JP2008292784A - Laser light generating device - Google Patents

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Yoshio Noisshiki
慶夫 野一色
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser light generating device which generates laser light with a desired wavelength as laser light for output by converting the wavelength of laser light. <P>SOLUTION: The laser light generating device includes a first wavelength converting element which receives laser light with a first wavelength generated by a laser diode 6 and converts the laser light into laser light with a second wavelength, a second wavelength converting element which receives the laser light with the second wavelength converted by the first wavelength converting element and converts the laser light into laser light for output, a filter 10 which is disposed in the optical path of the laser light for output wavelength-converted by the second wavelength converting element and cuts off laser light with an unnecessary wavelength, and a laser diode drive circuit 16 which supplies a driving current to the laser diode and is provided nearby the first wavelength converting element and second wavelength converting element. <P>COPYRIGHT: (C)2009,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 Density 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 apparatus, an apparatus using an optical disk called CD or DVD has been widely used, but recently, an optical disk with improved recording density, that is, a Blu-ray standard or an HD DVD (High Density 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、一般に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. In general, an optical pickup device used in an optical disc apparatus 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(High Density Digital Versatile Disk)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 the laser light used to reproduce signals recorded on Blu-ray standard and HD DVD (High Density Digital Versatile Disk) standard disks. .

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2を参照して説明する。図2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. 2, 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は前記レーザーダイオード1、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。   A Peltier element 5 is provided in the vicinity of the laser diode 1, 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、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. Since a laser crystal is damaged when a large current exceeding the rating is supplied to the laser diode 1, the lifetime is shortened. Therefore, a current limiting circuit is generally provided.

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、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3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 and the lifetime is shortened can be solved, but the current limiting operation is performed, that is, a stable operation can be performed. There is a problem in that the laser beam is not emitted until. FIG. 3 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.

また、レーザーダイオード1、YVO4結晶2及びKTP結晶3等はレーザー光発生装置を構成するケース内に配置されるが、所定光量のレーザー光を生成させる場合におけるケースの温度とレーザーダイオード1に供給される駆動電流との関係は図4に示す特性図のようになる。   The laser diode 1, the YVO4 crystal 2, the KTP crystal 3, and the like are arranged in a case constituting the laser light generator, and are supplied to the laser diode 1 and the case temperature when generating a predetermined amount of laser light. The relationship with the drive current is as shown in the characteristic diagram of FIG.

図4に示す特性図より明らかなようにケースの温度が20℃〜30℃の範囲にあるとき、レーザーダイオード1に供給される駆動電流の大きさを最も小さくすることが出来る。そして、図3に示した特性図からも明らかなようにケースの温度を20℃〜30℃になるように制御することによりレーザー光の出射動作を速やかに行うことが出来るとともに安定したレーザー光の発生動作を行うことが出来る。   As is clear from the characteristic diagram shown in FIG. 4, when the case temperature is in the range of 20 ° C. to 30 ° C., the magnitude of the drive current supplied to the laser diode 1 can be minimized. As is clear from the characteristic diagram shown in FIG. 3, by controlling the case temperature to 20 ° C. to 30 ° C., the laser beam can be emitted quickly and stable laser light can be emitted. Generation operation can be performed.

前述した動作を行う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 perform the above-described operation, the temperature of the laser diode 1, the YVO4 crystal 2 and the KTP crystal is made constant by using the Peltier element 5 described above, but only the apparatus cannot be reduced in size. 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を備え、前記レーザーダイオードに駆動電流を供給するレーザーダイオード駆動回路を前記第1波長変換素子及び第2波長変換素子の近傍に設け、該駆動回路から発生する熱を前記第1波長変換素子及び第2波長変換素子に伝達するように構成されている。
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 the output optical path of the output laser light wavelength-converted by the second wavelength conversion element, and a filter for blocking unnecessary laser light other than the output laser light; A laser diode drive circuit to be supplied is provided in the vicinity of the first wavelength conversion element and the second wavelength conversion element, and heat generated from the drive circuit is supplied to the first wavelength conversion element and the second wavelength conversion element. It is configured to transmit the second wavelength 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ものである。   Further, according to the present invention, a filter provided on the emission 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. It is characterized by being guided to the light receiving element for monitoring.

そして、本発明は、レーザーダイオードと波長変換素子との間に回折格子を設け、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波長であるレーザー光の波長を安定化したことを特徴とするものである。   The present invention is characterized in that a diffraction grating is provided between the laser diode and the wavelength conversion element, and the wavelength of the laser light that is the first wavelength is stabilized by operating the diffraction grating as a resonator. Is.

また、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波長変換素子と、該波長変換素子にて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、前記レーザーダイオードに駆動電流を供給するレーザーダイオード駆動回路を前記波長変換素子の近傍に設け、該駆動回路から発生する熱を前記波長変換素子に伝達するように構成されている。   The present invention also provides a laser diode that generates a laser beam having a first wavelength, a laser beam having a first wavelength that is generated from the laser diode, and the wavelength of the laser beam is changed to a laser beam having a second wavelength. A wavelength conversion element for conversion, and a filter disposed in the output optical path of the output laser light converted by the wavelength conversion element, and a filter for blocking unnecessary laser light other than the output laser light, the laser diode A laser diode drive circuit for supplying a drive current to the wavelength conversion element is provided in the vicinity of the wavelength conversion element, and heat generated from the drive circuit is transmitted to the wavelength conversion element.

そして、本発明は、波長変換素子をPPLNまたはPPKTPにて構成したことを特徴とするものである。   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を備え、前記レーザーダイオードに駆動電流を供給するレーザーダイオード駆動回路を前記第1波長変換素子及び第2波長変換素子の近傍に設け、該駆動回路から発生する熱を前記第1波長変換素子及び第2波長変換素子に伝達するようにしたので、第1波長変換素子及び第2波長変換素子の温度を所望の温度、例えば波長変換動作を正確に行うことが出来る温度に速やかに上昇させることが出来、その結果レーザー光発生装置から所望の波長のレーザー光を速やかに発生させることが出来る。   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 laser that includes a wavelength conversion element and a filter that is disposed in an output optical path of the output laser light that has been wavelength-converted by the second wavelength conversion element, and that blocks unnecessary laser light other than the output laser light; A laser diode drive circuit for supplying a drive current to the diode is provided in the vicinity of the first wavelength conversion element and the second wavelength conversion element, and heat generated from the drive circuit is pre-heated. Since transmission is made to the first wavelength conversion element and the second wavelength conversion element, the temperature of the first wavelength conversion element and the second wavelength conversion element is set to a desired temperature, for example, a temperature at which the wavelength conversion operation can be accurately performed. The laser beam can be quickly raised, and as a result, a laser beam having a desired wavelength can be quickly generated from the laser beam generator.

また、本発明のレーザー光発生装置は、レーザーダイオードと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波長であるレーザー光の波長を安定化させるようにしたので、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。   Further, the laser light generator of the present invention provides a diffraction grating in the optical path between the laser diode and the wavelength conversion element, and operates the diffraction grating as a resonator to change the wavelength of the laser light as the first wavelength. Since stabilization is achieved, the conversion efficiency of the wavelength conversion element can be increased, and as a result, power consumption can be reduced.

図1は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。同図において、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、即ち本実施例では前記レーザーダイオード6から生成されるレーザー光の波長である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。   FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the laser beam generator of the present invention. In the figure, reference numeral 6 denotes 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 carved therein, and a laser beam having a predetermined wavelength, that is, a wavelength of 808 nm which is a wavelength of the laser beam generated from the laser diode 6 in this embodiment, is obtained. It is set to oscillate.

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波長に固定安定化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 and stabilizing the wavelength of the laser beam having a wavelength of 808 nm generated from the laser diode 6 to the first wavelength by performing an oscillation operation in cooperation with the laser diode 6 and the VHG element as the diffraction grating 7 is performed. Is called.

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.

11はレーザー光発生装置を構成する基台であり、複数の電極端子12が固定されている。13は前記基台11に固定されている固定基板であり、前記レーザーダイオード6が固定されているレーザー用固定基板14が固定されているとともに前記回折格子7が固定されている。   Reference numeral 11 denotes a base constituting the laser beam generator, and a plurality of electrode terminals 12 are fixed thereto. Reference numeral 13 denotes a fixed substrate fixed to the base 11. The laser fixed substrate 14 to which the laser diode 6 is fixed is fixed and the diffraction grating 7 is fixed.

15は前記固定基板13に固定されている波長変換素子用固定基板であり、前記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。16は前記レーザーダイオード6に駆動電流を供給するべく該レーザーダイオード6とリード線(図示せず)にて接続されているレーザーダイオード駆動回路であり、前記波長変換素子用固定基板15内に配置されている。即ち、前記レーザーダイオード駆動回路16から発生する熱が波長変換素子であるYVO4結晶8及びKTP結晶9に伝達されるように構成されている。   Reference numeral 15 denotes a wavelength conversion element fixed substrate fixed to the fixed substrate 13, and the YVO4 crystal 8 and the KTP crystal 9 are fixedly arranged as shown. A laser diode driving circuit 16 is connected to the laser diode 6 by a lead wire (not shown) so as to supply a driving current to the laser diode 6 and is disposed in the wavelength conversion element fixed substrate 15. ing. That is, the heat generated from the laser diode drive circuit 16 is transmitted to the YVO4 crystal 8 and the KTP crystal 9 which are wavelength conversion elements.

