JPH09293921A - 半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザ装置Info
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- JPH09293921A JPH09293921A JP10295296A JP10295296A JPH09293921A JP H09293921 A JPH09293921 A JP H09293921A JP 10295296 A JP10295296 A JP 10295296A JP 10295296 A JP10295296 A JP 10295296A JP H09293921 A JPH09293921 A JP H09293921A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光光学系の温度変化や発振光または非線形
光の波長変動に依存せずに、出力光の強度を安定に精度
よく検出できるモニタ光学系を備えた半導体レーザ励起
固体レーザ装置を提供する。 【解決手段】 固体レーザ装置は、励起光を放射する半
導体レーザ素子１２と、発振光を発生するレーザ媒質１
３と、発振光を非線形光に変換する非線形光学素子１４
と、モニタ用の非線形光を取り出すビームスプリッタ１
５と、非線形光の波長以外を除去するフィルタ２０と、
モニタ用の非線形光を検出する受光素子１６などで構成
される。フィルタ２０、受光素子１６の樹脂モールドお
よび受光チップ１７の各光学界面は互いに略平行になる
ように配置され、かつ各光学界面の法線方向が非線形光
学素子１４からの非線形光ＬＡの光軸およびビームスプ
リッタ１５からの非線形光ＬＢａ、ＬＢｂの光軸を含む
ＹＺ平面に対して交差することによって、多重反射によ
る干渉を防止している。
光の波長変動に依存せずに、出力光の強度を安定に精度
よく検出できるモニタ光学系を備えた半導体レーザ励起
固体レーザ装置を提供する。 【解決手段】 固体レーザ装置は、励起光を放射する半
導体レーザ素子１２と、発振光を発生するレーザ媒質１
３と、発振光を非線形光に変換する非線形光学素子１４
と、モニタ用の非線形光を取り出すビームスプリッタ１
５と、非線形光の波長以外を除去するフィルタ２０と、
モニタ用の非線形光を検出する受光素子１６などで構成
される。フィルタ２０、受光素子１６の樹脂モールドお
よび受光チップ１７の各光学界面は互いに略平行になる
ように配置され、かつ各光学界面の法線方向が非線形光
学素子１４からの非線形光ＬＡの光軸およびビームスプ
リッタ１５からの非線形光ＬＢａ、ＬＢｂの光軸を含む
ＹＺ平面に対して交差することによって、多重反射によ
る干渉を防止している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ媒質や非線
形光学素子を共振器内に配置し、半導体レーザでレーザ
媒質を励起して基本波レーザ光や短波長の非線形光を発
生するための半導体レーザ励起固体レーザ装置に関す
る。
形光学素子を共振器内に配置し、半導体レーザでレーザ
媒質を励起して基本波レーザ光や短波長の非線形光を発
生するための半導体レーザ励起固体レーザ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＧａＡｌＡｓ等から成る半導体レ
ーザを用いて、共振器内に配置されたＮｄ：ＹＡＧ結晶
などのレーザ媒質を励起してレーザ発振を行うようにし
た固体レーザ装置が知られている。
ーザを用いて、共振器内に配置されたＮｄ：ＹＡＧ結晶
などのレーザ媒質を励起してレーザ発振を行うようにし
た固体レーザ装置が知られている。
【０００３】より短波長のレーザ光を得るために、レー
ザ媒質および非線形光学結晶を同じ共振器内に配置し
て、レーザ媒質による発振光を第２高調波などの非線形
光に変換する固体レーザ装置が種々提案されている（特
開平４−２８３９７７号、実開平４−９７３７５号、特
開平６−６９５６７号など）。たとえば、レーザ媒質と
してＹＡＧ結晶を使用し、非線形光学結晶として燐酸チ
タニルカリウムＫＴｉＯＰＯ4 （略称ＫＴＰ）を使用す
ると、ＹＡＧ結晶による波長１０６４ｎｍの発振光を半
分の５３２ｎｍのグリーン光に変換することが可能であ
る。
ザ媒質および非線形光学結晶を同じ共振器内に配置し
て、レーザ媒質による発振光を第２高調波などの非線形
光に変換する固体レーザ装置が種々提案されている（特
開平４−２８３９７７号、実開平４−９７３７５号、特
開平６−６９５６７号など）。たとえば、レーザ媒質と
してＹＡＧ結晶を使用し、非線形光学結晶として燐酸チ
タニルカリウムＫＴｉＯＰＯ4 （略称ＫＴＰ）を使用す
ると、ＹＡＧ結晶による波長１０６４ｎｍの発振光を半
