JP4111076B2

JP4111076B2 - 波長変換レーザ装置

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Publication number: JP4111076B2
Application number: JP2003178835A
Authority: JP
Inventors: 公資東條
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: JP2005017410A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長変換レーザ装置に関し、さらに詳しくは、所望の出力光である直線偏波光の強度を適正に制御できなくなる状態が生じるのを防止した波長変換レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザダイオードと、グレーティング部を内部に形成した光ファイバとを組み合わせ、波長を安定化した半導体レーザモジュールが公知である（例えば、特許文献１参照。）。
また、グレーティング部で波長を固定したレーザ光を波長変換素子で高調波光へと波長変換する技術が公知である（例えば、特許文献２参照。）。
さらに、波長変換素子から出力された高調波光の一部をビームスプリッタで分岐し、分岐した光の強度を検出器で測定し、測定結果に基づき半導体レーザの駆動電流を調整して、レーザ光の出力を制御する技術が公知である（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１２０８２８号公報
【特許文献２】
特許第３２２３６４８号公報
【特許文献３】
特開２０００−１３８４０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者は、半導体レーザで赤色から近赤外域のレーザ光を発振し、グレーティング部を内部に形成した光ファイバを用いて波長を安定化させ、光ファイバから出たレーザ光を基本波として非線形光学結晶に周期的分極反転構造を形成した波長変換素子で第２高調波を発生させ、近紫外域または可視域のレーザ光を得る波長変換レーザ装置を開発してきた。そして、バイオエンジニアリング分野や計測分野では直線偏波が求められることが多いため、異常光の基本波に対して異常光の第２高調波を発生させるように波長変換素子の結晶軸と偏波の方向を配置して、直線偏光の第２高調波を発生させていた。また、波長変換素子から出力された高調波光の一部をビームスプリッタで分岐し、分岐した光の強度を検出器で測定し、測定結果に基づき半導体レーザの駆動電流を調整して、出力光の強度を制御していた。
しかし、基本波の波長によっては、所望の出力光である直線偏波光の強度を適正に制御できなくなる状態が生じる問題点があった。
そこで、本発明の目的は、所望の出力光である直線偏波光の強度を適正に制御できなくなる状態が生じるのを防止した波長変換レーザ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、半導体光増幅素子と、グレーティング部を内部に形成した光ファイバと、前記半導体光増幅素子と前記光ファイバとで構成される光共振器から出射した光を入射光としその入射光の高調波光を出射する非線形光学結晶に周期的分極反転構造を形成した波長変換素子と、前記高調波光の異常光成分のみを透過する偏光子と、該偏光子を透過した前記異常光成分の一部を分岐させる光分岐手段と、分岐した前記異常光成分の強度を測定する測光手段と、前記測光手段の測定結果に基づき分岐した前記異常光成分の強度が所定値になるように前記半導体光増幅素子を駆動する制御手段とを具備したことを特徴とする波長変換レーザ装置を提供する。
【０００６】
本願発明者が鋭意研究したところ、非線形光学結晶に周期的分極反転構造を形成した波長変換素子で異常光の第２高調波と同時に常光の第２高調波も発生しうることが判った。それを次に説明する。
周期的分極反転構造は、結晶の自発分極を疑似位相整合条件を満たすように周期的に反転させた構造である（例えば、“J. A. Armstrong et. al, Phys. Rev., 127, p1918, 1962年”、“栗村, 固体物理２９, No. 1, p75, 1994年”等参照。）。
