JP4549313B2 - Wavelength conversion laser - Google Patents
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Description
本発明は、波長変換レーザに関し、より詳細には、非線形光学媒質を用いて、差周波発生または和周波発生により所望の波長のコヒーレント光を出力する波長変換レーザに関する。 The present invention relates to a wavelength conversion laser, and more particularly to a wavelength conversion laser that outputs a coherent light having a desired wavelength by difference frequency generation or sum frequency generation using a nonlinear optical medium.
近年、環境問題が大きくクローズアップされ環境ガスの計測が重要となっている。環境ガスの多くは、波長2μm〜5μmの中赤外域に基本振動またはその低次の倍音の吸収線を有している。従って、中赤外域において高出力のコヒーレント光を発生する中赤外光光源の需要が高まっている。このような光源として、波長3μm以上のレーザ光を出力するPb塩レーザ、波長5μm以上のレーザ光を出力する量子カスケードレーザ等が知られている。しかし、低温動作であり、パルス駆動でのみの発振することから、実用性に乏しかった。 In recent years, environmental problems have been greatly highlighted and measurement of environmental gases has become important. Most of the environmental gases have an absorption line of fundamental vibration or a lower harmonic overtone in the mid-infrared region of a wavelength of 2 μm to 5 μm. Therefore, there is an increasing demand for mid-infrared light sources that generate high-power coherent light in the mid-infrared region. As such a light source, a Pb salt laser that outputs laser light having a wavelength of 3 μm or more, a quantum cascade laser that outputs laser light having a wavelength of 5 μm or more, and the like are known. However, since it is a low-temperature operation and oscillates only by pulse driving, it is not practical.
一方、細胞組織に蛍光標識で染色して細胞の働きを解析する蛍光顕微鏡が知られている。蛍光顕微鏡は、赤色蛍光たんぱく質の吸収波長帯である波長500〜600nmの光源を用いている。しかしながら、この波長帯において、小型でコンパクトな光源、特に半導体レーザが実用化されていない。 On the other hand, a fluorescence microscope is known in which cell tissue is stained with a fluorescent label to analyze cell functions. The fluorescence microscope uses a light source having a wavelength of 500 to 600 nm, which is an absorption wavelength band of red fluorescent protein. However, a small and compact light source, particularly a semiconductor laser, has not been put into practical use in this wavelength band.
近年、2次の非線形光学効果を利用した差周波発生を用いて、中赤外域のレーザ光を発生する波長変換レーザ(例えば、非特許文献1)、または和周波発生を用いて500〜600nmのレーザ光を発生する波長変換レーザ(例えば、非特許文献2)の報告がなされている。ここで、差周波発生とは、非線形光学結晶に波長λ1と波長λ2のレーザ光を入射して、1/λ1−1/λ2=1/λ3の関係を満たす波長λ3の変換光を得ることであり、和周波発生とは、非線形光学結晶に波長λ1と波長λ2のレーザ光を入射し、1/λ1+1/λ2=1/λ3の関係を満たす波長λ3の変換光を得ることである。 In recent years, a wavelength conversion laser (for example, Non-Patent Document 1) that generates laser light in the mid-infrared region using difference frequency generation using a second-order nonlinear optical effect, or 500 to 600 nm using sum frequency generation. There has been a report of a wavelength conversion laser (for example, Non-Patent Document 2) that generates laser light. Here, the difference frequency generation means that laser light having a wavelength λ1 and a wavelength λ2 is incident on a nonlinear optical crystal to obtain converted light having a wavelength λ3 that satisfies the relationship 1 / λ1-1 / λ2 = 1 / λ3. The sum-frequency generation means that laser beams having wavelengths λ1 and λ2 are incident on the nonlinear optical crystal to obtain converted light having a wavelength λ3 that satisfies the relationship 1 / λ1 + 1 / λ2 = 1 / λ3.
