CN103098318A

CN103098318A - 模式控制波导型激光装置

Info

Publication number: CN103098318A
Application number: CN2010800689828A
Authority: CN
Inventors: 宫本纪之; 山本修平; 柳泽隆行; 平野嘉仁
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2030-12-21
Also published as: JPWO2012086009A1; WO2012086009A1; US20130121355A1; US9197029B2; EP2590276B1; EP2590276A1; JP5389277B2; EP2590276A4; CN103098318B

Abstract

本发明得到扩大发生热透镜的焦距的控制范围而提高了可靠性的模式控制波导型激光装置。具备：激光介质，呈现平板状，在与光轴（6）垂直的剖面的厚度方向上具有波导构造，发生针对激光的增益；包层，接合在激光介质的一面；以及散热器（2），经由包层接合在激光介质的一面侧。激光介质利用折射率分布生成透镜效应，在厚度方向上以波导模式振荡出激光，并且在与光轴以及厚度方向垂直的方向上，以基于透镜效应的空间模式振荡出激光。根据包层和散热器（2）的接合面积，使得在激光介质中发生期望的温度分布而生成激光介质内的折射率分布。

Description

模式控制波导型激光装置

技术领域

本发明涉及高输出激光装置中使用的模式控制波导型激光装置。

背景技术

以往以来，为了实现能够进行高亮度振荡的激光装置，提出了图9、图10、图11所示的模式控制波导型激光装置（例如，参照专利文献1）。

图9是示出以往的模式控制波导型激光装置的结构的侧面图。另外，图10是从激光射出侧观察了图9内的a－a’剖面的剖面图，图11是从上面观察了图9内的b－b’剖面的剖面图。

在图9～图11中，以往的模式控制波导型激光装置具备：射出激励光的激励用半导体激光器101、射出激光的激光介质105、接合在激光介质105的下表面的包层104、以及通过接合剂103接合在包层104的下表面的散热器102。

激光介质105呈现平板状，在与表示激光振荡方向的光轴106（z轴）垂直的剖面的厚度方向（y轴）上具有波导构造，在与光轴106以及厚度方向垂直的方向（x轴）上具有周期性的透镜效应。

在激光介质105的入射侧的端面105a，设置了使激光反射的全反射膜，在射出侧的端面105b，设置了使激光的一部分反射并且使一部分透射的反射防止膜。这些全反射膜以及部分反射膜是例如层叠电介体薄膜而构成的。

在如图9那样使从半导体激光器101射出的激励光从激光介质105的端面105a入射的情况下，端面105a的全反射膜成为使激励光透射并且使激光反射的光学膜。

另外，如图10、图11那样，散热器102具有相对光轴106（z轴）平行的延长齿构造。

从激光介质105的端面105a入射的激励光被激光介质105吸收，在激光介质105内部发生针对激光的增益。

由于在激光介质105内部发生的增益，激光在与激光介质105的光轴106垂直的端面105a和端面105b之间引起激光振荡，振荡光的一部分从端面105b输出到激光谐振器的外部。

在图9～图11所示的以往的模式控制波导型激光装置中，如果对激光装置要求的激光输出被确定，则必要的激励功率得以确定。

另外，依照所确定的激励功率的功率等级，确定激励光的波导宽度方向（x轴方向）的激励区域，进而，依赖于激励区域而确定散热器102的延长齿构造的各齿的相互间隔。

专利文献1：日本专利第4392024号公报

发明内容

在以往的模式控制波导型激光装置中，依照与对激光装置要求的激光输出对应的激励功率来确定激励光的波导宽度方向的激励区域，依赖于激励区域来确定散热器的各齿的间隔，所以存在如下课题：发生热透镜的焦距的控制范围受到限制。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种模式控制波导型激光装置，通过在发热大的部位全面排热并在发热小的部位生成热透镜，从而扩大发生热透镜的焦距的控制范围，提高可靠性。

本发明涉及的模式控制波导型激光装置具备：激光介质，呈现平板状，在与光轴垂直的剖面的厚度方向上具有波导构造，发生针对激光的增益；包层，接合在激光介质的一面；以及散热器，经由包层接合在激光介质的一面侧，激光介质利用折射率分布来生成透镜效应，在厚度方向上以波导模式振荡出激光，并且在与光轴以及厚度方向垂直的方向上，以基于透镜效应的空间模式振荡出激光，其中，根据包层和散热器的接合面积，使得在激光介质中发生期望的温度分布而生成激光介质内的折射率分布。

