(57)【要約】【課題】半導体素子上に搭載された複数の発光部から放射される基本光を効率的に活用してレーザ光を取り出すことで、取り出し効率を高めたレーザ光源装置を実現する。【解決手段】  レーザ光源装置１は、基本光を放射する複数の発光部２を備える半導体素子１１と、基本光の所定波長帯を選択して第１光を取り出す波長選択素子３と、第１光の一部を波長変換して第２光を取り出す波長変換素子９５を備える。波長選択素子３は、複数の発光部のうちの第１発光部から放射された基本光が通過する第１選択領域において選択可能な所定波長帯が、他の発光部の発光時に生じる熱に起因した温度上昇が第１発光部よりも高い第２発光部から放射された基本光が通過する第２選択領域において選択可能な前記所定波長帯よりも短波長となる構成である。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本光を放射する複数の発光部を備える半導体素子と、
前記基本光の所定波長帯を選択して第１光を取り出す波長選択素子と、
前記第１光の一部を波長変換して第２光を取り出す波長変換素子を備え、
前記波長選択素子は、前記複数の発光部のうちの第１発光部から放射された前記基本光が通過する第１選択領域において選択可能な前記所定波長帯が、前記複数の発光部のうち、他の前記発光部の発光時に生じる熱に起因した温度上昇が前記第１発光部よりも高い第２発光部から放射された前記基本光が通過する第２選択領域において選択可能な前記所定波長帯よりも短波長となる構成であることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記複数の発光部がアレイ状に配置されており、
前記第１発光部は、前記第２発光部よりもアレイの外縁に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記波長選択素子は誘電体多層膜バンドパスフィルタであり、前記第１選択領域の膜厚が前記第２選択領域の膜厚よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記波長選択素子はエタロンフィルタであり、前記第１選択領域のギャップ長が前記第２選択領域のギャップ長よりも短く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記波長選択素子は体積ブラッググレーティング（ＶＢＧ）であり、前記第１選択領域の層の厚みが前記第２選択領域の層の厚みよりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
前記波長変換素子は、前記波長選択素子の前記第１選択領域で選択された前記第１光が通過する第１変換領域において変換可能な波長帯が、前記波長選択素子の前記第２選択領域で選択された前記第１光が通過する第２変換領域において変換可能な波長帯よりも短波長となる構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
【請求項７】
前記波長変換素子は周期的分極反転型ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）であり、前記第１変換領域の層の厚みが前記第２変換領域の層の厚みよりも薄く形成されていることを特徴とする請求項６に記載のレーザ光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外部共振型のレーザ光源装置に関する。より詳細には、本発明は、非線形光学結晶を用いた外部共振型の半導体レーザ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、面発光型の半導体レーザに外部共振器を設け、当該半導体レーザと当該外部共振器との間に非線形光学結晶で形成された波長変換素子を配置した波長変換型レーザ光源装置が知られている。この外部共振器としては波長選択性反射鏡が用いられ、波長変換素子としては分極反転型ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ：Periodically Poled Lithium Niobate）などの光学結晶を用いる技術が知られている（下記特許文献１参照）。また、外部共振器に用いる反射鏡に変わり体積ブラッググレーティング（ＶＢＧ：Volume Bragg Grating）を用いる技術も知られている（下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５２６９３０号公報
【特許文献２】特開２０１２−０９８４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ光源装置を形成するに当たっては、目標となる波長成分がピーク値近傍となるように発光部を設計し、更にこのピーク値を含む狭い波長帯を選択することで、狭い波長分布を示す放射光をレーザ光として生成する。また、必要に応じて、選択された狭い波長帯の光に対して波長変換を施すことで、所望の波長を有する放射光をレーザ光として生成する。
【０００５】
つまり、レーザ光源装置においては、各発光部から放射される、波長分布を有した光（以下、適宜「基本光」と呼ぶ。）から、波長選択素子において効率的に所望の波長を選択することが重要となる。
【０００６】
本発明者は、鋭意研究により、従来のレーザ光源装置の構成では発光部からの放射される光を完全に有効には活用できていないという課題を見出した。以下では、この内容につき、従来のレーザ光源装置の構成を説明しつつ、明らかにする。
【０００７】
図１は、特許文献２に開示されている従来のレーザ光源装置の構成を模式的に示したものである。従来のレーザ光源装置９０は、発光部を備える半導体素子１１、波長選択素子としての体積ブラッググレーティング（ＶＢＧ）９３及び波長変換素子としての周期的分極反転型ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）９５を含む。
【０００８】
図２に示すように、半導体素子１１上には複数の発光部２がアレイ状に配列されている。図２では、半導体素子１１上に複数の発光部２が一列に配置された構成が図示されている。この図では、２４個の発光部２が配置された例を図示している。これらの発光部２から基本光が放射される。なお、半導体素子１１は、発光部２から生じる熱を放熱するためのヒートシンク１７上に当接されている。
【０００９】
各発光部２から放射される基本光は、所定の波長分布を有する光である。ＶＢＧ９３は、この光から特定の波長帯を選択するために設けられている。また、ＰＰＬＮ９５は、入射される光のうち、特定の波長帯の光の一部に対して波長変換を施して出射する機能を有する。
【００１０】
半導体素子１１上に搭載された各発光部２は、基本光を放射する。この基本光は、特定の波長帯の成分のみを有する光ではなく、一定の波長分布を有する光である。この基本光がＶＢＧ９３を通過すると、所定の波長帯の光のみが選択的に反射される。以下、波長選択素子としてのＶＢＧ９３によって選択された光を「第１光」と呼ぶ。なお、このＶＢＧ９３は、後述する第２光の波長帯の光は透過する機能を有している。
【００１１】
ＶＢＧ９３から反射された第１光は、ＰＰＬＮ９５内を通過する。ＰＰＬＮ９５は、上述したように、特定の波長帯の光の一部に対して波長変換を施して出射する構成である。ここでは、ＰＰＬＮ９５は、第１光が有する波長成分の光の一部の波長を変換して、別の異なる波長の光を生成する。以下、ＰＰＬＮ９５によって変換された変換後の波長を有する光を「第２光」と呼ぶ。
【００１２】
なお、第１光の波長帯がＰＰＬＮ９５による波長変換可能な波長帯内である場合であっても、入射される全ての第１光が一度に第２光に変換されるわけではなく、一部は変換されないままＰＰＬＮ９５を通過する。このため、ＰＰＬＮ９５からは、半導体素子１１に向かって、ＰＰＬＮ９５によって生成された第２光と、ＰＰＬＮ９５で波長変換されなかった第１光が出射する。
【００１３】
ＰＰＬＮ９５と半導体素子１１の間には、反射部材２５及び２７が設けられている。これらの反射部材２５及び２７は、第２光が有する波長帯の光を反射し、少なくとも第１光が有する波長帯の光を透過するような構成である。このため、ＰＰＬＮ９５から半導体素子１１に向かって出射された第２光は、反射部材２５及び２７で反射されることで光の向きが変えられた後、装置９０の外部へと出射される（第２光４０）。
【００１４】
一方、ＰＰＬＮ９５によって波長変換されずにそのまま透過した第１光は、反射部材２５を透過して半導体素子１１内に進入する。半導体素子１１には、反射部材（内部ミラー）が設けられており（不図示）、入射された第１光は、ＰＰＬＮ９５の方向に向かって反射する。
【００１５】
半導体素子１１側から入射された第１光は、前述したのと同様、ＰＰＬＮ９５内を通過する際に、一部が波長変換されて第２光になる。この第２光は、ＶＢＧ９３に達する。上述したように、ＶＢＧ９３は、第２光が有する波長帯の光を透過する構成のため、入射された第２光はそのまま透過して装置９０の外部へと出射される（第２光５０）。一方、波長変換されなかった第１光は、再びＶＢＧ９３で反射されてＰＰＬＮ９５に向かう。
【００１６】
つまり、レーザ光源装置９０は、半導体素子１１内に形成された内部ミラーとＶＢＧ９３の間で外部共振器が形成されており、第１光はこの両者間で反射が繰り返される。そして、この反射が繰り返されている間に、ＰＰＬＮ９５を通過した第１光が次々と第２光へと波長変換されて、ＶＢＧ９３又は反射部材２７から装置９０の外部へと取り出される。
【００１７】
すなわち、レーザ光源装置９０は、複数の発光部２から放射された基本光から、ＶＢＧ９３によって選択された第１の波長帯を有する第１光を選択し、この第１光から、ＰＰＬＮ９５によって波長変換されて第２の波長帯を有する第２光を生成して、この第２光を、目的とするレーザ光として外部に出射する構成である。一例として、第１光をピーク波長が１０６５ｎｍ程度の赤外光とし、第２光をピーク波長が５３２．５ｎｍ程度の緑色可視光とすることができる。
【００１８】
図３は、基本光の波長分布４１、ＶＢＧ９３によって波長選択可能な波長分布４２（以下、「選択波長分布」と呼ぶ。）、及びＰＰＬＮ９５によって波長変換可能な波長分布４３（以下、「変換波長分布」と呼ぶ。）を重ねて図示したものである。
【００１９】
図３によれば、基本光は約１０６５ｎｍをピーク波長として、広い波長分布を示している。上述したように、この基本光から所望のレーザ光を生成するためには、まずＶＢＧ９３によって所定の波長帯の光を選択する必要がある。ＶＢＧ９３の選択波長分布４２は、図３に示すように急峻な曲線を描く。図３に示す選択波長分布４２は、選択可能な波長帯のピークを約１０６５ｎｍとしているため、ＶＢＧ９３によって基本光から約１０６５ｎｍの波長の第１光を選択することができる。
【００２０】
更に、ＶＢＧ９３によって選択された第１光から、ＰＰＬＮ９５によって所望の波長の第２光に変換する必要がある。図３では、広帯域のＰＰＬＮ９５を用いた場合の変換波長分布４３が示されている。図３に示す変換波長分布４３は、変換可能な波長帯のピークを約１０６５ｎｍとしているため、ＰＰＬＮ９５によってピーク波長が約１０６５ｎｍの第１光に対して波長変換が施される。
【００２１】
つまり、発光部２から放射される基本光から所望の波長のレーザ光を生成するためには、基本光の波長分布４１、選択波長分布４２、及び変換波長分布４３が相互に重なり合う必要がある。この重なり合う面積が広いほど、基本光からレーザ光を高効率で生成できることになる。現実的には、基本光の波長分布４１、選択波長分布４２、及び変換波長分布４３の各ピーク波長の位置を合わせることで、最も効率的にレーザ光を取り出すことが可能となる。
【００２２】
ところで、発光部２から放射される光（基本光）の波長は、発光部２の温度が高くなるほど長波長側にシフトすることが実験的に認められている。図４は、ある発光部２に対して温度を変化させたときに放射される基本光の波長分布を示したグラフである。発光部２の温度が２５℃、３０℃、３５℃、４０℃と高温になるほど、ピーク波長及び波長帯が長波長側にシフトしていることが認められる。
【００２３】
また、図５は、図４において、各発光部２から放射される光のピーク波長と各発光部２の温度の関係をグラフに示したものである。図５のグラフからは、発光部２の温度が上昇するほど光のピーク波長が長波長側にシフトしていることが、より明らかに見て取れる。なお、図５によれば、発光部２の温度と発光部２から放射される光のピーク波長には、ほぼ線形的な関係があることが分かる。
【００２４】
各発光部２は、発光時に通電による発熱を生じる。図２のように複数の発光部２が配列された半導体素子１１において、自己の発光部２から生じた熱、並びに隣接又は周囲の発光部２から生じた熱が、各発光部２を昇温させる。本発明者は、各発光部２の配置位置に応じて、周囲の発光部２からの発熱に起因した温度上昇の程度に差異が生じていることに着目した。
