KR20100114132A - 광 모듈 - Google Patents

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마사미츠 오카무라
게이이치 후쿠다
치세 난바
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

기본파 레이저광을 발진하는 고체 레이저 소자와, 고체 레이저 소자를 여기하는 여기 광원과, 고체 레이저 소자가 발진한 기본파 레이저광을 파장 변환하는 파장 변환 소자가 탑재된 마운트와, 마운트를 지지하는 기판을 구비한 광 모듈을 구성하는 것이고, 마운트를 3개의 블록, 즉 레이저 매질이 탑재된 제 1 블록, 여기 광원이 탑재된 제 2 블록, 및 파장 변환 소자가 탑재된 제 3 블록으로 분할하고, 제 2 블록만을 상기 제 2 블록의 측면 또는 저면에서 기판에 고정하고, 제 2 블록의 다른 측면에 제 1 블록을 고정하고, 제 1 블록의 측면에 제 3 블록을 고정한다.

Description

광 모듈{OPTICAL MODULE}
본 발명은 레이저 소자로부터 발진된 기본파 레이저광을 파장 변환 소자로 소정 파장의 레이저광으로 변환해서 출력하는 광 모듈에 관한 것이다.
파장 530㎚대의 녹색의 레이저광을 발진하는 광 모듈을 얻는 것에 있어서는, 많은 경우, 1060㎚대의 적외 레이저광을 기본파 레이저광으로서 사용하고, 상기 기본파 레이저광을 파장 변환 소자로 파장 변환하고 있다. 이 때문에, 녹색의 레이저광을 발진하는 광 모듈은 일반적으로 기본파 레이저광을 발진하는 고체 레이저 소자, 상기 고체 레이저 소자를 여기하는 여기 광원 및 파장 변환 소자를 사용하여 구성된다.
상기의 광 모듈에서는, 고체 레이저 소자를 구성하는 레이저 공진기에서의 광 손실이 많아지면 해당 광 모듈의 발열량이 많아져, 성능이 저하한다. 이 때문에, 해당 광 모듈의 고출력화를 도모하기 위해서는 레이저 공진기내에서의 광 손실을 저감시키는 것이 필수적이어서, 이를 위해서는 고체 레이저 소자의 광축과 파장 변환 소자의 광축의 얼라인먼트(alignment) 정밀도를 높이는 것이 필요하게 된다.
상기 타입의 광 모듈은 아니지만, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 반도체 레이저 광원 일체형 광도파로 장치에서는, 광도파로가 형성된 광도파로 소자의 표면으로부터 상기 광도파로의 광입사단(光入射端)의 중심축까지의 거리와 반도체 레이저의 표면으로부터 발광단(發光端)의 중심축까지의 거리를 일치시킴으로써, 광도파로 소자의 축심과 반도체 레이저의 축심을 정확하게 위치 설정할 수 있도록 하고 있다. 이러한 광도파로 장치에서는, 접착제나 땜납 등의 접합재에 의해 광도파로 소자와 반도체 레이저가 공통의 기판상에 병치되어 고정된다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 전기 광학 시스템에서는, 제 1 서브 마운트(sub-mount)와 제 2 서브 마운트를 서로 분리하여 마련하고, 제 1 서브 마운트에 2차 히트싱크(heatsink)를 장착하는 동시에 상기 2차 히트싱크로부터 제 1 서브 마운트상에 장출(張出)하도록 하여 능동적 이득 매체(레이저·크리스탈 등)를 마련하고, 능동적 이득 매체용의 펌프원(레이저 다이오드)을 제 2 서브 마운트에서의 제 1 서브 마운트측의 측벽부에 장착하고 있다. 이렇게 능동적 이득 매체 및 펌프원을 배치함으로써, 이들 능동적 이득 매체와 펌프원의 간격을 정확한 것으로 하고 있다. 해당 특허문헌 2에 구체적으로 기재된 형태에서는, 제 2 서브 마운트의 상면측에 형성된 오목부에 능동적 이득 매체의 일단부가 결합하고 있다.
일본 공개 특허 제 1993-289132 호 공보 일본 공개 특허 제 2001-085767 호 공보
예를 들면, 고체 레이저 소자와 파장 변환 소자를 이들의 광축의 얼라인먼트 정밀도가 ㎛ 오더(order) 또는 서브 ㎛ 오더가 되도록 조합시켜서 레이저 공진기를 구성하면, 해당 레이저 공진기내에서의 광손실이 대폭 저감되므로, 출력 강도가 높은 광 모듈을 얻을 수 있다.
그러나, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 광도파로 장치에서의 광도파로 소자와 반도체 레이저의 고정 방법과 같이, 공통의 기판상에 고체 레이저 소자와 파장 변환 소자를 접합재로 고정하면, 서브 ㎛ 오더의 부재 가공 정밀도를 얻는 것이나, 접합재의 두께를 정확하게 관리하기 어렵기 때문에, 고체 레이저 소자의 광축과 파장 변환 소자의 광축의 얼라인먼트 정밀도를 ㎛ 오더 또는 서브 ㎛ 오더로까지 높이는 것이 곤란해진다.
또한, 특허문헌 2에 구체적으로 기재된 전기 광학 시스템에서의 능동적 이득 매체와 펌프원의 배치 형태에 준해서 고체 레이저 소자와 파장 변환 소자를 배치하면, 제 2 서브 마운트의 상면측에 형성된 오목부에 의해 고체 레이저 소자와 파장 변환 소자의 상대 위치가 규제되어 버리기 때문에, 해당 상대 위치의 미조정을 하기 어렵다. 그 때문에, 고체 레이저 소자의 광축과 파장 변환 소자의 광축의 얼라인먼트 정밀도를 ㎛ 오더 또는 서브 ㎛ 오더로까지 높이는 것이 곤란하다.
본 발명은 상기의 사정에 비추어 이루어진 것으로, 고체 레이저 소자의 광축과 파장 변환 소자의 광축의 얼라인먼트 정밀도를 높이기 용이한 광 모듈을 얻는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명의 레이저 모듈은, 기본파 레이저광을 발진하는 고체 레이저 소자와, 고체 레이저 소자를 여기하는 여기 광원과, 고체 레이저 소자가 발진한 기본파 레이저광을 파장 변환하는 파장 변환 소자가 탑재된 마운트와, 마운트를 지지하는 기판을 구비하고, 마운트는, 고체 레이저 소자의 레이저 매질이 탑재된 제 1 블록과, 여기 광원이 탑재된 제 2 블록과, 파장 변환 소자가 탑재된 제 3 블록으로 3분할되어 있고, 제 2 블록만이 상기 제 2 블록의 측면 또는 저면에서 기판에 고정되고, 제 2 블록의 다른 측면에 제 1 블록이 고정되고, 제 1 블록의 측면에 제 3 블록이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 광 모듈에서는, 고체 레이저 소자의 레이저 매질이 탑재된 제 1 블록, 여기 광원이 탑재된 제 2 블록, 및 파장 변환 소자가 탑재된 제 3 블록중 제 2 블록만이 기판에 고정되므로, 제 2 블록에 대한 제 1 블록 및 제 3 블록의 상대 위치를 조정하기 용이하다. 이 때문에, 적어도 레이저 매질 및 파장 변환 소자에 대해서는, 이들의 광축의 얼라인먼트 정밀도가 ㎛ 오더 또는 서브 ㎛ 오더가 되도록 액티브(active) 얼라인먼트에 의해 위치맞추는 것도 용이하다. 레이저 매질과 파장 변환 소자를 사용하여 고체 레이저 소자용의 레이저 공진기를 구성했을 때에도, 상기 레이저 공진기내에서의 광손실을 용이하게 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 고체 레이저 소자의 광축과 파장 변환 소자의 광축의 얼라인먼트 정밀도를 높이기 용이한 광 모듈을 얻을 수 있어, 소망 파장의 레이저광을 발진하는 고출력의 광 모듈을 얻는 것이 용이해진다.
