光源装置和波长转换方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种使用半导体激光器来进行稳定波长转换的光源装置和波长转换方法。根据本公开的光源装置包括：半导体激光单元，被配置成发射规定波长的激发光；波长转换单元，被配置成通过使所述激发光谐振来放大所述激发光，并且使用规定的非线性晶体来产生波长与所述激发光的波长不同的输出光，所述波长转换单元包括用于放大所述激发光的第一光路，和用于产生所述输出光的第二光路；第一光路长度控制机构，被配置成对所述第一光路的光路长度进行控制；以及第二光路长度控制机构，被配置成对所述第二光路的光路长度进行控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种光源装置和波长转换方法。
技术介绍
在各种形式的激光器中，脉冲激光器与持续振荡的连续波(CW)激光器单独实现间歇性光发射，能够显著提高峰值功率，并且在诸如光学处理和非线性光学等各种领域中应用。近年来，通过以外部谐振器的形式操作半导体激光器而得到的锁模激光器已经用作主激光器，而且几百瓦(W)的高峰值功率已经在所谓的主振荡功率放大器(MOPA)中进行报道，该主振荡功率放大器用于在半导体光学放大器中对主激光器的光学输出进行放大(例如，参见以下非专利文献1和2)。引用的文献：非专利文献非专利文献1：R.Kodaetal.，“100Wpeak-power1GHzrepetitionpicosecondsopticalpulsegenerationusingblue-violetGaIndiodelasermode-lockedoscillatorandopticalamplifier，”AppliedPhysicsLetters，97，021101(2010)。非专利文献2：R.Kodaetal.，“300WPeakPowerPicosecondOpticalPulseGenerationbyBlue-VioletGaInNMode-LockedLaserDiodeandSemiconductorOpticalAmplifier，”AppliedPhysicsExpress，5，022702(2012)。r>非专利文献3：R.W.P.Dreveretal.，“LaserPhaseandFrequencyStabilizationUsinganOpticalResonator，”AppliedPhysicsB，31，97-105(1983)。
技术实现思路
技术问题借助半导体元件，上述非专利文献1和2中公开的半导体脉冲激光器的波长为固定波长，例如，诸如405nm。因此，如果可以在传统的非线性光学的基础上进行波长转换，那么，光源的尺寸和成本能够减少到比固态激光器的还要低的程度。然而，如上述非专利文献1和2所公开的，在半导体脉冲激光器的几百瓦的峰值功率下，不可能产生充分的非线性现象，而且激光输出也不稳定。因此，本公开提出了一种能够使用半导体激光器进行稳定的波长转换的光源装置和波长转换方法。解决方案根据本公开，提供了一种光源装置，包括：半导体激光单元，被配置成发射规定波长的激发光；波长转换单元，被配置成通过使所述激发光谐振来放大所述激发光，并且使用规定的非线性晶体来产生波长与所述激发光的波长不同的输出光，所述波长转换单元包括用于放大所述激发光的第一光路，和用于产生所述输出光的第二光路；第一光路长度控制机构，被配置成对所述第一光路的光路长度进行控制；以及第二光路长度控制机构，被配置成对所述第二光路的光路长度进行控制。根据本公开，提供了一种波长转换方法，包括：将从半导体激光单元发射的规定波长的激发光导向至波长转换单元，所述波长转换单元被配置成通过使所述激发光谐振来放大所述激发光，并且使用规定的非线性晶体来产生波长与所述激发光的波长不同的输出光，所述波长转换单元包括用于放大所述激发光的第一光路，和用于产生所述输出光的第二光路；通过控制被配置成对所述第一光路的光路长度进行控制的第一光路长度控制机构，优化所述第一光路的所述光路长度；以及通过控制被配置成对所述第二光路的光路长度进行控制的第二光路长度控制机构，优化所述第二光路的所述光路长度。根据本公开，通过控制第一光路长度控制机构和第二光路长度控制机构，对用于放大激发光的第一光路和用于产生输出光的第二光路进行单独优化，从而在放大所述来自半导体激光器的激发光的同时，使波长转换单元根据非线性光学效应进行波长转换。本专利技术的有益效果根据以上的本公开，可以使用半导体激光器进行稳定的波长转换。应当注意，并不一定局限于上述效果，而且，连同上述效果或者除了上述效果，还可以展现期望在本说明书中介绍的任何效果，或者可以从本说明书预期的其他效果。附图说明图1为示意性地示出了根据本公开第一实施例的光源装置的配置的示例的说明图。图2为示意性地示出了根据第一实施例的光源装置中使用的半导体激光器的示例的说明图。图3为示意性地示出了根据第一实施例的光源装置中设置的控制单元的配置的示例的说明图。图4为用于描述由根据第一实施例的控制单元执行的伺服控制的示例的说明图。图5为用于描述由根据第一实施例的光源装置执行的光路优化过程的说明图。图6为示出了根据第一实施例的光源装置中设置的控制单元的配置的示例的框图。图7为用于描述由根据第一实施例的控制单元执行的伺服控制的示例的说明图。图8为示出了根据第一实施例的波长转换方法的流程的示例的流程图。具体实施方式在下文中，将参照附图对本公开的一个或多个优选实施例进行详细描述。在本说明书和附图中，具有相同功能和结构的元件以相同的附图标记进行表示，并且省略重复说明。另外，将按照以下顺序进行描述。1、第一实施例1.1、光源装置的总体配置1.2、控制单元的配置1.3、波长转换方法(1、第一实施例)<光源装置的总体配置>首先，将参照图1详细描述根据本公开第一实施例的光源装置的总体配置。图1为示意性地示出了根据本实施例的光源装置的配置的示例的说明图。如图1所示，根据本实施例的光源装置1包括半导体激光器10(即半导体激光单元的示例)，波长转换谐振器20(即波长转换单元的示例)，反射光检测单元30，校正光学系统40，控制单元50，和非线性晶体控制机构60。[半导体激光器10]半导体激光器10是用于发射规定波长的光的装置，光在下文的控制单元的控制下用作激发光。这个半导体激光器10并没有特别限制，而且可以使用公知的半导体激光器作为半导体激光器，但是，优选使用半导体脉冲激光器。此外，只要能够实现充足的峰值功率，还可以使用采用半导体的连续波(CW)激光器。图2为示出了根据本实施例的主振荡功率放大器(MOPA)系统的配置的示意图，其中，该MOPA系统为可优选用作半导体激光器10的半导体脉冲激光器。在下文中，将参照图2对MOPA系统的配置示例进行描述。此外，应用到根据本实施例的光源装置1的MOPA系统并不局限于图2所示的配置。任何公知的MOPA系统都可以用于光源装置1。如图2所示，半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源装置，包括：半导体激光单元，被配置成发射规定波长的激发光；波长转换单元，被配置成通过使所述激发光谐振来放大所述激发光，并且使用规定的非线性晶体来产生波长与所述激发光的波长不同的输出光，所述波长转换单元包括用于放大所述激发光的第一光路，和用于产生所述输出光的第二光路；第一光路长度控制机构，被配置成对所述第一光路的光路长度进行控制；以及第二光路长度控制机构，被配置成对所述第二光路的光路长度进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 JP 2013-2640001.一种光源装置，包括：
半导体激光单元，被配置成发射规定波长的激发光；
波长转换单元，被配置成通过使所述激发光谐振来放大所述激发光，并
且使用规定的非线性晶体来产生波长与所述激发光的波长不同的输出光，所
述波长转换单元包括用于放大所述激发光的第一光路，和用于产生所述输出
光的第二光路；
第一光路长度控制机构，被配置成对所述第一光路的光路长度进行控制；
以及
第二光路长度控制机构，被配置成对所述第二光路的光路长度进行控制。
2.根据权利要求1所述的光源装置，进一步包括：
反射光检测单元，被配置成对来自所述波长转换单元的所述激发光的反
射光进行检测；以及
控制单元，被配置成对所述第一光路长度控制机构和所述第二光路长度
控制机构的每一个进行独立控制。
其中，在所述半导体激光单元中以规定的频率对所述激发光进行调制，
以及
其中，所述控制单元根据所述反射光检测单元检测到的反射光来控制所
述激发光的调制频率，并且产生对所述第一光路的光路长度进行控制的第一
控制信号。
3.根据权利要求2所述的光源装置，
其中，所述第一光路长度控制机构是安装在构成所述第一光路的光学元
件上的第一伺服机构，以及
其中，所述第二光路长度控制机构是安装在构成所述第二光路的光学元
件上的第二伺服机构。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其中，所述控制单元在所述波长转
换单元内的所述输出光的强度的基础上，产生用于改变所述第二光路的光路
长度的第二控制信号，并且将所述第二控制信号输出到所述第二伺服机构。
5.根据权利要求2所述的光源装置，其中，所述控制单元在优化所述第
一光路的光路长度之后，对所述第二光路的光路长度进行优化。
6.根据权利要求3所述的光源装置，其中，所述控制单元将所述第一控
制信号输出到所述第一伺服机构，并且对...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中健二，藤田五郎，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP