JP2011249400A

JP2011249400A - レーザ光源の調整システム、及びレーザ光源の調整方法

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Publication number: JP2011249400A
Application number: JP2010118345A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Miyata; 薫宮田
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】共振器から出射される光を高精度かつ適切に調整することができるレーザ光源の調整システムの提供。
【解決手段】レーザ光源１の調整システム１０は、調整用制御手段１３を備え、調整用制御手段１３は、温度調整部１３１と、共振器調整部１３２とを備える。温度調整部１３１は、エタロン３５を共振器３から取り外した状態で光スペクトラムアナライザ１２１にて検出されるスペクトラムのピーク波長と、強度検出部５５から出力される信号に基づいて検出されるヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、ＫＴＰ結晶３４の温度のパラメータを調整する。共振器調整部１３２は、エタロン３５を共振器３に取り付けた状態で光波長計１２２にて検出される波長と、ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、エタロン３５の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザ光源の調整システム、及びレーザ光源の調整方法に関する。

従来、光源と、光源から出射される光を励起光として基本波光をマルチモードで発振する共振器と、共振器の内部の光軸上に配設され、基本波光を所定の波長の光に変換するための非線形光学結晶と、共振器の内部の光軸上に配設され、所定の波長の光を透過させることで共振器から出射される光をシングルモードにするエタロンと、共振器の光路後段に配設され、ヨウ素の飽和吸収線を検出するヨウ素セルとを備え、ヨウ素の飽和吸収線に基づいて、共振器から出射される光の中心波長を安定化させるレーザ光源が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の周波数安定化レーザ（レーザ光源）は、励起用半導体レーザ（光源）と、共振波生成部（共振器）と、ＫＴＰ結晶（非線形光学結晶）と、２つのエタロンと、ヨウ素セルとを備えている。また、特許文献１に記載の周波数安定化レーザでは、共振波生成部の光軸に対する各エタロンの角度、共振波生成部の温度、及び共振波生成部における共振器長を調整することによって、共振波生成部から出射される光をシングルモードにするとともに、共振波生成部から出射される光の波長、及び強度を調整している（以下、光の波長、及び強度を調整することを、単に光を調整するというものとする）。

ここで、共振器の光軸に対するエタロンの角度を調整すると、エタロンの波長透過特性を変化させることができる。また、共振器の光軸に対するエタロンの角度を調整すると、エタロンの光路長が変化し、ひいては共振器における共振器長が変化するので、マルチモードで発振する光のモード間隔も変化することとなる。
そして、共振器の温度を調整すると、エタロンの温度が変化するのでエタロンの波長透過特性を変化させることができる。また、共振器の温度を調整すると、熱膨張、及び熱収縮の影響で共振器における共振器長が変化するので、マルチモードで発振する光のモード間隔も変化することとなる。
さらに、共振器における共振器長を調整すると、マルチモードで発振する光のモード間隔を変化させることができる。

特許文献１に記載の周波数安定化レーザでは、まず、共振波生成部の光軸に対する各エタロンの角度と、共振波生成部の温度とを調整することによって、共振器から出射される光がシングルモードで最大の強度となるように調整している。そして、共振波生成部における共振器長を調整することによって、マルチモードで発振する光のモード間隔を変化させて共振器から出射される光の波長が目標波長となるように調整している。

特開２００７−１９３６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の周波数安定化レーザでは、共振波生成部から出射される光がシングルモードで最大の強度となるように調整した後、共振波生成部から出射される光の波長を調整しているので、エタロンの波長透過特性における中心波長と、目標波長とがずれてしまうこととなる。したがって、共振波生成部から出射される光を高精度かつ適切に調整することができないという問題がある。

