(57)【要約】  クラッド（２ｂ）に対して一様な熱を加える発熱源（３）と、レーザ光の光軸Ａに対して平行な平面導波路の側面に配置されているヒートシンクと、結合光学素子（７）により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部（８）とを設け、熱量制御部（９）が、強度測定部（８）により測定された強度と目標強度の差分にしたがって発熱源（３）により加えられる熱量を調整して、その差分を零に近づけるように構成する。これにより、ヒートシンク（４ａ），（４ｂ）を接合した後でも、結合光学素子（７）でのレーザ光の結合量を調整することができる。
2017006395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、
前記平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、
前記レーザ光の光軸に対して平行な前記平面導波路の側面に配置され、前記コア内の熱を排熱するヒートシンクと、
前記レーザ光の光軸上に配置され、前記平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、
前記結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部と、
前記強度測定部により測定された強度と目標強度の差分にしたがって前記発熱源により加えられる熱の量を調整して、前記差分を零に近づける熱量制御部と
を備えたレーザ装置。
【請求項２】
前記平面導波路を構成しているコアが、利得媒質で形成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、
前記平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、
前記レーザ光の光軸に対して平行な前記平面導波路の側面に配置され、前記コア内の熱を排熱するヒートシンクと、
前記レーザ光の光軸上に配置され、前記平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、
前記結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部と、
前記強度測定部により測定された強度と目標強度の差分にしたがって前記ヒートシンクの温度を調整して、前記差分を零に近づける温度制御部と
を備えたレーザ装置。
【請求項４】
前記平面導波路を構成しているコアが、利得媒質で形成されていることを特徴とする請求項３記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ光の強度を調整することが可能な平面導波路型のレーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面導波路は、レーザ光の進行方向に伸長している薄い平板状のレーザ媒質の上下両面が、レーザ媒質より屈折率が低いクラッドで挟み込まれている構造を有し、レーザ媒質が導波路として機能する。
この平面導波路を有している平面導波路型のレーザ装置では、導波路となるレーザ媒質の厚さが薄く、励起密度が高いため、誘導放出断面積が小さなレーザ媒質を用いる場合でも大きな利得が得られ、高効率な増幅及び発振動作の実現が可能である。
また、導波路を幅方向に広げることで、励起密度を所定の値に保ちながら、出力のスケーリングが可能である。【０００３】
一方、平面導波路から出力されるレーザ光の結合光学系における所望の結合効率に対する結合効率の変動の要因として、各光学素子の位置ずれのほか、平面導波路から出力されるレーザ光の伝搬モードずれが考えられる。即ち、レーザ光のビームサイズや波面のずれが考えられる。
平面導波路を伝搬されるレーザ光の平面方向の伝搬モードが変動すると、レーザ光のスポットサイズが変動するため、結合効率の変動を引き起こす要因となる。
以下の特許文献１に開示されているレーザ装置では、レーザ媒質の一面側にクラッドを介してヒートシンクを接合する際、所望の伝搬モードが得られるように、クラッドに対するヒートシンクの接合面積を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０８６００９号（例えば、段落番号［００１２］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のレーザ装置は以上のように構成されているので、所望の伝搬モードが得られるが、クラッドとヒートシンクを接合した後は、クラッドに対するヒートシンクの接合面積を調整することができず、伝搬モードを調整することができない。このため、平面導波路の光軸上に配置される結合光学素子でのレーザ光の結合量が所望の結合量とならない場合でも、結合光学素子でのレーザ光の結合量を調整することができないという課題があった。【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ヒートシンクを接合した後でも、結合光学素子でのレーザ光の結合量を調整することができるレーザ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るレーザ装置は、レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、レーザ光の光軸に対して平行な平面導波路の側面に配置され、コア内の熱を排熱するヒートシンクと、レーザ光の光軸上に配置され、平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部とを設け、熱量制御部が、強度測定部により測定された強度と目標強度の差分にしたがって発熱源により加えられる熱の量を調整して、その差分を零に近づけるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部を設け、熱量制御部が、強度測定部により測定された強度と目標強度の差分にしたがって発熱源により加えられる熱の量を調整して、その差分を零に近づけるように構成したので、ヒートシンクを接合した後でも、結合光学素子でのレーザ光の結合量を調整することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーザ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーザ装置の平面導波路を示す側面図である。
【図３】ヒートシンク４ａ，４ｂにより排熱されることにより形成されるコア１内の熱分布を示す説明図である。
【図４】コア１内でのｘ偏光成分又はｙ偏光成分の屈折率分布を示す説明図である。
【図５】コア１内でのレーザ光のｘ偏光成分又はｙ偏光成分の伝搬形状を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１によるレーザ装置のｘｙ平面に平行な面を示す上面図である。
【図７】この発明の実施の形態２によるレーザ装置を示す構成図である。
【図８】温度制御部２２によりヒートシンク４ａ，４ｂの温度が調整されることにより形成されるコア１内の熱分布を示す説明図である。
【図９】コア１内でのｘ偏光成分又はｙ偏光成分の屈折率分布を示す説明図である。
【図１０】非対称な屈折率分布を有するコア１内に、固有モードと異なるビームサイズでレーザ光が入射された場合のレーザ光の光軸を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーザ装置を示す構成図である。また、図２はこの発明の実施の形態１によるレーザ装置の平面導波路を示す側面図である。
図１及び図２において、コア１はレーザ光を伝搬する平板状のレーザ媒質（利得媒質）である。
クラッド２ａはコア１の上面に配置され、屈折率ｎａがコア１の屈折率ｎｃよりも小さい材質で形成されている平板状の部材である。
クラッド２ｂはコア１の下面に配置され、屈折率ｎａがコア１の屈折率ｎｃよりも小さい材質で形成されている平板状の部材である。
コア１及びクラッド２ａ，２ｂから層構造の平面導波路が構成されている。
【００１２】
発熱源３はクラッド２ｂの下面に配置され、クラッド２ｂに対して一様な熱を加えるヒータである。
ヒートシンク４ａは平面導波路の４つの側面のうち、レーザ光の光軸Ｇに対して平行な側面（図２では、左側の側面）に配置されており、ヒートシンク４ａはコア１内の熱の排熱を促す機構である。
ヒートシンク４ｂは平面導波路の４つの側面のうち、レーザ光の光軸Ｇに対して平行な側面（図２では、右側の側面）に配置されており、ヒートシンク４ｂはコア１内の熱の排熱を促す機構である。
平面導波路の側面に対するヒートシンク４ａ，４ｂの接合は、接着やオプティカルコンタクトなどが考えられる。
この実施の形態１では、ヒートシンク４ａ，４ｂを備えているが、少なくとも１つのヒートシンクを備えていればよく、ヒートシンク４ａ又はヒートシンク４ｂのいずれか１つを備えるものであってもよい。
また、この実施の形態１では、ヒートシンク４ａ，４ｂを用いて、コア１内の熱を排熱する例を示しているが、平面導波路の側面にファンを配置し、ファンから送られる風でコア１の熱を排熱するようにしてもよい。
【００１３】
