(57)【要約】【課題】出力レーザ光の周波数のゆらぎを抑えることができる外部共振器型半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】外部共振器型半導体レーザ装置１０は、外部共振器３と密閉構造体１１を備える。外部共振器３は、半導体レーザ１から出射された光のうち、特定波長のレーザ光を、半導体レーザ１へ部分的に戻すことで共振させ、共振したレーザ光を部分的に外部へ出力するための複数の光学部品５〜８を含む。密閉構造体１１は、複数の光学部品５〜８が配置される内部空間１２を形成する。密閉構造体１１は、内部空間１２を外部に対して気密に形成している。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザから出射された光のうち、特定波長のレーザ光を、前記半導体レーザへ部分的に戻すことで共振させ、共振したレーザ光を部分的に外部へ出力するための複数の光学部品を含む外部共振器と、
前記複数の光学部品が配置される内部空間を形成する密閉構造体と、を備え、
該密閉構造体は、前記内部空間を外部に対して気密に形成している、外部共振器型半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記密閉構造体は、互いに別体の複数の構造部を含み、
該複数の構造部は、前記外部共振器の光軸の方向に配列されて互いに結合され、前記光軸を囲む周方向に延びて前記内部空間を囲んでおり、
前記複数の構造部は、前記周方向における複数箇所で互いに溶接接合されており、該複数箇所以外の前記周方向の範囲では、前記複数の構造部同士の隙間は、シール剤で気密にされている、請求項１に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記複数の光学部品は、
前記半導体レーザからのレーザ光のうち特定波長を有するレーザ光を透過させるバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを透過したレーザ光を、部分的に反射して前記半導体レーザへ戻すとともに、出力レーザ光として部分的に出力側へ透過させる部分反射ミラーと、を含み、
前記内部空間は、前記出力側において開口を有し、
前記部分反射ミラーは、前記開口を気密に塞ぐように前記密閉構造体に結合されている、請求項１または２に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記バンドパスフィルタと前記部分反射ミラーとの間に位置する圧電素子を備え、
該圧電素子は貫通穴を有し、該貫通穴は、前記光軸上に位置し、該光軸の方向に前記圧電素子を貫通しており、
前記圧電素子は、電圧が印加されることにより前記光軸の方向に寸法が変化し、
前記圧電素子は前記密閉構造体の一部をなしており、前記貫通穴は前記内部空間の一部をなしており、
前記内部空間の前記開口は、前記出力側における前記貫通穴の開口であり、
前記部分反射ミラーは、該開口を気密に塞ぐように前記圧電素子に結合されている、請求項３に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記バンドパスフィルタが結合された調整構造部を備え、
前記密閉構造体には、前記調整構造部が外部から挿入される挿入穴が形成されており、該挿入穴は前記内部空間に連通しており、
