JPH03276134A - Light emitting device - Google Patents
Light emitting deviceInfo
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- JPH03276134A JPH03276134A JP7559890A JP7559890A JPH03276134A JP H03276134 A JPH03276134 A JP H03276134A JP 7559890 A JP7559890 A JP 7559890A JP 7559890 A JP7559890 A JP 7559890A JP H03276134 A JPH03276134 A JP H03276134A
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は1半導体レーザを光源とし、この半導体レー
ザの出力レーザ光よりも短波長のレーザ光を出射する発
光装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a light emitting device that uses a semiconductor laser as a light source and emits laser light with a shorter wavelength than the output laser light of this semiconductor laser.
従来技術とその問題点
青〜緑域の短波長で発振する半導体レーザは今のところ
実現されていない。そこで、このような短波長のレーザ
光を発振させることを目的として、近赤外の発振波長を
もつ半導体レーザと非線形光学結晶(KTPなど)を組
合せ、内部共振させて出力する試みや半導体レーザとチ
ャネル型先導波路(L i N b Osなど)を組合
せる試みが行なわれている。たとえば、梅垣「非線形光
学素子とその材料」1高分子、第39巻、7月号(19
87年)pp 498−501 、 L、かじながら
、前者の試みでは装置か大型化してしまうという問題が
あり、後者の試みでは出力光パターンが複雑でコリメー
ト光を出力させることが困難であるという問題がある。Prior art and its problems A semiconductor laser that oscillates at short wavelengths in the blue to green range has not yet been realized. Therefore, with the aim of oscillating such short wavelength laser light, attempts have been made to combine a semiconductor laser with a near-infrared oscillation wavelength with a nonlinear optical crystal (KTP, etc.) and generate internal resonance for output. Attempts have been made to combine channel-type guided waveguides (such as L i N b Os). For example, see Umegaki, “Nonlinear optical elements and their materials,” 1 Polymer, Vol. 39, July issue (19
1987) pp 498-501, L, However, the former attempt has the problem of increasing the size of the device, and the latter attempt has the problem that the output light pattern is complex and it is difficult to output collimated light. There is.
発明の目的
この発明は、コリメートされた短波長レーザ光を出力さ
せることができるとともに小型化された発光装置を提供
するものである。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention provides a light emitting device that is capable of outputting collimated short wavelength laser light and is miniaturized.
発明の構成9作用および効果
この発明による発光装置は、半導体レーザ、この半導体
レーザの出射光を集光する集光レンズ系、この集光レン
ズ系によって集光されたレーザ光が入射し、このレーザ
光の1/2の波長をもつ第2高調波を発生するファイバ
型波長変換素子。Structure 9 of the Invention Functions and Effects The light emitting device according to the present invention includes a semiconductor laser, a condensing lens system for condensing the emitted light of the semiconductor laser, a laser beam condensed by the condensing lens system enters the laser beam, and the laser beam condensed by the condensing lens system enters. A fiber-type wavelength conversion element that generates a second harmonic with half the wavelength of light.
この波長変換素子から出射する2次高調波をコリメート
するコリメート・レンズ、ならびに上記半導体レーザ、
集光レンズ系、波長変換素子およびコリメート・レンズ
を集積的に収めたパッケージを備えていることを特徴と
する。a collimating lens that collimates the second harmonic emitted from this wavelength conversion element, and the semiconductor laser,
It is characterized by having a package that integrally houses a condensing lens system, a wavelength conversion element, and a collimating lens.
半導体レーザの出射光は集光レンズ系で集光されてファ
イバ型波長変換素子に入射する。波長変換素子で入射レ
ーザ光の2次高調波が発生し、この2次高調波がコリメ
ート・レンズでコリメートされて出射する。The emitted light from the semiconductor laser is condensed by a condensing lens system and enters the fiber type wavelength conversion element. A second harmonic of the incident laser light is generated by the wavelength conversion element, and this second harmonic is collimated by a collimating lens and emitted.
