JPH03276134A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は１半導体レーザを光源とし、この半導体レー
ザの出力レーザ光よりも短波長のレーザ光を出射する発
光装置に関する。

従来技術とその問題点 青〜緑域の短波長で発振する半導体レーザは今のところ
実現されていない。そこで、このような短波長のレーザ
光を発振させることを目的として、近赤外の発振波長を
もつ半導体レーザと非線形光学結晶（ＫＴＰなど）を組
合せ、内部共振させて出力する試みや半導体レーザとチ
ャネル型先導波路（Ｌ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏｓなど）を組合
せる試みが行なわれている。たとえば、梅垣「非線形光
学素子とその材料」１高分子、第３９巻、７月号（１９
８７年）ｐｐ　４９８−５０１　、　　Ｌ、かじながら
、前者の試みでは装置か大型化してしまうという問題が
あり、後者の試みでは出力光パターンが複雑でコリメー
ト光を出力させることが困難であるという問題がある。

発明の目的 この発明は、コリメートされた短波長レーザ光を出力さ
せることができるとともに小型化された発光装置を提供
するものである。

発明の構成９作用および効果 この発明による発光装置は、半導体レーザ、この半導体
レーザの出射光を集光する集光レンズ系、この集光レン
ズ系によって集光されたレーザ光が入射し、このレーザ
光の１／２の波長をもつ第２高調波を発生するファイバ
型波長変換素子。

この波長変換素子から出射する２次高調波をコリメート
するコリメート・レンズ、ならびに上記半導体レーザ、
集光レンズ系、波長変換素子およびコリメート・レンズ
を集積的に収めたパッケージを備えていることを特徴と
する。

半導体レーザの出射光は集光レンズ系で集光されてファ
イバ型波長変換素子に入射する。波長変換素子で入射レ
ーザ光の２次高調波が発生し、この２次高調波がコリメ
ート・レンズでコリメートされて出射する。

半導体レーザとして近赤外または赤色のレーザ光を発生
するものを用いても、波長変換素子でその波長が１／２
になるので、青〜紫外域の波長の光を得ることができる
。そして、ファイバ型波長変換素子を用いているので、
光パワー密度が向上し高効率な短波長光を出力できる。

また、２次高調波出カバターンがファイバ軸を中心とし
た対称形であるため簡単な光学系でコリメート光を出力
できる。コリメート光が出力されるので、外部にコリメ
ート光学系が不要である。さらに、半導体レーザ、集光
レンズ系、波長変換素子およびコリメート・レンズが集
積的にパッケージ化されているので小型化が可能であり
使いやすい。

実施例の説明 第１図はこの発明の実施例による発光装置を示している
。

発光装置のステム１１にはヒート・シンク１２を介して
半導体レーザ２１が固定されている。この半導体レーザ
２１の出射光軸上に光軸をあわせて、２個のフォーカシ
ング・レンズ２２．２３．ファイバ型波長変換素子２４
およびコリメート・レンズ２５が配置され、ステム１１
に固定された取付部材１３．１４．１５にそれぞれ紫外
線硬化樹脂等で接着されて固定されている。さらに、こ
れらの半導体レーザ２１．　　レンズ２２．２３．波長
変換素子２４およびレンズ２５を内部に収納するように
キャップ１０が設けられ、このキャップ１０はステム１
１に固定されている。キヤ・ツブｌＯの前面には出射光
を通すための窓１０ａがあけられている。この窓１０ａ
には必要ならばガラス等の透明板が設けられる。ステム
１１には、さらに半導体レーザ２１の端子に接続された
外部端子１６が絶縁されて設けられている。

第２図は、ファイバ型波長変換素子２４の概略構成図で
あり、この波長変換素子２４は中心のコア部３１とその
周囲をとり囲むクラッド層３２とからなる。クラッド層
３２はたとえば鉛ガラスで構成され、コア部３１は、非
線形光学効果を示す非線形光学材料の単結晶で構成され
ている。

