JP5597270B2

JP5597270B2 - Wavelength selective laser light source device

Info

Publication number: JP5597270B2
Application number: JP2013038735A
Authority: JP
Inventors: 明西谷
Original assignee: 有限会社オルサ; 株式会社岡部製作所
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: JP2014167958A

Description

本発明は、レーザ光源装置に関し、特に紫外から青色の励起レーザ光（波長３９０ｎｍ〜４６０ｎｍ）を発する半導体レーザ光源を用いて、出力されるレーザ光の波長を選択できる波長選択レーザ光源装置に関する。 The present invention relates to a laser light source device, and more particularly to a wavelength selective laser light source device that can select the wavelength of laser light to be output using a semiconductor laser light source that emits excitation laser light (wavelength 390 nm to 460 nm) from ultraviolet to blue.

特許文献１は、青色半導体レーザ素子（波長４４２ｎｍ）からの励起レーザ光をその入射端面に入射させ、出射端面から異なる複数の波長のレーザ光（具体的には青色、橙色、赤色）を同時に出射させる蛍光ファイバを提案している。この蛍光ファイバは、別言すると、入射端面に入射される青色半導体レーザ素子からの励起レーザ光を励起エネルギとして別の異なる複数の波長のレーザ光を出射端面から発する波長変換部材をコアとして有するファイバである。波長変換部材は、具体的には、励起青色レーザ光で励起されることにより波長変換光を発する３価希土類イオンとして少なくともプラセオジムイオンをフッ化物ガラスに含有すると説明されている。このような蛍光ファイバ素子を以下「波長変換ファイバレーザ素子」と呼ぶ。 In Patent Document 1, excitation laser light from a blue semiconductor laser element (wavelength: 442 nm) is incident on the incident end face, and laser lights (specifically, blue, orange, red) having different wavelengths are emitted simultaneously from the exit end face. A fluorescent fiber is proposed. In other words, this fluorescent fiber is a fiber having, as a core, a wavelength conversion member that emits laser light having a plurality of different wavelengths from the emission end face using excitation laser light from the blue semiconductor laser element incident on the incident end face as excitation energy. It is. Specifically, the wavelength conversion member is described as containing at least praseodymium ions in fluoride glass as trivalent rare earth ions that emit wavelength-converted light when excited by excitation blue laser light. Such a fluorescent fiber element is hereinafter referred to as a “wavelength conversion fiber laser element”.

この特許文献１で提案されている波長変換ファイバレーザ素子は、その出射端面から、青色半導体レーザ素子からの青色、波長変換光の橙色、赤色の全てが出射する。しかし、特許文献１の出願人である（株）住田光学ガラスは、現在では、複数色を同時に出射する特許文献１の波長変換ファイバレーザ素子だけでなく、同じ青色励起レーザ光の入射を受けながら、黄色、赤色、青緑色、緑色、橙色の各単色を出射する波長変換ファイバレーザ素子（青色入射-黄色出射レーザ素子、青色入射-赤色出射レーザ素子、青色入射-青緑色出射レーザ素子、青色入射-緑色出射レーザ素子、青色入射-橙色出射レーザ素子）（商品名「ファイバーレーザー素子」）を販売している。 The wavelength conversion fiber laser element proposed in Patent Document 1 emits all of blue, wavelength-converted light orange and red from the blue semiconductor laser element from its emission end face. However, Sumita Optical Glass Co., Ltd., the applicant of Patent Document 1, currently receives the same blue excitation laser light as well as the wavelength conversion fiber laser element of Patent Document 1 that emits a plurality of colors simultaneously. , Yellow, red, blue-green, green, orange wavelength-converting fiber laser elements (blue incident-yellow emitting laser element, blue incident-red emitting laser element, blue incident-blue-green emitting laser element, blue incident) -Selling green emitting laser element, blue incident-orange emitting laser element (trade name "Fiber laser element").

特開２００７-１５７７６４号JP 2007-157764 A

この波長変換ファイバレーザ素子と青色半導体レーザ光源を組み合わせると、異なる波長のレーザ光を発するレーザ光源装置を得ることができる。しかし従来、異なる出射波長のレーザ光源装置を得るには、光源装置毎に青色半導体レーザ光源と所望出射波長の波長変換ファイバレーザ素子を必要としていた。半導体レーザ光源としては、現在、発振励起レーザ波長が４４０〜４６０ｎｍの青色半導体レーザ光源に代えて、発振励起レーザ波長が３９０ｎｍの紫外半導体レーザ光源も使用可能であることが知られている。 When this wavelength conversion fiber laser element and a blue semiconductor laser light source are combined, a laser light source device that emits laser light of different wavelengths can be obtained. However, conventionally, in order to obtain laser light source devices having different emission wavelengths, a blue semiconductor laser light source and a wavelength conversion fiber laser element having a desired emission wavelength are required for each light source device. As a semiconductor laser light source, it is currently known that an ultraviolet semiconductor laser light source having an oscillation excitation laser wavelength of 390 nm can be used instead of a blue semiconductor laser light source having an oscillation excitation laser wavelength of 440 to 460 nm.