半導体レーザとして近赤外または赤色のレーザ光を発生
するものを用いても、波長変換素子でその波長が1/2
になるので、青〜紫外域の波長の光を得ることができる
。そして、ファイバ型波長変換素子を用いているので、
光パワー密度が向上し高効率な短波長光を出力できる。Even if a semiconductor laser that generates near-infrared or red laser light is used, the wavelength can be reduced to 1/2 by a wavelength conversion element.
Therefore, it is possible to obtain light with wavelengths in the blue to ultraviolet range. And since a fiber type wavelength conversion element is used,
Optical power density is improved and highly efficient short wavelength light can be output.
また、2次高調波出カバターンがファイバ軸を中心とし
た対称形であるため簡単な光学系でコリメート光を出力
できる。コリメート光が出力されるので、外部にコリメ
ート光学系が不要である。さらに、半導体レーザ、集光
レンズ系、波長変換素子およびコリメート・レンズが集
積的にパッケージ化されているので小型化が可能であり
使いやすい。Furthermore, since the second harmonic output cover turn is symmetrical about the fiber axis, collimated light can be output with a simple optical system. Since collimated light is output, there is no need for an external collimating optical system. Furthermore, since the semiconductor laser, condensing lens system, wavelength conversion element, and collimating lens are integrated into a package, it is possible to downsize and be easy to use.
実施例の説明
第1図はこの発明の実施例による発光装置を示している
。DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS FIG. 1 shows a light emitting device according to an embodiment of the invention.
発光装置のステム11にはヒート・シンク12を介して
半導体レーザ21が固定されている。この半導体レーザ
21の出射光軸上に光軸をあわせて、2個のフォーカシ
ング・レンズ22.23.ファイバ型波長変換素子24
およびコリメート・レンズ25が配置され、ステム11
に固定された取付部材13.14.15にそれぞれ紫外
線硬化樹脂等で接着されて固定されている。さらに、こ
れらの半導体レーザ21. レンズ22.23.波長
変換素子24およびレンズ25を内部に収納するように
キャップ10が設けられ、このキャップ10はステム1
1に固定されている。キヤ・ツブlOの前面には出射光
を通すための窓10aがあけられている。この窓10a
には必要ならばガラス等の透明板が設けられる。ステム
11には、さらに半導体レーザ21の端子に接続された
外部端子16が絶縁されて設けられている。A semiconductor laser 21 is fixed to the stem 11 of the light emitting device via a heat sink 12. With the optical axis aligned on the emission optical axis of this semiconductor laser 21, two focusing lenses 22, 23 . Fiber type wavelength conversion element 24
and a collimating lens 25 are arranged, and the stem 11
The mounting members 13, 14, and 15 are fixed to the mounting members 13, 14, and 15, respectively, by adhering them with ultraviolet curing resin or the like. Furthermore, these semiconductor lasers 21. Lens 22.23. A cap 10 is provided to house the wavelength conversion element 24 and the lens 25 therein, and this cap 10 is attached to the stem 1.
It is fixed at 1. A window 10a is opened in the front of the cab 10 to allow the emitted light to pass through. This window 10a
A transparent plate such as glass is provided if necessary. The stem 11 is further provided with an insulated external terminal 16 connected to a terminal of the semiconductor laser 21 .
第2図は、ファイバ型波長変換素子24の概略構成図で
あり、この波長変換素子24は中心のコア部31とその
周囲をとり囲むクラッド層32とからなる。クラッド層
32はたとえば鉛ガラスで構成され、コア部31は、非
線形光学効果を示す非線形光学材料の単結晶で構成され
ている。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fiber type wavelength conversion element 24, which consists of a central core part 31 and a cladding layer 32 surrounding it. The cladding layer 32 is made of lead glass, for example, and the core part 31 is made of a single crystal of a nonlinear optical material that exhibits a nonlinear optical effect.
