JPH0675261A - 短波長光源 - Google Patents

短波長光源

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JPH0675261A
JPH0675261A JP25243892A JP25243892A JPH0675261A JP H0675261 A JPH0675261 A JP H0675261A JP 25243892 A JP25243892 A JP 25243892A JP 25243892 A JP25243892 A JP 25243892A JP H0675261 A JPH0675261 A JP H0675261A
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和久 山本
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公典 水内
Makoto Kato
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクの高密度記録や画像処理等で要求
されている小型且つ安定で高効率な短波長光源を提供す
る。 【構成】 外部共振器型半導体レーザー101と内部共
振器型固体レーザーを組み合わせることで、安定なグリ
ーンやブルーの短波長レーザー光が可能となり、更に、
外部共振器鏡103をレーザー光の出射端面107の外
側に設置することで、さらに小型で高効率な短波長光が
実現される。また、内部共振器型固体レーザーの代わり
に分極反転導波路を用いて波長変換を行うときも同様に
安定で高効率の短波長光源が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度光ディスクシス
テム等に使用する半導体レーザーと、分極反転型導波路
や固体レーザーを組み合わせた短波長光源の出力安定化
及び高効率化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザーを励起光源として高効率
波長変換によりグリーン、ブルー光源を得ることが、光
ディスクの高密度記録や画像処理等で要求されている。
ここで得られる出力光は横モードがガウシアンで回折限
界近くまで集光でき、且つ出力が数mW程度で周波数的に
も時間的にも安定であることが必要である。
【0003】半導体レーザーを光源としてmW以上の高出
力短波長光源を得るには、波長変換素子として擬位相整
合(以下、QPMと記す。)方式の分極反転導波路(山
本他、オプティクス・レターズ Optics Letters Vol.1
6, No.15, 1156 (1991))を用いたり、半導体レーザー
を励起光源として固体レーザーの共振器内部に波長変換
素子を挿入して高調波を得る内部共振器型が有力であ
る。
【0004】図18に、半導体レーザーとQPM分極反
転導波路を用いた短波長光源の概略構成図を示す。半導
体レーザーI01から放射された光は、コリメートレン
ズI02により平行ビームに変換され、λ/2板I03
で偏向方向を回転させ、N.A.=0.6のフォーカシングレン
ズI04により導波路の入射端面I05に集光される。
そして波長変換されたブルー光が得られる。半導体レー
ザーへの戻り光を避けるため入射端面I05には無反射
コートを施してあるが、端面I05から約1%の戻り光が
生じる。
【0005】図19に、半導体レーザー励起固体レーザ
ーの内部共振器型短波長光源の概略構成図を示す。半導
体レーザーJ01から放射された光は、コリメートレン
ズJ02により平行ビームに変換され、フォーカシング
レンズJ03によりレーザー材料(Nd:YVO4)J04に集
光される。Nd:YVO4J04の端面J05には半導体レー
ザーの波長(809nm)に対し無反射(AR)コート、発振波長
(1.064μm)及び高調波の波長(532nm)に対し高反射(HR)
コートが施してある。端面J06には1.064μm及び532n
mに対しARコートが施してある。出力ミラーJ07には
波長1.064μmに対しHRコートが施してあり、出力ミラー
J07とレーザー材料J04の端面J05で基本波1.06
4μmの共振器を構成し、非線形光学材料KTP(KTiOP
O4)J08で波長変換された高調波が出力ミラーJ07
から得られる。
【0006】一方、光通信分野で周辺温度が変化しても
安定に単一波長で単一縦モード発振する半導体レーザー
が要求されている。半導体レーザーを安定に発振させる