本発明は、紫外から青色の励起レーザ光（波長３９０ｎｍ〜４６０ｎｍ）を発する単一の半導体レーザ光源を用いながら、出射波長を選択することができる波長選択レーザ光源装置を得ることを目的とする。 It is an object of the present invention to obtain a wavelength selective laser light source device that can select an emission wavelength while using a single semiconductor laser light source that emits ultraviolet to blue excitation laser light (wavelength 390 nm to 460 nm).

本発明は、紫外または青色半導体レーザ光源に対して、出射波長が異なる波長変換ファイバレーザ素子の選択使用を可能とすれば、単一光源で異なる波長のレーザ光が出射可能であるという着眼に基づいてなされたものである。 The present invention is based on the viewpoint that a laser beam having a different wavelength can be emitted from a single light source if a wavelength conversion fiber laser element having a different emission wavelength can be selectively used for an ultraviolet or blue semiconductor laser light source. It has been made.

本発明による波長選択レーザ光源装置は、紫外から青色の励起レーザ光（波長３９０ｎｍ〜４６０ｎｍ）を発する半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子からの励起レーザ光を入射端面に入射させる光源側ファイバと、該光源側ファイバの出射端部に設けた光コネクタと、を有する共通半導体レーザ光源；及び上記共通半導体レーザ光源の光コネクタに着脱可能に接続される光コネクタと、該光コネクタに入射された励起レーザ光を入射端面に入射させ、その出射端面から、上記入射励起レーザ光とは異なる波長のレーザ光を発する、波長変換ファイバレーザ素子と、を有する複数のレーザ出射アタッチメント；を備え、上記複数のレーザ出射アタッチメントは、
・青色入射-黄色出射波長変換ファイバレーザ素子を有する青色入射-黄色レーザ出射アタッチメント、
・青色入射-赤色出射波長変換ファイバレーザ素子を有する青色入射-赤色レーザ出射アタッチメント、
・青色入射-青緑色出射波長変換ファイバレーザ素子を有する青色入射-青緑色レーザ出射アタッチメント、
・青色入射-緑色出射波長変換ファイバレーザ素子を有する青色入射-緑色レーザ出射アタッチメント、及び
・青色入射-橙色出射波長変換ファイバレーザ素子を有する青色入射-橙色レーザ出射アタッチメント、
からなる群から選択された２つ以上が上記共通半導体レーザ光源に選択的に着脱可能であることを特徴としている。 A wavelength selective laser light source device according to the present invention includes a semiconductor laser element that emits ultraviolet to blue excitation laser light (wavelength 390 nm to 460 nm), a light source side fiber that causes the excitation laser light from the semiconductor laser element to enter an incident end face, A common semiconductor laser light source having an optical connector provided at an emission end of the light source side fiber; an optical connector removably connected to the optical connector of the common semiconductor laser light source; and an excitation incident on the optical connector A plurality of laser emitting attachments having a wavelength conversion fiber laser element that makes laser light incident on an incident end face and emits laser light having a wavelength different from that of the incident excitation laser light from the outgoing end face . The laser emission attachment is
-Blue incident-yellow laser emitting attachment with blue incident-yellow emitting wavelength conversion fiber laser element,
・ Blue incident-red laser emission attachment with blue incident-red emission wavelength conversion fiber laser element,
Blue incident-blue-green laser emission attachment with blue incident-blue-green emission wavelength conversion fiber laser element,
Blue incident-green laser emitting attachment with blue incident-green emitting wavelength converting fiber laser element, and
Blue incident-orange laser emitting attachment with blue incident-orange emitting wavelength conversion fiber laser element,
It is characterized in that two or more selected from the group consisting of can be selectively attached to and detached from the common semiconductor laser light source .

上記青色入射-黄色出射波長変換ファイバレーザ素子、青色入射-赤色出射波長変換ファイバレーザ素子、青色入射-青緑色出射波長変換ファイバレーザ素子、青色入射-緑色出射波長変換ファイバレーザ素子、及び青色入射-橙色出射波長変換ファイバレーザ素子は、それぞれ（株）住田光学ガラス製の商品名、「黄ファイバーレーザー素子」、「赤ファイバーレーザー素子」、「青緑ファイバーレーザー素子」、「緑ファイバーレーザー素子」及び「橙ファイバーレーザー素子」を用いることが可能である。
特許文献１で提案されている複数波長を出射する波長変換ファイバレーザ素子を有するレーザ出射アタッチメントも使用可能である。 Blue incidence-yellow emission wavelength conversion fiber laser element, blue incidence-red emission wavelength conversion fiber laser element, blue incidence-blue-green emission wavelength conversion fiber laser element, blue incidence-green emission wavelength conversion fiber laser element, and blue incidence- Orange output wavelength conversion fiber laser elements are trade names made by Sumita Optical Glass Co., Ltd., “yellow fiber laser element”, “red fiber laser element”, “blue-green fiber laser element”, “green fiber laser element” and An “orange fiber laser element” can be used.
A laser emission attachment having a wavelength conversion fiber laser element that emits a plurality of wavelengths proposed in Patent Document 1 can also be used.