前記調整構造部が前記挿入穴に挿入された状態で、前記バンドパスフィルタは、前記光軸上に位置し、かつ、前記挿入穴の中心軸まわりの回転角度を調整可能であり、当該調整の後に、前記調整構造部は、前記挿入穴を気密に塞ぐように前記密閉構造体に固定されている、請求項３または４に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、外部共振器型半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部共振器型半導体レーザ装置は、ＥＣＤＬ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｓｅｒ）と呼ばれるものである。ＥＣＤＬでは、半導体レーザ素子から出射された光のうち、特定波長のレーザ光だけが、外部共振器内で、波長選択性素子を通過し、半導体レーザ素子へ部分的に戻ることで共振し、共振したレーザ光は部分的に外部へ出力される。例えば、波長選択性素子としてバンドパスフィルタを用いた外部共振器型半導体レーザ装置は、特許文献１と非特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２１５４９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】P. Zorabedian and W. R. Trutna, “Interference-filter-tuned, alignment-stabilized, semiconductor external-cavity laser”, Optics Letters Vol. 13, Issue 10, pp. 826-828(1988)
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、外部共振器型半導体レーザ装置は、光格子時計のレーザ光源として用いることができる。光格子時計では、レーザ光源からの特定波長のレーザ光を干渉させて作った光の格子に原子を閉じ込めて原子の熱運動を抑制する。これらの原子にレーザ光を当て、吸収する光の振動数（共鳴周波数）を精密に測定する。この光の振動を数えて１秒の長さを決める。
【０００６】
外部共振器型半導体レーザ装置を光格子時計のレーザ光源として用いる場合には、次のことが求められる。
外部共振器型半導体レーザ装置からの出力レーザ光の周波数（すなわち上述の特定波長）のゆらぎを極力少なくする。
【０００７】
他の目的で外部共振器型半導体レーザ装置を用いるときにも、出力レーザ光の周波数のゆらぎを極力少なくすることが求められる場合がある。
【０００８】
そこで、本考案の目的は、出力レーザ光の周波数のゆらぎを抑えることができる外部共振器型半導体レーザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本考案によると、半導体レーザから出射されたレーザ光のうち、特定波長のレーザ光を、前記半導体レーザへ部分的に戻すことで共振させ、共振したレーザ光を部分的に外部へ出力するための複数の光学部品を含む外部共振器と、
前記複数の光学部品が配置される内部空間を形成する密閉構造体と、を備え、
該密閉構造体は、前記内部空間を外部に対して気密に形成している、外部共振器型半導体レーザ装置が提供される。
【考案の効果】
【００１０】
上述した本考案によると、外部共振器を構成する複数の光学部品が配置された内部空間は、密閉構造体により、外部に対して気密に形成されている。これにより、周囲雰囲気の圧力変動に対して、外部共振器型半導体レーザ装置の出力レーザ光の周波数（波長）のゆらぎを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の実施形態による外部共振器型半導体レーザ装置の構成を示す。
【図２】（Ａ）は、図１の２Ａ−２Ａ矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）において調整構造部の図示を省略した図である。
【図３】本考案の実施形態による外部共振器型半導体レーザ装置の結合構造の説明図である。
【図４】（Ａ）は、図３の４Ａ−４Ａ断面図であり、（Ｂ）は、図３の４Ｂ−４Ｂ断面図である。
【図５】出力レーザ光の短期的な周波数変動を示す実験データである。
【図６】出力レーザ光の長期的な周波数変動を示す実験データである。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１３】