導波方向コリメータ５はレーザ光の光軸Ｇ上に配置され、平面導波路の出射面から出射されたレーザ光を導波方向にコリメートして、平行光であるレーザ光を集光レンズ６に出射する光学部品である。
集光レンズ６はレーザ光の光軸Ｇ上に配置され、導波方向コリメータ５から出射された平行光であるレーザ光を結合光学素子７に集光する光学部品である。
結合光学素子７は例えば光ファイバやコネクタなどの光学部品であり、集光レンズ６により集光されたレーザ光を結合する。
【００１４】
強度測定部８は例えばＰＤ（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などの光検出器で構成され、結合光学素子７により結合されたレーザ光の強度を測定する。
熱量制御部９は強度測定部８により測定された強度と事前に設定されている目標強度との差分を検出し、その差分にしたがって発熱源３により加えられる熱の量を調整することで、その差分を零に近づける制御装置である。
【００１５】
図１及び図２において、ｘ，ｙ，ｚは便宜的な座標軸である。
図１及び図２の例では、コア１の上面及び下面に平行な面内で、この面上で直交する２つの辺に平行な方向をｘ軸とｚ軸とし、これらのｘ軸とｚ軸の両方に垂直な方向をｙ軸としている。
これにより、レーザ光の伝搬方向（進行方向）がｚ軸方向になっている。
【００１６】
次に動作について説明する。
コア１の屈折率がｎｃ、クラッド２ａ，２ｂの屈折率がｎａであり、クラッド２ａ，２ｂの屈折率ｎａがコア１の屈折率ｎｃより小さいため（ｎａ＜ｎｃ）、コア１に入射されたレーザ光のｙ軸方向は、コア１内に閉じ込められる。
即ち、コア１に入射されたレーザ光は、クラッド２ａ，２ｂを透過せずに、クラッド２ａ，２ｂに反射される。
【００１７】
レーザ光のｙ軸方向をコア１内に閉じ込めることが可能なコア１とクラッド２ａ，２ｂとして、各種の光学材料を用いることができるが、コア１とクラッド２ａ，２ｂの組み合わせとして、例えば、ＱＸ／Ｅｒ（Ｋｉｇｒｅ社の登録商標）の無添加ガラスをコア１に適用し、屈折率ｎａがコア１の屈折率ｎｃより小さくなるように作製したＱＸ／Ｅｒの無添加ガラスをクラッド２ａ，２ｂに適用するものが考えられる。
コア１に用いることが可能な他の材料としては、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：Ｇｌａｓｓ、Ｎｄ：ＹＶＯ４、Ｎｄ：ＧｄＶＯ４、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＹＬＦ、Ｙｂ：ＫＧＷ、Ｙｂ：ＫＹＷ、Ｅｒ：Ｇｌａｓｓ、Ｅｒ：ＹＡＧ、Ｔｍ：ＹＡＧ、Ｔｍ：ＹＬＦ、Ｈｏ：ＹＡＧ、Ｈｏ：ＹＬＦ、Ｈｏ：ＹＡＧ、Ｈｏ：ＹＬＦ，Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅ、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦなどがある。ただし、材料は、これに限るものではない。
【００１８】
発熱源３は、クラッド２ｂに対して一様な熱を加えている。これにより、クラッド２ｂを介して、コア１にも熱が加えられる。
ここで、コア１の側面（光軸Ｇに対して平行な面）の全体の平面温度がＴ０で一定であり、コア１内での熱が一様である場合、レーザ媒質であるコア１内での熱分布は、下記の式（１）のように計算される。
2017006395.tif 000003
式（１）において、ｘはコア１のｘ軸方向の中心からの距離、Ｋは熱電導率、ｄはコア１のｘ軸方向の長さ、Ｑは単位体積当りの熱量である。
【００１９】
コア１内の熱は、コア１の側面に配置されているヒートシンク４ａ，４ｂによって排熱される。
ヒートシンク４ａ，４ｂによって、コア１内の熱が排熱されるため、コア１の中心の温度が最も高くなり、外側ほど温度が低くなる。即ち、コア１の中心線で対象となる熱分布を有することになる。
ここでは、ヒートシンク４ａ，４ｂがｙｚ面上の平面導波路の全面に接合されており、平面導波路の側面の全体の温度が一定である場合を示しているが、ヒートシンク４ａ，４ｂがｙｚ平面又はｘｚ平面上の一部に接合されている場合でも、熱分布が発生する。
【００２０】
図３はヒートシンク４ａ，４ｂにより排熱されることにより形成されるコア１内の熱分布を示す説明図である。
図３において、横軸はコア１のｘ軸方向の位置を示し、縦軸はコア１内の温度を示している。
一般に、屈折率は温度に依存するので、加熱に伴うｘ偏光成分及びｙ偏光成分の屈折率分布ｎｊ（Ｑ，ｘ）（ｊ＝ｘ，ｙ）は、下記の式（２）のように計算される。
【００２１】
2017006395.tif 000004
