(57)【要約】【課題】簡単な方法で、かつ精度良く半導体レーザ素子とグレーティング素子を組立可能な外部共振器型レーザ装置の組立方法を提供する。【解決手段】第２凹部７に半導体レーザ素子素子３Ａを搭載し、第１の凹部６内にあって、かつ第２の凹部７の外周と複数の第１のネジ孔８との間に塑性変形または弾性変形する部材１５を配置し、グレーティングホルダ５にグレーティング素子４を収納して、複数の第１のネジ孔８に複数の第２の孔１２に合わせるようにしてグレーティングホルダ５をベースホルダ１の第１の凹部６に配置した後、複数の第２のネジ孔１２側から複数の第１のネジ孔８側に複数の調整ネジ１６を挿入して、グレーティングホルダ５が塑性変形または弾性変形する部材１５に食い込むように締め付けて微小変形させ、グレーティング素子４の中心をレーザ光の光軸に一致させるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光軸に一致するようにグレーティング素子を組み立てる外部共振器型レーザ装置の組立方法において、
第１の凹部と前記第１の凹部内に形成された第２の凹部と前記第１、２の凹部の間に形成された複数の第１の孔とを有するベースホルダと、中央部に前記第２の凹部と同形状の貫通孔が形成され、側部にその一部が外側に突き出た外周部が形成され、前記外周部に前記複数の第１の孔と同じピッチで形成された複数の第２の孔が形成されたグレーティングホルダとを用意し、前記グレーティングホルダの前記貫通孔に前記グレーティング素子を収納して固定し、
次に、前記第２凹部に前記半導体レーザ素子を搭載し、前記第１の凹部内にあって、前記第２の凹部の外周と前記第１の孔との間に塑性変形または弾性変形する部材を配置し、
次に、前記グレーティングホルダを前記第１の凹部に配置させ、
次に、前記複数の第１の孔に前記複数の第２のネジ孔に重ね合わせるようにして、前記複数の第２の孔側から前記複数の第１の孔側に複数の調整手段で、前記グレーティングホルダを前記ベースホルダに対して締め付けて、前記グレーティングホルダを前記塑性変形または弾性変形する部材に食い込ませて前記塑性変形または弾性変形する部材が微小変形することで前記グレーティングホルダを微小位置調整し、前記グレーティング素子の中心を前記レーザ光の光軸に一致させるようにしたことを特徴とする外部共振器型レーザ装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子とグレーティング素子等からなる外部共振器型レーザ装置の組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１、２には、半導体レーザ素子と、この半導体レーザ素子から出射するレーザ光を狭い波長領域では高い反射率で、それ以外の波長領域では低い反射率で反射させる波長選択性を有するグレーティング素子とを組み合わせた単一縦モードで発振する外部共振器型レーザ装置について記載されている。このグレーティング素子には、例えば、狭帯域の光を反射するＶＢＧ（Ｖｏｌｕｍｅ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）素子がある。
【０００３】
また、光ファイバー通信用モジュール組立方法では、特許文献１の特許第2939737号に記載されているように塑性変形可能な材料からなるスペーサを利用  し、このスペーサを変形することで半導体レーザ素子に掛かる応力を減らし、  光軸ずれをなくしている。
【特許文献１】特許第２９３９７３７号
【非特許文献１】"Wavelength stabilization and spectrum narrowing of high-      power multimode laser diodes and arrays by use of volume Bragg gratings"       OPTICS LETTERS Vol.29,No.16 Aug.15,2004
【非特許文献２】PD-LD社  LuxxMaster素子資料