本発明の目的は、共振器から出射される光を高精度かつ適切に調整することができるレーザ光源の調整システム、及びレーザ光源の調整方法を提供することにある。

本発明のレーザ光源の調整システムは、光源と、前記光源から出射される光を励起光として基本波光をマルチモードで発振する共振器と、前記共振器の内部の光軸上に配設され、前記基本波光を所定の波長の光に変換するための非線形光学結晶と、前記共振器の内部の光軸上に配設され、所定の波長の光を透過させることで前記共振器から出射される光をシングルモードにするエタロンと、前記共振器の光路後段に配設され、ヨウ素の飽和吸収線を検出するヨウ素セルとを備え、前記ヨウ素の飽和吸収線に基づいて、前記共振器から出射される光の中心波長を安定化させるレーザ光源の調整システムであって、前記共振器から出射される光のスペクトラムを検出するスペクトラム検出手段と、前記共振器から出射される光の波長を検出する波長検出手段と、前記レーザ光源、及び前記調整システムを制御する調整用制御手段とを備え、前記調整用制御手段は、前記エタロンを前記共振器から取り外した状態で前記スペクトラム検出手段にて検出されるスペクトラムのピーク波長と、前記ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、前記非線形光学結晶の温度のパラメータを調整する温度調整部と、前記エタロンを前記共振器に取り付けた状態で前記波長検出手段にて検出される波長と、前記ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、前記共振器の光軸に対する前記エタロンの角度、及び前記エタロンの温度の少なくとも１つと、前記共振器における共振器長との各パラメータを調整する共振器調整部とを備えることを特徴とする。

ここで、非線形光学結晶の温度を調整すると、マルチモードで発振する光のスペクトラムが変化する。また、非線形光学結晶の温度を調整することに基づくマルチモードで発振する光のスペクトラムの変化は、共振器における共振器長を調整すること等に基づくマルチモードで発振する光のモード間隔の変化よりも大きい。したがって、レーザ光源を効率よく調整することができる。
本発明によれば、レーザ光源の調整システムは、調整用制御手段を備え、調整用制御手段は、温度調整部を備えるので、非線形光学結晶の温度を調整し、マルチモードで発振する光のスペクトラムを変化させることによって、スペクトラム検出手段にて検出されるスペクトラムのピーク波長と、ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように共振器から出射される光を調整することができる。

なお、スペクトラムのピーク波長とは、スペクトラムの極大値となる波長をいうものとし、スペクトラムのピーク波長が複数ある場合には、温度調整部は、最大のピーク波長と、ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように共振器から出射される光を調整するように構成されることが好ましい。
また、調整用制御手段は、共振器調整部を備えるので、共振器の光軸に対するエタロンの角度、及びエタロンの温度の少なくとも１つを調整することに基づくマルチモードで発振する光のモード間隔の変化は、共振器における共振器長を調整することで相殺することができる。したがって、共振器調整部は、共振器から出射される光の波長を変化させることなく各パラメータを調整することができ、共振器から出射される光を高精度かつ適切に調整することができる。

本発明のレーザ光源の調整方法は、光源と、前記光源から出射される光を励起光として基本波光をマルチモードで発振する共振器と、前記共振器の内部の光軸上に配設され、前記基本波光を所定の波長の光に変換するための非線形光学結晶と、前記共振器の内部の光軸上に配設され、所定の波長の光を透過させることで前記共振器から出射される光をシングルモードにするエタロンと、前記共振器の光路後段に配設され、ヨウ素の飽和吸収線を検出するヨウ素セルとを備え、前記ヨウ素の飽和吸収線に基づいて、前記共振器から出射される光の中心波長を安定化させるレーザ光源の調整方法であって、前記エタロンを前記共振器から取り外した状態で前記共振器から出射される光のスペクトラムのピーク波長と、前記ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、前記非線形光学結晶の温度のパラメータを調整する温度調整ステップと、前記エタロンを前記共振器に取り付けた状態で前記共振器から出射される光の波長と、前記ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、前記共振器の光軸に対する前記エタロンの角度、及び前記エタロンの温度の少なくとも１つと、前記共振器における共振器長との各パラメータを調整する共振器調整ステップとを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、前述したレーザ光源の調整システムと同様の作用効果を奏することができる。