半導体レーザ光源に備えられた光源側ファイバは、該レーザ光源機枠から変形自由に突出させる態様（すなわち、光源側ファイバの光コネクタの位置をレーザ光源機枠に対して変更可能な態様）と、光源側ファイバの光コネクタを半導体レーザ光源の機枠に固定する態様が可能である。 The light source side fiber provided in the semiconductor laser light source has a mode of freely projecting from the laser light source frame (that is, a mode in which the position of the optical connector of the light source side fiber can be changed relative to the laser light source frame) A mode in which the optical connector of the light source side fiber is fixed to the machine frame of the semiconductor laser light source is possible.

各レーザ出射アタッチメントは、その光コネクタから入射する励起レーザ光を平行光束とするコリメータレンズと、該平行光束を波長変換ファイバレーザ素子の入射端面に入射させる集光レンズとを備えている。この入射端面に入射するレーザ光はエネルギレベルが高く、発熱の可能性が高いため、レーザ出射アタッチメント機枠には、該入射端面を外気に開放する通気穴を設けることが好ましい。 Each laser emission attachment includes a collimator lens that makes the excitation laser light incident from the optical connector a parallel light beam, and a condenser lens that makes the parallel light beam incident on the incident end face of the wavelength conversion fiber laser element. Since the laser light incident on the incident end face has a high energy level and a high possibility of heat generation, it is preferable to provide a vent hole in the laser emitting attachment machine frame for opening the incident end face to the outside air.

各レーザ出射アタッチメントには、その波長変換ファイバレーザ素子の出射端部に、他の光学機器との接続用の光コネクタを設けることができる。 Each laser emission attachment can be provided with an optical connector for connection with another optical device at the emission end of the wavelength conversion fiber laser element.

あるいは、各レーザ出射アタッチメントとは別に、各レーザ出射アタッチメントの波長変換ファイバレーザ素子の出射端部に着脱可能な、波長変換ファイバレーザ素子からの出射拡散光を平行光束とするコリメータアタッチメントを設けてもよい。各レーザ出射アタッチメントからは紫外から青色の励起レーザ光も同時に出射されるが、この光が邪魔な場合は、このコリメータアタッチメントに青色カットフィルタを含ませることが好ましい。 Alternatively, apart from each laser emission attachment, a collimator attachment that detachably attaches to the emission end of the wavelength conversion fiber laser element of each laser emission attachment and uses the emitted diffused light from the wavelength conversion fiber laser element as a parallel light beam may be provided. Good. Each laser emission attachment emits ultraviolet to blue excitation laser light at the same time. When this light is obstructive, it is preferable to include a blue cut filter in the collimator attachment.

また、半導体レーザ光源は、励起レーザ光を発する半導体レーザと、該半導体レーザからの励起レーザ光を平行光束とするコリメータレンズと、該平行光束を光源側ファイバの入射端面に入射させる集光レンズとを備えている。出力が高い半導体レーザは、その発光原理から出射光束の偏平度が高くなる。この偏平度を補正したい場合には、コリメータレンズと集光レンズの間にビーム成形（整形）プリズムあるいはシリンドリカルレンズが挿入される。 The semiconductor laser light source includes a semiconductor laser that emits excitation laser light, a collimator lens that makes the excitation laser light from the semiconductor laser a parallel light beam, and a condensing lens that makes the parallel light beam incident on the incident end face of the light source side fiber; It has. A semiconductor laser having a high output has a high flatness of the emitted light beam due to its light emission principle. In order to correct this flatness, a beam shaping (shaping) prism or a cylindrical lens is inserted between the collimator lens and the condenser lens.

半導体レーザ光源の半導体レーザ素子は、入手のしやすさ、波長選択レーザファイバ素子による選択波長の多彩さから、現状では青色の励起レーザ光（波長４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）を発する半導体レーザ素子が好ましい。 The semiconductor laser element of the semiconductor laser light source is preferably a semiconductor laser element that emits blue excitation laser light (wavelength: 440 nm to 460 nm) at present because of the availability and variety of wavelengths selected by the wavelength selective laser fiber element.

本発明によれば、紫外または青色半導体レーザ光源に対して、光コネクタを介して異なるレーザ出射アタッチメントを接続することにより、異なる波長のレーザ光を得ることができる。 According to the present invention, laser beams having different wavelengths can be obtained by connecting different laser emission attachments to an ultraviolet or blue semiconductor laser light source via an optical connector.

