of the two laser beams 4 and 5, both the laser beams 4 and 5 can be collimated. As the FAC11 and SAC12, for example, a cylindrical lens can be used.

また、本形態例の外部共振型半導体レーザ１０は、第１の入出射部２ａより出射した第１のレーザ光４を反射して第１の入出射部２ａに帰還させる第１の反射手段としてのハーフミラー１５と、第２の入出射部２ｂより出射した第２のレーザ光５を反射して第２の入出射部２ｂに帰還させる第２の反射手段としての反射ミラー１４を備えている。ここで、反射ミラー１４およびハーフミラー１５に入射する光は、コリメータ１１，１２でコリメートされた光であるため、これらのミラー１４、１５として平面鏡を用いることができる。第１の出射光４はハーフミラー１５により反射し、再度ＳＡＣ１２およびＦＡＣ１１を通過して半導体レーザ素子１の第１の入出射部２ａに帰還する。同様に、第２の出射光５は反射ミラー１４で反射し、再度ＳＡＣ１２およびＦＡＣ１１を通過して半導体レーザ素子１の第２の入出射部２ｂに帰還する。
反射ミラー１４の反射率は、９０％以上であることが望ましい。また、ハーフミラー１５の反射率は、４〜４０％が望ましい。 Further, the external resonant semiconductor laser 10 according to the present embodiment is a first reflecting means for reflecting the first laser beam 4 emitted from the first incident / exiting portion 2a and returning it to the first incident / exiting portion 2a. And a reflection mirror 14 as second reflecting means for reflecting the second laser light 5 emitted from the second incident / exiting part 2b and returning it to the second incident / exiting part 2b. . Here, since the light incident on the reflection mirror 14 and the half mirror 15 is light collimated by the collimators 11 and 12, a plane mirror can be used as the mirrors 14 and 15. The first outgoing light 4 is reflected by the half mirror 15, passes through the SAC 12 and the FAC 11 again, and returns to the first incident / exit part 2 a of the semiconductor laser element 1. Similarly, the second outgoing light 5 is reflected by the reflection mirror 14, passes through the SAC 12 and the FAC 11 again, and returns to the second incident / exit part 2 b of the semiconductor laser element 1.
The reflectance of the reflection mirror 14 is desirably 90% or more. The reflectance of the half mirror 15 is desirably 4 to 40%.

本発明において、出力用レーザ光の取り出しは、外部共振用光路上の適当な位置でレーザ光を２方向に分岐する出力手段を設けることにより実現できる。本形態例の外部共振型半導体レーザ１０の場合、ハーフミラー１５を透過した光が外部共振型半導体レーザ１０の出力用レーザ光９とされる。すなわち本形態例では、レーザ光の一部を出力用レーザ光９とする出力手段が、レーザ光の第１の反射手段を兼ねたハーフミラー１５に設けられている。これにより、外部共振器によるレーザ光の共振に悪影響を与えることなく出力用レーザ光９を取り出すことができる。
本発明において出力手段は、第１，第２の反射手段とは別の要素として、共振器内のレーザ光の光路上に配置することも可能である。例えば、出射光４，５のうちいずれかの光路上に、レーザ光の一部を反射し、他の一部を透過するハーフミラーを出力手段として設置した場合、該ハーフミラーの反射光として出力用レーザ光を取り出すことができる。 In the present invention, the output laser beam can be extracted by providing output means for branching the laser beam in two directions at an appropriate position on the external resonance optical path. In the case of the external resonant semiconductor laser 10 according to the present embodiment, the light transmitted through the half mirror 15 is used as the output laser light 9 of the external resonant semiconductor laser 10. That is, in this embodiment, an output unit that uses a part of the laser beam as the output laser beam 9 is provided in the half mirror 15 that also serves as the first laser beam reflecting unit. Thereby, the output laser beam 9 can be extracted without adversely affecting the resonance of the laser beam by the external resonator.
In the present invention, the output means can be arranged on the optical path of the laser light in the resonator as a separate element from the first and second reflecting means. For example, when a half mirror that reflects a part of the laser light and transmits the other part is provided as an output means on any one of the outgoing lights 4 and 5, the light is output as the reflected light of the half mirror. Laser light can be extracted.