疑似位相整合条件は、分極反転周期Λが、次式を満たすことである。
Λ＝２ｍ×λ／４{ｎ(２ω)−ｎ(ω)} …（１）
ここで、ｍ＝１，２，３，…、、ｎ(ω)は基本波の屈折率、ｎ(２ω)は第２高調波の屈折率である。
【０００７】
通常、変換効率が（１／ｍ）^２に比例することから、ｍ＝１が用いられる。また、例えばＴＥモードで伝播する異常光の基本波ＴＥ(ω)をＴＥモードで伝播する異常光の第２高調波ＴＥ(２ω)に波長変換する場合、屈折率ｎ(ω)，ｎ(２ω)として、異常光の屈折率ｎe(ω)，ｎe(２ω)が用いられる。
図４の（ａ）に、この場合の基本波ＴＥ(ω)の波長λと疑似位相整合条件を満たす分極反転周期Λの関係を示す。なお、波長変換素子として、周期的分極反転構造を有するＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ_３を用いている。
【０００８】
次に、ｍ＝１で、例えばＴＥモードで伝播する異常光の基本波ＴＥ(ω)をＴＭモードで伝播する常光の第２高調波ＴＭ(２ω)に波長変換する場合、（１）式で、ｍ＝１、屈折率ｎ(ω)，ｎ(２ω)としてそれぞれ異常光の屈折率ｎe(ω)，常光の第２高調波の屈折率ｎo(２ω)を用いればよい。
図４の（ｂ）に、この場合の基本波ＴＥ(ω)の波長λと疑似位相整合条件を満たす分極反転周期Λの関係を示す。
【０００９】
次に、ｍ＝２で、例えばＴＥモードで伝播する異常光の基本波ＴＥ(ω)をＴＭモードで伝播する常光の第２高調波ＴＭ(２ω)に波長変換する場合、（１）式で、ｍ＝２、屈折率ｎ(ω)，ｎ(２ω)として異常光の屈折率ｎe(ω)，常光の第２高調波の屈折率ｎo(２ω)を用いればよい。
図４の（ｃ）に、この場合の基本波ＴＥ(ω)の波長λと疑似位相整合条件を満たす分極反転周期Λの関係を示す。
【００１０】
図４から判るように、波長変換素子の分極反転周期Λが５.３［μｍ］付近であって且つ基本波ＴＥ(ω)の波長λが９８０[ｎｍ]付近に、（ａ）と（ｃ）とが交差するポイントＰがある。このことは、ＴＥモードで伝播する異常光の基本波ＴＥ(ω)が、ｍ＝１で異常光の第２高調波ＴＥ(２ω)に波長変換されるのと同時に、ｍ＝２で常光の第２高調波ＴＭ(２ω)に波長変換されることを意味している。
なお、ｍ＝２の疑似位相整合時には、分極反転周期中の分極反転部と非反転部との光軸方向の長さの比（デューティ比）が１のときは、第２高調波は生じない（前出、”栗村，固体物理”参照。）のであるが、実際にはデューティ比を厳密に１にして分極反転構造を作成することは困難であるため、上に述べたようなことが生じるのである。
また、ポイントＰは、波長変換素子の屈折率の微妙なばらつきや、分極反転周期や導波路構造の不均一性によって、ある程度の幅を持ったものとなる。また、波長変換素子の温度変化によっても変動する。
【００１１】
また、本願発明者が鋭意研究したところ、波長変換素子の温度変化に対して、出力光に含まれる異常光成分の変化と常光成分の変化とが異なることを確認した。それを次に説明する。
すなわち、図５に示すように、９８０[ｎｍ]の基本波を波長変換した場合４９０[ｎｍ]の出力光に含まれる異常光成分Ｐ(２ωｅ)は、２４℃付近に最大ピークをもつ曲線で変化した。他方、出力光に含まれる常光成分Ｐ(２ωｏ)は、温度が上がるほど小さくなった。
つまり、波長変換素子の温度変動によって、異常光成分と常光成分の強度が変動するだけでなく、偏光比すなわち異常光成分と常光成分の比も変動することが判った。
しかし、一般にビームスプリッタは偏光性を有するため、偏光比が変動すると、ビームスプリッタにおける反射光と透過光の強度比が変動する。従って、反射光を基に出力光の制御を行っても、適正な制御はできなくなる。
【００１２】
かくして、出力光の一部をビームスプリッタなどの光分岐素子で分岐し、分岐した光の強度を検出器で測定し、測定結果に基づき半導体レーザの駆動電流を調整して、レーザ光の出力を制御した場合、上記の図４，図５の例では、波長変換素子の分極反転周期Λが５.３［μｍ］付近であって且つ基本波の波長が９８０［ｎｍ］付近になると、異常光成分と常光成分とが出力光に含まれることになり、常光成分の影響を受けて、所望の出力光である異常光の強度を一定に制御できなくなる状態が生じる。
そこで、上記第１の観点による波長変換レーザ装置では、波長変換素子から出射した高調波の異常光成分のみを偏光子によって透過し出力すると共に、異常光成分の一部を分岐し強度を測定して出力を制御するようにした。これにより、波長変換素子から異常光成分と常光成分とが出力されても、所望の出力光である異常光の強度を一定に制御できなくなる状態が生じるのを防止できる。
【００１３】
第２の観点では、本発明は、上記構成の波長変換レーザ装置において、前記波長変換素子から出射された前記高調波光のビーム形状を整形するビーム整形プリズムを含み、前記偏光子と該ビーム整形プリズムとは一体に構成されていることを特徴とする波長変換レーザ装置を提供する。
上記第２の観点による波長変換レーザ装置では、例えばビーム整形プリズムの傾斜面に偏光膜を施すことにより、偏光子とビーム整形プリズムとを一体に構成する。これにより、偏光子とビーム整形プリズムとを別体に構成するよりも、構成を単純化できる。
【００１４】
第３の観点では、本発明は、半導体光増幅素子と、グレーティング部を内部に形成した光ファイバと、前記半導体光増幅素子と前記光ファイバとで構成される光共振器から出射した光を入射光としその入射光の高調波光を出力する非線形光学結晶に周期的分極反転構造を形成した波長変換素子と、前記高調波光の一部を分岐させる光分岐手段と、分岐した前記高調波光の異常光成分のみを透過する偏光子と、前記異常光成分の強度を測定する測光手段と、前記測光手段の測定結果に基づき前記異常光成分の強度が所定値になるように前記半導体光増幅素子を駆動する制御手段とを具備したことを特徴とする波長変換レーザ装置を提供する。
上記第３の観点による波長変換レーザ装置では、波長変換素子から出射した高調波の異常光成分のみを偏光子によって透過し、その強度を測定して出力を制御するようにした。これにより、波長変換素子から異常光成分と常光成分とが出力されても、所望の出力光である異常光の強度を一定に制御できなくなる状態が生じるのを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１６】
−第１の実施形態−
図１は、第１の実施形態にかかる波長変換レーザ装置１００を示す構成説明図である。
この波長変換レーザ装置１００は、光反射面１ａと光出射面１ｂとこれらの面で挟まれた領域に電流を注入することによりレーザ光を発生する半導体光増幅素子１と、半導体光増幅素子１が載置される載置板３３と、載置板３３を介して半導体光増幅素子１を温度制御するためのペルチエ素子３４と、半導体光増幅素子１で発生したレーザ光を集光するレンズ２と、内部にグレーティング部６を形成した光ファイバ３と、光ファイバ３から出射した光を集光するレンズ４と、波長変換素子５を含みレンズ４を介して入射された光の第２高調波光を出力する波長変換部５０と、グレーティング部６を挟む２カ所で光ファイバ３を保持する第１固定部１４及び第２固定部１５を有するグレーティング部伸張機構２０と、これらを格納する筐体１０と、グレーティング部６の温度Ｔｉを検知するための感温素子３１と、波長変換部５０内の温度Ｔｃを検知するための感温素子３２と、波長変換部５０に入射する光の波長帯域に波長変換部５０の変換可能波長帯域が適合するように温度Ｔｉに応じて温度Ｔｃを制御する温度制御部４０と、レーザ制御部６０とを備えている。
【００１７】
半導体光増幅素子１は、例えば波長が９７５[ｎｍ]〜１０１５[ｎｍ]の範囲の光を発生し増幅する。光反射面１ａには発生した光に対して高反射率となるコーティングが施され、光出射面１ｂには発生した光に対して低反射率となるコーティングが施されている。
【００１８】
光ファイバ３の入射側の端面３ａは、半導体光増幅素子１から出射した光がより多く入射するように、テーパ状またはくさび状に加工されていることが好ましい。この場合、レンズ２はなくてもよい。
【００１９】
グレーティング部６は、光ファイバ３の一部に屈折率が周期的に変動するような加工を施して形成されている。例えば、エキシマレーザ等の紫外レーザをビームスプリッタで２光束に分け、異なる光路を通した後、光ファイバ上に重ね合わせて照射し、干渉縞を発生させ、紫外線強度に応じて生じる光ファイバのフォトリフラクティブ効果により、干渉縞と同じ間隔で周期的に屈折率を変動させることにより形成されている。グレーティング部６の周期，長さを適宜設定することにより、帯域幅や中心波長および反射率を自由に設定できる。
