JP3170911B2 - レーザ光発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光発生装置に関
し、特に、レーザ媒質、非線形光学結晶素子とを有して
なる共振器に励起光を照射させ、該共振器内部において
共振動作により第２高調波レーザ光を発生するようなレ
ーザ光発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】共振器内部の高いパワー密度を利用して
効率良く波長変換を行うことが従来より提案されてお
り、例えば、外部共振型のＳＨＧ（第２高調波発生）
や、レーザ共振器内部の非線形光学素子によるＳＨＧ等
が試みられている。

【０００３】レーザ共振器内第２高調波発生タイプの例
としては、共振器を構成する少なくとも一対の反射鏡の
間にレーザ媒質及び非線形光学結晶素子を配置したもの
が知られている。このタイプのレーザ光発生装置の場合
には、共振器内部の非線形光学結晶素子において、レー
ザ媒質から出射された基本波レーザ光に対して第２高調
波レーザ光を位相整合させることにより、効率良く第２
高調波レーザ光を取り出すことができる。

【０００４】上記位相整合を実現する方法としては、基
本波レーザ光及び第２高調波レーザ光間にタイプＩ又は
タイプIIの位相整合条件を成り立たせるようにする。す
なわち、タイプＩの位相整合は、基本波レーザ光の常光
線を利用して、同一方向に偏向した２つの光子から周波
数が２倍の１つの光子を作るような現象を生じさせるこ
とを原理とするものである。これに対して、タイプIIの
位相整合は、互いに直交する２つの基本波固有偏光を非
線形光学結晶素子に入射することにより、２つの固有偏
光についてそれぞれ位相整合条件を成り立たせるように
するもので、基本波レーザ光は非線形光学結晶素子の内
部において常光線及び異常光線に分かれて第２高調波レ
ーザ光の異常光線に対して位相整合を生じる。

【０００５】図６は上記タイプIIの位相整合条件を成り
立たせることによりレーザ媒質から出射された基本波レ
ーザ光に対して第２高調波レーザ光を位相整合した従来
のレーザ光発生装置の一例の構成を示している。

【０００６】この図６において、例えばレーザダイオー
ド（ＬＤ）よりなる励起用半導体レーザ（以下、レーザ
ダイオードという）１０１は、レーザダイオード駆動回
路１０８により駆動され、励起用のレーザ光（以下、励
起レーザ光という）を発生し、レンズ１０２に入射させ
る。レンズ１０２はこの励起レーザ光を集束し、凹面鏡
１０３、１／４波長板１０４を介して、例えばＮｄ：Ｙ
ＡＧを用いたレーザ媒質１０５に入射させる。このレー
ザ媒質１０５は、上記励起レーザ光の入射を受けると反
射鏡１０３及び１０７で形成される共振器内において基
本波レーザ光を発生する。この基本波レーザ光は、例え
ばＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ₄ ）よりなる非線形光学結晶素
子１０６を介して平面鏡１０７に達する。この平面鏡１
０７は、基本波レーザ光に対して反射鏡であり、この平
面鏡１０７により反射された基本波レーザ光は、非線形
光学結晶素子１０６を介して再びレーザ媒質１０５に入
射される。

【０００７】レーザ媒質１０５より図中、Ｚ方向に出射
された基本波レーザ光は１／４波長板１０４を介して、
凹面鏡１０３に達し、反射される。この反射された基本
波レーザ光は１／４波長板１０４を介して再びレーザ媒
質１０５に入射する。このように、凹面鏡１０３と平面
鏡１０７との間を基本波レーザ光が往復する。すなわ
ち、凹面鏡１０３、１／４波長板１０４、レーザ媒質１
０５、非線形光学結晶素子１０６及び平面鏡１０７によ
り共振器１０９が形成されている。

【０００８】凹面鏡１０３と平面鏡１０７とで反射され
るうちに、基本波レーザ光の往復位置は集中される。こ
れによりエネルギーが高まり、例えばＫＴＰよりなる非
線形光学結晶素子１０６は、タイプIIの位相整合条件に
より、基本波レーザ光の２倍の周波数（波長は１／２倍
となる）の第２高調波レーザ光を発生する。平面鏡１０
７は基本波レーザ光の殆んどを反射するが、第２高調波
レーザ光の殆んどを透過する。その結果、共振器１０９
より第２高調波レーザ光が出力される。