【００２５】
図６は、半導体レーザ装置９０の駆動中における複数の発光部２の温度分布を示すグラフである。温度条件を同一にするために、ヒートシンク１７底面を均一温度に冷却した場合において、各発光部２の温度を測定した。図２における発光部２ａの位置からの距離を横軸とし、温度を縦軸としてグラフ化したものである。
【００２６】
図６によれば、アレイ状に配置された各発光部２において、アレイの外縁に近い位置の発光部２ａ，２ｂ，２ｗ，２ｘは、中央部に近いその他の発光部よりも温度が低くなっていることが認められる。
【００２７】
アレイの中央部に近い位置に配置された発光部２は、周囲に他の発光部２を多く有する状態であるため、これらの発光部が生じる熱が伝わりやすく、温度が上昇しやすい環境下にある。他方、アレイの外縁に近い位置に配置された発光部（２ａ，２ｂ，２ｗ，２ｘなど）は、中央部に近い位置に配置された発光部に比べて、周囲に存在する発光部２の数（密度）が少ない。よって、中央部に近い位置に配置された発光部２に比べて、温度の上昇程度が低くなっていると考えられる。
【００２８】
本発明者は、図４及び図６の結果から、半導体素子１１に搭載された複数の発光部２から放射される基本光は、位置に応じて波長分布にバラツキがあるのではないかと推察した。
【００２９】
図７は、複数の発光部２から放射される基本光のピーク波長の値を示すグラフである。図６と同様、発光部２ａの位置からの距離を横軸とし、ピーク波長の値を縦軸としてグラフ化したものである。図７によれば、本発明者の推察通り、位置に応じて基本光の波長にバラツキが生じていることが確認される。より詳細には、アレイ状に配置された各発光部２において、アレイの外縁に近い位置の発光部２ａ，２ｂ，２ｗ，２ｘは、中央部に近いその他の発光部よりも短波長側にシフトしていることが認められる。
【００３０】
図３を参照して上述したように、発光部２から放射される基本光から所望の波長のレーザ光を効率的に取り出すためには、基本光の波長分布４１、選択波長分布４２、及び変換波長分布４３の重なり合う面積をできるだけ広くする必要がある。
【００３１】
従来のレーザ光源装置９０では、ＶＢＧ９３として予め選択したい波長毎に設計されたものが用いられていた。例えば、各発光部２から放射された基本光から波長１０６５ｎｍの光を選択したい場合には、各発光部２を、基本光のピーク波長が１０６５ｎｍの波長分布となるように設計すると共に、１０６５ｎｍの波長の光の選択性が高くなるように設計されたＶＢＧ９３が用いられる。
【００３２】
しかし、上述したように、各発光部２の位置に応じて基本光の波長分布にバラツキが生じている場合、発光部２の位置によっては基本光のピーク波長が１０６５ｎｍからずれた基本光が生じることになる。
【００３３】
例えば、図７の結果によれば、半導体素子１１上に２４個の発光部２を備えた場合において、中央部に配置された発光部２からの基本光とアレイの外縁に近い位置に配置された発光部２からの基本光には、約１ｎｍ程度のピーク波長のズレが生じている。この結果を図３に併せて鑑みれば、アレイの外縁に近い位置に配置された発光部（２ａ，２ｂ，２ｗ，２ｘなど）から放射された基本光の波長分布は、図３に示される波長分布４１よりも１ｎｍ程度短波長側にシフトされることになる。
【００３４】
この結果、選択波長分布４２との重なり合う領域の面積は小さくなる。つまり、この領域の発光部２から放射された基本光から選択される第１光の強度は、アレイの中央部付近に配置された発光部２から放射された基本光から選択される第１光よりも低下する。このことは、アレイの外縁に位置する発光部２からの放射光を高効率でレーザ光に変換できていないことを示唆するものである。
【００３５】
なお、上記の例では発光部２が２４個一列に配列されている場合について考察したが、この数が増加するほど、配置位置に応じて各発光部２から放射される基本光の波長分布に差異が生じることが分かる。このことは、基本光の波長分布４１と選択波長分布４２の重なり合う領域の面積が更に縮小化されること、すなわち、基本光から第１光を取り出す効率が更に低下することを意味するものである。
【００３６】
ここで、位置に応じて発光部２から放射される基本光の波長分布４１のピーク波長値にバラツキが生じる場合において、各発光部２から放射される基本光の波長分布４１と選択波長分布４２の重なり合う面積を増加させることのみを考えれば、広帯域を示す選択波長分布４２となるような波長選択素子を用いる方法も考えられる。しかし、そもそもレーザ光は狭波長帯の光であることが特徴であるところ、発光部２から放射される基本光から狭帯域の波長の第１光を選択することにこそ、波長選択素子の意義が存在する。つまり、波長選択素子（ここではＶＢＧ９３）の選択波長分布４２を広帯域化させることで、上記の問題に対処することは現実的ではない。
【００３７】
本発明者は、以上において説明したように、従来のレーザ光源装置の場合、半導体素子１１に複数の発光部２を配置した構成としても、一部の発光部２から放射された基本光を有効に活用していないことを見出した。
【００３８】
本発明は、上記の課題に鑑み、半導体素子上に搭載された複数の発光部から放射される基本光を効率的に活用してレーザ光を取り出すことで、取り出し効率を高めたレーザ光源装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
本発明のレーザ光源装置は、
基本光を放射する複数の発光部を備える半導体素子と、
前記基本光の所定波長帯を選択して第１光を取り出す波長選択素子と、
前記第１光の一部を波長変換して第２光を取り出す波長変換素子を備え、
前記波長選択素子は、前記複数の発光部のうちの第１発光部から放射された前記基本光が通過する第１選択領域において選択可能な前記所定波長帯が、前記複数の発光部のうち、他の前記発光部の発光時に生じる熱に起因した温度上昇が前記第１発光部よりも高い第２発光部から放射された前記基本光が通過する第２選択領域において選択可能な前記所定波長帯よりも短波長となる構成であることを特徴とする。
【００４０】
このレーザ光源装置が備える波長選択素子は、異なる領域で選択可能な波長帯を異ならせた構成である。すなわち、複数の発光部のうち、他の発光部からの発熱の影響を受けて温度が上昇しやすい箇所に配置された発光部（上記「第２発光部」）から放射された光が通過する領域（上記「第２選択領域」）においては、比較的長い波長の光が選択される構成としている。逆に、他の発光部からの発熱の影響を第２発光部ほどは受けずに、第２発光部よりは温度が上昇しにくい箇所に配置された発光部（上記「第１発光部」）から放射された光が通過する領域（上記「第１選択領域」）においては、第２選択領域よりも短い波長の光が選択される構成としている。