本発明による波長選択レーザ光源装置の第一の実施形態を示す接続概念図である。It is a connection conceptual diagram which shows 1st embodiment of the wavelength selection laser light source apparatus by this invention. 図１の波長選択レーザ光源装置の青色半導体レーザ光源に着脱されるレーザ出射アタッチメントの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the laser emission attachment attached to or detached from the blue semiconductor laser light source of the wavelength selection laser light source apparatus of FIG. 同他のレーザ出射アタッチメントの他の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the other laser emission attachment. 図３のレーザ出射アタッチメントと、該アタッチメントに装着されるコリメータアタッチメントとを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the laser emission attachment of FIG. 3, and the collimator attachment with which this attachment is mounted | worn. 図３のレーザ出射アタッチメントと、該アタッチメントに装着される光学機器とを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the laser emission attachment of FIG. 3, and the optical apparatus with which this attachment is mounted | worn. 図１の波長選択レーザ光源装置の青色半導体レーザ光源とレーザ出射アタッチメント、及び図４のコリメータアタッチメントとを接続した状態の光路図である。FIG. 5 is an optical path diagram in a state where the blue semiconductor laser light source and the laser emission attachment of the wavelength selective laser light source device of FIG. 1 are connected to the collimator attachment of FIG. 4. 図１の波長選択レーザ光源装置の青色半導体レーザ光源とレーザ出射アタッチメント、及び図４のコリメータアタッチメントとを接続した状態の別の光路図である。FIG. 5 is another optical path diagram in a state where the blue semiconductor laser light source and the laser emission attachment of the wavelength selective laser light source device of FIG. 1 and the collimator attachment of FIG. 4 are connected. 本発明による波長選択レーザ光源装置の別の実施形態を示す接続概念図である。It is a connection conceptual diagram which shows another embodiment of the wavelength selection laser light source apparatus by this invention. さらに別の実施形態を示す接続概念図である。It is a connection conceptual diagram which shows another embodiment.

図１は、本発明の波長選択レーザ光源装置１００の一実施形態を示している。波長選択レーザ光源装置１００は、青色半導体レーザ光源１０と、レーザ出射アタッチメント群２０からなっている。青色半導体レーザ光源１０は、駆動電源１１によって駆動されるレーザユニット１２を備え、レーザユニット１２は、図６、図７に示すように、青色の励起レーザ光（波長４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）を発する半導体レーザ素子１３と、該青色発光半導体レーザ素子１３からの励起レーザ光を平行光束として光源側ファイバ１４の入射端面１４ａ（図６、図７）に入射させる入射光学系１５と、該光源側ファイバ１４の出射端面１４ｂ（図６、図７）側に設けられた雄光コネクタ１６とを備えている。入射光学系１５は、図６左方に示すように、青色発光半導体レーザ素子１３から出射する拡散光を平行光束とするコリメータレンズ１５ａと、楕円断面の青色発光半導体レーザ素子１３からの出射光を円形に成形するビーム成形（整形）プリズム１５ｂと、ビーム成形プリズム１５ｂを出た平行光束を光源側ファイバ１４の入射端面１４ａに入射させる（集光する）集光レンズ１５ｃとを備えている。図７は、プリズムを用いない他のビーム整形方法を示すもので、コリメータレンズ１５aと集光レンズ１５ｃとの間にシリンドリカルレンズ（凸）１５ｄと同（凹）１５ｅを挿入している。シリンドリカルレンズ１５ｄと１５ｅは合成してアフォーカルレンズ（平行光出射）を形成する。励起レーザ光の偏平度を問題としない場合は、シリンドリカルレンズ１５ｄと１５ｅは省略される。 FIG. 1 shows an embodiment of a wavelength selective laser light source device 100 of the present invention. The wavelength selective laser light source device 100 includes a blue semiconductor laser light source 10 and a laser emission attachment group 20. The blue semiconductor laser light source 10 includes a laser unit 12 that is driven by a drive power supply 11, and the laser unit 12 emits blue excitation laser light (wavelength 440 nm to 460 nm) as shown in FIGS. An element 13; an incident optical system 15 that causes the excitation laser light from the blue light emitting semiconductor laser element 13 to enter the incident end face 14a (FIGS. 6 and 7) of the light source side fiber 14 as a parallel light beam; And a male optical connector 16 provided on the emission end face 14b (FIGS. 6 and 7). The incident optical system 15, as shown on the left side of FIG. 6, receives the collimator lens 15 a that makes the diffused light emitted from the blue light emitting semiconductor laser element 13 a parallel light flux and the light emitted from the blue light emitting semiconductor laser element 13 having an elliptical cross section. A beam shaping (shaping) prism 15b that is shaped into a circle and a condensing lens 15c that enters (condenses) the collimated light beam emitted from the beam shaping prism 15b to the incident end face 14a of the light source side fiber 14 are provided. FIG. 7 shows another beam shaping method that does not use a prism. A cylindrical lens (convex) 15d and a concave (concave) 15e are inserted between a collimator lens 15a and a condenser lens 15c. The cylindrical lenses 15d and 15e are combined to form an afocal lens (parallel light emission). The cylindrical lenses 15d and 15e are omitted when the flatness of the excitation laser beam is not a problem.

光源側ファイバ１４は、青色発光半導体レーザ素子１３からの青色励起レーザ光束を全て取り込むことができる大開口角（高ＮＡ）ファイバである。光源側ファイバ１４は、レーザユニット１２の機枠から変形自由に突出しており、その先端の雄光コネクタ１６は、例えば市販のＦＣコネクタのプラグからなっている。 The light source side fiber 14 is a large aperture angle (high NA) fiber that can take in all the blue excitation laser beam from the blue light emitting semiconductor laser element 13. The light source side fiber 14 protrudes freely from the machine frame of the laser unit 12, and the male optical connector 16 at the tip is made of, for example, a commercially available FC connector plug.

レーザ出射アタッチメント群２０は、図１では、図の上方から順に、青色入射-黄色出射アタッチメント２０Ｙ、青色入射-赤色出射アタッチメント２０Ｒ、青色入射-青緑色出射アタッチメント２０Ｂ、青色入射-緑色出射アタッチメント２０Ｇ及び青色入射-橙色出射アタッチメント２０Ｏを描いている。これらの複数のレーザ出射アタッチメント群２０は、波長変換ファイバレーザ素子２１の種類を除き同一構造である。 In FIG. 1, the laser emission attachment group 20 includes a blue incident-yellow emission attachment 20Y, a blue incidence-red emission attachment 20R, a blue incidence-blue-green emission attachment 20B, a blue incidence-green emission attachment 20G, A blue incident-orange outgoing attachment 20O is depicted. The plurality of laser emission attachment groups 20 have the same structure except for the type of the wavelength conversion fiber laser element 21.

図２は、各レーザ出射アタッチメント２０の断面構造を示しており、青色半導体レーザ光源１０側の雄光コネクタ１６に接続される雌光コネクタ２２（例えば市販のＦＣコネクタレセプタクル）と、該雌光コネクタ２２に接続された雄光コネクタ１６内の光源側ファイバ１４からの出射拡散光束を平行光束とするコリメータレンズ２３と、該平行光束を波長変換ファイバレーザ素子２１の入射端面２１ａに入射させる集光レンズ２４とを有している。 FIG. 2 shows a cross-sectional structure of each laser emitting attachment 20, and a female optical connector 22 (for example, a commercially available FC connector receptacle) connected to the male optical connector 16 on the blue semiconductor laser light source 10 side, and the female optical connector. A collimator lens 23 that makes the outgoing diffused light beam from the light source side fiber 14 in the male optical connector 16 connected to 22 a parallel light beam, and a condensing lens that makes the parallel light beam incident on the incident end face 21 a of the wavelength conversion fiber laser element 21. 24.

青色入射-黄色出射アタッチメント２０Ｙ、青色入射-赤色出射アタッチメント２０Ｒ、青色入射-青緑色レーザ出射アタッチメント２０Ｂ、青色入射-緑色出射アタッチメント２０Ｇ及び青色入射-橙色出射アタッチメント２０Ｏ内の波長変換ファイバレーザ素子２１はそれぞれ、青色入射-黄色出射波長変換ファイバレーザ素子２１Ｙ（（株）住田光学ガラス商品名「黄ファイバーレーザー素子」）、青色入射-赤色出射波長変換ファイバレーザ素子２１Ｒ（同商品名「赤ファイバーレーザー素子」）、青色入射-青緑色出射波長変換ファイバレーザ素子２１Ｂ（同商品名「青緑ファイバレーザー素子」）、青色入射-緑色出射波長変換ファイバレーザ素子２１Ｇ（同商品名「緑ファイバーレーザー素子」）及び青色入射-橙色出射波長変換ファイバレーザ素子２１Ｏ（同商品名「橙ファイバーレーザー素子」）である。これらの素子は、外形は同一であるが、同一の青色発光半導体レーザ素子１３からの青色励起レーザ光（４４０〜４６０ｎｍ）の入射を受けたとき、それぞれ、黄色（波長５８０ｎｍ）、赤色（波長６３５ｎｍ）、青緑色（波長４９０ｎｍ）、緑色（波長５２３ｎｍ）及び橙色（波長６０５ｎｍ）のレーザ光を発する。 The wavelength conversion fiber laser elements 21 in the blue incident-yellow emitting attachment 20Y, the blue incident-red emitting attachment 20R, the blue incident-blue-green laser emitting attachment 20B, the blue incident-green emitting attachment 20G, and the blue incident-orange emitting attachment 20O are as follows. Blue incident-yellow emission wavelength conversion fiber laser element 21Y (Sumida Optical Glass Co., Ltd. trade name “yellow fiber laser element”), blue incident-red emission wavelength conversion fiber laser element 21R (same product name “red fiber laser element”) )), Blue incident-blue-green emission wavelength conversion fiber laser element 21B (same product name “blue-green fiber laser element”), blue incident-green emission wavelength conversion fiber laser element 21G (same product name “green fiber laser element”) And blue incident-orange emission wavelength conversion fiber -Ther element 21O (same product name "orange fiber laser element"). These elements have the same external shape, but when receiving blue excitation laser light (440 to 460 nm) from the same blue light emitting semiconductor laser element 13, yellow (wavelength 580 nm) and red (wavelength 635 nm), respectively. ), Blue-green (wavelength 490 nm), green (wavelength 523 nm) and orange (wavelength 605 nm) laser light.