【０００９】ここで、１／４波長板１０４は、非線形光
学結晶素子１０６に対して方位角４５°になるように調
整されている。これは、レーザ媒質１０５で発生した基
本波レーザ光を非線形光学結晶素子１０６を通過するよ
うに共振動作させてタイプIIの第２高調波レーザ光を発
生させる際に、基本波レーザ光の互いに直交する２つの
固有偏光モード間の和周波発生によるカップリング現象
を生じさせないようにするためである。また、非線形光
学結晶素子１０６による位相遅延量を±π／２に設定す
ることにより、レーザ媒質１０５内の空間ホールバーニ
ングを緩和し、各偏光１本の縦モードにすることができ
る。その結果、第２高調波レーザ光を安定化することが
できる。

【００１０】このレーザ光発生装置は、例えば図７に示
すように、より小型化することができる。この図７にお
いて、１／４波長板１０４と、レーザ媒質１０５と、非
線形光学結晶素子１０６が一体化されており、凹面鏡１
０３は、１／４波長板１０４の図中Ｚ方向の面をレンズ
１０２側に凸（レーザ媒質１０５側に凹）に形成し、そ
の表面に蒸着により形成されている。また同様に非線形
光学結晶素子１０６の図中Ｙ方向の端面に蒸着により平
面鏡１０７を形成している。

【００１１】そして、このようにして形成したレーザ光
共振器１０９、レンズ１０２及びレーザダイオード１０
１をベース１１２上に載置し、これらをパッケージ１１
１内に収容している。

【００１２】上記共振器１０９から出射される第２高調
波レーザ光の雑音（ノイズ）としては、和周波ノイズが
大きな部分を占めていた。この和周波ノイズは、固有偏
光軸を非線形光学結晶素子１０６の固有偏光軸に対して
４５度に傾けておかれた１／４波長板１０４の使用と、
上記レーザダイオード１０１や上記レーザ光共振器１０
９等を一定の温度で使用する自動温度制御（Automatic
Temperature Control：ＡＴＣ）とを採用することによ
り除去できた。

【００１３】このような和周波ノイズを除去できたレー
ザ光発生装置の回路構成を図８に示す。この図８に示さ
れたレーザ光発生装置は、レーザ媒質からの基本波レー
ザ光を共振器ブロック内部に設けられた非線形光学結晶
素子を通過するように共振動作させることにより第２高
調波レーザ光を発生する共振器ブロック５１と、この共
振器ブロック５１内のレーザ媒質に励起レーザ光を照射
する励起用レーザダイオード（以下レーザダイオードと
いう）５２と、このレーザダイオード５２や共振器ブロ
ック５１等の温度検出を行うサーミスタ等の温度検出器
５３と、この温度検出器５３の特性を考慮して電気的に
現在の温度を換算する温度換算回路５４と、このレーザ
光発生装置が作動するのに適する目標温度値を電気的に
与える目標温度値供給回路５５と、上記温度換算回路５
４からの温度値と上記目標温度値供給回路５５からの目
標温度値との差から誤差信号を発生する誤差増幅回路５
６と、この誤差増幅回路５６からの誤差信号の位相を補
償する位相補償回路５７と、この位相補償回路５７から
の誤差信号に応じて極性を異ならされた電流を後述する
電子冷却素子に供給し、該電子冷却素子を駆動する電子
冷却素子駆動回路５８と、この電子冷却素子駆動回路５
８によって上記レーザダイオード５２、共振器ブロック
５１等を冷却又は加熱するペルチェ素子等の電子冷却素
子５９と、上記誤差増幅回路５６からの誤差信号によっ
て、上記温度検出器５３、電子冷却駆動素子５９及びそ
の周辺各部によって構成される温度制御システム６０が
作動しているか否かの情報を出力する温度制御システム
作動監視回路６１と、この温度制御システム作動監視回
路６１からの温度制御システム作動情報の有無により後
述するＬＤ定電流駆動回路のオン／オフを制御するレー
ザダイオード（ＬＤ）駆動制御回路６２と、このＬＤ駆
動制御回路６２からのオン信号と上記レーザダイオード
５２を駆動させる目標電流値を与える目標電流値供給回
路６３からの目標電流値とにより上記レーザダイオード
５２を定電流駆動するレーザダイオード（ＬＤ）定電流
駆動回路６４とを有している。すなわち、この従来のレ
ーザ光発生装置は、上記共振器ブロック５１及び上記レ
ーザダイオード５２により構成される第２高調波レーザ
光発生システム５０の他に上記温度制御システム６０
と、上記温度制御システム作動監視回路６１、上記ＬＤ
駆動制御回路６２、目標電流値供給回路６３及びＬＤ定
電流駆動回路６４により構成される定電流制御システム
６５とを備えている。

