JP2008146014A - Laser light generating device - Google Patents

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Yoshio Noisshiki
慶夫 野一色
Mitsuki Hishida
光起 菱田
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electronic Device Sales Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser light generating device that generates laser light with a desired wavelength as laser light for output by converting the wavelength of the laser light. <P>SOLUTION: The laser light generating device comprises: a first wavelength converting element 8 on which laser light with a first wavelength generated by a laser diode 6 generating the laser light with the first wavelength is made incident and which converts the wavelength of the laser light into a second wavelength; a second wavelength converting element 9 on which the laser light with the second wavelength generated by the first wavelength converting element 8 is made incident and which converts the laser light into the laser light for output as laser light with a third wavelength; a filter 10 which is disposed in the optical path of the laser light for output having been wavelength-converted by the second wavelength converting element 9 and cuts off unnecessary laser light other than the laser light for output; and a diffraction grating 7 provided in the optical path between the laser diode 6 and the first wavelength converting element 8. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザーダイオードから生成されるレーザー光の波長を変換させて所望の波長のレーザー光を出力用レーザー光として生成するレーザー光発生装置に関する。   The present invention relates to a laser light generator that converts the wavelength of laser light generated from a laser diode to generate laser light having a desired wavelength as output laser light.

光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。   2. Description of the Related Art Optical disk apparatuses that can perform signal reading operations and signal recording operations by irradiating a signal recording layer provided on an optical disk with laser light emitted from an optical pickup device have become widespread.

光ディスク装置としては、CDやDVDと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及しているが、最近では記録密度を向上させた光ディスク、即ちBlu−ray規格やHD DVD(High Definition Digital Versatile Disk)規格の光ディスクを使用するものが製品化されている。   As an optical disk device, an apparatus using an optical disk called CD or DVD is generally popular, but recently, an optical disk with improved recording density, that is, a Blu-ray standard or an HD DVD (High Definition Digital Versatile Disk) standard. Products that use optical disks have been commercialized.

光ディスクに記録される信号の密度を向上させるためには、光ディスクの信号面に照射されるレーザー光のスポット径を小さくする必要があり、そのためにはレーザー光の波長を短くする必要がある。光ディスク装置に使用される光ピックアップ装置には、レーザー光を生成するレーザーダイオードが組み込まれている。   In order to improve the density of the signal recorded on the optical disc, it is necessary to reduce the spot diameter of the laser beam irradiated on the signal surface of the optical disc, and for this purpose, it is necessary to shorten the wavelength of the laser beam. An optical pickup device used in an optical disk device incorporates a laser diode that generates laser light.

前述したCD規格のディスクに記録されている信号を再生するために使用されるレーザー光は赤外光が使用され、DVD規格のディスクに記録されている信号を再生するために使用されるレーザー光は赤色光が使用され、そしてBlu−ray規格やHD−DVD規格のディスクに記録されている信号を再生するために使用されるレーザー光は青紫色光が使用されている。   The laser beam used for reproducing the signal recorded on the CD standard disc described above uses infrared light, and the laser beam used for reproducing the signal recorded on the DVD standard disc. Red light is used, and blue-violet light is used as a laser beam used for reproducing a signal recorded on a disc of Blu-ray standard or HD-DVD standard.

前述した赤外光、赤色光及び青紫色光のレーザー光を生成することが出来るレーザーダイオードは、開発されて製品化されているが、緑色のレーザー光を生成することが出来るレーザーダイオードの製品化は遅れている。   The laser diode that can generate the infrared, red, and blue-violet laser light described above has been developed and commercialized, but the laser diode that can generate the green laser light is commercialized. Is late.

緑色のレーザー光は、光の三原色を構成するため画像を投射するプロジェクターに使用されるとともに視認性が高いという理由から墨出し器に採用することが考えられているが、緑色のレーザー光を生成するレーザーダイオードが開発されていないので、現在ではレーザー光の波長を変換することによって緑色のレーザー光を得るようにされている。斯かるレーザー光の波長を変換する波長変換素子として、Nd:YVO4等の異方性結晶やKTP結晶(KTiOP4)等の非線形光学結晶が一般に使用されている。(特許文献1参照。)
特開平7−58391号公報
The green laser light is used in projectors that project images to form the three primary colors of light and is considered to be used in ink-depositing devices because of its high visibility, but it produces green laser light. Since no laser diode has been developed, green laser light is obtained by converting the wavelength of the laser light. As such a wavelength conversion element for converting the wavelength of laser light, an anisotropic crystal such as Nd: YVO4 or a nonlinear optical crystal such as KTP crystal (KTiOP4) is generally used. (See Patent Document 1)
JP-A-7-58391

波長変換素子としてYVO4等の異方性結晶やKTP結晶等の非線形光学結晶を使用する場合、その変換効率は入射光波長依存性が大きく、安定した出力のレーザー光を得るためには、入射光の波長を安定させる必要がある。入射光の波長が不安定になる大きな原因として、温度変化があり、斯かる温度変化を抑える方法として特許文献に記載されているようにペルチェ素子を使用する方法が一般的である。   When an anisotropic crystal such as YVO4 or a nonlinear optical crystal such as a KTP crystal is used as the wavelength conversion element, the conversion efficiency is highly dependent on the incident light wavelength, and in order to obtain a stable output laser beam, the incident light It is necessary to stabilize the wavelength. A major cause of the unstable wavelength of incident light is a temperature change, and a method of using a Peltier element is generally used as a method for suppressing such a temperature change as described in the patent literature.

