JP5399194B2 - Laser equipment - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ装置に関するものである。 The present invention relates to a laser apparatus.
複数の波長のレーザ光を出力するレーザ光源は、多波長干渉計、環境モニタ、レーザレーダ、スペクトル分析およびテラヘルツ波発生などの様々な分野で利用されている。このようなレーザ光源は例えば特許文献1,2に開示されている。
Laser light sources that output laser light having a plurality of wavelengths are used in various fields such as multi-wavelength interferometers, environmental monitors, laser radar, spectrum analysis, and terahertz wave generation. Such laser light sources are disclosed in, for example,
特許文献1に開示されたレーザ光源は、分布帰還型の共振器が形成された半導体レーザダイオードであって、その分布帰還型の共振器が複数種類の周期構造を有していて、各周期構造に応じた波長のレーザ光をレーザ発振することができる。 The laser light source disclosed in Patent Document 1 is a semiconductor laser diode in which a distributed feedback type resonator is formed, and the distributed feedback type resonator has a plurality of types of periodic structures. It is possible to oscillate laser light having a wavelength corresponding to the above.
また、特許文献2に開示されたレーザ光源は、半導体レーザダイオードと外部共振器ミラーとを備えて外部共振器を構成し、その外部共振器ミラーが平面基板上に形成された異なる複数種の反射型の回折格子で構成されていて、各回折格子の周期に応じた波長のレーザ光をレーザ発振することができる。
The laser light source disclosed in
特許文献1に開示されたレーザ光源は、複数波長のレーザ光を出力することができ、各発振波長が固定であり、また、各波長のレーザ光の発振強度比も固定である。特許文献2に開示されたレーザ光源は、複数種の反射型の回折格子が形成された外部共振器ミラーの方位を半導体レーザダイオードに対して調整すると、各発振波長が変化してしまう。引用文献1,2に開示された何れのレーザ光源も、各発振波長を固定したまま各波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができない。
The laser light source disclosed in Patent Document 1 can output laser light with a plurality of wavelengths, each oscillation wavelength is fixed, and the oscillation intensity ratio of the laser light with each wavelength is also fixed. In the laser light source disclosed in
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、各発振波長を固定したまま各波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができるレーザ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser device capable of changing the oscillation intensity ratio of laser light of each wavelength while fixing each oscillation wavelength. .
本発明に係るレーザ装置は、(1) 互いに対向する第1端面と第2端面との間に延在する活性層を有し、活性層における光放出スペクトルに含まれる波長λ0の光を共振させる分布帰還型の共振器が形成された半導体レーザダイオードと、(2) 半導体レーザダイオードの第1端面から出力された光のうち、光放出スペクトルに含まれ波長λ0と異なる波長λ1の光の少なくとも一部をブラッグ反射させ、そのブラッグ反射させた波長λ1の光のうち少なくとも一部を活性層に帰還させる第1波長選択素子と、(3) 半導体レーザダイオードに対して第1波長選択素子の相対的方位を調整して、第1波長選択素子から半導体レーザダイオードの活性層に帰還する波長λ1の光の量を調整する第1方位調整手段と、を備えることを特徴とする。 The laser device according to the present invention includes (1) an active layer extending between a first end face and a second end face facing each other, and resonates light having a wavelength λ 0 included in a light emission spectrum in the active layer. A semiconductor laser diode in which a distributed feedback resonator is formed; and (2) light having a wavelength λ 1 that is included in the light emission spectrum and is different from the wavelength λ 0 among the light output from the first end face of the semiconductor laser diode. At least a portion is the Bragg reflection and a first wavelength selective element for feeding back to the active layer at least a portion of its Bragg reflected thereby the wavelength lambda 1 of the light, (3) a first wavelength selected for the semiconductor laser diode First azimuth adjusting means for adjusting the relative azimuth of the element to adjust the amount of light of wavelength λ 1 fed back from the first wavelength selection element to the active layer of the semiconductor laser diode.
このレーザ装置では、半導体レーザダイオードにおいて、活性層における光放出スペクトルに含まれる波長λ0の光を共振させる分布帰還型の共振器が形成されている。第1波長選択素子において、半導体レーザダイオードの活性層における光放出スペクトルに含まれ波長λ0と異なる波長λ1の光の少なくとも一部がブラッグ反射され、そのブラッグ反射された波長λ1の光のうち少なくとも一部が活性層に帰還される。半導体レーザダイオードおよび第1波長選択素子により外部共振器が構成されている。また、半導体レーザダイオードに対して第1波長選択素子の相対的方位が調整されることにより、第1波長選択素子から半導体レーザダイオードの活性層に帰還する波長λ1の光の量が調整される。このレーザ装置は、波長λ0および波長λ1でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子の傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま各波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。 In this laser device, a distributed feedback type resonator that resonates light having a wavelength λ 0 included in the light emission spectrum in the active layer is formed in the semiconductor laser diode. In the first wavelength selection element, at least a part of the light having a wavelength λ 1 different from the wavelength λ 0 included in the light emission spectrum in the active layer of the semiconductor laser diode is Bragg-reflected, and the Bragg-reflected light having the wavelength λ 1 is reflected. At least a part of them is returned to the active layer. An external resonator is configured by the semiconductor laser diode and the first wavelength selection element. Further, by adjusting the relative orientation of the first wavelength selection element with respect to the semiconductor laser diode, the amount of light having the wavelength λ 1 fed back from the first wavelength selection element to the active layer of the semiconductor laser diode is adjusted. . This laser device can oscillate at wavelengths λ 0 and λ 1 , and the oscillation intensity of the laser light of each wavelength can be fixed while adjusting the inclination angle of the first wavelength selection element. The ratio can be changed.
本発明に係るレーザ装置は、(4) 半導体レーザダイオードの第1端面から出力された光のうち、光放出スペクトルに含まれ波長λ0および波長λ1の何れとも異なる波長λ2の光の少なくとも一部をブラッグ反射させ、そのブラッグ反射させた波長λ2の光のうち少なくとも一部を活性層に帰還させる第2波長選択素子と、(5) 半導体レーザダイオードに対して第2波長選択素子の相対的方位を調整して、第2波長選択素子から半導体レーザダイオードの活性層に帰還する波長λ2の光の量を調整する第2方位調整手段と、を更に備えるのが好適である。この場合、このレーザ装置は、波長λ0,λ1,λ2の各波長でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子および第2波長選択素子それぞれの傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま各波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。 (4) Of the light output from the first end face of the semiconductor laser diode, the laser device according to the present invention includes at least light having a wavelength λ 2 included in the light emission spectrum and different from both the wavelength λ 0 and the wavelength λ 1. some were Bragg reflector and a second wavelength selective element for feeding back at least a portion of its Bragg reflected thereby wavelength lambda 2 of light in the active layer, (5) with respect to the semiconductor laser diode of the second wavelength selection element It is preferable to further include second azimuth adjusting means for adjusting the relative azimuth to adjust the amount of light of wavelength λ 2 fed back from the second wavelength selection element to the active layer of the semiconductor laser diode. In this case, the laser device can oscillate at the wavelengths λ 0 , λ 1 , and λ 2 , and adjust the tilt angles of the first wavelength selection element and the second wavelength selection element. The oscillation intensity ratio of the laser light of each wavelength can be changed while fixing each oscillation wavelength.
本発明に係るレーザ装置は、半導体レーザダイオードと第1波長選択素子との間に設けられ、半導体レーザダイオードの第1端面から出力された光を活性層の当該層に垂直な方向についてコリメートして第1波長選択素子へ出力するコリメータレンズを更に備えるのが好適である。本発明に係るレーザ装置は、コリメータレンズと第1波長選択素子との間に設けられ、コリメータレンズから出力された光の横断面を略90度回転させて第1波長選択素子へ出力する光路変換素子を更に備えるのが好適である。また、本発明に係るレーザ装置では、半導体レーザダイオードは、所定平面上に並列配置された複数の活性層を含むのが好適である。 The laser device according to the present invention is provided between the semiconductor laser diode and the first wavelength selection element, and collimates light output from the first end face of the semiconductor laser diode in a direction perpendicular to the active layer. It is preferable to further include a collimator lens that outputs to the first wavelength selection element. The laser apparatus according to the present invention is provided between the collimator lens and the first wavelength selection element, and rotates the transverse section of the light output from the collimator lens by approximately 90 degrees and outputs it to the first wavelength selection element. It is preferable to further include an element. In the laser device according to the present invention, it is preferable that the semiconductor laser diode includes a plurality of active layers arranged in parallel on a predetermined plane.
本発明に係るレーザ光源は、各発振波長を固定したまま各波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。 The laser light source according to the present invention can change the oscillation intensity ratio of laser light of each wavelength while fixing each oscillation wavelength.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、説明の便宜のために各図にはxyz直交座標系が示されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. For convenience of explanation, each figure shows an xyz orthogonal coordinate system.
(第1実施形態) (First embodiment)
図1は、第1実施形態に係るレーザ光源1の構成を示す図である。この図に示されるレーザ光源1は、半導体レーザダイオード100,第1波長選択素子121およびコリメータレンズ130を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser light source 1 according to the first embodiment. The laser light source 1 shown in this figure includes a
半導体レーザダイオード100は、互いに対向する第1端面101と第2端面102との間にz方向に延在する活性層103を有している。活性層103は、層状のものであり、例えば、y方向の幅が100μm〜200μmであって、x方向の厚みが1μmである。半導体レーザダイオード100は、いわゆるDFB(Distributed Feedback)型のものであって、活性層103における光放出スペクトルに含まれる波長λ0の光を共振させる分布帰還型の共振器が形成されている。また、第1波長選択素子121に対向する第1端面101には反射低減膜がコーティングされている。
The
第1波長選択素子121は、半導体レーザダイオード100の第1端面101から出力された光のうち、活性層103における光放出スペクトルに含まれ波長λ0と異なる波長λ1の光の少なくとも一部をブラッグ反射させ、そのブラッグ反射させた波長λ1の光のうち少なくとも一部を活性層103に帰還させる。また、第1波長選択素子121は、入射光のうち一部を透過させて、この透過光をレーザ光源1からの出力光とする。具体的には、第1波長選択素子121は、図2に示されるように、厚み方向(略z方向)に屈折率が周期的に分布していて、この屈折率周期構造により入射光の一部をブラッグ反射させることができる。なお、このような第1波長選択素子121として、例えば、PD-LD Inc.製の製品LuxxMasterTMが知られている。
