DE112017005283T5

DE112017005283T5 - Laseroszillationsvorrichtung

Info

Publication number: DE112017005283T5
Application number: DE112017005283.1T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Kyoto; Tomotaka Katsura; Daiji Morita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2019-08-14
Also published as: JPWO2018167975A1; WO2018167975A1; JP6293385B1; US10461506B2; US20190267777A1

Abstract

Laseroszillationsvorrichtung (100) welche umfasst: eine Wellenplatte (31, 32) und ein Beugungsgitter (13), das zwischen einer Laserstrahlquelle (17) und einem Teilreflexionsspiegel (14) angeordnet ist. Die Wellenplatte (31, 32) ändert die Polarisationsrichtungen der von den Halbleiterlasern (11, 51) emittierten Laserstrahlen in eine zweite Richtung senkrecht zu einer ersten Richtung. Das Beugungsgitter (13) ist an einer Position angeordnet, an der in der ersten Richtung polarisierte Laserstrahlen in einen Strahl überlagert sind und Laserstrahlen, deren Polarisationsrichtungen in die zweite Richtung geändert sind, in einen Strahl überlagert sind, der in der ersten Richtung polarisierte Laserstrahlen überlagert, um eine optische Achse zu haben, überlagert Laserstrahlen, die in der zweiten Richtung polarisiert sind, um eine optische Achse zu haben, und gibt überlagerte Laserstrahlen in Richtung des Teilreflexionsspiegels (14) aus. Die Laseroszillationsvorrichtung enthält ein doppelbrechendes Element (16), um Laserstrahlen mit voneinander verschiedenen optischen Achsen, die von dem Teilreflexionsspiegel (14) ausgegeben werden, zu einem Laserstrahl mit einer optischen Achse zu kombinieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laseroszillationsvorrichtung, die einen Halbleiterlaser verwendet.
Hintergrund
Die Patentliteratur 1 offenbart eine Vorrichtung, die Licht von mehreren Halbleiterlasern mit einem externen Resonator in Resonanz versetzt und die Strahlen zu einem Strahl kombiniert. Bei der in der Patentliteratur 1 offenbarten Erfindung sind ein Polarisationsstrahlteiler und eine Verzögerungsplatte für jeden Satz von mehreren Halbleiterlasern vorgesehen. Es wird ein Emissionsspiegel verwendet, um einen externen Resonator zu konfigurieren, und die Verzögerungsplatte wird so eingestellt, dass Emissionsstrahlen in einen polarisierten und kohärent kombinierten Hochenergiestrahl kombiniert werden.
Zitierliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische offengelegte Patentanmeldung JP H7-074 436
Zusammenfassung
Technisches Problem
Wenn bei der in Patentliteratur 1 offenbarten Erfindung die Anzahl der Halbleiterlaser erhöht wird, um die Ausgangsleistung und die Helligkeit der Laserstrahlen zu verbessern, wird auch die Anzahl der Polarisationsstrahlteiler und Verzögerungsplatten erhöht und die Vorrichtung wird groß und kompliziert.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das obige Problem gemacht, und eine Aufgabe davon ist es, eine Laseroszillationsvorrichtung mit verbesserter Ausgabe und Helligkeit von Laserstrahlen zu erhalten, ohne eine Vergrößerung und Komplikation der Vorrichtung zu verursachen.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen und die Aufgabe zu lösen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Laseroszillationsvorrichtung mit: einer Laserstrahlquelle mit mehreren Lasereinheiten, die jeweils zwei Halbleiterlaser enthalten, die in Richtung der schnellen Achse der Halbleiterlaser angeordnet sind, um Laserstrahlen mit derselben Oszillationswellenlänge und Polarisation in einer ersten Richtung zu emittieren, wobei die Lasereinheiten voneinander verschiedene Oszillationswellenlängen aufweisen und in einer Richtung der langsamen Achse der Halbleiterlaser angeordnet sind; und mit einem Teilreflexionselement, um einen Teil der Laserstrahlen in Richtung der Laserstrahlquelle zu reflektieren und zurückzuführen und einen Rest hindurchzulassen. Ein Polarisationsrichtungsänderungselement und ein Wellenlängendispersionselement sind zwischen der Laserstrahlquelle und dem Teilreflexionselement angeordnet. Das Polarisationsrichtungsänderungselement ändert eine Polarisationsrichtung eines Laserstrahls, der von einem der beiden Halbleiterlaser der Lasereinheit emittiert wird, in eine zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung. Das Wellenlängendispersionselement ist an einer Position angeordnet, an der die in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahlen in einen Strahl überlagert sind und die Laserstrahlen, deren Polarisationsrichtungen in die zweite Richtung geändert sind, in einen Strahl überlagert sind, wobei das Wellenlängendispersionselement die in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahlen überlagert, um eine optische Achse zu haben, das Wellenlängendispersionselement die in der zweiten Richtung polarisierten Laserstrahlen überlagert, um eine optische Achse zu haben, und das Wellenlängendispersionselement die überlagerten Laserstrahlen in Richtung des teilweise reflektierenden Elements ausgibt. Die Laseroszillationsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Polarisationskombinationselement zum Kombinieren von zwei Laserstrahlen zu einem Laserstrahl mit einer optischen Achse, wobei die beiden Laserstrahlen voneinander verschiedene optische Achsen aufweisen und von dem teilweise reflektierenden Element ausgegeben werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Eine Laseroszillationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine verbesserte Ausgabe und Helligkeit von Laserstrahlen aufweisen, ohne eine Vergrößerung und Komplikation der Vorrichtung zu verursachen.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Laseroszillationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Laseroszillationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Laseroszillationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
6 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Laseroszillationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
7 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Laseroszillationsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
9 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Laseroszillationsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Laseroszillationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform.
Die 1, 2 und 3 sind schematische Diagramme, die eine Konfiguration einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. 1 zeigt eine Konfiguration des optischen Pfads eines Laserstrahls in einer Ebene mit einer Wellenlängenabhängigkeit zwischen dem Einfallswinkel und dem Austrittswinkel von Licht bei einem Wellenlängendispersionselement, das später beschrieben wird. In der folgenden Beschreibung wird die Ebene mit der Wellenlängenabhängigkeit zwischen dem Einfallswinkel und dem Austrittswinkel des Lichts am Wellenlängendispersionselement als Dispersionskombinationsdimension bezeichnet. Außerdem wird die Richtung senkrecht zur Dispersionskombinationsdimension als Polarisationskombinationsrichtung bezeichnet. Die 2 und 3 veranschaulichen schematisch Konfigurationen in der Polarisationskombinationsrichtung und in einer Ebene, die die optische Achse eines Laserstrahls enthält. 2 zeigt in Kombination einen Abschnitt, der sich von einem Beugungsgitter 13 zu den Halbleiterlasern 11 und 12 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils A in 1, und einen Abschnitt, der sich von dem Beugungsgitter 13 in Richtung eines Teilreflexionsspiegels 14 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils B in 1. 3 zeigt in Kombination einen Abschnitt, der sich von dem Beugungsgitter 13 in Richtung der Halbleiterlaser 51 und 52 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils C in 1 und einen Abschnitt, der sich von dem Beugungsgitter 13 in Richtung des Teilreflexionsspiegels 14 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils D in 1.
Eine Laseroszillationsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine Steuereinheit 90, Ansteuerschaltungen 71 und 72, Ansteuerenergieversorgungen 81 und 82, einen externen Resonator 10, das Beugungsgitter 13 und ein doppelbrechendes Element 16. Der externe Resonator 10 umfasst eine Laserstrahlquelle 17 und den Teilreflexionsspiegel 14, der einen Teil eines Laserstrahls reflektiert und in Richtung der Laserstrahlquelle 17 zurückführt und den Rest hindurch lässt. Der Teilreflexionsspiegel 14 ist zwischen dem Beugungsgitter 13 und dem doppelbrechenden Element 16 angeordnet. Die Laserstrahlquelle 17 enthält eine Lasereinheit 101 und eine Lasereinheit 501. Die Lasereinheit 101 enthält die Halbleiterlaser 11 und 12, die jeweils einen in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahl emittieren. Die Lasereinheit 501 enthält die Halbleiterlaser 51 und 52, die jeweils einen in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahl emittieren. In der Lasereinheit 101 sind die Halbleiterlaser 11 und 12 Seite an Seite in Richtung der schnellen Achse der Halbleiterlaser 11 und 12 angeordnet. In der Lasereinheit 501 sind die Halbleiterlaser 51 und 52 Seite an Seite in der Richtung der schnellen Achse der Halbleiterlaser 51 und 52 angeordnet. In der ersten Ausführungsform ist die Richtung der schnellen Achse der Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 die gleiche wie die erste Richtung. Die Wellenlänge eines von jedem der Halbleiterlaser 11 und 12 emittierten Laserstrahls ist λ1, und die Wellenlänge eines von jedem der Halbleiterlaser 51 und 52 emittierten Laserstrahls ist λ2. Somit unterscheidet sich die Oszillationswellenlänge jedes der Halbleiterlaser 11 und 12 von der Oszillationswellenlänge jedes der Halbleiterlaser 51 und 52. Das heißt, die Wellenlänge eines Laserstrahls unterscheidet sich in der Lasereinheit 101 und der Lasereinheit 501.
Zwischen der Laserstrahlquelle 17 und dem Teilreflexionsspiegel 14 sind Kollimatorlinsen 21, 22, 61 und 62, Wellenplatten 31 und 32 und das Beugungsgitter 13 angeordnet. Die Kollimatorlinsen 21, 22, 61 und 62 sind Kollimatorelemente, die von den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 emittierte Laserstrahlen kollimieren. Die Wellenplatten 31 und 32 sind Polarisationsrichtungsänderungselemente, die die Polarisationsrichtungen der von den Halbleiterlasern 11 und 51 emittierten Laserstrahlen in eine zur ersten Richtung orthogonale zweite Richtung ändern. Das Beugungsgitter 13 ist ein Wellenlängendispersionselement, das in Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfallenden Lichts Licht in der Richtung aussendet. Das Beugungsgitter 13 überlagert Laserstrahlen, die von den Lasereinheiten 101 und 501 emittiert und in der ersten Richtung polarisiert wurden, in einen Strahl, überlagert Laserstrahlen, die von den Lasereinheiten 101 und 501 emittiert wurden und deren Polarisationsrichtungen in die zweite Richtung geändert wurden, und gibt die polarisierten Strahlen in Richtung des Teilreflexionsspiegels 14 aus. Die Lasereinheiten 101 und 501 sind in der Ebene der Dispersionskombinationsabmessung angeordnet. Die Richtung der langsamen Achse der Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 ist dieselbe wie die zweite Richtung. Somit kann gesagt werden, dass die Lasereinheiten 101 und 501 in der Richtung der langsamen Achse der Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 angeordnet sind.
Hierbei bedeutet ein Laserstrahl, dessen Polarisationsrichtung die erste Richtung ist, dass ein Laserstrahl die Polarisationsrichtung in der Ebene der Dispersionskombinationsdimension aufweist. Zusätzlich bedeutet ein Laserstrahl, dessen Polarisationsrichtung die zweite Richtung ist, einen Laserstrahl, der in der Polarisationskombinationsrichtung polarisiert ist. Die erste Richtung und die zweite Richtung sind jedoch zur Vereinfachung der Erläuterung definiert. Somit kann ein in der ersten Richtung polarisierter Laserstrahl ein in der Polarisationskombinationsrichtung polarisierter Laserstrahl sein, und ein in der zweiten Richtung polarisierter Laserstrahl kann ein in der Ebene der Wellenlängendispersionsdimension polarisierter Laserstrahl sein. Die Positionen der Halbleiterlaser 11 und 12 der Lasereinheit 101 unterscheiden sich voneinander in der Polarisationskombinationsrichtung, und die Positionen der Halbleiterlaser 51 und 52 der Lasereinheit 501 unterscheiden sich voneinander in der Polarisationskombinationsrichtung. Die Halbleiterlaser 11 und 12 stehen ohne Zwischenraum miteinander in Kontakt, und die Halbleiterlaser 51 und 52 stehen ohne Zwischenraum miteinander in Kontakt. Indem die Halbleiterlaser 11 und 12 lückenlos miteinander in Kontakt gebracht werden und die Halbleiterlaser 51 und 52 lückenlos miteinander in Kontakt gebracht werden, ist es möglich, die Laseroszillationsvorrichtung in der Polarisationskombinationsrichtung zu verkleinern. Von den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 emittierte Laserstrahlen sind typischerweise von einer Struktur abhängig und in einer Richtung polarisiert.