図１は、本考案の実施形態による外部共振器型半導体レーザ装置１０の構成を示す。外部共振器型半導体レーザ装置１０は、半導体レーザ１からのレーザ光を共振させて外部へ出力する外部共振器３を備える。
【００１４】
半導体レーザ１は、光を発生する活性層１ｄを含む半導体レーザ素子（図示せず）を内部に収容したカバー１ａと、カバー１ａが取り付けられたベース部１ｂとを有する。活性層１ｄは、互いに反対側に位置する出力端面１ｅと反射端面１ｆを有する。出力端面１ｅには、反射防止膜（ＡＲコート）が形成され、反射端面１ｆには、高反射膜（ＨＲコート）が形成されている。これにより、活性層１ｄ内の光は、反射端面１ｆでは出力端面１ｅ側へ反射され、出力端面１ｅを透過する。カバー１ａの前面（図１の右側の端面）には、出力端面１ｅから出射されたレーザ光を外部共振器３の出力側（図１の右側）へ透過させる透過窓（図示せず）が形成されている。なお、半導体レーザ１の端子１ｃは、ベース部１ｂを気密に貫通して上述の半導体レーザ素子に電気的に接続されている。カバー１ａは省略されてもよい。
【００１５】
（外部共振器の構成）
外部共振器３は、半導体レーザ１から出射されたレーザ光のうち、特定波長のレーザ光を、半導体レーザ１へ部分的に戻すことでレーザ光を共振させ、共振したレーザ光を部分的に外部へ出力するための複数の光学部品を含む。より詳しくは、次の通りである。活性層１ｄの出力端面１ｅからレーザ光が出射される。外部共振器３において、このレーザ光のうち、特定波長のレーザ光だけが、波長選択性素子としての光学部品（例えば後述のバンドパスフィルタ６）を通過し、その後、活性層１ｄへ出力端面１ｅを通して戻ることで共振する。このように共振したレーザ光は、部分的に、外部共振器３の外部へ出力される。
外部共振器３の共振器長Ｌは、図１に示すように、活性層１ｄの反射端面１ｆから、外部共振器３の出力位置（例えば後述の部分反射ミラー８の反射面８ａ）までの長さである。
【００１６】
本実施形態では、複数の光学部品として、第１コリメートレンズ５、バンドパスフィルタ６、集光レンズ７、および部分反射ミラー８が設けられている。
【００１７】
第１コリメートレンズ５は、半導体レーザ１とバンドパスフィルタ６との間に配置される。第１コリメートレンズ５は、半導体レーザ１からのレーザ光を平行光に調整する。
【００１８】
バンドパスフィルタ６は、半導体レーザ１からのレーザ光（実施形態では第１コリメートレンズ５を通過した後の平行光）のうち特定波長を有するレーザ光を透過させる。バンドパスフィルタ６は、回転軸Ｃ１まわりの回転角度が調整されている。この回転角度に応じて、バンドパスフィルタ６に対するレーザ光の入射角度が変化することにより、バンドパスフィルタ６を透過するレーザ光の波長が変化する。本実施形態では、バンドパスフィルタ６を透過するレーザ光の波長が特定波長になるように、上記回転角度が調整されている。
【００１９】
集光レンズ７は、バンドパスフィルタ６と部分反射ミラー８との間に配置される。集光レンズ７は、バンドパスフィルタ６を透過したレーザ光を部分反射ミラー８の反射面８ａに集光させる。
【００２０】
部分反射ミラー８は、バンドパスフィルタ６を透過したレーザ光（実施形態では更に集光レンズ７を透過したレーザ光）を、部分的に反射面８ａで反射して半導体レーザ１へ戻すとともに出力レーザ光として部分的に出力側へ透過させる。
【００２１】
なお、外部共振器型半導体レーザ装置１０は、部分反射ミラー８を透過した出力レーザ光を平行光にする第２コリメートレンズ９を備える。
【００２２】
（密閉構造体の構成）
外部共振器型半導体レーザ装置１０は、外部共振器３の複数の光学部品が配置される内部空間１２を形成する密閉構造体１１を備える。密閉構造体１１は、内部空間１２を外部に対して気密に形成している。図１の例では、内部空間１２には、半導体レーザ１の一部（カバー１ａ）も配置されている。
【００２３】