また、本形態例の外部共振型半導体レーザ１０は、半導体レーザ素子１の第１の端面２と対向する第２の端面７の側に設けられて、第１の端面２に帰還したレーザ光４，５を、第１の端面２より出射するように反射する第３の反射手段として、第２の端面７上に設けられた反射膜８を備える。この反射膜８としては、誘電体多層膜フィルタや金属蒸着膜などを用いることができる。このため、第１の入出射部２ａに帰還したレーザ光４の大部分は反射膜８での反射により第２の入出射部２ｂより出射し、第２の入出射部２ｂに帰還したレーザ光５の大部分は反射膜８での反射により第１の入出射部２ａより出射する。一部のレーザ光は、反射膜８で反射する前後における半導体レーザ素子１内での屈折により、帰還した方の入出射部より出射することもある。反射膜８の反射率は、９０％以上が望ましい。   In addition, the external resonant semiconductor laser 10 of the present embodiment is provided on the second end face 7 side facing the first end face 2 of the semiconductor laser element 1, and the laser beam 4 fed back to the first end face 2. , 5 is provided as a third reflecting means for reflecting so as to be emitted from the first end surface 2, and a reflective film 8 provided on the second end surface 7 is provided. As the reflection film 8, a dielectric multilayer film filter, a metal vapor deposition film, or the like can be used. Therefore, most of the laser beam 4 fed back to the first entrance / exit section 2a is emitted from the second entrance / exit section 2b due to reflection by the reflective film 8, and returned to the second entrance / exit section 2b. Most of 5 is emitted from the first incident / exit section 2 a due to reflection by the reflection film 8. A part of the laser light may be emitted from the returning incident / exit portion due to refraction in the semiconductor laser element 1 before and after being reflected by the reflection film 8. The reflectance of the reflective film 8 is desirably 90% or more.

これにより、ハーフミラー１５および反射ミラー１４を両端として、第１の入出射部２ａ、反射膜８、第２の入出射部２ｂを経由する折り返し型のパスが外部共振用の光路となる。この外部共振用光路は、活性層の第１の入出射部２ａ側の部分６ａと、活性層の第２の入出射部２ｂ側の部分６ｂとの両方を含んでおり、半導体レーザ素子１の活性層全体６ａ，６ｂを使って外部共振器を組むことができるため、高出力化が可能となる。しかも、折り返し型の外部共振用光路内でレーザ光を多数回往復させて共振することができるので、安定した定在波を形成することができる。外部共振用光路の光路長を適切に調整することにより、レーザの共振波長を決定することができるので、出力用レーザ光のスペクトル幅を狭窄化することが可能になり、単色性の優れたレーザ光を安定的に出力することができる。外部共振用光路の光路長は、コリメータ１１，１２の位置や焦点距離、半導体レーザ素子１と第１及び第２の反射手段１４、１５との距離などを調節することにより調整することができる。   As a result, the folded path passing through the first incident / exit part 2a, the reflective film 8, and the second incident / exit part 2b with the half mirror 15 and the reflecting mirror 14 as both ends becomes an optical path for external resonance. This external resonance optical path includes both the portion 6a of the active layer on the first incident / exit portion 2a side and the portion 6b of the active layer on the second input / output portion 2b side. Since an external resonator can be assembled using the entire active layer 6a, 6b, high output can be achieved. In addition, since the laser beam can resonate many times in the folded external resonance optical path to resonate, a stable standing wave can be formed. By appropriately adjusting the optical path length of the external resonance optical path, the resonance wavelength of the laser can be determined. Therefore, the spectral width of the output laser light can be narrowed, and the laser has excellent monochromaticity. Light can be output stably. The optical path length of the external resonance optical path can be adjusted by adjusting the position and focal length of the collimators 11 and 12, the distance between the semiconductor laser element 1 and the first and second reflecting means 14 and 15, and the like.