図１は、青色半導体レーザ光源１０の雄光コネクタ１６に、青色入射-橙色出射アタッチメント２０Ｏの雌光コネクタ２２を結合した状態を描いており、この青色入射-橙色出射アタッチメント２０Ｏの青色入射-橙色出射波長変換ファイバレーザ素子２１Ｏの出射端面２１ｂからは橙色レーザ光が出射される。一方、青色半導体レーザ光源１０の雄光コネクタ１６に青色入射-黄色出射アタッチメント２０Ｙ、青色入射-赤色出射アタッチメント２０Ｒ、青色入射-青緑色出射アタッチメント２０Ｂ、青色入射-緑色出射アタッチメント２０Ｇの雌光コネクタ２２を結合すれば、それぞれの出射端面２１ｂから黄色、赤色、青色及び緑色のレーザ光が出射される。 FIG. 1 depicts a state in which a female optical connector 22 of a blue incident-orange emitting attachment 20O is coupled to a male optical connector 16 of the blue semiconductor laser light source 10, and the blue incident-orange of this blue incident-orange emitting attachment 20O is depicted. Orange laser light is emitted from the emission end face 21b of the emission wavelength conversion fiber laser element 21O. On the other hand, the male optical connector 16 of the blue semiconductor laser light source 10 is connected to the female optical connector 22 of the blue incident-yellow emitting attachment 20Y, the blue incident-red emitting attachment 20R, the blue incident-blue-green emitting attachment 20B, and the blue incident-green emitting attachment 20G. Are combined, laser beams of yellow, red, blue and green are emitted from the respective emission end faces 21b.

以上のレーザ出射アタッチメント群２０は、その用途によっては、図１、図２に示すように、波長変換ファイバレーザ素子２１の出射端面２１ｂからの拡散出射光束をそのまま用いることが可能である。つまり、波長変換ファイバレーザ素子２１の先端部を対象の光学機器に直接接続する態様である。 Depending on the application, the above laser emission attachment group 20 can use the diffused emission light beam from the emission end face 21b of the wavelength conversion fiber laser element 21 as it is, as shown in FIGS. That is, this is a mode in which the tip of the wavelength conversion fiber laser element 21 is directly connected to the target optical device.

これに対し、図３は、波長変換ファイバレーザ素子２１の先端部に、他の光学機器との接続用の雄光コネクタ（例えば市販のＦＣコネクタのプラグコネクタ）２７を設けた実施形態である。図４、図５は、この雄光コネクタ２７に接続する光学機器（素子）の例を示すもので、図４は、コリメータアタッチメント３０を示している。このコリメータアタッチメント３０は、雄光コネクタ２７に着脱される雌光コネクタ（例えば市販のＦＣコネクタのレセプタクルコネクタ）３１を有し、雄光コネクタ２７に装着されたとき、波長変換ファイバレーザ素子２１の出射端面２１ｂからの拡散光束を平行光束とするコリメータレンズ３２と青色カットフィルタ３３を有している。 On the other hand, FIG. 3 shows an embodiment in which a male optical connector (for example, a plug connector of a commercially available FC connector) 27 for connection to another optical device is provided at the tip of the wavelength conversion fiber laser element 21. FIGS. 4 and 5 show examples of optical devices (elements) connected to the male optical connector 27, and FIG. 4 shows a collimator attachment 30. This collimator attachment 30 has a female optical connector (for example, a receptacle connector of a commercially available FC connector) 31 that is attached to and detached from the male optical connector 27, and emits the wavelength conversion fiber laser element 21 when attached to the male optical connector 27. It has a collimator lens 32 and a blue cut filter 33 for converting the diffused light beam from the end face 21b into a parallel light beam.

青色カットフィルタ３３は、レーザ出射アタッチメント２０用のコリメータアタッチメント３０に設けることが好ましい。各レーザ出射アタッチメントからは紫外から青色の励起レーザ光も同時に出射されるが、コリメータアタッチメント３０に、青色カットフィルタ３３を挿入することで、より波長選択性の優れた波長選択レーザ光源装置１００が得られる。 The blue cut filter 33 is preferably provided in the collimator attachment 30 for the laser emission attachment 20. Each laser emission attachment emits ultraviolet to blue excitation laser light at the same time. By inserting the blue cut filter 33 into the collimator attachment 30, the wavelength selective laser light source device 100 with better wavelength selectivity is obtained. It is done.

図５は、レーザ出射アタッチメント群２０の雄光コネクタ２７に接続される雌光コネクタ（例えば市販のＦＣコネクタのプラグコネクタ）４１を有する光学機器（例えば蛍光顕微鏡）４０を示している。この実施形態では、光学機器４０にレーザ出射アタッチメント群２０の出射端面２１ｂからの拡散光束が供給される。 FIG. 5 shows an optical apparatus (for example, a fluorescence microscope) 40 having a female optical connector (for example, a plug connector of a commercially available FC connector) 41 connected to the male optical connector 27 of the laser emission attachment group 20. In this embodiment, the optical device 40 is supplied with a diffused light beam from the emission end face 21 b of the laser emission attachment group 20.

