(57)【要約】【課題】熱的な影響を抑制して、安定した動作を得ることができる波長可変光源を提供する。【解決手段】波長可変光源１は、筐体１０と、筐体１０内に配置されたヒートシンク２０と、ヒートシンク２０上に配置され、励起光Ｌ１を出力する励起光源３０と、ヒートシンク２０上に配置され、活性層４５及び下部ＤＢＲ部４３を有するゲイン媒体４０と、ギャップＧを介してゲイン媒体４０に対向して配置される可動膜５８を含み、ゲイン媒体４０上に配置されてギャップＧを制御するＭＥＭＳ機構５０と、可動膜５８に設けられ、下部ＤＢＲ部４３と共に共振器Ｒを構成する上部ＤＢＲ部６０と、筐体１０内において、励起光源３０から出力された励起光Ｌ１をゲイン媒体４０に向けて反射する反射部７０と、筐体１０に形成され、ゲイン媒体４０から出力された光Ｌ２を透過する窓部１３と、を備える。【選択図】図１
2018139268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に配置されたヒートシンクと、
前記ヒートシンク上に配置され、励起光を出力する励起光源と、
前記ヒートシンク上に配置され、活性層及び下部ＤＢＲ部を有するゲイン媒体と、
ギャップを介して前記ゲイン媒体に対向している可動膜を含み、前記ゲイン媒体上に配置されて前記ギャップを制御するＭＥＭＳ機構と、
前記可動膜に設けられ、前記下部ＤＢＲ部と共に共振器を構成する上部ＤＢＲ部と、
前記筐体内において、前記励起光源から出力された前記励起光を前記ゲイン媒体に向けて反射する反射部と、
前記筐体に形成され、前記ゲイン媒体から出力された光を透過する窓部と、を備える波長可変光源。
【請求項２】
前記ヒートシンクは、互いに分離した第１部分と第２部分とを有し、
前記励起光源は、前記第１部分上に配置され、
前記ゲイン媒体は、前記第２部分上に配置されている、請求項１に記載の波長可変光源。
【請求項３】
前記反射部は、前記窓部に形成された多層膜によって構成され、
前記多層膜は、前記ゲイン媒体から出力された光を透過する波長選択性を有する、請求項１又は２に記載の波長可変光源。
【請求項４】
前記窓部は、前記励起光源から出力される前記励起光の光軸に対して傾斜した傾斜面を有し、
前記多層膜は、前記傾斜面に形成されている、請求項３に記載の波長可変光源。
【請求項５】
前記励起光源は、フォトニック結晶面発光レーザである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長可変光源。
【請求項６】
前記上部ＤＢＲ部は、前記可動膜における前記下部ＤＢＲ部に対向する面と逆側の面に形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の波長可変光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室温で動作する高ビーム品質な波長可変光源として、垂直外部共振器型面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ）が提案されている。例えば特許文献１に開示されているＶＥＣＳＥＬは、ミラー層を有する第１ミラーを備える第１構成部品と、活性層を有する活性領域を含む第２構成部品とを連結した一体型ユニットを備えている。さらに、当該ＶＥＣＳＥＬは、第１ミラーと共に共振器を形成する第２ミラーを備えている。このＶＥＣＳＥＬでは、例えば、マイクロ光電気機械システム技術を用いることによって、共振器長を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５２２９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなＶＥＣＳＥＬを実装する場合、筐体内にＶＥＣＳＥＬを収容することが考えられる。しかしながら、このようなＶＥＣＳＥＬにおいては、動作中に励起光源及び一体型ユニットが発熱することによって、安定したレーザ発振が得られないおそれがある。一例として、筐体内において励起光源、第１構成部品、第２構成部品及び第２ミラーを順番に積層した場合を考える。このような構成では、例えば、発熱の影響を排除するために、ＶＥＣＳＥＬをヒートシンク上に配置したとしても、一体型ユニットの排熱が不十分となり、一体型ユニットに積層された第２ミラーが安定して動作しないおそれがある。
【０００５】
本発明は、熱的な影響が抑制されて、安定した動作が得られる波長可変光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る波長可変光源は、筐体と、筐体内に配置されたヒートシンクと、ヒートシンク上に配置され、励起光を出力する励起光源と、ヒートシンク上に配置され、活性層及び下部ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）部を有するゲイン媒体と、ギャップを介してゲイン媒体に対向している可動膜を含み、ゲイン媒体上に配置されてギャップを制御するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）機構と、可動膜に設けられ、下部ＤＢＲ部と共に共振器を構成する上部ＤＢＲ部と、筐体内において、励起光源から出力された励起光をゲイン媒体に向けて反射する反射部と、筐体に形成され、ゲイン媒体から出力された光を透過する窓部と、を備える。
【０００７】
このような波長可変光源では、励起光源から出力された励起光が反射部によって反射されて、ゲイン媒体に入力される。励起光が入力されたゲイン媒体では、励起光によって活性層から光が出力される。当該光は上部ＤＢＲ部及び下部ＤＢＲ部で構成される共振器によって増幅される。増幅された光は、窓部から外部に出力される。共振器長は、ＭＥＭＳ機構でギャップを調整することによって制御され得る。これにより、出力される光の波長が制御される。ここで、当該波長可変光源では、励起光源及びゲイン媒体がいずれもヒートシンクに配置されている。そのため、励起光源だけでなく、ゲイン媒体もヒートシンクによって直接冷却され、ゲイン媒体上に配置されたＭＥＭＳ機構へのゲイン媒体の発熱の影響が抑制される。したがって、熱的な影響が抑制され、安定した動作が得られる。
【０００８】
本一側面においては、ヒートシンクは、互いに分離した第１部分と第２部分とを有し、励起光源は、第１部分上に配置され、ゲイン媒体は、第２部分上に配置されてもよい。この構成によれば、励起光源の発熱に影響されることなく、ゲイン媒体の温度が独立して安定する。これにより、安定したレーザ発振及び波長挿引が実現される。
【０００９】
本一側面においては、反射部は、窓部に形成された多層膜によって構成され、多層膜は、ゲイン媒体から出力された光を透過する波長選択性を有してもよい。この構成では、多層膜が形成された窓部が反射部として機能するので、励起光を反射させるためのミラー等を別途配置する必要がない。
【００１０】
本一側面においては、窓部は、励起光源から出力される励起光の光軸に対して傾斜した傾斜面を有し、多層膜は、傾斜面に形成されてもよい。この構成では、傾斜面の角度調整といった簡易な方法によって、励起光を確実にゲイン媒体に入力することができる。
【００１１】
本一側面においては、励起光源は、フォトニック結晶面発光レーザであってよい。フォトニック結晶面発光レーザは放射角度の拡がりが小さいため、筐体内に励起光を集光するためのレンズ等を配置する必要がない。
【００１２】
本一側面においては、上部ＤＢＲ部は、可動膜における下部ＤＢＲ部に対向する面と逆側の面に形成されてもよい。この構成によれば、上部ＤＢＲ部の厚さを考慮することなく、ゲイン媒体と上部ＤＢＲ部とのギャップ幅を自由に設計することができる。
【発明の効果】
【００１３】
一側面の波長可変光源によれば、熱的な影響を抑制して、安定した動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る波長可変光源を示す断面模式図である。
【図２】図１の波長可変光源の部分拡大図である。
【図３】図１の波長可変光源における可動電極及び上部ＤＢＲ部を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る波長可変光源を示す断面模式図である。
【図５】第３実施形態に係る波長可変光源を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。本実施形態では、波長可変光源の一例として、２〜２０μｍ程度の波長の中赤外線を出力する波長可変光源について説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は波長可変光源を模式的に示す断面図である。図２は、図１の部分拡大図である。図１に示すように、波長可変光源１は、筐体１０、ヒートシンク２０、励起光源３０、ゲイン媒体４０、ＭＥＭＳ機構５０、上部ＤＢＲ部６０及び反射部７０を有している。筐体１０は、その内部に形成された空間Ｓ内にヒートシンク２０、励起光源３０、ゲイン媒体４０、ＭＥＭＳ機構５０、上部ＤＢＲ部６０及び反射部７０を収容している。本実施形態では、筐体１０は、キャップ１１及びステム１５を有している。一例として、筐体１０は、ＴＯ−８パッケージであってよい。キャップ１１は、円筒状をなす筒部１２と、筒部１２の一端（上端）を封止する窓部１３とを含んでいる。窓部１３は、ゲイン媒体４０から出力される光Ｌ２を透過する。例えば、窓部１３は、ガラス、石英、Ｇｅ等の材料によって形成され得る。図示されるように、窓部１３は、傾斜面１３ａを有するウェッジ構造を有している。すなわち、窓部１３は、筒部１２の軸線に対して傾斜する平面である傾斜面１３ａを含んでいる。傾斜面１３ａは、窓部１３の内面を構成している。窓部１３の外面１３ｂは、筒部１２の軸線に対して直交する平面となっている。
【００１７】
ステム１５は、筒部１２の外径よりも大きな外径を有する円板状をなしている。ステム１５は、筒部１２の他端（下端）を封止している。ステム１５には、導電体からなる複数のリードピン１６が設けられている。複数のリードピン１６は、筐体１０の内外を電気的に接続している。すなわち、複数のリードピン１６は、筐体１０内の各要素に電力を供給し得る。
【００１８】
ヒートシンク２０は、筐体１０内においてステム１５上に配置されている。本実施形態では、ステム１５上にＴＥＣ（ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｏｌｅｒ）１７が配置されており、このＴＥＣ１７上にヒートシンク２０が配置されている。ＴＥＣ１７は、リードピン１６から供給される電力によって動作し、ヒートシンク２０を冷却し得る。例えば、ＴＥＣ１７は、矩形板状、円板状をなし得る。同様に、ヒートシンク２０は、矩形板状、円板状をなし得る。図示例では、ヒートシンク２０は、ＴＥＣ１７よりも小さな外形を有している。
【００１９】
励起光源３０は、ヒートシンク２０上に配置されている。本実施形態では、励起光源３０は、フォトニック結晶面発光レーザ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）であり、ゲイン媒体４０を励起する励起光Ｌ１を出力する。例えばフォトニック結晶面発光レーザの励起光Ｌ１は、９４０ｎｍ程度の波長を有する。励起光源３０は、リードピン１６から供給される電力によって動作する。励起光源３０の光軸は、筐体１０における筒部１２の軸線に沿っている。そのため、窓部１３の傾斜面１３ａは、励起光源３０の光軸に対して傾斜している。
【００２０】
ゲイン媒体４０は、ヒートシンク２０上に配置されている。すなわち、本実施形態では、１つのヒートシンク２０上に励起光源３０及びゲイン媒体４０が配置されている。図示されるように、励起光源３０とゲイン媒体４０とは、同一平面上で互いに離間している。図２に示すように、ゲイン媒体４０は、基板４１と基板４１上に形成された下部ＤＢＲ部４３及び活性層４５とを有する。ゲイン媒体４０は、基板４１側を下にして、ヒートシンク２０上に配置されている。基板４１は、例えばＧａＳｂ基板であってよい。
【００２１】
下部ＤＢＲ部４３は、高屈折率材料と低屈折率材料とが交互に積層された構造を有しており、活性層４５から出力される所定の波長の光を反射する。本実施形態では、下部ＤＢＲ部４３は、所定の波長域の光を選択的に反射し得る。一例として、下部ＤＢＲ部４３は、２〜２．５μｍ程度の波長域の光を反射する。下部ＤＢＲ部４３は、基板４１上にエピタキシャル成長されたＧａＳｂ／ＡｌＡｓＳｂ多層膜によって形成されている。また、活性層４５は、下部ＤＢＲ部４３上にエピタキシャル成長されたＧａＩｎＡｓＳｂ量子井戸活性層によって形成されている。活性層４５では、励起光Ｌ１が入力されることによって、光Ｌ２が放出される。光Ｌ２は、下部ＤＢＲ部４３及び上部ＤＢＲ部６０によって反射される波長を有する。
【００２２】
ＭＥＭＳ機構５０は、互いに対向して配置される固定電極５１と可動電極５５とを有している。固定電極５１は、活性層４５の表面に形成された金属層によって構成され得る。この金属層は、例えばＡｕ／Ｔｉを成膜することによって得られる。本実施形態では、固定電極５１は、中央が開口した矩形状をなすようにパターニングされている。固定電極５１の中央の開口は、活性層４５から出力される光Ｌ２の取り出し口となっている。開口には、例えば無反射コート５２が形成されている。無反射コート５２は、ＳｉＮ又はＳｉＯ２の単膜若しくはＳｉＯ２／ＴｉＯ２の多層膜であってよい。
【００２３】
固定電極５１上には、ギャップ制御層５３が形成されている。ギャップ制御層５３は、固定電極５１よりも小さな矩形状の外形を有しており、固定電極５１の開口よりも大きな開口を有する。そのため、固定電極５１の一部は露出している。固定電極５１における露出部分には、リードピン１６に接続された配線５４が固定されている。ギャップ制御層５３は、例えばＴＥＯＳ−ＣＶＤによって形成されるＳｉＯ２層であってよい。ギャップ制御層５３上には可動電極５５に接合される通電用の金属層５６がパターニングされている。
【００２４】
可動電極５５は、固定電極５１に対向するように、金属層５６上に配置されている。可動電極５５を含む平面と固定電極５１を含む平面との間には、ギャップ制御層５３及び金属層５６によってギャップ（空隙）Ｇが形成されている。図３は、可動電極５５の詳細を示す図である。図３の（ａ）は可動電極を下側から見た図である。図３の（ｂ）は図３の（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【００２５】
可動電極５５は、枠部５５ａ、中央部５５ｂ及び複数の接続部５５ｃを有している。枠部５５ａは、矩形枠状をなしており、金属層５６に接合されている。枠部５５ａは、金属層５６よりも小さな外形を有している。そのため、金属層５６の一部は露出している。金属層５６における露出部分には、リードピン１６に接続された配線５７が固定されている（図２参照）。すなわち、可動電極５５は、金属層５６を介してリードピン１６に接続されている。中央部５５ｂは、枠部５５ａの中央に位置しており、円環状をなしている。接続部５５ｃは、枠部５５ａと中央部５５ｂとを接続する。本実施形態では、接続部５５ｃは、枠部５５ａの各辺の中央から中央部５５ｂまで延在している。可動電極５５上には、可動電極５５と共に可動する可動膜５８が配置されている。
【００２６】
可動膜５８は、下部ＤＢＲ部４３に対向するように、ゲイン媒体４０との間にギャップＧをもって配置される。可動膜５８は、例えば厚膜形成可能で応力制御可能なＳｉＮによって形成されており、０．５〜５μｍ程度の厚みを有していてよい。可動膜５８は、枠部５８ａ、中央部５８ｂ及び複数の接続部５８ｃを有している。枠部５８ａは、矩形枠状をなしており、可動電極５５と同じ大きさの外形を有している。また、枠部５８ａの幅は、可動電極５５の枠部５５ａの幅よりも大きく形成されている。中央部５８ｂは、枠部５８ａの中央に位置しており、円板状をなしている。中央部５８ｂは、可動電極５５の中央部５５ｂの外径よりも大きな外径を有している。また、中央部５８ｂの中心は、可動電極５５の中央部５５ｂの中心に一致している。接続部５８ｃは、枠部５８ａと中央部５８ｂとを接続する。接続部５８ｃは、枠部５８ａの各辺の中央から中央部５８ｂまで延在しており、可動電極５５の接続部５５ｃの幅よりも大きな幅を有している。
【００２７】
図示例では、半導体プロセスによって可動電極５５及び可動膜５８が作成されるため、可動膜５８の外周上にＳｉ基板５９が配置されている。矩形枠状をなすＳｉ基板５９の内周は、下側になるにつれて内側に向かうように傾斜している。また、Ｓｉ基板５９上には、ＳｉＮ成膜によるマスク層５９ａが形成されている。
【００２８】
上部ＤＢＲ部６０は、下部ＤＢＲ部４３と共に共振器Ｒを構成する。上部ＤＢＲ部６０は、可動膜５８に設けられている。本実施形態では、上部ＤＢＲ部６０は、可動膜５８の中央部５８ｂにおける下部ＤＢＲ部４３に対向する面と逆側の面５８ｄに形成されている。上部ＤＢＲ部６０は、励起光Ｌ１を透過し、且つ、光Ｌ２を反射する波長選択性を有する。上部ＤＢＲ部６０は、高屈折率材料と低屈折率材料とが交互に積層された構造を有している。例えば上部ＤＢＲ部６０は、可動膜５８に蒸着されたＴｉＯ２／ＳｉＯ２多層膜であってよい。
【００２９】
反射部７０は、筐体１０内において、励起光源３０から出力された励起光Ｌ１をゲイン媒体４０に向けて反射する。すなわち、励起光Ｌ１は、反射部７０に反射されて上部ＤＢＲ部６０及び可動膜５８を透過する。そして、励起光Ｌ１は、可動電極５５における中央部５５ｂの開口を通過して、ゲイン媒体４０に入力される。本実施形態では、反射部７０は、窓部１３の傾斜面１３ａに形成された多層膜によって構成されている。多層膜は、傾斜面１３ａの全面に形成されている。多層膜は、励起光Ｌ１を反射し、且つ、ゲイン媒体４０から出力された光Ｌ２を透過する波長選択性を有する。多層膜は、高屈折率材料と低屈折率材料とが交互に積層された構造を有している。多層膜は、例えばＧｅとＡｌ２Ｏ３との多層膜であってよい。また、多層膜は、例えばＳｉとＡｌ２Ｏ３との多層膜であってもよい。
【００３０】
このような波長可変光源１では、励起光源３０から出力された励起光Ｌ１が反射部７０によって反射されて、ゲイン媒体４０に入力される。励起光Ｌ１が入力されたゲイン媒体４０では、励起光Ｌ１によって活性層４５から光Ｌ２が出力される。当該光Ｌ２は上部ＤＢＲ部６０及び下部ＤＢＲ部４３で構成される共振器Ｒによって増幅される。増幅された光Ｌ２の一部は、窓部１３から筐体１０の外部に出力される。
【００３１】
共振器長は、ギャップＧを調整することによって制御される。そのため、ＭＥＭＳ機構５０の動作によって、出力される光Ｌ２の波長を制御することができる。すなわち、固定電極５１と可動電極５５との間に駆動電圧を印加すると、固定電極５１と可動電極５５との間に駆動電圧に応じた静電気力が働く。これにより、可動膜５８を介して可動電極５５に固定された上部ＤＢＲ部６０が下方向に変位し、ギャップＧの大きさは小さくなる。したがって、ギャップＧの大きさを制御することにより、すなわち駆動電圧を制御することにより、所望の波長の光Ｌ２を得ることができる。
【００３２】
例えば、可動膜５８における中央部５８ｂの直径が２００μｍ、厚さが３μｍであり、接続部５８ｃの幅が５０μｍ、長さが２００μｍとすると、共振周波数は約５０ｋＨｚとなる。このときのＭＥＭＳ機構５０による上部ＤＢＲ部６０の変位量は約１μｍである。設計波長λを２．３μｍ、活性層４５の厚さを１．２μｍ、実効屈折率を３．９として、上部ＤＢＲ部６０との可変共振器長を２λとすると、ｍ＝８（８次）で上部ＤＢＲ部６０の最大可変量１μｍに対する波長可変量は２５０ｎｍとなる。
【００３３】
波長可変光源１が動作している場合、励起光源３０及びゲイン媒体４０は発熱しやすい状態にある。例えばゲイン媒体４０の発熱によって、ＭＥＭＳ機構５０が熱的の影響を受けると、ギャップＧを本来の精度で制御できないおそれがある。すなわち、可動膜５８は、熱的な影響によって膨張、変形等することがある。この場合、可動膜５８が撓むことによって、ギャップＧが変位するおそれがある。また、この場合、固定電極５１と可動電極５５との間に駆動電圧を印加しても、可動膜５８が変位し難くなるおそれがある。
【００３４】
本実施形態における波長可変光源１では、励起光源３０及びゲイン媒体４０がいずれもヒートシンク２０に配置されている。そのため、励起光源３０だけでなく、ゲイン媒体４０もヒートシンク２０によって直接冷却することができる。これにより、ゲイン媒体４０上に配置されたＭＥＭＳ機構５０に対する熱的な影響を抑制することができる。したがって、波長可変光源１を安定して動作させることができる。
【００３５】
また、反射部７０を有していることによって、励起光源３０とＭＥＭＳ機構５０とが、いずれもヒートシンク２０上に配置できるため、電極の配線が簡易に構成でき、組立が容易となっており、小型化しやすい。例えば、傾斜面１３ａの傾斜角を７°とし、素子（励起光源３０、上部ＤＢＲ部６０）から反射部７０までの距離を１０ｍｍとすると、素子間隔を２．５ｍｍとすることができる。この場合、ヒートシンクを５ｍｍ角とすることができるため、例えば筐体としてＴＯ−８パッケージを使用することができる。
【００３６】
また、反射部７０は、窓部１３に形成された多層膜によって構成されている。この多層膜は、ゲイン媒体４０から出力された光Ｌ２を透過する波長選択性を有している。そのため、励起光Ｌ１を反射させるためのミラー等を別途配置する必要がなく、小型の筐体に容易に収容することができる。
【００３７】
また、窓部１３は、励起光源３０から出力される励起光Ｌ１の光軸に対して傾斜した傾斜面１３ａを有している。そのため、窓部１３の角度調整といった簡易な方法によって、反射部（多層膜）７０の角度を調整することができ、励起光Ｌ１を確実にゲイン媒体４０に入力することができる。
【００３８】
また、放射角度の拡がりが小さいフォトニック結晶面発光レーザを励起光源３０として使用することによって、筐体１０内に励起光Ｌ１を集光するためのレンズ等を別途配置する必要がない。これにより、小型の筐体により容易に収容することができる。
【００３９】
また、上部ＤＢＲ部６０が可動膜５８の上側の面５８ｄに形成されているため、上部ＤＢＲ部６０の厚さを考慮することなく、ギャップＧの幅を自由に設計することができる。
【００４０】
［第２実施形態］
本実施形態に係る波長可変光源１００では、ヒートシンクの形態が第１実施形態の波長可変光源１と相違している。以下、主として第１実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４１】
図４は、第２実施形態に係る波長可変光源を示す断面図である。波長可変光源１００は、筐体１０、ヒートシンク１２０、励起光源３０、ゲイン媒体４０、ＭＥＭＳ機構５０、上部ＤＢＲ部６０及び反射部７０を有している。
【００４２】
ヒートシンク１２０は、互いに分離した第１部分１２０Ａと第２部分１２０Ｂとを有している。第１部分１２０Ａ及び第２部分１２０Ｂは、筐体１０内においてステム１５上に配置されている。本実施形態では、ステム１５上に互いに分離したＴＥＣ１１７ＡとＴＥＣ１１７Ｂとが配置されている。第１部分１２０Ａは、ＴＥＣ１１７Ａ上に配置されている。第２部分１２０Ｂは、ＴＥＣ１１７Ｂ上に配置されている。ＴＥＣ１１７Ａは、リードピン１６から供給される電力によって動作し、第１部分１２０Ａを冷却し得る。また、ＴＥＣ１１７Ｂは、リードピン１６から供給される電力によって動作し、第２部分１２０Ｂを冷却し得る。励起光源３０は、第１部分１２０Ａ上に配置されている。また、ゲイン媒体４０は、第２部分１２０Ｂ上に配置されている。
【００４３】