【００１４】このレーザ光発生装置は、基本波レーザ光
を発生するレーザ媒質が効率良く吸収できる波長範囲に
上記レーザダイオード５２が発生する励起レーザ光の波
長を合わせる波長合わせと、上記温度制御システム６０
によるＡＴＣと、上記定電流駆動制御システム６５によ
るレーザダイオードの定電流駆動とにより上述した和周
波ノイズを抑えている。

【００１５】ここで、上記定電流駆動システム６５は、
上記温度制御システム６０を用いることにより、レーザ
光発生装置への適用が可能になるとも言える。通常、レ
ーザダイオードは温度の上下によってパワーが変わって
しまう。このため、レーザダイオード５２の近傍に温度
検出器５３を配し、外部の温度が変化しても常にレーザ
ダイオード５２の温度を一定にできるので、定電流での
駆動が可能となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記第２高
調波レーザ光を発生するレーザ光発生装置では、上述し
た和周波ノイズの他にも図９の（１）に示すようなノイ
ズが発生する。この図９は、第２高調波レーザ光のノイ
ズを相対雑音強度（ＲＩＮ：Relative IntensityNois
e）表示で示したノイズスペクトラム特性図であり、横
軸が周波数、縦軸が相対雑音強度を表す。

【００１７】通常、第２高調波レーザ光は、例えば２０
０ＫHz以下の比較的低帯域では、図９の（１）に示すよ
うにＲＩＮ表示で例えば約−１１０ｄＢ／Ｈｚ程度のノ
イズを発生してしまい、この帯域では、半導体レーザの
ノイズ特性よりも劣ることがある。

【００１８】そのため、従来の半導体レーザよりも短波
長である第２高調波レーザ光を、その優位性から例えば
光ディスクシステムの光源として適用する場合には、採
用するシステムのフォーマットによっては、システムの
Ｓ／Ｎの劣化に関して影響を与える場合が考えられる。

【００１９】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、比較的低帯域での第２高調波レーザ光のノイズ
のレベルを低減できるレーザ光発生装置の提供を目的と
する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ光発
生装置は、レーザ媒質からの基本波レーザ光を共振器ブ
ロック内部に設けられた非線形光学結晶素子を通過する
ように共振動作させることにより第２高調波レーザ光を
発生する共振器ブロックと、該共振器ブロック内のレー
ザ媒質に基本波レーザ光を発生させるための励起光を照
射する励起光源とを有するレーザ光発生装置において、
上記共振器ブロックを通ったレーザ光の高域成分を検出
し、上記励起光源に帰還させて上記共振器ブロックが発
生する第２高調波レーザ光の雑音を低減することを特徴
として上記課題を解決する。

【００２１】また、本発明に係るレーザ光発生装置は、
レーザ媒質で発生した基本波レーザ光を共振器ブロック
内部に設けられた非線形光学結晶素子を通過するように
共振動作させることにより第２高調波レーザ光を発生す
る共振器ブロックと、上記共振器ブロック内のレーザ媒
質に基本波レーザ光を発生させるために励起光を照射す
る励起用レーザダイオードと、上記共振器ブロックから
出射されるレーザ光の一部を検出する光検出器と、上記
光検出器の電流出力を電圧値に変換する電流−電圧変換
部と、上記電流−電圧変換部の電圧値の高域成分のみを
通過させる帯域制限部と、上記励起用レーザダイオード
を駆動させるのに適切な基準電圧を発生する基準電圧発
生部と、上記帯域制限手段で検出された高域成分と上記
基準電圧発生部の基準電圧との差に応じて誤差信号を発
生する誤差増幅部と、上記誤差増幅部の誤差信号の位相
を補償する位相補償部と、上記位相補償部からの誤差信
号に応じた高域分の駆動電流を発生する高域駆動電流発
生回路とを有することを特徴として上記課題を解決す
る。

【００２２】ここで、上記光検出器が検出するレーザ光
は、上記共振器ブロックから出射される第２次高調波レ
ーザ光の一部であってもよいし、或いは上記レーザ媒質
からの基本波レーザ光であってもよい。

【００２３】また、上記励起用レーザダイオードは、定
電流で駆動される。さらに、温度制御がされた上に定電
流駆動されてもよい。

【００２４】

【作用】本発明に係るレーザ光発生装置は、共振器ブロ
ックから出射さるレーザ光の高域成分を検出し、この高
域成分に応じた誤差信号を励起用レーザダイオード定電
流駆動部に帰還させることで、第２高調波レーザ光のノ
イズスペクトラムからみると比較的低帯域のノイズを低
減できる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明に係るレーザ光発生装置の実施
例について、図面を参照しながら説明する。図１は、第
１の実施例となるレーザ光発生装置の回路構成を示すブ
ロック回路図である。

【００２６】図１において、この第１の実施例は、Ｎ
ｄ：ＹＡＧよりなるレーザ媒質からの基本波レーザ光を
内部に設けられたＫＴＰよりなる非線形光学結晶素子を
通過するように共振動作させることにより第２高調波レ
ーザ光を発生する共振器ブロック１１と、上記共振器ブ
ロック１１内のレーザ媒質に励起用のレーザ光（以下励
起レーザ光という）を照射する励起用レーザダイオード
（以下レーザダイオードという）１２と、上記共振器ブ
ロック１１から出射される第２高調波レーザ光の一部を
検出する例えばフォトダイオード等の光検出器１３と、
上記光検出器１３の電流出力を電圧値に変換する電流−
電圧変換回路１４と、上記電流−電圧変換回路１４の例
えば２０ＫHz以上の高域成分のみを通過させるＨＰＦ
（ハイパスフィルタ）１５と、上記レーザダイオード１
２を駆動させるのに適切な基準電圧を発生する基準電圧
発生回路１６と、上記ＨＰＦ１５で検出された高域成分
と上記基準電圧発生回路１６の基準電圧との差に応じて
誤差信号を発生する誤差増幅回路１７と、この誤差増幅
回路１７の誤差信号の位相を補償する位相補償回路１８
と、この位相補償回路１８からの誤差信号に応じた高域
分の駆動電流を発生する高域駆動電流発生回路１９と、
上記レーザダイオード１２やこの第１の実施例のレーザ
光発生装置全体の温度検出を行うサーミスタ等の温度検
出器２０と、この温度検出器２０の特性を考慮して電気
的に現在の温度を換算する温度換算回路２１と、この第
１の実施例のレーザ光発生装置が作動するのに適する目
標温度値を電気的に与える目標温度値供給回路２２と、
上記温度換算回路２１からの温度値と上記目標温度値供
給回路２２からの温度値との差から誤差信号を発生する
誤差増幅回路２３と、この誤差増幅回路２３からの誤差
信号の位相を補償する位相補償回路２４と、この位相補
償回路２４からの誤差信号によって極性を異ならせた電
流を後述する電子冷却素子に供給し、該電子冷却素子を
駆動する電子冷却素子駆動回路２５と、この電子冷却素
子駆動回路２５によって上記レーザダイオード１２、共
振器ブロック１１等を冷却又は加熱する電子冷却素子２
６と、上記誤差増幅回路２３からの誤差信号によって、
上記温度検出器２０、上記電子冷却素子２６及びその周
辺各部によって構成される温度制御システム２７が作動
しているか否かの情報を出力する温度制御システム作動
監視回路２８と、この温度制御システム作動監視回路２
８からの温度制御システム作動情報の供給の有無により
上記高域駆動電流発生回路１９及び後述するＬＤ定電流
駆動回路のオン／オフを制御するレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）駆動制御回路２９と、このＬＤ駆動制御回路２９か
らのオン信号と上記レーザダイオード１２を駆動させる
目標電流値を与える目標電流値供給回路３０からの目標
電流値とにより上記レーザダイオード１２を定電流駆動
するレーザダイオード（ＬＤ）定電流駆動回路３１と、
このＬＤ定電流駆動回路３１からの定電流に上記高域駆
動電流発生回路１９の高域分の電流を負帰還するように
加算し、その加算出力を上記レーザダイオード１２に供
給する加算器３２とを有している。すなわち、この第１
の実施例は、上記共振器ブロック１１及び上記レーザダ
イオード１２により構成される第２高調波レーザ光発生
システム３３と、上記温度制御システム２７と、上記温
度制御システム作動監視回路２８、上記ＬＤ駆動制御回
路２９、目標電流値供給回路３０及びＬＤ定電流駆動回
路３１により構成される定電流制御システム３４と、光
検出器１３、電流−電圧変換回路１４、ＨＰＦ１５、基
準電圧発生回路１６、誤差増幅回路１７及び位相補償回
路１８により構成される負帰還ループシステム３５とを
有している。