本発明の一実施形態に係るレーザ光源を示す模式図。本発明の一実施形態に係る光源用制御手段の詳細構成を示す模式図。本発明の一実施形態に係るレーザ光源の調整システムを示す模式図。本発明の一実施形態に係るレーザ光源の調整処理を示すフローチャート。本発明の一実施形態に係るレーザ光源から出射される光のスペクトラムと、エタロンの波長透過特性とを示すグラフ。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔レーザ光源の概略構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ光源１を示す模式図である。なお、図１では、レーザ光源１の光軸を一点鎖線で示している。
レーザ光源１は、図１に示すように、光を出射する光源２と、光源２から出射される光を励起光として基本波光をマルチモードで発振する共振器３と、共振器３から出射される光をレーザ光源１の外部に導光する導光手段４と、共振器３から出射される光を変調することでヨウ素の飽和吸収線を検出するための飽和吸収線検出手段５と、レーザ光源１を制御する光源用制御手段６とを備える。
光源２は、８０８ｎｍ付近の波長の光（励起光）を出射する半導体レーザ２１と、半導体レーザ２１から出射される励起光を平行化する平行化レンズ２２とを備える。

共振器３は、筐体３１を備え、筐体３１の内部には、平行化レンズ２２にて平行化された励起光を集光する集光レンズ３２と、集光レンズ３２にて集光される励起光で励起され、１０６４ｎｍ付近の波長の光（基本波光）を出射するＮｄ：ＹＶＯ_４結晶３３と、共振器３の内部の光軸上に配設され、Ｎｄ：ＹＶＯ_４結晶３３から出射される基本波光を５３２ｎｍ付近の波長の光（以下、第２高調波光とする）に変換するための非線形光学結晶としてのＫＴＰ結晶３４と、ＫＴＰ結晶３４の光路後段に配設されるエタロン３５、及び共振器ミラー３６と、筐体３１、及び共振器ミラー３６の間に配設されるピエゾ素子３７とを備える。

Ｎｄ：ＹＶＯ_４結晶３３における半導体レーザ２１側の面には、励起光を透過し、基本波光を反射するためのコーティングが施され、共振器ミラー３６におけるＮｄ：ＹＶＯ_４結晶３３側の面には、基本波光を反射し、第２高調波光を透過するためのコーティングが施されている。したがって、基本波光は、Ｎｄ：ＹＶＯ_４結晶３３、及び共振器ミラー３６の間を往復してマルチモードで発振し、第２高調波光は、共振器ミラー３６を透過して共振器３から出射される。

エタロン３５は、共振器３の内部の光軸上に配設され、所定の波長の光を透過させるものであり、マルチモードで発振する基本波光をシングルモードにすることができる。なお、基本波光をシングルモードにすることによって、ＫＴＰ結晶３４にて変換された第２高調波光もシングルモードにすることができる。
ピエゾ素子３７は、電圧を印加することで変形する素子であり、光源用制御手段６による制御の下、Ｎｄ：ＹＶＯ_４結晶３３、及び共振器ミラー３６の間の距離、すなわち共振器３における共振器長を調整する。

導光手段４は、共振器３の光路後段に配設されるフィルタ４１，４２と、フィルタ４１，４２を透過した光の偏光方向を調整する１／２波長板４３と、１／２波長板４３にて偏光方向が調整された光を分離するための偏光ビームスプリッタ４４とを備える。
フィルタ４１は、共振器３からの漏れ光である励起光を減衰させる機能を有している。また、フィルタ４２は、レーザ光源１の光軸に対して傾斜した状態で配設され、共振器３からの漏れ光である基本波光を反射させる機能を有しているので、フィルタ４２を反射した光は、レーザ光源１の光軸から離間する方向に導かれる。すなわち、１／２波長板４３には、フィルタ４１，４２を透過する第２高調波光が入射する。
偏光ビームスプリッタ４４は、偏光分離膜４４Ａを有している。そして、１／２波長板４３から出射され、偏光ビームスプリッタ４４に入射した光のうち、偏光分離膜４４Ａに対してＰ偏光の光は、偏光分離膜４４Ａを透過し、Ｓ偏光の光は、偏光分離膜４４Ａを反射する。

また、導光手段４は、偏光ビームスプリッタ４４にて反射されたＳ偏光の光を分離するためのビームスプリッタ４５と、ビームスプリッタ４５にて分離された光の強度を検出するための強度検出部４６とを備える。
ビームスプリッタ４５は、入射する光の一部を界面４５Ａにて反射させるとともに、他の一部を透過させるものである。