【００４１】
他の発光部からの発熱の影響を受けて温度が上昇しやすい箇所に配置された発光部（第２発光部）から放射される基本光は、長波長の波長分布を示す基本光が放射される。逆に、第２発光部に比べると、他の発光部からの発熱の影響を受けにくく、温度が上昇しにくい箇所に配置された発光部（第１発光部）から放射される基本光は、第２発光部よりも短波長の波長分布を示す基本光が放射される。
【００４２】
上記の波長選択素子は、長波長の波長分布を示す基本光が通過する領域（上記「第２選択領域」）は、選択可能な波長帯が長波長であり、短波長の波長分布を示す基本光が通過する領域（上記「第１選択領域」）は、選択可能な波長帯が短波長となっている。よって、第１発光部から放射される基本光も、第２発光部から放射される基本光も、波長選択素子によって効率的に波長選択が行える。
【００４３】
従来のレーザ光源装置が備える波長選択素子は、入射される基本光の波長分布から一の波長帯の光を選択する構成であった。つまり、発光部の発熱に起因して各発光部に温度分布が生じることにより、各発光部から放射される基本光の波長分布にも位置に応じたバラツキが生じていることは考慮されていなかった。従って、各発光部から放射される基本光の波長分布が最も重なり合っている波長帯を選択するように、発光部と波長選択素子を設計していた。この結果、波長選択素子で選択されない波長分布の基本光を放射する発光部については、その発光部から放射された光が波長選択素子において選択されない状態であり、有効に光が活用されているとはいえなかった。
【００４４】
上記の構成のように、位置に応じて発光部から放射される基本光の波長分布にバラツキがあることを前提とし、このバラツキに応じて波長選択素子の選択可能な波長帯にも分布を持たせることで、全ての発光部から放射される基本光を効率的に波長選択素子によって選択させることができる。よって、この選択された波長の光を、波長変換素子によって波長変換させて取り出すことで、取り出されるレーザ光の光量を従来よりも高めることができる。
【００４５】
特に、複数の発光部がアレイ状に配置されている場合、発光部の位置に応じた発熱の影響の受けやすさに差異が生じる。すなわち、アレイの中央部に近い位置に配置された発光部は、周囲に他の発光部を多く有する状態であるため、これらの発光部が生じる熱が伝わりやすく、温度が上昇しやすい環境下にある。他方、アレイの外縁に近い位置に配置された発光部は、中央部に近い位置に配置された発光部に比べて、周囲に存在する発光部の数（密度）が少ない。これにより、中心に近い位置に配置された発光部に比べて、温度の上昇程度は低くなる。
【００４６】
つまり、波長選択素子として、アレイの外縁に近い位置に配置された第１発光部から放射される基本光が通過する第１選択領域において、選択可能な波長帯を短波長とし、第１発光部よりもアレイの中央部に近い位置に配置された第２発光部から放射される基本光が通過する第２選択領域において、選択可能な波長帯を長波長とすることで、全ての発光部から放射される基本光に対して効率的に波長選択が行える。
【００４７】
半導体素子上に複数の発光部を形成する場合、一般的にはウェハ上に半導体素子を形成し、その上に複数の発光部を形成する。このとき、なるべく一枚のウェハ上に多くの半導体素子を形成すべく、密集して半導体素子が形成される。当然に、各半導体素子上には、密集して発光部が配列される。このようにして形成された半導体素子が、所定の個数の発光部毎に分割され、各レーザ光源装置に搭載される。
【００４８】
従って、製造効率を高める観点からも、各半導体素子上には複数の発光部を密集して配置するのが一般的であり、このとき、発光部は半導体素子上にアレイ状に配置される。この場合、上述したように、アレイの中央部に近い発光部とアレイの外縁に近い発光部との間には、発光波長に差異が生じる。つまり、上記の構成によれば、高い製造効率を維持しながらレーザ光源装置を製造した場合において、各発光部から放射される基本光を有効に活用する効果が得られる。
【００４９】
波長選択素子の選択可能な波長に分布を持たせる具体的な方法としては、以下の方法がある。
【００５０】
一の方法としては、波長選択素子を誘電体多層膜バンドパスフィルタで構成し、第１選択領域の膜厚を第２選択領域の膜厚よりも薄く形成することで実現できる。
【００５１】
別の方法としては、波長選択素子をエタロンフィルタで構成し、第１選択領域のギャップ長を第２選択領域のギャップ長よりも短く形成することで実現できる。
【００５２】
更に別の方法としては、波長選択素子を体積ブラッググレーティング（ＶＢＧ）で構成し、第１選択領域の層の厚みを第２選択領域の層の厚みよりも薄く形成することで実現できる。
【００５３】
また、上記の構成に加えて、波長変換素子を、波長選択素子の第１選択領域で選択された第１光が通過する第１変換領域において変換可能な波長帯が、波長選択素子の第２選択領域で選択された第１光が通過する第２変換領域において変換可能な波長帯よりも短波長となる構成とするのが好適である。
【００５４】
第１発光部から放射された基本光が波長選択素子の第１選択領域を通過することで選択された第１光と、第２発光部から放射された基本光が波長選択素子の第２選択領域を通過することで選択された第１光には、波長に差異が生じている。
【００５５】
波長変換素子が、広帯域な波長に対して変換可能な構成であれば、このように位置に応じてピーク波長に差異の有する第１光が入射されても、これらを第２光に変換させることが可能である。しかし、このような広帯域の波長に対して変換可能な波長変換素子を設計した場合、変換後に得られる第２光の強度が比較的低くなってしまう。
【００５６】
逆に、変換可能な波長帯の帯域が狭い波長変換素子を設計した場合には、変換後に得られる第２光の強度を高くすることが可能となる。しかしこの場合、位置に応じて異なるピーク波長を示す第１光が入射されるため、変換可能な波長帯の帯域をあまりに狭くすると、位置に応じては第１光の波長が変換可能な帯域の外に位置する、又は変換効率が極めて低下することが想定される。
【００５７】
