CN104205528A - 激光器装置 - Google Patents

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Abstract

在固体激光器元件(3)的端面(3b)设置倾斜，使得在假定为激光从该端面(3b)入射到空气的情况下，该入射面中的固体激光器元件(3)侧的法线与激光的行进方向所形成的入射角与该入射面处的偏振角大致一致，并且在波长变换元件(4)的端面(4a)设置倾斜，使得在假定为激光从该端面(4a)入射到空气的情况下，该入射面中的波长变换元件(4)侧的法线与激光的行进方向所形成的入射角与该入射面处的偏振角大致一致，该端面(3b)与端面(4b)相对置地配置。

Description

激光器装置
技术领域
本发明例如涉及一种用于投影仪装置等的光源的激光器装置。
背景技术
例如，在投影仪装置、投影电视机等显示彩色图像的装置中，作为光源需要R(红)、G(绿)、B(蓝)这三个颜色的光源。
近年来，作为这些光源，开发了以900nm带、1μm带、1.3μm带的激光为基波激光，使用非线性材料将该基波激光变换为二次谐波(SHG、Second Harmonic Generation)的波长变换激光器装置(激光器振荡器)。
作为波长变换激光器装置的一个例子，有由半导体激光器元件、固体激光器元件以及波长变换元件构成的装置(例如，参照专利文献1)。
该波长变换激光器装置通过固体激光器元件吸收从半导体激光器元件产生的激发光来产生激光的基波，波长变换元件变换由固体激光器元件产生了的基波的波长而产生二次谐波。
该波长变换激光器装置中的三个元件是单独地制作的，并被对准成各自的光轴相一致。另外，在各元件的前后端面实施如对基波以及二次谐波的各个具有最优反射率那样的涂敷。
这里，固体激光器元件和波长变换元件如果通过接合而一体化，则不需要两者的接合面侧的涂敷，而且还不需要两者间的对准，因此能够实现制作容易度的提高、成本降低等。
图16是表示固体激光器元件和波长变换元件通过接合而被一体化的波长变换激光器装置的结构图。
在图16的波长变换激光器装置中，在产生激发光的半导体激光器元件101之前配置固体激光器元件103和波长变换元件104，固体激光器元件103和波长变换元件104被固定在冷却用的散热器102上。
在固体激光器元件103形成端面103a和端面103b，在波长变换元件104形成有端面104a和端面104b，固体激光器元件103的端面103b和波长变换元件104的端面104b被接合。
这里，固体激光器元件103的端面103a具有如下那样的反射膜：透射从半导体激光器元件101射出了的激发光，对由固体激光器元件103产生的激光的基波进行全反射。
另一方面，波长变换元件104的端面104b具有对该基波进行反射并透射激光的二次谐波的光学膜。
这些全反射膜、防反射膜以及光学膜例如层叠电介质薄膜而构成。
作为接合固体激光器元件103和波长变换元件104的方法，大多采取通过光学接触、扩散接合或者表面活性化接合等来光学地接合的方法。
作为半导体激光器元件101的定位方法，一般使用主动对准法，在该主动对准法中，调整半导体激光器元件101的位置而进行固定，以使得当从半导体激光器元件101射出了激发光时从波长变换元件104输出的激光的光强度成为最大。
当从半导体激光器元件101射出的激光入射到固体激光器元件103时，通过在该固体激光器元件103内激发活性离子，使基波进行激光振荡。
此时，构成基波的谐振器的反射面(谐振面)成为作为固体激光器元件103的后端面的端面103a、和作为波长变换元件104的前端面的端面104b。
这里，在图中考虑向A方向行进的基波在端面103b或者端面104a被反射的情况、或者向B方向行进的基波在端面103b或者端面104a被反射的情况。
在这种情况下，反射波的相位通常不与基波的相位一致，因此对振荡没有贡献而成为光损耗。即，在端面103b或者端面104a产生了反射的情况下，由固体激光器元件103产生的基波的光密度下降，二次谐波的光输出特性将恶化。
通常，固体激光器元件103和波长变换元件104的热膨胀系数不完全一致，因此由于组装时的加热、伴随动作的发热，有时两者的接合剥离而产生间隙。
在以往的激光器装置中，在略微有该间隙的情况下，有时由于元件与间隙(空气)间的折射率差而反射增大，光输出特性恶化。
这里，考虑半导体激光器元件101的振荡波长为808nm，作为固体激光器元件103使用Nd:YVO4(掺钕钒酸钇晶体)，作为波长变换元件104使用PPLN(Periodically Poled Lithium Niobate：周期性极化铌酸锂晶体)的情况。
在这种情况下，固体激光器元件103通过从半导体激光器元件101射出的激发光来产生1064nm的基波。
图17以及图18表示使用菲涅耳的公式考虑电场的多重反射而求出当使固体激光器元件103与波长变换元件104的间隙宽度变化时的反射率的仿真结果。
大多将由固体激光器元件103产生的基波的偏光设为P波，因此这里考虑P波。
为了获得足够的光输出特性，需要将固体激光器元件103与波长变换元件104的接合部分的反射率设为0.6％左右以下，但是此时允许的间隙宽度非常小至16nm以下。
在实际的元件中，容易超出该间隙宽度，其结果，光输出特性会恶化。而且，由于间隙宽度的增大，P波的反射率与S波的反射率差缩小，因此变得容易引起对波长变换没有贡献的S波的振荡(寄生振荡)。
专利文献1：国际公开第2006/103767号公报
发明内容
以往的激光器装置如以上那样构成，因此即使固体激光器元件103与波长变换元件104之间的间隙微小，由于固体激光器元件103、波长变换元件104与间隙(空气)之间的折射率差，反射也会增大，存在有时光输出特性恶化的课题。
另外，还存在变得容易引起对波长变换没有贡献的S波的振荡(寄生振荡)的课题。
本发明是为了解决如上所述的课题而作出的，其目的在于获得一种激光器装置，该激光器装置即使固体激光器元件与波长变换元件(光学元件)的接合剥离而产生间隙，也能够抑制光输出特性的恶化，并且尽管固体激光器元件与波长变换元件的接合没有剥离，也能够抑制以该接合部处的反射为起因的寄生振荡。
本发明的激光器装置具备：激发用激光器，射出激发光；固体激光器元件，吸收从激发用激光器射出的激发光而产生激光；以及光学元件，入射从固体激光器元件产生的激光；在固体激光器元件的端面设置倾斜，使得在假定为激光从固体激光器元件的端面入射到空气的情况下，该入射面中的固体激光器元件侧端面的法线与激光的行进方向所形成的入射角与该入射面处的偏振角大致一致，并且在光学元件的端面设置倾斜，使得在假定为激光从光学元件的端面入射到空气的情况下，该入射面中的光学元件侧端面的法线与激光的行进方向所形成的入射角与该入射面处的偏振角大致一致，固体激光器元件的端面与光学元件的端面相对置地配置。
根据本发明，如下构成：在固体激光器元件的端面设置倾斜，使得在假定为激光从固体激光器元件的端面入射到空气的情况下，该入射面中的固体激光器元件侧端面的法线与激光的行进方向所形成的入射角与该入射面处的偏振角大致一致，并且在光学元件的端面设置倾斜，使得在假定为激光从光学元件的端面入射到空气的情况下，该入射面中的光学元件侧端面的法线与激光的行进方向所形成的入射角与该入射面处的偏振角大致一致，固体激光器元件的端面与光学元件的端面相对置地配置，因此，具有如下效果：即使固体激光器元件与光学元件的接合剥离而产生间隙，也能够抑制光输出特性的恶化，并且尽管固体激光器元件与波长变换元件的接合没有剥离，也能够抑制以该接合部处的反射为起因的寄生振荡。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的激光器装置的侧视图。
图2是表示当固体激光器元件3的折射率为n1时的偏振角(Brewster’s angle)θB的说明图。
图3是表示当使固体激光器元件3与波长变换元件4之间的隙宽度变化时向图1的A方向行进的基波的反射率的仿真结果的说明图。
图4是表示当使固体激光器元件3与波长变换元件4之间的隙宽度变化时向图1的A方向行进的基波的反射率的仿真结果的说明图。
图5是表示当将间隙宽度设为100nm时的入射角θin与反射率的关系的说明图。
图6是表示向图1的B方向行进的基波的入射角θin与反射率的关系的说明图。
图7是表示当入射侧固体元件的折射率n1为1.5时，对于射出侧固体元件的各折射率n2，反射率成为0.6％的最大的间隙宽度的仿真结果的说明图。
图8是表示当入射侧固体元件的折射率n1为2.0时，对于射出侧固体元件的各折射率n2，反射率成为0.6％的最大的间隙宽度的仿真结果的说明图。
图9是表示当入射侧固体元件的折射率n1为2.5时，对于射出侧固体元件的各折射率n2，反射率成为0.6％的最大的间隙宽度的仿真结果的说明图。
图10是表示本发明的实施方式2的激光器装置的侧视图。
图11是表示本发明的实施方式3的激光器装置的侧视图。
图12是表示本发明的实施方式4的激光器装置的侧视图。
图13是表示本发明的实施方式5的激光器装置的侧视图。
图14是表示本发明的实施方式6的激光器装置的侧视图。
图15是表示本发明的实施方式7的激光器装置的侧视图。
图16是表示固体激光器元件和波长变换元件通过接合而一体化的波长变换激光器装置的结构图。
图17是表示使用菲涅耳的公式考虑电场的多重反射而求出当使固体激光器元件与波长变换元件的间隙宽度变化时的反射率的仿真结果的说明图。