【００２０】
グレーティング部６は、ある波長帯域の光のみ反射する。例えば、９７５[ｎｍ]〜１０１５[ｎｍ]の間に中心波長λｉを持ち、約０.５[ｎｍ]の帯域幅を持つ光のみを反射する。帯域幅は、グレーティング部６の長さで決まり、中心波長λｉは、屈折率が変動する周期をグレーティング部伸張機構２０で調節することで調整できる。
【００２１】
グレーティング部伸張機構２０は、ベース２１と、そのベース２１上をスライドしうる移動ナット２２と、その移動ナット２２に螺合しているネジ棒２３と、そのネジ棒２３を手動または工具を用いて回転させうる操作部２４とを具備している。そして、第１固定部１４はベース２１に設けてあり、第２固定部１５は移動ナット２２に設けてある。第１固定部１４および第２固定部１５は、接着剤または半田付けなどにより、光ファイバ３を固定的に保持している。
【００２２】
操作部２４を回してネジ棒２３を回すと、移動ナット２２がベース２１上をスライドし、第１固定部１４と第２固定部１５の間隔が変わる。これにより、グレーティング部６が伸縮し、屈折率が変動する周期が変わる。これにより、光ファイバ３から波長変換素子５へと出射する光を、波長変換素子５の波長変換可能帯域に合わせることが出来る。
【００２３】
半導体光増幅素子１とグレーティング部６とで光共振器が構成される。すなわち、半導体光増幅素子１を出射した光は、レンズ２で集光され、光ファイバ３の入射側端面３ａに入射される。光ファイバ３に入射した光は、グレーティング部６で決定される波長帯域の光が反射され、半導体光増幅素子１へ戻り、半導体光増幅素子１で増幅され、再び半導体光増幅素子１を出射し、光ファイバ３に入射する。これが繰り返されることにより、グレーティング部６で決定される波長帯域の光が光ファイバ３の出射側端面３ｂから出射される。端面３ｂは、反射戻り光を抑止するため、例えば８°に傾斜して研磨されている。また、端面３ｂは、反射防止膜を施すことが好ましい。
【００２４】
光ファイバ３の出射側端面３ｂから出射された光は、レンズ４で波長変換部５０内の波長変換素子５の端面５ａに集光される。レンズ４には、反射防止膜が施されている。
【００２５】
波長変換素子５は、例えば、ＬｉＮｂＯ_３，ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ_３，ＬｉＴａＯ_３，ＭｇＯ：ＬｉＴａＯ_３，ＫＮｂＯ_３，ＫＴｉＯＰＯ_４、あるいはこれらに分極反転処理を施したものに、光導波路を形成したものである。波長変換素子５は、例えば波長が９７５[ｎｍ]〜１０１５[ｎｍ]の光が入射することにより、その第２高調波である波長が４８７.５[ｎｍ]〜５０７.５[ｎｍ]の光を発生する。
【００２６】
感温素子３１で検知した温度は、筐体１０内のグレーティング部６の近傍の温度であるが、グレーティング部６の温度Ｔｉとみなす。
感温素子３２で検知した温度は、波長変換部５０の内部空間の温度であるが、波長変換素子５の温度Ｔｃとみなす。
感温素子３１および３２は、例えばサーミスタである。
【００２７】
温度制御部４０は、ペルチエ素子４１と、グレーティング部６の温度Ｔｉを電圧Ｖｉに変換する変換回路４２と、波長変換素子５の温度Ｔｃを電圧Ｖｃに変換する変換回路４３と、電圧Ｖｉに基準電圧Ｖｏを加算した電圧Ｖｓを出力する加算回路４４と、電圧Ｖｓと電圧Ｖｃの差に基づいてペルチエ素子４１の駆動電流Ｉｐを出力する駆動回路４５とを有している。
そこで、次の関係がある。
Ｖｉ＝Ａ１・Ｔｉ …（２）
Ｖｃ＝Ａ２・Ｔｃ …（３）
Ｖｓ＝Ｖｉ＋Ｖｏ …（４）
Ｉｐ＝Ａ３・（Ｖｓ−Ｖｃ） …（５）
なお、Ａ１，Ａ２，Ａ３は、変換係数である。
【００２８】
また、グレーティング部６の温度Ｔｉおよび波長変換素子５の温度Ｔｃが共に基準温度Ｔｏの時に、光ファイバ３から波長変換素子５に入射する基本波の波長帯域の中心波長λioと波長変換素子５で波長変換可能な波長帯域の中心波長λcoとが一致するなら、（１）〜（４）式で、Ｔｉ＝Ｔｃ＝Ｔｏ，Ｉｐ＝０となるから、整理すれば、次の関係がある。
０＝Ａ３・（Ａ１・Ｔｏ＋Ｖｏ−Ａ２・Ｔｏ） …（６）