従来例（図３参照）では、反射ミラー５３と半導体レーザ素子１の出射モードとの関係によって増幅する共振器出力モードを限定していたのに対し、本形態例の外部共振型半導体レーザ１０によれば、反射ミラー１４とハーフミラー１５の関係によって増幅する共振器出力モードを限定する。このため、温度変化や外部応力などの外乱に対して安定な共振器出力モードを得ることができる。反射ミラー１４およびハーフミラー１５のいずれにおいても光路長の調整作業が可能であるため、両者の関係を最適な状態に調整することが可能である。よって、外部共振型半導体レーザ１０の出力用レーザ光９の集光位置をサブミクロン以下に安定にすることが容易になる。   In the conventional example (see FIG. 3), the resonator output mode to be amplified is limited by the relationship between the reflection mirror 53 and the emission mode of the semiconductor laser element 1, whereas the external resonant semiconductor laser 10 of the present embodiment example is limited. Accordingly, the resonator output mode to be amplified is limited by the relationship between the reflection mirror 14 and the half mirror 15. Therefore, it is possible to obtain a resonator output mode that is stable against disturbances such as temperature changes and external stresses. Since both the reflection mirror 14 and the half mirror 15 can adjust the optical path length, the relationship between the two can be adjusted to an optimum state. Therefore, it becomes easy to stabilize the condensing position of the output laser beam 9 of the external resonant semiconductor laser 10 to submicron or less.

さらに本形態例の外部共振型半導体レーザ１０は、半導体レーザ素子１とハーフミラー１５との間にある第１のレーザ光４の光路にモードフィルタ１６を備える。図示したモードフィルタ１６は、半導体レーザ素子１からのレーザ光をモード限定素子１６ｂに集光するとともに、ハーフミラー１５で反射されモード限定素子１６ｂから出射された反射光をコリメートするコリメートレンズ１６ａと、外部共振型半導体レーザ１０の発振波長において単一モード動作するモード限定素子１６ｂと、モード限定素子１６ｂからの出射光をコリメートするとともに、ハーフミラー１５からの反射光をモード限定素子１６ｂに集光するコリメートレンズ１６ｃとを備えて構成されている。モード限定素子１６ｂとしては、単一モード動作する光ファイバ（シングルモード光ファイバ）や単一モード動作する光導波路などを用いることができる。   Further, the external resonant semiconductor laser 10 of this embodiment includes a mode filter 16 in the optical path of the first laser beam 4 between the semiconductor laser element 1 and the half mirror 15. The illustrated mode filter 16 condenses the laser light from the semiconductor laser element 1 on the mode limiting element 16b, and collimates the reflected light reflected by the half mirror 15 and emitted from the mode limiting element 16b, and a collimating lens 16a. The mode limiting element 16b that operates in a single mode at the oscillation wavelength of the external resonant semiconductor laser 10 and the emitted light from the mode limiting element 16b are collimated and the reflected light from the half mirror 15 is condensed on the mode limiting element 16b. And a collimating lens 16c. As the mode limiting element 16b, an optical fiber that operates in a single mode (single mode optical fiber), an optical waveguide that operates in a single mode, or the like can be used.

本形態例の外部共振型半導体レーザ１０には、本発明において必須の要素ではないが、レーザ光４，５の波長を限定するため波長限定素子１３を設けることもできる。図１には、第１及び第２の反射手段１４、１５とＳＡＣ１２との間に波長限定素子１３を２つのレーザ光４，５の光路に跨って配置した例を示すが、特にこの形態、配置に限定するものではない。波長限定素子１３としては例えば、好ましくない波長の光をカットし、共振器による共振波長λの光を透過するカットフィルタを用いることができる。波長限定素子を設けることにより、より狭帯域で波長安定度の高い出力光を得ることができる。   The external resonance type semiconductor laser 10 of this embodiment is not an essential element in the present invention, but a wavelength limiting element 13 can be provided to limit the wavelengths of the laser beams 4 and 5. FIG. 1 shows an example in which the wavelength limiting element 13 is disposed across the optical paths of the two laser beams 4 and 5 between the first and second reflecting means 14 and 15 and the SAC 12, but in particular this form, The arrangement is not limited. As the wavelength limiting element 13, for example, a cut filter that cuts light with an undesirable wavelength and transmits light with a resonance wavelength λ by a resonator can be used. By providing the wavelength limiting element, it is possible to obtain output light with a narrower band and high wavelength stability.

本形態例によれば、符号１４−１３−１２−１１−１−１１−１２−１３−１６−１５で表される折り返し型の共振器（共振光路）が形成され、波長安定度の高いレーザ光を安定的に出力することができる。
この共振光路内で増幅されるレーザ光は、共振光路中に設置されたモード限定素子１６ｂを通過するため、半導体レーザ素子１の出射モードのうち、モード限定素子１６ｂを通過できる出射モードのみが増幅されて共振器出力となる。よって、出力用レーザ光９が良好な単一モード（シングルモード）となり、その先の光学系において光ファイバや光導波路へ結合させる際に、高効率かつ安定な結合状態を得ることができる。
また、共振光路内に波長限定素子１３を設けた場合には、第１のレーザ光４の光路上と第２のレーザ光５の光路上との両方で波長限定素子１３を通過しており、共振光路における波長限定素子１３の通過回数が多いため、より狭帯域で波長安定度の高い出力光を得ることができる。 According to this embodiment, a folded resonator (resonant optical path) represented by reference numeral 14-13-12-11-11-11-12-13-16-15 is formed, and the laser has high wavelength stability. Light can be output stably.
Since the laser light amplified in the resonant optical path passes through the mode limiting element 16b installed in the resonant optical path, only the output mode that can pass through the mode limiting element 16b among the output modes of the semiconductor laser element 1 is amplified. Is output as a resonator. Therefore, the output laser beam 9 becomes a good single mode (single mode), and a high-efficiency and stable coupling state can be obtained when coupling to an optical fiber or an optical waveguide in the optical system ahead.
When the wavelength limiting element 13 is provided in the resonant optical path, the wavelength limiting element 13 passes through both the optical path of the first laser light 4 and the optical path of the second laser light 5. Since the number of passes of the wavelength limiting element 13 in the resonant optical path is large, output light with a narrower band and high wavelength stability can be obtained.

また、本形態例の外部共振型半導体レーザ１０を備えた光源２０は、外部共振型半導体レーザ１０からの出力用レーザ光９を波長変換する非線形光学結晶２１を備える。
非線形光学結晶２１は、光導波路型でもバルク型でもよいが、好ましくは強誘電体材料からなる基板にシングルモード光導波路が設けられており、該光導波路の長さ方向において前記強誘電体材料の分極方向が周期的に反転している分極反転型ＳＨＧ素子が用いられる。具体的には、ＭｇＯをドープしたニオブ酸リチウム（ＬＮ：Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ）に、プロトン交換により周期的にドメイン反転させてなる光導波路型ＰＰＬＮが好適である。このＳＨＧ素子に対して、出力用レーザ光９を基本光として入射させることにより、出力用レーザ光９の半分の波長を有する第二高調波を出射光２２として出射することができる。ＳＨＧ素子における波長変換特性は、反転幅等のパラメータによって制御することができる。本形態例では、基本光（レーザ光９）として波長１１２０ｎｍの光が入射されたときに、ＳＨＧ素子から波長５６０ｎｍの光（出射光２２）が出射されるように構成されている。 The light source 20 including the external resonant semiconductor laser 10 according to this embodiment includes a nonlinear optical crystal 21 that converts the wavelength of the output laser light 9 from the external resonant semiconductor laser 10.
The nonlinear optical crystal 21 may be an optical waveguide type or a bulk type. Preferably, a single mode optical waveguide is provided on a substrate made of a ferroelectric material, and the ferroelectric material is formed in the length direction of the optical waveguide. A polarization inversion type SHG element in which the polarization direction is periodically inverted is used. Specifically, an optical waveguide type PPLN in which MgO-doped lithium niobate (LN: Lithium Niobate) is periodically domain-inverted by proton exchange is preferable. By making the output laser light 9 incident on the SHG element as the basic light, a second harmonic having a half wavelength of the output laser light 9 can be emitted as the outgoing light 22. The wavelength conversion characteristics in the SHG element can be controlled by parameters such as inversion width. In this embodiment, when light having a wavelength of 1120 nm is incident as basic light (laser light 9), light having a wavelength of 560 nm (emitted light 22) is emitted from the SHG element.

本形態例において、波長変換素子（非線形光学結晶２１）として第二高調波発生素子（ＳＨＧ素子）を用いた場合、外部共振型半導体レーザ１０の共振波長に対する第二高調波を出射することができる。この他、波長変換素子としては、第三高調波発生素子（ＴＨＧ素子）や和周波発生素子（ＳＦＧ素子）などを採用することも可能である。ＴＨＧ素子を用いた場合、波長が出力用レーザ光９の波長の三分の一である第三高調波を、光源２０の出射光２２として出射することができる。また、ＳＦＧ素子を用いた場合、出力用レーザ光９より波長が長い光を、光源２０の出射光２２として出射することができる。   In this embodiment, when a second harmonic generation element (SHG element) is used as the wavelength conversion element (nonlinear optical crystal 21), the second harmonic with respect to the resonance wavelength of the external resonance type semiconductor laser 10 can be emitted. . In addition, a third harmonic generation element (THG element), a sum frequency generation element (SFG element), or the like can be employed as the wavelength conversion element. When a THG element is used, a third harmonic whose wavelength is one third of the wavelength of the output laser light 9 can be emitted as the emitted light 22 of the light source 20. Further, when the SFG element is used, light having a wavelength longer than that of the output laser light 9 can be emitted as the emitted light 22 of the light source 20.

本形態例の光源２０によれば、外部共振型半導体レーザ１０の出力用レーザ光９を非線形光学結晶２１の光導波路に集光するときに、その集光位置をサブミクロン以下に安定にすることが可能なので、光導波路への結合効率の低下を抑制し、波長変換したレーザ出射光の出力向上が期待できる。
また、本形態例の光源２０では、外部共振型半導体レーザ１０からの出力用レーザ光９がモードフィルタ１６によって良好な単一モードとなっているので、非線形光学結晶２１との結合効率を向上し、かつ安定な結合状態を得ることができる。 According to the light source 20 of the present embodiment, when the output laser light 9 of the external resonance type semiconductor laser 10 is condensed on the optical waveguide of the nonlinear optical crystal 21, the condensing position is stabilized to submicron or less. Therefore, it is possible to suppress the decrease in the coupling efficiency to the optical waveguide and to improve the output of the wavelength-converted laser emission light.
In the light source 20 of the present embodiment, the output laser light 9 from the external resonant semiconductor laser 10 is in a good single mode by the mode filter 16, so that the coupling efficiency with the nonlinear optical crystal 21 is improved. And a stable binding state can be obtained.

以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
反射手段としては、平面鏡や曲面鏡などの反射ミラーに限定されるものではなく、グレーティングやエタロンなどの波長選択性を有する反射素子を用いることもできる。これにより、反射手段に波長選択性を持たせて出力用レーザ光のスペクトル幅の狭窄化を図ることも可能である。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to the above-mentioned example, Various modifications are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
The reflecting means is not limited to a reflecting mirror such as a plane mirror or a curved mirror, and a reflecting element having wavelength selectivity such as a grating or an etalon can also be used. As a result, it is possible to narrow the spectral width of the output laser beam by giving the reflecting means wavelength selectivity.

反射手段として用いられる反射ミラーとしては、外部共振用レーザ光が照射される領域にのみ鏡面状の反射面が形成されている部分反射ミラーを利用することができる。この場合、反射面を鏡面状態とする作業を簡略化することが可能となる。さらには、反射面の形成領域を調整することにより、ビーム形状を調整することも可能となる。この際には反射面の周囲の部分に光吸収膜や反射防止膜などを形成することで、より効果的にビーム形状の調整が可能となる。
さらに、反射ミラーの反射面に特定波長のみを反射するフィルタ膜を形成し、波長選択性を持たせて出力用レーザ光のスペクトル幅の狭窄化を図ることも可能である。 As the reflection mirror used as the reflection means, a partial reflection mirror in which a mirror-like reflection surface is formed only in a region irradiated with the external resonance laser beam can be used. In this case, it is possible to simplify the work of setting the reflecting surface to a mirror surface state. Further, the beam shape can be adjusted by adjusting the formation area of the reflecting surface. In this case, the beam shape can be adjusted more effectively by forming a light absorption film, an antireflection film, or the like around the reflection surface.
Furthermore, it is possible to narrow the spectral width of the output laser light by forming a filter film that reflects only a specific wavelength on the reflecting surface of the reflecting mirror and providing wavelength selectivity.