The first
半導体レーザダイオード100に対して第1波長選択素子121の相対的方位は可変である。第1波長選択素子121の方位を調整することで、第1波長選択素子121から半導体レーザダイオード100の活性層103に帰還する波長λ1の光の量を調整することができる。レーザ光源1は、このように第1波長選択素子121の方位を調整する第1方位調整手段を備えている。
The relative orientation of the first
コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード100と第1波長選択素子121との間に設けられている。コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード100の第1端面101から出力された光を活性層103の当該層に垂直なx方向についてコリメートして第1波長選択素子121へ出力する。一般に、半導体レーザダイオード100の第1端面101から出力される光の拡がり角は、活性層103の当該層に平行なy方向(Slow Axis方向)については8度程度であるのに対して、活性層103の当該層に垂直なx方向(Fast Axis方向)については30度程度と大きい。そこで、コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード100の第1端面101から出力された光を活性層103の当該層に垂直なx方向(Fast Axis方向)についてコリメートする。
The
レーザ光源1の具体例は以下のとおりである。半導体レーザダイオード100における分布帰還型の共振器の共振波長λ0は969nmであり、第1波長選択素子121におけるブラッグ反射の中心波長λ1は976nmである。この場合、レーザ光源1は、波長λ0(969nm)および波長λ1(976nm)の2波長でレーザ発振することができる。y方向に平行な直線を軸として第1波長選択素子121を傾斜させ、xy平面に対する第1波長選択素子121の傾斜角をα1〜α4とする。ただし、α1<α2<α3<α4 である。
A specific example of the laser light source 1 is as follows. The resonant wavelength λ 0 of the distributed feedback resonator in the
図3は、第1実施形態に係るレーザ光源1において第1波長選択素子121の傾斜角をα1としたときの出力光のスペクトルを示す図である。図4は、第1実施形態に係るレーザ光源1において第1波長選択素子121の傾斜角をα2としたときの出力光のスペクトルを示す図である。図5は、第1実施形態に係るレーザ光源1において第1波長選択素子121の傾斜角をα3としたときの出力光のスペクトルを示す図である。また、図6は、第1実施形態に係るレーザ光源1において第1波長選択素子121の傾斜角をα4としたときの出力光のスペクトルを示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a spectrum of output light when the inclination angle of the first
傾斜角α1の場合(図3)には、波長λ0(969nm)の出力強度より波長λ1(976nm)の出力強度が大きい。傾斜角α1より大きい傾斜角α2の場合(図4)には、波長λ0(969nm)の出力強度と波長λ1(976nm)の出力強度とは同程度である。傾斜角α2より大きい傾斜角α3の場合(図5)には、波長λ0(969nm)の出力強度より波長λ1(976nm)の出力強度が小さい。また、傾斜角α3の場合(図5)と比較して、傾斜角α3より大きい傾斜角α4の場合(図6)には、波長λ0(969nm)の出力強度に対する波長λ1(976nm)の出力強度の比は更に小さい。 In the case of the inclination angle α1 (FIG. 3), the output intensity at the wavelength λ 1 (976 nm) is larger than the output intensity at the wavelength λ 0 (969 nm). In the case of the inclination angle α2 larger than the inclination angle α1 (FIG. 4), the output intensity at the wavelength λ 0 (969 nm) and the output intensity at the wavelength λ 1 (976 nm) are approximately the same. In the case of the inclination angle α3 larger than the inclination angle α2 (FIG. 5), the output intensity at the wavelength λ 1 (976 nm) is smaller than the output intensity at the wavelength λ 0 (969 nm). Further, in the case of the inclination angle α4 larger than the inclination angle α3 (FIG. 6) as compared with the case of the inclination angle α3 (FIG. 5), the wavelength λ 1 (976 nm) with respect to the output intensity of the wavelength λ 0 (969 nm). The output intensity ratio is even smaller.