17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等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。
17 is fixed to the base 11 and the laser diode 6 and diffraction grating 7.
, YVO4 crystal 8, KTP crystal 9 and the like, and the filter 10 is provided at a position where the output laser beam is irradiated. 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.

前記フィルター10は図示したように傾斜させて設けられているとともにその入射面10aには出力用レーザー光の一部を反射させる反射膜が形成されている。18は前記基板11に固定されているモニター用受光素子であり、前記フィルター10の入射面10aから反射された出力用レーザー光がカバー17に設けられている反射部17aにて反射された後に照射される位置に配置されている。   The filter 10 is inclined as shown in the figure, and a reflection film for reflecting a part of the output laser beam is formed on the incident surface 10a. Reference numeral 18 denotes a monitor light receiving element fixed to the substrate 11, which is irradiated after the output laser light reflected from the incident surface 10 a of the filter 10 is reflected by the reflecting portion 17 a provided on the cover 17. It is arranged at the position.

斯かる構成において、レーザー光発生装置の外部に設けられているレーザーダイオード駆動制御回路から出力される制御信号が電極端子12を通してレーザーダイオード駆動回路16に供給され、該レーザーダイオード駆動回路16からレーザーダイオード6に対して駆動電流が供給される。   In such a configuration, a control signal output from a laser diode drive control circuit provided outside the laser light generator is supplied to the laser diode drive circuit 16 through the electrode terminal 12, and the laser diode drive circuit 16 outputs the laser diode. 6 is supplied with drive current.

斯かる駆動電流が前記レーザーダイオード6に供給されると該レーザーダイオード6から第1波長、即ち波長が808nmのレーザー光が生成される。このようにして生成されたレーザー光は、回折格子7に対して照射され、該回折格子7に形成されている溝と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動作、即ち発振動作が行われることになる。その結果、レーザーダイオード6から生成されるレーザー光の波長を第1波長である808nmに固定安定化することが出来る。   When such a drive current is supplied to the laser diode 6, a laser beam having a first wavelength, that is, a wavelength of 808 nm is generated from the laser diode 6. The laser beam generated in this way is irradiated to the diffraction grating 7 and reciprocates between the grooves formed in the diffraction grating 7 and the end faces of the element pieces constituting the laser diode 6; That is, an oscillation operation is performed. As a result, the wavelength of the laser light generated from the laser diode 6 can be fixed and stabilized at 808 nm which is the first wavelength.

このようにして安定化された第1波長のレーザー光は、YVO4結晶8に入射され、第2波長である波長が1064nmのレーザー光に変換された後KTP結晶9に入射されることになる。その結果、第2波長である波長が1064nmのレーザー光は、KTP結晶9にて1/2波長である532nm(緑色)の第3波長のレーザー光に変換され、出力用レーザー光として出射されることになる。   The laser beam having the first wavelength stabilized in this way is incident on the YVO4 crystal 8, and after being converted into a laser beam having a second wavelength of 1064 nm, it is incident on the KTP crystal 9. As a result, the laser light having the second wavelength of 1064 nm is converted into the laser light having the third wavelength of 532 nm (green) which is ½ wavelength by the KTP crystal 9 and emitted as the output laser light. It will be.

前記KTP結晶9から出力用レーザー光として出射されたレーザー光はフィルター10を通して外部に出射されるとともにその一部は、該フィルター10の入射面10a及びカバー17に設けられている反射部17aにて反射されてモニター用受光素子18に照射される。従って、前記モニター用受光素子18によって出力用レーザー光の出力レベルをモニターすることが出来るので、該モニター用受光素子18から得られるモニター信号を外部に設けられているレーザーダイオード駆動制御回路に対して帰還させることによってレーザーダイオード6から生成されるレーザー光の出力を所望のレベルになるように制御する動作、所謂自動出力制御動作を行うことが出来る。   Laser light emitted from the KTP crystal 9 as output laser light is emitted to the outside through the filter 10, and part of the laser light is incident on the incident surface 10 a of the filter 10 and the reflecting portion 17 a provided on the cover 17. The light is reflected and applied to the monitor light receiving element 18. Therefore, since the output level of the output laser beam can be monitored by the monitor light receiving element 18, the monitor signal obtained from the monitor light receiving element 18 is sent to the laser diode drive control circuit provided outside. By performing the feedback, an operation for controlling the output of the laser beam generated from the laser diode 6 to a desired level, that is, a so-called automatic output control operation can be performed.