【００２７】このような回路構成を有する第１の実施例
の概略外観図を図２に示す。レーザダイオード１２から
照射された励起レーザ光は、レンズ４１で集光されて共
振器ブロック１１に導かれる。この共振器ブロック１１
内部には例えば水晶板により構成された複屈折素子であ
る１／４波長板と、例えばＮｄ：ＹＡＧを用いたレーザ
媒質と、例えばＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ₄ ）よりなる非線
形光学結晶素子とが配置されている。この共振器ブロッ
ク１１は、上記励起用レーザダイオード１２からの波長
８１０ｎｍの励起光により励起された上記レーザ媒質が
発生する波長１０６４ｎｍの基本波レーザ光をＳＨＧ
（第２高調波発生）効果によって、波長５３２ｎｍの第
２高調波レーザ光に変換する。この第２高調波レーザ光
は、光軸偏向ブロック４２内の立ち上げミラーによっ
て、図中上方向に折り曲げられ、例えば光ディスク等に
照射される。

【００２８】また、上記レーザダイオード１２を含む励
起ブロック４３の内部には、システム温度検出用にサー
ミスタ等の温度検出器２０が設けられており、電子冷却
素子２６と共に温度制御システムの一部を担っている。
全体的なシステムとしてこのレーザ光発生装置は、外部
温度の変化に因らず、上記レーザ媒質の吸収波長窓と励
起用レーザダイオードの波長合わせと、光学ベース４４
上にある上記レーザダイオード１２と、レンズ４１と、
共振器ブロック１１の位置制御を同時に行っている。

【００２９】図３には、第１の実施例の構成の詳細を側
面図で示す。先ず、励起用レーザダイオード１２から出
射された励起用のレーザ光がレンズ４１で集光され、１
／４波長板４５の入射面を介してＮｄ：ＹＡＧを用いた
レーザ媒質４７に入射される。１／４波長板４５の入射
面には、上記励起レーザ光（８１０ｎｍ）を透過し、レ
ーザ媒質４６で発生された波長１０６４ｎｍの基本波レ
ーザ光を反射するような波長選択性を持った反射面４５
Ｒが例えばコ−ティングにより形成され、この反射面４
５Ｒはレーザ媒質４６側から見て凹面鏡となっている。
レーザ媒質４６で発生した基本波レーザ光は、例えばＫ
ＴＰよりなる非線形光学結晶素子４７に入射されること
により、第２高調波発生（ＳＨＧ）が行われ、この非線
形光学結晶素子４７の出射面には、上記基本波レーザ光
を反射し、第２高調波レーザ光（波長５３２ｎｍ）を透
過するような反射面４７Ｒが形成されている。

【００３０】共振器ブロック１１の出射面（反射面）４
７ＲからＺ方向へ導出された第２高調波レーザ光は、光
軸偏向ブロック４２内の４５°の立ち上げミラー４２Ｒ
によりＹ方向に偏向されて、光ディスク等の記録再生光
学系に送られる。

【００３１】また、上記励起用レーザダイオード１２
は、励起用ブロック４３の上に固定されている。この励
起ブロック４３の内部には、上述したように温度検出器
２０が設けられている。この温度検出器２０により、シ
ステムの温度を検出する。また、上記励起ブロック４３
と、ユニット５に固定されたレンズ４１と、ユニット６
に固定された共振器ブロック１１と、ユニット７に固定
された光軸偏向ブロック４２は、一つの基台である光学
ベース４８に上に固定され、いわゆるＴＥ（サーモ・エ
レクトリック）クーラ等の単一の電子冷却素子２６で冷
却又は加熱されるようになっており、これらが筐体（パ
ッケージ）４９内に収納されている。

【００３２】次に、図１〜図３を用いて、第１の実施例
の動作を説明する。先ず、励起用レーザダイオード１２
からの励起レーザ光は、レンズ４１によって集光され、
共振器ブロック１１に導かれる。この共振器ブロック１
１の構造は図３の通りであり、集光された励起レーザ光
は、複屈折性素子である１／４波長板４５に入射する。
この１／４波長板４５は、共振器ブロック１１の各部に
おけるレーザ光のパワーを安定化させる。そして、１／
４波長板４５を介した励起レーザ光は、例えばＮｄ：Ｙ
ＡＧよりなるレーザ媒質４６に吸収される。このレーザ
媒質４６は、励起レーザ光の入射に応じて基本波レーザ
光を発生する。この基本波レーザ光は、例えばＫＴＰよ
りなる非線形光学結晶素子４７の内部を通って、該非線
形光学結晶素子４７の反射面４７Ｒに達し、反射され
る。上記１／４波長板４５にも、上記レーザ媒質４６側
から見て凹面鏡となった反射面４５Ｒが上述したように
設けられているので、上記非線形光学結晶素子４７で反
射された基本波レーザ光は、上記反射面４７Ｒと上記反
射面４５Ｒとの間を往復進行し、レーザ光の発振が行わ
れ、第２高調波レーザ光が生成される。上記反射面４７
Ｒは、上記基本波レーザ光を反射し、上記第２高調波レ
ーザ光を透過するような波長選択性を持つようにコーテ
ィングされているので、この共振器ブロック１１で生成
された第２高調波レーザ光は、上記立ち上げミラー４２
Ｒに照射される。