根据本发明，能够调整包层和散热器的接合面积，来调整在激光介质内发生的折射率分布以及透镜效应，在发热大的部位全面排热来降低温度，在发热小的部位生成热透镜，从而能够提高可靠性。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的模式控制波导型激光装置的结构的侧面图。（实施例1）

图2是从激光射出侧观察了图1内的a－a’剖面的剖面图。（实施例1）

图3是从上面观察了图1内的b－b’剖面的剖面图。（实施例1）

图4是示出使用了图1的模式控制波导型激光装置的情况下的激励时的激光介质内温度分布的计算结果例的说明图。（实施例1）

图5是示出使用了图1的模式控制波导型激光装置时的效果的说明图。（实施例1）

图6是根据图1内的b－b’剖面从上面观察了本发明的实施方式2的模式控制波导型激光装置的剖面图。（实施例2）

图7是根据图1内的b－b’剖面从上面观察了本发明的实施方式3的模式控制波导型激光装置的剖面图。（实施例3）

图8是根据图1内的b－b’剖面从上面观察了本发明的实施方式4的模式控制波导型激光装置的剖面图。（实施例4）

图9是示出以往的模式控制波导型激光装置的结构的侧面图。

图10是从激光射出侧观察了图9内的a－a’剖面的剖面图。

图11是从上面观察了图9内的b－b’剖面的剖面图。

（符号说明）

1：激励光入射单元；2：散热器；3：接合剂；4：包层；5：激光介质；5a、5b：端面；6：光轴。

具体实施方式

（实施例1）

以下，参照附图，说明用于实施本发明的优选方式。

图1～图3是示出本发明的实施方式1的模式控制波导型激光装置的结构的图，图1是侧面图，图2是从光轴方向观察了图1的a－a’剖面的剖面图，图3是从上面观察了图1的b－b’剖面的剖面图。

在图1～图3中，本发明的实施方式1的模式控制波导型激光装置具备：激励光入射单元1、激励光被入射并射出激光的激光介质5、接合在激光介质5的下表面的包层4、以及通过接合剂3接合在包层4的下表面的散热器2。

激光介质5呈现平板状，在与表示激光振荡方向或者信号光行进方向的光轴6垂直的剖面的厚度方向上具有波导构造。

在激光介质5中，与光轴6垂直的端面5a、5b的形状例如由长方形构成，典型地具有如下大小：y轴方向的厚度为几μm～几十μm、x轴方向的宽度为几百μm～几mm。

此处，使用以长方形的端面5a、5b的长边方向为x轴、以短边方向为y轴、以光轴6方向为z轴的坐标系。

另外，激光介质5的端面5a、5b也可以未必是长方形，例如，端面5a、5b的短边侧也可以是圆弧形状。

包层4具有比激光介质5小的折射率，接合在与激光介质5的xz平面平行的一面。

例如，通过对以光学材料为原料的膜进行蒸镀、或者通过以光学接触或扩散接合等方式将光学材料与激光介质5光学地接合，从而构成包层4。另外，作为包层4，也可以使用具有比激光介质5小的折射率的光学粘接剂。