次に、導光手段４における光路について説明する。
偏光ビームスプリッタ４４にて反射されたＳ偏光の光は、ビームスプリッタ４５に入射する。ビームスプリッタ４５に入射した光のうち、ビームスプリッタ４５を透過した光は、強度検出部４６に入射する。そして、強度検出部４６は、入射した光の強度を検出し、検出した光の強度に基づく信号を光源用制御手段６に出力する。すなわち、強度検出部４６は、共振器３から出射される光の強度を検出する強度検出手段として機能する。また、ビームスプリッタ４５にて反射された光は、レーザ光源１の外部に出射される。

飽和吸収線検出手段５は、偏光ビームスプリッタ４４を透過したＰ偏光の光を入射させる偏光ビームスプリッタ５１と、偏光ビームスプリッタ５１を透過した光を入射させる１／４波長板５２と、１／４波長板５２の光路後段、すなわち共振器３の光路後段に配設されるヨウ素セル５３と、ヨウ素セル５３を透過した光を反射させる反射ミラー５４と、偏光ビームスプリッタ５１にて反射された光の強度を検出するための強度検出部５５とを備える。
偏光ビームスプリッタ５１は、偏光分離膜５１Ａを有し、偏光ビームスプリッタ４４と同様の機能を有している。また、１／４波長板５２は、入射する光の直交する偏向成分の間に９０°の位相差を与える機能を有している。

次に、飽和吸収線検出手段５における光路について説明する。
偏光ビームスプリッタ４４を透過したＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ５１を透過し、１／４波長板５２を介してヨウ素セル５３に入射する。ヨウ素セル５３を透過した光は、反射ミラー５４にて反射され、ヨウ素セル５３、及び１／４波長板５２を透過して偏光ビームスプリッタ５１に再び入射する。このとき、偏光ビームスプリッタ５１に再び入射した光は、１／４波長板５２を２度通過しているので、偏光方向が９０度回転し、偏光分離膜５１Ａに対してＳ偏光の光となる。したがって、偏光ビームスプリッタ５１に再び入射した光は、偏光分離膜５１Ａにて反射される。偏光ビームスプリッタ５１にて反射された光は、強度検出部５５に入射する。そして、強度検出部５５は、入射した光の強度を検出し、検出した光の強度に基づく信号を光源用制御手段６に出力する。

光源用制御手段６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリなどで構成され、強度検出部４６，５５の制御や、半導体レーザ２１、ＫＴＰ結晶３４、ピエゾ素子３７、共振器３、及びヨウ素セル５３の制御をするものである。この光源用制御手段６は、ピエゾ素子３７に電圧を印加することで共振器３における共振器長を制御して共振器３から出射される光を変調する。そして、光源用制御手段６は、強度検出部５５から出力される信号に基づいて、ヨウ素の飽和吸収線を検出することで共振器３から出射される光の中心波長を安定させる。

図２は、光源用制御手段６の詳細構成を示す模式図である。
また、光源用制御手段６は、図２に示すように、記憶部６１と、光源制御部６２と、電流調整部６３と、異常判定部６４と、読込調整部６５とを備える。
記憶部６１は、光源用制御手段６にて利用される情報を記憶するものである。
光源制御部６２は、強度検出部４６から出力される信号に基づいて、強度検出部４６に入射する光の強度が一定となるように、半導体レーザ２１を駆動する電流を制御する。

電流調整部６３は、半導体レーザ２１を駆動する電流が最小値となるように、ＫＴＰ結晶３４の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整する。なお、半導体レーザ２１、ＫＴＰ結晶３４、共振器３、及びヨウ素セル５３には、温度を検出するためのサーミスタや、温度を調整するためのペルチェ素子などで構成される温度調整器が取り付けられている。そして、電流調整部６３は、温度調整器を制御することでＫＴＰ結晶３４の温度を調整する。また、電流調整部６３にて調整された各パラメータに係る情報は、記憶部６１に記憶される。