2017006395.tif 000005
2017006395.tif 000006
式（２）において、ｎ０（Ｑ）はｘ＝０でのコア１の屈折率である。
また、Ａ（Ｑ），Ｂ（Ｑ）はレーザ媒質であるコア１の特性から与えられる定数であり、単位体積当りの熱量Ｑの関数である。Ｃ１，Ｃ２は光弾性係数である。ここでは、温度変化による屈折率変化と応力による屈折率変化を考慮している。
【００２２】
発熱源３が加熱して、ヒートシンク４ａ，４ｂが排熱することにより、ｘ＝０でのコア１の屈折率が、側面付近での屈折率よりも大きくなる屈折率分布、即ち、ｘ＝０からの距離の二乗に比例している二乗屈折率分布を生じる。
図４はコア１内でのｘ偏光成分又はｙ偏光成分の屈折率分布を示す説明図である。
図４において、横軸はコア１のｘ軸方向の位置を示し、縦軸はコア１での屈折率を示している。
図４では、コア１に加えられる熱量ＱがＱ１である場合の二乗屈折率分布（実線で示す屈折率分布）と、コア１に加えられる熱量ＱがＱ２である場合の二乗屈折率分布（点線で示す屈折率分布）とを示している。ただし、Ｑ１＜Ｑ２である。
図４より、コア１に加えられる熱量Ｑが大きい方が、コア１のｘ軸方向の全体に亘って、コア１の屈折率が大きくなることが分かる。
【００２３】
このように、コア１が二乗屈折率分布を有する場合、即ち、コア１の中心の屈折率が、コア１の側面付近の屈折率より大きい場合、コア１内に入射されたレーザ光が、コア１内での伝搬によってビーム幅が変化しないモード（固有モード）が存在する。レーザ光が固有モードと同じビームサイズでコア１内に入射された場合には、そのレーザ光は、コア１の出射面から出射される。
ただし、レーザ光が固有モードと異なるビームサイズでコア１内に入射された場合には、そのレーザ光は、コア１の二乗屈折率分布によって、コア１の中で集光と発散を繰り返しながら伝搬され、コア１の中に閉じ込められる。
この実施の形態１では、レーザ光が固有モードと異なるビームサイズでコア１内に入射された場合でも、レーザ光がコア１の出射面から出射されるようにするため、コア１の出射面でのビーム幅を調整する。
【００２４】
図５はコア１内でのレーザ光のｘ偏光成分又はｙ偏光成分の伝搬形状を示す説明図である。
図５において、実線はコア１に加えられる熱量ＱがＱ１である場合の伝搬形状を示し、点線はコア１に加えられる熱量ＱがＱ２である場合の伝搬形状を示している。ただし、Ｑ１＜Ｑ２である。
【００２５】
コア１内での発熱量が一定である場合、コア１内を伝搬するレーザ光のビームサイズの最大値ωＭａｘと最小値ωＭｉｎの積は、下記の式（５）のように計算され、その積は、常に一定になる。
2017006395.tif 000007
また、このときの伝搬形状の周期Ｌｊ（Ｑ）（ｊ＝ｘ，ｙ）は、下記の式（６）のように計算される。
2017006395.tif 000008
式（６）において、ｎ２ｊ（Ｑ）（ｊ＝ｘ，ｙ）は、上記の式（３）と式（４）で与えられる。
【００２６】
式（５）と式（６）より、コア１内を伝搬するレーザ光の伝搬形状の周期Ｌｊ（Ｑ）（ｊ＝ｘ，ｙ）は、コア１に加えられる熱量Ｑ１，Ｑ２によって異なり、Ｑ１＜Ｑ２であるとき、Ｌｊ（Ｑ１）＞Ｌｊ（Ｑ２）となる。
したがって、コア１内において、或る位置ｚにおけるｘ軸方向のビーム幅２ω（ｚ）は、コア１の熱量に依存しており、平面導波路の出射面（出力端面）におけるビーム幅は、コア１の熱量によって調整することが可能である。
【００２７】
図６はこの発明の実施の形態１によるレーザ装置のｘｙ平面に平行な面を示す上面図である。
図６では、コア１内に入射されるレーザ光１１と、平面導波路のｘｙ平面上のコア１の出射面から出射されるレーザ光１２，１３の結合光学系での伝搬形状を示している。
図６において、実線はコア１に加えられる熱量ＱがＱ１である場合のレーザ光１２の伝搬形状を示し、点線はコア１に加えられる熱量ＱがＱ２である場合のレーザ光１３の伝搬形状を示している。
【００２８】
コア１の出射面から出射されたレーザ光１２，１３は、導波方向コリメータ５によって導波方向にコリメートされたのち、集光レンズ６によって集光されて、結合光学素子７に結合される。
強度測定部８は、結合光学素子７に結合されたレーザ光の強度を測定する。
熱量制御部９には、結合光学素子７でのレーザ光の所望の結合量と正比例の関係がある目標強度が事前に設定されている。
熱量制御部９は、強度測定部８がレーザ光の強度を測定すると、そのレーザ光の強度と目標強度との差分を検出し、その差分が零になるように、その差分にしたがって発熱源３により加えられる熱量を調整する。
【００２９】