도 1은 본 발명의 광 모듈의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 광 모듈을 개략적으로 도시하는 측면도,
도 3은 본 발명의 광 모듈중에서 멀티-이미터(multi-emitter)화된 것의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도,
도 4는 본 발명의 광 모듈중에서 레이저 매질의 여기 광원으로서 라이트 가이드를 구비한 것의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도.
이하, 본 발명의 광 모듈의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 하기의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 광 모듈의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 1에 도시하는 광 모듈(50)은 제 1 블록(1), 제 2 블록(10) 및 제 3 블록(20)의 합계 3개의 블록으로 분할된 마운트(30A)와, 기판(40)을 구비하고 있다.
상기의 제 1 블록(1)의 상면(1a)에는 박판형상의 응력 완충 부재(3)가 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되고, 응력 완충 부재(3)상에는 히트싱크(5)가 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되고, 히트싱크(5)상에는 레이저 매질(7)이 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되어 탑재되어 있다. 제 1 블록(1)은 레이저 매질(7)의 광축과 직교하는 2개의 측면을 갖는 평판형상의 부재이며, 예를 들어 금속 재료나 합금 재료에 의해 제작된다. 응력 완충 부재(3)는 제 1 블록(1)과 히트싱크(5)의 선팽창 계수 차이에 기인하여 생기는 열응력을 완화한다.
제 1 블록(1)에서의 히트싱크(5)는 광 모듈(50)의 동작시에 레이저 매질(7)에 소정 패턴의 열분포를 형성하고, 이러한 열분포에 의해 렌즈 효과를 발현되게 해서 레이저 매질(7)내에서의 광확산을 억제한다. 그 때문에, 해당 히트싱크(5)에서의 레이저 매질(7)측에는, 복수의 접합면을 갖는 빗형의 접합부가 형성되어 있다. 레이저 매질(7)은 고체 레이저 소자에 이용되는 도파로형의 레이저 매질이며, 기본파 레이저광을 발진하는 1개의 광도파로를 갖고 있다. 광 모듈(50)이 녹색의 레이저광을 발진하는 것인 경우에는, 예를 들어 Nd:YVO3[네오디뮴-도핑 바나딕산 이트륨(neodymium-doped yttrium vanadic acid)] 등의 레이저 매질에 의해 상기의 광도파로가 형성된다. 이러한 레이저 매질(7)은 후술하는 레이저 공진기(LR)와 함께 고체 레이저 소자(SL)를 구성한다.
제 2 블록(10)의 상면(10a)에는 서브 마운트(13)가 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되고, 서브 마운트(13)상에는 반도체 레이저 소자(15)가 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되어 탑재되어 있다. 반도체 레이저 소자(15)는 자기 발열로 고온도가 되면 그 발광 효율이 급감하고, 수명도 짧아진다고 하는 성질이 있기 때문에, 제 2 블록(10)은 열전도율이 높은 예를 들어 구리나 구리 텅스텐 등의 구리계 재료에 의해 제작되어 히트싱크로서 기능한다. 이러한 제 2 블록(10)은 평판형상의 부재이며, 반도체 레이저 소자(15)의 광축과 직교하는 2개의 측면을 갖고 있다.
서브 마운트(13)는 전기 절연 재료에 의해 제작되고, 제 2 블록(10)과 반도체 레이저 소자(13)의 선팽창 계수 차이에 기인하여 이들 제 2 블록(10)과 반도체 레이저 소자(15) 사이에 생기는 열응력을 완화한다. 반도체 레이저 소자(15)는 도시를 생략한 외부 회로에 접속되어서, 상기 고체 레이저 소자(SL)의 여기광을 출광하는 여기 광원으로서 기능한다. 예를 들면, 레이저 매질(7)에서의 광도파로가 Nd:YVO3에 의해 형성되어 있는 경우에는, 파장 800㎚대의 근적외 레이저광을 발진하는 레이저 소자가 해당 반도체 레이저 소자(15)로서 이용된다.
제 3 블록(20)의 상면(20a)에는 온도 제어기(23)가 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되고, 온도 제어기(23)상에는 균열판(均熱板; 25)이 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되고, 균열판(25)상에는 파장 변환 소자(27)가 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되어 탑재되어 있다. 제 3 블록(20)은 파장 변환 소자(27)의 광축과 직교하는 2개의 측면을 갖는 평판형상의 부재이며, 구리계 재료나 해당 구리계 재료보다도 열저항이 큰 금속 재료 또는 합금 재료, 예를 들어 스테인리스강에 의해 제작된다. 제 3 블록(20)을 구리계 재료보다도 열 저항이 큰 금속 재료 또는 합금 재료에 의해 제작했을 경우에는, 온도 제어기(23)에 의한 파장 변환 소자(27)의 온도 제어가 용이해진다.
온도 제어기(23)는 예를 들어 발열체를 이용하여 구성되어서, 파장 변환 소자(27)의 온도를 소정의 온도로 제어한다. 이러한 온도 제어기(23)는 도시를 생략한 외부 회로에 접속되어 있다. 균열판(25)은, 예를 들어 구리나 알루미늄 등의 열전도성이 양호한 금속 재료 또는 합금 재료에 의해 제작되어서, 온도 제어기(23)에 의해 파장 변환 소자(27)가 균일하게 온도 제어되도록, 해당 균열판(25)과 파장 변환 소자(27)의 접합면내의 온도 분포를 균일화한다. 파장 변환 소자(27)는, 예를 들어 니오브산(niobic acid) 칼륨(KNbO3), 니오브산 리튬(LiNbO3) 등의 비선형 광학 재료에 의해 형성된 광도파로를 갖는 도파로형의 것이고, 그 파장 변환 효율에는 온도 의존성이 있다. 이 때문에, 온도 제어기(23)에 의해 소정의 온도로 유지된다.
기판(40)은 상술한 제 1 내지 제 3 블록(1, 10, 20)을 지지하는 부재이며, 필요에 따라서 스템(stem)으로서의 기능이 부여된다. 도시의 광 모듈(50)에서는, 기판(40)의 주면(40a)상에 제 2 블록(10)만이 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되어 있다.
도 2는 도 1에 도시한 광 모듈을 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 광 모듈(50)에서는, 제 2 블록(10)의 측면중에서 반도체 레이저 소자(15)의 광축과 직교하는 2개의 측면의 한쪽이 접합재(도시하지 않음)에 의해 기판(40)의 주면(40a)에 접합되고, 다른쪽 측면에 제 1 블록(1)의 측면중에서 레이저 매질(7)의 광축과 직교하는 2개의 측면의 한쪽이 접합재(도시하지 않음)에 의해 접합되어 있다. 또한, 제 1 블록(1)의 측면중에서 레이저 매질(7)의 광축과 직교하는 2개의 측면의 다른쪽에는, 제 3 블록(20)의 측면중에서 파장 변환 소자(27)의 광축과 직교하는 2개의 측면중 한쪽이 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되어 있다. 또한, 레이저 매질(7)의 광축이란, 해당 레이저 매질(7)에 형성되어 있는 광도파로의 광축을 의미하고, 파장 변환 소자(27)의 광축이란, 해당 파장 변환 소자(27)에 형성되어 있는 광도파로의 광축을 의미한다.
각 블록(1, 10, 20)은, 반도체 레이저 소자(15)로부터 출사된 여기광이 레이저 매질(7)의 광도파로(도시하지 않음)로 입사하고, 또한 고체 레이저 소자(SL)에서 발진된 기본파 레이저광이 파장 변환 소자(27)의 광도파로(도시하지 않음)로 입사하도록, 각각의 블록(1, 10, 20)의 상면(1a, 10a, 20a)을 동일 방향을 향해서 배치되어 있다. 반도체 레이저 소자(15)의 광출사단은 레이저 매질(7)측에 있고, 레이저 매질(7)의 광출사단은 파장 변환 소자(27)측에 있다.