密閉構造体１１は、互いに別体の複数の構造部１３，１５，１７を含む。複数の構造部１３，１５，１７は、外部共振器３（上述の複数の光学部品）の光軸Ｃ０の方向（以下で単に光軸方向という）に配列されて互いに結合されている。図１の例では、複数の構造部１３，１５，１７として第１〜第３の構造部１３，１５，１７が設けられている。複数の構造部１３，１５，１７は、光軸Ｃ０を囲む周方向に延びて１周し内部空間１２を囲んでいる。なお、以下において、光軸Ｃ０を囲む周方向を単に周方向という。
【００２４】
複数の構造部１３，１５，１７は、周方向における複数箇所で互いに溶接接合されている。これら複数箇所以外の周方向の全範囲では、複数の構造部１３，１５，１７同士の隙間は、シール剤で気密にされている。上記複数箇所の溶接は、レーザ溶接であってよい。ここで、レーザ溶接は、ＹＡＧレーザ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ  ｌａｓｅｒ）による溶接であってよい。以下において溶接という場合にはレーザ溶接を意味してよく、また、以下においてレーザ溶接はＹＡＧレーザによる溶接を意味してよい。
【００２５】
内部空間１２は、外部共振器３の出力側において開口１２ａを有している。部分反射ミラー８は、この開口１２ａを気密に塞ぐように密閉構造体１１に結合されている。
【００２６】
密閉構造体１１は、圧電素子２１（ピエゾ素子）を含む。圧電素子２１は、バンドパスフィルタ６と部分反射ミラー８との間に位置する。圧電素子２１はレーザ光が通る貫通穴２１ａを有する。貫通穴２１ａは、光軸Ｃ０上に位置し、光軸方向に圧電素子２１を貫通している。
【００２７】
圧電素子２１は、電圧が印加されることにより光軸方向に寸法が微小変化する。すなわち、外部共振器３の共振器長Ｌが例えば熱膨張や他の原因により微小変化しても、圧電素子２１の光軸方向寸法を微小変化させることにより、共振器長Ｌを一定にすることで、出力レーザ光の周波数を一定に保つことができる。
【００２８】
圧電素子２１は密閉構造体１１の一部をなしている。すなわち、密閉構造体１１は圧電素子２１を含む。貫通穴２１ａは内部空間１２の一部をなしている。内部空間１２の開口１２ａは、外部共振器３の出力側における貫通穴２１ａの開口である。部分反射ミラー８は、開口１２ａを気密に塞ぐように圧電素子２１に結合されている。
【００２９】
なお、図１の例では、内部空間１２は、半導体レーザ１の側において開口１２ｂを有している。半導体レーザ１のベース部１ｂは、この開口１２ｂを気密に塞ぐように密閉構造体１１に結合されている。図１の例では、開口１２ａ，１２ｂは光軸方向を向いている。
【００３０】
密閉構造体１１は、バンドパスフィルタ６が結合された調整構造部２３を備える。図２（Ａ）は、図１の２Ａ−２Ａ矢視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に相当するが、調整構造部２３を第２の構造部１５に取り付ける前の状態を示す。図２（Ｂ）に示すように、第２の構造部１５には、調整構造部２３が外部から挿入される挿入穴２５が形成されている。第２の構造部１５の外周面は、光軸方向から見た場合に矩形（例えば正方形）であってよく、挿入穴２５は、この外周面の平面部分１５ａに開口していてよい。挿入穴２５は内部空間１２に連通している。
【００３１】
調整構造部２３が挿入穴２５に挿入された状態で、バンドパスフィルタ６は、光軸Ｃ０上に位置し、かつ、挿入穴２５の中心軸を回転軸Ｃ１として回転軸Ｃ１まわりの回転角度を調整可能である。例えば、調整構造部２３の外面に形成された細長い溝２３ａに工具を挿入して、この工具を回すことで調整構造部２３の回転角度を調整できる。この調整の後に、調整構造部２３は、挿入穴２５を気密に塞ぐように密閉構造体１１に固定されている。
【００３２】
（結合構造）
図３は、外部共振器型半導体レーザ装置１０の密閉結合構造を示す。図３において、破線で囲んだ箇所Ｐ１，Ｐ２では、レーザ溶接とシール剤（この例では接着剤）の両方による結合がなされている。破線で囲んだ箇所Ｑ１〜Ｑ４では、レーザ溶接を行わず接着剤により結合がなされている。破線で囲んだ箇所Ｒ１〜Ｒ４では、シール剤を用いずにレーザ溶接により結合がなされている。
【００３３】
第１および第２の構造部１３，１５との結合は、次のように結合箇所Ｐ１において気密になされる。図４（Ａ）は、図３の４Ａ−４Ａ断面図である（この図で半導体レーザ１の図示を省略している）。第１および第２の構造部１３，１５は、それぞれ、互いに光軸方向に対向する軸方向面１３ａ，１５ｂを有する。各軸方向面１３ａ，１５ｂは、周方向に延びて１周している。軸方向面１３ａ，１５ｂ同士が突き合わされた状態で、第１および第２の構造部１３，１５とは、周方向における複数箇所（図４（Ａ）では４箇所）でレーザ溶接され、これによりなされた溶接部Ｗにより強固に結合されている。このレーザ溶接がなされた後に、溶接部Ｗ以外の周方向の全範囲において、軸方向面１３ａと軸方向面１５ｂとの隙間は、第１および第２の構造部１３，１５の外側から塗布されたシール剤Ｓ（この例では接着剤）により気密にされる。これにより、第１および第２の構造部１３，１５同士の境界は、周方向の全範囲にわたって外部に対して気密に閉じられる。
【００３４】
第２および第３の構造部１５，１７との結合は、次のように結合箇所Ｐ２において気密になされる。図４（Ｂ）は、図３の４Ｂ−４Ｂ断面図である（この図で第２保持部材３９の図示を省略している）。第２および第３の構造部１５，１７は、それぞれ、互いに光軸方向に対向する軸方向面１５ｃ，１７ａを有する。各軸方向面１５ｃ，１７ａは、周方向に延びて１周している。軸方向面１５ｃ，１７ａ同士が突き合わされた状態で、第２および第３の構造部１５，１７とは、周方向における複数箇所（図４（Ｂ）では４箇所）でレーザ溶接され、これによりなされた溶接部Ｗにより強固に結合されている。このレーザ溶接がなされた後に、溶接部Ｗ以外の周方向の全範囲において、軸方向面１５ｃと軸方向面１７ａとの隙間は、第２および第３の構造部１５，１７の外側から塗布されたシール剤Ｓ（この例では接着剤）により気密にされる。これにより、第２および第３の構造部１５，１７同士の境界は、周方向の全範囲にわたって外部に対して気密に閉じられる。
【００３５】
圧電素子２１と部分反射ミラー８との結合は、次のように結合箇所Ｑ１において気密になされる。圧電素子２１は、開口１２ａが形成されている軸方向面２１ｂを有する。軸方向面２１ｂは、光軸方向を向いており、開口１２ａを囲むように周方向に延びて１周している。この軸方向面２１ｂと部分反射ミラー８との間には、シール剤としての接着剤が、軸方向面２１ｂの周方向の全範囲にわたって塗布されている。この接着剤により、部分反射ミラー８は、外部に対して気密に開口１２ａを閉じるように圧電素子２１に結合されている。光軸方向から見た場合に、開口１２ａは円形であってよく、圧電素子２１は環状であってよい。
【００３６】
圧電素子２１と第３の構造部１７との結合は、次のように結合箇所Ｑ２において気密になされる。圧電素子２１と第３の構造部１７は、それぞれ、光軸方向に対向する軸方向面２１ｃ，１７ｂを有する。軸方向面２１ｃ，１７ｂは、それぞれ、内部空間１２を囲むように周方向に延びて１周している。軸方向面２１ｃと軸方向面１７ｂとの間には、シール剤としての接着剤が、軸方向面２１ｃ，１７ｂの周方向の全範囲にわたって塗布されている。この接着剤により、圧電素子２１と第３の構造部１７とは、軸方向面２１ｃ，１７ｂ同士の境界を外部に対して気密に閉じるように互いに結合されている。
【００３７】
調整構造部２３と第２の構造部１５との結合は、次のように結合箇所Ｑ３において気密になされる。調整構造部２３と第２の構造部１５との隙間は、挿入穴２５（回転軸Ｃ１）を囲む方向の全周範囲にわたって、外部から塗布された接着剤により気密にされている。また、この接着剤により、調整構造部２３は、挿入穴２５を気密に閉じるように第２の構造部１５に固定される。
【００３８】