図1に、従来の波長変換レーザの構成を示す。波長変換レーザは、図1(a)に示したように、波長λ1のレーザ光を出力するレーザ11と、波長λ2のレーザ光を出力するレーザ12と、波長λ1と波長λ2のレーザ光を入射すると、波長λ3のレーザ光を出射する非線形光学結晶13とから構成されている。
FIG. 1 shows a configuration of a conventional wavelength conversion laser. As shown in FIG. 1A, the wavelength conversion laser is incident on a
2つのレーザ光を合波する手段は、図1(b)に示したように、レーザ11,12からの出力光を、レンズ21,22で平行光にし、合波器24で2波を合波し、レンズ23を介して非線形光学結晶13に入射する。また、図1(c)に示したように、レーザ11,12からの出力光を、光ファイバと合波器31とを用いて非線形光学結晶13に入射する。このような波長変換レーザは、2台のレーザ光源と合波手段とが必要であり、部品点数が多いという問題点があった。
As shown in FIG. 1B, the means for combining the two laser beams is to convert the output beams from the
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成により、非線形光学効果を利用してコヒーレント光を出力する波長変換レーザを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a wavelength conversion laser that outputs coherent light using a nonlinear optical effect with a simple configuration.
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の波長変換レーザは、波長λ1の光を発生するレーザ(51)と、前記波長λ1の光を透過し、前記波長λ1より長い波長λ2の光を反射する第1のミラー(54)と、前記波長λ1のレーザ光を透過し、前記波長λ2の光を反射し、前記波長λ2の反射率が前記第1のミラーの反射率より低い第2のミラー(55)と、前記第1のミラーと前記第2のミラーとの間の光軸上に配置され、前記波長λ1の光の一部を吸収し、前記波長λ2において利得を有することにより、前記第1のミラーと前記第2のミラーとの間で前記波長λ2のレーザ発振を励起する利得媒質(52)と、前記第2のミラーを介して前記利得媒質から出射された前記波長λ1および前記波長λ2の光を入射し、差周波発生または和周波発生により中赤外光または可視光である波長λ3の変換光を出射する非線形光学結晶(53)とを備え、前記第1のミラー、前記利得媒質および前記第2のミラーは、半導体基板上に順に積層されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a wavelength conversion laser according to claim 1 transmits a light having a wavelength λ1 and a light having the wavelength λ1, and transmits the light having the wavelength λ1. A first mirror (54) that reflects light having a longer wavelength λ2, and transmits the laser light having wavelength λ1, reflects the light having wavelength λ2, and the reflectance of the wavelength λ2 is that of the first mirror; A second mirror (55) having a reflectance lower than that of the first mirror and the second mirror is disposed on the optical axis between the first mirror and the second mirror to absorb a part of the light having the wavelength λ1, and the wavelength λ2 by have a gain in said first mirror and said second mirror and gain medium (52) for exciting the lasing of the wavelength λ2 between the gain medium via the second mirror incident emitted light of the wavelength λ1 and the wavelength λ2 from Sashu And a nonlinear optical crystal for emitting converted light of wavelength λ3 is the mid-infrared light or visible light by the generation or sum frequency generation (53), wherein the first mirror, the gain medium and the second mirror, It is characterized by being sequentially stacked on a semiconductor substrate .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の波長変換レーザにおいて、前記レーザは、前記半導体基板と前記第1のミラーとの間に第3のミラー、活性層および第4のミラーが順に積層されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in the wavelength conversion laser according to claim 1, wherein the laser is a third mirror between said first mirror and said semiconductor substrate, an active layer and a fourth mirror It is characterized by being laminated in order.
前記非線形光学結晶は、周期的な分極反転構造を有することもできる。前記非線形光学結晶は、導波路構造を有することもできる。 Before SL nonlinear optical crystal, Ru can also have a periodically poled structure. The nonlinear optical crystal may have a waveguide structure.
前記非線形光学結晶は、LiNbO3、LiTaO3、KNbO3、K1-yLiyTa1-xNbxO3(0<x<1、0≦y<1)、KTiOPO4のいずれかにすることができる。前記非線形光学結晶は、Mg,Zn,Sc,Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として含有することもできる。 Before SL nonlinear optical crystal, LiNbO 3, LiTaO 3, KNbO 3, K 1-y Li y Ta 1-x Nb x O 3 (0 <x <1,0 ≦ y <1), in any of KTiOPO 4 it is Ru can be. The nonlinear optical crystal can also contain at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc, and In as an additive.
以上説明したように、本発明によれば、第1のミラー(54)、利得媒質(52)および第2のミラー(55)が、光励起型の面発光レーザとして機能して、波長λ1の光と波長λ2の光とを非線形光学結晶(53)に入射して、差周波発生または和周波発生により波長λ3の変換光を出力するので、簡易な構成により、非線形光学効果を用いた波長変換レーザを構成することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the first mirror (54), the gain medium (52), and the second mirror (55) function as a light-excited surface-emitting laser, and light having a wavelength λ1. And the light of wavelength λ2 are incident on the nonlinear optical crystal (53), and the converted light of wavelength λ3 is output by the difference frequency generation or the sum frequency generation, so the wavelength conversion laser using the nonlinear optical effect with a simple configuration Can be configured.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図2に、本発明の一実施形態にかかる波長変換レーザの構成を示す。波長変換レーザは、波長λ1のレーザ光を出力するレーザ51と非線形光学結晶53とを備え、レーザ51からのレーザ光が、非線形光学結晶53に入射される光軸上に、ミラー54と利得媒質52とミラー54とが順に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a configuration of a wavelength conversion laser according to an embodiment of the present invention. The wavelength conversion laser includes a
波長λ1のレーザ光は、ミラー54を透過し、一部が利得媒質52に吸収され、残りは利得媒質52を透過し、ミラー55を透過して非線形光学結晶53に入射される。利得媒質52では、波長λ1のレーザ光の吸収によりキャリアが発生し、ミラー54とミラー55とによって形成される発振モードに従って、光励起型のレーザ発振が起こる。この発振波長λ2のレーザ光も、同時に非線形光学結晶53に入射される。非線形光学結晶53は、波長λ1と波長λ2の2波のレーザ光により、差周波発生または和周波発生により中赤外光または可視光である波長λ3の変換光を出力する。
The laser light having the wavelength λ1 is transmitted through the
図3に、本発明の実施例1にかかる波長変換レーザの構成を示す。波長変換レーザは、波長λ1のレーザ光を出力するレーザ101と非線形光学結晶103とを備え、レーザ101からのレーザ光が、非線形光学結晶103に入射される光軸上に、レンズ104と利得媒質を含む半導体素子102とレンズ105とが順に配置されている。レーザ101は、波長λ1=980nmのレーザ光を出力する。非線形光学結晶103は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3:以下、LNという)からなる。
FIG. 3 shows the configuration of the wavelength conversion laser according to Example 1 of the present invention. The wavelength conversion laser includes a
半導体素子102は、GaAs半導体基板121上に結晶成長により、GaAs/AlGaAsの多層膜からなるDBRミラー122と、利得媒質であるGaInAsN活性層123と、GaAs/AlGaAsの多層膜からなるDBRミラー124とが順に積層されている。DBRミラー122とDBRミラー124とは、980nmの光を透過し、1.27μmの光を反射する。1.27μmの光の反射率は、DBRミラー122がDBRミラー124よりも高く設定されている。
The
活性層123は、波長λ2=1.27μmに発振波長を有するようにバンドギャップが設計されており、980nmに吸収率を有し、1.27μmの光の発光を行う。ここで、活性層123は、980nmの光を全て吸収しない厚さに設定されている。すなわち、半導体素子102に入射された980nmの光は、DBRミラー122を透過し、一部が活性層123に吸収され、残りは活性層123を透過し、DBRミラー124を透過して非線形光学結晶103に入射される。
The
980nmの光を吸収した活性層123は、光励起により1.27μmの光を発光し、DBRミラー122とDBRミラー124で構成される共振器で発振状態となり、波長λ2=1.27μmのレーザ光を発光する。このように、半導体素子102は、光励起型の面発光レーザとして機能する。活性層123を透過した980nmの光と1.27μmのレーザ光とは、レンズ105を介して非線形光学結晶103に入射される。
The
非線形光学結晶103の出射側から出力された光を、Geからなるフィルタを介して観測すると、波長λ3=4.3μm、光強度3nWの変換光を観測できる。波長4.3μmの中赤外光は、CO2ガスの検出に有効である。
When the light output from the output side of the nonlinear
図4に、本発明の実施例2にかかる波長変換レーザの構成を示す。図3に示した実施例1の構成と異なるところは、LNからなる非線形光学結晶131の分極が、周期的に反転した構造を有する点である。反転周期は26.7μmである。半導体素子102の活性層123の組成と、DBRミラー122,124の反射特性を制御して、波長λ2=1.30μmの光を出力させる。非線形光学結晶131の出射側から出力された光を、Geからなるフィルタを介して観測すると、波長λ3=4.0μm、光強度160nWの変換光を観測できる。波長4.0μmの中赤外光は、SO2ガスの検出に有効である。