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、グレーティング素子と半導体レーザ素子との位置関係は、高い精度が要求され、数ミリラジアン程度傾いて配置されただけでも、グレーティング素子で反射される波長がずれたり、半導体レーザ素子が発振しなかったりしてしまう。このため、その組立に際しては、高い精度が要求される。
上記した方法では、接着剤等の樹脂で固定する方法を採っているため、接着剤が硬化前にずれたりすることがある。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、簡単な方法で、かつ精度良く半導体レーザ素子とグレーティング素子を調整・組立可能な外部共振器型レーザ装置の組立方法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】
【０００５】
本願発明は、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光軸に一致するようにグレーティング素子とを組立る外部共振器型レーザ装置の組立方法において、第１の凹部と前記第１の凹部内に形成された第２の凹部と前記第１、２の凹部の間に形成された複数の第１の孔とを有するベースホルダと、中央部に前記第２の凹部と同形状の貫通孔が形成され、側部にその一部が外側に突き出た外周部が形成され、前記外周部に前記複数の第１の孔と同じピッチで形成された複数の第２の孔が形成されたグレーティングホルダとを用意し、前記グレーティングホルダの前記貫通孔に前記グレーティング素子を収納して固定し、次に、前記第２凹部に前記半導体レーザ素子を収納し、前記第１の凹部内にあって、前記第２の凹部の外周と前記第１の孔との間に塑性変形または弾性変形する部材を配置し、次に、前記グレーティングホルダを前記第１の凹部に嵌合させ、次に、前記複数の第１の孔に前記複数の第２のネジ孔に重ね合わせるようにして、前記複数の第２の孔側から前記複数の第１の孔側に複数の調整手段で、前記グレーティングホルダを前記ベースホルダに対して締め付けて、前記グレーティングホルダを前記塑性変形または弾性変形する部材に食い込ませて前記塑性変形または弾性変形する部材が微小変形することで前記グレーティングホルダの微小位置調整し、前記グレーティング素子の中心を前記レーザ光の光軸に一致させるようにしたことを特徴とする外部共振器型レーザ装置の組立方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本願発明によれば、グレーティングホルダの貫通孔にグレーティング素子を収納して固定し、次に、第２凹部に半導体レーザ素子を収納し、第１の凹部内にあって、第２の凹部の外周と第１の孔との間に塑性変形または弾性変形する部材を配置し、次に、グレーティングホルダを前記第１の凹部に嵌合させ、次に、複数の第１の孔に複数の第２のネジ孔に重ね合わせるようにして、複数の第２の孔側から複数の第１の孔側に複数の調整手段で、前記グレーティングホルダをベースホルダに対して締め付けて、グレーティングホルダを塑性変形または弾性変形する部材に食い込ませて塑性変形または弾性変形する部材が微小変形することで前記グレーティングホルダの微小位置調整し、グレーティング素子の中心をレーザ光の光軸に一致させるようにするので、煩雑な工程、装置を必要とすることなく簡単に外部共振器型レーザ装置の組立を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態に係る外部共振器型レーザ装置の組立方法について図１を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態における外部共振器型レーザ装置の組立方法を示し、（Ａ）は、（準備工程）、（Ｂ）は、（コリメータレンズ組み込み工程）、（Ｃ）は、（グレーティングホルダ組み込み・調整工程）を示す断面図である。
以下では、グレーティング素子４は、ＶＢＧ素子とし、半導体レーザ素子３Ａは、端面発光型レーザ素子であるとする。
【０００８】
（準備工程）
図１（Ａ）に示すように、予め矩形状のベースホルダ１と、ベースホルダ１に搭載されるベースプレート２と、このベースプレート２上に搭載する発光部３と、グレーティング素子４とこのグレーティング素子４を収納するグレーティングホルダ５とを用意する。ベースプレート２には、半導体レーザ３Ａを駆動するための配線が予め形成されている。