【００２９】
図２は、温度制御部４０の制御ループを示すブロック図である。
ブロックＢ１は、変換回路４２，変換回路４３，加算回路４４，駆動回路４５の変換関数を表している。この変換関数は、（２）〜（６）式より導くことが出来る。
ブロックＢ２は、ペルチエ素子４１における電流−温度変換関数を表している。この電流−温度変換関数は、Ａ４を変換係数として、次式で表されるものとする。
Ｔｃ＝Ａ４・Ｉｐ …（７）
【００３０】
（２）〜（７）式より、次式が導かれる。
ΔＴｃ＝ｋ・ΔＴｉ …（８）
ただし、
ΔＴｃ＝Ｔｃ−Ｔｏ …（９）
ΔＴｉ＝Ｔｉ−Ｔｏ …（10）
ｋ＝Ａ１・Ａ３・Ａ４／（１＋Ａ２・Ａ３・Ａ４） …（11）
とする。
【００３１】
ここで、光ファイバ３から波長変換素子５に入射する基本波の波長帯域の温度係数がδλｉ[ｎｍ／℃]であり、波長変換素子５の変換可能波長帯域の温度係数がδλｃ[ｎｍ／℃]であるとき、
ｋ＝δλｉ／δλｃ
又は、
ｋ≒δλｉ／δλｃ
が成立するように、変換係数Ａ１〜Ａ４を定める。
例えば、δλｉ＝０.０１[ｎｍ／℃]，δλｃ＝０.０６[ｎｍ／℃]であれば、
ｋ＝１／６
又は、
ｋ＝０.１〜０.２
が成立するように、変換係数Ａ１〜Ａ４を定める。
【００３２】
このように温度Ｔｉに応じて温度Ｔｃが制御されているため、温度Ｔｉにおけるグレーティング部６の反射波長帯域に、温度Ｔｃにおける波長変換素子５の変換可能波長帯域が常に適合している。
【００３３】
図１に戻り、波長変換部５０は、入射光（基本波）の第２高調波光を出力する波長変換素子５と、出力された第２高調波光をコリメートするレンズ５１と、レンズ５１から出射した第２高調波から異常光成分のみを透過させる偏光子５２と、偏光子５２から出射した光のビーム形状を楕円形から円形に整形するプリズム５３および５４と、第２高調波成分のみを透過し基本波成分を吸収または反射するフィルタ５５と、フィルタ５５から出射した光の一部を分岐し他を透過するビームスプリッタ５６と、分岐した光の強度を表す測光信号Ｓｄを出力する測光素子５７と、これらを格納した筐体１１と、筐体１１内（特に、波長変換素子５）を温度制御するためのペルチエ素子４１とを具備している。
【００３４】
波長変換素子５の入射側端面５ａおよび出射側端面５ｂは、反射戻り光を抑制する観点から、例えば１０°に傾斜して研磨されている。端面５ａおよび５ｂは、反射防止膜が施されていることが好ましい。
【００３５】
プリズム５３および５４は、２０°〜４５°の頂角を有するくさび形のプリズムのペアである。プリズム５３および５４の取り付け角度を独立に調整することにより、波長変換素子５の導波路の個体差による楕円率のばらつきを補正し、出射光のビーム形状を円形に出来る。
【００３６】
構造を単純にする観点から、偏光子５２を、プリズム５３または５４と一体に構成してもよい。例えば、偏光子５２を備える代わりに、プリズム５３または５４の少なくとも１つの面に偏光膜を形成する。偏光膜は、プリズム５３，５４の傾斜面が若干の偏光性を有することから、レーザ光が浅い角度で入射する面、例えばプリズム５３の第１面に施すのが効果的である。
【００３７】
測光素子５７は、例えば、ＧａＡｓＰ系のフォトダイオードである。
【００３８】
レーザ制御部６０は、測光素子５７からの測光信号Ｓｄに基づき、測光素子５７に入射する光の強度が所定値になるように駆動電流Ｉｄを出力して、半導体光増幅素子１を駆動する。こうして、波長変換レーザ装置１００から出力される第２高調波の異常光成分の強度が適正に制御される。
【００３９】
第１の実施形態にかかる波長変換レーザ装置１００によれば、バイオエンジニアリング分野や計測分野で求められる異常光成分のみの直線偏光を出力することが出来る。また、常光成分に影響されずに、出力を適正に制御することが出来る。
【００４０】
−第２の実施形態−
図４は、第２の実施形態にかかる波長変換レーザ装置２００を示す構成説明図である。
この波長変換レーザ装置２００は、レンズ５１とプリズム５３の間に偏光子が挿入されておらず、その代わりに、ビームスプリッタ５６と測光素子５７の間に偏光子５８が挿入されている他は、第１の実施形態にかかる波長変換レーザ装置１００と同様の構成である。
【００４１】