Das doppelbrechende Element 16 ist ein Polarisationskombinationselement, das den durch Überlagerung mit dem Beugungsgitter 13 erhaltenen und in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahl und den durch Überlagerung mit dem Beugungsgitter 13 erhaltenen und in der zweiten Richtung polarisierten Laserstrahl in einen Strahl überlagert. Das heißt, dass das doppelbrechende Element 16 die beiden Laserstrahlen mit voneinander verschiedenen optischen Achsen kombiniert und sie vom Beugungsgitter 13 zu einem Laserstrahl mit einer optischen Achse ausgibt. In der folgenden Beschreibung wird das Überlagern von Strahlen mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen in einen Strahl als Polarisationskombinieren bezeichnet. Die Treiberschaltungen 71 und 72 steuern das Ein- und Ausschalten der Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 und haben eine Schutzfunktion zum Unterbrechen der Stromversorgung der Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52, wenn ein Kurzschluss auftritt. Die Ansteuerenergieversorgungen 81 und 82 versorgen die Ansteuerschaltungen 71 bzw. 72 mit Energie. Die Steuereinheit 90 steuert die Ansteuerschaltungen 71 und 72 in Übereinstimmung mit einem Befehl, der von einer numerischen Steuervorrichtung eingegeben wird. Die Steuereinheit 90 wird von einem Prozessor implementiert.
In der ersten Ausführungsform ist das Beugungsgitter 13, das die Laserstrahlen mit einer Vielzahl von Rillen beugt, ein Wellenlängendispersionselement, das die Laserstrahlen, die von der Lasereinheit 101 und von der Lasereinheit 501 unter verschiedenen Einfallswinkeln einfallen, bei demselben Austrittswinkel emittiert. Somit ist in der ersten Ausführungsform die Dispersionskombinationsabmessung eine Ebene, die senkrecht zu den Rillen des Beugungsgitters 13 ist, und die Polarisationskombinationsrichtung ist eine Richtung, die parallel zu den Rillen des Beugungsgitters 13 ist. Die Pfeile, die in den 1, 2 und 3 dargestellt sind, geben die Polarisation parallel zu der Papieroberfläche an. Die konzentrischen Schwarz-Weiß-Kreise, die in den 1, 2 und 3 dargestellt sind, geben die Polarisation senkrecht zur Papieroberfläche an. Zusätzlich geben die Symbole, in denen schwarze und weiße konzentrische Kreise auf Pfeilen liegen, wie in den 1, 2 und 3 dargestellt, an, dass die Polarisation parallel zur Papieroberfläche mit der Polarisation senkrecht zur Papieroberfläche in einem Laserstrahl überlappt.
Als Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 können Ein-Emitter-Halbleiterlaser mit jeweils einem Lasermedium verwendet werden, oder es können Halbleiterlaserbarren verwendet werden, in denen mehrere Lasermedien auf einer geraden Linie angeordnet sind. Durch die Verwendung von Halbleiterlaserbarren ist es möglich, relativ kostengünstig eine hohe Ausgangsleistung zu erzielen. In der ersten Ausführungsform sind die Halbleiterlaser 11 und 12 und die Halbleiterlaser 51 und 52 auf einem Halbleiterlasermodul in enger Nachbarschaft in der Polarisationskombinationsrichtung angeordnet. Als Halbleiterlasermodul kann typischerweise ein sogenanntes Halbleiterlaserarray oder ein Halbleiterlaserstapel verwendet werden.
Die Kollimatorlinsen 21, 22, 61 und 62 kollimieren Laserstrahlen, die von den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 emittiert werden, indem sie die Divergenzwinkel der Laserstrahlen verringern. Darüber hinaus streuen die Kollimatorlinsen 21, 22, 61 und 62 Licht durch Erhöhen des Divergenzwinkels des auf die Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 einfallenden Lichts.
Die Wellenplatte 31 dreht die Polarisationsrichtung eines vom Halbleiterlaser 11 emittierten Laserstrahls um 90 Grad. Da die Polarisationsrichtungen der von den Halbleiterlasern 11 und 12 emittierten Laserstrahlen zum Zeitpunkt der Emission von den Halbleiterlasern 11 und 12 gleich sind, unterscheidet sich die Polarisationsrichtung des vom Halbleiterlaser 11 emittierten Laserstrahls von der Polarisationsrichtung des Laserstrahls, der von dem Halbleiterlaser 12 emittiert wird, um 90 Grad, nachdem er die Wellenplatte 31 passiert hat. Die Wellenplatte 32 dreht die Polarisationsrichtung eines vom Halbleiterlaser 51 emittierten Laserstrahls um 90 Grad. Da die Polarisationsrichtungen der von den Halbleiterlasern 51 und 52 emittierten Laserstrahlen zum Zeitpunkt der Emission von den Halbleiterlasern 51 und 52 gleich sind, unterscheidet sich die Polarisationsrichtung des vom Halbleiterlaser 51 emittierten Laserstrahls von der Polarisationsrichtung des Laserstrahls, der von dem Halbleiterlaser 52 emittiert wird, um 90 Grad, nachdem er die Wellenplatte 32 passiert hat.
