JP4099192B2 - レーザ光源 - Google Patents
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Description
非線形結晶を用いた和周波発生では、和周波光の波長λ3は、2つの励起光の波長λ1、λ2とすると、
1/λ3=1/λ1+1/λ2 (1)
で与えられる。ナトリウムD1線、D2線に相当する和周波光を発生するためには、(1)式においてλ3=589.592nmまたは588.995nmとなるλ1、λ2を選び、2つの波長の励起レーザ121,122と非線形光学結晶123とを組み合わせる必要がある。
k3=k1+k2 (2)
が成立しなければならない。ここで、niはλiにおける非線形結晶の屈折率である。しかし、光学媒質に分散特性が存在するために、特定の条件の場合のみ(2)式を満足する。具体的には、入射光あるいは和周波光の何れか1つの偏光方向を変え、常光屈折率と異常光屈折率とを用いる方法がある(例えば、非特許文献9参照)。また、非線形光学結晶に周期的な分極反転構造を形成し、擬似位相整合によって変換効率の高効率化を図る方法が用いられている(例えば、特許文献2参照)。
(1) 940±10nm
(2) 980±10nm
(3) 1060±10nm
(4) 1280nm〜1350nm
(5) 1480±10nm
(6) 1530nm〜1600nm
とした。ここで、(5)は光通信におけるO帯であり、(6)はC帯である。この2つの波長帯は、波長多重通信技術(WDM)において、最も、広く使われている領域であり、大出力かつ高信頼性の半導体レーザなどの光部品の入手が容易である。
2πn3/λ3=2πn1/λ1+2πn2/λ2+2π/Λ (3)
を満たすような周期Λの周期的分極反転構造とすれば、和周波光の発生効率を最大にすることができる。
図5に、本発明の実施例1−1にかかるナトリウムD線波長のレーザ光源を示す。レーザ光源は、2つの励起レーザ140,141と、周期的に分極反転させたLN144と、励起レーザ140,141のレーザ光をコリメートするレンズ142a,142bと、2つのレーザ光を合波する合波器143と、LN144を透過した励起レーザ140、141のレーザ光とLN144で発生した和周波光とを分離するフィルタ145とから構成されている。
1/λ1+1/λ2=1/(589.3±2.0)
を満足するような組み合わせとする。さらにλ1、λ2は、
λ1=976±10nm、λ2=1485±20nm
λ1=1064±10nm、λ2=1320±20nm
λ1=940±10nm、λ2=1565±35nm
のいずれかを満足する範囲とする。λ2の半導体レーザはDFBレーザでもよい。
図6に、本発明の実施例1−2にかかるナトリウムD線波長のレーザ光源を示す。実施例1−1のレーザ光源との相違は、非線形光学結晶にある。非線形光学結晶は、LN結晶を導波路化された周期的分極反転LN導波路151を用いる。また、入射レーザ光を周期的分極反転LN導波路151に効率よく結合するためのレンズ150と、および周期的分極反転LN導波路151からの出射光をコリメートするレンズ152とを有している。
実施例1−1および実施例1−2の構成(図4、図5)において、励起レーザ140を、波長1064nm近傍のNdイオンを用いたレーザ(例えば、Nd:YAGレーザ)とし、励起レーザ141を1300±10nmの半導体レーザとする。
図7に、本発明の実施例1−4にかかるナトリウムD線波長のレーザ光源を示す。実施例1−2の構成において、2つのレーザ光を周期的分極反転LN導波路151に結合するために、偏波面保持ファイバ(またはシングルモードファイバ)161,163と、合波器162とを用いた。偏波面保持ファイバ163からの放射される光は、周期的分極反転LN導波路151の端面に直接入射するか、またはレンズ164によって結合する。
図8に、本発明の実施例1−5にかかるナトリウムD線波長のレーザ光源を示す。実施例1−4のさらなる応用例である。励起レーザ170,171は、出射側端面170a,171aに反射率2%以下のARコートを施し、反対側の端面170b,171bに反射率90%以上のHRコートを施す。励起レーザ170,171の出力は、レンズ172a,172bを介して、端面あるいはファイバの途中にファイバブラッググレーティングを形成した偏波面保持ファイバ(またはシングルモードファイバ)173、174に結合される。このようにして、端面170b,171bのHRコーティングとファイバブラッググレーティングとの間で共振器を構成する。