分の５３２ｎｍのグリーン光に変換することが可能であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】こうした固体レーザ装
置は、ペルチェ素子等の温度調整素子とともに１つのパ
ッケージに収納されて、単一の光源として利用し易いよ
うに構成される。パッケージの内部には、発振光または
非線形光の一部を反射するための光分岐手段と、分岐さ
れた発振光または非線形光をモニタするためのフォトダ
イオードが設けられ、フォトダイオードからのモニタ出
力はＡＰＣ(Automatic Power Control）回路に送られ
る。
置は、ペルチェ素子等の温度調整素子とともに１つのパ
ッケージに収納されて、単一の光源として利用し易いよ
うに構成される。パッケージの内部には、発振光または
非線形光の一部を反射するための光分岐手段と、分岐さ
れた発振光または非線形光をモニタするためのフォトダ
イオードが設けられ、フォトダイオードからのモニタ出
力はＡＰＣ(Automatic Power Control）回路に送られ
る。
【０００５】しかしながら、光分岐手段で発生した複数
の光線がフォトダイオードに入射する場合、複数の光線
の相互干渉がモニタ出力の不安定性を引き起こすという
問題が生じる。以下、非線形光を例にとって説明する。
の光線がフォトダイオードに入射する場合、複数の光線
の相互干渉がモニタ出力の不安定性を引き起こすという
問題が生じる。以下、非線形光を例にとって説明する。
【０００６】図２（ａ）は従来の半導体レーザ励起固体
レーザ装置の一例を示す構成図であり、図２（ｂ）は受
光素子６をＸ軸方向から見た拡大図であり、図２（ｃ）
は受光素子６をＹ軸方向から見た拡大図である。なお、
光軸方向をＹ軸、図２（ａ）の紙面垂直方向をＸ軸、Ｘ
軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸としている。
レーザ装置の一例を示す構成図であり、図２（ｂ）は受
光素子６をＸ軸方向から見た拡大図であり、図２（ｃ）
は受光素子６をＹ軸方向から見た拡大図である。なお、
光軸方向をＹ軸、図２（ａ）の紙面垂直方向をＸ軸、Ｘ
軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸としている。
【０００７】ハウジング１の内部には、半導体レーザ
２、レーザ媒質３、非線形光学素子４、ビームスプリッ
タ５が適切な固定手段で配置されている。ハウジング１
には、レーザ光を外部に取り出すための窓部材８が取付
けられている。
２、レーザ媒質３、非線形光学素子４、ビームスプリッ
タ５が適切な固定手段で配置されている。ハウジング１
には、レーザ光を外部に取り出すための窓部材８が取付
けられている。
【０００８】レーザ媒質３の励起光入射側の表面３ａお
よび非線形光学素子４の出射側表面４ｂには、所定のコ
ーティングが施され、これらの表面３ａ、４ｂでレーザ
発振用の光共振器を形成している。
よび非線形光学素子４の出射側表面４ｂには、所定のコ
ーティングが施され、これらの表面３ａ、４ｂでレーザ
発振用の光共振器を形成している。
【０００９】半導体レーザ２から励起光が出力され、レ
ーザ媒質３を励起すると、光共振器内でレーザ発振が起
こり、この発振光は非線形光学素子４によって波長変換
され、第２高調波である非線形光ＬＡが発生する。この
非線形光ＬＡは光軸に沿って進行し、ビームスプリッタ
５を通り、窓部材８を通過してハウジング１の外部に取
り出される。非線形光ＬＡの一部は、ビームスプリッタ
５によって反射されて受光素子６に入射し、フォトダイ
オードなどの受光チップ７によって電気信号に変換され
る。
ーザ媒質３を励起すると、光共振器内でレーザ発振が起
こり、この発振光は非線形光学素子４によって波長変換
され、第２高調波である非線形光ＬＡが発生する。この
非線形光ＬＡは光軸に沿って進行し、ビームスプリッタ
５を通り、窓部材８を通過してハウジング１の外部に取
り出される。非線形光ＬＡの一部は、ビームスプリッタ
５によって反射されて受光素子６に入射し、フォトダイ
オードなどの受光チップ７によって電気信号に変換され
る。
【００１０】ビームスプリッタ５は透明な平板から成
り、表面５ａには反射率５％の部分反射コート、裏面５
ｂにはＡＲ（無反射）コートが施されおり、表面５ａの
法線方向がＹＸ平面内で光軸に対して約４５度傾斜する
ように配置される。受光素子６は、受光チップ７を透明
な樹脂でモールドしたタイプであり、樹脂モールドの光
入射面は平坦な光学界面に形成されている。
り、表面５ａには反射率５％の部分反射コート、裏面５
ｂにはＡＲ（無反射）コートが施されおり、表面５ａの
法線方向がＹＸ平面内で光軸に対して約４５度傾斜する
ように配置される。受光素子６は、受光チップ７を透明
な樹脂でモールドしたタイプであり、樹脂モールドの光
