JP2009139395A - Wavelength conversion laser beam source - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、テーパ型レーザ素子またはテーパ型光増幅器から出力されるレーザ光を非線形光学結晶で波長変換する波長変換レーザ光源に関するものである。 The present invention relates to a wavelength-converted laser light source that converts the wavelength of laser light output from a tapered laser element or a tapered optical amplifier using a nonlinear optical crystal.
近年、例えばレーザプリンタ装置やレーザディスプレイ装置で大出力の可視光レーザが求められている。このようなレーザ光源の一種として、テーパ型レーザ素子またはテーパ型光増幅器から出力されるレーザ光を基本波とし、単一モード光導波路または多モード光導波路に周期分極反転構造を有する非線形光学結晶で、その基本波を半分の波長(2倍の周波数)をもつ第二高調波に波長変換する波長変換レーザ光源が知られている(例えば特許文献1参照)。 In recent years, there has been a demand for a high-power visible light laser, for example, in a laser printer device or a laser display device. As a kind of such laser light source, a nonlinear optical crystal having a fundamentally polarized laser beam output from a tapered laser element or a tapered optical amplifier and having a periodically poled structure in a single mode optical waveguide or a multimode optical waveguide. A wavelength-converted laser light source that converts the wavelength of the fundamental wave into a second harmonic having a half wavelength (double frequency) is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1に開示された従来の波長変換レーザ光源は、非点格差の大きいテーパ型光増幅器と、単一モード導波路を有する波長変換素子とを、2枚のレンズ系を用いて光学結合しているので光学系の調整が複雑という課題と、単一モード導波路の断面積が小さいために大きな波長変換光を得られないという課題があった。
The conventional wavelength conversion laser light source disclosed in
また、上記特許文献1に開示された従来の波長変換レーザ光源は、非点格差の大きいテーパ型光増幅器と、多モード導波路を有する波長変換素子とを、2枚のレンズ系を用いて光学結合しているので光学系の調整が複雑という課題と、多モード導波路の断面積が広すぎるために大きな波長変換光は得られるものの、波長変換効率が低くなるという課題があった。
In addition, the conventional wavelength conversion laser light source disclosed in
また、上記特許文献1に開示された従来の波長変換レーザ光源は、テーパ型光増幅器の非点格差の温度や電流依存性によって、単一モード導波路または多モード導波路との結合効率が変動してしまうという課題があった。
Further, the conventional wavelength conversion laser light source disclosed in
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構造で大出力、高効率、かつ安定した出力が得られる波長変換レーザ光源を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wavelength conversion laser light source capable of obtaining a large output, high efficiency, and stable output with a simple structure.
この発明は、レーザ光の基本波を発生するレーザ光発生部と、前記基本波を高調波に変換する少なくともコアの一部に周期分極反転構造部を有するプレーナ導波路型の波長変換素子と、前記レーザ光発生部と波長変換素子とを光学結合する、前記レーザ光発生部に対向する第1面が出射するレーザ光に対してプレーナ導波路面に垂直な方向に凸面かつ平行な方向に凸面であり、かつ前記波長変換素子に対向する第2面が前記垂直な方向に凸面かつ前記平行な方向に凹面であるレンズと、を備えたことを特徴とする波長変換レーザ光源にある。 The present invention relates to a laser light generating unit that generates a fundamental wave of laser light, a planar waveguide type wavelength conversion element that has a periodically poled structure part at least in part of a core that converts the fundamental wave into a harmonic, and Convex surface in a direction perpendicular to the planar waveguide surface and parallel to the laser light emitted from the first surface facing the laser light generation portion, which optically couples the laser light generation portion and the wavelength conversion element And a lens whose second surface facing the wavelength conversion element is convex in the perpendicular direction and concave in the parallel direction.