例えば、コア１に加えられる熱量Ｑが小さいために、強度測定部８により測定されたレーザ光の強度が目標強度より小さい場合には、発熱源３により加えられる熱量が大きくなるように調整する。
また、コア１に加えられる熱量Ｑが大きすぎるために、強度測定部８により測定されたレーザ光の強度が目標強度より小さい場合には、発熱源３により加えられる熱量が小さくなるように調整する。
【００３０】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、結合光学素子７により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部８を設け、熱量制御部９が、強度測定部８により測定された強度と目標強度の差分にしたがって発熱源３により加えられる熱量を調整して、その差分を零に近づけるように構成したので、ヒートシンク４ａ，４ｂを接合した後でも、結合光学素子７でのレーザ光の結合量を調整することができる効果がある。
この実施の形態１では、コア１に入射されたレーザ光のｙ軸方向は、コア１内に閉じ込められるため、熱による伝搬モードの変化が無く、ｘ軸方向の熱分布のみを考えればよい。このため、一方向のみの制御で足りるため、レーザ光の結合量の調整は容易である。
【００３１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、熱量制御部９が、強度測定部８により測定された強度と目標強度の差分にしたがって発熱源３により加えられる熱量を調整するものを示したが、強度測定部８により測定された強度と目標強度の差分にしたがってヒートシンク４ａ，４ｂの温度を調整するようにしてもよい。
【００３２】
図７はこの発明の実施の形態２によるレーザ装置を示す構成図であり、図７において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
発熱源２１はクラッド２ｂの下面に配置され、クラッド２ｂに対して、レーザ光の光軸Ｇに対称な熱を加えるヒータである。
温度制御部２２は強度測定部８により測定された強度と事前に設定されている目標強度との差分を検出し、その差分にしたがってヒートシンク４ａ，４ｂの温度を調整して、その差分を零に近づける制御装置である。
例えば、温度制御部２２がファンを備えている制御装置であれば、ファンからの送風によってヒートシンク４ａ，４ｂの温度を調整するものが考えられる。また、ヒートシンク４ａ，４ｂがファンを備えている場合には、温度制御部２２が当該ファンを制御することで、ヒートシンク４ａ，４ｂの温度を調整するものが考えられる。
ただし、これは一例に過ぎず、ヒートシンク４ａ，４ｂの温度を調整することが可能な構成であれば、どのような構成でもよい。
【００３３】
次に動作について説明する。
この実施の形態２では、発熱源２１が、クラッド２ｂに対して、レーザ光の光軸Ｇに対称な熱を加えるが、温度制御部２２が、例えば、ヒートシンク４ａの温度Ｔａが、ヒートシンク４ｂの温度Ｔｂより高くなるように、ヒートシンク４ａ，４ｂの温度Ｔａ，Ｔｂを調整することで、コア１内に熱分布を生じさせる。
図８は温度制御部２２によりヒートシンク４ａ，４ｂの温度が調整されることにより形成されるコア１内の熱分布を示す説明図である。
図８において、横軸はコア１のｘ軸方向の位置を示し、縦軸はコア１内の温度を示しており、コア１内の熱分布は、コア１の中心線で平面方向に非対称な熱分布となっている。
【００３４】
図９はコア１内でのｘ偏光成分又はｙ偏光成分の屈折率分布を示す説明図である。
図９において、横軸はコア１のｘ軸方向の位置を示し、縦軸はコア１での屈折率を示している。
コア１内の熱分布が、コア１の中心線で平面方向に非対称な熱分布となっているため、コア１内の屈折率分布についても、コア１の中心線で平面方向に非対称な分布となっている。
【００３５】
図１０は非対称な屈折率分布を有するコア１内に、固有モードと異なるビームサイズでレーザ光が入射された場合のレーザ光の光軸を示す説明図である。
コア１内に入射されたレーザ光１１の光軸Ｇは、光軸Ｇに非対称な屈折率分布によって、光軸Ｈのようにｘ軸方向に屈折する。
したがって、コア１内において、或る位置ｚにおける光軸Ｈのｘ軸方向の位置ｘは、ヒートシンク４ａの温度Ｔａとヒートシンク４ｂの温度Ｔｂとの温度差に依存している。
このため、ヒートシンク４ａの温度Ｔａとヒートシンク４ｂの温度Ｔｂとの温度差を制御することで、伝搬モードを調整して、結合光学素子７へのｘ軸方向の調整を行うことが可能である。
【００３６】
強度測定部８は、結合光学素子７に結合されたレーザ光の強度を測定する。