入射面は平坦な光学界面に形成されている。
【００１１】非線形光ＬＡは、ビームスプリッタ５に関
してＹＺ面に平行なＰ偏光とＹＺ面に垂直なＳ偏光の両
方の偏光成分を有する。裏面５ｂのＡＲコートは、理想
的な特性であることが望ましいが、現実にはＰ偏光およ
びＳ偏光の両方に対して最適化することが困難であるた
め、裏面５ｂで０．２〜０．６％程度の反射が生じてし
まう。
してＹＺ面に平行なＰ偏光とＹＺ面に垂直なＳ偏光の両
方の偏光成分を有する。裏面５ｂのＡＲコートは、理想
的な特性であることが望ましいが、現実にはＰ偏光およ
びＳ偏光の両方に対して最適化することが困難であるた
め、裏面５ｂで０．２〜０．６％程度の反射が生じてし
まう。
【００１２】ビームスプリッタ５の表面５ａで反射した
光ＬＢａは、受光素子７の樹脂モールドを通過して受光
チップ７に到達し、多くは受光チップ７に吸収される
が、図２（ｂ）に示すように、残りの２１％程度は受光
チップ７の表面７ａで再び反射して光ＬＣａとなり、さ
らに樹脂モールドの表面６ａで約４％反射して光ＬＤａ
となる。こうした光の界面反射によって、光ＬＤａは光
ＬＢａに対して約０．８４％（＝２１％×４％）の強度
比となって、再び受光チップ７に入射する。すると、光
ＬＤａとビームスプリッタ５の裏面反射による光ＬＢｂ
とが相互干渉して、干渉に関与する光量は受光素子６が
受光する光量全体に対して最大で２０％前後を占める。
光ＬＢａは、受光素子７の樹脂モールドを通過して受光
チップ７に到達し、多くは受光チップ７に吸収される
が、図２（ｂ）に示すように、残りの２１％程度は受光
チップ７の表面７ａで再び反射して光ＬＣａとなり、さ
らに樹脂モールドの表面６ａで約４％反射して光ＬＤａ
となる。こうした光の界面反射によって、光ＬＤａは光
ＬＢａに対して約０．８４％（＝２１％×４％）の強度
比となって、再び受光チップ７に入射する。すると、光
ＬＤａとビームスプリッタ５の裏面反射による光ＬＢｂ
とが相互干渉して、干渉に関与する光量は受光素子６が
受光する光量全体に対して最大で２０％前後を占める。
【００１３】ところが、この相互干渉による干渉強度
は、受光光学系の熱膨張などに起因する光学界面間の距
離変化や非線形光の波長変化に依存して変動するため、
受光素子６のモニタ出力が最大で２０％程度変動してし
まう。そのためモニタ出力と実際の出力とが線形に対応
しなくなり、ＡＰＣ動作が不安定になる。
は、受光光学系の熱膨張などに起因する光学界面間の距
離変化や非線形光の波長変化に依存して変動するため、
受光素子６のモニタ出力が最大で２０％程度変動してし
まう。そのためモニタ出力と実際の出力とが線形に対応
しなくなり、ＡＰＣ動作が不安定になる。
【００１４】本発明の目的は、受光光学系の温度変化や
発振光または非線形光の波長変動に依存せずに、出力光
の強度を安定に精度よく検出できるモニタ光学系を備え
た半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供することであ
る。
発振光または非線形光の波長変動に依存せずに、出力光
の強度を安定に精度よく検出できるモニタ光学系を備え
た半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供することであ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、励起光を放射
する半導体レーザと、共振器内に設けられ、励起光によ
って励起されて発振光を発生するレーザ媒質と、レーザ
媒質から出力される発振光を部分的に取り出すための光
分岐手段と、光分岐手段で取り出された発振光を受光し
て電気信号に変換する受光素子と、受光素子の光入射側
に設けられた窓部材と、光分岐手段と窓部材との間に介
在し、励起光の波長に関して非透過性であって発振光の
波長に関して透過性であるフィルタとを備え、フィル
タ、窓部材および受光素子の各光学界面は互いに略平行
になるように配置され、かつ各光学界面の法線方向がレ
ーザ媒質から出力される発振光の光軸および光分岐手段
で取り出された発振光の光軸を含む平面に対して交差し
ていることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装
置である。 本発明に従えば、フィルタ、窓部材および受光素子の各
光学界面の法線方向が、レーザ媒質から出力される発振
光の光軸および光分岐手段で取り出された発振光の光軸
を含む平面に対して交差していることによって、光分岐
手段から反射されてきた複数の光線が相互に干渉するこ
とを防止できる。そのため、受光素子に到達する光線の
波長変化や受光光学系の熱膨張等に起因するモニタ出力
の変化を解消することができる。これによって、モニタ
光学系が発振光の出力を安定にモニタできる。