そこで、波長変換素子においても、波長選択素子と同様に、位置に応じて変換可能な波長帯に分布を持たせる。これにより、一の箇所における変換可能な波長帯の帯域は狭くして変換後の光強度を高めつつ、全ての箇所において入射される第１光を変換させることが可能となる。より具体的には、第１選択領域によって選択された、比較的短波長の第１光が通過する領域（上記「第１変換領域」）において変換可能な波長帯を、第２選択領域によって選択された、比較的長波長の第１光が通過する領域（上記「第２変換領域」）において変換可能な波長帯よりも短波長となるように構成する。これにより、強度の高い第２光が生成され、取り出し効率が向上する。
【００５８】
波長変換素子の変換可能な波長に分布を持たせる具体的な方法としては、波長変換素子を周期的分極反転型ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）で構成し、第１変換領域の層の厚みを第２変換領域の層の厚みよりも薄く形成することで実現できる。
【発明の効果】
【００５９】
本発明の構成によれば、発光部の発熱に起因した温度上昇の程度が異なる複数の発光部を備えたレーザ光源装置において、各発光部から放射される基本光の波長分布にバラツキが生じていても、波長選択素子によって各発光部から放射された基本光が示す波長分布から効率的に所定の波長帯の光を選択することができる。これにより、外部に取り出されるレーザ光の光量を増やすことができ、取り出し効率が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来のレーザ光源装置の構成を模式的に示した図である。
【図２】発光部を構成する半導体素子をアレイ状に配置した基板を模式的に図示したものである。
【図３】基本光の波長分布、選択波長分布、及び変換波長分布を重ねて図示したものである。
【図４】発光部から放射される光の波長と発光部の温度の関係を示すグラフである。
【図５】発光部から放射される光のピーク波長と発光部の温度の関係を示すグラフである。
【図６】各発光部を発光させたときの各発光部の温度分布をグラフにしたものである。
【図７】各発光部を発光させたときの各発光部から放射される波長分布をグラフにしたものである。
【図８】第１実施形態のレーザ光源装置の構成を模式的に示した図である。
【図９】ＴＦＦの模式的な断面構造の一例である。
【図１０】図９のＴＦＦにおける波長選択分布を示すグラフである。
【図１１】第２実施形態のレーザ光源装置の構成を模式的に示した図である。
【図１２】第３実施形態のレーザ光源装置の構成を模式的に示した図である。
【図１３】第４実施形態のレーザ光源装置の構成を模式的に示した図である。
【図１４】基本光の波長分布、選択波長分布、及び変換波長分布を重ねて図示したものである。
【図１５】別実施形態のレーザ光源装置の構成を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
本発明のレーザ光源装置につき、図面を参照して説明する。なお、各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。
【００６２】
［第１実施形態］
レーザ光源装置の第１実施形態につき説明する。
【００６３】
図８は、本実施形態におけるレーザ光源装置の構成を模式的に示す図である。レーザ光源装置１は、図１に示す従来のレーザ光源装置９０と比較して、波長選択素子としてＶＢＧ９３に代えて、ＴＦＦ（誘電体薄膜フィルタ）３及び光学部材４を備える点が異なる。他の構成は、レーザ光源装置９０と同様であるため、説明を省略する。本実施形態では、ＴＦＦ３が「波長選択素子」に対応する。
【００６４】
ＴＦＦ３は、半導体素子１１に搭載された複数の発光部２から放射される基本光の波長分布から、所定の波長帯の第１光を選択して透過させる機能を有する。また、光学部材４は、第１の特定の波長帯の光を反射し、且つ第２の特定の波長帯の光を透過する構成である。より具体的には、ＴＦＦ３で選択された波長帯の光（第１光）を反射し、ＰＰＬＮ９５で変換された波長帯の光（第２光）を透過するように設計される。光学部材４は、例えば、第１の特定の波長帯に対する高反射（ＨＲ）コートと第２の特定の波長帯に対する減反射（ＡＲ）コートがＴＦＦ３のガラス基板上に形成されることで実現される。
【００６５】
この構成においても、発光部２からレーザ光４０、５０を取り出す仕組みの基本的な原理は、図１のレーザ光源装置９０と共通する。
【００６６】
すなわち、半導体素子１１に搭載された複数の発光部２から放射された基本光は、波長選択素子としてのＴＦＦ３を通過することで、所定の波長帯の光のみが選択的に透過される。ＴＦＦ３で選択透過された光が「第１光」に対応する。この第１光は、光学部材４によって反射されてＰＰＬＮ９５の方に進行する。ＰＰＬＮ９５は、第１光のうちの一部の光に対して波長変換を施して第２光を生成し、この第２光が反射部材２５及び２７を介して外部に取り出される（第２光４０）。
【００６７】
また、ＰＰＬＮ９５によって波長変換されずにそのまま透過した第１光は、反射部材２５を透過して半導体素子１１内に進入し、内部ミラーによって反射されてＰＰＬＮ９５へと送られる。ＰＰＬＮ９５において一部の第１光が第２光へと波長変換され、これが光学部材４を透過して外部に取り出される（第２光５０）。また、波長変換されなかった第１光は、再度、光学部材４で反射されてＰＰＬＮ９５へと送られる。
【００６８】
すなわち、レーザ光源装置１は、半導体素子１１内に形成された内部ミラーと反射素子としての光学部材４の間で外部共振器が形成されており、第１光はこの両者間で反射が繰り返される。そして、この反射が繰り返されている間に、ＰＰＬＮ９５を通過した第１光が次々と第２光へと波長変換されて、光学部材４又は反射部材２７から装置９０の外部へと取り出される。
【００６９】
ＴＦＦ３は、高屈折率の材料と低屈折率の材料とが複数積層されることで構成される。これらの材料の屈折率と膜厚を調整することで、選択される光の波長帯が設定される。なお、選択される光の波長分布（上記「選択波長分布」）は、図３に示すＶＢＧ９３の曲線４２と同様に、急峻な曲線を描く。
【００７０】
ここで、レーザ光源装置１が備えるＴＦＦ３は、位置に応じて選択可能な波長帯を異ならせている。図９は、ＴＦＦ３の模式的な断面構造の一例である。領域３１、領域３２、及び領域３３において膜厚をそれぞれ異ならせることでＴＦＦ３を設計している。なお、図９では、基板上に４層の膜が成膜されているかのように図示されているが、これは単に領域毎に膜厚が異なっていることを示すために模式的に示したものであり、実際は成膜する層数はもっと多いものとして構わない。
【００７１】