この発明では、テーパ型レーザ素子又はテーパ型光増幅器を含む大出力の基本波を出力するレーザ光発生部と、その基本波を高調波に波長変換するプレーナ導波路型の波長変換素子とを、高い結合効率が得られる単レンズで光学結合したので、簡単に光軸調整が行える。 In the present invention, a laser beam generator that outputs a fundamental wave of high output including a taper type laser element or a taper type optical amplifier, and a planar waveguide type wavelength conversion element that converts the wavelength of the fundamental wave into a harmonic, The optical axis can be adjusted easily because it is optically coupled with a single lens that provides high coupling efficiency.
また、テーパ型レーザ素子またはテーパ型光増幅器の導波モードがプレーナ導波路型の波長変換素子の導波モードに、また、テーパ型レーザ素子またはテーパ型光増幅器のガウス伝搬モードがプレーナ導波路型の波長変換素子のガウス伝搬モードに光学結合するように配置したので、テーパ型レーザ素子またはテーパ型光増幅器の動作電流や温度変化による熱やキャリア密度に誘起された屈折率変動で出力側から見た水平方向のビームウエスト位置が変化しても、波長変換効率の変化を少なくできるという格別の効果がある。 Also, the waveguide mode of the tapered laser element or the tapered optical amplifier is the waveguide mode of the planar waveguide type wavelength conversion element, and the Gaussian propagation mode of the tapered laser element or the tapered optical amplifier is the planar waveguide type. Since this is arranged so as to be optically coupled to the Gaussian propagation mode of the wavelength conversion element, the refractive index variation induced by heat or carrier density due to the operating current or temperature change of the tapered laser element or tapered optical amplifier is viewed from the output side. Even if the horizontal beam waist position changes, there is a special effect that the change in wavelength conversion efficiency can be reduced.
実施の形態1.
この発明の実施の形態1による波長変換レーザ光源は、半導体レーザ素子と、ブラッグ回折格子を内蔵する光ファイバと、テーパ型光増幅器と、アナモルフィック光学系を構成するレンズと、プレーナ導波路型波長変換素子とから構成されている。
The wavelength conversion laser light source according to the first embodiment of the present invention includes a semiconductor laser element, an optical fiber incorporating a Bragg diffraction grating, a tapered optical amplifier, a lens constituting an anamorphic optical system, and a planar waveguide type. And a wavelength conversion element.
図1はこの発明の実施の形態1による波長変換レーザ光源の透視平面図、図2は図1の波長変換レーザ光源を図のx軸方向から見た透視側面図、図3は図1のテーパ型レーザ増幅器3のx軸方向の中心に沿って切断した断面構造の一例を示す断面図、図4は図1のプレーナ導波路型の波長変換素子4の構造の一例を示す斜視図、そして図5は図1のプレーナ導波路型の波長変換素子4の導波路内のガウスビームの伝搬特性の一例を示す図である。この実施の形態による波長変換レーザ光源は図1に示すように、半導体レーザ素子を構成する例えば半導体レーザダイオード1、光ファイバ2、テーパ型光増幅器である例えばテーパ型レーザ増幅器3、プレーナ導波路型の波長変換素子4、レンズ5が順に配列されてなる。なお、半導体レーザダイオード1、光ファイバ2、テーパ型レーザ増幅器3がレーザ光発生部を構成する。また、z軸(図4のZ軸とは異なる)はレーザ光の出射方向、x軸とy軸はz軸と直交する平面内の互いに直交する軸で、y軸が各素子の主面に垂直な方向(又はプレーナ導波路型の波長変換素子4のプレーナ導波路面に垂直な方向)を示す。
1 is a perspective plan view of a wavelength conversion laser light source according to
次に、詳細な構成と動作について説明する。半導体レーザダイオード1は、光導波路1aを有するファブリペロー共振器型のレーザダイオードであり、波長1064nm帯に利得の最大値を有し、光の取り出し効率を上げるため背端面(z軸方向のレーザ光の出射方向の後方側の面)に反射率90%の高反射膜、前端面(z軸方向のレーザ光の出射方向の前方側の面:又は出射端面)に反射率0.5%の低反射膜が施されており、半導体レーザダイオード1単体では多縦モードで発振するものである。
Next, a detailed configuration and operation will be described. The
また、半導体レーザダイオード1において、光導波路1aは厚み方向(図のy軸方向)には単一量子井戸活性層と光ガイド層とクラッド層とが構成され、単一横モードで発振する。一方、光導波路1aは面方向(x軸方向)には信頼性向上のために電流密度や光密度を比較的低く抑える必要があり、幅の広いリッジ型光導波路が採用されている。従って、光導波路としての閉じ込めが緩いため、注入電流値が小さいときには基本モード、つまり単一横モードで励振されるが、注入電流値が大きくなり光密度が高くなると空間的ホールバーニング効果により高次モードが励振され易いという特徴があり、使用する光出力まで基本モードが維持されるように4〜6μm程度の幅とされている。なお、偏波消光比はレーザ発振の電流閾値以上で略27dBである。
In the
次に、モードフィールド径6.6μmの偏波面保存型の光ファイバ2を採用し、そのコア部2eに位相マスクを介して紫外線を照射することによりブラッグ回折格子2bを配設している。偏波面保存型の光ファイバ2は伝搬モードであるHE11偶数モードとHE11奇数モードの伝搬速度を変えることで両モードの結合を防いでいるため、直線偏波の光を偏波面保存型の光ファイバ2のスロー軸かファースト軸に一致させると直線偏波が維持される。一方、光導波路2aの等価屈折率がファースト軸とスロー軸で若干異なることからブラッグ回折格子2bの反射ピーク波長がファースト軸とスロー軸でずれるが、ここでは曲げ損失に強くなるように電界方向をスロー軸に合わせており、偏波消光比は光ファイバ2の固定時の応力で劣化するものの出射端で略23dBである。
Next, a polarization-preserving
半導体レーザダイオード1の出射ビームは光導波路1aが扁平であることからアスペクト比(ビームの楕円率)が大きく、円形の光導波路2aを備えたファイバ2と低損失で光学結合するために、偏波面保存型の光ファイバ2の入射端面(背端面)をバイコニカルレンズ加工されたバイコニカルレンズ加工面2cにしてアスペクト比を補正している。
The outgoing beam of the
半導体レーザダイオード1の利得帯は単一量子井戸構造であるため波長依存性が比較的に緩やかであり、この利得帯の中にブラッグ回折格子2bの反射ピーク波長を設定すれば反射ピーク波長付近の利得が最大になり、半導体レーザダイオード1の発振波長が制御される。この複合共振器による縦モードは、半導体レーザダイオード1とブラッグ回折格子2bとの光学長による位相関係と、ブラッグ回折格子2bから半導体レーザダイオード1ヘの戻り光量との関係から、単一モード、多モード、コヒーレントコラプスモードなど多彩な状態で発振できる。
Since the gain band of the
ここでは、コヒーレントコラプスモードで発振するように、半導体レーザダイオード1の背端面反射率と前端面反射率を夫々90%と0.5%、共振器長を1.8mm、ブラッグ回折格子2bの反射率を5%、反射帯域幅を0.5nm、結合効率を80%として、特にブラッグ回折格子2bと半導体レーザダイオード素子1との間隔を50cm以上に離して配置することでコヒーレントコラプスモードを安定化させ、スペクトラム半値幅0.25nmを得ている。なお、ブラッグ回折格子2bの反射率を30%とし、半導体レーザダイオード1に近接して配置すれば、単一縦モードで発振させることも可能である。
Here, the back end face reflectance and the front end face reflectance of the
