JP2538126B2 - 短波長レ―ザ光源 - Google Patents
短波長レ―ザ光源Info
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- JP2538126B2 JP2538126B2 JP2338148A JP33814890A JP2538126B2 JP 2538126 B2 JP2538126 B2 JP 2538126B2 JP 2338148 A JP2338148 A JP 2338148A JP 33814890 A JP33814890 A JP 33814890A JP 2538126 B2 JP2538126 B2 JP 2538126B2
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- Japan
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- laser light
- light source
- short wavelength
- optical
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光計測等に用いられるレーザ光源に関する
ものである。
ものである。
従来の技術 従来の短波長レーザ光源としては、例えば、［G.Tohm
on,K.Yamamoto and T.Taniuchi:プロシーディング・エ
ス ピーアイ イ（Proc.SPIE）Vol.898 Miniature Opt
ics and Lasers（1988）］に示されている。
on,K.Yamamoto and T.Taniuchi:プロシーディング・エ
ス ピーアイ イ（Proc.SPIE）Vol.898 Miniature Opt
ics and Lasers（1988）］に示されている。
第７図は、従来の短波長レーザ光源の構成を示したも
ので、９はアルミ材を用いた鏡筒、６は鏡筒９の端に樹
脂接着されたLiNbO3基板上に光導波路７を形成した光波
長変換素子、１は鏡筒９に光波長変換素子６と反対側の
端に取り付けられた波長0.84μｍのレーザ光２を発生さ
せる半導体レーザ、３は半導体レーザ１のレーザ光出射
側に位置するコリメートレンズ、５は光波長変換素子６
の光入射面側に位置するフォーカスレンズ、４はコリメ
ートンズ３とフォーカスレンズ５の間に位置する半波長
板である。８は光波長変換素子６の光出射面より出射さ
れる出力レーザ光である。
ので、９はアルミ材を用いた鏡筒、６は鏡筒９の端に樹
脂接着されたLiNbO3基板上に光導波路７を形成した光波
長変換素子、１は鏡筒９に光波長変換素子６と反対側の
端に取り付けられた波長0.84μｍのレーザ光２を発生さ
せる半導体レーザ、３は半導体レーザ１のレーザ光出射
側に位置するコリメートレンズ、５は光波長変換素子６
の光入射面側に位置するフォーカスレンズ、４はコリメ
ートンズ３とフォーカスレンズ５の間に位置する半波長
板である。８は光波長変換素子６の光出射面より出射さ
れる出力レーザ光である。
以上のように構成された従来の短波長レーザ光源の動
作を説明する。半導体レーザ１より出射された波長0.84
μｍのレーザ光２はコリメートレンズ３に入射し平行ビ
ームとなり、半波長板４により偏向方向が修正され、フ
ォーカスレンズ５に入射する。フォーカスレンズ５を出
射したレーザ光２は、LiNbO3光波長変換素子６の光入射
面に集光され光導波路７を伝搬し、波長を1/2に変換さ
れ波長0.42μｍの出力レーザ光８としてアルミ鏡筒９よ
り出射される。
作を説明する。半導体レーザ１より出射された波長0.84
μｍのレーザ光２はコリメートレンズ３に入射し平行ビ
ームとなり、半波長板４により偏向方向が修正され、フ
ォーカスレンズ５に入射する。フォーカスレンズ５を出
射したレーザ光２は、LiNbO3光波長変換素子６の光入射
面に集光され光導波路７を伝搬し、波長を1/2に変換さ
れ波長0.42μｍの出力レーザ光８としてアルミ鏡筒９よ
り出射される。
第８図は、第７図に示した従来の短波長レーザ光源に
おいて、フォーカスレンズ５により集光されたレーザ光
２の集光スポットが光導波路７に結合する際，光導波路
７の深さ方向にずれた場合における出力レーザ光８の出
力変動を示している。出力レーザ光８の出力が最大とな
る集光スポット位置が最適な光軸調整が行われた状態で
あるとし、この位置を横軸において零点とした。第８図
によれば、±0.33μｍの集光スポットずれが生じただけ
で出力レーザ光８の出力が±50％変動しており、極めて
精密な光軸調整が必要とされることがわかる。
おいて、フォーカスレンズ５により集光されたレーザ光
２の集光スポットが光導波路７に結合する際，光導波路
７の深さ方向にずれた場合における出力レーザ光８の出
力変動を示している。出力レーザ光８の出力が最大とな
る集光スポット位置が最適な光軸調整が行われた状態で
あるとし、この位置を横軸において零点とした。第８図
によれば、±0.33μｍの集光スポットずれが生じただけ
で出力レーザ光８の出力が±50％変動しており、極めて
精密な光軸調整が必要とされることがわかる。
第９図は、第７図における従来の短波長レーザ光源に
おける出力レーザ光８の環境温度特性を示している。
おける出力レーザ光８の環境温度特性を示している。
発明が解決しようとする課題 しかしながら本発明者らの検討によれば、上記のよう
な構成では、第９図に示したように、環境温度が±10℃
変化したとき、光波長変換素子６とアルミ鏡筒９の熱膨
張係数差による歪で光軸ずれが発生し、レーザ光８の出
力が50％以上低下するという課題が判明していた。この
ように、わずか±10℃の変化でこのような出力低下が生
じることは実使用において大きな問題となることが明ら
かとなり、この改善が強く望まれることとなった。
な構成では、第９図に示したように、環境温度が±10℃
変化したとき、光波長変換素子６とアルミ鏡筒９の熱膨
張係数差による歪で光軸ずれが発生し、レーザ光８の出
力が50％以上低下するという課題が判明していた。この
ように、わずか±10℃の変化でこのような出力低下が生
じることは実使用において大きな問題となることが明ら
かとなり、この改善が強く望まれることとなった。
本発明はかかる点に鑑み、環境温度変化による出力変
動の小さな短波長レーザ光源を提供することを目的とす
る。
動の小さな短波長レーザ光源を提供することを目的とす
る。
課題を解決するための手段 本発明は、非線形光学結晶板上に光導波路を形成した
光波長変換素子と、レーザ光源とを鏡筒内で同一光軸上
に固定するとともに、この鏡筒の材料に熱膨張係数が前
記非線形光学結晶に等しいかまたは近い材質を用いたこ
とを特徴とする短波長レーザ光源である。
光波長変換素子と、レーザ光源とを鏡筒内で同一光軸上
に固定するとともに、この鏡筒の材料に熱膨張係数が前
記非線形光学結晶に等しいかまたは近い材質を用いたこ
とを特徴とする短波長レーザ光源である。
作用 本発明は前記した手段により、光波長変換素子と鏡筒
との熱膨張係数差が小さくなり、環境温度が変化したと
きの前記光波長変換素子と前記鏡筒との接着部における
歪が緩和されることにより光軸ずれが低減し、短波長レ
ーザ光源の出力は安定化することが明かとなった。
との熱膨張係数差が小さくなり、環境温度が変化したと
きの前記光波長変換素子と前記鏡筒との接着部における
歪が緩和されることにより光軸ずれが低減し、短波長レ
ーザ光源の出力は安定化することが明かとなった。
実施例 第１図は、本発明の一実施例における短波長レーザ光
源の構成を示したもので、10はステンレス材としてたと
えばSUS316を用いた鏡筒、６はLiNbO3基板上に光導波路
７を形成した光波長変換素子で鏡筒10に樹脂20で固着さ
れている。１は波長0.84μｍのレーザ光２を発生させる
半導体レーザ、３はコリメートレンズ、４は半波長板、
５はフォーカスレンズである。７は光導波路８は光波長
変換素子６の光出射面より出射される出力レーザ光であ
る。
源の構成を示したもので、10はステンレス材としてたと
えばSUS316を用いた鏡筒、６はLiNbO3基板上に光導波路
７を形成した光波長変換素子で鏡筒10に樹脂20で固着さ
れている。１は波長0.84μｍのレーザ光２を発生させる
半導体レーザ、３はコリメートレンズ、４は半波長板、
５はフォーカスレンズである。７は光導波路８は光波長
変換素子６の光出射面より出射される出力レーザ光であ
る。
なお、第１図に示す本実施例の短波長レーザ光源は、
基本的には第７図に示した従来の短波長レーザ光源と同
じ構成であるので、同一構成部分には同一番号を付して
詳細な説明を省略する。
基本的には第７図に示した従来の短波長レーザ光源と同
じ構成であるので、同一構成部分には同一番号を付して
詳細な説明を省略する。
第２図は、第１図に示した短波長レーザ光源出力の環
境温度特性を示す。25±10℃における出力低下率は８％
となっている。このように、本発明によれば、極めて優
れた性能向上が可能となった。
境温度特性を示す。25±10℃における出力低下率は８％
となっている。このように、本発明によれば、極めて優
れた性能向上が可能となった。
第３図は、本発明の第二の実施例における短波長レー
ザ光源の構成を示したもので、11は真ちゅう材としてC3
046を用いた鏡筒、６はLiNbO3基板上に光導波路７を形
成した光波長変換素子、１は波長0.84μｍのレーザ光２
を発生させる半導体レーザ、３はコリメートレンズ、４
は半波長板、５はフォーカスレンズである。８は光波長
変換素子６の光出射面より出射される出力レーザ光であ
る。
ザ光源の構成を示したもので、11は真ちゅう材としてC3
046を用いた鏡筒、６はLiNbO3基板上に光導波路７を形
成した光波長変換素子、１は波長0.84μｍのレーザ光２
を発生させる半導体レーザ、３はコリメートレンズ、４
は半波長板、５はフォーカスレンズである。８は光波長
変換素子６の光出射面より出射される出力レーザ光であ
る。
なお、第３図に示す本実施例の短波長レーザ光源は、
基本的には第７図に示した従来の短波長レーザ光源と同
じ構成であるので、同一構成部分には同一番号を付して
詳細な説明を省略する。
基本的には第７図に示した従来の短波長レーザ光源と同
じ構成であるので、同一構成部分には同一番号を付して
詳細な説明を省略する。
第４図は、第３図に示した短波長レーザ光源出力の環
境温度特性を示す。25±10℃における出力低下率は10％
となっている。この場合も極めて大きな改善がなされて
いる。
境温度特性を示す。25±10℃における出力低下率は10％
となっている。この場合も極めて大きな改善がなされて
いる。
第５図は、本発明の第三の実施例における短波長レー
ザ光源の構成を示したもので、14はステンレス材として
たとえばSUS316を用いた鏡筒、６はLiNbO3基板上に光導
波路７を形成した光波長変換素子で鏡筒14に樹脂20で固
着されている。13は波長0.84μｍのレーザ光２を発生さ
せる半導体レーザチップで、12は半導体レーザチップ13
を固定するマウントである。
ザ光源の構成を示したもので、14はステンレス材として
たとえばSUS316を用いた鏡筒、６はLiNbO3基板上に光導
波路７を形成した光波長変換素子で鏡筒14に樹脂20で固
着されている。13は波長0.84μｍのレーザ光２を発生さ
せる半導体レーザチップで、12は半導体レーザチップ13
を固定するマウントである。
以上のように構成された本実施例の短波長レーザ光源
の動作を説明する。半導体レーザチップ13より出射され
た波長0.84μｍのレーザ光２は、LiNbO3光波長変換素子
６の光入射面において光導波路７に入射し、波長を1/2
に変換され波長0.42μｍの出力レーザ光８としてステン
レス鏡筒14より出射される。なお、鏡筒の材質はステン
レスを用いたが、LiNbO3と熱膨張係数が近い材質であれ
ばよく、鏡筒の材質は真ちゅうであってもよい。
の動作を説明する。半導体レーザチップ13より出射され
た波長0.84μｍのレーザ光２は、LiNbO3光波長変換素子
６の光入射面において光導波路７に入射し、波長を1/2
に変換され波長0.42μｍの出力レーザ光８としてステン
レス鏡筒14より出射される。なお、鏡筒の材質はステン
レスを用いたが、LiNbO3と熱膨張係数が近い材質であれ
ばよく、鏡筒の材質は真ちゅうであってもよい。
第６図は、第１図、第３図および第５図に示した第
一、第二および第三の実施例で用いた非線形光学結晶と
鏡筒の材質の熱膨張係数を示す。ステンレスおよび真ち
ゅうは、アルミに比較し非線形光学結晶であるLiNbO3に
十分近い値となっており、鏡面の材質として適すること
がわかる。
一、第二および第三の実施例で用いた非線形光学結晶と
鏡筒の材質の熱膨張係数を示す。ステンレスおよび真ち
ゅうは、アルミに比較し非線形光学結晶であるLiNbO3に
十分近い値となっており、鏡面の材質として適すること
がわかる。
なお、第一、第二および第三の実施例では、非線形光
学結晶としてLiNbO3を用いたが、非線形光学結晶として
MgO:LiNbO3（MgOをドープしたLiNbO3）,KTP（KTiOPO4）
または水晶を用いてもよい。
学結晶としてLiNbO3を用いたが、非線形光学結晶として
MgO:LiNbO3（MgOをドープしたLiNbO3）,KTP（KTiOPO4）
または水晶を用いてもよい。
このように、LiNbO3を用いた光波長変化素子と鏡筒と
の接着部における温度歪が緩和されることは、波長変換
レーザ出力の向上に以外に大きな効果が生じることが明
かとなり、この種レーザ光源の実用化に貢献することが
判明した。
の接着部における温度歪が緩和されることは、波長変換
レーザ出力の向上に以外に大きな効果が生じることが明
かとなり、この種レーザ光源の実用化に貢献することが
判明した。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、鏡筒内に作成さ
れる短波長レーザ光源の環境温度変化に伴う出力変動は
低減し、その実用的効果は大きく向上することになり、
短波長レーザ光源の実用化に大きく寄与するものであ
る。
れる短波長レーザ光源の環境温度変化に伴う出力変動は
低減し、その実用的効果は大きく向上することになり、
短波長レーザ光源の実用化に大きく寄与するものであ
る。
第１図は本発明の一実施例の短波長レーザ光源の要部断
面図、第２図は本発明の一実施例の短波長レーザ光源の
出力温度特性図、第３図は本発明の第二の実施例の短波
長レーザ光源の要部断面図、第４図は本発明の第二の実
施例の短波長レーザ光源の出力温度特性図、第５図は本
発明の第三の実施例の短波長レーザ光源の要部断面図、
第６図は本発明第一、第二および第三の実施例で用いた
非線形光学結晶と鏡筒の材質の熱膨張係数を記入した
図、第７図は従来の短波長レーザ光源の要部断面図、第
８図は従来の短波長レーザ光源の光軸ずれに対する出力
特性図、第９図は従来の短波長レーザ光源の出力温度特
性図である。 １……半導体レーザ、３……コリメートレンズ、４……
半波長板、５……フォーカスレンズ、６……LiNbO3光波
長変換素子、７……光導波路、10……ステンレス鏡筒、
11……真ちゅう鏡筒、13……半導体レーザチップ、14…
…ステンレスまたは真ちゅう鏡筒。
面図、第２図は本発明の一実施例の短波長レーザ光源の
出力温度特性図、第３図は本発明の第二の実施例の短波
長レーザ光源の要部断面図、第４図は本発明の第二の実
施例の短波長レーザ光源の出力温度特性図、第５図は本
発明の第三の実施例の短波長レーザ光源の要部断面図、
第６図は本発明第一、第二および第三の実施例で用いた
非線形光学結晶と鏡筒の材質の熱膨張係数を記入した
図、第７図は従来の短波長レーザ光源の要部断面図、第
８図は従来の短波長レーザ光源の光軸ずれに対する出力
特性図、第９図は従来の短波長レーザ光源の出力温度特
性図である。 １……半導体レーザ、３……コリメートレンズ、４……
半波長板、５……フォーカスレンズ、６……LiNbO3光波
長変換素子、７……光導波路、10……ステンレス鏡筒、
11……真ちゅう鏡筒、13……半導体レーザチップ、14…
…ステンレスまたは真ちゅう鏡筒。
Claims (4)
- 【請求項１】非線形光学結晶を基板とし、前記基板上に
光導波路を形成した光波長変換素子とレーザ光源とを鏡
筒内で同一光軸上に固定すると共に、前記光波長変換素
子と熱膨張係数が等しいかまたは近接した材質で前記鏡
筒を構成することを特徴とする短波長レーザ光源。 - 【請求項２】レーザ光源より出射されたレーザ光を集光
するためのレンズを備え、光波長変換素子と前記レーザ
光源と前記レンズとを鏡筒内で同一光軸上に固定したこ
とを特徴とする請求項１記載の短波長レーザ光源。 - 【請求項３】非線形光学結晶として、LiNbO3またはKTP
または水晶を用いたことを特徴とする請求項１または２
記載の短波長レーザ光源。 - 【請求項４】非線形光学結晶としてLiNbO3を用い、鏡筒
の材質としてステンレスまたは真ちゅうを用いたことを
特徴とする請求項１または２記載の短波長レーザ光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2338148A JP2538126B2 (ja) | 1989-12-20 | 1990-11-30 | 短波長レ―ザ光源 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-330515 | 1989-12-20 | ||
| JP33051589 | 1989-12-20 | ||
| JP2338148A JP2538126B2 (ja) | 1989-12-20 | 1990-11-30 | 短波長レ―ザ光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223727A JPH03223727A (ja) | 1991-10-02 |
| JP2538126B2 true JP2538126B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=26573560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2338148A Expired - Lifetime JP2538126B2 (ja) | 1989-12-20 | 1990-11-30 | 短波長レ―ザ光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538126B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2338148A patent/JP2538126B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03223727A (ja) | 1991-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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