散热器2由热传导率大的材料构成，在与光轴6平行的剖面（yz平面）的一部分具有梳形状（参照图3内的阴影部）。散热器2的梳形状的端面经由接合剂3而与包层4接合。

另外，散热器2具有与激光介质5的入射侧的端面5a以及射出侧的端面5b分别对应的端面2a、2b。

接合剂3能够通过金属焊料、光学粘接剂、热传导粘接剂等来实现，将在激光介质5中发生的热经由包层4向散热器2排热。

另外，对于包层4的下表面，为了提高与接合剂3的接合强度，也可以实施金属化（附着金属膜）。

另外，在由光学材料构成了散热器2的情况下，例如，也可以以光学接触或扩散接合等方式来直接接合包层4和散热器2。

激励光入射单元1例如由半导体激光器构成，与激光介质5的端面5a接近地配置、或者根据需要在激励光射出端面与激光介质5的端面5a之间插入耦合光学系（未图示）而配置。

另外，对激励光入射单元1，根据需要接合冷却用的散热器（未图示）。

从激励光入射单元1射出的激励光从激光介质5的端面5a向xz平面方向入射，被激光介质5吸收。

另外，此处作为一个例子，将激励光入射单元1设为了半导体激光器，但只要是能够使激光介质5具有增益的结构，则也可以未必使用半导体激光器。

在激光介质5的端面5a，设置了使激光反射的全反射膜，在端面5b，设置了使激光的一部分透射的部分反射膜。这些全反射膜以及部分反射膜例如是层叠电介体薄膜而构成的。

另外，在使从激励光入射单元1射出的激励光从激光介质5的端面5a入射的情况下，端面5a的全反射膜成为使激励光透射并使激光反射的光学膜。

作为激光介质5，能够使用一般的固体激光材料，例如，使用Nd：YAG、Nd：YLF、Nd：Glass、Nd：YVO4、Nd：GdVO4、Yb：YAG、Yb：YLF、Yb：KGW、Yb：KYW、Er：Glass、Er：YAG、Tm：YAG、Tm：YLF、Ho：YAG、Ho：YLF、Ho：YAG、Ho：YLF，Ti：Sapphire、Cr：LiSAF等。

另外，在图1中，设为激光介质5的上表面与空气相接触的结构，但也可以对于激光介质5的上表面，接合具有比激光介质5小的折射率的第2包层（未图示）。

如此在激光介质5的上表面接合了第2包层的情况下，通过调整激光介质5与第2包层的折射率差，能够任意地调整激光介质5的y轴方向的传播模式。

另外，如果将第2包层的y轴方向的厚度设定得较大，则不会对激光介质5的波导模式造成影响，而能够提高激光介质5的刚性。

另外，也可以对于激光介质5的上表面，经由具有比激光介质5小的折射率的第2接合剂接合基板（未图示）。

作为第2接合剂，例如使用光学粘接剂，作为基板，例如使用光学材料或者金属等。

如此在激光介质5的上表面接合了第2接合剂以及基板的情况下，通过调整激光介质5与第2接合剂的折射率差，能够任意地调整激光介质5的y轴方向的传播模式。

另外，如果将基板的y轴方向的厚度设定得较大，则不会对激光介质5的波导模式造成影响，而能够提高激光介质5的刚性。

另外，在由于激光介质5的温度上升而发生了热膨胀的情况下，第2接合剂（光学粘接剂）相比于晶体、玻璃材料其刚性低，与激光介质5的膨胀相配地变形，所以能够缓和对激光介质5给予的应力。

进而，也可以对于激光介质5的上表面，设置具有比激光介质5小的折射率的光学膜（未图示），在光学膜的表面，以光学接触或扩散接合的方式，接合具有大致与激光介质5相同的热膨胀率的基板（未图示）。

如此在激光介质5的上表面接合了光学膜以及基板的情况下，通过调整激光介质5与光学膜的折射率差，能够任意地调整激光介质5的y轴方向的传播模式。

另外，由于激光介质5以及基板具有大致相同的热膨胀率，所以在由于激光介质5的温度上升而发生了热膨胀的情况下，基板也以大致相同的比例膨胀。

此时，激光介质5与基板之间的光学膜由于相比于晶体、玻璃材料其密度低、其刚性低，所以与基板的膨胀相配地变形，能够缓和对激光介质5给予的应力。

另外，在接合光学膜和基板时，通过选择光学接合容易的光学膜材料以及基板，从而能够提高接合的强度。

接下来，参照图2以及图3，说明如下方法：在图1的模式控制波导型激光装置中，使得在激光介质5内发生期望的温度分布，从而生成激光介质5内的折射率分布，并利用该折射率分布生成透镜效应。

在图3中，关注散热器2，为了使经由接合剂3而与包层4接合的接合区域、和不与包层4接合的区域的差异明显，用阴影表示经由接合剂3而与包层4接合的散热器2的接合区域（梳齿形状）。

另外，如图3所示，将激光介质5的光轴6（z轴）的方向的全长设为Lo，将设置于光轴方向的一部分的梳构造部分的宽度设为A。

在该情况下，梳构造的接合部（形成宽度A的调整侧）设置于端面2b即光轴6的射出侧。

如果从激光介质5的端面5a入射的激励光被激光介质5吸收，则所吸收的激励光的功率的一部分变换为热而发生热，所发生的热经由包层4以及接合剂3向散热器2排热。

此时，在散热器2在光轴6的方向上呈现梳形、并且通过接合剂3接合的范围仅为梳齿的前端部的情况下，在2个梳齿间的中心部，从2个梳齿的大致中心部向x轴方向的两侧发生热的流动。因此，2个梳齿的大致中心部的温度最大，随着接近梳齿的部分，温度会降低。