图18是表示使用菲涅耳的公式考虑电场的多重反射而求出当使固体激光器元件与波长变换元件的间隙宽度变化时的反射率的仿真结果的说明图。
(附图标记说明)
1：半导体激光器元件(激发用激光器)；2：散热器；3：固体激光器元件；3a、3b：固体激光器元件的端面；4：波长变换元件(光学元件)；4a、4b：波长变换元件的端面；5：Cr膜(光吸收膜)；6：基板；7～10：包覆层；101：半导体激光器元件；102：散热器；103：固体激光器元件；103a、103b：固体激光器元件的端面；104：波长变换元件；104a、104b：波长变换元件的端面。
具体实施方式
下面，为了更详细地说明本发明，按照附图说明用于实施本发明的方式。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的激光器装置的侧视图。
在图1中，半导体激光器元件1是例如射出波长为808nm的激发光的激发用激光器，与固体激光器元件3的端面3a靠近地配置。
此外，半导体激光器元件1根据需要接合了冷却用的散热器(未图示)。
散热器2是冷却用的构件，由导热率大的材料构成。例如，使用Si等材料。
固体激光器元件3例如由Nd:YVO4(掺钕钒酸钇晶体)构成，被设置在散热器2之上。
固体激光器元件3吸收从半导体激光器元件1射出的激发光而产生激光的基波(例如，波长为1064nm的基波)。
在固体激光器元件3形成入射从半导体激光器元件1射出的激发光的端面3a、以及射出所产生的基波的端面3b。
此外，在端面3b设置有倾斜，使得在假定从固体激光器元件3产生的基波从端面3b入射到空气的情况下，该入射面中的固体激光器元件3侧端面的法线NL与该基波的行进方向所形成的入射角θin(＝θ1)与该入射面处的偏振角(θB1)大致一致。
作为光学元件的波长变换元件4例如由作为非线性材料的PPLN(Periodically Poled Lithium Niobate：周期性极化铌酸锂晶体)构成，被设置在散热器2之上。
波长变换元件4对从固体激光器元件3产生的基波的波长进行变换，输出例如波长为532nm的二次谐波。
在波长变换元件4形成入射从固体激光器元件3产生的基波的端面4a、以及输出作为波长变换后的激光的二次谐波的端面4b。
波长变换元件4的端面4a通过光学接触、扩散接合或者表面活性化接合等来与固体激光器元件3的端面3b光学地接合。
此外，在端面4a设置有倾斜，使得在假定了基波从波长变换元件4的端面4a入射到空气的情况下，该入射面中的波长变换元件4侧端面的法线(未图示)与该基波的行进方向(与图1所记述的基波的行进方向相反方向)所形成的入射角(θ2)与该入射面处的偏振角(θB2)大致一致。
设置在固体激光器元件3的端面3b的倾斜、和设置在波长变换元件4的端面4a的倾斜具体如下。
(1)设置在固体激光器元件3的端面3b的倾斜
入射角θ1＝(偏振角θB1或偏振角θB2)
或者
偏振角θB1<入射角θ1<偏振角θB2
或者
偏振角θB2<入射角θ1<偏振角θB1
(2)设置在波长变换元件4的端面4a的倾斜
入射角θ2＝(偏振角θB1或偏振角θB2)
或者
偏振角θB1<入射角θ2<偏振角θB2
或者
偏振角θB2<入射角θ2<偏振角θB1
接着说明动作。
当从半导体激光器元件1射出的激发光从端面3a入射到固体激光器元件3内时，在固体激光器元件3内激发活性离子。该激发的结果，从固体激光器元件3产生基波。
当从固体激光器元件3产生的基波从端面3b射出后从端面4a入射到波长变换元件4内时，在波长变换元件4内基波的波长被变换。该波长变换的结果，输出二次谐波。
这里，在固体激光器元件3的端面3a施以如下那样的光学膜：透射从半导体激光器元件1射出的激发光，另一方面对从固体激光器元件3产生的基波进行全反射。
另外，关于通过在波长变换元件4的端面4b反射的基波在波长变换元件4内生成而行进到端面3b侧的二次谐波，优选是在固体激光器元件3的端面3a反射而从波长变换元件4的端面4b取出。
因而，希望在固体激光器元件3的端面3a施以如下那样的光学膜：与对从固体激光器元件3产生的基波进行全反射同时地，对二次谐波进行全反射。
另一方面，在波长变换元件4的端面4b施以如反射基波并透射二次谐波那样的光学膜。
这些全反射膜、防反射膜、光学膜例如层叠电介质薄膜而构成。
固体激光器元件3的端面3b和波长变换元件4的端面4a通过扩散接合、光学接触等来接合。
在以往的激光器装置中，该端面的接合面相对于基波的行进方向成为垂直，但是在该实施方式1的激光器装置中，端面3b与端面4a的接合面成为倾斜面。
固体激光器元件3的端面3b的倾斜角(tilt angle)θA被设定为如基波的入射角θin成为偏振角那样的角度，以使得在从固体激光器元件3产生的基波从固体激光器元件3射出到空气时成为全透射。
这里，偏振角仅对于在与纸面平行的面内具有偏光的所谓P波而存在，这里考虑该P波。
当固体激光器元件3的折射率设为n1、空气的折射率设为n3(＝1)时的偏振角θB以下述的式(1)表示。
&theta; B = tan - 1 ( n 3 n 1 ) = tan - 1 ( 1 n 1 ) - - - ( 1 )
当固体激光器元件3的折射率为n1时的偏振角θB如图2那样。
例如，在固体激光器元件3的折射率n1为2.165的情况下，偏振角θB是24.8°，因此倾斜角θA(＝90°-θB)成为65.2°。
这里，考虑如下情况：以基波的入射角θin成为24.8°的偏振角的方式形成端面3b，并且以与该端面3b成为平行的方式形成端面4a。
图3以及图4表示对当使固体激光器元件3与波长变换元件4之间的隙宽度变化时向与固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面平行的A方向行进的基波的反射率进行仿真所得的结果。
针对P波的反射率在任何距离下都成为0.001％左右以下，与以往构造的情况(图17以及图18)相比变得极小。
另外，当将间隙宽度设为100nm时的入射角θin与反射率的关系成为如图5那样，入射角θin为偏振角即24.8°，反射率成为最小的6×105％。
当允许的反射率设为0.6％以下时，为了满足它所需的下限角根据图5成为22.8°，上限角根据图5成为26.6°。
关于上限侧的反射率，在基波成为全反射的角度、所谓临界角θC附近急剧地变大，因此上限角始终为θC以下。θC由下述的式(2)提供，在这种情况下θC＝27.5°。
&theta; C = sin - 1 ( n 3 n 1 ) = sin - 1 ( 1 n 1 ) - - - ( 2 )
向A方向行进而透射了端面3b以及端面4a的基波在端面4b处它的一部分反射而向作为相反方向的B方向行进。
考虑设为该B方向与固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面平行，而该基波透射端面4a以及端面3b的接合部的情况。
在端面3b以及端面4a平行的情况下，基波的入射角θin与之前的情况一样，因此相同的争论成立。
但是，入射侧介质成为作为非线性元件的波长变换元件4，因此需要将式(1)以及式(2)的折射率n1(＝2.1650)替换为折射率n2(＝2.1484)。在两者的情况下都是空气，因此折射率n3相同。
因此，在向A方向行进的基波的情况下θB＝24.8°，但是向B方向行进的基波的情况下成为θB＝25.0°。
向B方向行进的基波的入射角θin与反射率的关系成为如图6那样，在偏振角即25.0°附近成为最小。
当将允许的反射率设为0.6％以下时，所需的下限角成为23.0°，上限角成为26.8°。
在向A方向行进的基波的情况下，所需的下限角为22.8°，上限角为26.6°，因此可知当将入射角θin设为23.0°～26.6°时在两者的情况下能够将基波的反射率设为0.6％以下。
在该实施方式1中，设为端面3b与端面4a成为平行，因此针对向B方向行进的基波的入射角θin成为24.8°。此时的反射率为约0.006％。
因而，在该实施方式1的激光器装置中，对将端面3a和端面4b作为反射面而往复的基波，由该接合部分处的反射引起的光损耗成为约0.006％，尽管存在间隙，也只产生非常小的反射损耗。
根据以上的结果可知，在向A方向行进的情况下计算出的偏振角与向B方向行进的情况下计算出的偏振角越接近，为了降低激光器装置整体的反射损耗而求出的角度范围变得越宽。
这与如下相同：固体激光器元件3的折射率与波长变换元件4的折射率越接近，为了降低激光器装置整体的反射损耗所求出的角度范围变得越宽。但是，即使在两者的折射率不同的情况下，如果能够设定为如接合部的反射损耗之和成为所期望的损耗以下那样的角度，则当然也能够获得没有问题的光输出特性。
另外，有时固体激光器元件3或者波长变换元件4由具有双折射率的材料、即根据偏光方向其折射率不同的材料构成，在这种情况下，当然只要考虑所传输的基波感知的折射率即可。这是因为争论了基波在端面反射时的反射率。
图7～图9是当将基波的波长设为1064nm、入射侧的介质(在实施方式1中为固体激光器元件3)的折射率设为n1、射出侧的介质(在实施方式1中为波长变换元件4)的折射率设为n2、处于两者间的间隙的空气的折射率设为1时、入射光(在实施方式1中为由固体激光器元件3产生的基波)的反射率成为0.6％以下的两个介质间的间隙宽度的最大值相对于入射角(在实施方式1中为θin)进行仿真的图。
在以往的激光器装置中，与θin＝0°的情况相当。其结果，与图17、图18中的反射率的间隙宽度依赖性相同，是基于使用菲涅耳的公式、考虑电场的多重反射而求出的仿真的结果。
根据该仿真结果，可知任意组合折射率n1和折射率n2的情况下，入射光的反射率成为0.6％以下的角度以偏振角为中心具有宽度地存在。
这里，示出了有限的组合的结果，但是在其它组合的情况下，偏振角以及临界角也能够通过式(1)、式(2)根据与反射率相同的仿真来求出。
通过以上可知，根据该实施方式1，即使在间隙宽度不为0的情况下也能够减小反射损耗，因此还能够设为使端面3b和端面4b分开的结构。
另外，将在端面3b与端面4a处的入射角设为相同并非是必须的(不需要必须使端面3a与端面4b完全地平行)，也可以使各自的角度最优化，以使得基波在作为谐振器面的端面3a和端面4b内转一圈时的损耗成为最小。
而且，根据该实施方式1，能够减小P波的反射率，另一方面能够使S波的反射率比P波更大。即能够加大S波的损耗，因此还能够获得能够抑制S波的寄生振荡这样的优点。
此外，在该实施方式1中，示出了θA°＝90°-θB1°的例子，但是不限于此，也可以设为θA°＝90°+θB1°。在这种情况下，成为上下对称的形状，因此能够应用相同的争论，能够获得相同的效果。
在该实施方式1中，示出了作为固体激光器元件3而使用Nd:YVO4的例子，但是不限于使用Nd:YVO4，能够使用一般的激光器介质。
作为一般的激光器介质，例如除了能够使用Nd:GdVO4(掺钕钒酸钆晶体)之外还能够使用Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:Glass、Yb:YAG、Yb:YLF、Yb:KGW、Er:Glass、Er:YAG、Tm:YAG、Tm:YLF、Ho:YAG、Ho:YLF、Ti:Sapphire、Cr:LiSAF等。
在该实施方式1中，示出了波长变换元件4使用PPLN的例子，但是也可以使用耐光损伤的添加MgO的PPLN。
另外，作为波长变换元件4，也可以使用添加MgO的PPLT(Periodic Poled LiTaO3:周期性极化铌酸锂晶体)。
此外，作为波长变换元件4，能够使用一般的波长变换用材料，作为一般的波长变换用材料，例如有KTP、KN、BBO、LBO、CLBO、LiNbO3、LiTaO3等。
另外，如果使用耐光损伤的添加MgO的LiNbO3、添加MgO的LiTaO3、定比LiTAO3等，则能够提高入射的基波的功率密度，因此能够实现高效率的波长变换。
而且，如果使用具有周期性反转极化构造的添加MgO的LiNbO3、添加MgO的LiTaO3、定比LiNbO3、定比LiTaO3、KTP等，则能够增加非线性常数，能够实现更高效率的波长变换。
作为固体激光器元件3和波长变换元件4的组合，例如设为Nd:YVO4和添加MgO的LiNbO3、Nd:YVO4和添加MgO的LiTaO3、Nd:GdVO4和添加MgO的LiNbO3、Nd:GdVO4和添加MgO的LiTaO3等，则两者的折射率接近，因此固体激光器元件3和波长变换元件4的偏振角接近，能够将当两者的端面形成角设为相同时的光损耗抑制得小。
作为用于固体激光器元件3以及波长变换元件4与散热器2的接合的接合剂，希望使用容易控制厚度的蒸镀焊锡(例如，AuSn焊锡等)。另外，散热器2由导热率大的材料构成，例如使用Si等。
接着，说明图1的激光器装置的制造方法。
首先，固体激光器元件3的一个端面的倾斜角θA(＝90°-θB1)研磨成为如图1那样，形成端面3b。
接着，波长变换元件4的一个端面的倾斜角θA(＝90°-θB1)研磨成为如图1那样，形成端面4a。
之后，通过光学接触、扩散接合等接合端面3b和端面4a，研磨上下表面或者单面使得成为所期望的厚度。该厚度一般设为几um～几百um。
接着，固体激光器元件3的端面3a以及波长变换元件4的端面4b研磨成相对于上下表面垂直的面。
固体激光器元件3以及波长变换元件4的光轴方向的长度一般设为几百um～几十mm。
之后，在端面3a以及端面4b形成光学膜。
之后，将固体激光器元件3和波长变换元件4的一体化元件接合到散热器2之后，切断成为所期望的宽度。
作为切断方法，优选是使用不产生切屑等的激光器加工。另外，关于端面3b与端面4a的接合，还有研磨固体激光器元件3以及波长变换元件4的上下表面来形成所期望的厚度的基础上进行接合的方法。
在将端面3b以及端面4a的角度设为相同的倾斜角θA的情况下，能够无间隙地接合两者。
在将端面3b与端面4a的角度设为接近的倾斜角θA的情况下，例如在将端面3b的倾斜角θA设为90°-24.8°＝65.2°、将端面4a的倾斜角θA设为90°-25.0°＝65.0°的情况下，能够使在各端面处的反射率为最小，因此能够使全损耗为最小。
以上是接合固体激光器元件3和波长变换元件4的情况，但是也可以是固体激光器元件3和波长变换元件4间分开的结构。在这种情况下，以固体激光器元件3和波长变换元件4相互分开的状态接合到散热器2，之后切断成所期望的宽度。