モードフィルタ１６およびハーフミラー１５の機能を一体化した素子を用いることもできる。例えば、モード限定素子１６ｂとして用いる光ファイバまたは光導波路において、当該光ファイバや光導波路のコリメートレンズ１６ｃ側の端面に反射膜を形成することにより、モードフィルタ１６内にハーフミラー１５の機能を形成できる。この場合、反射膜の反射率は４〜４０％が好ましい。
また、ファイバブラッググレーティングなどの光路折返し機能を有する素子（光路折返し素子）を使用しても同様の効果が得られる。光路折返し素子としては、例えばブラッググレーティング（Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ）を光ファイバまたは光導波路の内部に形成して光路折返し機能を持たせた素子が挙げられる。光路折返し素子の反射率としては、４〜４０％が好ましい。このような構成を用いれば、１つの素子でモードフィルタ１６とハーフミラー１５の両方の機能を兼ねることができるので、部品点数の増大を避けることができる。 An element in which the functions of the mode filter 16 and the half mirror 15 are integrated can also be used. For example, in the optical fiber or optical waveguide used as the mode limiting element 16b, the function of the half mirror 15 can be formed in the mode filter 16 by forming a reflective film on the end face of the optical fiber or optical waveguide on the collimating lens 16c side. . In this case, the reflectance of the reflective film is preferably 4 to 40%.
The same effect can be obtained by using an element having an optical path folding function (optical path folding element) such as a fiber Bragg grating. Examples of the optical path folding element include an element in which a Bragg grating is formed inside an optical fiber or an optical waveguide to provide an optical path folding function. The reflectance of the optical path folding element is preferably 4 to 40%. If such a structure is used, since the function of both the mode filter 16 and the half mirror 15 can be combined with one element, an increase in the number of parts can be avoided.

モードフィルタにＰＰＬＮ導波路などを使用して波長変換機能などを持たせると、光導波路に結合するモードが共振器により選択的に増幅されるようになるため、波長変換機能素子を共振器外に設置するよりも効率よく特性を得ることができる。すなわち、外部共振型半導体レーザの共振器内にレーザ光を波長変換する光導波路型またはバルク型の非線形光学結晶とを備えることによっても、所望の特定波長のレーザ光を安定に発生する光源を構成することができる。   If the mode filter is provided with a wavelength conversion function using a PPLN waveguide or the like, the mode coupled to the optical waveguide is selectively amplified by the resonator. Characteristics can be obtained more efficiently than installation. In other words, a light source that stably generates laser light of a desired specific wavelength can also be configured by providing an optical waveguide type or bulk type nonlinear optical crystal that converts the wavelength of laser light in the resonator of an external resonant semiconductor laser. can do.

以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, this invention is not limited only to these Examples.

（光源の試験例）
実施例１に係る光源として、図１に示す構成の外部共振型半導体レーザ１０及びそれを備える光源２０を構成した。また、比較例に係る光源として、図３に示す構成の外部共振型半導体レーザ５０からの出力用レーザ光を非線形光学結晶に入射させた光源を構成した。これらの光源において、半導体レーザ素子としては、利得導波路型半導体レーザであるＥＹＰ−ＢＡＥ−１１２０（商品名：独国Ｅａｇｌｅｙａｒｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製、片面高反射コート／片面低反射コート型）を用い、コリメータとしては、焦点距離０．９ｍｍのＦＡＣと焦点距離３０ｍｍのＳＡＣを利用した。非線形光学結晶としては、いずれの光源においても、ＳＨＧ素子であるＰＰＬＮを用いた。本実施例におけるモードフィルタ１６としては、両端にコリメートレンズ１６ａ，１６ｃを設けた偏波面保持型のシングルモード光ファイバ１６ｂを使用した。 (Light source test example)
As the light source according to Example 1, the external resonant semiconductor laser 10 having the configuration shown in FIG. 1 and the light source 20 including the same were configured. Further, as a light source according to the comparative example, a light source in which an output laser beam from the external resonant semiconductor laser 50 having the configuration shown in FIG. In these light sources, as a semiconductor laser element, a gain waveguide type semiconductor laser, EYP-BAE-1120 (trade name: manufactured by Eagleley Photonics, Germany, single-side high-reflection coating / single-side low-reflection coating type) is used, and a collimator. As an example, FAC having a focal length of 0.9 mm and SAC having a focal length of 30 mm were used. As the nonlinear optical crystal, PPLN which is an SHG element was used in any light source. As the mode filter 16 in this embodiment, a polarization-maintaining single mode optical fiber 16b provided with collimating lenses 16a and 16c at both ends is used.

各光学部品の位置調整を行い、各実施例と比較例とで同じ条件により半導体レーザを駆動してレーザの共振および出力を行った。
２枚のミラーを用いた図３に示す外部共振型半導体レーザ５０を備える比較例の光源では、共振器から非線形光学結晶への出力光のビームポジション変動が±１０μｍ、ＰＰＬＮへの結合変動が６〜１０ｄＢであった。これに対して、実施例の光源２０では、共振器から非線形光学結晶への出力光のビームポジション変動が±０．５μｍ以下、ＰＰＬＮへの結合変動が０．５ｄＢ以下と、大幅に改善することができた。
さらに、モードフィルタ１６を有しない比較例の光源では、ＰＰＬＮへの結合が３〜４ｄＢであったのに対して、共振器内にモードフィルタ１６を挿入した実施例の光源２０では、ＰＰＬＮへの結合を２ｄＢ前後に改善することができた。 The position of each optical component was adjusted, and the semiconductor laser was driven under the same conditions in each example and comparative example to perform laser resonance and output.
In the light source of the comparative example including the external resonant semiconductor laser 50 shown in FIG. 3 using two mirrors, the beam position variation of the output light from the resonator to the nonlinear optical crystal is ± 10 μm, and the coupling variation to PPLN is 6 -10 dB. On the other hand, in the light source 20 of the embodiment, the beam position fluctuation of the output light from the resonator to the nonlinear optical crystal is ± 0.5 μm or less and the coupling fluctuation to PPLN is greatly improved to 0.5 dB or less. I was able to.
Further, in the light source of the comparative example that does not have the mode filter 16, the coupling to the PPLN is 3 to 4 dB, whereas in the light source 20 of the embodiment in which the mode filter 16 is inserted in the resonator, the coupling to the PPLN is performed. The coupling could be improved to around 2 dB.

本発明によれば、高出力かつスペクトル幅が極めて狭いレーザ光を出力することが可能であり、しかも少ない部品点数で単純な構成とすることも可能であるので、高品質かつ低価格の外部共振型半導体レーザを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to output a laser beam having a high output and an extremely narrow spectrum width, and a simple configuration with a small number of parts is possible. Type semiconductor laser can be provided.

本発明の外部共振型半導体レーザの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the external resonance type | mold semiconductor laser of this invention. 半導体レーザ素子を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows a semiconductor laser element. 従来の外部共振型半導体レーザの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the conventional external resonance type semiconductor laser.

符号の説明Explanation of symbols

１…半導体レーザ素子、２…第１の端面、２ａ…第１の入出射部、２ｂ…第２の入出射部、３…中心軸、４…第１のレーザ光、５…第２のレーザ光、７…第２の端面、８…第３の反射手段（反射膜）、９…出力用レーザ光、１０…外部共振型半導体レーザ、１１…速軸用コリメータ（ＦＡＣ）、１２…遅軸用コリメータ（ＳＡＣ）、１４…反射手段（反射ミラー）、１５…反射手段兼出力手段（ハーフミラー）、１６…モードフィルタ、２０…光源、２１…非線形光学結晶、２２…光源の出射光。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser element, 2 ... 1st end surface, 2a ... 1st entrance / exit part, 2b ... 2nd entrance / exit part, 3 ... Central axis, 4 ... 1st laser beam, 5 ... 2nd laser Light, 7 ... second end face, 8 ... third reflecting means (reflective film), 9 ... output laser light, 10 ... external resonant semiconductor laser, 11 ... fast axis collimator (FAC), 12 ... slow axis Collimator (SAC), 14 ... reflecting means (reflecting mirror), 15 ... reflecting means / output means (half mirror), 16 ... mode filter, 20 ... light source, 21 ... nonlinear optical crystal, 22 ... emitted light of the light source.