異常判定部６４は、電流調整部６３にて調整された半導体レーザ２１を駆動する電流の最小値が所定の電流値を超える場合にレーザ光源１の異常と判定する。
読込調整部６５は、記憶部６１に記憶された情報を読み込むことで各パラメータを調整し、共振器３から出射される光を調整する。なお、読込調整部６５は、レーザ光源１を起動したとき等に各パラメータを調整する。

〔レーザ光源の調整システム〕
図３は、レーザ光源１の調整システム１０を示す模式図である。
レーザ光源１の調整システム１０は、図３に示すように、ビームスプリッタ４５にて反射された光を分離するためのビームスプリッタ１１と、ビームスプリッタ１１にて分離された光のスペクトラム、及び波長を検出するための検出手段１２と、レーザ光源１、及び検出手段１２を制御する調整用制御手段１３とを備える。

ビームスプリッタ１１は、入射する光の一部を界面１１Ａにて反射させるとともに、他の一部を透過させるものである。ビームスプリッタ１１に入射した光のうち、ビームスプリッタ１１にて反射された光は、検出手段１２に入射する。そして、検出手段１２は、入射した光のスペクトラム、及び波長を検出し、検出した光のスペクトラム、及び波長に基づく信号を調整用制御手段１３に出力する。また、ビームスプリッタ１１を透過した光は、レーザ光源１の外部に出射される。
検出手段１２は、光のスペクトラムを測定するスペクトラム検出手段としての光スペクトラムアナライザ１２１と、光の波長を測定する波長検出手段としての光波長計１２２とを備える。

調整用制御手段１３は、ＣＰＵや、メモリなどで構成され、温度調整部１３１と、共振器調整部１３２とを備える。なお、光源用制御手段６、及び調整用制御手段１３は、互いに情報を送受信することができるように接続されている。そして、調整用制御手段１３は、光源用制御手段６を介して間接的にＫＴＰ結晶３４の温度、エタロン３５の温度、及び共振器３における共振器長などの制御をすることができる。なお、エタロン３５の温度は、共振器３の温度を調整することによって調整することができる。

温度調整部１３１は、エタロン３５を共振器３から取り外した状態で光スペクトラムアナライザ１２１にて検出されるスペクトラムのピーク波長と、ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、ＫＴＰ結晶３４の温度のパラメータを調整する。
共振器調整部１３２は、エタロン３５を共振器３に取り付けた状態で光波長計１２２にて検出される波長と、強度検出部５５から出力される信号に基づいて検出されるヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、エタロン３５の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整する。

〔レーザ光源の調整処理〕
図４は、レーザ光源１の調整処理を示すフローチャートである。図５は、レーザ光源１から出射される光のスペクトラムＳと、エタロン３５の波長透過特性Ｗとを示すグラフである。なお、図５では、縦軸をスペクトラムＳの強度、及びエタロン３５の透過率とし、横軸を波長としている。
レーザ光源１の調整処理を実行すると、図４に示すように、調整用制御手段１３は、以下のステップＳ１〜Ｓ３を実行する。

具体的に、温度調整部１３１は、エタロン３５を共振器３から取り外した状態でＫＴＰ結晶３４の温度のパラメータを調整し、図５（Ａ）に矢印で示すように、光スペクトラムアナライザ１２１にて検出されるスペクトラムＳのピーク波長と、ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させる（Ｓ１：温度調整ステップ）。なお、図５では、ヨウ素の飽和吸収線の波長を５３２．２４５ｎｍとしている。

温度調整ステップＳ１にてＫＴＰ結晶３４の温度のパラメータが調整されると、共振器調整部１３２は、エタロン３５を共振器３に取り付けた状態でエタロン３５の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整し、光波長計１２２にて検出される波長と、強度検出部５５から出力される信号に基づいて検出されるヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させる（Ｓ２：共振器調整ステップ）。
ここで、共振器調整部１３２は、エタロン３５の温度を調整することで、図５（Ｂ）に矢印で示すように、エタロン３５の波長透過特性Ｗを変化させることができる。

また、共振器調整部１３２は、エタロン３５の温度を調整することに基づくマルチモードで発振する光のモード間隔の変化を、共振器３における共振器長を調整することで相殺することができる。
したがって、共振器調整部１３２は、共振器３から出射される光の波長を変化させることなく各パラメータを調整することができ、図５（Ｃ）に示すように、光スペクトラムアナライザ１２１にて検出されるスペクトラムＳのピーク波長と、光波長計１２２にて検出される波長、すなわちエタロン３５を透過する波長と、強度検出部５５から出力される信号に基づいて検出されるヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させることができる。

共振器調整ステップＳ２にてエタロン３５の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータが調整されると、調整用制御手段１３は、温度調整部１３１、及び共振器調整部１３２にて調整された各パラメータに係る情報を記憶部６１に記憶させる（Ｓ３：記憶ステップ）。
以上のステップＳ１〜Ｓ３を実行することで調整用制御手段１３は調整処理を実行する。

このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）レーザ光源１は、光源用制御手段６を備え、光源用制御手段６は、光源制御部６２を備えるので、レーザ光源１を使用する環境の温度の変化や、レーザ光源１の経年変化などの影響によって、レーザ光源１から出射される光の強度が変化してしまうことを抑制することができる。また、光源用制御手段６は、電流調整部６３を備えるので、半導体レーザ２１を駆動する電流を小さくすることができる。したがって、半導体レーザ２１の消費電力を抑制することができ、半導体レーザ２１の寿命を長くすることができる。ここで、共振器３から出射される光の中心波長は、ヨウ素の飽和吸収線に基づいて、安定化させているので、電流調整部６３は、共振器３から出射される光の波長を変化させることなく各パラメータを調整することができる。したがって、レーザ光源１の温度特性、及び長期安定性を向上させることができる。

（２）異常判定部６４は、電流調整部６３にて調整された半導体レーザ２１を駆動する電流の最小値が所定の電流値を超える場合にレーザ光源１の異常と判定するので、レーザ光源１の使用者は、異常判定部６４による判定に基づいて、レーザ光源１の寿命を判定することができる。
（３）電流調整部６３は、半導体レーザ２１を駆動する電流が最小値となるように、各パラメータを調整するので、半導体レーザ２１の消費電力を更に抑制することができ、半導体レーザ２１の寿命を更に長くすることができる。
（４）光源用制御手段６は、記憶部６１と、読込調整部６５とを備えるので、レーザ光源１を起動したとき等に共振器３から出射される光を迅速に調整することができ、高精度かつ適切に調整することができる。

（５）レーザ光源１の調整システム１０は、調整用制御手段１３を備え、調整用制御手段１３は、温度調整部１３１を備えるので、ＫＴＰ結晶３４の温度を調整し、マルチモードで発振する光のスペクトラムを変化させることによって、光スペクトラムアナライザ１２１にて検出されるスペクトラムＳのピーク波長と、ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように共振器３から出射される光を調整することができる。また、調整用制御手段１３は、共振器調整部１３２を備えるので、エタロン３５の温度を調整することに基づくマルチモードで発振する光のモード間隔の変化を、共振器３における共振器長を調整することで相殺することができる。したがって、共振器調整部１３２は、共振器３から出射される光の波長を変化させることなく各パラメータを調整することができ、共振器３から出射される光を高精度かつ適切に調整することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、電流調整部６３は、半導体レーザ２１を駆動する電流が最小値となるように、ＫＴＰ結晶３４の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整していたが、最小値となるように調整しなくてもよい。要するに、電流調整部は、光源を駆動する電流が小さくなるように各パラメータを調整すればよい。

前記実施形態では、電流調整部６３は、ＫＴＰ結晶３４の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整していたが、共振器３の光軸に対するエタロン３５の角度、またはエタロン３５の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整してもよい。要するに、電流調整部は、非線形光学結晶の温度、共振器の光軸に対するエタロンの角度、及びエタロンの温度の少なくとも１つと、共振器における共振器長との各パラメータを調整すればよい。
前記実施形態では、光源用制御手段６は、記憶部６１と、異常判定部６４と、読込調整部６５とを備えていたが、これらの機能を備えていなくてもよい。