非線形光学材料には、２−メチル−４−ニトロアニリン
（ＭＮＡ）、４−ジメチルアミノ−３−アセトアミドニ
トロベンゼン（ＤＡＮ）、２−　（α−メチルベンジル
アミノ）−５−ニトロピリジン（ＭＢＡＮＰ）　、　Ｎ
−（５−ニトロ−２−ピリジル）（Ｓ）−プロリノール
（Ｐ　Ｎ　Ｐ）等を挙げることができる。これらの材料
のうち、　ＭＢＡＮＰとＰＮＰは青色光に対する吸収が
少なく青色透過性がよいので、青色のレーザ光を出射す
る発光装置に好適に用いられる。

第１図において、半導体レーザ２１から出射したレーザ
光はフォーカシング・レンズ２２．２３で集光され、フ
ァイバ型波長変換素子２４のコア部に入射する。ファイ
バ型波長変換素子２４に入射したレーザ光は、二次の非
線形光学効果により第２高調波（ＳＨＧ）を発生し、チ
ェレンコフ放射により出力側のクラッド部からリング状
の第２高調波レーザ光が出射する。また波長変換素子２
４のコア部からは、入射した基本波がそのまま出力され
る。ファイバ型波長変換素子２４から出射するレーザ光
のうち、コア部より出力する基本波を吸収するようにコ
リメート・レンズ２５の中心部の表面に吸収部を設ける
ことが好ましい。これによりコリメート・レンズ２５に
よって第２高調波のみをコリメートさせて出力すること
ができる。基本波の吸収部は窓１０ａに設ける透明板に
備えるようにしてもよい。

コリメート・レンズ２５としてはアキシコンレンズが一
般に用いられるが、第３図に示すように。

同周期グレーティング・レンズ（鋸歯状断面フレネル・
レンズ）２６を用いることもできる。第３図において、
他の構成は第１図に示すものと同じである。

次に具体例を挙げておく。

（１）第１図の構成において２発振波長９８０　ｎｍ、
出力４０ａ＋Ｗの半導体レーザ２１．ＭＮＡの単結晶が
コア部に充填された波長変換素子２４．アキシコンレン
ズ２５を用いた場合、全体の大きさが直径９ｍｍ、長さ
６　ｍｍの発光装置が得られた。この発光装置は、波長
４９０　ｒｖ、出力４ＩＩＷのレーザ光を出力する。

（２）第１図の構成において１発振波長８６０　ｎｔａ
の半導体レーザ２１．　ＭＢＡＮＰの単結晶をコア部に
もつ波長変換素子２４を用いると、波長４３０　ｎｍの
コリメートされた青色レーザ光が得られる。このときの
光出力は約３ｍＷであり、高出力な青色レーザ光が得ら
れた。

（３）第３図の構成において１発振波長９８０　ｎｍ、
出力４０ｍＷの半導体レーザ２１．ＤＡＮの単結晶がコ
ア部に充填された波長変換素子２４．フレネル・レンズ
２６を用いた場合、全体の大きさが直径９關２長さ６　
ａｍの発光装置が得られた。この発光装置は、波長４９
０ｎ園、出力４ａ＋Ｖのレーザ光を出力する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の発光装置を示す一部切欠斜
視図である。 第２図はファイバ型波長変換素子の構成を示す斜視図で
ある。 第３図は発光装置の他の実施例を示す一部切欠斜視図で
ある。 １０・・・キャップ。 １０ａ・・・出射光窓。 １１・・・ステム。 ２１・・・半導体レーザ。 ２２、２３・・・フォーカシング中レンズ。 ２４・・・ファイバ型波長変換素子。 ２５・・・コリメート・レンズ。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザ、この半導体レーザの出射光を集光する集
   光レンズ系、この集光レンズ系によって集光されたレー
   ザ光が入射し、このレーザ光の１／２の波長をもつ第２
   高調波を発生するファイバ型波長変換素子、この波長変
   換素子から出射する２次高調波をコリメートするコリメ
   ート・レンズ、ならびに上記半導体レーザ、集光レンズ
   系、波長変換素子およびコリメート・レンズを集積的に
   収めたパッケージ、を備えた発光装置。