前述したように本実施例におけるレーザー光の発生動作は行われるが、レーザー光を発生させるために電源供給動作が行われるとレーザーダイオード駆動回路16から発生する熱が波長変換素子であるYVO4結晶8及びKTP結晶9に伝達されるので、該YVO4結晶8及びKTP結晶9の温度を波長変換動作を行うために適した温度に速やかに上昇させることが出来る。その結果、入力されるレーザー光に対する波長変換動作を速やかに開始させることが出来、レーザー光発生装置として所望波長のレーザー光を短時間の間に発生させることが可能となる。   As described above, the laser light generation operation in this embodiment is performed. However, when the power supply operation is performed to generate the laser light, the heat generated from the laser diode driving circuit 16 is the YVO4 crystal 8 that is the wavelength conversion element. And transmitted to the KTP crystal 9, the temperature of the YVO4 crystal 8 and the KTP crystal 9 can be quickly raised to a temperature suitable for performing the wavelength conversion operation. As a result, the wavelength conversion operation for the input laser beam can be started quickly, and the laser beam having a desired wavelength can be generated in a short time as a laser beam generator.

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することも出来る。斯かる場合には、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。
In the embodiment described above, a laser diode that generates laser light having a wavelength of 808 nm is used as the laser diode 6, but a laser diode that generates laser light having a wavelength of 1064 nm can also be used as the laser diode 6. In such a case, since the laser light generated from the laser diode 6 is laser light having a first wavelength of 1064 nm, PPLN (Periodically-Poled) that converts the wavelength to 532 nm (green), which is the second wavelength, as the wavelength conversion element. Lithium Niobate) crystals or PPKTP (Periodically-Poled KTiOP4) crystals can be used.

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構成することも出来る。   In this embodiment, the case where laser light having a wavelength of 532 nm, which is green, is obtained has been described. However, it is also possible to obtain laser light having other wavelengths.

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の一実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows one Example of the conventional laser beam generator. 本発明のレーザー光発生装置を説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the laser beam generator of this invention. 本発明のレーザー光発生装置を説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the laser beam generator of this invention.

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
11 基台
13 固定基板
15 波長変換素子用固定基板
16 レーザーダイオード駆動回路
17 カバー
18 モニター用受光素子
6 Laser diode 7 Diffraction grating 8 YVO4 crystal 9 KTP crystal 10 Filter 11 Base 13 Fixed substrate 15 Fixed substrate for wavelength conversion element 16 Laser diode drive circuit 17 Cover 18 Monitor light receiving element

Claims (9)

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に駆動電流を供給するレーザーダイオード駆動回路を前記第1波長変換素子及び第2波長変換素子の近傍に設け、該駆動回路から発生する熱を前記第1波長変換素子及び第2波長変換素子に伝達するように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. A laser diode driving circuit for supplying a driving current to the laser diode is provided in the vicinity of the first wavelength conversion element and the second wavelength conversion element; Laser light generating device characterized by the heat generated and so transmitted to the first wavelength conversion element and the second wavelength converting element from. 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. 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 beam generator according to claim 1, further comprising a monitor light-receiving element that detects the intensity of the laser beam at a position where the output laser beam wavelength-converted by the second wavelength conversion element is irradiated. . 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。 The filter provided on the emission 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 to receive the monitor light. 4. The laser beam generator according to claim 3, wherein the laser beam generator is guided to an element. レーザーダイオードと第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波長であるレーザー光の波長を安定化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。 A diffraction grating is provided in an optical path between the laser diode and the first wavelength conversion element, and the wavelength of the laser light as the first wavelength is stabilized by operating the diffraction grating as a resonator. Item 2. The laser light generator according to Item 1. 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波長変換素子と、該波長変換素子にて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に駆動電流を供給するレーザーダイオード駆動回路を前記波長変換素子の近傍に設け、該駆動回路から発生する熱を前記波長変換素子に伝達するように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 a wavelength conversion element that receives the laser light of the first wavelength generated from the laser diode and converts the wavelength of the laser light into laser light of a second wavelength; And a laser light generator provided with a filter disposed in the output optical path of the output laser light converted by the wavelength conversion element and blocking unnecessary laser light other than the output laser light, the laser A laser light generator characterized in that a laser diode drive circuit for supplying a drive current to the diode is provided in the vicinity of the wavelength conversion element, and heat generated from the drive circuit is transmitted to the wavelength conversion element. 波長変換素子をPPLN結晶またはPPKTP結晶にて構成したことを特徴とする請求項6に記載のレーザー光発生装置。 7. The laser beam generator according to claim 6, wherein the wavelength conversion element is composed of a PPLN crystal or a PPKTP crystal. レーザーダイオードと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波長であるレーザー光の波長を安定化したことを特徴とする請求項6に記載のレーザー光発生装置。 7. The wavelength of the laser beam as the first wavelength is stabilized by providing a diffraction grating in the optical path between the laser diode and the wavelength conversion element and operating the diffraction grating as a resonator. The laser beam generator described in 1. 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2または請求項7に記載のレーザー光発生装置。 The laser beam generator according to claim 2 or 7, wherein the output laser beam is green.
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