Das Beugungsgitter 13 ist an einer Position angeordnet, an der mehrere in der ersten Richtung polarisierte Laserstrahlen in einen Strahl überlagert sind und mehrere Laserstrahlen, deren Polarisationsrichtungen in die zweite Richtung geändert sind, in einen Strahl überlagert sind. Insbesondere ist das Beugungsgitter 13 an einer Position angeordnet, an der der Laserstrahl mit der Wellenlänge λ1, der von dem Halbleiterlaser 12 emittiert und in der ersten Richtung polarisiert ist, und an der der Laserstrahl mit der Wellenlänge λ2, der vom Halbleiterlaser 52 emittiert und in der ersten Richtung polarisiert ist, in einen Strahl überlagert sind, und an der der Laserstrahl mit der Wellenlänge λ1, der vom Halbleiterlaser 11 emittiert ist, die Wellenplatte 31 passiert hat und in der zweiten Richtung polarisiert ist und der Laserstrahl mit der Wellenlänge λ2, der von dem Halbleiterlaser 51 emittiert ist, der die Wellenplatte 32 passiert hat und in der zweiten Richtung polarisiert ist, werden in einen Strahl überlagert. Das Beugungsgitter 13 überlagert mehrere in der ersten Richtung polarisierte Laserstrahlen, um eine optische Achse zu haben, überlagert mehrere in der zweiten Richtung polarisierte Laserstrahlen, um eine optische Achse zu haben, und gibt die überlagerten Strahlen in Richtung des Teilreflexionsspiegels 14 aus. Insbesondere überlagert das Beugungsgitter 13 einen Laserstrahl mit der Wellenlänge λ1, der vom Halbleiterlaser 11 über die Wellenplatte 31 einfällt und in der zweiten Richtung polarisiert ist, und einen Laserstrahl mit der Wellenlänge λ2, der vom Halbleiterlaser 51 über die Wellenplatte 32 einfällt und in der zweiten Richtung polarisiert ist, in einen Strahl. Zusätzlich überlagert das Beugungsgitter 13 einen Laserstrahl mit der Wellenlänge XI, die vom Halbleiterlaser 12 einfällt und in der ersten Richtung polarisiert ist, und einen Laserstrahl mit der Wellenlänge λ2, der vom Halbleiterlaser 52 einfällt und in der ersten Richtung polarisiert ist, in einen Strahl. Wie in 2 gezeigt, ändert sich die Positionsbeziehung zwischen einem Laserstrahl von dem Halbleiterlaser 11 und einem Laserstrahl von dem Halbleiterlaser 12 in der Polarisationskombinationsrichtung vor und nach dem Passieren des Beugungsgitters 13 nicht, da das Beugungsgitter 13 einen Laserstrahl in der Polarisationskombinationsrichtung nicht beeinflusst,. In ähnlicher Weise ändert sich die Positionsbeziehung zwischen einem Laserstrahl von dem Halbleiterlaser 51 und einem Laserstrahl von dem Halbleiterlaser 52 in der Polarisationskombinationsrichtung vor und nach dem Passieren des Beugungsgitters 13 nicht.
Das Beugungsgitter 13 beugt unter von dem Teilreflexionsspiegel 14 einfallenden Laserstrahlen einen Laserstrahl mit der Wellenlängenkomponente der Wellenlänge λ1 zu den Halbleiterlasern 11 und 12 und einen Laserstrahl mit der Wellenlängenkomponente der Wellenlänge λ2 zu dem Halbleiterlaser 51 und 52.
Einige Wellenlängendispersionselemente, wie das Beugungsgitter 13, zeigen eine Polarisationsabhängigkeit, bei der das Verhältnis des Emissionslichts zum einfallenden Licht in Abhängigkeit von der Polarisationsrichtung variiert. Das in der Laseroszillationsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform verwendete Beugungsgitter 13 weist eine geringere Polarisationsabhängigkeit des Verhältnisses des Emissionslichts zum einfallenden Licht auf.
Der Teilreflexionsspiegel 14 ist in einer Richtung angeordnet, in der die von den Halbleiterlasern 11 und 12 emittierten Laserstrahlen mit der Wellenlänge λ1 und die von den Halbleiterlasern 51 und 52 emittierten Laserstrahlen mit der Wellenlänge λ2 vom Beugungsgitter 13 emittiert werden. Der Teilreflexionsspiegel 14 reflektiert einen Teil der von dem Beugungsgitter 13 einfallenden Laserstrahlen, um auf das Beugungsgitter 13 einzufallen, und lässt den Rest durch.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, sind die Laserstrahlen, die durch den Teilreflexionsspiegel 14 übertragen werden, zwei Strahlen mit unterschiedlichen Polarisationen in der Polarisationskombinationsrichtung. Es ist zu beachten, dass die von dem Teilreflexionsspiegel 14 emittierten Laserstrahlen ein überlagerter Laserstrahl in der Dispersionskombinationsdimension zu sein scheinen. Jeder Laserstrahl ist ein Laserstrahl, der durch das Beugungsgitter 13 wellenlängenkombiniert ist und Laserstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen von λ1 und λ2 aufweist. Das doppelbrechende Element 16 biegt den Strahlengang eines der beiden durch den Teilreflexionsspiegel 14 transmittierten Laserstrahlen mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen und wandelt die beiden Laserstrahlen mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen in einen Laserstrahl mit Polarisationskomponenten in zwei Richtungen um.
Quarz (SiO₂), Yttriumvanadat (YVO₄), Calcit (CaCO₃) oder Rutil (TiO₂) können für das doppelbrechende Element 16 verwendet werden, aber das doppelbrechende Element 16 ist nicht darauf beschränkt. In einem solchen Kristall tritt ein als Walk-Off bezeichnetes Phänomen auf, bei dem die Richtung des Zeigevektors eines polarisierten Strahls in einer bestimmten Richtung von der Richtung des Wellenvektors abweicht. Wenn ein Lichtstrahl, dessen Kristallachse und Polarisationsrichtung senkrecht zueinander sind, als gewöhnlicher Strahl definiert wird und ein Lichtstrahl, dessen Kristallachse und Polarisationsrichtung parallel zueinander sind, als außergewöhnlicher Strahl definiert wird, tritt ein Walk-Off in dem außergewöhnlichen Strahl auf. Im gewöhnlichen Strahl stimmt die Richtung des Zeigevektors mit der Richtung des Wellenvektors überein. Kristalle mit geringen Verunreinigungen lassen sich leicht aus Quarz und Yttriumvanadat gewinnen. Wenn die Intensität eines Strahls hoch ist, ist es daher bevorzugt, Quarz- oder Yttriumvanadatkristalle für das doppelbrechende Element 16 zu verwenden.
Der Walk-Off-Winkel p wird durch die folgende Formel (1) ausgedrückt, wobei n_e der Brechungsindex des gewöhnlichen Strahls ist, n_o der Brechungsindex des außerordentlichen Strahls ist und 0 der Winkel ist, der zwischen der einfallenden optischen Achse und der optischen Achse des Kristalls gebildet wird.
[Formel 1] $ρ = \pm {tan}^{- 1} [{(n_{o} / n_{e})}^{2} tan θ] \mp θ$
Wenn das Intervall zwischen zwei auf den doppelbrechenden Kristall einfallenden Strahlen δ ist, die Länge des doppelbrechenden Kristalls L ist, und L, ausgedrückt durch die folgende Formel (2), ausgewählt wird, können zwei Strahlen mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen um 90 Grad mit dem doppelbrechenden Element 16 kombiniert werden. $δ = Ltan ρ$
Da der Unterschied zwischen dem Brechungsindex des gewöhnlichen Strahls und dem Brechungsindex des außerordentlichen Strahls in einem Yttriumvanadatkristall groß ist, ist die Länge L des doppelbrechenden Kristalls, die zum Kombinieren des gewöhnlichen Strahls und des außerordentlichen Strahls erforderlich ist, kurz und somit kann der äußere Resonator 10 leicht verkleinert werden.
Der Betrieb der Laseroszillationsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform wird beschrieben. Wenn die Ansteuerschaltungen 71 und 72 bewirken, dass die Ansteuerenergieversorgungen 81 und 82 gemäß einem Befehl von der Steuereinheit 90 Spannungen an die Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 anlegen, werden Laserstrahlen von den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 emittiert. Die von den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 emittierten Laserstrahlen passieren die Kollimatorlinsen 21, 22, 61 und 62, um kollimiert zu werden. Die von den Halbleiterlasern 11 und 51 emittierten Laserstrahlen laufen durch die Wellenplatten 31 und 32 so, dass deren Polarisationsrichtungen um 90 Grad gedreht werden, und somit werden diese in der Richtung senkrecht zur Polarisationsrichtung der von den Halbleiterlaser 12 und 52 emittierten Laserstrahlen polarisiert.
Die durch die Kollimatorlinsen 22 und 62 kollimierten Laserstrahlen und die durch die Wellenplatten 31 und 32 hindurchgetretenen Laserstrahlen treffen in Abhängigkeit von der Wellenlänge in verschiedenen Richtungen auf das Beugungsgitter 13 auf und werden aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit in derselben Richtung emittiert. Das heißt, der Laserstrahl mit der Wellenlänge λ1 und der Laserstrahl mit der Wellenlänge λ2 werden kombiniert.
Ein Teil der vom Beugungsgitter 13 emittierten Laserstrahlen wird vom Teilreflexionsspiegel 14 reflektiert und kehrt zum Beugungsgitter 13 zurück, der Rest passiert den Teilreflexionsspiegel 14 und trifft auf das doppelbrechende Element 16 auf.
Die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen, die von dem Teilreflexionsspiegel 14 reflektiert und zu dem Beugungsgitter 13 zurückgeführt werden, wird wegen der Wellenlängendispersionswirkung des Beugungsgitters 13 in zwei Richtungen für den Laserstrahl mit der Wellenlänge λ1 und den Laserstrahl mit der Wellenlänge λ2 getrennt. Das heißt, in den vom Teilreflexionsspiegel 14 einfallenden Laserstrahlen kehrt die Komponente mit der Wellenlänge λ1 zu den Halbleiterlasern 11 und 12 und die Komponente mit der Wellenlänge λ2 zu den Halbleiterlasern 51 und 52 zurück.
Der vom Beugungsgitter 13 zum Halbleiterlaser 11 zurückkehrende Laserstrahl durchläuft die Wellenplatte 31, so dass deren Polarisationsrichtung wieder um 90 Grad gedreht wird und somit ist er in der gleichen Richtung polarisiert wie der Laserstrahl, unmittelbar nachdem er vom Halbleiterlaser 11 emittiert wurde. Der Laserstrahl, der die Wellenplatte 31 passiert hat, passiert die Kollimatorlinse 21, um konvergierendes Licht zu sein, und trifft dann auf den Halbleiterlaser 11 auf. Die Laserstrahlen, die vom Beugungsgitter 13 zum Halbleiterlaser 12 zurückkehren, passieren die Kollimatorlinse 22, um konvergierendes Licht zu sein, und treffen dann auf den Halbleiterlaser 12 auf.
Die auf die Halbleiterlaser 11 und 12 auftreffenden Laserstrahlen werden von reflektierenden Beschichtungen 111 und 121 reflektiert und dann wieder von den Halbleiterlasern 11 und 12 emittiert.
Der Laserstrahl, der vom Beugungsgitter 13 zum Halbleiterlaser 51 zurückkehrt, passiert die Wellenplatte 32 so, dass deren Polarisationsrichtung erneut um 90 Grad gedreht wird, und somit wird er in der gleichen Richtung polarisiert wie der Laserstrahl, unmittelbar nachdem er von dem Halbleiterlaser 51 emittiert wurde. Der Laserstrahl, der die Wellenplatte 32 passiert hat, passiert die Kollimatorlinse 61, um konvergierendes Licht zu sein, und trifft dann auf den Halbleiterlaser 51 auf. Der Laserstrahl, der vom Beugungsgitter 13 zum Halbleiterlaser 52 zurückkehrt, passiert die Kollimatorlinse 62, um konvergierendes Licht zu sein, und es fällt dann auf den Halbleiterlaser 52 ein.
Die auf die Halbleiterlaser 51 und 52 auftreffenden Laserstrahlen werden von reflektierenden Beschichtungen 511 und 521 reflektiert und dann wieder von den Halbleiterlasern 51 und 52 emittiert.
Wie oben beschrieben, werden die von den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 emittierten Laserstrahlen zwischen den reflektierenden Beschichtungen 111, 121, 511 und 521 und dem Teilreflexionsspiegel 14 verstärkt. Das heißt, zwei Arten polarisierter Laserstrahlen schwingen orthogonal zueinander im externen Resonator 10 mit.
In der obigen Beschreibung wird das doppelbrechende Element 16 als Polarisationskombinationselement verwendet, es kann jedoch auch ein Polarisationsstrahlteiler verwendet werden. Wenn für die Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 ein Halbleiterlasermodul mit einem kurzen Abstand zwischen Strahlen verwendet wird, wie beispielsweise ein Halbleiterlaserstapel, beträgt der Abstand zwischen Strahlen der Halbleiterlaser 11 und 12 und der Abstand zwischen Strahlen der Halbleiterlaser 51 und 52 jeweils 10 mm oder weniger. Um Strahlen von einer großen Anzahl von Halbleiterlaserelementen zu kombinieren, beträgt der Abstand zwischen dem Beugungsgitter 13 und den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 100 mm oder mehr. Obwohl Strahlen durch die Kollimatorlinsen 21, 22, 61 und 62 kollimiert werden, werden die Strahlen aufgrund des Beugungseffekts des Beugungsgitters 13 gestreut. Somit können sich die Strahlen am Teilreflexionsspiegel 14 entsprechend dem Ausgang des externen Oszillators 10 überlappen. Wenn sich die optischen Achsen der Strahlen nicht überlappen, sondern die Profile überlappen, kann der Polarisationsstrahlteiler die Strahlen nicht polarisationskombinieren. Das heißt, wenn der Abstand zwischen den Halbleiterlasern 11 und 12 oder der Abstand zwischen den Halbleiterlasern 51 und 52 eng ist und sich die Profile der Strahlen überlappen, kann der Polarisationsstrahlteiler die Strahlen nicht polarisationskombinieren.