레이저 매질(7)에서의 광도파로의 광입사단 및 파장 변환 소자(27)에서의 광도파로의 광입사단 각각에는 공진기 미러로서 기능하는 광학 박막이 마련되어 있고, 이들 광학 박막에 의해 레이저 공진기(LR)가 형성된다. 이러한 레이저 공진기(LR)와 레이저 매질(7)에서의 광도파로에 의해 고체 레이저 소자(SL)가 구성된다.
이렇게 구성된 광 모듈(50)에서는, 반도체 레이저 소자(15)에서 발진된 여기광(EL)이 레이저 매질(7)의 광도파로로 입사하여, 해당 광도파로로부터 기본파 레이저광(FL)이 발진된다. 이러한 기본파 레이저광(FL)은 레이저 공진기(LR)내에서 반사를 반복하여 증폭되고, 그 일부가 파장 변환 소자(27)의 광도파로로 입사하여 파장 변환되어, 제 2 고조파(SH)가 되어서 파장 변환 소자(27)로부터 출사한다. 레이저 매질(7)에서 발진되는 기본파 레이저광이 1060㎚대의 적외 레이저광일 때에는, 그 제 2 고조파(SH)인 파장 530㎚대의 녹색 레이저광을 얻을 수 있다.
레이저 매질(7), 반도체 레이저 소자(15) 및 파장 변환 소자(27) 각각의 광축의 방향을 Z축으로 하고, 각 블록(1, 10, 20)의 높이 방향을 Y축으로 하여 XYZ 좌표계(도 1 참조)를 상정하면, 제 2 블록(10)만이 기판(40)에 고정되므로, 광 모듈(50)을 조립할 때에는, 제 1 블록(1) 및 제 3 블록(20) 각각을 제 2 블록(10)의 외측에서 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향중 어느 방향으로도 자유롭게 변위시킬 수 있다. 제 2 블록(10)에 대한 제 1 블록(1)의 상대 위치, 및 제 1 블록(1)에 대한 제 3 블록의 상대 위치를 자유롭게 조정할 수 있다.
이 때, 제 1 블록(1)에서의 제 2 블록(10)측의 측면이 레이저 매질(7)의 광축과 평행하고, 제 2 블록(10)에서의 제 1 블록(1)측의 측면이 반도체 레이저 소자(15)의 광축과 평행하므로, X-Y 평면내에서의 제 1 블록(1)의 경사를 억제하는 것이 용이하다. 마찬가지로, 제 1 블록(1)에서의 제 3 블록(20)측의 측면이 레이저 매질(7)의 광축과 평행하고, 제 3 블록(20)에서의 제 1 블록(1)측의 측면이 파장 변환 소자(27)의 광축과 평행하므로, X-Y 평면내에서의 제 3 블록(20)의 경사를 억제하는 것이 용이하다.
따라서, 레이저 매질(7)의 광축과 직교하도록 해당 레이저 매질(7)의 광입사단 및 광출사단을 미리 성형하고, 반도체 레이저 소자(15)의 광축과 직교하도록 해당 반도체 레이저 소자(15)의 광출사단을 미리 성형하고, 파장 변환 소자(27)의 광축과 직교하도록 해당 파장 변환 소자(27)의 광입사단을 미리 성형하여 두는 것에 의해, 반도체 레이저 소자(15)와 레이저 매질(7)의 액티브 얼라인먼트, 및 레이저 매질(7)과 파장 변환 소자의 액티브 얼라인먼트를 정확하게 실행하는 것이 용이해진다.
예를 들면 레이저 매질(7)의 광축과 파장 변환 소자(27)의 광축의 얼라인먼트 정밀도를 ㎛ 오더 또는 서브 ㎛ 오더로까지 높이는 것도 용이하다. 해당 얼라인먼트 정밀도가 ㎛ 오더 또는 서브 ㎛ 오더로까지 높아지면, 레이저 공진기(RL)(도 2 참조)내에서의 광손실이 대폭 저감되므로, 광 모듈(50)의 출력 강도가 증대한다. 소망 파장의 레이저광, 예를 들어 녹색의 레이저광을 발진하는 고출력의 광 모듈을 얻는 것이 용이해진다.
또한, 반도체 레이저 소자(15)의 광축과 레이저 매질(7)의 광축의 얼라인먼트 정밀도를 높이는 것도 용이하다. 사용하는 반도체 레이저 소자(15)의 발진 위치가 해당 반도체 레이저 소자(15)의 제조 편차에 의해 어긋나 있어도, 제 2 블록(10)에 대한 제 1 블록(1)의 상대 위치를 적절히 조정하는 것에 의해, 반도체 레이저 소자(15)의 발진 위치에 따라서 해당 반도체 레이저 소자(15)와 레이저 매질(7)을 얼라인먼트할 수 있다. 따라서, 광 모듈(50)에서는, 반도체 레이저 소자(15)의 광축, 레이저 매질(7)의 광축, 및 파장 변환 소자(27)의 광축을 1개의 광축(OA)(도 2 참조)상에 위치시키는 것이 용이하다. 또한, 해당 광 모듈(50)의 소형화도 용이하다.
(실시형태 2)
본 발명의 광 모듈은 멀티-이미터화할 수도 있다. 멀티-이미터화할 경우에는, 예를 들어 복수개의 광도파로를 갖는 레이저 매질이 상면에 탑재된 제 1 블록, 복수개의 여기 광원이 상면에 탑재된 제 2 블록, 및 복수개의 파장 변환 소자 또는 복수개의 광도파로가 형성된 1개의 파장 변환 소자가 상면에 탑재된 제 3 블록중 제 2 블록이 기판에 고정되고, 해당 블록에 나머지 2개의 블록이 소정의 배치로 고정된다.
도 3은 멀티-이미터화된 광 모듈의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 3에 도시하는 광 모듈(50A)은 도 1에 도시한 제 1 블록(1), 제 2 블록(10), 제 3 블록(20) 대신에 제 1 블록(1A), 제 2 블록(10A), 제 3 블록(20A)을 구비하고 있는 것 이외에는, 도 1에 도시한 광 모듈(50)과 동일한 구성을 갖고 있다.
제 1 블록(1A)은, 도 1에 도시한 레이저 매질(7) 대신에 복수개의 광도파로를 갖는 도파로형의 고체 레이저 매질(7A)을 구비하고 있는 점을 제외하고, 도 1에 도시한 제 1 블록(1)과 동일한 구성을 갖고 있다. 제 2 블록(10A)은, 도 1에 도시한 반도체 레이저 소자(15) 대신에 복수개의 레이저 발진기를 갖는 반도체 레이저 소자(15A)를 구비하고 있는 점을 제외하고, 도 1에 도시한 제 2 블록(10)과 동일한 구성을 갖고 있다. 그리고, 제 3 블록(20A)은, 도 1에 도시한 파장 변환 소자(27) 대신에 복수개의 광도파로를 갖는 도파로형의 파장 변환 소자(27A)를 구비하고 있는 점을 제외하고, 도 1에 도시한 제 3 블록(20)과 동일한 구성을 갖고 있다. 도 3에 도시한 구성 부재중에서 도 1에 도시한 구성 부재와 공통되는 것에 대해서는, 도 1에 사용한 참조부호와 동일한 참조부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
반도체 레이저 소자(15A)중의 각각의 레이저 발진기는, 레이저 매질(7A)용의 여기광을 발진한다. 반도체 레이저 소자(15A)중의 각각의 레이저 발진기로부터 출사한 여기광은 레이저 매질(7A)중의 각각의 광도파로로 입사하고, 레이저 매질(7A)중의 각각의 광도파로로부터 출사한 각 기본파 레이저광은 레이저 공진기(도시하지 않음)에서 증폭되어서 파장 변환 소자(27A)중의 각각의 광도파로로 입사한다. 즉, 광 모듈(50A)은 도 1에 도시한 고체 레이저(SL) 대신에 고체 레이저 어레이(SLA)를 갖고, 소정 파장의 레이저광을 복수개 출사한다.