これらの図から判るように、第1実施形態に係るレーザ光源1は、波長λ0および波長λ1の2波長でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子121の傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま2波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。第1実施形態に係るレーザ光源1は、多波長干渉計、環境モニタ、レーザレーダ、スペクトル分析およびテラヘルツ波発生などの様々な分野で利用され得る。
As can be seen from these drawings, the laser light source 1 according to the first embodiment can oscillate at two wavelengths of the wavelength λ 0 and the wavelength λ 1 and adjust the tilt angle of the first
(第2実施形態) (Second Embodiment)
図7は、第2実施形態に係るレーザ光源2の構成を示す図である。この図に示されるレーザ光源2は、半導体レーザダイオード100,第1波長選択素子121,第2波長選択素子122およびコリメータレンズ130を備える。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the
第2実施形態における半導体レーザダイオード100,第1波長選択素子121およびコリメータレンズ130それぞれは、第1実施形態の場合と同様のものである。コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード100と第1波長選択素子121および第2波長選択素子122との間に設けられている。コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード100の第1端面101から出力された光を活性層103の当該層に垂直なx方向(Fast Axis方向)についてコリメートし、そのコリメートした光を第1波長選択素子121および第2波長選択素子122へ出力する。
The
第2波長選択素子122は、第1波長選択素子121と略同様のものであって、半導体レーザダイオード100の第1端面101から出力された光のうち、活性層103における光放出スペクトルに含まれ波長λ0および波長λ1の何れとも異なる波長λ2の光の少なくとも一部をブラッグ反射させ、そのブラッグ反射させた波長λ2の光のうち少なくとも一部を活性層103に帰還させる。また、第2波長選択素子122は、入射光のうち一部を透過させて、この透過光をレーザ光源2からの出力光とする。具体的には、第2波長選択素子122も、図2に示されるように、厚み方向(略z方向)に屈折率が周期的に分布していて、この屈折率周期構造により入射光の一部をブラッグ反射させることができる。なお、3つの波長λ0,λ1およびλ2の間の関係は、λ1<λ0<λ2または λ2<λ0<λ1であるのが好ましい。
The second
半導体レーザダイオード100に対して第1波長選択素子121の相対的方位が可変であるのと同様に、半導体レーザダイオード100に対して第2波長選択素子122の相対的方位も可変である。第2波長選択素子122の方位を調整することで、第2波長選択素子122から半導体レーザダイオード100の活性層103に帰還する波長λ2の光の量を調整することができる。レーザ光源2は、このように第2波長選択素子122の方位を調整する第2方位調整手段を備えている。
Just as the relative orientation of the first
レーザ光源2の具体例は以下のとおりである。半導体レーザダイオード100における分布帰還型の共振器の共振波長λ0は969nmであり、第1波長選択素子121におけるブラッグ反射の中心波長λ1は976nmであり、第2波長選択素子122におけるブラッグ反射の中心波長λ2は959nmである。この場合、レーザ光源2は、波長λ0(969nm),波長λ1(976nm)および波長λ2(959nm)の3波長でレーザ発振することができる。また、レーザ光源2は、第1波長選択素子121および第2波長選択素子122それぞれの傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま3波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。
Specific examples of the
(第3実施形態) (Third embodiment)
図8は、第3実施形態に係るレーザ光源3の構成を示す図である。この図に示されるレーザ光源3は、半導体レーザダイオード100,第1波長選択素子121およびコリメータレンズ130を備える。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the
第3実施形態における半導体レーザダイオード100,第1波長選択素子121およびコリメータレンズ130それぞれは、第1実施形態の場合と略同様のものである。ただし、第1実施形態では第1波長選択素子121を透過した光がレーザ光源1からの出力光となったのに対して、第3実施形態では半導体レーザダイオード100の第2端面102から出力された光がレーザ光源3からの出力光となる。したがって、第3実施形態では第1波長選択素子121の反射率は90%以上であることが好ましい。
Each of the
第3実施形態に係るレーザ光源3も、波長λ0および波長λ1の2波長でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子121の傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま2波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。
The
(第4実施形態) (Fourth embodiment)
図9は、第4実施形態に係るレーザ光源4の構成を示す図である。この図に示されるレーザ光源4は、半導体レーザダイオード100,第1波長選択素子121,第2波長選択素子122およびコリメータレンズ130を備える。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the
第4実施形態における半導体レーザダイオード100,第1波長選択素子121,第2波長選択素子122およびコリメータレンズ130それぞれは、第2実施形態の場合と略同様のものである。ただし、第2実施形態では第1波長選択素子121または第2波長選択素子122を透過した光がレーザ光源2からの出力光となったのに対して、第4実施形態では半導体レーザダイオード100の第2端面102から出力された光がレーザ光源4からの出力光となる。したがって、第4実施形態では第1波長選択素子121および第2波長選択素子122それぞれの反射率は90%以上であることが好ましい。
The
第4実施形態に係るレーザ光源4も、波長λ0,λ1,λ3の3波長でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子121および第2波長選択素子122それぞれの傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま3波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。
The
(第5実施形態) (Fifth embodiment)
図10は、第5実施形態に係るレーザ光源5の構成を示す図である。この図に示されるレーザ光源5は、半導体レーザダイオード110,第1波長選択素子121およびコリメータレンズ130を備える。第5実施形態における第1波長選択素子121およびコリメータレンズ130それぞれは、第1実施形態の場合と同様のものである。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the
図11は、第5実施形態に係るレーザ光源5に含まれる半導体レーザダイオード110の第1端面111を示す図である。半導体レーザダイオード110は、互いに対向する第1端面111と第2端面112との間にz方向に延在する複数の活性層113を有している。複数の活性層113はyz平面上に並列配置されている。複数の活性層113それぞれは、層状のものであり、例えば、幅1cmの間にy方向の配列ピッチが300μm〜500μmであり、y方向の幅が100μm〜200μmであって、x方向の厚みが1μmである。半導体レーザダイオード110は、いわゆるDFB型のものであって、各活性層113における光放出スペクトルに含まれる波長λ0の光を共振させる分布帰還型の共振器が形成されている。また、第1波長選択素子121に対向する第1端面111には反射低減膜がコーティングされている。
FIG. 11 is a view showing the
第1波長選択素子121は、半導体レーザダイオード110の第1端面111から出力された光のうち、活性層113における光放出スペクトルに含まれ波長λ0と異なる波長λ1の光の少なくとも一部をブラッグ反射させ、そのブラッグ反射させた波長λ1の光のうち少なくとも一部を活性層113に帰還させる。また、第1波長選択素子121は、入射光のうち一部を透過させて、この透過光をレーザ光源5からの出力光とする。
The first
半導体レーザダイオード110に対して第1波長選択素子121の相対的方位は可変である。第1波長選択素子121の方位を調整することで、第1波長選択素子121から半導体レーザダイオード110の活性層113に帰還する波長λ1の光の量を調整することができる。レーザ光源5は、このように第1波長選択素子121の方位を調整する第1方位調整手段を備えている。
The relative orientation of the first
コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード110と第1波長選択素子121との間に設けられている。コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード110の第1端面111から出力された光を活性層113の当該層に垂直なx方向についてコリメートして第1波長選択素子121へ出力する。一般に、半導体レーザダイオード110の第1端面111から出力される光の拡がり角は、活性層113の当該層に平行なy方向(Slow Axis方向)については8度程度であるのに対して、活性層113の当該層に垂直なx方向(Fast Axis方向)については30度程度と大きい。そこで、コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード110の第1端面111から出力された光を活性層113の当該層に垂直なx方向(Fast Axis方向)についてコリメートする。
The
第5実施形態に係るレーザ装置5も、波長λ0および波長λ1の2波長でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子121の傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま2波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。また、第5実施形態では、半導体レーダイオード110において複数の活性層113が並列配置されているので、より大きな強度のレーザ光が得られる。
The
(第6実施形態) (Sixth embodiment)
図12は、第6実施形態に係るレーザ光源6の構成を示す図である。この図に示されるレーザ光源6は、半導体レーザダイオード110,第1波長選択素子121,第2波長選択素子122およびコリメータレンズ130を備える。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the
第6実施形態における半導体レーザダイオード110,第1波長選択素子121およびコリメータレンズ130それぞれは、第5実施形態の場合と同様のものである。コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード110と第1波長選択素子121および第2波長選択素子122との間に設けられている。コリメータレンズ130は、半導体レーザダイオード110の第1端面111から出力された光を活性層113の当該層に垂直なx方向(Fast Axis方向)についてコリメートし、そのコリメートした光を第1波長選択素子121および第2波長選択素子122へ出力する。
Each of the
第2波長選択素子122は、第1波長選択素子121と略同様のものであって、半導体レーザダイオード110の第1端面111から出力された光のうち、活性層113における光放出スペクトルに含まれ波長λ0および波長λ1の何れとも異なる波長λ2の光の少なくとも一部をブラッグ反射させ、そのブラッグ反射させた波長λ2の光のうち少なくとも一部を活性層113に帰還させる。また、第2波長選択素子122は、入射光のうち一部を透過させて、この透過光をレーザ光源6からの出力光とする。なお、3つの波長λ0,λ1およびλ2の間の関係は、λ1<λ0<λ2または λ2<λ0<λ1であるのが好ましい。
The second
半導体レーザダイオード110に対して第1波長選択素子121の相対的方位が可変であるのと同様に、半導体レーザダイオード110に対して第2波長選択素子122の相対的方位も可変である。第2波長選択素子122の方位を調整することで、第2波長選択素子122から半導体レーザダイオード110の活性層113に帰還する波長λ2の光の量を調整することができる。レーザ光源6は、このように第2波長選択素子122の方位を調整する第2方位調整手段を備えている。
Just as the relative orientation of the first
第6実施形態に係るレーザ光源6は、波長λ0,λ1,λ2の3波長でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子121および第2波長選択素子122それぞれの傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま3波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。
The
(第7実施形態) (Seventh embodiment)
図13は、第7実施形態に係るレーザ光源7の構成を示す図である。この図に示されるレーザ光源7は、半導体レーザダイオード110,第1波長選択素子121,コリメータレンズ130および光路変換素子140を備える。第7実施形態における半導体レーザダイオード110,第1波長選択素子121およびコリメータレンズ130それぞれは、第5実施形態の場合と同様のものである。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a laser light source 7 according to the seventh embodiment. The laser light source 7 shown in this figure includes a
光路変換素子140は、コリメータレンズ130と第1波長選択素子121との間に設けられている。光路変換素子140は、コリメータレンズ130から出力された各光ビームの横断面を略90度回転させて第1波長選択素子121へ出力する。図14は、第7実施形態に係るレーザ光源7に含まれる光路変換素子140を示す斜視図である。光路変換素子140は、互いに対向する入射面141と出射面142とを有している。この入射面141は、並列に配置された幅0.5mmの複数の円柱面を有している。これらの円柱面は、y方向に対して45度の角度で延びている。これらの円柱面の数は、半導体レーザダイオード110の活性層113の数に等しい。すなわち、これらの円柱面は活性層113と1対1に対応している。出射面142も同様に、並列に配置された幅0.5mmの複数の円柱面を有している。これらの円柱面も、y方向に対して45度の角度で延びている。これらの円柱面も、活性層113と1対1に対応している。
The optical
第7実施形態に係るレーザ装置7も、波長λ0および波長λ1の2波長でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子121の傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま2波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。また、第7実施形態では、半導体レーダイオード110において複数の活性層113が並列配置されているので、より大きな強度のレーザ光が得られる。さらに、第7実施形態では、光路変換素子140が設けられていることにより、複数の活性層113それぞれについて2波長のレーザ光の発振強度比を効率的に変化させることができる。
The laser device 7 according to the seventh embodiment can also oscillate at two wavelengths of wavelength λ 0 and wavelength λ 1 , and each oscillation wavelength is fixed by adjusting the tilt angle of the first
(第8実施形態) (Eighth embodiment)
図15は、第8実施形態に係るレーザ光源8の構成を示す図である。この図に示されるレーザ光源8は、半導体レーザダイオード110,第1波長選択素子121,第2波長選択素子122,コリメータレンズ130および光路変換素子140を備える。第8実施形態における半導体レーザダイオード110,第1波長選択素子121,第2波長選択素子122およびコリメータレンズ130それぞれは、第6実施形態の場合と同様のものである。光路変換素子140は、第7実施形態の場合と同様のものである。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of the laser light source 8 according to the eighth embodiment. The laser light source 8 shown in this figure includes a
第8実施形態に係るレーザ装置8は、波長λ0,λ1,λ2の3波長でレーザ発振することができ、また、第1波長選択素子121および第2波長選択素子122それぞれの傾斜角を調整することで各発振波長を固定したまま3波長のレーザ光の発振強度比を変化させることができる。
The laser device 8 according to the eighth embodiment can oscillate at three wavelengths of wavelengths λ 0 , λ 1 , and λ 2 , and the respective tilt angles of the first
(変形例) (Modification)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。第1および第2の各実施形態では、波長変換素子を透過した光をレーザ光源からの出力光としたのに対して、第3および第4の各実施形態では、半導体レーザダイオード100の第2端面102から出力された光をレーザ光源からの出力光とした。この関係と同様に、第5〜第8の各実施形態の変形例として、半導体レーザダイオード110の第2端面112から出力された光をレーザ光源からの出力光としてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. In each of the first and second embodiments, the light transmitted through the wavelength conversion element is output from the laser light source, whereas in each of the third and fourth embodiments, the second of the
