波长变换激光装置制造方法及图纸

提供一种波长变换激光装置（１０），包括：具有包含激光介质（１２１）的波导结构的固体激光元件（１２），该激光介质赋予因吸收激励光而产生的增益，放大激光，输出基波；以及具有包含非线性光学材料（１３１）的波导结构的波长变换元件（１３），该非线性光学材料把从固体激光元件（１２）输出的基波的一部分变换成二次谐波，用包含固体激光元件（１２）和波长变换元件（１３）的光谐振器结构使基波共振，并且从波长变换元件（１３）输出二次谐波，固体激光元件（１２）输出线偏振光的基波，且使在波长变换元件（１３）内通过并入射到固体激光元件（１２）的基波的偏振状态与从固体激光元件（１２）输出的线偏振光不同，由此增益频带的峰值波长下的波长变换元件的波长变换效率不会降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及进行由激光介质产生的基波的波长变换、输出预定波长的激光的波长变换激光装置。
技术介绍
近年来，作为例如光信息处理领域等的光源，正在研究开发绿色、蓝色的可见光激 光器。作为可见光激光器的一种，已知有使用波长变换技术使近红外激光的波长縮短的波 长变换激光装置。 一般地，在波长变换激光装置中，在半导体激光器或固体激光器的光谐振 器的内部或外部设置由非线性光学材料构成的波长变换元件，通过把由光谐振器产生的激 光(基波)传送到波长变换元件，输出被波长变换成基波的一半波长(两倍的频率)的二 次谐波。 此时，必须使光谐振器的振荡波长频带宽度与波长变换元件的相位匹配宽度一 致，但一般地波长变换元件的相位匹配宽度非常窄，而且波长变换激光装置的输出会因外 部环境而产生波动。于是，为了用波长变换元件高效率地进行波长变换，现有技术中提出了 把光源波长固定在波长变换元件的允许范围内，不太受外部环境变化影响的构成的作为波 长变换激光装置的相干光源(例如，参照专利文献l)。该现有的相干光源，通过用波长变 换元件把来自激光介质的基波变换成高次谐波，然后把被反射体反射的基波反馈到激光介 质，把激光介质的振荡波长固定在反馈光的波长，把激光介质的振荡波长自动地固定在波 长变换元件的相位匹配波长。〈专利文献1>日本特开2006-19603号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的问题) 另外，在一对谐振器镜内具有激光介质和波长变换元件的内部波长变换型的波长 变换激光装置中，如果用具有比波长变换元件的相位匹配频带(波长变换频带)宽的增益 频带的激光介质进行内部波长变换，则最初基波以增益频带的峰值波长进行激光振荡，以 该增益频带的峰值波长利用波长变换元件进行波长变换。但是，由此，增益频带的峰值波长 的光谐振器内的损失会增加，以相位匹配频带外的增益频带的波长产生激光振荡。其结果， 存在相位匹配频带内的基波会减少，波长变换元件的波长变换效率降低的问题。另外，在专 利文献1中，虽然把激光介质的振荡波长自动地固定在波长变换元件的相位匹配波长，但 如上所述，由于一般情况下波长变换元件的相位匹配频带比激光介质的振荡波长频带(增 益频带)窄，所以不能抑制相位匹配频带外的激光振荡。 本专利技术正是鉴于上述情况而提出的，其目的在于获得在内部波长变换型的波长变 换激光装置中，即使以激光介质的增益频带的峰值波长进行激光振荡，进行波长变换，增益 频带的峰值波长下的波长变换元件的波长变换效率也不降低的波长变换激光装置。另外， 其目的还在于，无须追加光学部件，或者无须追加大规模的光学部件，就可以获得波长变换3元件的增益频带的峰值波长下的波长变换效率不降低的波长变换激光装置。 (用来解决问题的手段) 为了实现上述目的，根据本专利技术的波长变换激光装置，包括具有包含激光介质的 波导结构的固体激光元件，该激光介质赋予因吸收激励光而产生的增益，从而放大激光，并 输出基波；以及具有包含非线性光学材料的波导结构的波长变换元件，该非线性光学材料 把从上述固体激光元件输出的基波的一部分变换成二次谐波，用包含上述固体激光元件和 上述波长变换元件的光谐振器结构使基波共振，并且从上述波长变换元件输出二次谐波， 该波长变换激光装置的特征在于上述固体激光元件输出线偏振光的基波，且包括滤波单 元，该滤波单元使在上述波长变换元件内通过并入射到上述固体激光元件的基波的偏振状 态与从上述固体激光元件输出的线偏振光不同。 (专利技术的效果) 根据本专利技术，由于无须追加光学部件就可以使频带縮窄，以使得激光介质的增益 频带的峰值波长附近的基波的振荡波长宽度基本上成为基波的振荡波长宽度，所以即使以 激光介质的峰值波长利用波长变换元件进行波长变换，在该峰值波长下的光谐振器内的损 失增加，也不产生波长变换频带(基本上等于基波的振荡波长宽度)外的基波的激光振荡。 其结果，具有可以在波长变换元件的波长变换频带内高效率地进行基波的波长变换的效 果。附图说明 图1是示意性地示出根据本专利技术的波长变换激光装置的实施方式1的构成的立体 图。 图2是示出具有c轴方向的线偏振光的激光在非线性光学材料内往返时电场强度 与轴方位的关系的图。 图3-1是示出通过MgO:PPLN后的激光的c轴方向的偏振度对MgO:PPLN设置角度 9的依赖性的图。 图3-2是示出通过MgO: PPLN后的激光的c轴方向的偏振度对MgO: PPLN设置角度 9的依赖性的图。 图4-1是示出通过MgO:PPLN后的激光的a轴方向和c轴方向的偏振强度以及c 轴方向的偏振度对波长的依赖性的图。 图4-2是示出通过MgO:PPLN后的激光的a轴方向和c轴方向的偏振强度以及c 轴方向的偏振度对波长的依赖性的图。 图4-3是示出通过MgO:PPLN后的激光的a轴方向和c轴方向的偏振强度以及c 轴方向的偏振度对波长的依赖性的图。 图4-4是示出通过MgO:PPLN后的激光的a轴方向和c轴方向的偏振强度以及c 轴方向的偏振度对波长的依赖性的图。 图5-1是示意性地示出针对基波波长的增益形状与激光介质增益频带之间的关 系的图。 图5-2是示意性地示出针对基波波长的增益形状与激光介质增益频带之间的关 系的图。4 图6是示意性地示出非线性光学材料中的波长变换频带与基波的温度导致的偏 移的样子的图。 图7是示意性地示出根据本专利技术的波长变换激光装置的实施方式2的构成的立体 图。 图8是示意性地示出根据本专利技术的波长变换激光装置的实施方式3的构成的立体 图。 图9是示出通过MgO:PPLN和1/4波片后的激光的a轴方向的偏振强度以及c轴 方向的偏振度对波长的依赖性的图。 (附图标记说明) 10、10A、10B :波长变换激光装置；11 :半导体激光器；12 :固体激光元件；13 :波 长变换-滤波元件；13A:波长变换元件；14 :半波片；15 :1/4波片；111 、 123a、 123b、 133a、133b、151 :端面；121 :激光介质；122、132 :包层；131 :非线性光学材料。具体实施例方式下面，参照附图详细说明根据本专利技术的波长变换激光装置的优选的实施方式。另外，这些实施方式对本专利技术不构成限制。另外，以下实施方式中使用的波长变换激光装置的 立体图是示意图，层厚与宽度的关系、各层厚度的比率等与实际不同。(实施方式1) 图1是示意性地示出根据本专利技术的波长变换激光装置的实施方式1的构成的立体 图。设该图1所示的R方向是表示激光的振荡方向的光轴。该波长变换激光装置IO包括 作为激励光源的半导体激光器11 ;以从半导体激光器11输出的激光作为激励光，进行作为 基波的激光的放大和振荡的固体激光元件12 ;以及把从固体激光元件12输出的基波的激光变换成1/2波长的二次谐波且具有双折射滤波器的功能的波长变换-滤波元件13。 半导体激光器11输出用来激励固体激光元件12的激励光。该半导体激光器11 的激光的出射侧端面111设置成与固体激光元件12的激光介质121的端面123a对置。在 此，半导体激光器11由输出波长808nm的激光的化合物半导体材料构成。 固体激光元件12在形状上具有平板状，与光轴R垂直的端面123a、123b的形状为 例如矩形形状。另外，固体激光元件1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长变换激光装置，包括：具有包含激光介质的波导结构的固体激光元件，该激光介质赋予因吸收激励光而产生的增益，从而放大激光，并输出基波；以及具有包含非线性光学材料的波导结构的波长变换元件，该非线性光学材料把从上述固体激光元件输出的基波的一部分变换成二次谐波，用包含上述固体激光元件和上述波长变换元件的光谐振器结构使基波共振，并且从上述波长变换元件输出二次谐波，该波长变换激光装置的特征在于：上述固体激光元件输出线偏振光的基波，且包括滤波单元，该滤波单元使在上述波长变换元件内通过并入射到上述固体激光元件的基波的偏振状态与从上述固体激光元件输出的线偏振光不同。

【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：柳泽隆行，平野嘉仁，山本修平，小矢田康晴，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]