図２ないし図５に示すように、各レーザ出射アタッチメント２０の機枠２５、２６には、波長変換ファイバレーザ素子２１の入射端面２１ａ近傍に位置させて径方向に貫通する４本の（９０゜間隔の）貫通穴２５ａ、２６ａが穿設されている。この貫通穴２５ａ、２５ｂは、入射端面２１ａに集光されるエネルギレベルの高いレーザ光により、入射端面２１ａの周囲が発熱するのを防止する。なお、図２ないし図５では、波長変換ファイバレーザ素子２１を模式的に中心部のコア２１ｃとその周縁のクラッド２１ｆとして描いている。図示しないが青色半導体レーザ光源１０側の光源側ファイバ１４のファイバ構造も波長変換ファイバレーザ素子２１と同様である。 As shown in FIGS. 2 to 5, the machine frames 25, 26 of each laser emitting attachment 20 are positioned in the vicinity of the incident end face 21 a of the wavelength conversion fiber laser element 21 and have four (90 °) penetrating in the radial direction. Through-holes 25a, 26a (spaced) are drilled. The through holes 25a and 25b prevent the surroundings of the incident end face 21a from being heated by the laser beam having a high energy level condensed on the incident end face 21a. 2 to 5, the wavelength conversion fiber laser element 21 is schematically illustrated as a core 21c at the center and a clad 21f at the periphery thereof. Although not shown, the fiber structure of the light source side fiber 14 on the blue semiconductor laser light source 10 side is the same as that of the wavelength conversion fiber laser element 21.

半導体レーザ光源１０の半導体レーザ素子１３は、入手のしやすさ、波長選択レーザファイバ素子２１による選択波長の多彩さから、現状では青色の励起レーザ光（波長４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）を発する半導体レーザ素子が好ましい。 The semiconductor laser element 13 of the semiconductor laser light source 10 is currently a semiconductor laser element that emits blue excitation laser light (wavelength 440 nm to 460 nm) because of the availability and the variety of wavelengths selected by the wavelength selective laser fiber element 21. preferable.

図８は、本発明による波長選択レーザ光源装置１００の別の実施形態を示している。この実施形態は、青色半導体レーザ光源１０の光源側ファイバ１４先端に設けた雄光コネクタ１６を、レーザユニット１２の機枠に固定している。この実施形態では、レーザ出射アタッチメント２０の雌光コネクタ２２は、レーザユニット１２の機枠に固定した雄光コネクタ１６に対して着脱可能である。 FIG. 8 shows another embodiment of the wavelength selective laser light source device 100 according to the present invention. In this embodiment, the male optical connector 16 provided at the tip of the light source side fiber 14 of the blue semiconductor laser light source 10 is fixed to the machine frame of the laser unit 12. In this embodiment, the female optical connector 22 of the laser emission attachment 20 is detachable from the male optical connector 16 fixed to the machine frame of the laser unit 12.

図９は、本発明による波長選択レーザ光源装置１００のさらに別の実施形態を示している。この実施形態は、レーザユニット１２の機枠に固定した雄光コネクタ１６と、レーザ出射アタッチメント２０の雌光コネクタ２２とを、別の接続光ファイバ５０によって接続可能としたもので、接続光ファイバ５０の両端部には、レーザユニット１２の雄光コネクタ１６に着脱される雌光コネクタ５１と、レーザ出射アタッチメント２０の雌光コネクタ２２に着脱される雄光コネクタ５２が設けられている。 FIG. 9 shows still another embodiment of the wavelength selective laser light source device 100 according to the present invention. In this embodiment, the male optical connector 16 fixed to the machine frame of the laser unit 12 and the female optical connector 22 of the laser emission attachment 20 can be connected by another connecting optical fiber 50. At both ends, a female optical connector 51 that is attached to and detached from the male optical connector 16 of the laser unit 12 and a male optical connector 52 that is attached to and detached from the female optical connector 22 of the laser emission attachment 20 are provided.

１００波長選択レーザ光源装置
１０青色半導体レーザ光源
１１駆動電源
１２レーザユニット
１３青色発光半導体レーザ素子
１４光源側ファイバ
１４ａ入射端面
１４ｂ出射端面
１５１５Ｓ入射光学系
１５ａコリメータレンズ
１５ｂビーム成形プリズム
１５ｃ集光レンズ
１５ｄシリンドリカルレンズ（凸）
１５ｅシリンドリカルレンズ（凹）
１６雄光コネクタ
２０レーザ出射アタッチメント（群）
２０Ｙ青色入射-黄色出射アタッチメント
２０Ｒ青色入射-赤色出射アタッチメント
２０Ｂ青色入射-青緑色出射アタッチメント
２０Ｇ青色入射-緑色出射アタッチメント
２０Ｏ青色入射-橙色出射アタッチメント
２１波長変換ファイバレーザ素子
２１Ｙ青色入射-黄色出射波長変換ファイバレーザ素子
２１Ｒ青色入射-赤色出射波長変換ファイバレーザ素子
２１Ｂ青色入射-青緑色出射波長変換ファイバレーザ素子
２１Ｇ青色入射-緑色出射波長変換ファイバレーザ素子
２１Ｏ青色入射-橙色出射波長変換ファイバレーザ素子
２１ａ入射端面
２１ｂ出射端面
２１ｃコア
２１ｆクラッド
２２雌光コネクタ
２３コリメータレンズ
２４集光レンズ
２５２６機枠
２５ａ２６ａ貫通穴
２７雄光コネクタ
３０コリメータアタッチメント
３１雌光コネクタ
３２コリメータレンズ
３３青色カットフィルタ
４０光学機器
４１雌光コネクタ 100 wavelength selective laser light source device 10 blue semiconductor laser light source 11 drive power supply 12 laser unit 13 blue light emitting semiconductor laser element 14 light source side fiber 14a incident end face 14b outgoing end face
15 15S Incident optical system 15a Collimator lens 15b Beam shaping prism 15c Condensing lens 15d Cylindrical lens (convex)
15e Cylindrical lens (concave)
16 male light connector
20 Laser emission attachment (group)
20Y Blue incident-yellow emitting attachment 20R Blue incident-red emitting attachment 20B Blue incident-blue-green emitting attachment 20G Blue incident-green emitting attachment 20O Blue incident-orange emitting attachment 21 Wavelength conversion fiber laser element 21Y Blue incident-yellow emitting wavelength conversion Fiber laser element 21R Blue incident-red emission wavelength conversion fiber laser element 21B Blue incident-blue-green emission wavelength conversion fiber laser element 21G Blue incidence-green emission wavelength conversion fiber laser element 21O Blue incidence-orange emission wavelength conversion fiber laser element 21a Incident End face 21b Emission end face 21c Core 21f Clad 22 Female optical connector 23 Collimator lens 24 Condensing lens 25 26 Machine frame 25a 26a Through hole 27 Male optical connector 30 Collimator attachment 31 Female optical connector Motor 32 the collimator lens 33 blue cut filter 40 optics 41 female optical connector