する半導体レーザと、共振器内に設けられ、励起光によ
って励起されて発振光を発生するレーザ媒質と、レーザ
媒質から出力される発振光を部分的に取り出すための光
分岐手段と、光分岐手段で取り出された発振光を受光し
て電気信号に変換する受光素子と、受光素子の光入射側
に設けられた窓部材と、光分岐手段と窓部材との間に介
在し、励起光の波長に関して非透過性であって発振光の
波長に関して透過性であるフィルタとを備え、フィル
タ、窓部材および受光素子の各光学界面は互いに略平行
になるように配置され、かつ各光学界面の法線方向がレ
ーザ媒質から出力される発振光の光軸および光分岐手段
で取り出された発振光の光軸を含む平面に対して交差し
ていることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装
置である。 本発明に従えば、フィルタ、窓部材および受光素子の各
光学界面の法線方向が、レーザ媒質から出力される発振
光の光軸および光分岐手段で取り出された発振光の光軸
を含む平面に対して交差していることによって、光分岐
手段から反射されてきた複数の光線が相互に干渉するこ
とを防止できる。そのため、受光素子に到達する光線の
波長変化や受光光学系の熱膨張等に起因するモニタ出力
の変化を解消することができる。これによって、モニタ
光学系が発振光の出力を安定にモニタできる。
【００１６】また本発明は、励起光を放射する半導体レ
ーザと、共振器内に設けられ、励起光によって励起され
て発振光を発生するレーザ媒質と、共振器内に設けら
れ、該発振光を非線形光に変換する非線形光学素子と、
非線形光学素子から出力される非線形光を部分的に取り
出すための光分岐手段と、光分岐手段で取り出された非
線形光を受光して電気信号に変換する受光素子と、受光
素子の光入射側に設けられた窓部材と、光分岐手段と窓
部材との間に介在し、励起光および発振光の波長に関し
て非透過性であって非線形光の波長に関して透過性であ
るフィルタとを備え、フィルタ、窓部材および受光素子
の各光学界面は互いに略平行になるように配置され、か
つ各光学界面の法線方向が非線形光学素子から出力され
る非線形光の光軸および光分岐手段で取り出された非線
形光の光軸を含む平面に対して交差していることを特徴
とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。 本発明に従えば、フィルタ、窓部材および受光素子の各
光学界面の法線方向が、非線形光学素子から出力される
非線形光の光軸および光分岐手段で取り出された非線形
光の光軸を含む平面に対して交差していることによっ
て、光分岐手段から反射されてきた複数の光線が相互に
干渉することを防止できる。そのため、受光素子に到達
する光線の波長変化や受光光学系の熱膨張等に起因する
モニタ出力の変化を解消することができる。これによっ
て、モニタ光学系が非線形光の出力を安定にモニタでき
る。
ーザと、共振器内に設けられ、励起光によって励起され
て発振光を発生するレーザ媒質と、共振器内に設けら
れ、該発振光を非線形光に変換する非線形光学素子と、
非線形光学素子から出力される非線形光を部分的に取り
出すための光分岐手段と、光分岐手段で取り出された非
線形光を受光して電気信号に変換する受光素子と、受光
素子の光入射側に設けられた窓部材と、光分岐手段と窓
部材との間に介在し、励起光および発振光の波長に関し
て非透過性であって非線形光の波長に関して透過性であ
るフィルタとを備え、フィルタ、窓部材および受光素子
の各光学界面は互いに略平行になるように配置され、か
つ各光学界面の法線方向が非線形光学素子から出力され
る非線形光の光軸および光分岐手段で取り出された非線
形光の光軸を含む平面に対して交差していることを特徴
とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。 本発明に従えば、フィルタ、窓部材および受光素子の各
光学界面の法線方向が、非線形光学素子から出力される
非線形光の光軸および光分岐手段で取り出された非線形
光の光軸を含む平面に対して交差していることによっ
て、光分岐手段から反射されてきた複数の光線が相互に
干渉することを防止できる。そのため、受光素子に到達
する光線の波長変化や受光光学系の熱膨張等に起因する
モニタ出力の変化を解消することができる。これによっ
て、モニタ光学系が非線形光の出力を安定にモニタでき
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の実施の一形
態を示す構成図であり、図１（ｂ）は受光素子１６をＹ
軸方向から見た図である。なお、光軸方向をＹ軸、図１
（ａ）の紙面垂直方向をＸ軸、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な
方向をＺ軸としている。
態を示す構成図であり、図１（ｂ）は受光素子１６をＹ
軸方向から見た図である。なお、光軸方向をＹ軸、図１
（ａ）の紙面垂直方向をＸ軸、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な
方向をＺ軸としている。
【００１８】ハウジング１１の内部には、半導体レーザ
１２、レーザ媒質１３、非線形光学素子１４、ビームス
プリッタ１５、フィルタ２０、保持部材１９および受光
素子１６が適切な固定手段で配置されている。ハウジン
グ１１には、非線形光を外部に取り出すための窓部材１
８が取付けられている。
１２、レーザ媒質１３、非線形光学素子１４、ビームス
プリッタ１５、フィルタ２０、保持部材１９および受光
素子１６が適切な固定手段で配置されている。ハウジン
グ１１には、非線形光を外部に取り出すための窓部材１
８が取付けられている。
【００１９】レーザ媒質１３には、たとえばＮｄ：ＹＶ
Ｏ4 結晶、非線形光学素子１４にはたとえばＫＴＰ（Ｋ
ＴｉＯＰＯ4 ）結晶が使用され、半導体レーザ１２は、
波長８０９ｎｍの励起光を放射する。
Ｏ4 結晶、非線形光学素子１４にはたとえばＫＴＰ（Ｋ
ＴｉＯＰＯ4 ）結晶が使用され、半導体レーザ１２は、
波長８０９ｎｍの励起光を放射する。
【００２０】レーザ媒質１３の励起光入射側の表面１３
ａには、レーザ媒質１３の発振波長である波長１０６４
ｎｍに対して反射率が９９．９％であって、かつ励起光
の波長８０９ｎｍに対して透過率が９５％以上となるコ
ーティングが施されている。レーザ媒質１３および非線
形光学素子１４の対向する各表面１３ｂ、１４ａには、
波長１０６４ｎｍに対して透過率が９９．９％以上とな
るコーティングが施されている。非線形光学素子１４の
出射側表面１４ｂには、波長５３２ｎｍに対して透過率
が９５％以上、かつ波長１０６４ｎｍに対して反射率が
９９．９％以上となるコーティングが施されている。こ
うしてレーザ媒質１３の入射側表面１３ａと非線形光学
素子１４の出射側表面１４ｂとの間で光共振器が形成さ
れる。
ａには、レーザ媒質１３の発振波長である波長１０６４
ｎｍに対して反射率が９９．９％であって、かつ励起光
の波長８０９ｎｍに対して透過率が９５％以上となるコ
ーティングが施されている。レーザ媒質１３および非線
形光学素子１４の対向する各表面１３ｂ、１４ａには、
波長１０６４ｎｍに対して透過率が９９．９％以上とな
るコーティングが施されている。非線形光学素子１４の
出射側表面１４ｂには、波長５３２ｎｍに対して透過率
が９５％以上、かつ波長１０６４ｎｍに対して反射率が
９９．９％以上となるコーティングが施されている。こ
うしてレーザ媒質１３の入射側表面１３ａと非線形光学
素子１４の出射側表面１４ｂとの間で光共振器が形成さ
れる。
【００２１】半導体レーザ１２から波長８０９ｎｍの励
起光が出力され、レーザ媒質１３を励起すると、光共振
器内で波長１０６４ｎｍのレーザ発振が起こり、この発
振光は非線形光学素子１４によって波長変換され、第２
高調波である波長５３２ｎｍのレーザ光（非線形光）Ｌ
Ａが発生する。この非線形光ＬＡは光軸に沿って進行
し、途中ビームスプリッタ１５によって一部が反射さ
れ、フィルタ２０を通って受光素子１６に入射するとと
もに、ビームスプリッタ１５を通過した大部分の非線形
光は窓部材１８を通過してハウジング１１の外部に取り
出される。
起光が出力され、レーザ媒質１３を励起すると、光共振
器内で波長１０６４ｎｍのレーザ発振が起こり、この発
振光は非線形光学素子１４によって波長変換され、第２
高調波である波長５３２ｎｍのレーザ光（非線形光）Ｌ
Ａが発生する。この非線形光ＬＡは光軸に沿って進行
し、途中ビームスプリッタ１５によって一部が反射さ
れ、フィルタ２０を通って受光素子１６に入射するとと
もに、ビームスプリッタ１５を通過した大部分の非線形
光は窓部材１８を通過してハウジング１１の外部に取り
出される。
【００２２】ビームスプリッタ１５は、たとえば合成石
英から成る厚み０．２５ｍｍの平行平板であって、非線
形光学素子１４から出てくる非線形光ＬＡを光軸に対し
て約９０°の方向に部分反射するために、その表面１５
ａは光軸に対して約４５°傾斜するように配置されてい
る。また、表面１５ａには、非線形光ＬＡの波長５３２
ｎｍにおいてＰ偏光（ＹＺ面に平行）に対して４．７
％、Ｓ偏光（ＹＺ面に垂直）に対して４．５％の反射率
となるようなコーティングが施される。裏面１５ｂに
は、非線形光ＬＡの波長５３２ｎｍにおいてＰ偏光に対
して０．４％、Ｓ偏光に対して０．３％の反射率となる
ようなコーティングが施される。
英から成る厚み０．２５ｍｍの平行平板であって、非線
形光学素子１４から出てくる非線形光ＬＡを光軸に対し
て約９０°の方向に部分反射するために、その表面１５
ａは光軸に対して約４５°傾斜するように配置されてい
る。また、表面１５ａには、非線形光ＬＡの波長５３２
ｎｍにおいてＰ偏光（ＹＺ面に平行）に対して４．７
％、Ｓ偏光（ＹＺ面に垂直）に対して４．５％の反射率
となるようなコーティングが施される。裏面１５ｂに
は、非線形光ＬＡの波長５３２ｎｍにおいてＰ偏光に対
して０．４％、Ｓ偏光に対して０．３％の反射率となる
ようなコーティングが施される。
【００２３】非線形光ＬＡの偏光比はＰ／Ｓ＝１となっ
ているため、非線形光ＬＡは表面１５ａで偏光成分に応
じた反射率で反射して光ＬＢａとして進行し、一方、裏
面１５ｂでも偏光成分に応じた反射率で反射して光ＬＢ
ｂとして進行し、両方とも受光素子１６に入射する。
ているため、非線形光ＬＡは表面１５ａで偏光成分に応
じた反射率で反射して光ＬＢａとして進行し、一方、裏
面１５ｂでも偏光成分に応じた反射率で反射して光ＬＢ
ｂとして進行し、両方とも受光素子１６に入射する。
【００２４】受光素子１６は、フォトダイオードなどの
受光チップ１７を透明な樹脂モールドで包囲したもので
あり、受光チップ１７の受光側表面は光学的に平滑な面
に形成されている。また、樹脂モールド自体は受光素子
１６のハウジングと窓部材とを兼ねており、樹脂モール
ドの光入射側の表面１６ａは受光チップ１７の受光側表
面に対してほぼ平行になるように平滑な光学界面に形成
されている。なお、受光チップ１７の受光側表面と樹脂
モールドの表面１６ａとの間隔は、たとえば１ｍｍ程度
である。
受光チップ１７を透明な樹脂モールドで包囲したもので
あり、受光チップ１７の受光側表面は光学的に平滑な面
に形成されている。また、樹脂モールド自体は受光素子
１６のハウジングと窓部材とを兼ねており、樹脂モール
ドの光入射側の表面１６ａは受光チップ１７の受光側表
面に対してほぼ平行になるように平滑な光学界面に形成
されている。なお、受光チップ１７の受光側表面と樹脂
モールドの表面１６ａとの間隔は、たとえば１ｍｍ程度
である。
【００２５】受光素子１６を保持する保持部材１９は、
遮光性材料から成る板材で形成され、中央に光通過用の
円形状の孔が穿設されている。こうして保持部材１９は
受光素子１６の受光開口を制限するアパーチャとしても
機能し、迷光の入射を防止している。保持部材１９の孔
の前面には、励起光および発振光をカットするフィルタ
２０が取付けられる。
遮光性材料から成る板材で形成され、中央に光通過用の
円形状の孔が穿設されている。こうして保持部材１９は
受光素子１６の受光開口を制限するアパーチャとしても
機能し、迷光の入射を防止している。保持部材１９の孔
の前面には、励起光および発振光をカットするフィルタ
２０が取付けられる。
【００２６】フィルタ２０は、励起光および発振光の波
長領域を吸収し、かつ非線形光の波長領域を透過する特
性を有するガラスフィルタであって、厚みはたとえば約
０．８ｍｍであり、その両面は平滑な光学界面に形成さ
れている。また、フィルタ２０の両面は、樹脂モールド
の表面１６ａおよび受光チップ１７の受光側表面に対し
てほぼ平行になるように配置される。
長領域を吸収し、かつ非線形光の波長領域を透過する特
性を有するガラスフィルタであって、厚みはたとえば約
０．８ｍｍであり、その両面は平滑な光学界面に形成さ
れている。また、フィルタ２０の両面は、樹脂モールド
の表面１６ａおよび受光チップ１７の受光側表面に対し
てほぼ平行になるように配置される。
【００２７】さらに、フィルタ２０、樹脂モールドの表
面１６ａおよび受光チップ１７の受光側表面の各法線方
向は、非線形光学素子４から出力される非線形光ＬＡの
光軸およびビームスプリッタ１５の両面で反射した光Ｌ
Ｂａ、ＬＢｂの光軸を含むＹＺ平面に対して、たとえば
３°〜２０°の範囲で交差するように配置されている。
面１６ａおよび受光チップ１７の受光側表面の各法線方
向は、非線形光学素子４から出力される非線形光ＬＡの
光軸およびビームスプリッタ１５の両面で反射した光Ｌ
Ｂａ、ＬＢｂの光軸を含むＹＺ平面に対して、たとえば
３°〜２０°の範囲で交差するように配置されている。
【００２８】ビームスプリッタ１５の両面で反射した光
ＬＢａ、ＬＢｂのビーム直径は、それぞれ約７５μｍで
あり、光ＬＢａ、ＬＢｂの光軸間隔は約２００μｍであ
る。光ＬＢａ、ＬＢｂは、フィルタ２０、保持部材の
孔、受光素子１６の樹脂モールドを順に通過して、受光
チップ１７に到達して電気信号に変換される。
ＬＢａ、ＬＢｂのビーム直径は、それぞれ約７５μｍで
あり、光ＬＢａ、ＬＢｂの光軸間隔は約２００μｍであ
る。光ＬＢａ、ＬＢｂは、フィルタ２０、保持部材の
孔、受光素子１６の樹脂モールドを順に通過して、受光
チップ１７に到達して電気信号に変換される。
【００２９】モニタ用の光ＬＢａの大部分は受光チップ
１７に吸収されるが、その一部は受光チップ７の表面で
反射してしまい、図１（ｂ）に示すように、樹脂モール
