(57)【要約】【課題】  レーザー光の波長を変換させることによって所望の波長のレーザー光を出力用レーザー光として生成するレーザー光発生装置を提供する。【解決手段】  第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオード１と、該レーザーダイオード１から生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオード１と波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオード１との協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子２を備え、前記回折格２子のレーザー入射面に無反射部材１５を固装させる。【選択図】  図１
2008258549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子を備えたレーザー光発生装置であり、前記回折格子のレーザー入射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするレーザー光発生装置。
【請求項２】
第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子を備えたレーザー光発生装置であり、前記レーザーダイオードのレーザー出射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするレーザー光発生装置。
【請求項３】
第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子を備えたレーザー光発生装置であり、前記波長変換素子のレーザー入射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするレーザー光発生装置。
【請求項４】
第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子と、前記波長変換素子から出射されるレーザー光の出力光路内に設けられたフィルターを備えたレーザー光発生装置であり、前記フィルターのレーザー入射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするレーザー光発生装置。
【請求項５】
第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子と、前記波長変換素子から出射されるレーザー光の一部が照射される位置に設けられたモニター用受光素子を備えたレーザー光発生装置であり、前記モニター用受光素子のレーザー入射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするレーザー光発生装置。
【請求項６】
無反射部材に断面が櫛形形状となる凸部より成る無反射部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５に記載のレーザー光発生装置。
【請求項７】
無反射部を構成する凸部の間隔を透過させるレーザー光の波長以下にしたことを特徴とする請求項６に記載のレーザー光発生装置。
【請求項８】
無反射部材を射出成形にて製造するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のレーザー光発生装置。
【請求項９】
無反射部材を熱硬化性樹脂成形にて製造するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のレーザー光発生装置。
【請求項１０】
無反射部材を熱プレス成形にて製造するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のレーザー光発生装置。
【請求項１１】
無反射部材を２Ｐ(Photo-Polymer)成形にて製造するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のレーザー光発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーダイオードから生成されるレーザー光の波長を変換させて所望の波長のレーザー光を出力用レーザー光として生成するレーザー光発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。
【０００３】
光ディスク装置としては、ＣＤやＤＶＤと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及しているが、最近では記録密度を向上させた光ディスク、即ちＢｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ  ＤＶＤ（High Density Digital Versatile Disk）規格の光ディスクを使用するものが製品化されている。
【０００４】
光ディスクに記録される信号の密度を向上させるためには、光ディスクの信号面に照射されるレーザー光のスポット径を小さくする必要があり、そのためにはレーザー光の波長を短くする必要がある。光ディスク装置に使用される光ピックアップ装置には、レーザー光を生成するレーザーダイオードが組み込まれている。
【０００５】