이렇게 구성된 광 모듈(50A)에 있어서도, 레이저 매질(7A)에서의 각 광도파로, 반도체 레이저 소자(15A)에서의 각 레이저 발진기, 및 파장 변환 소자(27A)에서의 각 광도파로를 미리 정해진 정밀도하에서 형성하여 두는 것에 의해, 도 1에 도시한 광 모듈(50)에서와 동일한 이유로부터, 해당 광 모듈(50)과 동일한 기술적 효과를 얻을 수 있다. 소망 파장의 레이저광, 예를 들어 녹색의 레이저광을 발진하는 고출력의 광 모듈을 얻는 것이 용이해진다. 또한, 광 모듈(50A)의 소형화도 용이하다.
(실시형태 3)
본 발명의 광 모듈에 있어서는, 레이저 매질의 여기 광원으로서, 외부의 광원으로부터 여기광을 수광하여 레이저 매질측으로 출사하는 라이트 가이드(light guide)를 이용할 수도 있다.
도 4는 레이저 매질의 여기 광원으로서 라이트 가이드를 구비한 광 모듈의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 4에 도시하는 광 모듈(150)은, 도 1에 도시한 제 2 블록(10) 대신에 제 2 블록(110)을 갖는 마운트(30B)를 구비하고 있는 점, 및 제 2 블록(110)의 저면이 기판(40)에 고정되어 있는 점을 각각 제외하고, 도 1에 도시한 광 모듈(50)과 동일한 구성을 갖고 있다. 도 4에 도시한 구성 부재중에서 도 1에 도시한 구성 부재와 공통되는 것에 대해서는, 도 1에서 사용한 참조부호와 동일한 참조부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
상기의 제 2 블록(110)의 상면(111a)에는 라이트 가이드(113)가 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되어 있다. 제 2 블록(110)은, 라이트 가이드(113)로부터 출사하는 여기광의 광축과 직교하는 2개의 측면을 갖는 평판형상의 부재이며, 예를 들어 금속 재료나 합금 재료 등에 의해 제작된다. 라이트 가이드(113)는 도시를 생략한 외부의 광원으로부터 레이저 매질(7)용의 여기광을 수광하여, 해당 여기광을 레이저 매질(7)측으로 출사한다.
이러한 제 2 블록(110)은 그 저면이 접합재(도시하지 않음)에 의해 기판(40)의 주면(40a)에 접합되어서, 해당 기판(40)에 고정되어 있다. 제 2 블록(110)의 측면중에서 라이트 가이드(113)로부터 출사하는 여기광의 광축과 직교하는 2개의 측면중 한쪽에, 제 1 블록(1)의 측면중에서 레이저 매질(7)의 광축과 직교하는 2개의 측면중 한쪽이 접합재(도시하지 않음)에 의해 접합되어 있다. 또한, 제 1 블록(1)의 측면중에서 레이저 매질(7)의 광축과 직교하는 2개의 측면중 다른쪽에는, 제 3 블록(20)의 측면중에서 파장 변환 소자(27)의 광축과 직교하는 2개의 측면중 한쪽이 접합재(도시하지 않음)에 의해 고정되어 있다.
이렇게 구성된 광 모듈(150)에 있어서도, 도 1에 도시한 광 모듈(50)에서와 동일한 이유로부터, 해당 광 모듈(50)과 동일한 기술적 효과를 얻을 수 있다. 소망 파장의 레이저광, 예를 들어 녹색의 레이저광을 발진하는 고출력의 광 모듈을 얻는 것이 용이해진다. 또한, 광 모듈(150)의 소형화도 용이하다.
이상, 본 발명의 광 모듈에 대하여 실시형태를 들어서 설명했지만, 전술한 바와 같이, 본 발명은 상술의 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제 1 블록에 있어서의 제 2 블록측의 측면, 및 제 2 블록에 있어서의 제 1 블록측의 측면은, 제 1 블록의 상면과 제 2 블록의 상면을 동일 평면상에 위치시키거나, 또는 서로 평행하게 하는 것이 용이하면, 레이저 매질의 광축 또는 여기광의 광축과 직교하지 않고 소정의 각도로 경사져 있어도 좋다.