【００３３】ここで、この第１の実施例は、上記共振器
ブロック１１で生成された第２高調波レーザ光の一部
を、フォトダイオードよりなる光検出器１３で検出し、
その高域成分（例えば２０ＫHz以上) を電流−電圧変換
回路１４、ＨＰＦ１５を介して誤差増幅回路１７に供給
している。この誤差増幅回路１７には、基準電圧発生回
路１６からの基準電圧も供給されており、それらの誤差
信号を発生させている。この誤差信号は、位相補償回路
１８によって位相補償され、安定性と高速性が加味され
る。そして、誤差信号は、高域駆動電流発生回路１９に
供給される。

【００３４】上記励起ブロック４３に設けられた温度検
出器２０は、上記レーザダイオード１２の温度検出やレ
ーザ光発生装置全体の温度検出のために、電気的な検出
を行う。温度換算回路２１は、上記温度検出器２０の特
性を考慮して電気的に現在の温度を換算する。この温度
換算回路２１からの温度値は、誤差増幅回路２３に供給
される。この誤差増幅回路２３には、目標温度供給回路
２２からの目標値も与えられており、実際の目標温度値
に対して、温度検出器２０の温度がどれくらい違うかを
検出する。この誤差増幅回路２３からの温度誤差信号
は、位相補償回路２４に供給されると共に温度制御シス
テム作動監視回路２８にも供給される。上記位相補償回
路２４で位相補償され、安定性、高速性が加味された温
度誤差信号は、電子冷却素子駆動回路２５に供給され
る。この電子冷却素子駆動回路２５は、上記温度誤差信
号に応じて極性を異ならせた電流を電子冷却素子２６に
供給する。そして、電子冷却素子２６は、本来上記目標
温度値供給回路２２が与える装置稼働のための目標温度
値と実際の温度値との温度誤差分だけ、励起レーザダイ
オード１２等を冷却又は加熱する。また、上記温度制御
システム作動監視回路２８は、上記温度検出器２０、電
子冷却素子２６及びその周辺各部によって構成される温
度制御システム２７が作動しているか否かの情報を出力
する。この温度制御システム作動監視回路２８からの温
度制御システム作動情報は、ＬＤ駆動制御回路２９に供
給される。このＬＤ駆動制御回路２９は、上記温度制御
システム作動情報により、励起レーザダイオード１２を
駆動させるタイミングを判断し、上記励起レーザダイオ
ード１２を駆動させるオン信号と、駆動させないオフ信
号とを上記高域駆動電流発生回路１９及びＬＤ定電流駆
動回路３１に供給する。したがって、上記高域駆動電流
発生回路１９は、上記光検出器１３で検出した第２高調
波レーザ光の一部の高域成分から得た誤差信号による高
域分駆動電流を、上記ＬＤ駆動制御回路２９からのオン
信号のタイミングで、上記加算器３２に供給する。ま
た、ＬＤ定電流駆動回路３１は、上記目標電流値供給回
路３０からの上記レーザダイオード１２を駆動するため
の目標電流値を上記ＬＤ駆動制御回路２９からのオン信
号のタイミングで上記加算器３２に供給する。

【００３５】すなわち、上記加算器３２は、上記温度制
御システム２７が稼働したタイミングで上記レーザダイ
オード１２を駆動する高域成分が負帰還された定電流を
上記レーザダイオード１２に供給する。