次に、テーパ型レーザ増幅器3は、図3に示すとおり、プレーナ状の単一量子井戸活性層3aを含む活性層を有し、プロトン注入で高抵抗化した電流狭窄構造3bでテーパ型の利得領域3c(図1の3cの半分を示す)を形成している。テーパ状の利得領域3cの入射側の幅は10μm、出射側の幅は324μm、広がり半角は3度とし、チップ長さは3mm、屈折率は約3.5である。また、フィラメント現象を防止するため、チップの両端面に反射率0.01%以下の反射防止膜(図示省略)を施している。なお、偏波面保存型の光ファイバ2のコア部2eはz軸に垂直な方向の断面が円形であるため、出射端面をバイコニカルレンズ加工したバイコニカルレンズ加工面2dにして、厚み方向(y軸方向)には単一量子井戸活性層3a、光ガイド層3d、クラッド層3eから構成される光導波路の導波モードのスポット径0.6μmとモード整合させ、面方向(x軸方向)にはスポット径略1.65μmで入射させてガウスビームモードでテーパ型レーザ増幅器3の活性層内を伝搬させ、光増幅するようにした。
Next, as shown in FIG. 3, the taper type laser amplifier 3 has an active layer including a planar single quantum well
なお、バイコニカルレンズ2dの垂直方向(図のy軸方向)と水平方向(図のx軸方向)の具体的な曲率半径は夫々4μmと11μmとした。従って、テーパ型レーザ増幅器3の出射ビームは、垂直方向には光導波路の出口から回折して広がり、水平方向は光ファイバ2の出口から回折して広がっているので、略0.9mmの非点格差と略3のアスペクトを持っている。サンプルの光出力は、室温、電流9Aにおいて5.5W、ビーム品質1.5程度であった。また、全光出力の中の回折限界光の比率は約85%であった。ところで、テーパ型レーザ増幅器3は動作電流や素子温度が変化すると、発熱やキャリア密度に誘起された屈折率変化により、出力側から見た水平方向の発光点位置が見かけ上変化する大きな欠点がある。なお、この現象は、素子を固定するヒートシンクやサブマウントの熱伝導を上げれば多少は改善する。
The specific curvature radii of the
次に図4に示すように、波長変換素子4は、オフ角θが5度のYカットまたはXカットの酸化マグネシウムを5mol%添加したニオブ酸リチウム(LiNbO3)基板4cに、櫛形の電極と対向電極を取り付け、高電界をかける手法で幅W150μmの周期分極反転構造部4aを形成し、研磨によって厚さtを3μmにしたコアと、その両側に二酸化珪素を蒸着したクラッド(薄いため図示省略)とで光導波路4bを作り、ニオブ酸リチウム基板4cに貼り付けたものである。それを長さL(例えば7mm)に切断し、端面を光学研磨した後に基本波と第2高調波の波長に対して通過帯のある二酸化珪素と五酸化二タンタル、または二酸化珪素と二酸化チタンの多層膜からなる反射防止膜を施したものである。周期分極反転構造部4aの断面は平行四辺形状であり、厚み方向全体が反転している幅Wは116μmである。
Next, as shown in FIG. 4, the
図5はこの周期分極反転構造部4aの基本波と第2高調波のビーム伝搬特性を示す図であり(ビームウエスト位置を原点として図示した)、破線は長さ7mm、幅116μmの周期分極反転構造部4a、実線は波長変換素子4の中央にビームウエストをスポット径44μmで一致させたガウスビームの基本波を電界強度1/eで示したもの、一点鎖線はボイド・クラインマンの計算式に従って波長変換した第2高調波を電界強度1/eで示したものである。図5から分かるように、ほぼコリメートしたガウスビームを通過させることで、基本波、第2高調波ともに幅116μmの範囲を通過していることが分かる。なお、この高屈折率差導波路は本質的には多モード導波路なので基本導波モードと入射光のガウスビームをよく一致させて高次モードの発生を防ぐ必要がある。そのためには導波路に入射するガウスビームのスポット径は略1.1μmが最適値となる。
FIG. 5 is a diagram showing the beam propagation characteristics of the fundamental wave and the second harmonic of the periodic
テーパ型レーザ増幅器3の欠点である熱レンズ効果やキャリアレンズ効果の影響で、波長変換素子4の光導波路4bとの結合効率や波長変換効率が変化しないようにするには、テーパ型レーザ増幅器3の導波モードと波長変換素子4の導波モードとを結合させ、テーパ型レーザ増幅器3のガウス伝搬モードは波長変換素子4のガウス伝搬モードと結合するようにすれば良い。つまり、テーパ型レーザ増幅器3の出力側から見た発光点の位置が熱やキャリア密度に誘起された屈折率変化で変動しても、テーパ型レーザ増幅器3の垂直方向の導波路モードは変化しないので波長変換素子4との結合効率は安定であり、一方、テーパ型レーザ増幅器3の水平方向に非点格差が変化して見えるものの、波長変換素子4の導波路内もガウス伝搬モードであるためビームウエスト位置が大幅に変化するが、略コリメート光線になっているおかげで光密度の変化は小さくなり、波長変換効率の変化も小さい。また、テーパ型レーザ増幅器3の導波モードは安定であり、波長変換素子4の導波モードと安定に光学結合できる。