Claims (8)

同一端面上に中心軸を介して第１の入出射部および第２の入出射部を有して、各入出射部より二方向にレーザ光を出射することが可能な半導体レーザ素子と、
前記第１の入出射部より出射したレーザ光を反射して前記第１の入出射部に帰還させる第１の反射手段と、
前記第２の入出射部より出射したレーザ光を反射して前記第２の入出射部に帰還させる第２の反射手段と、
前記半導体レーザ素子の前記入出射部を有する第１の端面と対向する第２の端面の側に設けられて、第１の端面に帰還したレーザ光を、前記第１の入出射部または前記第２の入出射部より出射するように反射する第３の反射手段と、
レーザ光の一部を出力用レーザ光とする出力手段と、
レーザ光の共振器内に設けられたモードフィルタとを具備することを特徴とする外部共振型半導体レーザ。 A semiconductor laser element having a first incident / exit part and a second incident / exit part via a central axis on the same end surface, and capable of emitting laser light in two directions from each incident / exit part;
First reflecting means for reflecting the laser beam emitted from the first incident / exiting unit and returning it to the first incident / exiting unit;
Second reflecting means for reflecting the laser beam emitted from the second incident / exiting unit and returning it to the second incident / exiting unit;
The laser beam provided on the second end surface facing the first end surface having the incident / exiting portion of the semiconductor laser element and fed back to the first end surface is converted into the first incident / exiting portion or the first A third reflecting means for reflecting so as to be emitted from the two incident / exit portions;
An output means that uses a part of the laser light as output laser light;
An external resonance type semiconductor laser comprising a mode filter provided in a laser beam resonator. 請求項１に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記出力手段は、前記第１の反射手段又は第２の反射手段に設けられていることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。   2. The external resonant semiconductor laser according to claim 1, wherein the output means is provided in the first reflecting means or the second reflecting means. 請求項１又は２に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記出力手段は、照射されたレーザ光の一部を反射し、レーザ光の他の一部を透過するハーフミラーであることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。   3. The external resonance type semiconductor laser according to claim 1, wherein the output means is a half mirror that reflects a part of the irradiated laser beam and transmits another part of the laser beam. External cavity type semiconductor laser. 請求項１から３のいずれか１項に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記半導体レーザ素子は、利得導波路型半導体レーザであることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。   4. The external resonance type semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser element is a gain waveguide type semiconductor laser. 請求項１から４のいずれか１項に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記第３の反射手段は、前記第２の端面上に設けられた反射膜であることを特徴とする外部共振型半導体レーザ。   5. The external resonant semiconductor laser according to claim 1, wherein the third reflecting means is a reflective film provided on the second end face. Semiconductor laser. 請求項１から５のいずれか１項に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、さらに、出射する前記レーザ光の各光路に跨って配置される少なくとも一つ以上のビーム整形素子を具備することを特徴とする外部共振型半導体レーザ。   6. The external resonance type semiconductor laser according to claim 1, further comprising at least one beam shaping element disposed across each optical path of the emitted laser light. An external resonant semiconductor laser. 請求項６に記載の外部共振型半導体レーザにおいて、前記ビーム整形素子は、速軸用コリメータと遅軸用コリメータを含むことを特徴とする外部共振型半導体レーザ。   7. The external resonance semiconductor laser according to claim 6, wherein the beam shaping element includes a fast axis collimator and a slow axis collimator. 請求項１から７のいずれか一項に記載の外部共振型半導体レーザと、前記外部共振型半導体レーザからの出力レーザ光を波長変換する光導波路型またはバルク型の非線形光学結晶とを備えることを特徴とする光源。   An external resonant semiconductor laser according to claim 1, and an optical waveguide type or bulk type nonlinear optical crystal that converts a wavelength of an output laser beam from the external resonant semiconductor laser. Characteristic light source.
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