前記実施形態では、共振器調整部１３２は、エタロン３５の温度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整していたが、共振器３の光軸に対するエタロン３５の角度と、共振器３における共振器長との各パラメータを調整してもよい。要するに、共振器調整部は、共振器の光軸に対するエタロンの角度、及びエタロンの温度の少なくとも１つと、共振器における共振器長との各パラメータを調整すればよい。

前記実施形態では、温度調整部１３１、及び共振器調整部１３２は、共振器３の温度を調整することによって、エタロン３５の温度を調整していたが、エタロン３５の温度を直接的に調整してもよい。
前記実施形態では、波長検出手段として光波長計１２２を採用していたが、強度検出部５５から出力される信号に基づいて検出されるヨウ素の飽和吸収線に基づいて、共振器３から出射される光の波長を検出することで波長検出手段を構成してもよい。

本発明は、レーザ光源の調整システム、及びレーザ光源の調整方法に好適に利用することができる。

１…レーザ光源
２…光源
３…共振器
６…光源用制御手段
１０…調整システム
１３…調整用制御手段
２１…半導体レーザ（光源）
３４…ＫＴＰ結晶（非線形光学結晶）
３５…エタロン
４６…強度検出部（強度検出手段）
５３…ヨウ素セル
６１…記憶部
６２…光源制御部
６３…電流調整部
６４…異常判定部
６５…読込調整部
１２１…光スペクトラムアナライザ（スペクトラム検出手段）
１２２…光波長計（波長検出手段）
１３１…温度調整部
１３２…共振器調整部

Claims

光源と、前記光源から出射される光を励起光として基本波光をマルチモードで発振する共振器と、前記共振器の内部の光軸上に配設され、前記基本波光を所定の波長の光に変換するための非線形光学結晶と、前記共振器の内部の光軸上に配設され、所定の波長の光を透過させることで前記共振器から出射される光をシングルモードにするエタロンと、前記共振器の光路後段に配設され、ヨウ素の飽和吸収線を検出するヨウ素セルとを備え、前記ヨウ素の飽和吸収線に基づいて、前記共振器から出射される光の中心波長を安定化させるレーザ光源の調整システムであって、
前記共振器から出射される光のスペクトラムを検出するスペクトラム検出手段と、
前記共振器から出射される光の波長を検出する波長検出手段と、
前記レーザ光源、及び前記調整システムを制御する調整用制御手段とを備え、
前記調整用制御手段は、
前記エタロンを前記共振器から取り外した状態で前記スペクトラム検出手段にて検出されるスペクトラムのピーク波長と、前記ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、前記非線形光学結晶の温度のパラメータを調整する温度調整部と、
前記エタロンを前記共振器に取り付けた状態で前記波長検出手段にて検出される波長と、前記ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、前記共振器の光軸に対する前記エタロンの角度、及び前記エタロンの温度の少なくとも１つと、前記共振器における共振器長との各パラメータを調整する共振器調整部とを備えることを特徴とするレーザ光源の調整システム。
光源と、前記光源から出射される光を励起光として基本波光をマルチモードで発振する共振器と、前記共振器の内部の光軸上に配設され、前記基本波光を所定の波長の光に変換するための非線形光学結晶と、前記共振器の内部の光軸上に配設され、所定の波長の光を透過させることで前記共振器から出射される光をシングルモードにするエタロンと、前記共振器の光路後段に配設され、ヨウ素の飽和吸収線を検出するヨウ素セルとを備え、前記ヨウ素の飽和吸収線に基づいて、前記共振器から出射される光の中心波長を安定化させるレーザ光源の調整方法であって、
前記エタロンを前記共振器から取り外した状態で前記共振器から出射される光のスペクトラムのピーク波長と、前記ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、前記非線形光学結晶の温度のパラメータを調整する温度調整ステップと、
前記エタロンを前記共振器に取り付けた状態で前記共振器から出射される光の波長と、前記ヨウ素の飽和吸収線の波長とを一致させるように、前記共振器の光軸に対する前記エタロンの角度、及び前記エタロンの温度の少なくとも１つと、前記共振器における共振器長との各パラメータを調整する共振器調整ステップとを備えることを特徴とするレーザ光源の調整方法。