JP2008198636A - 複合共振器型レーザー装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザー素子だけではなく、固体素子に対する温度制御が良好にできる複合共振器型レーザー装置の提供を課題とする。
【解決手段】レーザー媒質又は非線形媒質である固体素子14を、レーザー素子12から発振された光によって励起し、その光とは異なる波長の光を発振する複合共振器型レーザー装置10において、レーザー素子12が実装される第1温度制御手段16と、固体素子14が実装される第2温度制御手段18と、レーザー素子12から発振される光を固体素子14へ反射し、固体素子14から励起されて発振される光を透過させるダイクロイックミラー20と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】レーザー媒質又は非線形媒質である固体素子14を、レーザー素子12から発振された光によって励起し、その光とは異なる波長の光を発振する複合共振器型レーザー装置10において、レーザー素子12が実装される第1温度制御手段16と、固体素子14が実装される第2温度制御手段18と、レーザー素子12から発振される光を固体素子14へ反射し、固体素子14から励起されて発振される光を透過させるダイクロイックミラー20と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、複合共振器型レーザー装置に関する。
レーザー媒質又は非線形媒質(非線形光学結晶)である固体素子を、半導体レーザー素子から発振される光で励起させ、その光とは異なる波長の光を発振する複合共振器型レーザー装置は従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような構成の複合共振器型レーザー装置では、図4で示すような円環状のヒートシンク(冷却手段)100によって固体素子102を冷却するようにしている。しかしながら、このような構成では、固体素子102の中心部が有効に冷却されない問題があった。つまり、このような複合共振器型レーザー装置にあっては、レーザー素子に対する冷却が有効に行われても、固体素子に対する冷却が有効に行われないのが実状であった。
特開平7−235721号公報
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、レーザー素子だけではなく、固体素子に対する温度制御が良好にできる複合共振器型レーザー装置を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の複合共振器型レーザー装置は、レーザー媒質又は非線形媒質である固体素子を、レーザー素子から発振された光によって励起し、該光とは異なる波長の光を発振する複合共振器型レーザー装置において、前記レーザー素子が実装される第1温度制御手段と、前記固体素子が実装される第2温度制御手段と、前記レーザー素子から発振される光を前記固体素子へ反射し、前記固体素子から励起されて発振される光を透過させるダイクロイックミラーと、を備えていることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、複合共振器型レーザー装置において、レーザー素子と固体素子をそれぞれ独立して良好に温度制御することができる。
また、請求項2に記載の複合共振器型レーザー装置は、請求項1に記載の複合共振器型レーザー装置において、前記レーザー素子と前記第1温度制御手段との境界面と、前記固体素子と前記第2温度制御手段との境界面に、光を反射する光学膜が設けられていることを特徴としている。
請求項2に記載の発明によれば、発振される光の損失を低減することができる。
以上のように、本発明によれば、レーザー素子だけではなく、固体素子に対する温度制御が良好にできる複合共振器型レーザー装置を提供することができる。
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図1は複合共振器型レーザー装置の模式図であり、図2は本実施形態に係る複合共振器型レーザー装置の概略構成図である。
図1で示すように、複合共振器型レーザー装置10は、波長λ1の光を発振する共振器の中に、波長λ2の光を発振する共振器が内蔵された構成とされており、レーザー媒質又は非線形媒質(非線形光学結晶)とされた固体素子14を、半導体レーザー素子12から発振された波長λ1の光によって励起し、その波長λ1の光とは異なる波長λ2の光を発振するようになっている。
例えば、固体素子14がレーザー媒質の場合には、波長λ1とは異なる波長λ2で発振する。固体素子14が高調波発生素子などの非線形媒質(非線形光学結晶)である場合には、波長λ2=λ1/2(λ1の半分)で発振する。このモデルを実際に光学系で実現し、かつ温度制御性(冷却性)を良好としたものが、本実施形態に係る複合共振器型レーザー装置10である。
図2で示すように、この複合共振器型レーザー装置10は、半導体レーザー素子12と、レーザー媒質又は非線形媒質(非線形光学結晶)である固体素子14と、を有しており、半導体レーザー素子12が実装される第1温度制御手段16と、固体素子14が実装される第2温度制御手段18と、を有している。第1温度制御手段16及び第2温度制御手段18は、共に同じ構成にして構わず、例えば銅板と、その銅板を水冷する冷却手段とで構成される。
また、半導体レーザー素子12を実装する第1温度制御手段16の被実装面16Aは、半導体レーザー素子12の実装面12Aよりも面積が大きく、半導体レーザー素子12は、実装面12A全体で温度制御される。同様に、固体素子14を実装する第2温度制御手段18の被実装面18Aは、固体素子14の実装面14Aよりも面積が大きく、固体素子14は、実装面14A全体で温度制御される。したがって、半導体レーザー素子12及び固体素子14を、それぞれ独立して良好に温度制御(冷却)することができる。
また更に、半導体レーザー素子12から発振される波長λ1の光を固体素子14へ反射し、固体素子14から励起されて発振される波長λ2の光を透過させるダイクロイックミラー20と、その波長λ2の光を反射・透過させることで、その結合率を制御する凹面反射鏡状のアウトプットカプラー22と、を有している。なお、上記したように、波長λ1と波長λ2とは互いに異なる波長である。
また、第1温度制御手段16と半導体レーザー素子12との境界面P1(実装面12A)と、半導体レーザー素子12の出射面P2と、第2温度制御手段18と固体素子14との境界面P3(実装面14A)と、固体素子14の出射面P4と、ダイクロイックミラー20の入射面P5及び出射面P6と、アウトプットカプラー22の入射面P7及び出射面P8には、光学膜24がコーティングされている。各面にコーティングされた光学膜24の光学特性は、下記表1又は表2の通りである。
この表1及び表2で示すように、第1温度制御手段16と半導体レーザー素子12との境界面P1(実装面12A)と、第2温度制御手段18と固体素子14との境界面P3(実装面14A)には、光を反射する金属膜や誘電体多層膜等でできた反射膜としての光学膜24がコーティングされている。したがって、発振される光の損失を低減することができる。
以上のような構成の複合共振器型レーザー装置10において、次に、その作用について説明する。半導体レーザー素子12から発振された波長λ1の光は、ダイクロイックミラー20によって固体素子14へ反射される。そして、この反射された波長λ1の光によって固体素子14が励起され、その固体素子14から波長λ2の光が発振される。
ここで、ダイクロイックミラー20は、波長λ1の光は反射するが、波長λ2の光は透過するようになっている。したがって、固体素子14から発振された光は、ダイクロイックミラー20を透過し、更にアウトプットカプラー22によって、その結合率が制御されて、外部へ発振される。
そして、このとき、半導体レーザー素子12は、第1温度制御手段16により良好に冷却(温度制御)される。また、固体素子14は、レーザー媒質とされている場合には、半導体レーザー素子12から発振される波長λ1の励起光によって、その温度が上昇するが、第2温度制御手段18により良好に冷却(温度制御)される。
すなわち、半導体レーザー素子12の実装面12A及び固体素子14の実装面14Aは、それぞれ第1温度制御手段16の被実装面16A及び第2温度制御手段18の被実装面18Aに全面で接触しているので、その第1温度制御手段16及び第2温度制御手段18によって効率よく冷却される。したがって、波長λ2とされた光波発生が効率よく実行でき、利得の低下を軽減することができる。
また、固体素子14が第2高調波発生素子などの非線形媒質(非線形光学結晶)とされている場合でも、第2温度制御手段18によって、所定の温度に制御することができるため、高効率の光波発生が実現可能となる。すなわち、その第2温度制御手段18により、伝搬する波面を整え、位相整合条件を制御することができる。
なお、半導体レーザー素子12とダイクロイックミラー20との間に、伝搬する波面を制御する光学素子(図示省略)を付加してもよい。これによれば、半導体レーザー素子12から波長λ1で発振された光を更に安定化することができる。
次に、本実施形態に係る複合共振器型レーザー装置10の変形例について、図3を基に説明する。図3で示すように、この変形例に係る複合共振器型レーザー装置10は、上記実施例から、アウトプットカプラー22を省略した構成とされている。そして、このときの各面にコーティングされる光学膜24の光学特性は、下記表3又は表4のようになっている。
この表3及び表4で示すように、変形例に係る複合共振器型レーザー装置10では、固体素子14の出射面P4にコーティングする光学膜24に、アウトプットカプラー22と同等となるような機能を持たせている。これにより、アウトプットカプラー22を省略することができる。よって、上記実施例に比べ、部品点数の低減が図れ、製造コストの低減が図れる。
以上、何れにしても、本実施形態に係る複合共振器型レーザー装置10では、固体素子14と第2温度制御手段18の境界面P3(実装面14A)に光学処理をした後に(反射膜としての光学膜24をコーティングした後に)、固体素子14と第2温度制御手段18とを直接的かつ全面的に接合することができるので、固体素子14の温度制御(冷却)が、従来に比べて良好にできる。
なお、本実施形態に係る複合共振器型レーザー装置10の適用例としては、連続発振する光源等が考えられる。例えば、高輝度のプロジェクター用光源や、分析装置の光源として使用することができる。また、パルス動作発振する尖頭値の高いレーザー光源にも最適であり、レーザーレーダー用の光源としても応用が考えられる。
10 複合共振器型レーザー装置
12 半導体レーザー素子
14 固体素子
16 第1温度制御手段
18 第2温度制御手段
20 ダイクロイックミラー
22 アウトプットカプラー
24 光学膜
12 半導体レーザー素子
14 固体素子
16 第1温度制御手段
18 第2温度制御手段
20 ダイクロイックミラー
22 アウトプットカプラー
24 光学膜
Claims (2)
- レーザー媒質又は非線形媒質である固体素子を、レーザー素子から発振された光によって励起し、該光とは異なる波長の光を発振する複合共振器型レーザー装置において、
前記レーザー素子が実装される第1温度制御手段と、
前記固体素子が実装される第2温度制御手段と、
前記レーザー素子から発振される光を前記固体素子へ反射し、前記固体素子から励起されて発振される光を透過させるダイクロイックミラーと、
を備えていることを特徴とする複合共振器型レーザー装置。 - 前記レーザー素子と前記第1温度制御手段との境界面と、前記固体素子と前記第2温度制御手段との境界面に、光を反射する光学膜が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の複合共振器型レーザー装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007029092A JP2008198636A (ja) | 2007-02-08 | 2007-02-08 | 複合共振器型レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007029092A JP2008198636A (ja) | 2007-02-08 | 2007-02-08 | 複合共振器型レーザー装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008198636A true JP2008198636A (ja) | 2008-08-28 |
Family
ID=39757343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007029092A Pending JP2008198636A (ja) | 2007-02-08 | 2007-02-08 | 複合共振器型レーザー装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008198636A (ja) |
-
2007
- 2007-02-08 JP JP2007029092A patent/JP2008198636A/ja active Pending
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