另一方面，在激光介质5等的光学材料的折射率与温度差大致成比例地发生变化、并且作为激光介质5的光学材料使用了每单位温度的折射率变化dn/dT为正的材料的情况下，温度高的2个梳齿的中心部的折射率大，随着接近梳齿的部分，折射率变小。

其结果，在x轴方向上，发生以2个梳齿的中心部为光轴的热透镜效应。

同样地，在作为激光介质5的光学材料使用了每单位温度的折射率变化dn/dT为负的材料的情况下，成为与温度分布相反的折射率分布，与梳齿接合的部分的折射率大，2个梳齿的中心部的折射率小。

其结果，在x轴方向上，发生以与梳齿接合的部分为光轴的热透镜效应。另外，不论dn/dT的正负，都能得到同样的效果，所以以后只要没有特别明确说明，就使用dn/dT为正的情况来说明。

此处，通过使光轴6（z轴）的方向的梳构造部分的宽度A从A/Lo=0的情况（在散热器2的光轴方向上不存在梳构造的情况）变化至A/Lo=1的情况（在散热器2的光轴方向整体上具有梳构造的情况），从而能够使在激光介质5内发生的温度分布发生变化。

因此，能够调整在激光介质5内发生的热透镜效应。

接下来，参照图4以及图5，说明如下情况：在图1～图3所示的本发明的实施方式1中，使光轴方向的梳构造部分的宽度A从A/Lo=0的情况（在散热器2的光轴方向上不存在梳构造的情况）变化至A/Lo=1的情况（在散热器2的光轴方向整体上具有梳构造的情况）。

图4、图5是示出作为激光介质5使用了Nd：YVO4时的计算例以及效果的说明图，作为计算条件示出如下情况：在室温25℃下，激光介质5的宽度（x轴方向）=200μm、激光厚度（y轴方向）=40μm、激励宽度（与平行于光轴6的方向的梳齿间隔相同）=200μm、激励光功率=10W（发光波长：808nm）、激光波长=1.064μm。

图4示出激励时的激光介质5的y轴方向中心的x轴方向（0～200μm）的温度分布，虚线是A/Lo=0时的温度分布、实线是A/Lo=1时的温度分布。

另外，图5示出屈光度[1/m]（热透镜焦距的倒数）的变化，示出使梳构造部分的宽度A从A/Lo=0变化至A/Lo=1时的屈光度的变化。

在图4、图5中，在对激光介质5的整体均匀地进行了激励的情况下，在A/Lo=0时，在激光介质5内发生的热透镜焦距成为2.9m（屈光度=0.4[1/m]）。

另外，在A/Lo=1时，在激光介质5内发生的热透镜焦距成为74.3mm（屈光度=13.46[1/m]）。

即，通过使宽度A从“0”变化至“1”，从而能够在“2.9m～74.3mm”的范围内任意地调整热透镜焦距。

同样地，即使在对激光介质5内的一部分局部地进行了激励的情况下，在光轴6（z轴）的方向上不具有梳构造的情况和在光轴方向整体中具有梳构造的情况下，排热的效率不同，所以显然也能够通过使梳构造部分的宽度A变化来调整热透镜焦距。

另外，例如，在从激光介质5的光轴方向的端面5a侧进行激励的端面激励的情况下，能够将梳构造设置于入射侧的端面5a侧。

这样，在从激光介质5的端面5a侧进行激励的端面激励的情况下，在端面5a侧激光介质5内的温度上升最高，端面5a侧的温度分布最显著，所以通过在入射侧的端面5a侧设置具有梳构造的接合部，从而能够最容易地调整热透镜焦距。

另外，在从入射侧的端面5a侧进行激励的端面激励的情况下，也可以将梳构造设置于射出侧的端面5b侧，即使在端面5b侧配置了具有梳构造的接合部的情况下，在入射侧的端面5a侧，由于与散热器2的接合面积变大，所以排热的效率也会提高。

其结果，能够调整在激光介质5内发生的热透镜效应，并且能够抑制热透镜效应。

另外，以从端面5a侧进行激励的端面激励的情况为例子进行了说明，但显然，在光轴6（z轴）的方向的光学系在激光介质5的两端面5a、5b处非对称、且激光介质5内的温度分布分布于光轴方向的情况下，通过设置上述梳构造部分，能得到同样的效果。

