(57)【要約】【課題】部品コストを低減できる緑色ファイバーレーザを提供する。【解決手段】緑色ファイバーレーザ１は、半導体発光素子２と、光ファイバー３と、共振器４とを備えている。半導体発光素子２は、約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍの波長を有する光（青紫色光）を照射可能なＧａＮ系半導体レーザ素子からなる。光ファイバー３は、コアにＥｒ３＋がドープされている。共振器４は、約５３０ｎｍの波長の緑色光を共振させるためのものである。共振器４は、光ファイバー３の両端面３ａ、３ｂにコートされた一対の高反射ミラー１１、１２からなる。【選択図】図１
2008288486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青紫色光を発光可能な半導体発光素子と、
Ｅｒ３＋がドープされ、前記半導体発光素子が一端面に光学的に接続された光ファイバーと、
緑色光を共振するために前記光ファイバーの両側に設けられた一対のミラーからなる共振器とを備えたことを特徴とする緑色ファイバーレーザ。
【請求項２】
青紫色光を発光可能な半導体発光素子と、
緑色光の３倍の波長を有する光を共振するために前記光ファイバーの両側に設けられた一対のミラーからなる第１の共振器と、
Ｅｒ３＋がドープされ、前記半導体発光素子が一端面側に光学的に接続された光ファイバーと、
前記光ファイバーの他端面側に配置された３次高調波発生部とを備えたことを特徴とする緑色ファイバーレーザ。
【請求項３】
緑色光を共振するために前記光ファイバーの両側に設けられた一対のミラーからなる第２の共振器を備えたことを特徴とする請求項２に記載の緑色ファイバーレーザ。
【請求項４】
第１の３次高調波発生部と前記第１の３次高調波発生部に対して分極方向が反転された第２の３次高調波発生部とが交互に配列され、前記光ファイバーの他端面側に配置された擬似位相整合素子を備えたことを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の緑色ファイバーレーザ。
【請求項５】
前記半導体発光素子は、４００ｎｍ〜４１０ｎｍの波長の光を出射するＧａＮ系半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の緑色ファイバーレーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緑色光を照射可能な緑色ファイバーレーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を共振させて緑色光を照射可能なレーザが知られている。
【０００３】
特許文献１には、ＡｌＧｓＡｓレーザまたはＩｎＧａＡｓＰレーザからなる半導体レーザ素子と、半導体レーザからの光の波長を１／２に変換するＳＨＧ素子と、半導体レーザ素子及びＳＨＧ素子を光学的に接続する光ファイバとを備えた緑色レーザが開示されている。
【０００４】
特許文献１の緑色レーザでは、半導体レーザ素子から出射された１０６０ｎｍの波長を有する光が光ファイバーを介してＳＨＧ素子に入射する。そして、入射した１０６０ｎｍの光はＳＨＧ素子内で５３０ｎｍの緑色の光に変換された後、出射される。
【特許文献１】特開２００４−１３８８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の緑色レーザでは、半導体レーザ素子に製造が難しくＡｌＧａＡｓレーザまたはＩｎＧａＡｓＰレーザを用いているので、部品コストが高くなるといった課題があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、部品コストを低減できる緑色ファイバーレーザを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、青紫色光を発光可能な半導体発光素子と、Ｅｒ３＋がドープされ、前記半導体発光素子が一端面に光学的に接続された光ファイバーと、緑色光を共振するために前記光ファイバーの両側に設けられた一対のミラーからなる共振器とを備えたことを特徴とする緑色ファイバーレーザである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、青紫色光を発光可能な半導体発光素子と、緑色光の３倍の波長を有する光を共振するために前記光ファイバーの両側に設けられた一対のミラーからなる第１の共振器と、Ｅｒ３＋がドープされ、前記半導体発光素子が一端面側に光学的に接続された光ファイバーと、前記光ファイバーの他端面側に配置された３次高調波発生部とを備えたことを特徴とする緑色ファイバーレーザである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、緑色光を共振するために前記光ファイバーの両側に設けられた一対のミラーからなる第２の共振器を備えたことを特徴とする請求項２に記載の緑色ファイバーレーザである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、第１の３次高調波発生部と前記第１の３次高調波発生部に対して分極方向が反転された第２の３次高調波発生部とが交互に配列され、前記光ファイバーの他端面側に配置された擬似位相整合素子を備えたことを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の緑色ファイバーレーザである。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、前記半導体発光素子は、４００ｎｍ〜４１０ｎｍの波長の光を出射するＧａＮ系半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の緑色ファイバーレーザである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次世代ＤＶＤなどに用いられて汎用性が高いＧａＮ系の青紫色の半導体発光素子を適用することができるので、部品コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態による緑色ファイバーレーザを説明する。
尚、本実施形態による緑色ファイバーレーザは、ディスプレイ、プロジェクター、携帯電話などに採用されるものである。図１は、本発明の第１実施形態による緑色ファイバーレーザの概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、緑色ファイバーレーザ１は、半導体発光素子２と、光ファイバー３と、共振器４とを備えている。
【００１５】
半導体発光素子２は、約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍの波長を有する光（青紫色光）を照射可能なＧａＮ系半導体レーザ素子からなる。
【００１６】
光ファイバー３は、コア（図示略）にＥｒ３＋（エルビウム）がドープされている。Ｅｒ３＋は、半導体発光素子２から光ファイバー３に入射された約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍの波長を有する青紫色光を、例えば、約５３０ｎｍの波長の光（緑色光）や約１５５０ｎｍの波長の光（赤外光）に変換する。光ファイバー３の一端面３ａには、青紫色光を入射させるために半導体発光素子２が光学的に接続されている。
【００１７】
共振器４は、約５３０ｎｍの波長の緑色光を共振させるためのものである。共振器４は、光ファイバー３の両端面３ａ、３ｂにコートされた一対の高反射ミラー１１、１２からなる。高反射ミラー１１は、半導体発光素子２からの青紫色光が入射する側の光ファイバー３の端面３ａに設けられている。高反射ミラー１１は、約５３０ｎｍの波長の緑色光を略全反射するように構成されている。高反射ミラー１２は、光ファイバー３の光の出射側の端面３ｂに設けられている。高反射ミラー１２は、光ファイバー３を導光する約５３０ｎｍの波長の緑色光のうち数％を透過し、それ以外を反射するように構成されている。
【００１８】
次に、上述した第１実施形態による緑色ファイバーレーザ１の動作説明をする。
【００１９】
まず、半導体発光素子２に電流が供給されると、半導体発光素子２から約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍの波長の青紫色光が出射される。青紫色光は、光ファイバー３に入射すると、光ファイバー３のコアにドープされたＥｒ３＋によって波長が変換される。変換された光のうち、約５３０ｎｍの波長の緑色光は、共振器４の一対の高反射ミラー１１、１２の間で反射を繰り返した後、光ファイバー３の出射側の端面１１ｂから、高反射ミラー１２を透過して緑色光ＬＧとしてレーザ発振する。
【００２０】
上述したように、第１実施形態による緑色ファイバーレーザ１では、半導体発光素子２として、汎用性が高く容易に入手することができ、安価なＧａＮ系半導体レーザ素子を適用しているので、部品コストを低減することができる。また、光通信などによく用いられ、汎用性の高いＥｒ３＋がドープされた光ファイバー３を採用することによって、部品コストをより低減できる。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、図面を参照して第２実施形態による緑色ファイバーレーザについて説明する。図２は、本発明の第２実施形態による緑色ファイバーレーザの概略構成図である。尚、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００２２】
図２に示すように、第２実施形態による緑色ファイバーレーザ１Ａは、半導体発光素子２と、光ファイバー３と、共振器５と、３次高調波発生部（以下、ＴＨＧ部）５とを備えている。
【００２３】
共振器５は、緑色光の３倍の波長を有する光である約１５５０ｎｍの波長の赤外光を共振させるためのものである。共振器５は、光ファイバー３の両端面３ａ、３ｂにコートされた一対の高反射ミラー１３、１４からなる。高反射ミラー１３は、半導体発光素子２からの青紫色光が入射する側の光ファイバー３の端面３ａに設けられている。高反射ミラー１３は、約１５５０ｎｍの波長の赤外光を略全反射するように構成されている。高反射ミラー１４は、光ファイバー３の光の出射側の端面３ｂに設けられている。高反射ミラー１４は、光ファイバー３を導光する約１５５０ｎｍの波長の赤外光のうち、数％を透過し、それ以外を反射するように構成されている。
【００２４】
ＴＨＧ部６は、光ファイバー３から出射された約１５５０ｎｍの波長の赤外光を、約１／３の波長である約５１０ｎｍ〜約５２０ｎｍの波長の緑色光に変換するものである。ＴＨＧ部６は、光ファイバー３の端面３ｂ側に配置されたベータバリウムボライト（ＢＢＯ）層からなる。
【００２５】
次に、上述した第２実施形態による緑色ファイバーレーザ１Ａの動作説明を行う。
【００２６】
まず、半導体発光素子２に電流が供給されると、半導体発光素子２から約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍの波長の青紫色光が出射される。青紫色光は、光ファイバー３に入射すると、光ファイバー３のコアにドープされたＥｒ３＋によって波長が変換される。変換された光のうち、約１５５０ｎｍの波長の赤外光は、共振器５の一対の高反射ミラー１３、１４の間で反射を繰り返した後、レーザ発振されて高反射ミラー１４を透過する。高反射ミラー１４を透過した赤外光は、ＴＨＧ部６により波長が約１／３に変換される。これによりＴＨＧ部６から約５１０ｎｍ〜約５２０ｎｍの緑色光ＬＧが出射される。
【００２７】
上述したように、第２実施形態の緑色ファイバーレーザ１Ａでも汎用性の高い半導体発光素子２及びＥｒドープの光ファイバー３を採用することによって、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２８】
また、Ｐｒ３＋ドープの光ファイバーを用いた緑色ファイバーレーザやアップコンバージョン方式の緑色ファイバーレーザは入射光に対する出射光の割合が数％でしかないが、第２実施形態による緑色ファイバーレーザ１Ａでは、ＴＨＧ部６を用いているので入射光に対する出射光の割合を向上させることができる。
【００２９】
（第３実施形態）
次に、図面を参照して第２実施形態による緑色ファイバーレーザについて説明する。図３は、本発明の第３実施形態による緑色ファイバーレーザの概略構成図である。尚、第１及び第２実施形態と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００３０】
図３に示すように、第３実施形態による緑色ファイバーレーザ１Ｂは、半導体発光素子２と、光ファイバー３と、第１共振器７と、第２共振器８と、擬似位相整合素子（以下、ＱＰＭ素子）９とを備えている。
【００３１】
第１共振器７は、約５３０ｎｍの波長の緑色光を共振させるためのものであり、第１実施形態における共振器４と同じ構成を有する。
【００３２】
第２共振器８は、約１５５０ｎｍの波長の赤外光を共振させるためのものであり、高反射ミラー１１、１２の外側にコートされた一対の高反射ミラー１３、１４からなる。尚、第２共振器８は、高反射ミラー１３、１４がコートされた位置以外は第２実施形態における共振器５と同じ構成を有する。
【００３３】
ＱＰＭ素子９は、複数の第１のＴＨＧ部１５と、複数の第２のＴＨＧ部１６とを備えている。第１のＴＨＧ部１５と第２のＴＨＧ部１６は、互いに結晶の分極方向が反転するように構成されている。各ＴＨＧ部１５、１６は、Ａ方向にコヒーレント長の長さを有し、Ａ方向に交互に配列されている。
【００３４】
次に、上述した第３実施形態による緑色ファイバーレーザ１Ｂの動作説明を行う。
【００３５】
まず、半導体発光素子２に電流が供給されると、半導体発光素子２から約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍの波長の青紫色光が出射される。青紫色光は、光ファイバー３に入射すると、光ファイバー３のコアにドープされたＥｒ３＋によって波長が変換される。
【００３６】
変換された光のうち、約５３０ｎｍの波長の緑色光ＬＧは、共振器７の一対の高反射ミラー１１、１２の間で反射を繰り返した後、高反射ミラー１２が設けられた光ファイバー３の出射側の端面１１ｂから、高反射ミラー１２、１４及びＱＰＭ素子９を透過して、レーザ発振する。
【００３７】
また、変換された光のうち、約１５５０ｎｍの波長の赤外光は、共振器８の一対の高反射ミラー１３、１４の間で反射を繰り返した後、レーザ発振されて高反射ミラー１４を透過する。高反射ミラー１４を透過した赤外光は、ＱＰＭ素子９のＴＨＧ部１５、１６により波長が約１／３に変換される。更に、ＴＨＧ部１５、１６の分極反転により強め合うように緑色光が発生する。これにより、ＱＰＭ素子９から約５１０ｎｍ〜約５２０ｎｍの緑色光ＬＧが出射される。
【００３８】
上述したように、第３実施形態の緑色ファイバーレーザ１Ｂでも汎用性の高い半導体発光素子２及びＥｒドープの光ファイバー３を採用することによって、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、ＴＨＧ部１５、１６を設けることによって、第３実施形態の緑色ファイバーレーザ１Ｂでも第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３９】
更に、第３実施形態による緑色ファイバーレーザ１Ｂでは、ＱＰＭ素子９を設けることによって、各ＴＨＧ部１５、１６で発生した緑色光が強め合うので、緑色光の出射強度をより高めることができる。
【００４０】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００４１】
例えば、上述した各共振器は、光ファイバーの両端面にコートされた高反射ミラーによって構成したが、ミラーを設ける位置は端面に限定されるものではなく、光ファイバーの両側に設ければよい。
【００４２】
また、上述した各共振器は、光ファイバーの両端面にコートされた高反射ミラーによって構成したが、光ファイバーの端面をミラーとして用いた共振器を採用してもよい。
【００４３】
また、上述した緑色光、青紫色光及び赤外光の各波長は一例であり、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態による緑色ファイバーレーザの概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態による緑色ファイバーレーザの概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態による緑色ファイバーレーザの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１、１Ａ、１Ｂ       緑色ファイバーレーザ
２     半導体発光素子
３     光ファイバー
３ａ、３ｂ    端面
４     共振器
５     共振器
６     ＴＨＧ部
７     第１の共振器
８     第２の共振器
９     ＱＰＭ素子
１１ｂ 端面
１１〜１４    高反射ミラー
１５   第１のＴＨＧ部
１６   第２のＴＨＧ部
【図１】
2008288486.tif 000003
【図２】
2008288486.tif 000004
【図３】
2008288486.tif 000005