より具体的な構成例として、ＴＦＦ３は、低屈折材料としてＳｉＯ２を、高屈折材料としてＴａ２Ｏ５を用い、これらを交互に積層して形成している。ＴＦＦ３の設計としては最も一般的なＢＰＦ（バンドパスフィルタ）の設計パターンであるワンキャビティ（１つのキャビティ層を有する構成）とし、ＳｉＯ２のキャビティ層（６ｑｗ）を高屈折率層／低屈折率層（各１ｑｗ）を８ペアで挟んだ構成とした。なお、ｑｗとは１／４波長（quarter wave）を指しており、６ｑｗとは１／４波長の６倍の厚みの層であることを表している。このときの透過率を、膜設計ツールとして知られるＴＦＣａｌｃを用いて計算した結果を図１０に示す。なお、領域３２は、領域３１における各層の膜厚を１．００１倍し、領域３３は領域３１における各層の膜厚を１．００２倍して積層させた。
【００７２】
図１０は、図３に示したＶＢＧの選択波長分布４２と同様の描画方法で図示されたものである。選択波長分布３１ａが、ＴＦＦ３内の領域３１において波長選択可能な波長分布に対応する。同様に、選択波長分布３２ａが、ＴＦＦ３内の領域３２において波長選択可能な波長分布に対応し、選択波長分布３３ａが、ＴＦＦ３内の領域３３において波長選択可能な波長分布に対応する。
【００７３】
図１０によれば、基本光がＴＦＦ３を通過した場合、領域３１を通過した基本光については１０６４．０４ｎｍ近傍の波長が選択され、領域３２を通過した基本光については１０６５．１０ｎｍ近傍の波長が選択され、領域３３を通過した基本光については１０６６．１６ｎｍ近傍の波長が選択される。つまり、ＴＦＦ３を通過する領域に応じて、基本光から選択される波長帯を異ならせることができる。
【００７４】
つまり、ＴＦＦ３の膜厚を位置に応じて異ならせることで、ＴＦＦ３の選択波長分布を位置に応じて変化させることが可能となる。より詳細には、選択したい波長を長波長側にしたい場合には膜厚を厚く形成し、逆に選択したい波長を短波長側にしたい場合には膜厚を薄く形成すればよい。
【００７５】
レーザ光源装置１が備えるＴＦＦ３は、この点に鑑み、位置に応じて膜厚を変化させている。より詳細には、半導体素子１に搭載された複数の発光部２のうち、周囲の発光部２からの発熱によって温度が上昇しやすい位置に配置されている発光部２（「第２発光部」に対応）から放射される基本光が通過する領域（「第２選択領域」に対応）については、膜厚を厚く形成する。逆に、周囲の発光部２からの発熱による影響を比較的受けにくい位置に配置されている発光部２（「第１発光部」に対応）から放射される基本光が通過する領域（「第１選択領域」に対応）については、膜厚を薄く形成する。
【００７６】
これにより、各発光部２から放射される基本光のピーク波長が、近接する発光部２からの発熱に起因して、位置に応じて異なる構成であっても、波長選択素子としてのＴＦＦ３が、この基本光のピーク波長のズレに合わせてその波長選択分布を位置に応じてずらすことができる。これにより、各発光部２からの基本光の波長分布と波長選択素子としてのＴＦＦ３の選択波長分布の重ね合わせの面積を大きく取ることができる。よって、発光部２の位置に関わらず、基本光から高い強度の第１光を選択することができるので、この第１光から波長変換素子（ここではＰＰＬＮ９５）によって波長変換させて第２光を取り出すことで、取り出されるレーザ光の光量を従来よりも高めることができる。
【００７７】
なお、図２に示すように、複数の発光部２が半導体素子１１上にアレイ状に搭載されている場合、アレイの中央部に近い位置に配置された発光部２から放射される基本光の波長が、アレイの外縁に近い位置に配置された発光部２から放射される基本光の波長よりも長くなる傾向にある（図７参照）。よって、アレイの外縁に近い位置に配置された発光部２から放射される基本光が通過する第１選択領域のＴＦＦ３の膜厚を薄くし、逆に、アレイの中央部に近い位置に配置された発光部２から放射される基本光が通過する第２選択領域のＴＦＦ３の膜厚を厚くすることで、全ての発光部２から放射される基本光に対して効率的に波長選択が行える。
【００７８】
なお、ＴＦＦ３の膜厚を位置に応じて異ならせる方法としては、種々の方法が採用され得る。一例としては、成膜時に真空蒸着を行う際に、蒸着源に対して基板を垂直に配置せず所定の傾斜角を設けて蒸着源からの距離を変化させることで膜厚を変化させることができる。また、基板と蒸着源の間に、マスク板を配置して、マスク形状を適切に設計、配置することによっても、位置に応じて膜厚を異ならせることが可能である。
【００７９】
［第２実施形態］
レーザ光源装置の第２実施形態につき、第１実施形態と異なる箇所のみを説明する。
【００８０】
図１１は、本実施形態におけるレーザ光源装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態のレーザ光源装置１ａは、図８に示す第１実施形態の構成と比較して、波長選択素子としてＴＦＦ３に代えてエタロンフィルタ５を備えた点が異なる。このエタロンフィルタ５は、より詳細には光学部材６をＰＰＬＮ９５と離間を有して対向して配置することで実現される。
【００８１】
光学部材６は、入射された光をそのまま透過して出射する光学部材であり、例えば石英ガラスで構成される。ＰＰＬＮ９５の第１面９５ａと、光学部材６の第１面６ａの間に設けられたギャップにより、エタロンフィルタ５が形成される。なお、光学部材６の第１面６ａとは反対の第２面６ｂ側には、光学部材４が形成されている。この光学部材４は、エタロンフィルタ５で選択された波長帯の光（第１光）を反射し、ＰＰＬＮ９５で変換された波長帯の光（第２光）を透過するように設計される。
【００８２】
レーザ光源装置１ａは、波長選択素子として、ＴＦＦ３に代えてエタロンフィルタ５が採用された点を除けば、第１実施形態のレーザ光源装置１と同じであるため、発光部２から放射された基本光から、所望波長のレーザ光（第２光４０，５０）を取り出すまでの原理は共通である。従って、この説明を省略する。
【００８３】
本実施形態においては、エタロンフィルタ５に対して、位置に応じて選択される波長分布を異ならせる。エタロンフィルタ５は、対向する光学面の面間隔によって、選択される波長が決定される。より詳細には、ＰＰＬＮ９５の第１面９５ａと、光学部材６の第１面６ａの間に設けられたギャップ長ｄを長くすると、選択波長が長波長側にシフトされ、逆にギャップ長ｄを短くすると、選択波長が短波長側にシフトされる。すなわち、位置に応じてギャップ長ｄを異ならせることで、位置に応じて選択される波長分布を異ならせることができる。
【００８４】
より詳細には、半導体素子１に搭載された複数の発光部２のうち、周囲の発光部２からの発熱によって温度が上昇しやすい位置に配置されている発光部２（「第２発光部」に対応）から放射される基本光が通過する領域（「第２選択領域」に対応）については、エタロンフィルタ５のギャップ長ｄを長く形成する。逆に、周囲の発光部２からの発熱による影響を比較的受けにくい位置に配置されている発光部２（「第１発光部」に対応）から放射される基本光が通過する領域（「第１選択領域」に対応）については、エタロンフィルタ５のギャップ長ｄを短く形成する。これにより、第１実施形態のレーザ光源装置１と同様の効果が得られる。
【００８５】
すなわち、各発光部２から放射される基本光のピーク波長が、近接する発光部２からの発熱に起因して位置に応じて異なる構成であっても、波長選択素子としてのエタロンフィルタ５の波長選択分布のピーク波長の値を、その位置に応じてずらすことができる。これにより、各発光部２からの基本光の波長分布と波長選択素子としてのエタロンフィルタ５の選択波長分布の重ね合わせの面積を大きく取ることができる。
【００８６】
よって、発光部２の位置に関わらず、基本光から高い強度の第１光を選択することができるので、この第１光から波長変換素子（ここではＰＰＬＮ９５）によって波長変換させて第２光を取り出すことで、取り出されるレーザ光の光量を従来よりも高めることができる。
【００８７】
なお、図２に示すように、複数の発光部２が半導体素子１１上にアレイ状に搭載されている場合には、アレイの外縁に近い位置に配置された発光部２から放射される基本光が通過する第１選択領域のエタロンフィルタ５のギャップ長ｄを短くし、アレイの中央部に近い位置に配置された発光部２から放射される基本光が通過する第２選択領域のエタロンフィルタ５のギャップ長ｄを長くする。これにより、全ての発光部２から放射される基本光に対して効率的に波長選択が行える。
【００８８】
なお、エタロンフィルタ５のギャップ長ｄを位置に応じて異ならせる方法としては、種々の方法が採用され得る。一例としては、光学部材６の第１面６ａを曲面で構成する。より具体的には、複数の発光部２が半導体素子１１上にアレイ状に搭載されている場合には、中央部が外縁部よりもＰＰＬＮ９５の第１面９５ａから遠ざかるように、光学部材６の第１面６ａを凹面形状にすることで実現できる。なお、ＰＰＬＮ９５の第１面９５ａを曲面で構成してもよいし、両方を曲面で構成してもよい。
【００８９】
［第３実施形態］
レーザ光源装置の第３実施形態につき、第１実施形態と異なる箇所のみを説明する。
【００９０】
図１２は、本実施形態におけるレーザ光源装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態のレーザ光源装置１ｂは、図８の第１実施形態の構成と比較して、波長選択素子としてＴＦＦ３に代えてＶＢＧ７を備えた点が異なる。つまり、図１に示す従来のレーザ光源装置９０のＶＢＧ９３を、本実施形態の構成が備えるＶＢＧ７に代えたものに対応する。
【００９１】
このＶＢＧ７は、従来のＶＢＧ９３とは異なり、位置に応じて選択波長分布を異ならせた構成としている。より詳細には、周囲の発光部２からの発熱によって温度が上昇しやすい位置に配置されている発光部２（「第２発光部」に対応）から放射される基本光が通過する領域（「第２選択領域」に対応）については、選択波長分布が長波長側となるように設計する。逆に、周囲の発光部２からの発熱による影響を比較的受けにくい位置に配置されている発光部２（「第１発光部」に対応）から放射される基本光が通過する領域（「第１選択領域」に対応）については、選択波長分布が短波長側となるように設計する。これにより、第１実施形態、第２実施形態のレーザ光源装置と同様の効果が得られる。
【００９２】
ＶＢＧ７に対して、位置に応じて選択波長分布を異ならせる方法としては、種々の方法が採用され得る。ＶＢＧ７は、２光束干渉などの技術を用いて、感光性ガラス材料に層構造の屈折率分布を作り出すことで形成される。そして、ＶＢＧ７によって反射される光の波長λは、層の厚さをΔ、ＶＢＧ７に入射される光の入射角をθとした場合に、λ＝２ｎ・Δ・ｃｏｓθで表される。よって、層の厚さΔを変化させることで、ＶＢＧ７から反射される光の波長λを変化させることができる。
【００９３】
よって、感光性ガラス材料に光を照射して屈折率分布を作り出す際に、所定のマスクを形成して光を照射することで、マスクの形状（例えば縞形状のマスクを利用するなど）によって位置に応じて層の厚さΔを変化させることが可能である。
【００９４】
［第４実施形態］
レーザ光源装置の第４実施形態につき、第１実施形態と異なる箇所のみを説明する。
【００９５】
図１３は、本実施形態におけるレーザ光源装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態のレーザ光源装置１ｃは、図８の第１実施形態の構成と比較して、波長変換素子としてＰＰＬＮ９５に代えてＰＰＬＮ８を備えた点が異なる。
【００９６】
このＰＰＬＮ８は、ＰＰＬＮ９５とは異なり、位置に応じて変換波長分布を異ならせた構成としている。
【００９７】
このため、上述したように、第１発光部から放射された基本光が波長選択素子の第１選択領域を通過することで選択された第１光と、第２発光部から放射された基本光が波長選択素子の第２選択領域を通過することで選択された第１光には、波長に差異が生じている。
【００９８】
上述した第１〜第３実施形態のレーザ光源装置は、位置に応じて選択波長分布が異なる特性を示す波長選択素子（ＴＦＦ３、エタロンフィルタ５、ＶＢＧ７）を備えた構成であった。この構成の場合、温度上昇の影響を受けにくい位置に配置された第１発光部から放射された基本光が波長選択素子の第１選択領域を通過することで選択された第１光と、温度上昇の影響を受けやすい位置に配置された第２発光部から放射された基本光が波長選択素子の第２選択領域を通過することで選択された第１光には、波長に差異が生じている。これは、例えば図１０において、領域３１、領域３２、領域３３を通過する各基本光から選択される光（各第１光）のピーク波長が、それぞれ異なることからも理解できる。
【００９９】
しかし、このような状態であっても、第１〜第３実施形態のレーザ光源装置が備える波長変換素子が、ＰＰＬＮ９５のように図３の変換波長分布４３のような広帯域な波長に対して変換可能な構成であれば、このように位置に応じてピーク波長に差異の有する第１光が入射されても、これらを第２光に変換させることが可能である。