【００３６】以上より、この第１の実施例は、上記共振
器ブロック１１が発生した第２高調波レーザ光の一部の
高域成分から得た信号と基準電圧との誤差信号を負帰還
させて、温度制御システム２７が稼働しているタイミン
グでＬＤ定電流駆動回路３１に加算し、上記レーザダイ
オード１２を駆動している。この励起用レーザダイオー
ド１２が発生する励起レーザ光と上記共振器ブロック１
１が発生する第２の高調波レーザ光は相関性があるの
で、上記レーザダイオード１２の駆動電流を制御するこ
とにより、上記第２高調波レーザ光の生成を制御でき、
よって第２高調波レーザ光の低域側でのノイズレベルを
図９の（２）に示すように従来よりも低減できる。図９
からも明らかなように、この第１の実施例は、従来の第
２高調波レーザ光のノイズ特性（１）よりも比較的低域
側（例えば２０ＫHzから２００ＫHz）において、約１０
ｄＢ低減できる。

【００３７】なお、この第１の実施例で共振器ブロック
１１からの第２高調波レーザ光を光検出器１３に導く構
成は、例えば、上記立ち上げミラー４２Ｒで光ディスク
等に向かわせた第２高調波レーザ光の一部を図示しない
ビームスプリッタ等で反射させるようにする。また、第
２高調波レーザ光は、共振器ブロック１１の反射面４５
Ｒ側からも出射されるので、この反射面４５Ｒとレンズ
４１の間にビームスプリッタ等を設け、光検出器１３に
導くようにしてもよい。

【００３８】次に、第２の実施例について以下に説明す
る。この第２の実施例の回路構成は、上記図１を用いて
説明できる。第１の実施例と異なるのは、上記光検出器
１３で検出するレーザ光が、共振器ブロック１１の生成
した第２高調波レーザ光の一部ではなく、該共振器ブロ
ック１１から洩れた上記基本波レーザ光であるという点
である。

【００３９】通常、上記共振器ブロック１１からは、上
記第２高調波レーザ光が出射される他に、上記レーザ媒
質が発生した基本波レーザ光も漏れ光となって出射され
る。上記共振器ブロック１１から洩れた基本波レーザ光
は、不要なレーザ光である。この基本波レーザ光と第２
高調波レーザ光とは、電気的にも光学的にも相関があ
る。

【００４０】この第２の実施例では、第１の実施例で用
いた第２高調波レーザ光に全く手をつけず、不要な基本
波レーザ光を用いているので効率がよい。

【００４１】図４には、この第２の実施例で基本波レー
ザ光を光検出器に導く具体的な構成を示す。図４におい
て、励起ブロック４３に設けてあるレーザダイオード１
２からの励起レーザ光は、レンズ４１を介して１／４波
長板４５を介してレーザ媒質４６に吸収される。このレ
ーザ媒質４６が基本波レーザ光を発生し、非線形光学結
晶素子４７の反射面４７Ｒと上記複屈折性素子４５の反
射面４５Ｒとの間を往復することによって、第２高調波
レーザ光を発生する。この第２高調波レーザ光は、反射
面４７Ｒから出射されて立ち上げミラー７１によって図
中Ｙ方向の光ディスク等に供給される。このとき、上記
反射面４７Ｒからは、基本波レーザ光も漏れ光として出
射される。この漏れ光となった基本波レーザ光は、上記
立ち上げミラー７１を透過する。この立ち上げミラー７
１を透過した時点では、第２高調波レーザ光の漏れ光
と、励起レーザ光の漏れ光もあり得るので、第２高調波
レーザ光制限フィルタ７２と励起光制限フィルタ７３と
を光軸中に設け、光検出器７４に、基本波レーザ光のみ
が照射されるようにする。

【００４２】以上より、この第２の実施例は、上記共振
器ブロック１１の漏れ光である基本波レーザ光の一部の
高域成分から得た信号と基準所定値との誤差信号を負帰
還させて、温度制御システムが稼働しているタイミング
でＬＤ定電流駆動回路に加算し、上記レーザダイオード
１２を駆動している。このレーザダイオード１２が発生
する励起レーザ光と上記共振器ブロック１１が発生する
第２の高調波レーザ光は相関性があるので、上記励起用
レーザダイオードの駆動電流を制御することにより、上
記第２高調波レーザ光の生成を制御でき、よって第２高
調波レーザ光の低域側でのノイズレベルを図５の（２）
に示すように従来（図５の（１））よりも約１０ｄＢ低
減できる。ここで、図５は、第２高調波レーザ光のノイ
ズレベルをＲＩＮ表示で示した特性図の模式図であり、
横軸は周波数を、縦軸はノイズスペクトラムをＲＩＮ表
示で示している。この図５からも明らかなように、この
第２の実施例によるレーザ光発生装置のノイズ特性
（２）は、従来の第２高調波レーザ光のノイズ特性
（１）よりも比較的低域側（例えば２０ＫHzから２００
ＫHz）において、約１０ｄＢ低減されている。