마찬가지로, 제 1 블록에 있어서의 제 3 블록측의 측면, 및 제 3 블록에 있어서의 제 1 블록측의 측면은, 제 1 블록의 상면과 제 3 블록의 상면을 동일 평면상에 위치시키거나, 또는 서로 평행하게 하는 것이 용이하면, 레이저 매질의 광축 또는 파장 변환 소자의 광축과 직교하지 않고 소정의 각도로 경사져 있어도 좋다.
녹색 레이저광을 발진하는 소형이면서 고출력인 광 모듈을 얻기 위해서는, 파장 변환 소자로서 도파로형의 것을 이용하는 것이 바람직하지만, 광 모듈에 요구되는 성능에 따라서는, 도파로 이외의 파장 변환 소자를 이용하는 것도 가능하다. 레이저 매질에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 레이저 공진기의 구조도 적절히 변경 가능하다. 그리고, 제 1 내지 제 3 블록중 어느 블록을 기판에 고정할 것인지에 대해서도, 적절히 선정 가능하다. 본 발명의 광 모듈에 대해서는, 상술한 것 이외에도 각종의 변형, 수식, 조합 등이 가능하다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 광 모듈은, 레이저 텔레비전이나 프로젝터 등의 영상 표시 장치 혹은 레이저 프린터 등의 인쇄 장치 등의 광원을 구성하는 광 모듈로서, 더욱이 산업용·업무용으로 많이 이용되는 레이저 발진기의 대체품으로서 이용할 수 있다.
1, 1A : 제 1 블록 7, 7A : 레이저 매질
10, 10A : 제 2 블록 15, 15A : 반도체 레이저 소자
20, 20A : 제 3 블록 27, 27A : 파장 변환 소자
30A, 30B : 마운트 40 : 기판
50, 50A : 광 모듈 110 : 제 2 블록
113 : 라이트 가이드 150 : 광 모듈
LR : 레이저 공진기 SL : 고체 레이저 소자
SLA : 고체 레이저 어레이

Claims (8)

  1. 기본파 레이저광을 발진하는 고체 레이저 소자와, 상기 고체 레이저 소자를 여기하는 여기 광원과, 상기 고체 레이저 소자가 발진한 기본파 레이저광을 파장 변환하는 파장 변환 소자가 탑재된 마운트와, 상기 마운트를 지지하는 기판을 구비하며,
    상기 마운트는, 상기 고체 레이저 소자의 레이저 매질이 탑재된 제 1 블록과, 상기 여기 광원이 탑재된 제 2 블록과, 상기 파장 변환 소자가 탑재된 제 3 블록으로 3분할되어 있고,
    상기 제 2 블록만이 상기 제 2 블록의 측면 또는 저면에서 상기 기판에 고정되고, 상기 제 2 블록의 다른 측면에 상기 제 1 블록이 고정되고, 상기 제 1 블록의 측면에 상기 제 3 블록이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 블록에서의 상기 제 3 블록측의 측면은 상기 제 3 블록에서의 상기 제 1 블록측의 측면과 서로 평행한 것을 특징으로 하는
    광 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 블록에서의 상기 제 2 블록측의 측면은 상기 제 2 블록에서의 상기 제 1 블록측의 측면과 서로 평행한 것을 특징으로 하는
    광 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 여기 광원은 반도체 레이저 소자인 것을 특징으로 하는
    광 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 여기 광원은 외부의 광원으로부터 상기 여기광을 수광하여 상기 레이저 매질측으로 출사하는 라이트 가이드인 것을 특징으로 하는
    광 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 매질은 도파로형의 레이저 매질인 것을 특징으로 하는
    광 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 변환 소자는 도파로형의 파장 변환 소자인 것을 특징으로 하는
    광 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 블록이 상기 기판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는
    광 모듈.
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