従来の技術について図7を参照して説明する。図7において、1はAIGaAs結晶よりなるレーザーダイオードであり、波長が808nmのレーザー光を生成する。2は前記レーザーダイオード1から出射されたレーザー光が入射されるYVO4結晶であり、波長が1064nmのレーザー光を励起するように構成されている。   A conventional technique will be described with reference to FIG. In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a laser diode made of an AIGaAs crystal, which generates laser light having a wavelength of 808 nm. Reference numeral 2 denotes a YVO4 crystal on which the laser light emitted from the laser diode 1 is incident, and is configured to excite laser light having a wavelength of 1064 nm.

3は前記YVO4結晶2にて波長が変換されたレーザー光が入射されるKTP結晶であり、波長を1/2波長である532nm(緑色)のレーザー光に変換するように構成されている。4は前記KTP結晶3から出力される緑色のレーザー光の出力光路内に設けられているフィルターであり、不要な波長のレーザー光を遮断し、緑色のレーザー光のみを出力させる作用を成すものである。   Reference numeral 3 denotes a KTP crystal to which the laser beam having a wavelength converted by the YVO4 crystal 2 is incident, and is configured to convert the wavelength into a 532 nm (green) laser beam having a ½ wavelength. Reference numeral 4 denotes a filter provided in the output optical path of the green laser light output from the KTP crystal 3, which cuts off unnecessary wavelength laser light and outputs only the green laser light. is there.

5は前記YVO4結晶2及びKTP結晶3の近傍に設けられているペルチェ素子であり、前記レーザーダイオード1、YVO4結晶2及びKTP結晶の温度を一定にする作用を成すものである。   Reference numeral 5 denotes a Peltier element provided in the vicinity of the YVO4 crystal 2 and the KTP crystal 3, and serves to keep the temperature of the laser diode 1, the YVO4 crystal 2 and the KTP crystal constant.

ペルチェ素子を使用しない場合において、変換効率が低い温度にて使用すると、変換されたレーザー光の出力レベルが小さくなるので、レーザー出力を増大させるために大きな駆動電流をレーザーダイオード1に供給する動作が行われる。定格以上の大電流がレーザーダイオード1に供給されるとレーザー結晶が損傷したり、寿命が短くなるという問題があるため、電流制限回路が一般に設けられている。   When the Peltier element is not used, if the conversion efficiency is used at a low temperature, the output level of the converted laser light is reduced. Therefore, an operation of supplying a large drive current to the laser diode 1 in order to increase the laser output. Done. A current limiting circuit is generally provided because there is a problem that when a large current exceeding the rating is supplied to the laser diode 1, the laser crystal is damaged or the life is shortened.

電流制限回路を設けた場合、確かにレーザーダイオード1が損傷したり、寿命が短くなるという問題は解決することが出来るものの電流制限動作が行われている間、即ち安定した動作を行うことが出来る状態になるまでの間はレーザー光が出射されないという問題がある。図8は温度と光出力との関係を示す特性図であり、実線で示す狭い温度の範囲でのみ安定したレーザー光を発生させることが可能である。   When the current limiting circuit is provided, the problem that the laser diode 1 is damaged or the life is shortened can be solved, but the current limiting operation can be performed, that is, the stable operation can be performed. There is a problem that the laser beam is not emitted until the state is reached. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between temperature and light output, and stable laser light can be generated only in a narrow temperature range indicated by a solid line.

斯かる問題を解決するために前述したペルチェ素子5を使用して前記レーザーダイオード1、YVO4結晶2及びKTP結晶の温度を一定にする動作が行われているが、装置の小型化が出来ないだけでなく高価になるという問題がある。   In order to solve such a problem, the operation of making the temperature of the laser diode 1, the YVO4 crystal 2 and the KTP crystal constant by using the Peltier element 5 described above is performed, but the apparatus cannot be downsized. There is a problem of becoming expensive.

本発明は、斯かる問題を解決することが出来るレーザー光発生装置を提供しようとするものである。   The present invention intends to provide a laser beam generator capable of solving such a problem.

本発明は、第1波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードから生成される第1波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第2波長のレーザー光に変換する第1波長変換素子と、該第1波長変換素子にて変換された第2波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を第3波長のレーザー光である出力用レーザー光に変換する第2波長変換素子と、該第2波長変換素子にて波長変換された出力用レーザー光の出力光路内に配置されているとともに該出力用レーザー光以外の不要レーザー光を遮断するフィルターと、前記レーザーダイオードと前記第1波長変換素子との間の光路内に設けられた回折格子とより構成されている。   The present invention provides a first wavelength conversion element that receives a first wavelength laser beam generated from a laser diode that generates a first wavelength laser beam and converts the wavelength of the laser beam to a second wavelength laser beam. A second wavelength conversion element that receives the laser light having the second wavelength converted by the first wavelength conversion element and converts the laser light into output laser light that is laser light having the third wavelength; A filter disposed in an output optical path of the output laser light wavelength-converted by the second wavelength conversion element and blocking unnecessary laser light other than the output laser light; the laser diode; and the first wavelength It comprises a diffraction grating provided in the optical path between the conversion element.

また、本発明は、第1波長変換素子をNd:YVO4結晶にて構成し、第2波長変換素子をKTP結晶にて構成したことを特徴とするものである。   Further, the present invention is characterized in that the first wavelength conversion element is constituted by an Nd: YVO4 crystal and the second wavelength conversion element is constituted by a KTP crystal.

そして、本発明は、第2波長変換素子にて波長変換された出力用レーザー光が照射される位置にレーザー光の強度を検出するモニター用受光素子を設けたことを特徴とするものである。   The present invention is characterized in that a monitor light-receiving element for detecting the intensity of the laser light is provided at a position where the output laser light wavelength-converted by the second wavelength conversion element is irradiated.

また、本発明は、第2波長変換素子の出射側に出力用レーザー光の一部をモニター用受光素子に導くプリズムを設けたことを特徴とするものである。   Further, the present invention is characterized in that a prism for guiding a part of the output laser beam to the light receiving element for monitoring is provided on the emission side of the second wavelength conversion element.

そして、本発明は、第2波長変換素子の出射側に設けられているフィルターを出力用レーザー光の光軸に対して傾斜させて配置し、該フィルターにて出力用レーザー光の一部を反射させて前記モニター用受光素子に導くように構成されている。   In the present invention, a filter provided on the emission side of the second wavelength conversion element is disposed to be inclined with respect to the optical axis of the output laser beam, and a part of the output laser beam is reflected by the filter. And is guided to the monitor light-receiving element.

また、本発明は、前記フィルターをIRカットフィルターとしたことを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the filter is an IR cut filter.

また、本発明は、前記モニター用受光素子が前記フィルターで反射された第3波長のレーザー光を受光することを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the monitor light receiving element receives the third wavelength laser light reflected by the filter.

また、本発明は、前記モニター用受光素子が前記フィルターで反射された前記第2波長変換素子を介したレーザー光に残存している第2波長のレーザー光を受光することを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the monitor light receiving element receives the second wavelength laser light remaining in the laser light via the second wavelength conversion element reflected by the filter.

また、本発明は、第2波長変換素子にモニター用受光素子自体に出力用レーザー光の一部を導く反射手段を設けたことを特徴とするものである。   Further, the present invention is characterized in that the second wavelength conversion element is provided with reflecting means for guiding a part of the output laser beam to the monitor light receiving element itself.

そして、本発明は、第1波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードから生成される第1波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第2波長の出力用レーザー光に変換する波長変換素子と、該波長変換素子にて波長変換された出力用レーザー光の出力光路内に配置されているとともに該出力用レーザー光以外の不要レーザー光を遮断するフィルターと、前記レーザーダイオードと前記波長変換素子との間の光路内に設けられた回折格子とより構成されている。   In the present invention, a wavelength at which a first wavelength laser beam generated from a laser diode that generates a first wavelength laser beam is incident and the wavelength of the laser beam is converted into a second wavelength output laser beam. A conversion element, a filter disposed in an output optical path of the output laser light wavelength-converted by the wavelength conversion element and blocking unnecessary laser light other than the output laser light, the laser diode, and the wavelength It comprises a diffraction grating provided in the optical path between the conversion element.

また、本発明は、波長変換素子をPPLN又はPPKTPにて構成したことを特徴とするものである。   Further, the present invention is characterized in that the wavelength conversion element is composed of PPLN or PPKTP.