半導体レーザ１のベース部１ｂと第１の構造部１５との結合は、次のように結合箇所Ｑ４において気密になされる。第１の構造部１５は、開口１２ｂが形成されている軸方向面１３ｂを有する、軸方向面１３ｂは、光軸方向を向いており、開口１２ｂを囲むように周方向に延びて１周している。ベース部１ｂは、この軸方向面１３ｂに対向する軸方向面２を有する。軸方向面１３ｂと軸方向面２との間には、シール剤としての接着剤が、軸方向面１３ｂ，２の周方向の全範囲にわたって塗布されている。この接着剤により、ベース部１ｂは、外部に対して気密に開口１２ｂを閉じるよう第１の構造部１５に結合されている。光軸方向から見た場合に、開口１２ｂは円形であってよい。
【００３９】
あるいは、半導体レーザ１のベース部１ｂと第１の構造部１３との結合は、次のように結合箇所Ｑ４において気密になされてもよい。ベース部１ｂは、周方向に延びる外周面４を有し、第１の構造部１３は、外周面４を囲むように周方向に延びる内周面１３ｃを有する。外周面４と内周面１３ｃとの間には、シール剤としての接着剤が、周方向の全範囲にわたって塗布されている。この接着剤により、ベース部１ｂは、外部に対して気密に開口１２ｂを閉じるよう第１の構造部１３に結合されている。
【００４０】
第１の構造部１３には、第１カバー部材３１が結合されている。この結合は、ねじ又は接着剤などによりなされてよい。第１カバー部材３１には、端子１ｃが通る穴が形成されている。
また、外部共振器型半導体レーザ装置１０には、圧電素子２１と部分反射ミラー８を覆う第２カバー部材３３が設けられている。第２カバー部材３３は、結合箇所Ｒ１において、レーザ溶接により第３の構造部１７に結合されている。この溶接は、周方向の複数箇所でなされている。なお、圧電素子２１に電圧を印加するために、圧電素子２１から延びている導線（図示せず）が通る導線孔３３ａが第２カバー部材３３に形成されている。
【００４１】
第１コリメートレンズ５は、第１保持部材３５に予め取り付けられて保持されている。第１保持部材３５は光軸方向に貫通する貫通穴を有し、この貫通穴に第１コリメートレンズ５が配置されている。第１保持部材３５は、結合箇所Ｒ２において、レーザ溶接により第１の構造部１３に結合されていてよい。この溶接は、周方向の複数箇所でなされている。この溶接時に、第１の構造部１３は、未だ第２の構造部１５に組まれていない。
【００４２】
バンドパスフィルタ６は、保持部３７に予め取り付けられて保持されている。保持部３７は光軸方向に貫通する貫通穴を有し、この貫通穴にバンドパスフィルタ６が配置されている。保持部３７は、調整構造部２３に固定されている。例えば、保持部３７は、一体成形により調整構造部２３と予め一体化されている。
【００４３】
集光レンズ７は、第２保持部材３９に予め取り付けられている。第２保持部材３９は光軸方向に貫通する貫通穴を有し、この貫通穴に集光レンズ７が配置されている。第２保持部材３９は、結合箇所Ｒ３において、レーザ溶接により第３の構造部１７に結合されていてよい。この溶接は、周方向の複数箇所でなされている。この溶接時に、第３の構造部１７は、未だ第２の構造部１５に組まれていない。
【００４４】
第２コリメートレンズ９は、第３保持部材４１に予め取り付けられている。第３保持部材４１は光軸方向に貫通する貫通穴を有し、この貫通穴に第２コリメートレンズ９が配置されている。第３保持部材４１は、結合箇所Ｒ４において、レーザ溶接により第３の構造部１７に結合されていてよい。この溶接は、周方向の複数箇所でなされている。
【００４５】
（実施形態の効果）
上述した本実施形態によると、外部共振器３の複数の光学部品が配置された内部空間１２は、密閉構造体１１により、外部に対して気密に形成されている。これにより、周囲雰囲気の圧力変動に対して、外部共振器型半導体レーザ装置１０の出力レーザ光の周波数（波長）のゆらぎを抑えることができる。
【００４６】
図５は、出力レーザ光の短期的な周波数変動を示す実験データである。図５（Ａ）は、密閉構造体１１の周囲の空気圧を示し、図５（Ｂ）は、外部共振器型半導体レーザ装置から出力されるレーザ光の周波数変動を示す。図５（Ｂ）において、Ｍ１は、本実施形態の計測データであり、Ｍ２は、密閉構造体１１を用いずに外部共振器の光学部品を非密閉空間に配置した比較例の計測データを示す。本実施形態と比較例における他の条件については同じにして、計測データＭ１と計測データＭ２を取得した。
【００４７】
図６は、長期的な周波数変動を示す実験データである。図６（Ａ）は、密閉構造体１１の周囲の空気圧を示し、図６（Ｂ）は、外部共振器型半導体レーザ装置から出力されるレーザ光の周波数変動を示す。図６（Ｂ）において、Ｍ３は、本実施形態の計測データであり、Ｍ４は、密閉構造体を用いずに外部共振器の光学部品を非密閉空間に配置した比較例の計測データを示す。本実施形態と比較例における他の条件については同じにして、計測データＭ３と計測データＭ４を取得した。
【００４８】
比較例の場合には、周囲の空気圧の変動により、外部共振器３の光路中の空気の屈折率が変わる。その結果、外部共振器３の実効共振器長Ｌが変わって、計測データＭ２，Ｍ４のように、出力レーザ光の周波数が大きくゆらいでしまう。これに対し、本実施形態では密閉構造体１１により周囲の空気圧の変動の影響を受けないので、計測データＭ１，Ｍ３のように、周囲空気圧の周波数変動に対して出力レーザ光の周波数のゆらぎが非常に小さくなる。
【００４９】
また、本実施形態によると、内部空間１２の開口１２ａを部分反射ミラー８で塞ぐために、部分反射ミラー８を圧電素子２１よりも出力側に配置している。この配置は、従来と逆である。すなわち、従来では（例えば非特許文献１）では、部分反射ミラーを圧電素子よりも半導体レーザ側に配置している。本実施形態による部分反射ミラー８の配置で、内部空間１２をより確実に且つ容易に外部に対して密閉できるようになる。
【００５０】
さらに、本実施形態によると、第１および第２の構造部１３，１５同士、第２および第３の構造部１５，１７同士、及び、第３の構造部１７と第２カバー部材３３同士は、レーザ溶接により強固に結合されるので、第１〜第３の構造部１３，１５，１７と第２カバー部材３３に結合されている半導体レーザ１、第１コリメートレンズ５、バンドパスフィルタ６、集光レンズ７、部分反射ミラー８、及び第２コリメートレンズ９の光軸Ｃ０がぶれることが無く、且つ機械的ショックに対して共振器長Ｌのぶれが少ない。
【００５１】
また、少なくとも第１〜第３の構造部１３，１５，１７と第２カバー部材３３は、金属材料で形成されており、上述のように互いにレーザ溶接により強固に結合されている。したがって、外部共振器型半導体レーザ装置１０の機械的特性の優位性を期待できる。よって、振動や経年による外部共振器型半導体レーザ装置１０（特に密閉構造体１１）の機械的劣化を防止できる。
【００５２】
第１および第２の構造部１３，１５同士の境界、及び、第２および第３の構造部１５，１７同士の境界は、レーザ溶接されていない周方向の全範囲において、シール剤（接着剤）により気密にされている。これにより、これらの境界での気密を確保できる。すなわち、複数の構造部１３，１５，１７同士がレーザ溶接とシール剤により結合されているので、機械的ショックに対する共振器長Ｌのぶれを無くしつつ、内部空間１２を密閉できる。
【００５３】
本考案は上述した実施の形態に限定されず、本考案の技術的思想の範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
１  半導体レーザ、１ａ  カバー、１ｂ  ベース部、１ｃ  端子、１ｄ  活性層、１ｅ  出力端面、１ｆ  反射端面、２  軸方向面、３  外部共振器、５  第１コリメートレンズ（光学部品）、４  外周面、６  バンドパスフィルタ（光学部品）、７  集光レンズ、８  部分反射ミラー（光学部品）、８ａ  反射面、９  第２コリメートレンズ、１０  外部共振器型半導体レーザ装置、１１  密閉構造体、１２  内部空間、１２ａ  開口、１２ｂ  開口、１３  第１の構造部、１３ａ，１３ｂ  軸方向面、１３ｃ  内周面、１５  第２の構造部、１５ａ  外周面の平面部分、１５ｂ，１５ｃ  軸方向面、１７  第３の構造部、１７ａ，１７ｂ  軸方向面、２１  圧電素子、２１ａ  貫通穴、２１ｂ，２１ｃ  軸方向面、２３  調整構造部、２３ａ  溝、２５  挿入穴、３１  第１カバー部材、３３  第２カバー部材、３３ａ  導線孔、３５  第１保持部材、３７  保持部、３９  第２保持部材、４１  第３保持部材、Ｃ０  光軸、Ｃ１  回転軸、Ｗ  溶接部、Ｓ  シール剤（接着剤）