前述したＣＤ規格のディスクに記録されている信号を再生するために使用されるレーザー光は赤外光が使用され、ＤＶＤ規格のディスクに記録されている信号を再生するために使用されるレーザー光は赤色光が使用され、そしてＢｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ  ＤＶＤ（High Density Digital Versatile Disk）規格のディスクに記録されている信号を再生するために使用されるレーザー光は青紫色光が使用されている。
【０００６】
前述した赤外光、赤色光及び青紫色光のレーザー光を生成することが出来るレーザーダイオードは、開発されて製品化されているが、緑色のレーザー光を生成することが出来るレーザーダイオードの製品化は遅れている。
【０００７】
緑色のレーザー光は、光の三原色を構成するため画像を投射するプロジェクターに使用されるとともに視認性が高いという理由から墨出し器に採用することが考えられているが、緑色のレーザー光を生成するレーザーダイオードが開発されていないので、現在ではレーザー光の波長を変換することによって緑色のレーザー光を得るようにされている。斯かるレーザー光の波長を変換する波長変換素子として、Ｎｄ：ＹＶＯ４等の異方性結晶やＫＴＰ結晶（ＫＴｉＯＰ４）等の非線形光学結晶が一般に使用されている。(特許文献１参照。)
【特許文献１】特開平７−５８３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
波長変換素子としてＹＶＯ４等の異方性結晶やＫＴＰ結晶等の非線形光学結晶を使用する場合、その変換効率は入射光波長依存性が大きく、安定した出力のレーザー光を得るためには、入射光の波長を安定させる必要がある。
【０００９】
波長の安定化を妨げる原因として不要反射によるレーザー光の干渉があり、斯かる干渉が発生すると、波長の変動やそれに伴う波長変換効率の低下及び変動が発生することになる。斯かる問題を解決する方法として、レーザー光の出射面等に反射を防止する膜を形成
する処理が行われている。
【００１０】
斯かる反射防止膜としては、一般に誘電体多層膜を波長変換に使用される素子の端面に形成することによって実施されているが、斯かる誘電体多層膜の形成処理は非常に複雑であり、低価格化が行えなかった。
【００１１】
本発明は、斯かる問題を解決することが出来るレーザー光発生装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子を備え、前記回折格子のレーザー入射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子を備え、前記レーザーダイオードのレーザー出射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするものである。
【００１４】
そして、本発明は、第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子を備え、前記波長変換素子のレーザー入射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子と、前記波長変換素子から出射されるレーザー光の出力光路内に設けられたフィルターを備え、前記フィルターのレーザー入射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするものである。
【００１６】
そして、本発明は、第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子と、前記波長変換素子から出射されるレーザー光の一部が照射される位置に設けられたモニター用受光素子を備え、前記モニター用受光素子のレーザー入射面に無反射部材を固装させたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明は、無反射部材に断面が櫛形形状となる凸部より成る無反射部を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
そして、本発明は、無反射部を構成する凸部の間隔を透過させるレーザー光の波長以下にしたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、無反射部材を射出成形、ＵＶ硬化樹脂(Photo-Polymer)を使用する２Ｐ成形、熱硬化性樹脂を使用する熱硬化性樹脂成形、熱可塑性樹脂を使用する熱プレス成形にて製造するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のレーザー光発生装置は、第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子を備え、前記レーザーダイオードのレーザー出射面または回折格子のレーザー光入射面または波長変換素子のレーザー光入射面または出射面に無反射部材を固装させたので、構成が簡単となり、安価にて製造することが出来る。
【００２１】
また、本発明のレーザー光発生装置は、第１波長のレーザー光を生成するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから生成される第１波長のレーザー光が入射されるとともに該レーザー光の波長を第２波長のレーザー光に変換する波長変換素子と、前記レーザーダイオードと波長変換素子との間に設けられているとともに前記レーザーダイオードとの協働により前記波長変換素子に入射されるレーザー光の波長を第１波長に安定化させる回折格子と、前記波長変換素子から出射されるレーザー光の出力光路内に設けられたフィルターを備え、前記フィルターのレーザー入射面に無反射部材を固装させたので、必要な波長のレーザー光を簡単な構成にて取り出すことが出来る。