【００４３】なお、本発明に係るレーザ光発生装置は、
上記実施例にのみ限定されるものではないことはいうま
でもなく、例えば、上記光検出器に上記第２高調波レー
ザ光又は上記基本波レーザ光を導く構成は、上述したよ
うに他の構成でも可能である。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係るレーザ光発生装置は、共振
器ブロックから出射さる光の高域成分を検出し、この高
域成分に応じた誤差信号を励起用レーザダイオード定電
流駆動部に帰還させるので、第２高調波レーザ光の比較
的低域のノイズを従来よりも約１０ｄＢ程低減できる。
これにより、第２高調波レーザ光を例えば光ディスクシ
ステムの光源として使用する場合、従来のシステムにお
ける低域でのノイズを解消できる。

【００４５】さらに、基本波レーザ光の一部を検出する
場合は、第２高調波レーザ光の出力パワーを無駄にしな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の回路構成を示すブロック回路図
である。

【図２】第１の実施例の概略構成図である。

【図３】図２に示した概略構成を側面から見た側面図で
ある。

【図４】第２の実施例の概略構成図である。

【図５】第２高調波レーザ光のノイズの特性を示す図で
ある。

【図６】従来のレーザ光発生装置の構成を示す図であ
る。

【図７】従来のレーザ光発生装置を小型化した構成を示
す図である。

【図８】従来のレーザ光発生装置の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図９】第２高調波レーザ光のノイズ特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１・・・・共振器ブロック １３・・・・光検出器 １４・・・・電流−電圧変換回路 １５・・・・ハイパスフィルタ １６・・・・基準電圧発生回路 １７・・・・誤差増幅回路 １８・・・・位相補償回路 １９・・・・高域駆動電流発生回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−130437（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−45681（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243177（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01S 3/109 G02F 1/37

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ媒質からの基本波レーザ光を共振
   器ブロック内部に設けられた非線形光学結晶素子を通過
   するように共振動作させることにより第２高調波レーザ
   光を発生する共振器ブロックと、該共振器ブロック内の
   レーザ媒質に基本波レーザ光を発生させるための励起光
   を照射する励起光源とを有するレーザ光発生装置におい
   て、 上記共振器ブロックを通ったレーザ光の高域成分を検出
   し、上記励起光源に帰還させて上記共振器ブロックが発
   生する第２高調波レーザ光の雑音を低減することを特徴
   とするレーザ光発生装置。
2. 【請求項２】 レーザ媒質で発生した基本波レーザ光を
   共振器ブロック内部に設けられた非線形光学結晶素子を
   通過するように共振動作させることにより第２高調波レ
   ーザ光を発生する共振器ブロックと、 上記共振器ブロック内のレーザ媒質に基本波レーザ光を
   発生させるために励起光を照射する励起用レーザダイオ
   ードと、 上記共振器ブロックから出射されるレーザ光の一部を検
   出する光検出器と、 上記光検出器の電流出力を電圧値に変換する電流−電圧
   変換部と、 上記電流−電圧変換部の電圧値の高域成分のみを通過さ
   せる帯域制限部と、 上記励起用レーザダイオードを駆動させるのに適切な基
   準電圧を発生する基準電圧発生部と、 上記帯域制限手段で検出された高域成分と上記基準電圧
   発生部の基準電圧との差に応じて誤差信号を発生する誤
   差増幅部と、 上記誤差増幅部の誤差信号の位相を補償する位相補償部
   と、 上記位相補償部からの誤差信号に応じた高域分の駆動電
   流を発生する高域駆動電流発生回路とを有することを特
   徴とするレーザ光発生装置。
3. 【請求項３】 上記光検出器が検出するレーザ光は、上
   記共振器ブロックから出射される第２高調波レーザ光の
   一部であることを特徴とする請求項２記載のレーザ光発
   生装置。
4. 【請求項４】 上記光検出器が検出するレーザ光は、上
   記共振器ブロックから出射される上記レーザ媒質の基本
   波レーザ光であることを特徴とする請求項２記載のレー
   ザ光発生装置。
5. 【請求項５】 上記励起用レーザダイオードは、定電流
   で駆動されることを特徴とする請求項２記載のレーザ光
   発生装置。
6. 【請求項６】 上記励起用レーザダイオードは、温度制
   御及び定電流駆動されることを特徴とする請求項２記載
   のレーザ光発生装置。