Claims

A semiconductor laser element that emits ultraviolet to blue excitation laser light (wavelength 390 nm to 460 nm), a light source side fiber that causes the excitation laser light from the semiconductor laser element to enter the incident end face, and an emission end of the light source side fiber A common semiconductor laser light source having an optical connector; and an optical connector that is detachably connected to the optical connector of the common semiconductor laser light source; and an excitation laser light incident on the optical connector is incident on an incident end face, A plurality of laser emission attachments having a wavelength conversion fiber laser element that emits a laser beam having a wavelength different from that of the incident excitation laser beam from an emission end face;
With
The plurality of laser emission attachments are:
-Blue incident-yellow laser emitting attachment with blue incident-yellow emitting wavelength conversion fiber laser element,
・ Blue incident-red laser emission attachment with blue incident-red emission wavelength conversion fiber laser element,
Blue incident-blue-green laser emission attachment with blue incident-blue-green emission wavelength conversion fiber laser element,
Blue incident-green laser emitting attachment with blue incident-green emitting wavelength converting fiber laser element, and
Blue incident-orange laser emitting attachment with blue incident-orange emitting wavelength conversion fiber laser element,
2. A wavelength selective laser light source device, wherein two or more selected from the group consisting of:

The wavelength selective laser light source device according to claim 1,
Blue incidence-yellow emission wavelength conversion fiber laser element, blue incidence-red emission wavelength conversion fiber laser element, blue incidence-blue-green emission wavelength conversion fiber laser element, blue incidence-green emission wavelength conversion fiber laser element, and blue incidence- Orange output wavelength conversion fiber laser elements are trade names made by Sumita Optical Glass Co., Ltd., “yellow fiber laser element”, “red fiber laser element”, “blue-green fiber laser element”, “green fiber laser element” and A wavelength selective laser light source device that is an “orange fiber laser element”.

3. The wavelength selective laser light source device according to claim 1 , wherein a light source side fiber provided in the semiconductor laser light source protrudes freely from the laser light source machine frame, and an optical connector on the laser emission attachment side is A wavelength selective laser light source device fixed to the laser emission attachment machine frame.

4. The wavelength selective laser light source device according to claim 1 , wherein an optical connector of a light source side fiber provided in the semiconductor laser light source is fixed to the laser light source machine frame. .

5. The wavelength selective laser light source device according to claim 1, wherein the laser emission attachment includes a collimator lens that makes the excitation laser light incident from the optical connector a parallel light beam, and the parallel light beam is a wavelength conversion fiber. A wavelength-selective laser light source device comprising: a condensing lens that is incident on an incident end face of the laser element; and a ventilation hole is formed in a machine frame of the laser emitting attachment in the vicinity of the incident end face of the wavelength conversion fiber laser element.

6. The wavelength selective laser light source device according to claim 1, wherein the laser emission attachment has an optical connector for connection with another optical device at an emission end of the wavelength conversion fiber laser element. A wavelength selective laser light source device provided.

The wavelength selective laser light source device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the wavelength conversion laser light source device is attachable to and detachable from an emission end of a wavelength conversion fiber laser element of each laser emission attachment separately from each laser emission attachment. A wavelength-selective laser light source device provided with a collimator attachment that makes diffused light emitted from a fiber laser element a parallel light beam.

8. The wavelength selective laser light source device according to claim 7, wherein the collimator attachment is provided with a blue cut filter.

9. The wavelength selective laser light source device according to claim 1, wherein the semiconductor laser light source includes a semiconductor laser that emits excitation laser light, and a collimator lens that uses the excitation laser light from the semiconductor laser as a parallel light beam. A wavelength-selective laser light source device comprising: a condensing lens that causes the parallel light beam to enter the incident end face of the light source side fiber.

10. The wavelength selective laser light source device according to claim 1, wherein the semiconductor laser element of the semiconductor laser light source is a blue semiconductor laser element that emits blue excitation laser light (wavelength: 440 nm to 460 nm). Laser light source device.