【実施例】
【００２２】
図１は本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す概略図、図２は本発明のレーザー光発生装置の要部を示す説明図、図３は本発明に係る無反射部材における屈折率の変化特性を説明するための説明図、図４は本発明に係る無反射部材の反射率特性図である。
【００２３】
図１において、１はＡＩＧａＡｓ結晶よりなるレーザーダイオードであり、第１波長である波長が８０８ｎｍのレーザー光を生成する。２は前記レーザーダイオード１から生成される第１波長のレーザー光が入射される位置に設けられている回折格子であり、ＶＨＧ(Volume Holographic Grating)と呼ばれる素子にて構成されている。斯かるＶＨＧ素子は内部に光学的な溝２ａが周期的に刻まれており、所定の波長、即ち本実施例では８０８ｎｍの波長のレーザー光が前記レーザーダイオード１との間を往復走行することによって発振するように設定されている。
【００２４】
前述したＶＨＧ素子に入射されたレーザー光は、該ＶＨＧ素子内に周期的に刻まれている溝と前記レーザーダイオード１を構成する素子片の端面との間を往復移動することによって発振する動作を行うことになるが、斯かる発振動作は周知であり、その説明は省略する。前記レーザーダイオード１と回折格子２であるＶＨＧ素子との協働による発振動作を行うことによってレーザーダイオード１から生成される波長が８０８ｎｍのレーザー光の波長を第１波長に固定する動作が行われる。
【００２５】
３は前記回折格子２にて固定化された第１波長のレーザー光が入射されるＹＶＯ４結晶
であり、第２波長である波長が１０６４ｎｍのレーザー光を励起するように構成されている。
【００２６】
４は前記ＹＶＯ４結晶３にて波長が変換されたレーザー光が入射されるＫＴＰ結晶であり、波長を１／２波長である５３２ｎｍ(緑色)の第３波長のレーザー光に変換するように構成されている。５は前記ＫＴＰ結晶４から出力される緑色のレーザー光の出力光路内に設けられているフィルターであり、不要な波長のレーザー光を遮断し、緑色のレーザー光のみを出力させる作用を成すものである。
【００２７】
前記回折格子２を備えていないレーザー光発生装置の場合、レーザーダイオード１から生成出射されるレーザー光の第１波長は、８０８ｎｍ±１０ｎｍの範囲にて変化し、且つ温度特性も０．３ｎｍ／℃変化するという特性がある。
【００２８】
斯かるレーザー光発生装置と比較して、回折格子２を備えたレーザー光発生装置の場合、レーザーダイオード１から生成出射されるレーザー光の第１波長は、８０８ｎｍ±１ｎｍの範囲にて変化するという優れた特性を得ることが出来る。また、本実施例のレーザー光発生装置は、温度特性も０．０１ｎｍ／℃変化するという極僅かな変化に抑えることが出来るという利点がある。
【００２９】
また、同図において、６はレーザー光発生装置を構成する基台であり、電源供給用電極端子７、接地されている共通電極端子８及びモニター信号用電極端子９が固定されている。１０は前記基台６に固定されている固定基板であり、前記モニター信号用電極端子９が内部に挿入固定されている。１１は前記固定基板１０に固定されているレーザー固定基板であり、レーザーダイオード１が固定されている。斯かる構成において、レーザーダイオード１への駆動電流は、電源供給用電極端子７からリード線７ａを通して供給されるように構成されている。
【００３０】
前記固定基板１０には、前記回折格子２、ＹＶＯ４結晶３及びＫＴＰ結晶４が図示したように固定配置されている。１２は前記固定基板１０上に固定されているとともに前記ＫＴＰ結晶４にて第３波長に変換された出力用レーザー光の一部が照射される位置に設けられているモニター用受光素子であり、モニター信号がリード線９ａを通して前記モニター信号用電極端子９に出力されるように構成されている。
【００３１】
１３は前記基台６に固定されているとともに前記レーザーダイオード１、回折格子２、ＹＶＯ４結晶３、ＫＴＰ結晶４及びモニター用受光素子１２を覆うカバーであり、出力用レーザー光が照射される位置に前記フィルター５が設けられている。斯かる構成によれば前記ＫＴＰ結晶４にて第３波長に変換された出力用レーザー光は、前記フィルター５を通して矢印Ａ方向へ出射されることになる。
【００３２】
また、前記ＫＴＰ結晶４にて第３波長に変換された出力用レーザー光は、該ＫＴＰ結晶４から出射されるとともにその出射方向に広がって照射されるので、図示した位置に設けられているモニター用受光素子１２にその一部が照射されることになる。従って、出力用レーザー光の強度を検出することが出来、その検出された強度に基づいてレーザーダイオード１に供給される駆動電流の大きさを制御することによって安定したレーザー出力を得ることが出来る。
【００３３】
１４は前記レーザーダイオード１へ駆動電流を供給するとともにその駆動電流の大きさを制御するレーザーダイオード駆動制御回路であり、前記電源供給用電極端子７及び共通電極端子８を介してレーザーダイオード１への駆動電流の供給動作を行うとともに前記モニター信号用電極端子９及び共通電極端子８を通して得られるモニター信号に基づいてレ
ーザーダイオード１へ供給される駆動電流の制御動作を行うように構成されている。
【００３４】