温度制御部２２には、結合光学素子７でのレーザ光の所望の結合量と正比例の関係がある目標強度が事前に設定されている。
温度制御部２２は、強度測定部８がレーザ光の強度を測定すると、そのレーザ光の強度と目標強度との差分を検出し、その差分が零になるように、その差分にしたがってヒートシンク４ａ，４ｂの温度Ｔａ，Ｔｂを調整する。
【００３７】
例えば、ヒートシンク４ａの温度Ｔａとヒートシンク４ｂの温度Ｔｂとの温度差が小さいために、強度測定部８により測定されたレーザ光の強度が目標強度より小さい場合には、ヒートシンク４ａの温度Ｔａとヒートシンク４ｂの温度Ｔｂとの温度差が大きくなるように調整する。
また、ヒートシンク４ａの温度Ｔａとヒートシンク４ｂの温度Ｔｂとの温度差が大きいために、強度測定部８により測定されたレーザ光の強度が目標強度より小さい場合には、ヒートシンク４ａの温度Ｔａとヒートシンク４ｂの温度Ｔｂとの温度差が小さくなるように調整する。
【００３８】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、結合光学素子７により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部８を設け、温度制御部２２が、強度測定部８により測定された強度と目標強度との差分にしたがってヒートシンク４ａ，４ｂの温度を調整して、その差分を零に近づけるように構成したので、ヒートシンク４ａ，４ｂを接合した後でも、結合光学素子７でのレーザ光の結合量を調整することができる効果がある。
この実施の形態２では、コア１に入射されたレーザ光のｙ軸方向は、コア１内に閉じ込められるため、熱による伝搬モードの変化が無く、ｘ軸方向の熱分布のみを考えればよい。このため、一方向のみの制御で足りるため、レーザ光の結合量の調整は容易である。
【００３９】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明に係るレーザ装置は、平面導波路の側面にヒートシンク４ａ，４ｂを接合した後でも、結合光学素子７でのレーザ光の結合量を調整する必要があるものに適している。
【符号の説明】
【００４１】
１  コア（利得媒質）、２ａ，２ｂ  クラッド、３  発熱源、４ａ，４ｂ  ヒートシンク、５  導波方向コリメータ、６  集光レンズ、７  結合光学素子、８  強度測定部、９  熱量制御部、１１，１２，１３  レーザ光、２１  発熱源、２２  温度制御部。
【図１】
2017006395.tif 000009
【図２】
2017006395.tif 000010
【図３】
2017006395.tif 000011
【図４】
2017006395.tif 000012
【図５】
2017006395.tif 000013
【図６】
2017006395.tif 000014
【図７】
2017006395.tif 000015
【図８】
2017006395.tif 000016
【図９】
2017006395.tif 000017
【図１０】
2017006395.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月8日(2016.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係るレーザ装置は、レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、レーザ光の光軸に対して平行な平面導波路の側面に配置され、コア内の熱を排熱するヒートシンクと、レーザ光の光軸上に配置され、平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部とを設け、熱量制御部が、強度測定部により測定された強度と、結合光学素子でのレーザ光の所望の結合量と正比例の関係がある、事前に設定された目標強度の差分にしたがって発熱源により加えられる熱の量を調整して、その差分を零に近づけるようにしたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、
前記平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、
前記レーザ光の光軸に対して平行な前記平面導波路の側面に配置され、前記コア内の熱を排熱するヒートシンクと、
前記レーザ光の光軸上に配置され、前記平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、
前記結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部と、