【０１００】
しかし、このような広帯域の波長に対して変換可能な波長変換素子を設計した場合、変換後に得られる第２光の強度が比較的低くなってしまう。
【０１０１】
ＰＰＬＮの分極反転のピッチを精度よく製作すると、変換効率を高めることができる。しかし、この場合、変換波長分布も狭帯域になってしまう（図１４参照）。図１４は、図３と同様に、基本光の波長分布４１、ＶＢＧ９３の選択波長分布４２、及び狭帯域で高効率に変換可能なＰＰＬＮ９５の変換波長分布４４を重ねて図示したものである。
【０１０２】
第１〜第３実施形態の構成において、図１４の変換波長分布４４のような特性を示すＰＰＬＮ９５を用いた場合について検討する。上述したように、波長選択素子によって選択された第１光は、位置に応じて波長に差異が生じる構成である。つまり、ＰＰＬＮ９５に対して位置に応じて異なるピーク波長を示す第１光が入射されるため、変換可能な波長帯の帯域をあまりに狭くすると、位置に応じては第１光の波長が変換可能な帯域の外に位置する、又は変換効率が極めて低下することが想定される。
【０１０３】
そこで、本実施形態のＰＰＬＮ８は、変換波長分布４４のように、狭帯域で高効率に変換可能な特性を有し、且つ、位置に応じて変換可能な波長帯に分布を持たせた構成としている。より詳細には、第１選択領域によって選択された、比較的短波長の第１光が通過する領域（「第１変換領域」に対応）において変換可能な波長帯を、第２選択領域によって選択された、比較的長波長の第１光が通過する領域（「第２変換領域」に対応）において変換可能な波長帯よりも短波長となるように構成する。これにより、発光部２の位置に関わらず、基本光から高い強度の第１光が選択され、更にこの第１光が高い強度の第２光に変換されるので、取り出されるレーザ光の光量を従来よりも高めることができる。
【０１０４】
ＰＰＬＮ８に対して、位置に応じて変換波長分布を異ならせる方法としては、種々の方法が採用され得る。ＰＰＬＮ８は、ＬｉＮｂＯ３などのバルク結晶の内部に周期的な分極反転層を形成することで、所定波長の光に対して擬似的な位相整合を達成するものであり、分極反転層の周期を変えることで変換可能な波長帯域を調整することができる。この分極反転層の形成方法の一例としては、バルク結晶の上面及び一側面に所定間隔（分極反転層の周期と同一）でスリット状の電極を形成しておき、この電極に高電圧を印加することで、電極の位置に対応したバルク結晶内部に分極反転層が形成される。
【０１０５】
よって、バルク結晶の面に形成する電極の位置の間隔を、位置に応じて所定の規則の下で異ならせておくことで、位置に応じて異なる分極反転層の周期を形成することができる。これにより、ＰＰＬＮ８に対して、位置に応じて変換波長分布を異ならせることができる。なお、この電極の形成方法は、スパッタリング、写真製版によるパターニング、エッチングなどの半導体製造プロセスと同様の手法を用いることができる。
【０１０６】
なお、図１３のレーザ光源装置１ｃは、第１実施形態のレーザ光源装置１に対して、位置に応じて波長分布特性が異なる性質を有するＰＰＬＮ８を備えた構成としたが、第２実施形態のレーザ光源装置１ａや第３実施形態のレーザ光源装置１ｂに対しても同様に適用可能である。
【０１０７】
［別実施形態］
上記各実施形態では、いずれも半導体素子１１と波長選択素子（ＴＦＦ３、エタロンフィルタ５、ＶＢＧ７）の間に、波長変換素子（ＰＰＬＮ９５、ＰＰＬＮ８）を位置させた構成とした。これに対し、波長選択素子と波長変換素子の位置を入れ替えても構わない。
【０１０８】
図１５は、図８に示す第１実施形態のレーザ光源装置１において、ＴＦＦ３とＰＰＬＮ９５の位置関係を反転させた構成のレーザ光源装置１ｄを、模式的に示したものである。この場合、ＴＦＦ３で選択された波長帯の光（第１光）を反射し、ＰＰＬＮ９５で変換された波長帯の光（第２光）を透過するように設計された光学部材４は、ＴＦＦ３とは反対側の面においてＰＰＬＮ９５と対向する位置に設けられる。
【０１０９】
この構成においても、図８に示すレーザ光源装置１と同様の原理により、第２光４０，５０が外部に取り出される。なお、図１５では、第１実施形態のレーザ光源装置１を例に挙げて説明したが、第２〜第４実施形態においても同様に、波長選択素子と波長変換素子の位置を入れ替えた構成とすることが可能である。
【０１１０】
また、上記実施形態では、波長変換素子として、ＰＰＬＮ（ＰＰＬＮ９５、ＰＰＬＮ８）を用いる場合につき説明したが、これに限らず、ＬｉＴａＯ３に分極反転構造を形成した周期的分極反転タンタル酸リチウム（ＰＰＬＴ：Periodically Poled Lithium Tantalate）を含む他の擬似位相整合型波長変換（ＱＰＭ：Quasi-Phase Matching）素子を用いるものとしても構わない。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ      ：    レーザ光源装置
２（２ａ，２ｂ，…，２ｗ，２ｘ）      ：    発光部
３      ：    ＴＦＦ（誘電体薄膜フィルタ）
４      ：    光学部材
５      ：    エタロンフィルタ
６      ：    光学部材
６ａ    ：    光学部材の第１面
６ｂ    ：    光学部材の第２面
７      ：    ＶＢＧ
８      ：    ＰＰＬＮ
１１      ：    半導体素子
１７      ：    ヒートシンク
２５      ：    反射部材
２７      ：    反射部材
３１，３２，３３      ：    ＴＦＦの領域
３１ａ，３２ａ，３３ａ      ：    ＴＦＦの領域毎の選択波長分布
４０      ：    第２光
４１      ：    基本光の波長分布
４２      ：    選択波長分布
４３      ：    変換波長分布
４４      ：    狭帯域の変換波長分布
５０      ：    第２光
９０      ：    従来のレーザ光源装置
９３      ：    ＶＢＧ
９５      ：    ＰＰＬＮ
９５ａ    ：    ＰＰＬＮの第１面
ｄ        ：    エタロンフィルタのギャップ長
【図１】
2014187138.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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