ドの表面１６やフィルタ２０の両面の各光学界面で多重
反射を引き起こしたとしても、これらの反射光は光ＬＢ
ａの光軸から外れてしまうため、光ＬＢａと光ＬＢｂと
が相互に干渉することが無い。したがって、波長変動や
熱膨張の影響を受けることなく、モニタ出力と実際の出
力との線形性を確保できる。
１７に吸収されるが、その一部は受光チップ７の表面で
反射してしまい、図１（ｂ）に示すように、樹脂モール
ドの表面１６やフィルタ２０の両面の各光学界面で多重
反射を引き起こしたとしても、これらの反射光は光ＬＢ
ａの光軸から外れてしまうため、光ＬＢａと光ＬＢｂと
が相互に干渉することが無い。したがって、波長変動や
熱膨張の影響を受けることなく、モニタ出力と実際の出
力との線形性を確保できる。
【００３０】こうした配置を採用した半導体レーザ励起
固体レーザ装置では、連続動作中に受光素子１６のモニ
タ出力を計測しながら環境温度を変化させても、モニタ
出力はほとんど変化せず、特に熱膨張に起因した相互干
渉に伴う周期的な変動は皆無であった。
固体レーザ装置では、連続動作中に受光素子１６のモニ
タ出力を計測しながら環境温度を変化させても、モニタ
出力はほとんど変化せず、特に熱膨張に起因した相互干
渉に伴う周期的な変動は皆無であった。
【００３１】一方、比較例として、フィルタ２０、樹脂
モールドの表面１６ａおよび受光チップ１７の受光側表
面の各法線方向を、非線形光学素子１４から出力される
非線形光ＬＡの光軸およびビームスプリッタ１５の両面
で反射した光ＬＢａ、ＬＢｂの光軸を含むＹＺ平面に対
して略平行で、光ＬＢａ，ＬＢｂが０°〜２０°の入射
角で各光学要素に入射するように配置した半導体レーザ
励起固体レーザ装置についても同様な実験を行ったとこ
ろ、モニタ出力は環境温度変化に対して４％程度の周期
的変動を示し、光ＬＢａと光ＬＢｂとの相互干渉によっ
てモニタ出力と実際の出力との不一致が観測された。
モールドの表面１６ａおよび受光チップ１７の受光側表
面の各法線方向を、非線形光学素子１４から出力される
非線形光ＬＡの光軸およびビームスプリッタ１５の両面
で反射した光ＬＢａ、ＬＢｂの光軸を含むＹＺ平面に対
して略平行で、光ＬＢａ，ＬＢｂが０°〜２０°の入射
角で各光学要素に入射するように配置した半導体レーザ
励起固体レーザ装置についても同様な実験を行ったとこ
ろ、モニタ出力は環境温度変化に対して４％程度の周期
的変動を示し、光ＬＢａと光ＬＢｂとの相互干渉によっ
てモニタ出力と実際の出力との不一致が観測された。
【００３２】なお、以上の説明において、受光素子１６
が窓部材として樹脂モールドを使用したタイプの例を示
したが、容器とガラス窓を有するパッケージタイプや受
光チップ１７だけのベアチップタイプでも本発明は適用
可能である。
が窓部材として樹脂モールドを使用したタイプの例を示
したが、容器とガラス窓を有するパッケージタイプや受
光チップ１７だけのベアチップタイプでも本発明は適用
可能である。
【００３３】また、以上の説明において、レーザ媒質１
３および非線形光学素子１４から成る短波長光源の例を
示したが、非線形光学素子１４を省いてレーザ媒質１３
だけを使用する基本波レーザ光源にも本発明は適用可能
である。
３および非線形光学素子１４から成る短波長光源の例を
示したが、非線形光学素子１４を省いてレーザ媒質１３
だけを使用する基本波レーザ光源にも本発明は適用可能
である。
【００３４】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、フ
ィルタ、窓部材および受光素子の各光学界面がモニタ用
の非線形光の光軸に対して傾斜しているため、光分岐手
段で取り出された複数の光ビームが光学界面での反射に
よる相互干渉を解消でき、発振光または非線形光のレー
ザ出力を安定にモニタすることができる。これによっ
て、たとえばＡＰＣ動作の安定化が図られる。
ィルタ、窓部材および受光素子の各光学界面がモニタ用
の非線形光の光軸に対して傾斜しているため、光分岐手
段で取り出された複数の光ビームが光学界面での反射に
よる相互干渉を解消でき、発振光または非線形光のレー
ザ出力を安定にモニタすることができる。これによっ
て、たとえばＡＰＣ動作の安定化が図られる。
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の一形態を示す構成
図であり、図１（ｂ）は受光素子１６をＹ軸方向から見
た図である。
図であり、図１（ｂ）は受光素子１６をＹ軸方向から見
た図である。
【図２】図２（ａ）は従来の半導体レーザ励起固体レー
ザ装置の一例を示す構成図であり、図２（ｂ）は受光素
子６をＸ軸方向から見た拡大図であり、図２（ｃ）は受
光素子６をＹ軸方向から見た拡大図である。
ザ装置の一例を示す構成図であり、図２（ｂ）は受光素