Das für das Polarisationskombinationselement verwendete doppelbrechende Element 16 kann jedoch die Strahlen mit überlappenden Profilen polarisationskombinieren, und das Halbleiterlasermodul mit engen Abständen zwischen den Strahlen kann somit für die Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 verwendet werden. Durch Verwendung eines Halbleiterlasermoduls mit engen Strahlabständen ist es möglich, ein gemeinsames Basisteil in der Nähe der Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 zu haben und einen Kostensenkungseffekt zu erzielen.
In der obigen Beschreibung wird das Beugungsgitter 13 für das Wellenlängendispersionselement verwendet, aber das Wellenlängendispersionselement ist nicht auf ein Beugungsgitter beschränkt. Für das Wellenlängendispersionselement kann auch ein Prisma verwendet werden. In der obigen Beschreibung werden die Wellenplatten 31 und 32 für das Polarisationsrichtungsänderungselement verwendet, das die Polarisationsrichtungen von Laserstrahlen von den Halbleiterlasern 11 und 51 ändert, aber Rotatoren können anstelle der Wellenplatten 31 und 32 verwendet werden. In der obigen Beschreibung wird der Teilreflexionsspiegel 14 für das Teilreflexionselement verwendet, aber das Teilreflexionselement kann auch durch einen Totalreflexionsspiegel implementiert werden, der so installiert ist, dass ein Laserstrahl teilweise auf den Totalreflexionsspiegel auftrifft.
Wie oben beschrieben, kann die Laseroszillationsvorrichtung 100, da die Laseroszillationsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform Laserstrahlen von zwei Halbleiterlasern, die an unterschiedlichen Positionen in der Polarisationskombinationsrichtung angeordnet sind, polarisationskombiniert, kleiner sein als die Konfiguration, in der die gleiche Anzahl von Halbleiterlasern an der gleichen Position in der Polarisationskombinationsrichtung angeordnet ist. Das heißt, es ist möglich, dass die Laseroszillationsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform die Helligkeit von Laserstrahlen erhöht, während die Zunahme der Größe der Vorrichtung unterdrückt wird.
In der obigen Beschreibung emittieren die Halbleiterlaser 51 und 52 der Lasereinheit 501 beide Laserstrahlen, die in der ersten Richtung polarisiert sind, aber die Halbleiterlaser 51 und 52 können so installiert sein, dass von ihnen emittierte Laserstrahlen in der zweiten Richtung polarisiert sind. In dem Fall, in dem die Halbleiterlaser 51 und 52 in der zweiten Richtung polarisierte Laserstrahlen emittieren, wird die Polarisationsrichtung von nur einem der von den Halbleiterlasern 51 und 52 emittierten Laserstrahlen unter Verwendung eines Polarisationsrichtungsänderungselements, wie eine Wellenplatte, geändert; daher ist es möglich, die Laserstrahlen von den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 durch das doppelbrechende Element 16 zu überlagern und die Helligkeit der Laserstrahlen zu erhöhen.
In der obigen Beschreibung sind die Halbleiterlaser 11 und 12 so angeordnet, dass sie in der Polarisationskombinationsrichtung senkrecht zu der Dispersionskombinationsdimension gestapelt sind. Die Halbleiterlaser 11 und 12 sind jedoch nicht notwendigerweise in der Polarisationskombinationsrichtung gestapelt und müssen sich nur an verschiedenen Positionen in der Polarisationskombinationsrichtung befinden. Gleiches gilt für die Halbleiterlaser 51 und 52.
Zweite Ausführungsform.
Die 4, 5 und 6 sind schematische Diagramme, die eine Konfiguration einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. 4 zeigt eine Konfiguration einer Laseroszillationsvorrichtung 110 in der Dispersionskombinationsdimension. Die 5 und 6 veranschaulichen schematisch die Konfigurationen der Laseroszillationsvorrichtung 110 in der Polarisationskombinationsrichtung und in einer Ebene einschließlich der optischen Achse eines Laserstrahls. 5 zeigt in Kombination einen Abschnitt, der sich von dem Beugungsgitter 13 zu den Halbleiterlasern 11 und 12 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils E in 4 und einen Abschnitt, der sich vom Beugungsgitter 13 in Richtung des Teilreflexionsspiegels 14 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils F in 4. 6 zeigt in Kombination einen Abschnitt, der sich von dem Beugungsgitter 13 zu den Halbleiterlasern 51 und 52 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils G in 4 und einen Abschnitt, der sich vom Beugungsgitter 13 in Richtung des Teilreflexionsspiegels 14 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils H in 4. Die Laseroszillationsvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass das doppelbrechende Element 16, welches das Polarisationskombinationselement ist, innerhalb des externen Resonators 10 angeordnet ist. Das heißt, in der Laseroszillationsvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform ist das doppelbrechende Element 16 zwischen dem Beugungsgitter 13 und dem Teilreflexionsspiegel 14 angeordnet. Somit fallen die durch das Beugungsgitter 13, welches das Wellenlängendispersionselement ist, gebeugten Laserstrahlen auf das doppelbrechende Element 16 auf und werden polarisationskombiniert, und dann fallen die polarisationskombinierten Laserstrahlen auf den Teilreflexionsspiegel 14 auf, der das teilweise reflektierende Element ist.
Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, gibt es verschiedene Arten doppelbrechender Elemente, aber es ist in einigen Fällen schwierig, qualitativ hochwertige und große Elemente herzustellen. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass der Strahldurchmesser auf dem doppelbrechenden Element klein ist, um eine kostengünstigere und stabilere Laseroszillationsvorrichtung zu erhalten. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, neigt der Strahldurchmesser dazu, größer zu werden, wenn der Strahl weiter von der Kollimatorlinse entfernt ist, da ein Laserstrahl von einem Halbleiterlaser aufgrund von Beugung divergiert, nachdem der Laserstrahl durch die Kollimatorlinse kollimiert wurde. Obwohl das Anbringen einer Vielzahl von Linsen oder einer einzelnen Linse innerhalb und außerhalb des externen Resonators die Einstellung des Strahldurchmessers ermöglicht, kann dies die Vorrichtung komplizieren und es unmöglich machen, den Laserstrahl in Resonanz zu setzen.
In der Laseroszillationsvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform ist das doppelbrechende Element 16 zwischen dem Beugungselement 13 und dem Teilreflexionsspiegel 14 des externen Resonators 10 angeordnet; daher kann der Strahldurchmesser auf dem doppelbrechenden Element 16 kleiner sein als der Strahldurchmesser in dem Fall der Laseroszillationsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, in der das doppelbrechende Element 16 außerhalb des externen Resonators 10 angeordnet ist. Somit ist es möglich, die kostengünstigere und hochstabile Laseroszillationsvorrichtung 110 zu erhalten.
In jeder oben beschriebenen Ausführungsform werden insgesamt vier Halbleiterlaser; zwei in der Polarisationskombinationsrichtung und zwei in der Dispersionskombinationsdimension verwendet, um die Erläuterung zu vereinfachen. Es können jedoch drei oder mehr Halbleiterlaser in der Dispersionskombinationsabmessung installiert werden. Durch Installieren von drei oder mehr Halbleiterlasern in der Dispersionskombinationsdimension ist es möglich, eine höhere Ausgangsleistung und eine höhere Helligkeit als bei der Konfiguration mit zwei Halbleiterlasern zu erzielen.
In der obigen Ausführungsform wird die Wellenlängenkombination durch ein Beugungsgitter durchgeführt, das ein Wellenlängendispersionselement vom Transmissionstyp ist, aber das Wellenlängenkombinieren kann auch unter Verwendung eines Wellenlängendispersionselements vom Reflexionstyp durchgeführt werden.
Dritte Ausführungsform.
Die 7, 8 und 9 sind schematische Diagramme, die eine Konfiguration einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. 7 zeigt eine Konfiguration einer Laseroszillationsvorrichtung 120 in der Dispersionskombinationsdimension. Die 8 und 9 veranschaulichen schematisch Konfigurationen der Laseroszillationsvorrichtung 120 in der Polarisationskombinationsrichtung und in einer Ebene, die die optische Achse eines Laserstrahls enthält. 8 zeigt in Kombination einen Abschnitt, der sich von einem Beugungsgitter 23 in Richtung der Halbleiterlaser 11 und 12 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils I in 7 und einen Abschnitt, der sich vom Beugungsgitter 23 in Richtung des doppelbrechenden Elements 16 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils J in 8. 9 zeigt in Kombination einen Abschnitt, der sich von dem Beugungsgitter 23 zu den Halbleiterlasern 51 und 52 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils K in 7 und einen Abschnitt, der sich vom Beugungsgitter 23 in Richtung des doppelbrechenden Elements 16 erstreckt, gesehen aus der Richtung des Pfeils L in 7. Die Konfiguration des externen Resonators 10 der Laseroszillationsvorrichtung 120 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von denen in der ersten und zweiten Ausführungsform.
In der ersten und zweiten Ausführungsform ist der Teilreflexionsspiegel 14 für das gebeugte Licht erster Ordnung des Halbleiterlaserstrahls am Beugungsgitter 13 angeordnet. In der dritten Ausführungsform wird das gebeugte Licht zweiter Ordnung des Laserstrahls am Beugungsgitter 23 zu den Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 zurückgeführt. Das heißt, in der Laseroszillationsvorrichtung 120 gemäß der dritten Ausführungsform bilden die Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52 und das Beugungsgitter 23 den externen Resonator 10. Zu diesem Zeitpunkt wird das gebeugte Licht erster Ordnung bei einem Beugungswinkel von Null gebeugt. Das heißt, das gebeugte Licht erster Ordnung wird senkrecht zu dem Beugungsgitter 23 emittiert. Das gebeugte Licht erster Ordnung wird für einen Ausgangsstrahl der Laseroszillationsvorrichtung 120 verwendet. Die Laseroszillationsvorrichtung 120 enthält die mehreren Halbleiterlaser 11, 12, 51 und 52, können jedoch Laserstrahlen von den mehreren Halbleiterlasern 11, 12, 51 und 52 in einen Strahl überlagern, da das gebeugte Licht erster Ordnung senkrecht zu dem Beugungsgitter 23 emittiert wird.
In der Laseroszillationsvorrichtung 102 gemäß der dritten Ausführungsform ist es möglich, durch Einfügen des doppelbrechenden Elements 16 in den Strahlengang des gebeugten Lichts erster Ordnung zum Beugungsgitter 23 eine hohe Laserleistung zu erzielen.
Da in der Laseroszillationsvorrichtung 120 gemäß der dritten Ausführungsform kein Teilreflexionsspiegel verwendet wird, ist es möglich, die Vorrichtung zu vereinfachen und zu verkleinern, den Verlust innerhalb des externen Resonators 10 zu verringern und den Wirkungsgrad der Laseroszillation zu verbessern.