この波長変換レーザ装置２００では、ビームスプリッタ５６で分岐された光の異常光成分のみが、偏光子５８を透過して、測光素子５７に到達する。このため、異常光成分のみによって出力が制御される。
【００４２】
第２の実施形態にかかる波長変換レーザ装置２００によれば、出力光には異常光成分と常光成分とが含まれるが、バイオエンジニアリング分野や計測分野で求められる異常光成分の出力強度は適正に制御できる。また、偏光子による出力ロスや収差を生じない利点がある。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の波長変換レーザ装置によれば、波長変換素子から異常光成分と常光成分とを含む高調波光が出射されても、バイオエンジニアリング分野や計測分野で求められる異常光成分の出力強度を適正に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態にかかる波長変換レーザ装置１００を示す構成説明図である。
【図２】第１の実施形態にかかる温度制御部の制御ループを示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態にかかる波長変換レーザ装置２００を示す構成説明図である。
【図４】基本波の波長λと疑似位相整合条件を満たす分極反転周期Λの関係を示すグラフである。
【図５】第２高調波出力に含まれる異常光成分および常光成分の温度変化を示したグラフである。
【符号の説明】
１半導体光増幅素子
２，４，５１レンズ
３光ファイバ
５波長変換素子
６グレーティング部
１０，１１筐体
２０グレーティング部伸張機構
３１，３２感温素子
３４，４１ペルチエ素子
４０温度制御部
５０波長変換部
５２，５８偏光子
５３，５４プリズム
５５フィルタ
５６ビームスプリッタ
５７測光素子
６０レーザ制御部
１００，２００波長変換レーザ装置

Claims

半導体光増幅素子と、グレーティング部を内部に形成した光ファイバと、前記半導体光増幅素子と前記光ファイバとで構成される光共振器から出射した光を入射光としその入射光の高調波光を出射する非線形光学結晶に周期的分極反転構造を形成した波長変換素子と、前記グレーティング部の温度を検知する感温素子と、前記波長変換素子への入射光の波長帯域に前記波長変換素子の変換可能帯域が適合するように前記感温素子で検知された前記グレーティング部の温度に応じて前記波長変換素子の温度を制御する温度制御部と、前記高調波光の異常光成分のみを透過する偏光子と、該偏光子を透過した前記異常光成分の一部を分岐させ且つ偏光性を有する光分岐手段と、分岐した前記異常光成分の強度を測定する測光手段と、前記測光手段の測定結果に基づき分岐した前記異常光成分の強度が所定値になるように前記半導体光増幅素子を駆動する制御手段とを具備したことを特徴とする波長変換レーザ装置。
請求項１に記載の波長変換レーザ装置において、前記波長変換素子から出射された前記高調波光のビーム形状を整形するビーム整形プリズムを含み、前記偏光子と該ビーム整形プリズムとは一体に構成されていることを特徴とする波長変換レーザ装置。
半導体光増幅素子と、グレーティング部を内部に形成した光ファイバと、前記半導体光増幅素子と前記光ファイバとで構成される光共振器から出射した光を入射光としその入射光の高調波光を出力する非線形光学結晶に周期的分極反転構造を形成した波長変換素子と、前記グレーティング部の温度を検知する感温素子と、前記波長変換素子への入射光の波長帯域に前記波長変換素子の変換可能帯域が適合するように前記感温素子で検知された前記グレーティング部の温度に応じて前記波長変換素子の温度を制御する温度制御部と、前記高調波光の一部を分岐させ且つ偏光性を有する光分岐手段と、分岐した前記高調波光の異常光成分のみを透過する偏光子と、前記異常光成分の強度を測定する測光手段と、前記測光手段の測定結果に基づき前記異常光成分の強度が所定値になるように前記半導体光増幅素子を駆動する制御手段とを具備したことを特徴とする波長変換レーザ装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の波長変換レーザ装置において、前記波長変換素子は、ＭｇＯをドープしたＬｉＮｂＯ₃結晶に周期的分極反転構造を形成したものであることを特徴する波長変換レーザ装置。