子６をＸ軸方向から見た拡大図であり、図２（ｃ）は受
光素子６をＹ軸方向から見た拡大図である。
１１ ハウジング １２ 半導体レーザ １３ レーザ媒質 １４ 非線形光学素子 １５ ビームスプリッタ １６ 受光素子 １７ 受光チップ １８ 窓部材 １９ 保持部材 ２０ フィルタ
Claims (2)
- 【請求項１】 励起光を放射する半導体レーザと、 共振器内に設けられ、励起光によって励起されて発振光
を発生するレーザ媒質と、 レーザ媒質から出力される発振光を部分的に取り出すた
めの光分岐手段と、 光分岐手段で取り出された発振光を受光して電気信号に
変換する受光素子と、 受光素子の光入射側に設けられた窓部材と、 光分岐手段と窓部材との間に介在し、励起光の波長に関
して非透過性であって発振光の波長に関して透過性であ
るフィルタとを備え、 フィルタ、窓部材および受光素子の各光学界面は互いに
略平行になるように配置され、かつ各光学界面の法線方
向がレーザ媒質から出力される発振光の光軸および光分
岐手段で取り出された発振光の光軸を含む平面に対して
交差していることを特徴とする半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置。 - 【請求項２】 励起光を放射する半導体レーザと、 共振器内に設けられ、励起光によって励起されて発振光
を発生するレーザ媒質と、 共振器内に設けられ、該発振光を非線形光に変換する非
線形光学素子と、 非線形光学素子から出力される非線形光を部分的に取り
出すための光分岐手段と、 光分岐手段で取り出された非線形光を受光して電気信号
に変換する受光素子と、 受光素子の光入射側に設けられた窓部材と、 光分岐手段と窓部材との間に介在し、励起光および発振
光の波長に関して非透過性であって非線形光の波長に関
して透過性であるフィルタとを備え、 フィルタ、窓部材および受光素子の各光学界面は互いに
略平行になるように配置され、かつ各光学界面の法線方
向が非線形光学素子から出力される非線形光の光軸およ
び光分岐手段で取り出された非線形光の光軸を含む平面
に対して交差していることを特徴とする半導体レーザ励
起固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295296A JPH09293921A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295296A JPH09293921A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09293921A true JPH09293921A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14341156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10295296A Pending JPH09293921A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09293921A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003158323A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Shimadzu Corp | 固体レーザ装置 |
| JP2006313928A (ja) * | 2006-07-14 | 2006-11-16 | Shimadzu Corp | 固体レーザ装置 |
| US10749598B2 (en) | 2018-07-23 | 2020-08-18 | Santec Corporation | Integrated optical device |
-
1996
- 1996-04-24 JP JP10295296A patent/JPH09293921A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003158323A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Shimadzu Corp | 固体レーザ装置 |
| JP2006313928A (ja) * | 2006-07-14 | 2006-11-16 | Shimadzu Corp | 固体レーザ装置 |
| US10749598B2 (en) | 2018-07-23 | 2020-08-18 | Santec Corporation | Integrated optical device |
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