本発明のレーザー光発生装置は、第1波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードから生成される第1波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第2波長のレーザー光に変換する第1波長変換素子と、該第1波長変換素子にて変換された第2波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を第3波長のレーザー光である出力用レーザー光に変換する第2波長変換素子と、該第2波長変換素子にて波長変換された出力用レーザー光の出力光路内に配置されているとともに該出力用レーザー光以外の不要レーザー光を遮断するフィルターと、前記レーザーダイオードと前記第1波長変換素子との間の光路内に設けられた回折格子とより構成したので、即ち回折格子によってレーザーダイオードから生成されるレーザー光の波長を安定させるようにしたので、ペルチェ素子等を使用することなく安定した出力のレーザー光を得ることが出来る。   The laser beam generator of the present invention receives a first wavelength laser beam generated from a laser diode that generates a first wavelength laser beam and converts the wavelength of the laser beam into a second wavelength laser beam. A first wavelength conversion element and a second wavelength laser beam converted by the first wavelength conversion element are incident thereon, and the second laser beam is converted into an output laser beam that is a third wavelength laser beam. A wavelength converting element, a filter disposed in an output optical path of the output laser light wavelength-converted by the second wavelength converting element and blocking unnecessary laser light other than the output laser light, and the laser diode And a diffraction grating provided in the optical path between the first wavelength conversion element and the laser generated from the laser diode by the diffraction grating Since the wavelength of the light was set to stabilize, it is possible to obtain laser light of stable output without using a Peltier element or the like.

そして、ペルチェ素子等の温度制御手段を不要としたので、安価にてレーザー光発生装置を製造することが出来るだけでなく、小型化に対しても本発明は大きな効果を奏するものである。   Since the temperature control means such as a Peltier element is not required, the laser light generating device can be manufactured at a low cost, and the present invention has a great effect for downsizing.

また、本発明のレーザー光発生装置は、回折格子によってレーザー光の波長を固定するようにしたので、波長変換素子の変換効率を高めることが出来、その結果消費電力の削減を行うことが出来る。   Moreover, since the laser beam generator of the present invention fixes the wavelength of the laser beam by means of the diffraction grating, the conversion efficiency of the wavelength conversion element can be increased, and as a result, the power consumption can be reduced.

更に、本発明のレーザー光発生装置は、出力用レーザー光のモニター動作を行うモニター用受光素子を該出力用レーザー光が出射される側に設けたので、モニター動作を正確に行うことが可能となり、その結果レーザー出力の安定化を行うことが出来るという利点を有している。   Furthermore, the laser beam generator of the present invention is provided with the monitor light receiving element for monitoring the output laser beam on the side where the output laser beam is emitted, so that the monitor operation can be performed accurately. As a result, the laser output can be stabilized.

図1は本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す概略図、図2、図3、図4、図5及び図6は本発明のレーザー光発生装置を示す側面図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the laser beam generator of the present invention, and FIGS. 2, 3, 4, 5, and 6 are side views showing the laser beam generator of the present invention.

図1において、6はAIGaAs結晶よりなるレーザーダイオードであり、第1波長である波長が808nmのレーザー光を生成する。7は前記レーザーダイオード6から生成される第1波長のレーザー光が入射される位置に設けられている回折格子であり、VHG(Volume Holographic Grating)やVBG(Volume Bragg Grating)と呼ばれる素子にて構成されている。斯かるVHG素子は内部に光学的な溝が周期的に刻まれており、所定の波長、即ち本実施例では808nmの波長のレーザー光が発振するように設定されている。   In FIG. 1, 6 is a laser diode made of an AIGaAs crystal, which generates laser light having a first wavelength of 808 nm. Reference numeral 7 denotes a diffraction grating provided at a position where the first wavelength laser beam generated from the laser diode 6 is incident, and is composed of elements called VHG (Volume Holographic Grating) and VBG (Volume Bragg Grating). Has been. Such a VHG element has optical grooves periodically cut therein, and is set so that laser light having a predetermined wavelength, that is, a wavelength of 808 nm in this embodiment oscillates.

前述したVHG素子に入射されたレーザー光は、該VHG素子内に周期的に刻まれている溝と前記レーザーダイオード6を構成する素子片の端面との間を往復移動することによって発振する動作を行うことになるが、斯かる発振動作は周知であり、その説明は省略する。前記レーザーダイオード6と回折格子7であるVHG素子との協働による発振動作を行うことによってレーザーダイオード6から生成される波長が808nmのレーザー光の波長を第1波長に固定する動作が行われる。   The laser beam incident on the VHG element described above oscillates by reciprocating between a groove periodically engraved in the VHG element and an end face of the element piece constituting the laser diode 6. Although such an oscillating operation is well known, its description is omitted. An operation of fixing the wavelength of laser light having a wavelength of 808 nm generated from the laser diode 6 to the first wavelength is performed by performing an oscillation operation in cooperation with the laser diode 6 and the VHG element which is the diffraction grating 7.

8は前記回折格子7にて固定化された第1波長のレーザー光が入射されるYVO4結晶であり、第2波長である波長が1064nmのレーザー光を励起するように構成されている。   Reference numeral 8 denotes a YVO4 crystal on which the first wavelength laser beam fixed by the diffraction grating 7 is incident, and is configured to excite laser light having a second wavelength of 1064 nm.