このような構成によれば、励起光源３０の発熱に影響されることなく、ゲイン媒体４０の温度を独立して安定させることができる。これにより、安定したレーザ発振及び波長挿引を実現できる。特に、励起光源３０をワットクラスの高出力ＬＤとする場合には、励起光源３０の発熱が非常に大きくなるので、励起光源３０とゲイン媒体４０とを別々に冷却することによって、熱的な影響をより抑制しやすくなる。
【００４４】
［第３実施形態］
本実施形態に係る波長可変光源では、励起光源及び反射部の構成が第１実施形態の波長可変光源と相違している。以下、主として第１実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４５】
図５は、第３実施形態に係る波長可変光源を示す断面図である。図５に示すように、波長可変光源２００は、筐体２１０、ヒートシンク１２０、励起光源２３０、ゲイン媒体４０、ＭＥＭＳ機構５０、上部ＤＢＲ部６０及び反射部２７０を有している。
【００４６】
筐体２１０は、その内部に形成された空間Ｓ内にヒートシンク２０、励起光源２３０、ゲイン媒体４０、ＭＥＭＳ機構５０、上部ＤＢＲ部６０及び反射部２７０を収容している。本実施形態では、筐体２１０は、キャップ２１１及びステム１５を有している。キャップ２１１は、円筒状をなす筒部１２と、筒部１２の一端（上端）を封止する円板状の窓部２１３とを含んでいる。窓部２１３は、ゲイン媒体４０から出力される光Ｌ２を透過する。例えば、窓部２１３は、ガラス、石英、Ｇｅ等の材料によって形成され得る。
【００４７】
励起光源２３０は、ヒートシンク２０上に配置されている。励起光源２３０は、いわゆる一般的な端面発光型のＬＤである。そのため、励起光源２３０の励起光Ｌ１の広がり角は数十度となっている。励起光源２３０の上方には、励起光Ｌ１を平行光にするための非球面レンズ２３３が配置されている。非球面レンズ２３３は、ヒートシンク２０上に配置された支持枠２３５によって励起光Ｌ１の光路上に支持されている。
【００４８】
反射部２７０は、筐体２１０内において、励起光源２３０から出力された励起光Ｌ１をゲイン媒体４０に向けて反射する。本実施形態では、反射部２７０は、放物面鏡によって構成されている。反射部２７０は、例えば、筒部１２及び窓部２１３に固定された支持部材２７５によって支持されている。反射部２７０は、非球面レンズ２３３を透過して平行光となった励起光Ｌ１をゲイン媒体４０に向けて集光させる。
【００４９】
本実施形態では、筐体２１０の窓部２１３をウェッジ構造とする必要がない。また、励起光を選択的に反射する多層膜を窓部２１３に形成する必要がない。
【００５０】
以上、各実施形態について図面を参照して詳述したが、例えば材料、大きさ、形状等の具体的な構成は上記実施形態に限られない。
【００５１】
例えば、傾斜面１３ａによって窓部１３の内側面の全面が形成されている例を示したが、これに限定されない。傾斜面１３ａは、窓部１３の内側面のうちの一部のみを形成していてもよい。
【００５２】
また、各実施形態において、相互の構成を置き換え、又は追加してもよい。例えば、第３実施形態におけるヒートシンク２０及びＴＥＣ１７を第２実施形態におけるヒートシンク１２０及びＴＥＣ１１７に置き換えてもよい。また、例えば、第３実施形態における窓部２１３の内面に、第１実施形態における反射部を構成する多層膜を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１，１００，２００…波長可変光源、１０，２１０…筐体、２０，１２０…ヒートシンク、３０，２３０…励起光源、４０…ゲイン媒体、４３…下部ＤＢＲ部、４５…活性層、５０…ＭＥＭＳ機構、５８…可動膜、６０…上部ＤＢＲ部、７０，２７０…反射部、１２０Ａ…第１部分、１２０Ｂ…第２部分、Ｇ…ギャップ、Ｌ１…励起光、Ｌ２…光、Ｒ…共振器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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