JPH04179180A - 短波長レーザ光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明（よ　光計測等に用いられるレーザ光源に関する
ものである。

従来の技術 第３図は　従来の短波長レーザ光源の構成を示したもの
で、　１０は鏡意　６は非線形光学結晶として例えばＬ
　ｉＮ　ｂｏ　ａの基板上に光導波路７を形成した光波
長変換素子、　ｌは鏡筒９に光波長変換素子６と反対側
の端に取り付けられた波長０．８４μｍのレーザ光２を
発生させる半導体レー哄　３は半導体レーザ１のレーザ
光出射側に位置するコリメートレンＸ　５は光波長変換
素子６の光入射面側に位置するフォーカスレンズ、　４
はコリメートレンズ３とフォーカスレンズ５の間に位置
する半波長板である。８は光波長変換素子６の光出射面
より出射されたレーザ光を平行にするための整形レンズ
、　９は本短波長レーザ光源の出力レーザ光である。　
１２は鏡筒１０を覆うアルミ製のケースであり、　１１
は鏡筒１０の底部でかつ鏡筒１０とケース１２の間に位
置する断熱材を用いたスペーサ、　１３はケース１２の
底面に接触させたペルチェ熱電素子である。　１９はペ
ルチェ熱電素子１３の取り付は面においてケース１２と
対向する面に接触させた放熱フィン、　２０はケース１
２と放熱フィン１９の間に位置しペルチェ熱電素子以外
の部分を埋める断熱材として例えば発泡ポリエチレンで
ある。

以上のように構成された従来の短波長レーザ光源の動作
を説明する。半導体レーザ１より出射された波長０．８
４μｍのレーザ光２はコリメートレンズ３に入射し平行
ビームとなり、半波長板４により偏向方向が修正され　
フォーカスレンズ５に入射する。フォーカスレンズ５を
出射したレーザ光２ＬＪ、　　ＬｊＮｂ○３光波長変換
素子６の光入射面に集光され光導波路７を伝搬し　波長
を１／２に変換される。Ｌ　ｉＮ　ｂｏ　３光波長変換
素子６より出射された波長０，４２μｍのレーザ光は整
形レンズ８により出射角度が修正され　平行ビーム９と
して鏡筒１０より出射される。ペルチェ熱電素子１３は
一方の面がケース１２の底部に接触し　他方の面が放熱
フィン１９に接触し熱交換を行うことができるたべ　ケ
ース１２の温度を制御でき、ケース１２の内部の空間の
温度を一定に保つことかできる。したがってケース１２
に周囲を囲まれ　スペーサ１１を介してケース１２に固
定されている鏡筒１０の温度は一定となり、　レーザ光
２の光軸および半導体レーザ１の変動が抑えられ短波長
レーザ光源の出力は一定に保たれる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の短波長レーザ光源において鏡筒１
０の温度制御を行う阪　半導体レーザ１の駆動電流を増
加させたとき、もしくは高周波電力を印加した場合にお
いて前記半導体レーザの温度が上昇し　これにより鏡筒
１０の温度が例えば１０℃以上増加した場合において、
放熱フィン１９の温度が５０℃以上となり、前記放熱フ
ィン熱がケース１２に伝わり、温度制御を困難にしてい
ｋ　また　前記従来の短波長レーザ光源を他の装置の内
部に組み込み使用する場合において、放熱フィン１９に
よる排熱が困難となる使用条件下では温度制御を不可能
にしてい九　このように温度制御に限界が生じることは
実使用において大きな問題となることが明らかとなり、
この改善が強く望まれることとなっ九 本発明はかかる点に鑑へ　安定な温度制御特性を有する
ことで出力変動の小さな短波長レーザ光源を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するだめの手段 本発明（よ　ヒートパイプを用いたものて　非線形光学
結晶板上に光導波路を形成した光波長変換素子と、　レ
ーザ光源と、前記レーザ光源より出射されたレーザ光を
集光し前記光波長変換素子に入射させるレンズとを、鏡
筒内で同一光軸上に固定するとともに　前記鏡筒もしく
はこの鏡筒を覆ったケースにペルチェ熱電素子を収り相
法　前記ペルチェ熱電素子の排熱側にヒートパイプを接
続したことを特徴とする短波長レーザ光源である。

作用 本発明は前記した手段により、ペルチェ熱電素子より排
出された熱（よ　ヒートパイプにより鏡筒から離れた箇
所へ運ばれ　例えば前記箇所に取り付けられたフィンで
放熱させることができる。このたぬ　前記鏡筒に納めら
れた光波長変換素子と、レーザ光源と、前記レーザ光源
より出射されたレーザ光を集光し前記光波長変換素子に
入射させるレンズの温度方丈　前記レーザ光源の駆動電
流および他の装置への組み込み位置に関わらず一定に保
たれ　環境温度変化による光軸ずれ及び前記レーザ光源
の出力変動が低減し　短波長レーザ光源の出力は安定化
する。