9は前記YVO4結晶8にて波長が変換されたレーザー光が入射されるKTP結晶であり、波長を1/2波長である532nm(緑色)の第3波長のレーザー光に変換するように構成されている。10は前記KTP結晶9から出力される緑色のレーザー光の出力光路内に設けられているフィルターであり、不要な波長のレーザー光を遮断し、緑色のレーザー光のみを出力させる作用を成すものである。   Reference numeral 9 denotes a KTP crystal into which the laser light whose wavelength has been converted by the YVO4 crystal 8 is incident, and is configured to convert the wavelength into a laser light having a third wavelength of 532 nm (green) which is a half wavelength. ing. Reference numeral 10 denotes a filter provided in the output optical path of the green laser light output from the KTP crystal 9, which serves to block the laser light of an unnecessary wavelength and output only the green laser light. is there.

前記回折格子7を備えていない従来のレーザー光発生装置の場合、レーザーダイオード6から生成出射されるレーザー光の第1波長は、808nm±10nmの範囲にて変化し、且つ温度特性も0.3nm/℃変化するという特性がある。   In the case of a conventional laser beam generator that does not include the diffraction grating 7, the first wavelength of the laser beam generated and emitted from the laser diode 6 changes in the range of 808 nm ± 10 nm, and the temperature characteristic is also 0.3 nm. There is a characteristic of changing at / ° C.

斯かる従来のレーザー光発生装置と比較して、回折格子7を備えた本発明のレーザー光発生装置の場合、レーザーダイオード6から生成出射されるレーザー光の第1波長は、808nm±1nmの範囲にて変化するという優れた特性を得ることが出来る。また、本発明のレーザー光発生装置は、温度特性も0.01nm/℃変化するという極僅かな変化に抑えることが出来るという利点がある。   Compared with such a conventional laser light generator, in the case of the laser light generator of the present invention having the diffraction grating 7, the first wavelength of the laser light generated and emitted from the laser diode 6 is in the range of 808 nm ± 1 nm. It is possible to obtain an excellent characteristic of changing at a low temperature. Further, the laser beam generator of the present invention has an advantage that the temperature characteristic can be suppressed to a slight change of 0.01 nm / ° C.

以上に説明したように本発明のレーザー光発生装置は構成されているが、次に本発明の具体例について図2〜図6を参照して説明する。   As described above, the laser beam generator of the present invention is configured. Next, specific examples of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2において、11はレーザー光発生装置を構成する基台であり、電極端子12、13、14が固定されている。15は前記基台11に固定されている固定基板であり、前記電極端子14が内部に挿入固定されている。16は前記固定基板15に固定されているレーザー固定基板であり、レーザーダイオード6が固定されている。斯かる構成において、レーザーダイオード6への駆動電流は、電極端子12からリード線12aを通して供給されるように構成されている。   In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a base constituting the laser beam generator, and electrode terminals 12, 13 and 14 are fixed. Reference numeral 15 denotes a fixed substrate fixed to the base 11, and the electrode terminal 14 is inserted and fixed therein. Reference numeral 16 denotes a laser fixed substrate fixed to the fixed substrate 15, and the laser diode 6 is fixed thereto. In such a configuration, the drive current to the laser diode 6 is configured to be supplied from the electrode terminal 12 through the lead wire 12a.

前記固定基板15には、前記回折格子7、YVO4結晶8及びKTP結晶9が図示したように固定配置されている。17は前記固定基板15上に固定されているとともに前記KTP結晶9にて第3波長に変換された出力用レーザー光の一部が照射される位置に設けられているモニター用受光素子であり、モニター信号がリード線14aを通して前記電極端子14に出力されるように構成されている。   On the fixed substrate 15, the diffraction grating 7, YVO4 crystal 8 and KTP crystal 9 are fixedly arranged as shown. Reference numeral 17 denotes a monitor light-receiving element which is fixed on the fixed substrate 15 and provided at a position where a part of the output laser light converted to the third wavelength by the KTP crystal 9 is irradiated. The monitor signal is output to the electrode terminal 14 through the lead wire 14a.

18は前記基台11に固定されているとともに前記レーザーダイオード6、回折格子7、YVO4結晶8、KTP結晶9及びモニター用受光素子17を覆うカバーであり、出力用レーザー光が照射される位置に前記フィルター10が設けられている。斯かる構成によれば前記KTP結晶9にて第3波長に変換された出力用レーザー光は、前記フィルター10を通して矢印A方向へ出射されることになる。   Reference numeral 18 denotes a cover which is fixed to the base 11 and covers the laser diode 6, the diffraction grating 7, the YVO4 crystal 8, the KTP crystal 9 and the monitor light receiving element 17, and is placed at a position where the output laser light is irradiated. The filter 10 is provided. According to such a configuration, the output laser light converted to the third wavelength by the KTP crystal 9 is emitted in the direction of arrow A through the filter 10.

また、前記KTP結晶9にて第3波長に変換された出力用レーザー光は、該KTP結晶9から出射されるが、その出射方向に広がって照射されるので、図示した位置に設けられているモニター用受光素子17にその一部が照射されることになる。従って、出力用レーザー光の強度を検出することが出来、その検出された強度に基づいてレーザーダイオード6に供給される駆動電流の大きさを制御することによって安定したレーザー出力を得ることが出来る。   The output laser beam converted to the third wavelength by the KTP crystal 9 is emitted from the KTP crystal 9, but is spread and irradiated in the emission direction, so that it is provided at the illustrated position. A part of the light receiving element 17 for monitoring is irradiated. Therefore, the intensity of the output laser beam can be detected, and a stable laser output can be obtained by controlling the magnitude of the drive current supplied to the laser diode 6 based on the detected intensity.

図3は他の実施例であり、本実施例では、前記KTP結晶9の出射側に出力用レーザー光の一部を前記モニター用受光素子17に導くプリズム19が設けられている。斯かるプリズム19の傾斜面19aに出力用レーザー光の殆どを通過させ、その一部を反射させる反射膜が設けられている。   FIG. 3 shows another embodiment. In this embodiment, a prism 19 for guiding a part of the output laser beam to the light receiving element 17 for monitoring is provided on the emission side of the KTP crystal 9. A reflective film is provided on the inclined surface 19a of the prism 19 so as to allow most of the output laser light to pass therethrough and reflect a part thereof.

図4は他の実施例であり、本実施例では、カバー18に固定されているフィルター10を傾斜させることによって該フィルター10に入射される出力用レーザー光の一部を反射させて前記モニター用受光素子17に導くように構成されている。斯かるフィルター10の入射面10aに出力用レーザー光の殆どを通過させ、その一部を反射させる反射膜が設けられている。   FIG. 4 shows another embodiment. In this embodiment, by tilting the filter 10 fixed to the cover 18, a part of the output laser light incident on the filter 10 is reflected so as to be used for the monitor. It is configured to guide to the light receiving element 17. A reflection film that allows most of the output laser light to pass therethrough and reflects a part thereof is provided on the incident surface 10 a of the filter 10.

この実施例において、前記フィルター10としてIRカットフィルターを用いることができる。また、前記モニター用受光素子7は、前記フィルター10で反射された第3波長のレーザー光(532nm)を受光するようにしてもよいし、あるいは、前記KTP結晶9を介したレーザー光に残存している第2波長のレーザー光を前記フィルター10で反射させ、これをモニター用受光素子7で受光するようにしてもよい。   In this embodiment, an IR cut filter can be used as the filter 10. Further, the monitor light receiving element 7 may receive the third wavelength laser beam (532 nm) reflected by the filter 10 or may remain in the laser beam via the KTP crystal 9. The second wavelength laser beam may be reflected by the filter 10 and received by the monitor light receiving element 7.

すなわち、KTP結晶9は、前述の通りYVO4結晶にて波長が1064nmに変換されたレーザー光が入射され、このレーザー光の波長を1/2波長である532nmの第3波長のレーザー光に変換するように構成されている。然し乍ら、波長が1064nmのレーザー光を全て波長が532nmのレーザー光に変換できるわけではなく、KTP結晶9からは532nmのレーザー光以外にも1064nmのレーザー光も幾らか出力される。従って、上記のように、モニター用受光素子7にフィルター10で反射された532nmのレーザー光を受光させて出力用レーザー光の強度を検出するように設計しても良いし、モニター用受光素子7にフィルター10で反射された1064nmのレーザー光を受光させて出力用レーザー光の強度を検出するように設計しても良いわけである。   That is, as described above, the KTP crystal 9 receives laser light having a wavelength converted to 1064 nm by the YVO4 crystal, and converts the wavelength of this laser light to laser light having a third wavelength of 532 nm, which is a ½ wavelength. It is configured as follows. However, not all laser light having a wavelength of 1064 nm can be converted into laser light having a wavelength of 532 nm, and some 1064 nm laser light is output from the KTP crystal 9 in addition to the laser light having a wavelength of 532 nm. Therefore, as described above, the monitor light receiving element 7 may be designed to detect the intensity of the output laser light by receiving the 532 nm laser light reflected by the filter 10, or the monitor light receiving element 7. Alternatively, the laser beam of 1064 nm reflected by the filter 10 may be received to detect the intensity of the output laser beam.

図5は他の実施例であり、本実施例では、前記KTP結晶9の出射側の面を斜めにカットさせ、その斜めの部分にて出力用レーザー光の一部を前記モニター用受光素子17に導くように構成されている。斯かるカット面9aに出力用レーザー光の殆どを通過させ、その一部を反射させる反射膜が設けられている。   FIG. 5 shows another embodiment. In this embodiment, the surface on the emission side of the KTP crystal 9 is cut obliquely, and a part of the output laser beam is sent to the monitor light receiving element 17 at the inclined portion. Configured to lead to. A reflection film that allows most of the output laser light to pass therethrough and reflects a part thereof is provided on the cut surface 9a.

前述した実施例では、レーザーダイオード6として波長が808nmのレーザー光を生成するレーザーダイオードを使用したが、レーザーダイオード6として波長が1064nmのレーザー光を生成するレーザーダイオードを使用した場合について図6を参照して説明する。   In the above-described embodiment, a laser diode that generates a laser beam having a wavelength of 808 nm is used as the laser diode 6. However, a laser diode that generates a laser beam having a wavelength of 1064 nm is used as the laser diode 6 with reference to FIG. To explain.

本実施例では、レーザーダイオード6から生成されるレーザー光が第1波長である1064nmのレーザー光であるため、波長変換素子20として第2波長である532nm(
緑色)に変換するPPLN(Periodically-Poled Lithium Niobate)結晶又はPPKTP(Periodically-Poled KTiOP4)結晶を使用することが出来る。また、前記波長変換素子20の出力側には出力用レーザーの一部をモニター用受光素子17に導くプリズム19が設けられている。前記波長変換素子20から出射される出力用レーザーが照射方向に広がりがある場合には、プリズム19は省略することが出来る。
In the present embodiment, since the laser light generated from the laser diode 6 is a 1064 nm laser beam having a first wavelength, the wavelength conversion element 20 has a second wavelength of 532 nm (
PPLN (Periodically-Poled Lithium Niobate) crystals or PPKTP (Periodically-Poled KTiOP4) crystals that convert to green) can be used. Also, a prism 19 is provided on the output side of the wavelength conversion element 20 to guide a part of the output laser to the monitor light receiving element 17. When the output laser emitted from the wavelength conversion element 20 has a spread in the irradiation direction, the prism 19 can be omitted.

尚、本実施例では、波長変換素子としてYVO4結晶、KTP結晶、PPLN結晶及びPPKTP結晶を使用したが、他の結晶素子を使用することは出来る。また、緑色のレーザー光を得るために波長が808nmのレーザーダイオードや波長が1064nmのレーザーダイオードを使用したが、その波長は限定されるものではない。   In this embodiment, YVO4 crystal, KTP crystal, PPLN crystal and PPKTP crystal are used as the wavelength conversion element. However, other crystal elements can be used. Further, in order to obtain green laser light, a laser diode having a wavelength of 808 nm or a laser diode having a wavelength of 1064 nm is used, but the wavelength is not limited.

そして、本実施例では、出力用レーザー光の波長を緑色である532nmのレーザー光を得る場合について説明したが、他の波長のレーザー光を得るようにすることも出来る。   In this embodiment, the case where laser light having a wavelength of 532 nm, which is green, is obtained has been described. However, laser light having other wavelengths can also be obtained.

本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows one Example of the laser beam generator of this invention. 本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す側面図である。It is a side view which shows one Example of the laser beam generator of this invention. 本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す側面図である。It is a side view which shows one Example of the laser beam generator of this invention. 本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す側面図である。It is a side view which shows one Example of the laser beam generator of this invention. 本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す側面図である。It is a side view which shows one Example of the laser beam generator of this invention. 本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す側面図である。It is a side view which shows one Example of the laser beam generator of this invention. 従来のレーザー光発生装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the conventional laser beam generator. 温度と光出力との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between temperature and light output.

符号の説明Explanation of symbols

6 レーザーダイオード
7 回折格子
8 YVO4結晶
9 KTP結晶
10 フィルター
15 固定基板
17 モニター用受光素子
18 カバー
19 プリズム
20 波長変換素子
6 Laser diode 7 Diffraction grating 8 YVO4 crystal 9 KTP crystal 10 Filter 15 Fixed substrate 17 Monitor light receiving element 18 Cover 19 Prism 20 Wavelength conversion element

Claims (12)

第1波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第1波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第2波長のレーザー光に変換する第1波長変換素子と、該第1波長変換素子にて変換された第2波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を第3波長のレーザー光である出力用レーザー光に変換する第2波長変換素子と、該第2波長変換素子にて波長変換された出力用レーザー光の出力光路内に配置されているとともに該出力用レーザー光以外の不要レーザー光を遮断するフィルターを備えたレーザー光発生装置であり、前記レーザーダイオードと前記第1波長変換素子との間の光路内に回折格子を設け、該回折格子を共振器として動作させることによって第1波長のレーザー光の波長を安定化したことを特徴とするレーザー光発生装置。   A laser diode that generates a laser beam having a first wavelength, and a first wavelength converter that receives the laser beam having a first wavelength generated from the laser diode and converts the wavelength of the laser beam to a laser beam having a second wavelength A second wavelength conversion element that receives the laser light having the second wavelength converted by the first wavelength conversion element and converts the laser light into output laser light that is laser light having the third wavelength; And a laser light generator provided with a filter that is disposed in the output optical path of the output laser light wavelength-converted by the second wavelength conversion element and that blocks unnecessary laser light other than the output laser light. Providing a diffraction grating in the optical path between the laser diode and the first wavelength conversion element, and operating the diffraction grating as a resonator, Laser light generating apparatus, wherein a stabilized wavelength of Za light. 前記第1波長変換素子をNd:YVO4結晶にて構成し、前記第2波長変換素子をKTP結晶にて構成したことを特徴とする請求項1に記載のレーザー光発生装置。   2. The laser beam generator according to claim 1, wherein the first wavelength conversion element is configured by an Nd: YVO 4 crystal, and the second wavelength conversion element is configured by a KTP crystal. 前記第2波長変換素子にて波長変換された出力用レーザー光が照射される位置にレーザー光の強度を検出するモニター用受光素子を設けたことを特徴とする請求項1に記載のレーザー光発生装置。   2. The laser light generation according to claim 1, wherein a monitor light-receiving element that detects the intensity of the laser light is provided at a position where the output laser light wavelength-converted by the second wavelength conversion element is irradiated. apparatus. 前記第2波長変換素子の出射側に出力用レーザー光の一部をモニター用受光素子に導くプリズムを設けたことを特徴とする請求項3に記載のレーザー光発生装置。   4. The laser beam generator according to claim 3, wherein a prism for guiding a part of the output laser beam to the light receiving element for monitoring is provided on the emission side of the second wavelength conversion element. 前記第2波長変換素子の出射側に設けられているフィルターを出力用レーザー光の光軸に対して傾斜させて配置し、該フィルターにて出力用レーザー光の一部を反射させて前記モニター用受光素子に導くようにしたことを特徴とする請求項3に記載のレーザー光発生装置。   A filter provided on the output side of the second wavelength conversion element is disposed so as to be inclined with respect to the optical axis of the output laser beam, and a part of the output laser beam is reflected by the filter for the monitor. 4. The laser beam generator according to claim 3, wherein the laser beam generator is guided to a light receiving element. 前記フィルターはIRカットフィルターであることを特徴とする請求項5に記載のレーザー光発生装置。   6. The laser beam generator according to claim 5, wherein the filter is an IR cut filter. 前記モニター用受光素子は、前記フィルターで反射された第3波長のレーザー光を受光することを特徴とする請求項5または請求項6に記載のレーザー光発生装置。   The laser light generator according to claim 5 or 6, wherein the light receiving element for monitoring receives a laser beam having a third wavelength reflected by the filter. 前記モニター用受光素子は、前記フィルターで反射された前記第2波長変換素子を介したレーザー光に残存している第2波長のレーザー光を受光することを特徴とする請求項5または請求項6に記載のレーザー光発生装置。   7. The monitor light-receiving element receives the laser light having the second wavelength remaining in the laser light that has passed through the second wavelength conversion element reflected by the filter. The laser beam generator described in 1. 第2波長変換素子にモニター用受光素子に出力用レーザー光の一部を導く反射手段を設けたことを特徴とする請求項3に記載のレーザー光発生装置。   4. The laser beam generator according to claim 3, wherein the second wavelength conversion element is provided with reflecting means for guiding a part of the output laser beam to the monitor light receiving element. 第1波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第1波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第2波長の出力用レーザー光に変換する波長変換素子と、該波長変換素子にて波長変換された出力用レーザー光の出力光路内に配置されているとともに該出力用レーザー光以外の不要レーザー光を遮断するフィルターを備えたレーザー光発生装置であり、前記レーザーダイオードと前記波長変換素子との間の光路内に回折格子を設け、該回折格子を共振器として動作させることによって第1波長のレーザー光の波長を安定化したことを特徴とするレーザー光発生装置。   A laser diode that generates laser light of a first wavelength, and wavelength conversion that converts the wavelength of the laser light into output laser light of a second wavelength while being incident on the laser light of the first wavelength generated from the laser diode A laser light generator comprising an element and a filter disposed in an output optical path of an output laser light wavelength-converted by the wavelength conversion element and blocking unnecessary laser light other than the output laser light A laser characterized in that a diffraction grating is provided in an optical path between the laser diode and the wavelength conversion element, and the wavelength of the first laser beam is stabilized by operating the diffraction grating as a resonator. Light generator. 前記波長変換素子をPPLN結晶又はPPKTP結晶にて構成したことを特徴とする請求項10に記載のレーザー光発生装置。   The laser beam generator according to claim 10, wherein the wavelength conversion element is composed of a PPLN crystal or a PPKTP crystal. 前記出力用レーザー光が緑色であることを特徴とする請求項1または請求項10に記載のレーザー光発生装置。   The laser beam generator according to claim 1 or 10, wherein the output laser beam is green.
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