前記強度測定部により測定された強度と、前記結合光学素子でのレーザ光の所望の結合量と正比例の関係がある、事前に設定された目標強度の差分にしたがって前記発熱源により加えられる熱の量を調整して、前記差分を零に近づける熱量制御部と
を備えたレーザ装置。
【請求項２】
前記平面導波路を構成しているコアが、利得媒質で形成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、
前記平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、
前記レーザ光の光軸に対して平行な前記平面導波路の側面に配置され、前記コア内の熱を排熱するヒートシンクと、
前記レーザ光の光軸上に配置され、前記平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、
前記結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部と、
前記強度測定部により測定された強度と、前記結合光学素子でのレーザ光の所望の結合量と正比例の関係がある、事前に設定された目標強度の差分にしたがって前記ヒートシンクの温度を調整して、前記差分を零に近づける温度制御部と
を備えたレーザ装置。
【請求項４】
前記平面導波路を構成しているコアが、利得媒質で形成されていることを特徴とする請求項３記載のレーザ装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月19日(2016.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係るレーザ装置は、レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、レーザ光の光軸に対して平行な平面導波路の側面に配置され、コア内の熱を排熱するヒートシンクと、レーザ光の光軸上に配置され、平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部とを設け、熱量制御部が、強度測定部により測定された強度と目標強度の差分にしたがって発熱源により加えられる熱の量を調整して、その差分を零に近づけるようにしたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、
前記平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、
前記レーザ光の光軸に対して平行な前記平面導波路の側面に配置され、前記コア内の熱を排熱するヒートシンクと、
前記レーザ光の光軸上に配置され、前記平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、
前記結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部と、
前記強度測定部により測定された強度と目標強度の差分にしたがって前記発熱源により加えられる熱の量を調整して、前記差分を零に近づける熱量制御部と
を備えたレーザ装置。
【請求項２】
前記平面導波路を構成しているコアが、利得媒質で形成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
レーザ光を伝搬するコアがクラッドに挟まれている層構造の平面導波路と、
前記平面導波路を構成しているクラッドに熱を加える発熱源と、
前記レーザ光の光軸に対して平行な前記平面導波路の側面に配置され、前記コア内の熱を排熱するヒートシンクと、
前記レーザ光の光軸上に配置され、前記平面導波路から出射されたレーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光されたレーザ光を結合する結合光学素子と、
前記結合光学素子により結合されたレーザ光の強度を測定する強度測定部と、
前記強度測定部により測定された強度と目標強度の差分にしたがって前記ヒートシンクの温度を調整して、前記差分を零に近づける温度制御部と
を備えたレーザ装置。
【請求項４】
前記平面導波路を構成しているコアが、利得媒質で形成されていることを特徴とする請求項３記載のレーザ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2017006395.tif 000019
【国際調査報告】
2017006395.tif 000020
2017006395.tif 000021
2017006395.tif 000022
2017006395.tif 000023