方法として外部共振器型半導体レーザーが有力視されて
いる(朝倉他、昭和62年度電子情報通信学会全国大
会)。
【0007】図20に外部共振器型半導体レーザーの概
略構成図を示す。K01は1.3μm帯のファブリペロー型
半導体レーザー、K02はN.A.=0.6のコリメートレン
ズ、K03は半導体レーザーの光軸に対して傾斜して配
置された外部共振器鏡であり、その表面の一部には反射
型直線形状の回折格子K04が形成されている。
【0008】半導体レーザーの片端面K05から放射さ
れた光は回折格子K04の波長分散効果によりある特定
の波長λだけが半導体レーザーの片端面K05に集光さ
れ活性層K06に光帰還する。他の波長λ’の光は活性
層K06の周辺部に集光されるように設計してある。特
定の波長λは、回折格子のピッチと基板の傾斜角に因っ
て決まる。片端面K05には無反射コートが施してあ
る。
【0009】回折格子K04の形成方法について説明す
る。反射型回折格子はSi基板上に電子線レジストを形成
し、電子ビームを照射しその部分を除去することで形成
している。その表面には高反射を得るためAuの薄膜を形
成してある。
【0010】図21にコリメートレンズの省いた外部共
振器型半導体レーザーの概略構成図を示す。回折格子L
03の形状が図20とは違い円群の一部となっている以
外は、図20と同じ構成になっている。コリメートレン
ズを省くことで共振器長を短くでき変調周波数が向上で
きる(特願平1−30457 外部共振型半導体レーザ
及び波長多重光伝送装置)。
【0011】この系により、約1.3μmの波長で単一縦モ
ード発振が実現できる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図18に示す概略構成
図において、半導体レーザーの導波路内への入射光強度
35mWに対し1.1mWのブルー光を得た。しかし、QPM分
極反転導波路素子は波長許容度が0.2nmしかなく、また
半導体レーザーの温度の変化に対する発振波長の揺らぎ
が0.2nm/℃あり、戻り光によるモードホップが1nm程度
あるため、出力は数秒しか安定しない。そのため、半導
体レーザーの波長安定化が不可欠となる。
【0013】また、図19に示す概略構成図において、
従来までは半導体レーザーは縦モードがマルチモードの
高出力レーザーを励起光源として用いていた。しかし、
最近になって縦モードシングルの半導体レーザーの高出
力化が進んできた。シングルモード半導体レーザーのN
d:YVO4への励起強度が50mWに対し3mW程度のグリーン光
を得ている。同等のグリーン光をマルチモードの半導体
レーザーで得るには約3倍の入射強度が必要であると報
告されている。(第39回応用物理学会 1992年
春季 31a-E-7)Nd:YVO4の端面J05に施してある半導
体レーザーの波長に対するARコートが透過率T=93%程度
しか無いため半導体レーザーへの戻り光が生じる。半導
体レーザーの縦モードががマルチモードである場合には
戻り光の影響が大きくはなかった。しかし高効率化を図
るため縦モードシングルのものを使用した場合、戻り光
が生じるとモードホップや縦モードのマルチ化が起こ
る。レーザー材料の吸収スペクトルの半値幅はNd:YVO4
の場合数nmであり、モードホップや縦モードのマルチ化
は出力ノイズの原因となる。そのため、半導体レーザー
の波長安定化が不可欠となる。
【0014】概略構成図18、19において戻り光対策
としては、アイソレータを用いるか入射端面のARコート
の向上が考えられる。しかし、アイソレータは高価で大
きなものしかないため素子の小型化が難しく、さらに半
導体レーザー自身の温度変化に対する波長の揺らぎを防
ぐことができないため、実用的でない。また、ARコート
の向上は現状の技術ではでは難しい状態である。
【0015】また、通信用にではなく励起光源用として
半導体レーザーを用いる場合、波長をロックさせると共
に高効率に出力を取り出さねばならない。
【0016】本発明は以上示したような半導体レーザー
と分極反転型導波路や固体レーザーを組み合わせた短波
長光源の課題を克服し、小型で高効率且つ安定な高調波
出力を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)半導体レーザーと、フィードバックをかけるため
の外部共振器鏡と、波長変換のための擬位相整合方式
(QPM)分極反転導波路と、半導体レーザーからの光
を導波路に導くための結合光学系とを備え、外部共振器
鏡により半導体レーザーの発振波長をQPM分極反転導
