JP2661771B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP2661771B2 JP2661771B2 JP10675590A JP10675590A JP2661771B2 JP 2661771 B2 JP2661771 B2 JP 2661771B2 JP 10675590 A JP10675590 A JP 10675590A JP 10675590 A JP10675590 A JP 10675590A JP 2661771 B2 JP2661771 B2 JP 2661771B2
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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、高密度光デイスク、分析用励起光源、印刷
分野などの超小型レーザ光源として用いることができる
半導体レーザ装置に関するものである。
分野などの超小型レーザ光源として用いることができる
半導体レーザ装置に関するものである。
従来の技術 GaAs系半導体レーザの発振波長は近赤外の780nm〜860
nmであり、コンパクトデイスクを始めとする光メモリデ
イスクの再生／記録用光源や、レーザプリンタの光源な
どの光情報処理装置に広く用いられている。波長を短く
し、可視領域に持つて行くことにより光メモリの高密度
化やプリンタの高速化（感光膜の感度が上がるため）な
どの光情報処理装置の高性能化を実現できるため、近年
短波長化への努力がなされている。現在、単体の半導体
レーザ素子としては、波長670nmの赤色レーザが実用化
されており、バーコードリーダなどの応用を中心に、従
来He−Neレーザが用いられていた分野に進出しつつあ
る。さらに波長の短い緑〜青の領域では、単体の半導体
レーザでは実現の目処が立つていないが、GaAs系半導体
レーザ光を波長変換技術によつて高調波変換し、390nm
〜430nm帯の青〜紫外域のレーザ光を得る方法がある。
第３図に示す従来の方法は、非線形光学定数の大きいLi
NbO3に、レーザ光を閉じ込めて導波させるための光導波
路を形成し、光導波路に半導体レーザ光を入射させるこ
とにより高調波（SHG）レーザ光を取り出す方法であ
る。第３図において、１は半導体レーザチツプで、この
半導体レーザチツプ１から出射するレーザ光はレンズ２
を通つて光導波路３に入射し、導波路型SHG素子４より
高調波レーザ光として取り出される。この方法では光導
波路３中でのレーザ光の光密度を極めて大きくできるた
め、１％程度の変換効率が得られる。
nmであり、コンパクトデイスクを始めとする光メモリデ
イスクの再生／記録用光源や、レーザプリンタの光源な
どの光情報処理装置に広く用いられている。波長を短く
し、可視領域に持つて行くことにより光メモリの高密度
化やプリンタの高速化（感光膜の感度が上がるため）な
どの光情報処理装置の高性能化を実現できるため、近年
短波長化への努力がなされている。現在、単体の半導体
レーザ素子としては、波長670nmの赤色レーザが実用化
されており、バーコードリーダなどの応用を中心に、従
来He−Neレーザが用いられていた分野に進出しつつあ
る。さらに波長の短い緑〜青の領域では、単体の半導体
レーザでは実現の目処が立つていないが、GaAs系半導体
レーザ光を波長変換技術によつて高調波変換し、390nm
〜430nm帯の青〜紫外域のレーザ光を得る方法がある。
第３図に示す従来の方法は、非線形光学定数の大きいLi
NbO3に、レーザ光を閉じ込めて導波させるための光導波
路を形成し、光導波路に半導体レーザ光を入射させるこ
とにより高調波（SHG）レーザ光を取り出す方法であ
る。第３図において、１は半導体レーザチツプで、この
半導体レーザチツプ１から出射するレーザ光はレンズ２
を通つて光導波路３に入射し、導波路型SHG素子４より
高調波レーザ光として取り出される。この方法では光導
波路３中でのレーザ光の光密度を極めて大きくできるた
め、１％程度の変換効率が得られる。
発明が解決しようとする課題 レーザ光のSHGを行なうには、基本波と高調波の位相
整合がとれることが必要である。第３図に示す従来例で
は、光導波路３内を伝搬する基本波に対し、その高調波
が位相整合のとれた角度で放射される（チエレンコフ放
射）ことでSHGを行なつている。この場合、SHG光は波面
収差が大きくレンズで完全に収差を取ることは不可能で
あり、レーザ光の集光特性が悪くなる。即ち、光デイス
クなどのレーザ光を回析限界まで絞り込んで用いる応用
には使えない。光デイスクに用いるには基本モードのレ
ーザ光が必要である。高密度光デイスク用の半導体レー
ザSHG光源を実現するためには以下の条件が必要とな
る。
整合がとれることが必要である。第３図に示す従来例で
は、光導波路３内を伝搬する基本波に対し、その高調波
が位相整合のとれた角度で放射される（チエレンコフ放
射）ことでSHGを行なつている。この場合、SHG光は波面
収差が大きくレンズで完全に収差を取ることは不可能で
あり、レーザ光の集光特性が悪くなる。即ち、光デイス
クなどのレーザ光を回析限界まで絞り込んで用いる応用
には使えない。光デイスクに用いるには基本モードのレ
ーザ光が必要である。高密度光デイスク用の半導体レー
ザSHG光源を実現するためには以下の条件が必要とな
る。
（１）非線形光学結晶による高調波変換効率は、入射レ
ーザ光の光パワー密度の２乗に比例するため、結晶内に
おけるパワー密度を高くする。
ーザ光の光パワー密度の２乗に比例するため、結晶内に
おけるパワー密度を高くする。
（２）基本モードのSHGレーザ光を得るために、基本モ
ードが維持される光共振器構造にする。
ードが維持される光共振器構造にする。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、光デイス
クなどのレーザ光を回析限界まで集光でき、光情報処理
装置の高性能化に大きく貢献できるようにすることを目
的とする。
クなどのレーザ光を回析限界まで集光でき、光情報処理
装置の高性能化に大きく貢献できるようにすることを目
的とする。
課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、両端面絶縁体薄
膜からなる低反射率コーテイング膜を有する半導体レー
ザチツプと、この半導体レーザチツプの両端面から出射
するレーザ光を集束するレンズと、このレンズを通つた
光束を反射させるミラーと、このミラーにより反射され
たレーザ光が入射するように設けられた非線形光学結晶
とからリング共振器を構成し、このリング共振器を構成
するミラーの一部の反射率が半導体レーザチツプから出
射するレーザ光の波長の半分の波長に対し低反射率とな
つており、さらに前記リング共振器を構成するミラーの
全ての反射率が半導体レーザチツプから出射するレーザ
光の波長に対して高反射率となつているものである。
膜からなる低反射率コーテイング膜を有する半導体レー
ザチツプと、この半導体レーザチツプの両端面から出射
するレーザ光を集束するレンズと、このレンズを通つた
光束を反射させるミラーと、このミラーにより反射され
たレーザ光が入射するように設けられた非線形光学結晶
とからリング共振器を構成し、このリング共振器を構成
するミラーの一部の反射率が半導体レーザチツプから出
射するレーザ光の波長の半分の波長に対し低反射率とな
つており、さらに前記リング共振器を構成するミラーの
全ての反射率が半導体レーザチツプから出射するレーザ
光の波長に対して高反射率となつているものである。
作用 上記の構成により共振器内での基本波は基本モード
で、その光密度は極めて高くなり、非線形光学結晶内で
発生した高調波も基本モードで取り出せることになる。
で、その光密度は極めて高くなり、非線形光学結晶内で
発生した高調波も基本モードで取り出せることになる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説
明する。
明する。
第１図において、11はGaAs半導体レーザチツプで、こ
の半導体レーザチツプ11の両結晶端面にはSiO、ZrO3な
どの絶縁材料を用いて４分の１波長膜により低反射率
（AR）コーテイングが施されており、レーザ結晶内で発
生したレーザ光は全て両端面より出射する。その出射し
たレーザ光はセルフオツクレンズ12で収束され、KNbO3
などの非線形光学結晶14内で焦点を結ぶようにして、結
晶14内での光密度が高くなるようにしてある。13および
15はセルフオツクレンズ12と非線形光学結晶14との間に
介在された全反射ミラーおよび部分透過ミラーである。
そして、前記半導体レーザチツプ11、セルフオツクスレ
ンズ12、非線形光学結晶14およびミラー13,15によりリ
ング共振器を構成している。ところで、前記ミラー13,1
5の反射率は半導体レーザ光の波長に対して99％以上に
してあり、部分透過ミラー15のみ半導体レーザチツプ11
から出射するレーザ光の波長の半分の波長に対して低反
射率となつており、このミラー15を介して高調波レーザ
光のみを外部に取り出すことができる。16は前記半導体
レーザチツプ11の両端面のコーテイング膜である。ま
た、非線形光学結晶14の両端面のうち、全反射ミラー13
側の端面の反射率を高調波光に対して高くし、部分透過
ミラー15側の端面の反射率は低くなるようにコーテイン
グしてある。また、非線形光学結晶14の両端面とも半導
体レーザ光に対しては低反射率となるようコーテイング
されている。
の半導体レーザチツプ11の両結晶端面にはSiO、ZrO3な
どの絶縁材料を用いて４分の１波長膜により低反射率
（AR）コーテイングが施されており、レーザ結晶内で発
生したレーザ光は全て両端面より出射する。その出射し
たレーザ光はセルフオツクレンズ12で収束され、KNbO3
などの非線形光学結晶14内で焦点を結ぶようにして、結
晶14内での光密度が高くなるようにしてある。13および
15はセルフオツクレンズ12と非線形光学結晶14との間に
介在された全反射ミラーおよび部分透過ミラーである。
そして、前記半導体レーザチツプ11、セルフオツクスレ
ンズ12、非線形光学結晶14およびミラー13,15によりリ
ング共振器を構成している。ところで、前記ミラー13,1
5の反射率は半導体レーザ光の波長に対して99％以上に
してあり、部分透過ミラー15のみ半導体レーザチツプ11
から出射するレーザ光の波長の半分の波長に対して低反
射率となつており、このミラー15を介して高調波レーザ
光のみを外部に取り出すことができる。16は前記半導体
レーザチツプ11の両端面のコーテイング膜である。ま
た、非線形光学結晶14の両端面のうち、全反射ミラー13
側の端面の反射率を高調波光に対して高くし、部分透過
ミラー15側の端面の反射率は低くなるようにコーテイン
グしてある。また、非線形光学結晶14の両端面とも半導
体レーザ光に対しては低反射率となるようコーテイング
されている。
第２図に半導体レーザチツプ11に注入する電流とブル
ーレーザ光出力の関係を示す。注入電流100mAに対し、1
0mWのブルーレーザ光が得られている。
ーレーザ光出力の関係を示す。注入電流100mAに対し、1
0mWのブルーレーザ光が得られている。
発明の効果 以上のように本発明によれば、注入電流100mAで390nm
〜430nmのブルーレーザ光10mWが得られ、空間モードが
基本モードであるため、回析限界まで集光でき、高密度
光デイスクなどの光情報処理装置の高性能化に大きく貢
献するものである。
〜430nmのブルーレーザ光10mWが得られ、空間モードが
基本モードであるため、回析限界まで集光でき、高密度
光デイスクなどの光情報処理装置の高性能化に大きく貢
献するものである。
第１図は本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
構成図、第２図は同半導体レーザ装置における半導体レ
ーザチツプ注入電流とブルーレーザ光出力との関係を示
すグラフ、第３図は従来の半導体レーザ装置の構成図で
ある。 11…半導体レーザチツプ、12…セルフオツクレンズ、13
…全反射ミラー、14…非線形光学結晶、15…部分透過ミ
ラー、16…コーテイング膜。
構成図、第２図は同半導体レーザ装置における半導体レ
ーザチツプ注入電流とブルーレーザ光出力との関係を示
すグラフ、第３図は従来の半導体レーザ装置の構成図で
ある。 11…半導体レーザチツプ、12…セルフオツクレンズ、13
…全反射ミラー、14…非線形光学結晶、15…部分透過ミ
ラー、16…コーテイング膜。
Claims (1)
- 【請求項１】両端面に絶縁体薄膜からなる低反射率コー
テイング膜を有する半導体レーザチツプと、この半導体
レーザチツプの両端面から出射するレーザ光を集束する
レンズと、このレンズを通つた光束を反射させるミラー
と、このミラーにより反射されたレーザ光が入射するよ
うに設けられた非線形光学結晶とからリング共振器を構
成し、このリング共振器を構成するミラーの一部の反射
率が半導体レーザチツプから出射するレーザ光の波長の
半分の波長に対し低反射率となつており、さらに前記リ
ング共振器を構成するミラーの全ての反射率が半導体レ
ーザチツプから出射するレーザ光の波長に対して高反射
率となつていることを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10675590A JP2661771B2 (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10675590A JP2661771B2 (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045879A JPH045879A (ja) | 1992-01-09 |
| JP2661771B2 true JP2661771B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=14441730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10675590A Expired - Fee Related JP2661771B2 (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661771B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201507557D0 (en) * | 2015-05-01 | 2015-06-17 | Mcauley Lee M | Board game apparatus |
-
1990
- 1990-04-23 JP JP10675590A patent/JP2661771B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH045879A (ja) | 1992-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |