如果要获得Ｗ级的高输出的波长变换光，波长变换元件的内部温度的上升量会变大，相位匹配波长的变动量则变得过大，难以使基本波的波长和相位匹配波长一致。为此，通过在光纤中以设定的浓度掺杂稀土类元素，吸收光纤中传播的基本波或激励光的输出的一部分，并用吸收所产生的热进行加热使光纤光栅的温度上升。由此，扩大光栅的间隔使在光纤光栅获得的基本波的波长和在波长变换元件可以变换的相位匹配波长基本上一致，从而实现能够获得Ｗ级的稳定的高输出的波长变换装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将光纤激光器(Fiber Lasers)和波长变换元件进行组合而获得稳定 的高输出的波长变换装置。
技术介绍
单色性的强的高输出可见光光源，在实现大型显示器或高亮度显示器等方面是必备 的。红、绿、蓝三原色中，对于红色光源，DVD刻录机等所使用的红色高输出半导体激光 器可以作为生产率高的小型光源而加以利用。然而，对于绿色或蓝色的光源，在半导体激 光器等中的实现较为困难，需要生产率高的小型光源。作为这样的光源，将光纤激光器和波长变换元件组合的波长变换装置，作为低输出的可见光光源已得以实现。利用半导体激光器作为激励光纤激光器的激励光源，利用非线性 光学晶体作为波长变换元件的绿色或蓝色的小型光源已为公众所知。图25表示以往的波长变换装置10的概要结构。来自光纤激励用半导体激光器1的激光， 通过透镜2与在内部形成有光栅(Grating)部6的光纤3结合。在此结合中，通过激光多次 地往返，由半导体激光器1和光纤3的光栅部6构成光谐振器。由此光谐振器射出的激光， 经由透镜4射入波长变换元件5而被变换为第2高谐波光，从与波长变换元件5的入射面相反 的面射出。此时，由于一旦装置整体的环境温度改变，各部件的内部温度上升，因为用波 长变换元件5可以变换的波长带域(wavelengthband)为0.1nm左右很窄，因此入射光的波 长与波长变换元件5可以变换的波长不符，存在不能从波长变换元件5获得稳定输出的问 题。为了解决此问题，提出有如下一种方式，在图25所示的例子中，随温度变动而伸縮的 热敏伸縮部件7，通过固定部8和固定部9，使光纤3的光栅部6在长度方向伸縮。由此，从 包含半导体激光器1和光纤3的光谐振器射出的光的波长改变，即使因波长变换元件5的温 度变化导致在波长变换元件5中可以变换的入射光的中心波长发生改变，也可以追随其改 变(例如，参照日本专利公开公报特开2004~165389号公报，日本专利公开公报特开 2005-115192号公报)。而且，也表示了使用温度控制电路将偏振保持型光纤的温度控制为恒定，可以从波长变换元件获得稳定的输出(例如，参照日本专利公开公报特开2005-181509号公报)。并且，用热敏元件检测光栅部的温度，为了使波长变换元件可以变换的波长带域被包 含在此检测温度下的光栅部的反射波长带域内，用珀尔贴元件(Peltierelement)来控制 波长变换元件的温度。由此，表示了不管环境温度等如何变化均可以获得来自波长变换元 件的稳定的光输出(例如，参照日本专利公开公报特开2005-10340号公报)。然而，在上述以往的波长变换装置中，光纤的光栅部及波长变换元件的内部相对于温 度变化的波长变化的比例不同，分别为0.01nm/K、 0.05nm/K。为此，如果内部温度变化 很大，在光栅部被选择的波长和在波长变换元件中可以变换的波长的差距就很大。因此， 在想获得数百mW以下的低输出的波长变换光时，上述以往的例子所述的方法有效，但在 想获得W级的高输出的波长变换光时，尤其是波长变换元件内部的温度上升变大，则会导 致波长变动量变得过大。其结果，不管是上述以往的例子中所述的那一种方法，温度的调 整或波长的调整都很困难，难以获得W级的高输出。而且，本专利技术的专利技术者们，对产生数W的高谐波时所发生的晶体的毁坏及恶化进行了 深入的探讨，其结果，发现了与以往的光损伤原理完全不同的晶体的毁坏及恶化的原因。 以下，对此新的晶体的毁坏及恶化的原因进行详细的说明。由于使用了铌酸锂晶体(LN)或钽酸锂(LT)的模拟相位匹配元件(QPM-LN元件) 具有比LBO晶体或KTP晶体都大的非线性光学常数，所以，高效率及高输出的波长变换是 可能的。然而，由于QPM-LN元件需要在狭窄的区域聚光光能，实质上比KTP晶体更容 易发生由基本波或所产生的第2高谐波导致的晶体的毁坏及恶化。. 上述较大的非线性光学常数为起因，使得在获得数W的高谐波的情况下，作为基本波 的红外光和被变换的绿色光(第2高谐波)的和频(smnfrequency)的紫外光(第3高谐波) 即使在偏离相位匹配条件时也会产生。已发现此产生的紫外光会诱发绿色光的吸收、导致 绿色高输出的饱和及晶体毁坏。在本说明书中，将此紫外光(第3高谐波)的晶体毁坏称 为紫外线诱发绿色光吸收(UVIGA: ultraviolet induced green light absorption)的 晶体毁坏，以区别于以往的光损伤。图26是表示采用添加了5.0mol。/。Mg的LiNbO3晶体的以往的波长变换元件的输入输 出特征的测量值及逻辑值的示意图。另外，在图中，用于测量及计算的基本波的波长为 1084nm ，元件长为25mm 。而且，逻辑值的计算，使用"T.Suhara and M.Fujimura:Waveguide Nonlinear—Optic Devices (Springer,Berlin，2003) p.208.中所 记述的方法，变换效率等使用了各元件所对应的值。如图26所示，在采用添加了5.0moin/。Mg的LiNbOs晶体的以往的波长变换元件中，逻 辑值的输入输出特征为曲线CR，输入和输出基本上成比例。另一方面，测量值的输入输出 特征为曲线CE,在绿色光输出不足lW的区间rl中，曲线CR和曲线CE基本上一致，但是， 在绿色光输出为lW以上的区间r2中，曲线CE偏离曲线CR，绿色光输出降低，在绿色光输 出为1.75W以上的区间r3中，曲线CE偏离曲线CR很远，绿色光输出变得不稳定。根据此 结果，得知在以往的波长变换元件中，如果其输出为1W以上，则会明显地产生紫外光诱 发绿色光吸收。虽然基于元件也会有所不同，但是，在产生绿色光时，在产生1W以上的输出时开始 产生紫外光诱发绿色光吸收的晶体毁坏，在产生短波长的蓝色光的情况下，如果晶体毁坏 的阈值降低并变为0.1W以上，则开始产生紫外光诱发绿色光吸收的晶体毁坏。这样，由于 紫外光诱发绿色光吸收也会导致波长变动量变得过大，波长变换光的输出降低，因而难以 获得W级的高输出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种即使环境温度改变也能够从波长变换元件稳定地获得高 输出的波长变换光的波长变换装置。本专利技术提供的波长变换装置包括激光谐振器，通过光学地连接包含激光活性物质并 形成有两个光纤光栅的光纤和向上述光纤射入激励光的激光光源而构成；波长变换元件，将由上述激光谐振器射出的激光的基本波变换为高谐波，其中，上述光纤光栅包含位于上 述激光光源侧的第一光纤光栅和位于上述波长变换元件侧的第二光纤光栅，上述第二光纤 光栅的温度根据从上述波长变换元件输出的高谐波的输出而被调整。在上述的波长变换装置中，因为波长变换元件侧的第二光纤光栅的温度根据从波长变 换元件输出的高谐波的输出而被调整，所以，与以往相比，可以使第二光纤光栅的温度大幅度上升，使基本波的波长大幅度移动(shift)。其结果，因为可以使基本波的波长移动而不偏离波长变换元件可以变换的波长，所以，可以从波长变换元件稳定地获得高输出的波 长变换光。附图说明图l是表示本专利技术的第一实施例的波长变换装置的结构的概要图。图2是表示本专利技术的第二实施例的波长变换装置的结构的概要图。图3是表示本专利技术的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种波长变换装置，其特征在于包括： 激光谐振器，通过光学地连接包含激光活性物质并形成有两个光纤光栅的光纤和向上述光纤射入激励光的激光光源而构成； 波长变换元件，将由上述激光谐振器射出的激光的基本波变换为高谐波；其中， 上述光纤光栅，包含位于上述激光光源侧的第一光纤光栅和位于上述波长变换元件侧的第二光纤光栅， 上述第二光纤光栅的温度，根据从上述波长变换元件输出的高谐波的输出而被调整。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：古屋博之，水内公典，山本和久，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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