FIG. 4 shows the configuration of a wavelength conversion laser according to Example 2 of the present invention. The difference from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 3 is that the polarization of the nonlinear
次に、非線形光学結晶131の反転周期を7.83μmに設定する。非線形光学結晶131の出射側から出力された光を観測すると、波長λ3=0.56μm、光強度2.2μWの変換光を観測できる。波長0.56μmの可視光は、蛍光顕微鏡で用いられる色素の励起光源として有効である。
Next, the inversion period of the nonlinear
図5に、本発明の実施例3にかかる波長変換レーザの構成を示す。図3に示した実施例1の構成と異なるところは、LNからなる非線形光学結晶132の分極が、周期的に反転した構造を有し、導波路133が形成されている点である。反転周期は25.0μmである。非線形光学結晶132の出射側から出力された光を、Geからなるフィルタを介して観測すると、波長λ3=4.3μm、光強度5μWの変換光を観測できる。
FIG. 5 shows the configuration of a wavelength conversion laser according to Example 3 of the present invention. The difference from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 3 is that the
図6に、周期的な分極反転構造を有し、導波路が形成された非線形光学結晶の製造方法を示す。最初に、予め周期分極反転構造が作製されているLiNbO3基板141と、LiTaO3基板142とを用意する。基板141,142は、いずれも両面が光学研磨されてある3インチウエハであり、厚さは500μmである。基板141,142の表面を通常の酸洗浄またはアルカリ洗浄によって親水性にした後、2つの基板を清浄雰囲気中で重ね合わせる。重ね合わせた基板を電気炉に入れ、500℃で3時間熱処理することにより接合を行う(第1の工程)。接合された基板はボイドフリーであり、室温に戻してもクラックなどは発生しない。
FIG. 6 shows a method for manufacturing a nonlinear optical crystal having a periodic domain-inverted structure and having a waveguide formed therein. First, a LiNbO 3 substrate 141 and a LiTaO 3 substrate 142 on which a periodically poled structure is prepared in advance are prepared. Each of the
次に、グラインダなどの研削装置および研磨装置を用いて、基板41の厚さが14μmになるまで薄膜化する。基板141の研磨加工の後に、ポリッシング加工を行うことにより、鏡面の研磨表面を得る(第2の工程)。次に、研磨された薄膜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、コア幅18μmのリッジ導波路を作製する(第3の工程)。
Next, the thickness of the substrate 41 is reduced to 14 μm using a grinding device such as a grinder and a polishing device. After polishing the
図7に、本発明の実施例4にかかる波長変換レーザの構成を示す。図3に示した実施例1の構成と異なるところは、半導体素子150の半導体基板151にレンズ加工を施してある点である。半導体基板151のレーザ101と対向する面を凸状に加工し、図3に示したレンズ103の役割を持たせた。非線形光学結晶103の出射側から出力された光を、Geからなるフィルタを介して観測すると、波長λ3=4.3μm、光強度2nWの変換光を観測できる。
FIG. 7 shows the configuration of a wavelength conversion laser according to Example 4 of the present invention. The difference from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 3 is that the
図8に、本発明の実施例5にかかる波長変換レーザの構成を示す。実施例5は、実施例1に示した波長変換レーザのレーザと半導体素子とを1つの半導体基板上に作製した多波長レーザ160を用いる。多波長レーザ160には、GaAs半導体基板161上に結晶成長により、GaAs/AlGaAsの多層膜からなるDBRミラー162と、GaAs/GaInAs量子井戸からなる活性層163と、GaAs/AlGaAsの多層膜からなるDBRミラー164とが順に積層され、面発光レーザを構成している。この面発光レーザは、電流注入により波長λ1=980nmのレーザ光をDBRミラー164から出力する。
FIG. 8 shows the configuration of a wavelength conversion laser according to Example 5 of the present invention. The fifth embodiment uses a
さらに、DBRミラー164上に結晶成長により、GaAs/AlGaAsの多層膜からなるDBRミラー165と、GaInAsN活性層166と、GaAs/AlGaAsの多層膜からなるDBRミラー167とが順に積層され、利得媒質を構成している。DBRミラー165とDBRミラー167とは、980nmの光を透過し、1.30μmの光を反射する。1.30μmの光の反射率は、DBRミラー165がDBRミラー167よりも高く設定されている。
Further, a
活性層166は、波長2=1.30μmに発振波長を有するようにバンドギャップが設計されており、980nmに吸収率を有し、1.30μmの光の発光を行う。ここで、活性層166は、980nmの光を全て吸収しない厚さに設定されている。すなわち、利得媒質に入射された980nmの光は、DBRミラー165を透過し、一部が活性層166に吸収され、残りは活性層166を透過し、DBRミラー167を透過して非線形光学結晶103に入射される。
The
980nmの光を吸収した活性層166は、光励起により1.30μmの光を発光し、DBRミラー165とDBRミラー167で構成される共振器で発振状態となり、波長λ2=1.30μmのレーザ光を発光する。このように、利得媒質は、光励起型の面発光レーザとして機能する。活性層166を透過した980nmの光と1.30μmのレーザ光とは、レンズ105を介して非線形光学結晶103に入射される。
The
非線形光学結晶103の出射側から出力された光を、Geからなるフィルタを介して観測すると、波長λ3=4.0μm、光強度12nWの変換光を観測できる。
When the light output from the output side of the nonlinear
(波長変換レーザの実装方法)
図9に、実施例5にかかる波長変換レーザの実装方法を示す。多波長レーザ160は、例えば、TO−38標準システムの金属部材200に実装されている。さらに、多波長レーザ160からのレーザ光の出射方向に窓を有するCANパッケージ201により、多波長レーザ160を封止する。CANパッケージ201の窓を有する面には、レーザ光の光軸上にレンズ105が固定されたレンズホルダー202を接続する。なお、CANパッケージ201の窓の部分にレンズ105を組み込んでもよい。
(Mounting method of wavelength conversion laser)
FIG. 9 shows a mounting method of the wavelength conversion laser according to the fifth embodiment. The
レンズホルダー202には、レーザ光の光軸上に非線形光学結晶103が固定されたホルダー203を接続する。さらに、非線形光学結晶103から出力される光の光軸上に、ホルダーに固定されたフィルタ等を配置してもよい。このようにして、CANパッケージにより多波長レーザを封止することで、波長変換レーザの信頼性を向上するとともに、ホルダーを介してレンズと非線形光学結晶とを固定することにより、波長変換レーザを組立てる際のアライメントを容易にすることができる。さらに、CANパッケージとホルダーとを接合することにより、波長変換レーザの小型化を図ることができる。
The
(その他の実施例)
実施例1〜5において、波長λ1=980nmのレーザと1.3μm帯光を発光する利得媒質とを用いたが、例えば、波長λ1=850nmのレーザを用いてもよい。
(Other examples)
In Examples 1 to 5, a laser having a wavelength λ1 = 980 nm and a gain medium that emits 1.3 μm band light are used. For example, a laser having a wavelength λ1 = 850 nm may be used.
実施例1〜5において、DBRミラーを、GaAs/AlGaAsの多層膜で構成したが、誘電体多層膜を蒸着などにより形成してもよい。また、活性層を、GaInAsNで構成したが、III族としてAl、V族としてSb,Pなどの元素を用いたIII−V族の化合物半導体で構成してもよい。さらに、半導体素子として波長λ2=1.3μm帯の光を発光するが、レーザの波長980nmよりも長い波長1.2μm帯、1.55μm帯の光を発光するようにしてもよい。さらにまた、活性層を量子井戸、量子箱を構成してもよい。 In Examples 1 to 5, the DBR mirror is composed of a GaAs / AlGaAs multilayer film, but a dielectric multilayer film may be formed by vapor deposition or the like. The active layer is made of GaInAsN, but may be made of a III-V group compound semiconductor using elements such as Al as the group III and Sb, P as the group V. Further, although the semiconductor device emits light of the wavelength λ2 = 1.3 μm band, it may emit light of wavelengths 1.2 μm and 1.55 μm longer than the laser wavelength of 980 nm. Furthermore, the active layer may be a quantum well or a quantum box.
実施例1〜5において、活性層は、GaAs基板上にDBRミラー、活性層の順に結晶成長させて作製されている。例えば、GaAs基板上にDBRミラーを結晶成長させた後、別個に結晶成長させたInGaAsP活性層などを、ウェーハフュージョン法などにより接合してもよい。 In Examples 1 to 5, the active layer is produced by growing a DBR mirror and an active layer in this order on a GaAs substrate. For example, after growing a DBR mirror on a GaAs substrate, a separately grown InGaAsP active layer or the like may be bonded by a wafer fusion method or the like.
実施例1〜5において、非線形光学結晶としてLNを用いたが、LiNbO3、LiTaO3、KNbO3、K1-yLiyTa1-xNbxO3(0<x<1、0≦y<1)、KTiOPO4のいずれかを適用することができる。また、これらの結晶は、Mg,Zn,Sc,Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として含有してもよい。 In Examples 1 to 5, LN was used as the nonlinear optical crystal, but LiNbO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3 , K 1-y Li y Ta 1-x Nb x O 3 (0 <x <1, 0 ≦ y <1), it is possible to apply any of KTiOPO 4. These crystals may contain at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc, and In as an additive.
実施例1〜3において、半導体素子102をレーザ光の進行方向に対して逆向けに配置し、レーザ101からの光をDBR124側から入射してもよい。この場合、光の反射率は、DBR124がDBR122より高く設定される。
In the first to third embodiments, the
実施例3に示した導波路の作製方法に代えて、Tiなどの金属拡散法またはプロトン交換法を適用することができる。 Instead of the waveguide fabrication method shown in Embodiment 3, a metal diffusion method such as Ti or a proton exchange method can be applied.
実施例4,5において、非線形光学結晶に周期的な分極反転構造を導入してもよい。さらに、導波路構造を導入してもよい。 In Examples 4 and 5, a periodic polarization inversion structure may be introduced into the nonlinear optical crystal. Furthermore, a waveguide structure may be introduced.
実施例5において、DBRミラー164、DBRミラー165を個別に作製したが、980nm光と1.3μm帯光を反射する一体型DBRミラーとしてもよい。このとき、その反射率は、980nm光に対してDBRミラー162よりも低く、1.3μm帯光に対してDBRミラー166よりも高くなるように設定する。
In the fifth embodiment, the
11,12,51,101 レーザ
13,53,103,131,132 非線形光学結晶
21,22,23,104,105 レンズ
24,31 合波器
25,54,55 ミラー
52,102,150 半導体素子
121,151,161 半導体基板
122,124,152,154,162,164,165,167 DBRミラー
123,153,163,166 活性層
133 導波路
141 LiNbO3基板
142 LiTaO3基板
160 多波長レーザ
200 金属部材
201 CANパッケージ
202 レンズホルダー
203 ホルダー
11, 12, 51, 101
Claims (6)
前記波長λ1の光を透過し、前記波長λ1より長い波長λ2の光を反射する第1のミラーと、
前記波長λ1のレーザ光を透過し、前記波長λ2の光を反射し、前記波長λ2の反射率が前記第1のミラーの反射率より低い第2のミラーと、
前記第1のミラーと前記第2のミラーとの間の光軸上に配置され、前記波長λ1の光の一部を吸収し、前記波長λ2において利得を有することにより、前記第1のミラーと前記第2のミラーとの間で前記波長λ2のレーザ発振を励起する利得媒質と、
前記第2のミラーを介して前記利得媒質から出射された前記波長λ1および前記波長λ2の光を入射し、差周波発生または和周波発生により中赤外光または可視光である波長λ3の変換光を出射する非線形光学結晶とを備え、
前記第1のミラー、前記利得媒質および前記第2のミラーは、半導体基板上に順に積層されていることを特徴とする波長変換レーザ。 A laser that generates light of wavelength λ1,
A first mirror that transmits light of wavelength λ1 and reflects light of wavelength λ2 longer than wavelength λ1,
A second mirror that transmits the laser light of the wavelength λ1, reflects the light of the wavelength λ2, and has a reflectance of the wavelength λ2 lower than that of the first mirror;
Wherein disposed on the optical axis between the first mirror and the second mirror, to absorb part of the light of the wavelength .lambda.1, by have a gain in the wavelength .lambda.2, the first mirror A gain medium for exciting laser oscillation of the wavelength λ2 between the second mirror and the second mirror ;
The light of the wavelength λ1 and the wavelength λ2 emitted from the gain medium through the second mirror is incident, and converted light of wavelength λ3 that is mid-infrared light or visible light by difference frequency generation or sum frequency generation A nonlinear optical crystal that emits light ,
The wavelength conversion laser , wherein the first mirror, the gain medium, and the second mirror are sequentially stacked on a semiconductor substrate .
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