【図１】
0003212182.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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【手続補正書】
【提出日】平成29年7月7日(2017.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザから出射された光のうち、特定波長のレーザ光を、前記半導体レーザへ部分的に戻すことで共振させ、共振したレーザ光を部分的に外部へ出力するための複数の光学部品を含む外部共振器と、
前記複数の光学部品が配置される内部空間を形成する密閉構造体と、を備え、
該密閉構造体は、前記内部空間を外部に対して気密に形成している、外部共振器型半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記密閉構造体は、互いに別体の複数の構造部を含み、
該複数の構造部は、前記外部共振器の光軸の方向に配列されて互いに結合され、前記光軸を囲む周方向に延びて前記内部空間を囲んでおり、
前記複数の構造部は、前記周方向における複数箇所で互いに溶接接合されており、該複数箇所以外の前記周方向の範囲では、前記複数の構造部同士の隙間は、シール剤で気密にされている、請求項１に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記複数の光学部品は、
前記半導体レーザからのレーザ光のうち特定波長を有するレーザ光を透過させるバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを透過したレーザ光を、部分的に反射して前記半導体レーザへ戻すとともに、出力レーザ光として部分的に出力側へ透過させる部分反射ミラーと、を含み、
前記内部空間は、前記出力側において開口を有し、
前記部分反射ミラーは、前記開口を気密に塞ぐように前記密閉構造体に結合されている、請求項１または２に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記バンドパスフィルタと前記部分反射ミラーとの間に位置する圧電素子を備え、
該圧電素子は貫通穴を有し、該貫通穴は、前記外部共振器の光軸上に位置し、該光軸の方向に前記圧電素子を貫通しており、
前記圧電素子は、電圧が印加されることにより前記光軸の方向に寸法が変化し、
前記圧電素子は前記密閉構造体の一部をなしており、前記貫通穴は前記内部空間の一部をなしており、
前記内部空間の前記開口は、前記出力側における前記貫通穴の開口であり、
前記部分反射ミラーは、該開口を気密に塞ぐように前記圧電素子に結合されている、請求項３に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記バンドパスフィルタが結合された調整構造部を備え、
前記密閉構造体には、前記調整構造部が外部から挿入される挿入穴が形成されており、該挿入穴は前記内部空間に連通しており、
前記調整構造部が前記挿入穴に挿入された状態で、前記バンドパスフィルタは、前記外部共振器の光軸上に位置し、かつ、前記挿入穴の中心軸まわりの回転角度を調整可能であり、当該調整の後に、前記調整構造部は、前記挿入穴を気密に塞ぐように前記密閉構造体に固定されている、請求項３または４に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。