Die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen sind lediglich Beispiele eines Aspekts der vorliegenden Erfindung und können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden, und ein Teil der Konfigurationen kann weggelassen oder geändert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10: externer Resonator;
11, 12, 51, 52: Halbleiterlaser;
13,23: Beugungsgitter;
14: Teilreflexionsspiegel;
16: doppelbrechendes Element;
17: Laserstrahlquelle;
21, 22, 61, 62: Kollimatorlinse;
31,32: Wellenplatte;
71, 72: Ansteuerschaltung;
81, 82: Ansteuerenergieversorgung;
90: Steuereinheit;
100, 110, 120: Laseroszillationsvorrichtung;
101, 501: Lasereinheit;
111, 112,511,521: reflektierende Beschichtung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H7074436 [0003]

Claims

Laseroszillationsvorrichtung umfassend: eine Laserstrahlquelle, die eine Mehrzahl von Lasereinheiten aufweist, die jeweils zwei Halbleiterlaser enthalten, die in einer Richtung der schnellen Achse der Halbleiterlaser angeordnet sind, um Laserstrahlen mit derselben Oszillationswellenlänge und welche in einer ersten Richtung polarisiert sind, zu emittieren, wobei die Lasereinheiten voneinander verschiedene Oszillationswellenlängen aufweisen und in einer Richtung der langsamen Achse der Halbleiterlaser angeordnet sind; und ein teilweise reflektierendes Element, um einen Teil der Laserstrahlen in Richtung der Laserstrahlquelle zu reflektieren und zurückzuführen und einen Rest hindurchzulassen, wobei ein Polarisationsrichtungsänderungselement und ein Wellenlängendispersionselement zwischen der Laserstrahlquelle und dem teilweise reflektierenden Element angeordnet sind, wobei das Polarisationsrichtungsänderungselement eine Polarisationsrichtung eines Laserstrahls, der von einem der beiden Halbleiterlaser der Lasereinheit emittiert wird, in eine zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung ändert, wobei das Wellenlängendispersionselement an einer Position angeordnet ist, an der die in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahlen in einen Strahl überlagert sind und die Laserstrahlen, deren Polarisationsrichtungen in die zweite Richtung geändert sind, in einen Strahl überlagert sind, das Wellenlängendispersionselement die in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahlen überlagert, um eine optische Achse zu haben, das Wellenlängendispersionselement die in der zweiten Richtung polarisierten Laserstrahlen überlagert, um eine optische Achse zu haben, und das Wellenlängendispersionselement die überlagerten Laserstrahlen in Richtung des teilweise reflektierenden Elements ausgibt, und wobei die Laseroszillationsvorrichtung ferner ein Polarisationskombinationselement zum Kombinieren zweier Laserstrahlen zu einem Laserstrahl mit einer optischen Achse umfasst, wobei die beiden Laserstrahlen voneinander verschiedene optische Achsen aufweisen und von dem teilweise reflektierenden Element ausgegeben werden.
Laseroszillationsvorrichtung, umfassend: eine Laserstrahlquelle mit einer Mehrzahl von Lasereinheiten, die jeweils zwei Halbleiterlaser enthalten, die in einer Richtung der schnellen Achse der Halbleiterlaser angeordnet sind, um Laserstrahlen mit derselben Oszillationswellenlänge zu emittieren, die in einer ersten Richtung polarisiert sind, wobei die Lasereinheiten voneinander verschiedene Oszillationswellenlängen aufweisen und in einer Richtung der langsamen Achse der Halbleiterlaser angeordnet sind; und ein teilweise reflektierendes Element, um einen Teil der Laserstrahlen in Richtung der Laserstrahlquelle zu reflektieren und zurückzuführen, und um einen Rest hindurchzulassen, wobei ein Polarisationsrichtungsänderungselement, ein Wellenlängendispersionselement und ein Polarisationskombinationselement zwischen der Laserstrahlquelle und dem teilweise reflektierenden Element angeordnet sind, wobei das Polarisationsrichtungsänderungselement eine Polarisationsrichtung eines Laserstrahls, der von einem der beiden Halbleiterlaser der Lasereinheit emittiert wird, in eine zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung ändert, wobei das Wellenlängendispersionselement an einer Position angeordnet ist, an der die in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahlen in einen Strahl überlagert sind und die Laserstrahlen, deren Polarisationsrichtungen in die zweite Richtung geändert sind, in einen Strahl überlagert sind, das Wellenlängendispersionselement die in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahlen überlagert, um eine optische Achse zu haben, das Wellenlängendispersionselement die in der zweiten Richtung polarisierten Laserstrahlen überlagert, um eine optische Achse zu haben, und das Wellenlängendispersionselement die überlagerten Laserstrahlen in Richtung des teilweise reflektierenden Elements ausgibt, und wobei das Polarisationskombinationselement zwei Laserstrahlen zu einem Laserstrahl mit einer optischen Achse kombiniert, wobei die beiden Laserstrahlen voneinander verschiedene optische Achsen haben und von dem Wellenlängendispersionselement ausgegeben werden.
Laseroszillationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Polarisationskombinationselement zwischen dem Wellenlängendispersionselement und dem teilweise reflektierenden Element angeordnet ist.
Laseroszillationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zwei Halbleiterlaser der Lasereinheit ohne irgendeinen Spalt dazwischen in Kontakt miteinander sind.
Laseroszillationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Polarisationskombinationselement ein doppelbrechendes Element ist.
Laseroszillationsvorrichtung umfassend: eine Laserstrahlquelle, die eine Mehrzahl von Lasereinheiten aufweist, die jeweils zwei Halbleiterlaser enthalten, die in einer Richtung der schnellen Achse der Halbleiterlaser angeordnet sind, um Laserstrahlen mit derselben Oszillationswellenlänge und welche in einer ersten Richtung polarisiert sind, zu emittieren, wobei die Lasereinheiten voneinander verschiedene Oszillationswellenlängen aufweisen und in einer Richtung der langsamen Achse der Halbleiterlaser angeordnet sind; ein Polarisationsrichtungsänderungselement zum Ändern einer Polarisationsrichtung eines von einem der beiden Halbleiterlaser der Lasereinheit emittierten Laserstrahls in eine zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung; ein Wellenlängendispersionselement, das an einer Position angeordnet ist, an der die in der ersten Richtung polarisierten Laserstrahlen in einen Strahl überlagert sind und die Laserstrahlen, deren Polarisationsrichtungen in die zweite Richtung geändert sind, in einen Strahl überlagert sind, wobei das Wellenlängendispersionselement einen Teil der Laserstrahlen in Richtung der Laserstrahlquelle reflektiert und zurücksendet und unter einem Rest der Laserstrahlen die Laserstrahlen, die in der ersten Richtung polarisiert sind, überlagert, um eine optische Achse zu haben, und die Laserstrahlen, die in der zweiten Richtung polarisiert sind, überlagert, um eine optische Achse zu haben und die überlagerten Laserstrahlen emittiert; und ein Polarisationskombinationselement zum Kombinieren zweier Laserstrahlen zu einem Laserstrahl mit einer optischen Achse, wobei die beiden Laserstrahlen voneinander verschiedene optische Achsen aufweisen und von dem Wellenlängendispersionselement ausgegeben werden.