此时，需要使固体激光器元件3和波长变换元件4的高度相一致。为此，在接合固体激光器元件3以及波长变换元件4与散热器2时，希望使用容易控制厚度的蒸镀焊锡(例如，AuSn焊锡等)。
在该实施方式1中，示出了作为第1光学元件使用固体激光器元件3的例子，但是不限于固体激光器元件3，也可以使用其它的光学元件。另外，在配置第1光学元件和第2光学元件(波长变换元件4)时，还能够将本发明的构造应用在第1光学元件与第2光学元件的接合中。
另外，在该实施方式1中，示出了作为第2光学元件使用产生二次谐波的波长变换元件4(SHG元件)的例子，但是不限于波长变换元件4，明显例如使用用于和频发生器(SFG：Sum FrequencyGeneration)、参量振荡器(OPO：Optical Parametric Oscillator)的光学元件、或者偏振器、Q开关元件等，也能够获得本发明的效果。
在该实施方式1中，示出了基波的波长为1064nm的例子，但是基波的波长不限于1064nm，当然也可以是其它的波长。
另外，在该实施方式1中，示出了固体激光器元件3和波长变换元件4的形状为平板状的例子，但是固体激光器元件3和波长变换元件4的形状不限于平板状，例如圆柱状等形状当然也能够获得相同的效果。但是，如果是平板状的形状，则通过将底面接合到散热器2等，能够获得容易使固体激光器元件3和波长变换元件4的光轴相一致等、制作变得容易等效果。
实施方式2.
图10是表示本发明的实施方式2的激光器装置的侧视图。
在该实施方式2中，不接合固体激光器元件3的端面3b和波长变换元件4的端面4a而形成间隙，在这点上与上述实施方式1不同。
在这种情况下，如上所述也能够获得与上述实施方式1相同的效果。
图10的激光器装置的制造方法为在上述实施方式1中的激光器装置的制造方法中不包含固体激光器元件3的端面3b与波长变换元件4的端面4a的接合工序的制造方法。
即，在单独地制作了固体激光器元件3和波长变换元件4之后，将固体激光器元件3和波长变换元件4配置在散热器2上。
另外，还考虑如下方法等：通过研磨等形成了固体激光器元件3和波长变换元件4的端面和下表面之后，接合该下表面和散热器2，之后研磨上表面。
实施方式3.
图11是表示本发明的实施方式3的激光器装置的侧视图。
在上述实施方式1中，示出了固体激光器元件3和波长变换元件4被配置在散热器2之上的例子，但是也可以在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面(与固体激光器元件3以及波长变换元件4的光轴平行、且与包含该光轴和射出角的面正交的侧面)形成成为光吸收层的Cr膜5(光吸收膜)。
在图11中图示了S波或者P波的光路径。
向A方向行进的S波或者P波在端面3b向上方向反射，之后在上表面反射后到达下表面的Cr膜5，其一部分被吸收。
另外，向B方向行进的S波或者P波在端面4a向下方向反射，到达下表面的Cr膜5，其一部分被吸收。
但是，关于向A方向以及B方向行进的基波，与固体激光器元件3以及波长变换元件4几乎平行地行进，因此Cr膜5导致的吸收小。
通过如以上那样的光吸收导致的光损耗差，来抑制在接合部反射了的S波或者P波导致的寄生振荡。
在图11中，示出了在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面形成了Cr膜5的例子，但是既可以在固体激光器元件3以及波长变换元件4的上表面形成Cr膜5，也可以在固体激光器元件3以及波长变换元件4的上表面和下表面这两者形成Cr膜5。
另外，在图11中，示出了在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面形成Cr膜5的例子，但是也可以在固体激光器元件3的下表面等、或者波长变换元件4的下表面等中的某一个形成中Cr膜5。
该实施方式3的激光器装置通过在接合了固体激光器元件3以及波长变换元件4之后，研磨其上表面以及下表面，在其下表面蒸镀Cr膜5而得到。
在Cr膜5与散热器2的接合中，为了容易制作还能够使用粘接剂。在这种情况下，由于Cr膜5的光吸收作用，光难以到达粘接剂，因此还产生如下优点：粘接剂难以产生劣化，可靠性得到提高。
这里，作为光吸收膜即Cr膜5，只要是吸收S波或者P波的材料即可，例如既可以是Cr等金属膜，也可以是它的多层膜。
蒸镀Cr膜5的固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面不需要镜面，例如通过设为粗糙的面来散射在下表面反射了的光，因此变得更难以产生寄生振荡的问题。
其它部分的构造、其制作方法与上述实施方式1相同。
实施方式4.
图12是表示本发明的实施方式4的激光器装置的侧视图。
在上述实施方式1中，示出了固体激光器元件3和波长变换元件4被配置在散热器2之上的例子，但是也可以在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面形成透射激光的一部分或者全部的基板6(折射率与固体激光器元件3以及波长变换元件4接近的基板)。
在固体激光器元件3与基板6的折射率差、波长变换元件4与基板6的折射率差小到向下方行进的光不被全反射的程度的情况下，反射的光行进到不具有增益的基板6内为止，由此谐振器增益变小，因此变得难以振荡。
另外，基板6具有抑制基波渗出到散热器2而被吸收的效果，此外，还具有如下效果：缓和来自散热器2的应力，抑制固体激光器元件3和波长变换元件4的接合部中的剥离。
基板6的材质无所谓，但是一般使用与波长变换元件4相同的材料。
固体激光器元件3以及波长变换元件4与基板6之间的接合既可以是扩散接合、光学接触、表面活性化接合，也可以使用粘接剂。其它部分的构造及其制作方法与上述实施方式1相同。
在图12中，示出了在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面形成基板6的例子，但是既可以在固体激光器元件3以及波长变换元件4的上表面形成基板6，也可以在固体激光器元件3以及波长变换元件4的上表面和下表面这两者形成基板6。
在图12中，示出了在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面形成基板6的例子，但是也可以在固体激光器元件3的下表面等、或者波长变换元件4的下表面等中的某一个中形成基板6。
实施方式5.
图13是表示本发明的实施方式5的激光器装置的侧视图。
在上述实施方式3中，示出了在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面形成Cr膜5的例子，但是也可以与上述实施方式4同样地，在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面形成基板6，并且在该基板6的外侧形成成为光吸收层的Cr膜5。
在这种情况下，也能够与上述实施方式3同样地通过由Cr膜5吸收反射波来抑制寄生振荡，但是通过形成基板6，Cr膜5导致的寄生振荡的抑制效果变得更显著。
其它部分的构造及其制作方法与上述实施方式1相同。
实施方式6.
图14是表示本发明的实施方式6的激光器装置的侧视图。
在上述实施方式1中，示出了固体激光器元件3和波长变换元件4被配置在散热器2之上的例子，但是也可以通过在固体激光器元件3的上表面以及下表面形成包覆层7、8(折射率比固体激光器元件3小的包覆层)、在波长变换元件4的上表面以及下表面形成包覆层9、10(折射率比波长变换元件4小的包覆层)来具有波导型的构造。
通过将固体激光器元件3以及波长变换元件4设为波导型，能够减少垂直方向的模数，获得产生大的增益等波导型的优点。
另外，在这种情况下，有效折射率由于垂直方向的模次数而不同，因此通过将入射角设定为针对基本模的有效折射率的偏振角，能够增大高次模的反射率。即，能够具有越是低次模越容易振荡那样的模选择性。
在固体激光器元件3的上下能够通过光学接触、扩散接合、或者利用粘接剂的接合等来接合包覆层7、8。或者通过以蒸镀、溅射法形成成为包覆材料的膜，也能够形成包覆层7、8。
同样地，在波长变换元件4的上下能够通过光学接触、扩散接合、或者利用粘接剂的接合等来接合包覆层9、10。或者通过以蒸镀、溅射法形成成为包覆材料的膜，也能够形成包覆层9、10。
在波导型的固体激光器元件3以及波导型的波长变换元件4的下表面、上表面、或者上下表面形成了光吸收膜5的情况下，能够获得与上述实施方式3相同的效果。
其它部分的构造及其制作方法与上述实施方式1相同。
在图14中，示出了在固体激光器元件3的上表面以及下表面形成包覆层7、8、且在波长变换元件4的上表面以及下表面形成包覆层9、10的例子，但是既可以只在固体激光器元件3的上表面以及下表面形成包覆层7、8，也可以只在波长变换元件4的上表面以及下表面形成包覆层9、10。
另外，既可以只在固体激光器元件3以及波长变换元件4的上表面形成包覆层7、9，也可以只在固体激光器元件3以及波长变换元件4的下表面形成包覆层8、10。
实施方式7.