実施例 第１図は　本発明の一実施例における短波長レーザ光源
の構成を示したもので、　１は波長０．８４μｍのレー
ザ光２を発生させる半導体レーザミ　３はコリメートレ
ンズ、　４は半波長板、　５はフォーカスレンズである
。６は非線形光学結晶として例えばＬｉＮｂＯ２の基板
上に光導波路７を形成した光波長変換素子で、　８は整
形レンズ、　９は鏡筒ｌＯより出射される出力レーザ光
である。　１２は鏡筒１０を覆うアルミ製のケースであ
り、　１１は鏡筒１０の底部でかつ鏡筒１０とケース１
２の間に位置する断熱材を用いたスペーサ、　１３はケ
ース１２の底面に接触させたペルチェ熱電素子である。

１４はペルチェ熱電素子１３の取り付は面においてケー
ス１２と対向する面に接触させたアルミブロック　１５
はアルミブロック１４に一方の端を埋め込んだヒートパ
イプ、　１６はヒートパイプ１５においてアルミブロッ
ク１４とは反刻側の端を埋め込んだ放熱フィン、　１７
はケース１２にペルチェ熱電素子１３とアルミブロック
１４を固定するための断熱材として例えばアクリルでで
きた底板である。な払　アルミブロック１４は基本的に
は熱伝導性の良い材料であればよく、銅ブロックを用い
てもよ賊　また　放熱フィン１６は放熱を効率的に行う
ことができればよく、放熱フィン１６と同等以上の表面
積を有する板であってもよい。

以上のように構成された本実施例における短波長レーザ
光源の温度制御作用を説明する。ペルチェ熱電素子１３
は一方の面がケース１２の底部に接触し　他方の面がア
ルミブロック１４に接触しているたぬ　ケース１２の温
度を一定に保つためにペルチェ熱電素子１３が排出した
熱はアルミブロック１４を経て、ヒートパイプ１５を伝
わり放熱フィン１６に運ばれここで放出される。ケース
１２と放熱フィン１６は位置的に離すことができるため
、ケース１２の温度は放熱フィン１６の温度に関わりな
く一定に保つことができ、従ってスペーサ１１を介して
ケース１２に固定されている鏡筒１０の温度は一定とな
り、光軸および半導体レーザ１の出力は一定に保たれる
。この結果　本短波長レーザ光源の環境温度特性（主　
環境温度変化が２５±１０℃でペルチェ熱電素子１３に
よる温度制御を実施しない場合の鏡筒１０の温度が３５
±１０℃である時、前記ペルチェ熱電素子による温度制
御を実施することにより、＠筒１０の温度変動は２５±
０．５℃以へ　出力レーザ光９の変動率は１％以下とな
り、鏡筒１０の温度が上昇しない場合と同じ性能を維持
することが可能となった な抵　第１図に示す本実施例の短波長レーザ光源の動作
（友　基本的には第３図に示した従来の短波長レーザ光
源と同じであるので、同一構成部分には同一番号を付し
て詳細な説明を省略する。

第２図（よ　本発明の実施例における短波長レーザ光源
の取り付は図を示したもので、　１２は第１図に示した
第一の実施例におけるケー人　１３はペルチェ熱電素子
、　１４はアルミブロック　１５はヒートパイプ、　１
６は放熱フィン、　１７は断熱材でできた底板、　１８
は本短波長レーザ光源が組み込まれた装置の外観ケース
である。本実施例においてはケース１２に納められた鏡
筒１０はペルチェ熱電素子と共に前記装置の中に取りイ
」けられ放熱フィン１６のみをヒートパイプ１５で接続
し外観ケース１８の外に位置させることで効率的に排熱
を行うことが可能となり、本短波長レーザ光源が前記装
置の外に置かれた場合と同じ性能を維持することが可能
となっ九 発明の詳細 な説明したように本発明によれば　鏡筒内に作成される
短波長レーザ光の環境温度変化に伴う出力変動（よ　レ
ーザ光源の駆動条件および短波長レーザ光源の取り付は
方法に左右されることなく低減し　その実用的効果は大
きく向上することになり、短波長レーザ光源の実用化に
大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の短波長レーザ光源−〇− の構成図　第２図は本発明の実施例の短波長レーザ光源
の取り付けは　第３図は従来の短波長レーザ光源の要部
断面図である。 １・・・半導体レーサミ　３・・・コリメートレンズ、
　４・・・半波長板　５・・・フォーカスレンズ、　６
・・・Ｌ　ｉＮ　ｂＯｓ光波長変換素子、　７・・・光
導波路、　８・・・整形レン／Ｃ，ｔｏ・・・鏡ｗＪ、
１３・・・ペルチェ熱電素子、　１５・・・ヒートバイ
ス 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名ぺ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　＼Ｌ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　Ｊ区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非線形光学結晶からなる基板上に光導波路を形成した光
   波長変換素子と、レーザ光源と、前記レーザ光源より出
   射されたレーザ光を集光し前記光波長変換素子に入射さ
   せるレンズとを、鏡筒内で同一光軸上に固定するととも
   に前記鏡筒の温度制御を行うペルチェ熱電素子と前記ペ
   ルチェ熱電素子の排熱側にヒートパイプを備えたことを
   特徴とする短波長レーザ光源。