非線形光学材料には、2−メチル−4−ニトロアニリン
(MNA)、4−ジメチルアミノ−3−アセトアミドニ
トロベンゼン(DAN)、2− (α−メチルベンジル
アミノ)−5−ニトロピリジン(MBANP) 、 N
−(5−ニトロ−2−ピリジル)(S)−プロリノール
(P N P)等を挙げることができる。これらの材料
のうち、 MBANPとPNPは青色光に対する吸収が
少なく青色透過性がよいので、青色のレーザ光を出射す
る発光装置に好適に用いられる。Nonlinear optical materials include 2-methyl-4-nitroaniline (MNA), 4-dimethylamino-3-acetamidonitrobenzene (DAN), 2-(α-methylbenzylamino)-5-nitropyridine (MBANP), N
-(5-nitro-2-pyridyl)(S)-prolinol (PNP) and the like can be mentioned. Among these materials, MBANP and PNP have low absorption of blue light and good blue transparency, so they are preferably used in light-emitting devices that emit blue laser light.
第1図において、半導体レーザ21から出射したレーザ
光はフォーカシング・レンズ22.23で集光され、フ
ァイバ型波長変換素子24のコア部に入射する。ファイ
バ型波長変換素子24に入射したレーザ光は、二次の非
線形光学効果により第2高調波(SHG)を発生し、チ
ェレンコフ放射により出力側のクラッド部からリング状
の第2高調波レーザ光が出射する。また波長変換素子2
4のコア部からは、入射した基本波がそのまま出力され
る。ファイバ型波長変換素子24から出射するレーザ光
のうち、コア部より出力する基本波を吸収するようにコ
リメート・レンズ25の中心部の表面に吸収部を設ける
ことが好ましい。これによりコリメート・レンズ25に
よって第2高調波のみをコリメートさせて出力すること
ができる。基本波の吸収部は窓10aに設ける透明板に
備えるようにしてもよい。In FIG. 1, laser light emitted from a semiconductor laser 21 is focused by focusing lenses 22 and 23, and enters the core portion of a fiber type wavelength conversion element 24. The laser light incident on the fiber-type wavelength conversion element 24 generates a second harmonic (SHG) due to the second-order nonlinear optical effect, and a ring-shaped second harmonic laser light is generated from the cladding part on the output side due to Cerenkov radiation. Emits light. In addition, the wavelength conversion element 2
From the core section 4, the incident fundamental wave is output as is. It is preferable to provide an absorbing portion on the surface of the central portion of the collimating lens 25 so as to absorb the fundamental wave output from the core portion of the laser light emitted from the fiber type wavelength conversion element 24. Thereby, only the second harmonic can be collimated and output by the collimating lens 25. The fundamental wave absorption section may be provided in a transparent plate provided in the window 10a.
コリメート・レンズ25としてはアキシコンレンズが一
般に用いられるが、第3図に示すように。An axicon lens is generally used as the collimating lens 25, as shown in FIG.
同周期グレーティング・レンズ(鋸歯状断面フレネル・
レンズ)26を用いることもできる。第3図において、
他の構成は第1図に示すものと同じである。Same-periodic grating lens (serrated section Fresnel)
A lens) 26 can also be used. In Figure 3,
The other configurations are the same as those shown in FIG.
次に具体例を挙げておく。Next, I will give a specific example.
(1)第1図の構成において2発振波長980 nm、
出力40a+Wの半導体レーザ21.MNAの単結晶が
コア部に充填された波長変換素子24.アキシコンレン
ズ25を用いた場合、全体の大きさが直径9mm、長さ
6 mmの発光装置が得られた。この発光装置は、波長
490 rv、出力4IIWのレーザ光を出力する。(1) In the configuration shown in Figure 1, the two oscillation wavelengths are 980 nm,
Semiconductor laser 21 with an output of 40a+W. A wavelength conversion element 24 whose core portion is filled with a single crystal of MNA. When the axicon lens 25 was used, a light emitting device having an overall size of 9 mm in diameter and 6 mm in length was obtained. This light emitting device outputs laser light with a wavelength of 490 rv and an output of 4 IIW.
(2)第1図の構成において1発振波長860 nta
の半導体レーザ21. MBANPの単結晶をコア部に
もつ波長変換素子24を用いると、波長430 nmの
コリメートされた青色レーザ光が得られる。このときの
光出力は約3mWであり、高出力な青色レーザ光が得ら
れた。(2) In the configuration shown in Figure 1, one oscillation wavelength is 860 nta
Semiconductor laser 21. When the wavelength conversion element 24 having a core of a single crystal of MBANP is used, collimated blue laser light with a wavelength of 430 nm can be obtained. The optical output at this time was about 3 mW, and high-power blue laser light was obtained.
(3)第3図の構成において1発振波長980 nm、
出力40mWの半導体レーザ21.DANの単結晶がコ
ア部に充填された波長変換素子24.フレネル・レンズ
26を用いた場合、全体の大きさが直径9關2長さ6
amの発光装置が得られた。この発光装置は、波長49
0n園、出力4a+Vのレーザ光を出力する。(3) In the configuration shown in Figure 3, one oscillation wavelength is 980 nm,
Semiconductor laser 21 with an output of 40 mW. Wavelength conversion element 24 whose core portion is filled with DAN single crystal. When using a Fresnel lens 26, the overall size is 9 in diameter and 6 in length.
An am light emitting device was obtained. This light emitting device has a wavelength of 49
0n, outputs a laser beam with an output of 4a+V.
第1図はこの発明の実施例の発光装置を示す一部切欠斜
視図である。
第2図はファイバ型波長変換素子の構成を示す斜視図で
ある。
第3図は発光装置の他の実施例を示す一部切欠斜視図で
ある。
10・・・キャップ。
10a・・・出射光窓。
11・・・ステム。
21・・・半導体レーザ。
22、23・・・フォーカシング中レンズ。
24・・・ファイバ型波長変換素子。
25・・・コリメート・レンズ。
以 上FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a light emitting device according to an embodiment of the invention. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a fiber type wavelength conversion element. FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing another embodiment of the light emitting device. 10... Cap. 10a... Output light window. 11... Stem. 21... Semiconductor laser. 22, 23... Lens during focusing. 24...Fiber type wavelength conversion element. 25...Collimating lens. that's all
Claims (1)
光レンズ系、この集光レンズ系によって集光されたレー
ザ光が入射し、このレーザ光の1/2の波長をもつ第2
高調波を発生するファイバ型波長変換素子、この波長変
換素子から出射する2次高調波をコリメートするコリメ
ート・レンズ、ならびに上記半導体レーザ、集光レンズ
系、波長変換素子およびコリメート・レンズを集積的に
収めたパッケージ、を備えた発光装置。A semiconductor laser, a condensing lens system that condenses the emitted light of this semiconductor laser, a second laser beam having a wavelength of 1/2 of this laser beam, into which the laser beam condensed by this condensing lens system enters.
A fiber-type wavelength conversion element that generates harmonics, a collimating lens that collimates the second harmonics emitted from this wavelength conversion element, and the above semiconductor laser, condensing lens system, wavelength conversion element, and collimating lens are integrated. A light-emitting device comprising a package containing a light emitting device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7559890A JPH03276134A (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7559890A JPH03276134A (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Light emitting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03276134A true JPH03276134A (en) | 1991-12-06 |
Family
ID=13580802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7559890A Pending JPH03276134A (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Light emitting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03276134A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005250390A (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Noritsu Koki Co Ltd | Light source unit |
JP2005274880A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Noritsu Koki Co Ltd | Light source unit |
JP2009099664A (en) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Nichia Corp | Light-emitting device |
JP2016092268A (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | Light source device |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP7559890A patent/JPH03276134A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005250390A (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Noritsu Koki Co Ltd | Light source unit |
JP2005274880A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Noritsu Koki Co Ltd | Light source unit |
JP2009099664A (en) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Nichia Corp | Light-emitting device |
JP2016092268A (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | Light source device |
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