另外，激光介质5内的光轴方向的梳构造也可以设置于激光介质的端面5a、5b两面。

通过这样构成，即使发生侧面激励等与激光介质5内的激光光轴方向对称的温度分布的情况下，也能够调整热透镜焦距。

另外，散热器2的梳齿间的空隙通常是空气，但也可以用具有比散热器2小的热传导率的热绝缘材料来填埋。在该情况下，利用由于梳齿的前端与热绝缘材料的热传导率之差而发生的温度分布，生成激光介质5内的折射率分布。

通过这样埋入热绝缘材料，包层4的排热侧的前表面与接合剂3接合，对在激光介质5中发生的热进行排热，所以能够抑制激光介质5的温度上升。另外，相比于仅在梳形的前端固定了包层4的情况，能够提高散热器2的刚性。

如以上那样，本发明的实施方式1（图1～图5）的模式控制波导型激光装置具备：激光介质5，呈现平板状，在与光轴6垂直的剖面的厚度方向上具有波导构造，发生针对激光的增益；包层4，接合在激光介质5的一面；以及散热器2，经由包层4接合在激光介质5的一面侧，激光介质5利用折射率分布生成透镜效应，激光在厚度方向上以波导模式进行振荡，并且在与光轴6以及厚度方向垂直的方向上以基于透镜效应的空间模式进行振荡。

在上述结构中，根据包层4和散热器2的接合面积，使得在激光介质5中发生期望的温度分布而生成激光介质5内的折射率分布。

具体而言，散热器2具备在激光的光轴6的一部分具有与光轴6平行的梳构造的接合部（图3内的阴影部），通过调整梳构造的范围，使得在激光介质中发生期望的温度分布来生成激光介质内的折射率分布。

这样，能够调整包层4和散热器2的接合面积，来调整在激光介质5内发生的折射率分布以及透镜效应，在发热大的部位全面排热而降低温度，在发热小的部位生成热透镜，从而能够实现提高了可靠性的模式控制波导型激光装置。

另外，在图3中，具有梳构造的接合部（成为调整侧的开放部）设置于激光介质5的除了光轴6的激光入射的入射面以外的接合面。

即，具有梳构造的接合部设置于端面2b侧即激光介质5的光轴6的激光射出的射出面（端面5b）的接合面，不构成梳齿的接合部设置于端面2a侧即激光介质5的入射面（端面5a）的接合面。

由此，能够在易于温度上升的入射侧抑制发热。

（实施例2）

另外，在上述实施方式1（图1～图5）中，为了调整在激光介质5内发生的热透镜，在散热器2的光轴6（z轴）的方向的一部分设置梳构造，通过调整梳构造部分的宽度A而调整了波导内的温度分布，但也可以如图6那样，将散热器2的光轴方向的梳构造部分断续地设置多个。

以下，参照图1以及图6，说明本发明的实施方式2。

图6是示出本发明的实施方式2的模式控制波导型激光装置的散热器2的形状的剖面图，示出上述（图1）的剖面b－b’。

在该情况下，整体结构除了散热器2的梳形状与上述不同的点以外如图1所示那样，只要没有特别明确说明，就设为具有与上述（图1）的激励光入射单元1～激光介质5等同的功能。

在如上述实施方式1（图1～图3）那样设置了单一的梳构造的情况下，随着散热器2的光轴方向的梳构造部分的宽度A（参照图3）变窄，包层4和散热器2的接合面积增大，根据由于排热而发生的热分布，在y轴方向上也发生折射率分布，作为结果，在y轴方向上也会产生热透镜。

相对于此，根据本发明的实施方式2（图6），通过将散热器2的光轴方向的梳构造部分断续地设置多个，从而能够消除上述问题（y轴方向的热透镜的发生）。

在图6中，将散热器2的光轴方向的梳构造断续地配置了多根，能够通过调整各梳构造部分的宽度来调整在激光介质5内发生的热透镜的焦距。

另外，通过调整某宽度的梳构造的个数，也能够调整热透镜的焦距。

另外，在图6中，各梳构造部分的宽度是一定的，但各宽度不需要必须均匀。

如以上那样，根据本发明的实施方式2（图1、图6）的模式控制波导型激光装置，从激光介质5的光轴6的激光入射的入射面断续地设置了多个具有梳构造的接合部，在光轴6（z轴）的方向上，散热器2和包层4经由接合剂3接合的部分以及散热器2和包层4不接合的部分交替分布。

由此，光轴方向的热传导增大，其结果，能够使在y轴方向上发生的热分布在与光轴6平行的方向上平均化，能够降低y轴方向的热透镜的发生。

另外，与上述同样地，散热器2的梳齿间的空隙通常是空气，但也可以用具有比散热器2小的热传导率的热绝缘材料来填埋。在该情况下，利用由于梳齿的前端与热绝缘材料的热传导率之差而发生的温度分布来生成激光介质5内的折射率分布。

通过这样埋入热绝缘材料，包层4的排热侧的前表面与接合剂3接合，使在激光介质5中发生的热排热，所以能够抑制激光介质5的温度上升。另外，相比于仅在梳形的前端固定了包层4的情况，能够提高散热器2的刚性。

（实施例3）

另外，虽然在上述实施方式1、2（图1～图6）中，未特别提及，但在激光谐振器内的x轴方向上的激光振荡中，激光介质5的宽度（x轴）比激光的波长充分大，所以不进行y轴上的基于波导的模式选择，成为空间模式的激光谐振器。

此处，也可以如图7那样，构成为如下：在与散热器2的光轴6平行的方向上，设置多个经由接合剂3接合于包层4的梳齿，使得在激光介质5内的x轴方向上周期性地发生以2个梳齿的中心为光轴的热透镜效应，从而能够在x轴方向上生成周期性的多个振荡模式。

以下，参照图1以及图7，说明本发明的实施方式3。

图7是示出本发明的实施方式3的模式控制波导型激光装置的散热器2的形状的剖面图，示出上述（图1）的剖面b－b’。

在本发明的实施方式3中，实现如下模式控制波导型激光装置：使得在激光介质5中发生期望的温度分布而在激光介质5内生成折射率分布，利用该折射率分布，生成在x轴方向排列了多个透镜的效应的透镜效应，在y轴方向上以波导模式进行振荡，在x轴方向上以基于透镜效应的空间模式振荡出多个激光。

在图7中，通过使散热器2的光轴6（z轴）的方向的梳构造的宽度A（参照图3）从在光轴方向上不存在梳构造的情况（各梳构造的部分彼此相接的情况）变化至光轴方向整体是梳构造的情况、或者通过调整在光轴方向上存在多个的梳构造部分的个数，能够调整激光介质5的热透镜焦距。

如以上那样，根据本发明的实施方式3（图1、图7）的模式控制波导型激光装置，激光介质2利用折射率分布生成在与光轴6以及厚度方向垂直的方向（x轴）上排列了多个透镜的效应的透镜效应，在厚度方向（y轴）上以波导模式振荡出激光，并且在与光轴6以及厚度方向垂直的方向（x轴）上，以基于透镜效应的空间模式振荡出多个激光。

根据图7的结构，使用高输出化容易的具有宽的发光区域的宽面LD、或将发射极配置为一列的LD阵列，来实现激励光的高输出化，即使在能够输出高输出的激光的模式控制波导型激光装置中，也能够控制在激光介质5内发生的热透镜。

通过这样埋入热绝缘材料，包层4的排热侧的前表面与接合剂3接合，而使在激光介质5中发生的热排热，所以能够抑制激光介质5的温度上升。另外，相比于仅在梳形的前端固定了包层4的情况，能够提高散热器2的刚性。

（实施例4）

另外，在上述实施方式3（图7）中，为了调整在激光介质5内发生的热透镜焦距，在x轴方向上生成多个透镜效应，在y轴方向上以波导模式进行振荡、在x轴方向上以基于透镜效应的空间模式振荡出多个激光的装置中，在散热器2的光轴方向上设置梳构造，通过调整梳构造部分的宽度A或者存在多个的梳构造部分的个数，来调整了波导内的温度分布，但也可以如图8那样，将散热器2的光轴（z轴）的方向的梳构造部分断续地设置多个。

以下，参照图1以及图8，说明本发明的实施方式4。

图8是示出本发明的实施方式4的模式控制波导型激光装置的散热器2的形状的剖面图，示出上述（图1）的剖面b－b’。

在上述实施方式3（图7）的情况下，随着散热器2的光轴方向的梳构造部分变窄，根据由于排热而发生的热分布，在y轴方向上也会发生折射率分布，作为结果，在y轴方向上也会产生热透镜。