图15是表示本发明的实施方式7的激光器装置的侧视图。
在上述实施方式6中，示出了在固体激光器元件3的上表面以及下表面形成包覆层7、8、且在波长变换元件4的上表面以及下表面形成包覆层9、10的例子，但是也可以在包覆层8、10的下表面、包覆层9、10的上表面、或者它的下表面以及上表面这两者形成基板6。另外，也可以在基板6的外侧形成作为光吸收膜的Cr膜5。由此，能够获得上述实施方式4、6这两者的优点。
制作方法与上述实施方式4、6的情况相同。
此外，本申请发明能够在本发明的范围内进行各实施方式的自由组合、或者各实施方式的任意结构要素的变形、或者在各实施方式中任意结构要素的省略。
产业上的可利用性
本发明的激光器装置例如适合用于投影仪装置等的光源，特别是适于即使固体激光器元件3和波长变换元件4的接合剥离而产生间隙也需要抑制光输出特性的恶化的情况。

Claims (18)

1.一种激光器装置，其特征在于，具备：
激发用激光器，射出激发光；
固体激光器元件，吸收从所述激发用激光器射出了的激发光而产生激光；以及
光学元件，入射从所述固体激光器元件产生了的激光，
在所述固体激光器元件的端面设置倾斜，使得在假定为所述激光从所述固体激光器元件的端面入射到空气的情况下，该入射面中的所述固体激光器元件侧端面的法线与所述激光的行进方向所形成的入射角与该入射面处的偏振角大致一致，并且
在所述光学元件的端面设置倾斜，使得在假定为所述激光从所述光学元件的端面入射到空气的情况下，该入射面中的所述光学元件侧端面的法线与所述激光的行进方向所形成的入射角与该入射面处的偏振角大致一致，
所述固体激光器元件的端面与所述光学元件的端面相对置地配置。
2.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于，
光学元件是对从固体激光器元件产生了的激光的波长进行变换的波长变换元件。
3.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于，
当在假定为激光从固体激光器元件的端面入射到空气的情况下该入射面中的所述固体激光器元件侧端面的法线与所述激光的行进方向所形成的入射角为θ1、该入射面处的偏振角为θB1、
在假定为激光从光学元件的端面入射到空气的情况下该入射面中的所述光学元件侧端面的法线与所述激光的行进方向所形成的入射角为θ2、该入射面处的偏振角为θB2时，
在所述固体激光器元件的端面设置倾斜，使得所述入射角θ1与所述偏振角θB1或者所述偏振角θB2一致、或者所述入射角θ1成为所述偏振角θB1与所述偏振角θB2之间的角度，并且
在所述光学元件的端面设置倾斜，使得所述入射角θ2与所述偏振角θB1或者所述偏振角θB2一致、或者所述入射角θ2成为所述偏振角θB1与所述偏振角θB2之间的角度。
4.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于，
相对置地配置的固体激光器元件的端面与光学元件的端面被接合。
5.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于，
在相对置地配置的固体激光器元件的端面与光学元件的端面之间设置有间隙。
6.根据权利要求3所述的激光器装置，其特征在于，
固体激光器元件以及光学元件为平板状的构件，从所述固体激光器元件以θ1的射出角射出的激光的方向、和从所述光学元件以θ2的射出角射出的激光的方向被包含在与所述固体激光器元件以及所述光学元件中的平板面垂直的平面内。
7.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于，
在固体激光器元件以及光学元件中的至少一方中，在与所述固体激光器元件以及所述光学元件内的光轴平行、且与包含所述光轴和射出角的面正交的面中的某一面中形成有吸收激光的光吸收膜。
8.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于，
在固体激光器元件以及光学元件中的至少一方中，在与所述固体激光器元件以及所述光学元件内的光轴平行、且与包含所述光轴和射出角的面正交的面中的某一面中形成有透射激光的一部分或者全部的基板。
9.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于，
在固体激光器元件以及光学元件中的至少一方中，在与所述固体激光器元件以及所述光学元件内的光轴平行、且与包含所述光轴和射出角的面正交的面中的某一面中形成有透射激光的一部分或者全部的基板，并且在所述基板的外侧形成有吸收所述激光的光吸收膜。
10.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于，
在固体激光器元件以及光学元件中的至少一方中，在与所述固体激光器元件以及所述光学元件内的光轴平行、且与包含所述光轴和射出角的面正交的面中的至少一方形成有包覆层，从而具有波导型的构造。
11.根据权利要求10所述的激光器装置，其特征在于，
在包覆层的外侧形成有吸收激光的光吸收膜。
12.根据权利要求7所述的激光器装置，其特征在于，
使用粘接剂来将光吸收膜与冷却用的散热器接合。
13.根据权利要求3所述的激光器装置，其特征在于，
入射角θ1与入射角θ2一致。
14.根据权利要求3所述的激光器装置，其特征在于，
入射角θ1与偏振角θB1一致，且入射角θ2与偏振角θB2一致。
15.根据权利要求2所述的激光器装置，其特征在于，
固体激光器元件是掺钕钒酸钇晶体，波长变换元件是添加MgO的周期性极化铌酸锂晶体。
16.根据权利要求2所述的激光器装置，其特征在于，
固体激光器元件是掺钕钒酸钇晶体，波长变换元件是添加MgO的周期性极化钽酸锂晶体。
17.根据权利要求2所述的激光器装置，其特征在于，
固体激光器元件是掺钕钒酸钆晶体，波长变换元件是添加MgO的周期性极化铌酸锂晶体。
18.根据权利要求2所述的激光器装置，其特征在于，
固体激光器元件是掺钕钒酸钆晶体，波长变换元件是添加MgO的周期性极化钽酸锂晶体。
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