1〜8…レーザ光源、100…半導体レーザダイオード、101…第1端面、102…第2端面、103…活性層、110…半導体レーザダイオード、111…第1端面、112…第2端面、113…活性層、121…第1波長選択素子、122…第2波長選択素子、130…コリメータレンズ、140…光路変換素子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-8 ... Laser light source, 100 ... Semiconductor laser diode, 101 ... 1st end surface, 102 ... 2nd end surface, 103 ... Active layer, 110 ... Semiconductor laser diode, 111 ... 1st end surface, 112 ... 2nd end surface, 113 ...
Claims (5)
前記半導体レーザダイオードの前記第1端面から出力された光のうち、前記光放出スペクトルに含まれ前記波長λ0と異なる波長λ1の光の少なくとも一部をブラッグ反射させ、そのブラッグ反射させた前記波長λ1の光のうち少なくとも一部を前記活性層に帰還させる第1波長選択素子と、
前記半導体レーザダイオードに対して前記第1波長選択素子の相対的方位を調整して、前記第1波長選択素子から前記半導体レーザダイオードの前記活性層に帰還する前記波長λ1の光の量を調整する第1方位調整手段と、
を備えることを特徴とするレーザ装置。 A distributed feedback type resonator having an active layer extending between a first end surface and a second end surface facing each other and resonating light having a wavelength λ 0 included in a light emission spectrum in the active layer is formed. A semiconductor laser diode,
Of the light output from the first end face of the semiconductor laser diode, at least part of the light having a wavelength λ 1 different from the wavelength λ 0 included in the light emission spectrum is Bragg reflected, and the Bragg reflected A first wavelength selection element for returning at least a part of light of wavelength λ 1 to the active layer;
Adjusting the relative azimuth of the first wavelength selection element with respect to the semiconductor laser diode, and adjusting the amount of light of the wavelength λ 1 fed back from the first wavelength selection element to the active layer of the semiconductor laser diode First orientation adjusting means for
A laser device comprising:
前記半導体レーザダイオードに対して前記第2波長選択素子の相対的方位を調整して、前記第2波長選択素子から前記半導体レーザダイオードの前記活性層に帰還する前記波長λ2の光の量を調整する第2方位調整手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。 Of the light output from the first end face of the semiconductor laser diode, Bragg-reflects at least a part of light having a wavelength λ 2 included in the light emission spectrum and different from both the wavelength λ 0 and the wavelength λ 1. A second wavelength selection element for returning at least a part of the Bragg-reflected light having the wavelength λ 2 to the active layer;
Adjusting the relative azimuth of the second wavelength selection element with respect to the semiconductor laser diode, and adjusting the amount of light of the wavelength λ 2 fed back from the second wavelength selection element to the active layer of the semiconductor laser diode Second azimuth adjusting means for
The laser device according to claim 1, further comprising:
The laser apparatus according to claim 1, wherein the semiconductor laser diode includes a plurality of active layers arranged in parallel on a predetermined plane.
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