本発明は、前述した構成のレーザー光発生装置に加えてレーザー光の反射を防止する無反射部材１５を前記回折格子２の入射面に固装させたことを特徴とするものである。斯かる無反射部材１５は、図２に示すように断面が櫛形形状となる凸部より成る無反射部１５ａが形成されているとともにレーザー光を透過させる透光性樹脂、例えばポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂によって射出成形にて製造されるように構成されている。
【００３５】
前記無反射部材１５は樹脂による射出成形によって製造されるが、このようにして製造された無反射部材１５は、前記回折格子２の入射面に透明な接着剤にて接着固定されることによって所定の位置に固装されるように構成されている。
【００３６】
斯かる構成の無反射部材１５は、図示したような断面が櫛形形状となる凸部より成る無反射部１５ａが形成されており、この無反射部１５ａの屈折率は図３に示すように緩やかに変化するように構成されている。レーザー光の反射現象は、異なる材料、即ち屈折率の異なる物質間の境界における屈折率の差に起因して発生し、その屈折率の差が大きいほど反射率が高くなるという特性がある。
【００３７】
図３は断面が櫛形形状となる凸部より成る無反射部１５ａが形成されている無反射部材１５における屈折率の変化特性を示すものであり、同図より明らかなように無反射部１５ａにおける屈折率が緩やかに変化するように構成されている。斯かる構成の無反射部材１５に対してレーザー光を矢印Ｂ方向から入射させると、境界部における屈折率が連続的に変化するように構成されているため、レーザー光は反射することなく該無反射部材１５を透過することになる。
【００３８】
更に、斯かる構成の無反射部材１５においては、入射されるレーザー光の入射角度が変化しても、無反射部１５ａにおける屈折率の変化は緩やかな関係が保たれるので、入射されるレーザー光は反射されることなく透過することになる。即ち、断面が櫛形形状となる凸部より成る無反射部１５ａが形成されている無反射部材１５では、レーザー光の大きな入射角度範囲に亘って反射を防止することが出来る。
【００３９】
図４は入射されるレーザー光の波長と反射率との関係を示すものである。同図において、実線Ａが本発明に係る無反射部材１５の特性を示し、実線Ｂが従来一般に使用されている誘電体多層膜の特性を示すものである。斯かる特性図より明らかなように本発明に係る無反射部材１５は、使用可能な波長の範囲が誘電体多層膜と比較して広いことが判る。
【００４０】
また、本発明を構成する無反射部材１５に形成されている断面が櫛形形状となる凸部より成る無反射部１５Ａを構成する凸部の間隔をｄ、使用するレーザー光の波長をλ、無反射部材１５の屈折率をｎとしたとき、間隔ｄは、ｄ＜λ／ｎの関係になるように設定される。そして、凸部の高さは、前記ｄより高くなるように設定される。
【００４１】
前述した構成のレーザー光発生装置によれば、レーザー光の反射を無反射部材１５によって防止するようにしたので、不要輻射によるレーザー光の干渉を防止することが出来る。従って、レーザーダイオード１と回折格子２との間で繰り返し行われる反射動作を効率良く、且つ所望の波長のレーザー光に対して波長の変動が少ない安定した波長にて行うことが出来るので、波長変換動作を正確に行うことが出来る。
【００４２】
尚、本実施例では、無反射部材１５を回折格子２の入射面に固装させるようにしたが、レーザーダイオード１の出射面、波長変換素子であるＹＶＯ４結晶３の入射面、ＫＴＰ結晶４の出射面、フィルター５の入射面に固装させることも出来る。また、無反射部材１５
を設ける場合、前述した１箇所だけでなく、複数の箇所に設けることは出来る。
【００４３】
そして、モニター用受光素子１２の入射面に無反射部材１５を固装させると、レーザー光は反射されることなく該モニター用受光素子１２に照射されるので、即ち多くのレーザー光を該モニター用受光素子１２に照射させることが出来るので、正確なモニター信号を得ることが出来、その結果、該モニター信号を利用したレーザーの出力調整動作を正確に行うことが出来ることになる。
【００４４】
そして、本実施例では、波長変換素子としてＹＶＯ４結晶を使用したが、レーザーダイオード１として波長が１０６４ｎｍのレーザーダイオードを使用する場合には、波長変換素子としてＰＰＬＮ(Periodically-Poled Lithium Niobate)結晶を使用するも出来る。
【００４５】
また、本実施例では、無反射部材１５を射出成形にて製造する場合について説明したが、樹脂としてＵＶ硬化樹脂(Photo-Polymer)を使用する２Ｐ成形、熱硬化性樹脂を使用する熱硬化性樹脂成形、熱可塑性樹脂を使用する熱プレス成形等の種々な成形方法を利用して製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のレーザー光発生装置の一実施例を示す概略図である。
【図２】本発明のレーザー光発生装置の要部を示す説明図である。
【図３】本発明に係る無反射部材における屈折率の変化特性を説明するための説明図である。
【図４】本発明に係る無反射部材の反射率を説明するための特性図である。
【符号の説明】
【００４７】
１      レーザーダイオード
２      回折格子
３      ＹＶＯ４結晶
４      ＫＴＰ結晶
５      フィルター
１２    モニター用受光素子
１５    無反射部材
１５ａ  無反射部
【図１】
2008258549.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008258549.tif 000005
【図４】
2008258549.tif 000006