In order to prevent the coupling efficiency and wavelength conversion efficiency of the
次に、本発明の特徴となるレンズ5について詳しく説明する。レンズ5のテーパ型レーザ増幅器3に対向するレンズ第1面5aは、出射するレーザ光に対してプレーナ導波路面に垂直な方向(y軸方向)に凸面かつ平行な方向(x軸方向)に凸面であり、また、波長変換素子4に対向するレンズ第2面5bは、前記垂直な方向に凸面かつ前記平行な方向に凹面である。テーパ型レーザ増幅器3の水平方向にはスポット径1.65μmの光線6が物点6aから出射するので、レンズ5のレンズ第1面5aを凸面にして低い光線位置で屈折させて収束光とし、レンズ第2面5bを凹面にして光線6を略コリメート光線6bにして、かつビームウエスト位置を波長変換素子4の中央にした時に波長変換効率が最大となる。また、レンズ収差による波面収差が付加されると波長変換効率が低下するので、両面ともに非球面形状として波面収差を小さくすることが望ましく、また、レンズ面間隔を比較的大きくして緩やかに光束を収束させて収差発生を抑えている。次に、テーパ型レーザ増幅器3の光導波路の出口を物点6cから垂直方向にスポット径0.6μmの光が出射し、レンズ第1面5aとレンズ第2面5bで屈折力を分散し、収差発生を抑えて収束させ、波長変換素子4の光導波路の入口を像点6dとしてスポット径1.1μmで結合させれば、波長変換素子4の垂直方向には基本モードが励振される。なお、回折理論より大きなレンズ開口が要求されるので、球面収差を小さくするには、両面ともに非球面形状が望ましい。
Next, the
また、本発明による波長変換レーザ光源は、テーパ型レーザ増幅器3と波長変換素子4との光結合を、単一のレンズ5で実施しているので、構造が簡単であり、また、光軸調整が簡単になる。さらに、テーパ型レーザ増幅器3の水平方向の発光点が熱レンズ効果などで変動しても、結合効率や波長変換効率があまり変化しないという効果もある。
The wavelength conversion laser light source according to the present invention has a simple structure because the optical coupling between the tapered laser amplifier 3 and the
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2による波長変換レーザ光源の透視平面図、図7は図6の波長変換レーザ光源を図のx軸方向から見た透視側面図である。図中、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。この実施の形態2による波長変換レーザ光源は、素子の前端面3f(出射端面)に低反射膜を蒸着したテーパ型レーザ増幅器3と、反射率略99.7%、かつ反射スペクトラム幅0.2nmのブラッグ回折格子2bがコア部2eに加工形成された光ファイバ2とを備えたものであり、テーパ型レーザ増幅器3と光ファイバ2のブラッグ回折格子2bとで不安定共振型のレーザ共振器を構成しレーザ発振する。発振波長はブラッグ回折格子2bで決定されるので、温度など外部環境が変化しても発振波長が安定しており、波長変換素子4による波長変換レーザ光源の基本波光源として優れた効果を発揮する。なお、複合共振器を構成してレーザ動作が不安定化しないように、光ファイバ2の背端面2fは斜めに加工され、光ファイバ2の前端面の上記実施の形態と同様にバイコニカルレンズ加工された先端レンズ2gとテーパ型レーザ増幅器3の背端面3gには反射防止膜が蒸着されている。なお、光ファイバ2、テーパ型レーザ増幅器3がレーザ光発生部を構成する。
6 is a perspective plan view of a wavelength conversion laser light source according to
以上のように構成することにより、例えば、実施の形態1で必要だった半導体レーザダイオードが不要となり、構造が簡単になり、かつコストを下げることができる。 By configuring as described above, for example, the semiconductor laser diode required in the first embodiment is not required, the structure is simplified, and the cost can be reduced.
実施の形態3.
図8はこの発明の実施の形態3による波長変換レーザ光源の透視平面図、図9は図8の波長変換レーザ光源を図のx軸方向から見た透視側面図である。図中、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。この実施の形態3による波長変換レーザ光源は、ブラッグ回折格子3hをテーパ型レーザ増幅器の素子内部に集積化したテーパ型レーザ素子30をレーザ光発生部として設けたものであり、大出力のDBR(Distributed Bragg Reflector)レーザダイオードとして動作するものである。構造が簡単化される利点がある。発振波長が動作電流や温度で変化しやすいのでペルチェ素子などの上に実装して温度制御するなどの工夫を行ってもよい。
Embodiment 3 FIG.
8 is a see-through plan view of a wavelength conversion laser light source according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 9 is a see-through side view of the wavelength conversion laser light source shown in FIG. In the figure, the same or corresponding parts as those in the above embodiment are indicated by the same reference numerals. The wavelength-converted laser light source according to the third embodiment is provided with a tapered laser element 30 in which a
以上のように構成することにより、構造が簡単なものが得られる。 By configuring as described above, a simple structure can be obtained.
なお、チャンネル導波路部分に別のブラッグ回折格子を備え、テーパ型レーザ増幅器3の前端面を反射防止膜としたモノリシック集積型のマスタオシレータパワーアンプの構造でもよく(例えば分布ブラッグ反射レーザ素子(図示省略)をモノリシック集積したテーパ型レーザ増幅器3をレーザ光発生部として設ける)、同様の効果を奏する。 Note that a monolithic integrated master oscillator power amplifier structure in which another Bragg diffraction grating is provided in the channel waveguide portion and the front end surface of the tapered laser amplifier 3 is an antireflection film (for example, a distributed Bragg reflection laser element (illustrated) A taper type laser amplifier 3 monolithically integrated as a laser beam generator is provided), and the same effect is obtained.
実施の形態4.
図10はこの発明の実施の形態4による波長変換レーザ光源の透視平面図、図11は図10の波長変換レーザ光源を図のx軸方向から見た透視側面図である。図中、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。この実施の形態4による波長変換レーザ光源は、ボリューム型のブラッグ回折格子素子7を、前端面3fに低反射膜を有するテーパ型レーザ増幅器3の背端面3gに近接して配置したものであり、大出力のDBR(Distributed Bragg Reflector)レーザダイオードとして動作するものである(テーパ型レーザ増幅器3とブラッグ回折格子素子7とで不安定共振型のレーザ発振器を構成する)。ボリューム型のブラッグ回折格子素子7なので、軸ずれしても特性の変化が少なく、また、発振波長が動作電流や温度で変化にくい利点がある。但し、テーパ型レーザ増幅器3の背端面3gとブラッグ回折格子素子7との間隔が変化しないように、ペルチェ素子などの上に実装して温度制御するなどの工夫を行ってもよい。なお、ブラッグ回折格子素子7、テーパ型レーザ増幅器3がレーザ光発生部を構成する。
10 is a see-through plan view of a wavelength conversion laser light source according to
以上のように構成することにより、構造が簡単なものが得られる。 By configuring as described above, a simple structure can be obtained.
実施の形態5.
図12はこの発明の実施の形態5による波長変換レーザ光源のレンズの透視平面図、図13は図12のレンズを図のx軸方向から見た透視側面図である。図中、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。上記各実施の形態で使用され得るこの実施の形態5の波長変換レーザ光源のためのレンズ5では、レンズ5の角が急峻にならないように(全体として低曲率とする)、光学的に必要のない不要部分5cを用いて、例えばレーザ光の出射方向(z軸)と平行な面と垂直な面がなだらかな曲面又はテーパ面で繋がる形状とした。すなわち一般的に、不要部分である角部では、なだらかな曲面又はテーパ面にして角部を無くした。すなわち、レンズ5の光学的未使用面が使用面間を滑らかに接続する形状を有するようにした。これによりレンズ5の強度が向上する。
12 is a perspective plan view of a lens of a wavelength conversion laser light source according to
実施の形態6.
図14はこの発明の実施の形態6による波長変換レーザ光源のレンズの透視平面図、図15は図14のレンズを図のx軸方向から見た透視側面図である。図中、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。上記各実施の形態で使用され得るこの実施の形態6の波長変換レーザ光源のためのレンズ5では、光学的に必要のない不要部分5cを単純な形状にする。すなわち、光学的未使用面が使用面間を複数の平面で接続する形状を有する。これにより非球面モールド型の加工面積を減らすことができる。
14 is a perspective plan view of a lens of a wavelength conversion laser light source according to
なお、各実施の形態において、レンズ5は少なくとも1面が軸対象でない非球面で構成されるように形成され得る。またレンズ5は、アナモルフック系の光学系を構成するように形成され得る。またレンズ5は、垂直方向に有限系、水平方向に無限系の配置になるように形成され得る。
In each embodiment, the
1 半導体レーザダイオード(半導体レーザ素子)、1a 光導波路、2 光ファイバ(偏波面保存型の光ファイバ)、2a 光導波路、2b ブラッグ回折格子、2c バイコニカルレンズ加工面、2d バイコニカルレンズ加工面、2e コア部、2f 背端面、2g 先端レンズ、3 テーパ型レーザ増幅器(テーパ型光増幅器)、3a 単一量子井戸活性層(活性層)、3b 電流狭窄構造、3c 利得領域、3d 光ガイド層、3e クラッド層、3f 前端面、3g 背端面、3h ブラッグ回折格子、4 波長変換素子(プレーナ導波路型の波長変換素子)、4a 周期分極反転構造部、4b 光導波路、4c ニオブ酸リチウム基板、5 レンズ、5a レンズ第1面、5b レンズ第2面、5c 不要部分、6 光線、6a 物点、6b コリメート光線、6c 物点、6d 像点、7 ブラッグ回折格子素子、30 テーパ型レーザ素子。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記基本波を高調波に変換する少なくともコアの一部に周期分極反転構造部を有するプレーナ導波路型の波長変換素子と、
前記レーザ光発生部と波長変換素子とを光学結合する、前記レーザ光発生部に対向する第1面が出射するレーザ光に対してプレーナ導波路面に垂直な方向に凸面かつ平行な方向に凸面であり、かつ前記波長変換素子に対向する第2面が前記垂直な方向に凸面かつ前記平行な方向に凹面であるレンズと、
を備えたことを特徴とする波長変換レーザ光源。 A laser beam generator for generating a fundamental wave of the laser beam;
A planar waveguide type wavelength conversion element having a periodically poled structure part in at least a part of the core for converting the fundamental wave into a harmonic; and
Convex surface in a direction perpendicular to the planar waveguide surface and parallel to the laser light emitted from the first surface facing the laser light generation portion, which optically couples the laser light generation portion and the wavelength conversion element And a second surface facing the wavelength conversion element is convex in the perpendicular direction and concave in the parallel direction;
A wavelength conversion laser light source characterized by comprising:
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