976±10nm、1485±20nm
1064±10nm、1320±20nm
940±10nm、1565±35nm
のいずれかとし、その線幅(半値全幅)は0.3nm以下とする。
本発明の一実施形態にかかる黄色領域のレーザ光源の構成は、図3に示したとおりである。黄色領域に相当する和周波光を発生するためには、(1)式においてλ3=546.1nm、560.0nmまたは585.0nmとなるλ1、λ2を選び、2つの波長の励起レーザ21,22と非線形光学結晶23とを組み合わせる必要がある。
図10に、本発明の実施例2−1にかかる黄色領域のレーザ光源を示す。レーザ光源は、2つの励起レーザ240,241と、周期的に分極反転させたLN244と、励起レーザ240,241のレーザ光をコリメートするレンズ242a,242bと、2つのレーザ光を合波する合波器243と、LN244を透過した励起レーザ240、241のレーザ光とLN244で発生した和周波光とを分離するフィルタ245とから構成されている。
1/λ1+1/λ2=1/(546.1±5.0)
を満足するような組み合わせとする。さらにλ1、λ2は、上述の(1)および(4)の組み合わせであり、
λ1=940±10nm、λ2=1320±20nm
を満足する範囲とする。λ2の半導体レーザはDFBレーザでもよい。
図11に、本発明の実施例2−2にかかる黄色領域のレーザ光源を示す。実施例2−1のレーザ光源との相違は、非線形光学結晶にある。非線形光学結晶は、LN結晶を導波路化された周期的分極反転LN導波路251を用いる。また、入射レーザ光を周期的分極反転LN導波路251に効率よく結合するためのレンズ250と、および周期的分極反転LN導波路251からの出射光をコリメートするレンズ252とを有している。
実施例2−1および実施例2−2の構成(図10、図11)において、励起レーザ240を、波長1064nm近傍のNdイオンを用いたレーザ(例えば、Nd:YAGレーザ)とし、励起レーザ241を1320±20nmの半導体レーザとする。従って、上述した(3)および(4)の組み合わせとなって、波長λ3=585.0nmの黄色領域の和周波光を得ることができる。
図12に、本発明の実施例2−4にかかる黄色領域のレーザ光源を示す。実施例2−2の構成において、2つのレーザ光を周期的分極反転LN導波路251に結合するために、偏波面保持ファイバ(またはシングルモードファイバ)261,263と、合波器262とを用いた。偏波面保持ファイバ263からの放射される光は、周期的分極反転LN導波路251の端面に直接入射するか、またはレンズ264によって結合する。
図13に、本発明の実施例2−5にかかる黄色領域のレーザ光源を示す。実施例2−4のさらなる応用例である。励起レーザ270,271は、出射側端面270a,271aに反射率2%以下のARコートを施し、反対側の端面270b,271bに反射率90%以上のHRコートを施す。励起レーザ270,271の出力は、レンズ272a,272bを介して、端面あるいはファイバの途中にファイバブラッググレーティングを形成した偏波面保持ファイバ(またはシングルモードファイバ)273、274に結合される。このようにして、端面270b,271bのHRコーティングとファイバブラッググレーティングとの間で共振器を構成する。
940±10nm、1320±20nm
980±10nm、1320±20nm
1064±10nm、1320±20nm
940±10nm、1550±30nm
のいずれかとし、その線幅(半値全幅)は0.3nm以下とする。
非線形光学結晶と2つの励起レーザ光とを用いた差周波発生により中赤外光を発生する方法において、2つの励起レーザ光の波長をλ1、λ2と、発生する中赤外光の波長をλ3との関係は、
図3に、本発明の一実施形態にかかる中赤外光を発生するレーザ光源を示す。レーザ光源は、波長λ1の半導体レーザ(λ1=0.94帯とする)310と、波長λ2(λ2=1.45〜1.60μm帯で波長可変とする)の半導体レーザ311と、半導体レーザ310,311の出力光を合波する合波器318と、合波された出力光を入力し差周波光、すなわち中赤外光を発生する1の周期の分極反転構造を有するLiNbO3結晶バルク321とを備えている。半導体レーザ310の出力は、結合レンズ系312,313と偏波面保持ファイバ316とを介して合波器318に接続される。半導体レーザ311の出力は、結合レンズ系314,315と偏波面保持ファイバ317とを介して合波器318に接続される。
実施例3−1では、出力された中赤外光の波長範囲は、2.3〜2.7μmであったが、LiNbO3結晶の周期Λを変えることにより、波長域をさらに拡大することができる。実施例3−2では、図16に示したLiNbO3結晶バルク321の周期Λを26μmとした。半導体レーザ310は、波長0.91μm帯において微少範囲で波長可変な装置とし、半導体レーザ311は、波長1.30〜1.68μm帯の広い範囲で波長可変な装置とした。
波長変換素子をバルク型のLiNbO3結晶から導波路型に変えて、実施例3−1,3−2と同様の構成とすると、より高効率に中赤外光を得ることができる。実施例3−3では、図16に示したLiNbO3結晶バルク321を導波路素子に変えた光学系を用いる。LiNbO3導波路の素子長は10mm、コアの断面サイズは8μm×8μm、周期Λは26μmとした。半導体レーザ310は、0.91μm帯の微少範囲で波長可変とし、半導体レーザ311は、1.3〜1.65μm帯の広い範囲で波長可変とした。
図14に示したように、位相整合曲線は、急激に湾曲を生じる領域がある。この領域を利用すると、波長可変性の点から大きなメリットはない。しかしながら、差周波発生を行う際に、2つの励起光の波長安定性における許容度が大きく改善され、特に短波長側の半導体レーザの許容度の改善に効果をもたらす。例えば、図14において、周期Λ=27μmの場合、半導体レーザ11のλ2が1.45〜1.8μmの領域では、波長λ2が変動しても3dB領域から外れることはないが、半導体レーザ310の波長λ1は、その僅かな変動により3dB領域から外れる原因となる。しかし、波長λ2が1.35μm近辺の湾曲部では、半波長側の波長λ1にも、3dB領域に対する波長変動の許容量が2倍に増えるという利点が生じる。LiNbO3結晶バルク321の温度調整量も減少する。ここで、波長λ2に対しては、許容量は減少しているが、それでも通常の市販されているレーザ光源の安定性から見れば十分な幅である。
本発明にかかる中赤外光を発生するレーザ光源によれば、環境ガスのNOxを精度よく検出することができる。NOxガスの基本吸収は、波長5μm以上であるため、LiNbO3の吸収特性(波長5.4μm以上の光は透過し難い)を考えると、下記反応式を利用するのが便利である。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (12)
6NO2+8NH3→7N2+12H2O (13)
すなわち、NOxは、触媒下においてNH3により分解されることから、消費されたNH3、または新たに発生するH2Oを調べることにより、NO、NO2濃度を間接的に算出することができる。また、NO、NO2の基本吸収の倍音が、波長2〜3μmにあることを活用して検出することもできる。そこで、波長2〜3μmにおいて波長を可変することができるレーザ光源があれば、上述のガスの吸収を一括して調べることができる。各ガスの波長2〜3μmにおける主な基本吸収波長、波数、吸収の名称は、以下の通りである。
H2O 2.662μm 3756cm−1 逆対称伸縮振動
H2O 2.734μm 3657cm−1 全対称伸縮振動
NH3 2.904μm 3444cm−1 二重縮重振動
NH3 2.997μm 3337cm−1 全対称振動
NO 5.330μm 1876cm−1 逆対称伸縮振動 倍音=2.665μm
NO2 6.180μm 1618cm−1 逆対称伸縮振動 倍音=3.090μm
図19に、本発明の一実施形態にかかる光吸収分析装置を示す。特に、NOxガス濃度を検出するための光学系を示す。被測定ガスが封入されるガスセル344は、両端にある反射鏡を利用して、最大18mの光路長を有する。反応ガスは、ポンプ345によりガス除去管346から、ガスセル344に導かれ、ポンプ347によりガス排気管348に排出される。ポンプを活用するとガスセル内の圧力を変えることができる。ガス除去管346は、(12)式または(13)式の反応により、NOxが除去される。検出器349は、中赤外光用のHgCdTeディテクタである。
(i)触媒もNH3ガスも与えないで、NO2ガスのみをガス除去管に導入する
(ii)触媒を与えずNH3ガスを与えて、NO2ガスをガス除去管に導入する
(iii)触媒とNH3ガスとを与えて、NO2ガスをガス除去管に導入する
ステージ(i)では、半導体レーザ331の波長を調整し、波長を1.290μmにしたところ、化学反応が起こっていないことに相応し、波長3.090μmにおいてNO2の逆対称伸縮振動の倍音吸収を検出することができる。一方で、半導体レーザ331の波長を再度調整しNH3やH2Oの吸収波長に合わせても、これら二つの吸収は観測されない。
波長2〜3μmにおいて波長可変の中赤外領域のレーザ光源を用いて、NOx、CO2、COなどのガス計を構成すると、一台の光源で多種類のガス濃度を測定することができる。ここでは、NO、NO2、CO、CO2の4種のガスを同時に検出することについて述べる。対象となる各ガスの基本吸収波長、波数、吸収の名称、倍音吸収波長は、以下の通りである。
CO2 4.257μm 2349cm−1 逆対称伸縮振動 倍音=2.129μm
CO 4.666μm 2143cm−1 伸縮振動 倍音=2.333μm
NO 5.330μm 1876cm−1 逆対称伸縮振動 倍音=2.665μm
NO2 6.180μm 1618cm−1 逆対称伸縮振動 倍音=3.090μm
H2O 2.662μm 3756cm−1 逆対称伸縮振動
H2O 2.734μm 3657cm−1 全対称伸縮振動
NH3 2.904μm 3444cm−1 二重縮重振動
NH3 2.997μm 3337cm−1 全対称振動
本実施例では、下記の3ステージを通して、各ガスを順番に除去して行き、ガス濃度を計量した。構成は、図19に示した実施例3−5と同じである。
(a)触媒や除去用ガスを与えないで、NO、NO2、CO2、COをガス除去管に導入する
(b)触媒とNH3、O2ガスを与えて、NO、NO2を除去する
(c)上記(b)でNO、NO2が除去された後、O2ガスを与えて、COを燃焼させる
ステージ(a)では、ガス除去管346において、何の化学反応も進まないので、波長2〜3μmにおいて、NO、NO2、CO2、COガスの倍音吸収が観測される。
ステージ(b)において、NOとNO2の合計濃度を定量的に計量することができる。すなわち、多量のNH3、O2を加えていくとNO、NO2の吸収が減少し、過剰に加えられたNH3と新たに生成したH2Oの吸収が出現する。NO、NO2の吸収がゼロになる点、過剰となったNH3の吸収が出始める点、または、H2Oの吸収強度が増大した後一定値をとり始める点の何れかまでに加えたNH3量を計れば、(12)、(13)式により、ガス除去管に含まれていたNOとNO2の合計濃度を算出することができる。NO、NO2の個別の濃度を知るには実施例3−5に拠ればよい。
本発明にかかる中赤外光を発生するレーザ光源を用いれば、波長2〜3μmに吸収のあるNOx、CO2、COなどのガスを遠隔操作によって検出することができる。実施例3−7では、2波長差分吸収ライダー(例えば、非特許文献11参照)により環境ガスの検出を行った。2波長差分吸収ライダーは、被測定ガスの吸収波長と非吸収波長とを用いるが、吸収波長のライダー信号は、非吸収波長に比べて減衰が大きいことから、この2波長の信号差を利用してガス分子の濃度を計量することができる。
CO2 4.257μm 2349cm−1 逆対称伸縮振動 倍音=2.129μm
CO 4.666μm 2143cm−1 伸縮振動 倍音=2.333μm
NO 5.330μm 1876cm−1 逆対称伸縮振動 倍音=2.665μm
NO2 6.180μm 1618cm−1 逆対称伸縮振動 倍音=3.090μm
測定にあたっては、なるべく近い時間に2波長の測定を行うことが正確なデータを得るために必要であるが、本発明にかかるレーザ光源は、瞬時に目的の2波長を出すことができ、LiNbO3結晶に対して1つの周期Λだけを用意すればよいことから、波長2〜3μm帯での4種ガスの測定も極めて迅速に行える。
本発明にかかる中赤外光を発生するレーザ光源は、農作物に残留する農薬の検出にも有益である。農薬に含まれるCN基やNO2基は、特に有害な官能基の代表例であり、これらが検出できれば、残留農薬の濃度の目安を知ることができる。CN基やNO2基は、ピレスロイド系農薬のフェンプロパトリン、カーバメイト系農薬の1−ナフチル−N−メチルカーバメートに含有されている。吸収波長は、CN基=4.44μm(2250cm−1、伸縮振動)、NO2基=6.15μm(1625cm−1、伸縮振動)である。
図22に、本発明の一実施形態にかかる酸素吸収線の波長を発生するレーザ光源を示す。酸素吸収線の波長を発生するレーザ光源は、波長759nmから768nmに存在する酸素吸収線の中から選択された1つの吸収線の波長に対して、2倍の波長を有するレーザ光を発振する分布帰還型半導体レーザモジュール401と、二次非線形光学効果を有する光導波路403と、半導体レーザモジュール401および二次非線形光学効果を有する光導波路403の一端を接続する偏波保持型ファイバ402とを備えている。
P=χ(1)E+χ(2)E2+χ(3)E3+・・ (15)
特に第2項は、中心対照性のくずれた物質において強く現れる効果で、角周波数の違う3つの光ω1、ω2、ω3が、ω1+ω2=ω3の関係にあるとき、
1)ω1とω2の光を入力したときに、ω3の光を発生(和周波発生)
2)和周波発生時にω1とω2が同じ角周波数の場合には、第二次高調波を発生
3)ω1とω3の光を入力したときに、ω2(=ω3−ω1)の光を発生(差周波発生)
という効果を生じる。すなわち、入力されたレーザ光の波長を、別の波長へと変換することができる。
図25に、実施例4−1にかかるレーザ光源を示す。実施例4−1にかかるレーザ光源は、レーザ光を発振する分布帰還型半導体レーザモジュール431と、二次非線形光学効果を有する光導波路433と、半導体レーザモジュール431および二次非線形光学効果を有する光導波路433の一端433aを接続する偏波保持型ファイバ432とを備えている。二次非線形光学効果を有する光導波路433の他端433bには、出射される光を平行光にするレンズ435と、出射された光のうち1526nm付近の光を透過せず、763nm付近の光を透過させるフィルタ436とを配置している。
図26に、実施例4−2にかかるレーザ光源を示す。実施例4−2にかかるレーザ光源は、レーザ光を発振する分布帰還型半導体レーザモジュール441と、二次非線形光学効果を有する光導波路445と、半導体レーザモジュール441および二次非線形光学効果を有する光導波路445の一端445aを接続する偏波保持型ファイバ442,444および光コネクタ443とを備えている。二次非線形光学効果を有する光導波路445の他端445bには、光ファイバ447が接続され、出射される光を平行光にするレンズ449を配置している。
次に、非線形光学結晶に導波路を形成する方法について説明する。本実施形態においては、ウエハ直接接合基板を用いたリッジ型導波路を用いる。ウエハ直接接合法は、動作波長に合わせた分極反転構造を有したLiNbO3基板と、表面処理済みの基板とを接着剤を介さずに、室温で直接的に接合し、アニール処理を行う。導波路は、接合基板の分極反転構造を研削または薄膜化し、ダイシングソーを用いてリッジ型導波路を形成する。
P=ηL2P1P2/100
となり、第二高調波のパワーPbは、
Pb=ηL2P3 2/100
となる。ηは、単位長さ当たりの効率(%/W/cm2)であり、Lは素子長であり、P1P2P3は、励起レーザの出力光パワーである。
図27に、単一モードのリッジ導波路の作製方法を示す。第1の基板501は、予め周期的な分極反転構造が作製されているZカットZn添加LiNbO3基板であり、第2の基板502は、ZカットMg添加LiNbO3基板である。基板501,502は、いずれも両面が光学研磨されている3インチウエハであり、基板の厚さは300μmである。第1の基板501と第2の基板502の表面を、通常の酸洗浄あるいはアルカリ洗浄によって親水性にした後、基板501,502を清浄雰囲気中で重ね合わせる。重ね合わせた基板501,502を電気炉に入れ、400℃で3時間熱処理することにより拡散接合を行う(第1の工程)。接着された基板501,502はボイドフリーであり、室温に戻したときにクラックなどは発生しなかった。
第1の基板501は、予め周期的な分極反転構造が作製されているZカットZn添加LiNbO3基板であり、第2の基板502は、ZカットLiTaO3基板である。基板501,502は、いずれも両面が光学研磨されている3インチウエハであり、基板の厚さは300μmである。第1の基板501と第2の基板502の表面を、通常の酸洗浄あるいはアルカリ洗浄によって親水性にした後、基板501,502を清浄雰囲気中で重ね合わせる。重ね合わせた基板501,502を電気炉に入れ、400℃で3時間熱処理することにより拡散接合を行う(第1の工程)。接着された基板501,502はボイドフリーであり、室温に戻したときにクラックなどは発生しなかった。
第1の基板501は、予め周期的な分極反転構造が作製されているLiNbO3基板であり、第2の基板502は、水晶基板である。水晶のZ軸に垂直な面内方向の熱膨張係数は、13.6×10−6/Kであり、LiNbO3の熱膨張係数に近く、LiNbO3の屈折率が2.1であるのに対して、水晶の屈折率は1.53と小さいために、導波路の作製に好適である。実施例5−1と同様の製造方法により、非線形光学結晶の導波路素子を得ることができる。
実施例5−1の第2の工程までに作製された基板を、ダイシングソーによる精密研削加工技術を用いて導波路を作製する。研磨された基板をダイシングソーにセットし、粒子径が4ミクロン以下のダイアモンドブレードを用いた精密加工により、幅6μmのコアを有するリッジ導波路を作製する(第3の工程)。ウエハからリッジ型導波路を切り出し、導波路端面を光学研磨することにより、長さ10〜60mmの非線形光学結晶の導波路素子を得ることができる。なお、実施例5−2および実施例5−3で作製した基板を用いることもできる。
Claims (14)
- 波長λ1のレーザ光を発生する第1のレーザと、波長λ2のレーザ光を発生する第2のレーザと、前記波長λ1のレーザ光と前記波長λ2のレーザ光とを入力し、1/λ1+1/λ2=1/λ3の関係にある和周波の波長λ3を有するコヒーレント光を出力する非線形光学結晶とを含むレーザ光源において、
前記第1および第2のレーザの各々の出力に結合される2つの偏波面保持ファイバと、
該2つの偏波面保持ファイバの出力を合波し、前記非線形光学結晶に結合する合波器とを備え、
前記第1および第2の励起レーザは、半導体レーザであり、
前記2つの偏波面保持ファイバは、少なくとも一方がファイバブラッググレーティングを有し、
前記非線形光学結晶は、導波路構造を有し、波長λ 1 、λ 2 、λ 3 における屈折率を、それぞれn 1 、n 2 、n 3 とすると、
2πn 3 /λ 3 =2πn 1 /λ 1 +2πn 2 /λ 2 +2π/Λ
を満たすような周期Λの周期的な分極反転構造を有し、
前記和周波の波長λ3は、ナトリウムD線に相当する波長589.3±2nmであることを特徴とするレーザ光源。 - 前記波長λ1は976±10nmであり、前記波長λ2は1485±20nmであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。
- 前記波長λ1は1064±10nmであり、前記波長λ2は1320±20nmであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。
- 前記波長λ1は940±10nmであり、前記波長λ2は1565±35nmであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。
- 前記波長λ2=1485±20nmを出力する前記第2のレーザは、DFBレーザであることを特徴とする請求項2に記載のレーザ光源。
- 前記波長λ2=1320±20nmを出力する前記第2のレーザは、DFBレーザであることを特徴とする請求項3に記載のレーザ光源。
- 前記波長λ2=1565±35nmを出力する前記第2のレーザは、DFBレーザであることを特徴とする請求項4に記載のレーザ光源。
- 前記第1および第2のレーザの少なくとも一方は、前記偏波面保持ファイバと結合する端面は、反射率を2%以下とし、該端面の反対側の端面の反射率を90%以上としたことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。
- 波長λ1のレーザ光を発生する第1のレーザと、波長λ2のレーザ光を発生する第2のレーザと、前記波長λ1のレーザ光と前記波長λ2のレーザ光とを入力し、1/λ1+1/λ2=1/λ3の関係にある和周波の波長λ3を有するコヒーレント光を出力する非線形光学結晶とを含むレーザ光源において、
前記第1および第2のレーザの各々の出力に結合される2つの偏波面保持ファイバと、
該2つの偏波面保持ファイバの出力を合波し、前記非線形光学結晶に結合する合波器とを備え、
前記第1および第2の励起レーザは、半導体レーザであり、
前記2つの偏波面保持ファイバは、少なくとも一方がファイバブラッググレーティングを有し、
前記非線形光学結晶は、導波路構造を有し、波長λ 1 、λ 2 、λ 3 における屈折率を、それぞれn 1 、n 2 、n 3 とすると、
2πn 3 /λ 3 =2πn 1 /λ 1 +2πn 2 /λ 2 +2π/Λ
を満たすような周期Λの周期的な分極反転構造を有し、
前記波長λ1は940±10nmであり、前記波長λ2は1320±20nmであり、前記和周波の波長λ3は、黄色領域に相当する波長546.1±5.0nmであることを特徴とするレーザ光源。 - 波長λ1のレーザ光を発生する第1のレーザと、波長λ2のレーザ光を発生する第2のレーザと、前記波長λ1のレーザ光と前記波長λ2のレーザ光とを入力し、1/λ1+1/λ2=1/λ3の関係にある和周波の波長λ3を有するコヒーレント光を出力する非線形光学結晶とを含むレーザ光源において、
前記第1および第2のレーザの各々の出力に結合される2つの偏波面保持ファイバと、
該2つの偏波面保持ファイバの出力を合波し、前記非線形光学結晶に結合する合波器とを備え、
前記第1および第2の励起レーザは、半導体レーザであり、
前記2つの偏波面保持ファイバは、少なくとも一方がファイバブラッググレーティングを有し、
前記非線形光学結晶は、導波路構造を有し、波長λ 1 、λ 2 、λ 3 における屈折率を、それぞれn 1 、n 2 、n 3 とすると、
2πn 3 /λ 3 =2πn 1 /λ 1 +2πn 2 /λ 2 +2π/Λ
を満たすような周期Λの周期的な分極反転構造を有し、
前記波長λ1は980±10nmであり、前記波長λ2は1320±20nmであり、前記和周波の波長λ3は、黄色領域に相当する波長560.0±5.0nmであることを特徴とするレーザ光源。 - 波長λ1のレーザ光を発生する第1のレーザと、波長λ2のレーザ光を発生する第2のレーザと、前記波長λ1のレーザ光と前記波長λ2のレーザ光とを入力し、1/λ1+1/λ2=1/λ3の関係にある和周波の波長λ3を有するコヒーレント光を出力する非線形光学結晶とを含むレーザ光源において、
前記第1および第2のレーザの各々の出力に結合される2つの偏波面保持ファイバと、
該2つの偏波面保持ファイバの出力を合波し、前記非線形光学結晶に結合する合波器とを備え、
前記第1および第2の励起レーザは、半導体レーザであり、
前記2つの偏波面保持ファイバは、少なくとも一方がファイバブラッググレーティングを有し、
前記非線形光学結晶は、導波路構造を有し、波長λ 1 、λ 2 、λ 3 における屈折率を、それぞれn 1 、n 2 、n 3 とすると、
2πn 3 /λ 3 =2πn 1 /λ 1 +2πn 2 /λ 2 +2π/Λ
を満たすような周期Λの周期的な分極反転構造を有し、
前記波長λ1は1064±10nmであり、前記波長λ2は1320±20nmであり、前記和周波の波長λ3は、黄色領域に相当する波長585.0±5.0nmであることを特徴とするレーザ光源。 - 波長λ1のレーザ光を発生する第1のレーザと、波長λ2のレーザ光を発生する第2のレーザと、前記波長λ1のレーザ光と前記波長λ2のレーザ光とを入力し、1/λ1+1/λ2=1/λ3の関係にある和周波の波長λ3を有するコヒーレント光を出力する非線形光学結晶とを含むレーザ光源において、
前記第1および第2のレーザの各々の出力に結合される2つの偏波面保持ファイバと、
該2つの偏波面保持ファイバの出力を合波し、前記非線形光学結晶に結合する合波器とを備え、
前記第1および第2の励起レーザは、半導体レーザであり、
前記2つの偏波面保持ファイバは、少なくとも一方がファイバブラッググレーティングを有し、
前記非線形光学結晶は、導波路構造を有し、波長λ 1 、λ 2 、λ 3 における屈折率を、それぞれn 1 、n 2 、n 3 とすると、
2πn 3 /λ 3 =2πn 1 /λ 1 +2πn 2 /λ 2 +2π/Λ
を満たすような周期Λの周期的な分極反転構造を有し、
前記波長λ1は940±10nmであり、前記波長λ2は1550±30nmであり、前記和周波の波長λ3は、黄色領域に相当する波長585.0±5.0nmであることを特徴とするレーザ光源。 - 前記第2のレーザは、DFBレーザであることを特徴とする請求項9ないし12のいずれかに記載のレーザ光源。
- 前記第1および第2のレーザの少なくとも一方は、前記偏波面保持ファイバと結合する端面は、反射率を2%以下とし、該端面の反対側の端面の反射率を90%以上としたことを特徴とする請求項9ないし12のいずれかに記載のレーザ光源。
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