波路の波長許容幅内に安定化することにより高効率且つ
安定に高調波出力を得ようとするものである。
【0018】また本発明は、 (2)外部共振器型半導体レーザーにおいて回折格子の
形成された外部共振器鏡基板をレーザーの出射側に置く
ことで小型で高効率に高調波出力を得ようとするもので
ある。
【0019】本発明は、 (3)励起用の半導体レーザーと、フィードバックをか
けるための外部共振器鏡と、レーザー発振材料及び出力
ミラーからなる共振器構造と、半導体レーザーからの光
をレーザー材料の端面に導くための結合光学系とを備
え、その共振器内部に波長変換用の非線形光学材料を有
し、半導体レーザーの発振波長をレーザー材料の吸収ス
ペクトル幅内に固定し出力を安定化することにより高効
率且つ安定に高調波出力を得ようとするものである。
【0020】また本発明は、 (4)外部共振器型半導体レーザーにおいて回折格子の
形成された外部共振器鏡をレーザーの出射側に置くこと
で小型で高効率に高調波出力を得ようとする さらに本
発明は、 (5)外部共振器鏡はレーザーの光線軸に対して傾きを
与えるか、円、楕円或いは方形の開口を空けることによ
り、半導体レーザーの活性層の片端面から放射する発散
光のうち特定波長の光だけを活性層に集光して光帰還す
る機能を有するものである。
【0021】さらに本発明は (6)外部共振器鏡上の回折格子の回折効率を低くする
ことで、その反射光(0次回折光)をレーザー出力とし
て利用し、また開口を持つ外部共振器鏡に対してはその
開口からレーザー光を取り出す機能を有するものであ
る。
【0022】さらに本発明は (7)外部共振器鏡上の回折格子は、2次回折光を半導
体レーザーの活性層に集光して光帰還させることがで
き、1次回折光をコリメートされた出力光として取り出
せるコリメートレンズの機能を有するものである。
【0023】
【作用】本発明は、外部共振器鏡と半導体レーザーを組
み合わせ、回折格子からの回折光を半導体レーザーに帰
還して半導体レーザーの縦モードをシングルモードに固
定でき、波長変換素子やレーザー材料端面からの戻り光
によるモードホップ、マルチモード化を抑制できるた
め、安定なグリーンやブルーの高調波光が実現されるも
のである。
【0024】更に本発明は、外部共振器鏡をレーザー光
の出射側に設置する。外部共振器鏡を半導体レーザーの
後端面側に設置する場合、回折格子の回折効率を高くし
ないと全て共振器のロスとなってしまうが、出射側に設
置する場合回折効率を低くしても有効に出力光として取
り出せるため、高効率な高調波光が実現されるものであ
る。
【0025】
【実施例】本発明の外部共振器型半導体レーザーとQP
M分極反転導波路を用いた短波長光源の概略構成図を図
1及び図2に示す。
【0026】図1はコリメートレンズを用いた概略構成
図で、101は0.83μm帯の50mW級AlGaAs半導体レーザ
ー、102はN.A.=0.6のコリメートレンズ、103は半
導体レーザーの光軸に対してθだけ傾斜して設置された
外部共振器鏡であり、その上には反射型の回折格子10
4が形成されている。
【0027】半導体レーザーの後端面105から出射し
たレーザー光はN.A.=0.6のコリメートレンズ102によ
り平行光にされ回折格子104の波長分散効果によりあ
る特定の波長だけが半導体レーザーの後端面105に集
光され活性層106に光帰還して半導体レーザーの波長
が安定化する。回折格子104は、次式ピッチdを持つ
直線形状の回折格子である。
【0028】d=λ/(2sinθ) (1) 本実施令においては、λ(LDの発振波長)=0.83μm
に対し、d=0.83μm、θ=30゜とした。後端面105
には無反射コートが施してあり、後端面105と出射端
面107で形成される共振器による発振は抑圧されてい
る。この場合、外部共振器鏡からのフィードバック効率
は90%以上が得られ、40mWのレーザー光が端面107よ
り得られた。
【0029】端面107から出射した波長830nmのレー
ザー光は、コリメートレンズ108で平行光にしλ/2
板109で偏向方向を回転させ、N.A.=0.6のフォーカシ
ングレンズ110で導波路端面111に集光され、周期
3.7μmの分極反転層と光導波路を持つ分極反転導波路1
13を伝ぱんした光は波長415nmに波長変換され、高調
波光が導波路端面112より出射される。
【0030】図2はコリメートレンズを省いた概略構成
図である。図1と異なる点はコリメートレンズ102を
省くことにより発散光を直接フィードバックするための
回折格子202をもつことである。回折格子202の形
状は図1の直線形状でなく円群の一部からなる。この場
合部品点数が1つ減り、共振器長も短くなりコンパクト
な構成となる。
【0031】図3を用いて外部共振器鏡の設計原理を示
す。回折格子の形成される平面基板上にx,yの直交座
標系を仮定し、光の発散点及び集光点となる活性層端面
Pが前記座標の原点からの垂線に対し、y軸方向にθの
角をなす線上に存在し、且つ距離fの位地に存在すると
する。Pから放射した光は回折格子上の点Gに到達し反
射されてP点に戻る時、その光の位相が揃うように回折
格子が形成されているとき外部共振器鏡として働く。即
ち、 2PG=mλ+(定数) (2) ここでPGは点Pと点Gの距離、λは半導体レーザーの
波長、mは整数である。原点における前記定数の零とす
ると次式のようになる。
【0032】 x2+(y−fsinθ)2=(mλ/2+f)2−(fcosθ)2 (3) ここでx,yは回折格子の形成される平面基板上の直交
座標であり、fは活性層端面と直交座標の原点との距
離、θは活性層端面と原点を結ぶ軸と回折格子の形成さ
れた平面基板の垂線とのなす角、λは半導体レーザーの
発振波長、mは整数である。λ=0.809μm、f=2mm、
θ=45゜を用いて外部共振器鏡を作製したところ、電子
ビームの描画可能領域が1mm角程度であるのでフィード
バック効率は30%程度で、得られたレーザー光も10mW程
度であった。
【0033】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内
部共振器型固体レーザーを用いた短波長光源の概略構成
図を図4及び図5に示す。
【0034】図4はコリメートレンズを用いた概略構成
図で、401は809nm帯の60mW級AlGaAs半導体レーザ
ー、402はN.A.=0.6のコリメートレンズ、403は半
導体レーザーの光軸に対してθだけ傾斜して設置された
外部共振器鏡であり、その上には反射型の回折格子40
4が形成されている。
【0035】半導体レーザーの後端面405から出射し
たレーザー光はN.A.=0.55のコリメートレンズ402に
より平行光にされ回折格子404の波長分散効果により
ある特定の波長だけが半導体レーザーの後端面405に
集光され活性層406に光帰還して半導体レーザーの波
長が安定化する。回折格子404は、概略構成図1と同
じピッチdを持つ直線形状の回折格子である。本実施令
においては、λ(LDの発振波長)=809nmに対し、d
=809nm、θ=30゜とした。後端面405には無反射コ
ートが施してあり、後端面405と出射端面407で形
成される共振器による発振は抑圧されている。この場
合、外部共振器鏡からのフィードバック効率は90%以上
が得られ、45mWのレーザー光が端面407より得られ
た。
【0036】端面407から出射した波長809nmのレー
ザー光は、コリメートレンズ408で平行光にし、焦点
距離f=12.5mmのフォーカシングレンズ409でレーザー
材料Nd:YVO4410に集光される。Nd:YVO4410の端面
411には半導体レーザーの波長(809nm)に対しARコー
ト、発振波長(1.064μm)及び高調波の波長(532nm)に対
しHRコートが施してある。端面412には1.064μm及び
532nmに対しARコートが施してある。出力ミラー413
には波長1.064μmに対しHRコートが施してあり、出力ミ
ラー413とNd:YVO4の端面411で基本波1.064μmの
共振器を構成し、非線形光学材料(KTP)414で波長変
換された高調波が出力ミラー413から得られる。
【0037】図5はコリメートレンズを省いた概略構成
図である。図4と異なる点はコリメートレンズ402を
省くことにより発散光を直接フィードバックするための
回折格子502をもつことである。回折格子502の形
状は図1の直線形状でなく図3を用いて説明した円群の
一部からなる。この場合部品点数が1つ減り、共振器長
も短くなりコンパクトな構成となる。
【0038】本発明の出射側に外部共振器鏡を設置し半
導体レーザーと分極反転型導波路を組み合わせた短波長
光源の概略構成図を図6に、内部共振器型固体レーザー
を用いた短波長光源の概略構成図を図7に示す。
【0039】601は0.83μm帯の50mW級AlGaAs半導体
レーザー、602はコリメートレンズ、603はλ/2
板、604はN.A.=0.6のフォーカシングレンズ、605
は半導体レーザーの光軸に対してθだけ傾斜して設置さ
れた外部共振器鏡であり、その上には反射型の回折格子
606が形成されている。回折格子606の形状は
(1)式で与えられるピッチをもつ直線形状である。半
導体レーザーの後面側に外部共振器鏡を置く場合、コリ
メートレンズを設置することで光軸調整が困難になった
り、電子ビーム描画可能領域の制限によりフィードバッ
ク効率上限があったりした。ところが出力側に置く場合
には、10%程度が回折格子606により半導体レーザー
の活性層609に帰還されれば波長安定化が図れ、それ
以外の帰還しない光は全て反射光として取り出すことが
できるので、90%近くをレーザー出力として取り出すこ
とが出来る。半導体レーザー601の後端面607には
高反射率コートが、また出射端面608には無反射コー
トが施してある。外部共振器鏡で反射した波長830nmの
レーザー光は、N.A.=0.55のコリメートレンズ602で
平行光にしλ/2板603で偏向方向を回転させフォー
カシングレンズ604で導波路端面610に集光され、
周期3.7μmの分極反転層をもつ分極反転導型波路612
を伝ぱんした光は波長415nmに波長変換され、導波路端
面611より出射される。
【0040】同様に概略構成図7において、701は80
9nm帯の60mW級AlGaAs半導体レーザー、702はコリメ
ートレンズ、703はf=12.5mmのフォーカシングレン
ズ、707は半導体レーザーの光軸に対してθだけ傾斜
して設置された外部共振器鏡であり、その上には反射型
の回折格子704が形成されている。回折格子704の
形状は(1)式で与えられるピッチを持つ直線形状であ
る。入射角30゜に対し深さ0.29μm、ピッチ0.83μmの
時、回折効率は10%程度が得られ、安定な単一モード発
振が得られた。この時の半導体レーザーの縦モードスペ
クトルを図8に示す。半導体レーザーの端面705から
放射された光はコリメートレンズ702により平行光に
され回折格子704が形成された外部共振器鏡707に
より一部が半導体レーザーの活性層706に帰還し、残
りは反射光(0次回折光)として、f=12.5mmのフォーカ
シングレンズ703によりNd:YVO4708の端面709
に集光される。出力ミラー710とNd:YVO4の端面70
9で共振した基本波は非線形光学結晶711により波長
変換され出力ミラー710より出射される。
【0041】図9、10に内部共振器型グリーン光源か
ら出射された高調波出力の時間特性を示す。図9は図8
のように半導体レーザーの縦モードがシングルモードの
時の出力特性を示し、図10は半導体レーザーの縦モー
ドがマルチ状態になったときの出力特性を示す。図から
も半導体レーザーの縦モードシングル化が出力の安定化
に於て絶対条件であることが分かる。同様に図7の分極
反転型波長変換素子においても半導体レーザーの波長を
縦モードシングルに保ち、波長の揺らぎを素子の波長許
容幅0.2nm以内に抑えることができ安定に高調波出力を
得ることができた。
【0042】尚、図6、7の概略構成図で用いられてい
る外部共振器鏡は回折効率が10%程度で直線形状の回折
格子であるため作製が容易で、実用的な構成である。
【0043】尚、前記概略構成図6、7に於て、外部共
振器鏡上全体に回折格子が形成されているが、図11の
ようにフィードバック効率が10%程度になるように、外
部共振器鏡B04の一部に円、楕円及び方形等の回折格
子B05を形成して、波長安定化を図ることもできる。
【0044】また、図12のように外部共振器鏡CO4
に円、楕円或いは方形の開口を空けることによっても出
力光を取り出せ、開口部周辺の回折格子C05により波
長安定化を図ることが出来る。この場合、個々の部品を
直線状に並べることができる。
【0045】図13は外部共振器鏡をコリメートレンズ
と半導体レーザーの間に設置した概略構成図を表してい
る。D01は809nm帯の60mW級AlGaAs半導体レーザー、
D02はコリメートレンズ、D03はf=12.5mmのフォー
カシングレンズ、D04は半導体レーザーの光軸に対し
てθだけ傾斜して設置された外部共振器鏡であり、その
上には反射型の回折格子D05が形成されている。回折
格子の形状は(3)式で与えられる円群の一部である。
半導体レーザーの光をコリメートする前に外部共振器鏡
により活性層に帰還する方法では外部共振器鏡の回折効
率が低く効率が上がらなかったが、図13の概略構成図
においては10%以下の回折効率でよいので高効率にレー
ザー光を利用することができる。
【0046】尚、前記概略構成図に於て、外部共振器鏡
の反射光を出力光として取り出しているが、図14や図
15のような概略構成図のように外部共振器鏡E04、
F04に円、楕円或いは方形の開口を空けることによっ
ても出力光を取り出せ、開口部周辺の回折格子E05,
F05により波長安定化を図ることが出来る。この場
合、個々の部品を直線状に並べることができる。
【0047】また、図16のような概略構成図では、外
部共振器鏡G03上の回折格子G04が、2次回折光を
半導体レーザーG01の活性層に集光して光帰還させる
ことができ、1次回折光をコリメートされた出力光とし
て取り出せるコリメートレンズの機能を有するため、コ
リメートレンズを省略することができ小型化を図れる。
図16において、2次回折光が光帰還し1次回折光がコ
リメートさせることができる回折格子G04は、同じ波
長λと同じ入射角θに対し2倍のピッチdを有するもの
である。波長809nmの半導体レーザーに対し、回折格子
はピッチ(d)1.51μm、深さ0.56μm、入射角(θ)3
3.4゜に設計した。この時、1次の回折効率は50%以
上、2次の回折効率は20%程度が得られた。コリメート
された1次回折光はフォーカシングレンズG02でNd:Y
VO4G05の端面G06に集光され、出力ミラーG07
とNd:YVO4G05の端面G06で共振した基本波は非線
形光学結晶G08により波長変換され出力ミラーG07
より出射される。
【0048】以上、図1から図16(図3及び図8、
9、10を除く)までの概略構成図は半導体レーザーの
偏光方向と回折格子の溝の方向が平行になるように外部
共振器鏡を設置しているが、図17のように偏光方向と
溝の方向を垂直にしてもよい。
【0049】また、図11から図17において外部共振
器型半導体レーザーと内部共振器型固体レーザーを組合
せた短波長光源を用いて説明したが、QPM分極反転導
波路を用いても同じように安定で高効率の高調波出力を
得ることができる。
【0050】尚、本実施例では分極反転型導波路におい
ては分極反転の周期にあった波長830nmに、またレーザ
ー材料にNd:YVO4を用いた固体レーザーにおいては半導
体レーザーの波長をNd:YVO4の吸収スペクトルの中心波
長809nmに固定したが、外部共振器鏡と光軸の角度θを
変えることによりレーザーの波長は任意に選択すること
ができるため、分極反転の周期を変化させ他の他の波長
帯の半導体レーザーを用いたり、他の固体レーザー材
料、例えば希土類をドープしたYAG,LiSrF,LiCaF,YLF,NA
B,KNP,LNP,NYAB,NPP,GGGのような材料にも用いることも
でき、近赤外光や波長変換により他の可視光(赤色や青
色 etc.)を得ることができる。内部共振器型の場合、
波長変換材料として本実施例ではKTP(KTiPO4)を用いた
が、有機非線形光学材料や他の無機非線形光学材料、例
えばKN(KNbO3),KAP(KAsPO4),BBO,LBOや、バルク型の分
極反転素子(LiNbO3,LiTaO3等)を使用することもでき
る。
【0051】また、Ho,Er,Tm,Sm,Nd等の希土類をドープ
したフッ化物ファイバーを用いたアップコンバージョン
によるレーザーの励起光源用半導体レーザーにも用いる
ことができる。
【0052】
【発明の効果】本発明は、外部共振器型半導体レーザー
や外部共振器鏡を半導体レーザーの出射側に設置した半
導体レーザーと、分極反転型導波路や内部共振器型固体
レーザーを組み合わせることで安定なグリーンやブルー
の短波長光源が実現されるので、出力が低ノイズで安定
であることが必要とされる光ディスク用の光源を実現で
きその実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の外部共振器型半導体レーザーとQPM
分極反転導波路の組み合せによる短波長光源の概略構成
【図2】本発明の外部共振器型半導体レーザーとQPM
分極反転導波路の組み合せによる短波長光源の概略構成
【図3】外部共振器鏡上の回折格子の設計原理図
【図4】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部共
振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概略
構成図
【図5】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部共
振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概略
構成図
【図6】本発明の外部共振器型半導体レーザーとQPM
分極反転導波路の組み合せによる短波長光源の概略構成
【図7】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部共
振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概略
構成図
【図8】波長がロックされたときの半導体レーザーのス
ペクトルを示す図
【図9】半導体レーザーの縦モードが外部共振器鏡によ
り安定にシングルモード化されたときの出力の時間特性
を示す図
【図10】半導体レーザーの縦モードがマルチモード時
の出力の時間特性を示す図
【図11】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部
共振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概
略構成図
【図12】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部
共振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概
略構成図
【図13】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部
共振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概
略構成図
【図14】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部
共振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概
略構成図
【図15】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部
共振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概
略構成図
【図16】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部
共振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概
略構成図
【図17】本発明の外部共振器型半導体レーザーと内部
共振器型固体レーザーの組み合せによる短波長光源の概
略構成図
【図18】従来の半導体レーザーとQPM分極反転導波
路の組み合せによる短波長光源の概略構成図
【図19】従来の半導体レーザーと内部共振器型固体レ
ーザーの組み合せによる短波長光源の概略構成図
【図20】従来の外部共振器型半導体レーザーの概略構
成図
【図21】従来の外部共振器型半導体レーザーの概略構
成図
【符号の説明】
101 半導体レーザー 102 コリメートレンズ 103 外部共振器鏡 104 回折格子 105 端面 106 活性層 107 端面 108 コリメートレンズ 109 λ/2板 110 フォーカシングレンズ 111 端面 112 端面 113 分極反転導波路 201 半導体レーザー 202 外部共振器鏡 203 回折格子 204 コリメートレンズ 205 λ/2板 206 フォーカシングレンズ 207 分極反転導波路 401 半導体レーザー 402 コリメートレンズ 403 外部共振器鏡 404 回折格子 405 端面 406 活性層 407 端面 408 コリメートレンズ 409 フォーカシングレンズ 410 Nd:YVO4 411 端面 412 端面 413 出力ミラー 414 KTP 501 半導体レーザー 502 外部共振器鏡 503 回折格子 504 コリメートレンズ 505 フォーカシングレンズ 506 Nd:YVO4 507 出力ミラー 508 KTP 601 半導体レーザー 602 コリメートレンズ 603 λ/2板 604 フォーカシングレンズ 605 外部共振器鏡 606 回折格子 607 端面 608 端面 609 活性層 610 端面 611 端面 612 分極反転導波路 701 半導体レーザー 702 コリメートレンズ 703 フォーカシングレンズ 704 回折格子 705 端面 706 活性層 707 外部共振器鏡 708 Nd:YVO4 709 出力ミラー 710 KTP B01 半導体レーザー B02 コリメートレンズ B03 フォーカシングレンズ B04 外部共振器鏡 B05 回折格子 B06 Nd:YVO4 B07 出力ミラー B08 KTP C01 半導体レーザー C02 コリメートレンズ C03 フォーカシングレンズ C04 外部共振器鏡 C05 回折格子 C06 Nd:YVO4 C07 出力ミラー C08 KTP D01 半導体レーザー D02 コリメートレンズ D03 フォーカシングレンズ D04 外部共振器鏡 D05 回折格子 D06 Nd:YVO4 D07 出力ミラー D08 KTP E01 半導体レーザー E02 コリメートレンズ E03 フォーカシングレンズ E04 外部共振器鏡 E05 回折格子 E06 Nd:YVO4 E07 出力ミラー E08 KTP F01 半導体レーザー F02 フォーカシングレンズ F03 外部共振器鏡 F04 回折格子 F05 Nd:YVO4 F06 端面 F07 出力ミラー F08 KTP G01 半導体レーザー G02 フォーカシングレンズ G03 外部共振器鏡 G04 回折格子 G05 Nd:YVO4 G06 端面 G07 出力ミラー G08 KTP H01 半導体レーザー H02 コリメートレンズ H03 フォーカシングレンズ H04 外部共振器鏡 H05 Nd:YVO4 H06 出力ミラー H07 KTP I01 半導体レーザー I02 コリメートレンズ I03 λ/2板 I04 フォーカシングレンズ I05 端面 I06 分極反転導波路 J01 半導体レーザー J02 コリメートレンズ J03 フォーカシングレンズ J04 Nd:YVO4 J05 端面 J06 端面 J07 出力ミラー J08 KTP K01 半導体レーザー K02 コリメートレンズ K03 外部共振器鏡 K04 回折格子 K05 端面 K06 活性層 L01 半導体レーザー L02 外部共振器鏡 L03 回折格子 L04 活性層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザーと、フィードバックをかけ
    るための外部共振器鏡と、波長変換のための擬位相整合
    方式(QPM)分極反転導波路と、半導体レーザーから
    の光を導波路に導くための結合光学系とを備え、外部共
    振器鏡により半導体レーザーの発振波長をQPM分極反
    転導波路の波長許容幅内に安定化することを特徴とする
    短波長光源。
  2. 【請求項2】半導体レーザーと、フィードバックをかけ
    るための外部共振器鏡と、波長変換のための擬位相整合
    方式(QPM)分極反転導波路とを備え、前記外部共振
    器鏡を半導体レーザーとQPM分極反転導波路の間に位
    置し、なおかつ半導体レーザーの出射光が導波路に導か
    れることを特徴とする短波長光源。
  3. 【請求項3】励起用の半導体レーザーと、フィードバッ
    クをかけるための外部共振器鏡と、レーザー発振材料及
    び出力ミラーからなる共振器構造と、半導体レーザーか
    らの光をレーザー材料の端面に導くための結合光学系と
    を備え、その共振器内部に波長変換用の非線形光学材料
    を有し、半導体レーザーの発振波長をレーザー材料の吸
    収スペクトル内に固定し出力を安定化することを特徴と
    する短波長光源。
  4. 【請求項4】励起用の半導体レーザーと、フィードバッ
    クをかけるための外部共振器鏡と、レーザー発振材料及
    び出力ミラーからなる共振器構造を備え、その共振器内
    部に波長変換用の非線形光学材料を有し、前記外部共振
    器鏡を半導体レーザーとレーザー材料の間に位置し、な
    おかつ半導体レーザーの出射光がレーザー材料の端面に
    導かれることを特徴とする短波長光源。
  5. 【請求項5】外部共振器型半導体レーザーの外部共振器
    鏡において、外部共振器鏡上の回折格子により帰還され
    ない光を反射光(0次回折光)とし、出力光として取り
    出すことを特徴とする請求項1、2、3、4いずれか記
    載の短波長光源。
  6. 【請求項6】外部共振器型半導体レーザーの外部共振器
    鏡において、外部共振器鏡上に円、楕円或いは方形の開
    口を空けることによって出力光を取り出すことを特徴と
    する請求項1、2、3、4いずれか記載の短波長光源。
  7. 【請求項7】外部共振器鏡上の回折格子が、2次回折光
    を半導体レーザーの活性層に集光して光帰還させること
    ができ、1次回折光をコリメートされた出力光として取
    り出せることを特徴とする請求項1、2、3、4いずれ
    か記載の短波長光源。
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