相对于此，根据本发明的实施方式4（图8），通过将散热器2的光轴方向的梳构造部分断续地设置多个，从而使得在激光介质5中发生期望的温度分布而在激光介质5内生成折射率分布，利用该折射率分布，生成在x轴方向排列了多个透镜的效应的透镜效应，在y轴方向上以波导模式进行振荡、在x轴方向上以基于透镜效应的空间模式振荡出多个激光的装置中，也能够消除上述问题。

在图8中，将散热器2的光轴（z轴）的方向的梳构造部分断续地配置多个，通过调整梳构造部分的宽度A（参照图3），能够调整在激光介质5内发生的热透镜的焦距，并且，通过调整某宽度的梳构造的个数，也能够调整在激光介质5内发生的热透镜焦距。

另外，各梳构造部分的宽度A不需要必须一定。

如以上那样，根据本发明的实施方式4（图1、图8）的模式控制波导型激光装置，在光轴方向上，散热器2和包层4经由接合剂3接合的部分以及不接合的部分交替分布，从而与光轴6平行的方向的热的传导增加，其结果，即使在x轴方向上具有周期性的多个振荡模式的激光装置中，也能够使在y轴方向上发生的热分布在与光轴6平行的方向上平均化，能够降低y轴方向的热透镜。

另外，使用高输出化容易的具有宽的发光区域的宽面LD、或将发射极配置为一列的LD阵列，来实现激励光的高输出化，即使在能够输出高输出的激光的模式控制波导型激光装置中，也能够控制在激光介质5内发生的热透镜。

另外，在上述实施方式1～4中，为了在发热大的入射侧在整面进行排热，并在发热小的射出侧调整而生成热透镜，如图3、图7那样，将具有梳构造的接合部设置于激光介质5的光轴6的激光射出的射出面（端面5b）的接合面，但根据要求，在相比于发热的抑制效果而使热透镜的调整效果更优先的情况下，也可以在温度分布强的入射侧的端面5a的接合面设置具有梳构造的接合部。

Claims

1.一种模式控制波导型激光装置，其特征在于，具备：

激光介质，呈现平板状，在与光轴垂直的剖面的厚度方向上具有波导构造，发生针对激光的增益；

包层，接合在所述激光介质的一面；以及

散热器，经由所述包层接合在所述激光介质的一面侧，

所述激光介质利用折射率分布而生成透镜效应，

在所述厚度方向上以波导模式振荡出所述激光，并且在与所述光轴以及所述厚度方向垂直的方向上，以基于所述透镜效应的空间模式振荡出所述激光，

根据所述包层和所述散热器的接合面积，使得在所述激光介质中发生期望的温度分布而生成所述激光介质内的所述折射率分布。

2.根据权利要求1所述的模式控制波导型激光装置，其特征在于，

所述激光介质利用所述折射率分布生成在与所述光轴以及所述厚度方向垂直的方向上排列了多个透镜的效应的透镜效应，

在所述厚度方向上以波导模式振荡出所述激光，并且在与所述光轴以及所述厚度方向垂直的方向上，以基于所述透镜效应的空间模式振荡出多个所述激光。

3.根据权利要求1或者2所述的模式控制波导型激光装置，其特征在于，

所述散热器具备接合部，该接合部在所述激光的光轴的一部分具有与所述光轴平行的梳构造，

通过调整所述梳构造的范围，使得在所述激光介质中发生期望的温度分布而生成所述激光介质内的折射率分布。

4.根据权利要求3所述的模式控制波导型激光装置，其特征在于，

具有所述梳构造的接合部设置于所述激光介质的光轴的激光入射的入射面的接合面。

5.根据权利要求3或者4所述的模式控制波导型激光装置，其特征在于，

具有所述梳构造的接合部设置于所述激光介质的光轴的激光射出的射出面的接合面。

6.根据权利要求3所述的模式控制波导型激光装置，其特征在于，

具有所述梳构造的接合部设置于所述激光介质的除了光轴的激光入射的入射面以外的接合面。

7.根据权利要求3或者6所述的模式控制波导型激光装置，其特征在于，

具有所述梳构造的接合部设置于所述激光介质的除了光轴的激光射出的射出面以外的接合面。

8.根据权利要求3至7中的任意一项所述的模式控制波导型激光装置，其特征在于，

从所述激光介质的光轴的激光入射的入射面断续地设置了多个具有所述梳构造的接合部。