ベースホルダ１は、第１の凹部６を有し、この第１の凹部６の中央部に第２の凹部７が形成され、第１の凹部６の端近傍には、複数のネジ孔８が形成されている。
グレーティングホルダ５は、側部９の断面の一部が外側に突き出た外周部１０及び中央に貫通孔１１を有しており、外周部１０には、ベースホルダ１に形成された複数のネジ孔８と同じピッチに対応する位置に形成された複数のネジ孔１２を有している。更に、グレーティングホルダ５は、第１の凹部６に収納される形状を有している。
発光部３は、半導体レーザ素子３Ａとこの半導体レーザ素子３Ａを搭載するサブマウント３Ｂとからなる。
次に、ベールプレート２に発光部３を載置し、更にベースホルダ１の第２の凹部７に載置する。
次に、グレーティング素子４をグレーティングホルダ５の中央の貫通部１１に挿入し、接着剤または、ネジにて固定する。
【０００９】
（コリメータレンズ組み込み工程）
図１（Ｂ）に示すように、発光部３の半導体レーザ素子３Ａを駆動して、この半導体レーザ素子３Ａからレーザ光を出射させながら、コリメータレンズ１３を保持する支持部材１４を、コリメータレンズ１３の上方に図示しない光出力または光波長モニタ装置を配置して出力を検出してコリメータレンズ１３の最適な位置を探し、ベースプレート１に接着剤、ネジ止めまたはＹＡＧレーザ等での溶接にて固定する。
【００１０】
（グレーティングホルダ組み込み・調整工程）
図１（Ｃ）に示すように、第１の凹部６内にあって、かつ第２の凹部７の外周と複数のネジ孔８との間のベースホルダ１上にリング状のガスケット１５を配置する。
（準備工程）にてグレーティング素子４を搭載したグレーティングホルダ５の複数のネジ孔１２がベースホルダ１の複数のネジ孔８に重なるようにグレーティングホルダ５をガスケット１５上に配置する。
この際、グレーティングホルダ５は、第１の凹部６内に収納される。
この後、複数のネジ孔１２から複数のネジ孔８側に複数の調整ネジ１６を挿入する。
【００１１】
この後、複数の調整ネジ１６で、ガスケット１５にグレーティングホルダ５が食い込むようにして締め付け、グレーティング素子４をレーザ光の光軸に一致させるよう調整する。調整は、半導体レーザ３Ａを駆動してレーザ光を発光させ、グレーティング素子４上に図示しない光出力または光波長モニタ装置を配置して、その出力をモニタしながら調整ネジ１６の締め具合を変えてグレーティング素子を最適位置に配置させる。
完全固定する場合には、グレーティングホルダ５の外周部１０とこの外周部１０に接触するベースホルダ１の部分との境界をＹＡＧレーザ等を用いてスポット溶接する。
【００１２】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、複数の調整ネジ１６で、ガスケット１５にグレーティングホルダ５が食い込むようにして締め付けてガスケット１５の微小変形でグレーティング素子４の位置を調整し、グレーティング素子４を半導体レーザ素子３Ａから出射するレーザ光の光軸に一致させるようにするので、従来のように煩雑さを解消し、簡単、かつ精度良く外部共振器型レーザ装置の組立を行うことができる。
【００１３】
更に、半導体レーザ素子３Ａから出射するレーザ光の第２次高調波を発生させたい場合には、図２（Ａ）に示すように、グレーティング素子４の上方に第２次高調波発生素子１７を配置したり、または、図２（Ｂ）に示すように、コリメータレンズ１３とグレーティング素子４の間に第２次高調波発生素子１７を配置したりすることにより得られる。この第２次高調波発生素子１７は、波長許容度が狭い（波長半値幅が１ｎｍ以下）ので、上記のＶＢＧ素子を用いて組立た外部共振器型レーザ装置は、単一縦モード発振するため狭波長帯域であり、第２高調波発生素子１７に最適な光源となる。
例えば、半導体レーザ素子３Ａのレーザ光の波長が１０６４ｎｍであった場合には、その波長を５３２ｎｍにして出射させることができる。
第２次高調波発生素子１７としては、非線形光学効果を有するＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＫＴｉＯＰＯ4、ＫＮｂＯ3、β−ＢａＢ2Ｏ4材料や、これらの材料に周期分極反転構造を施した結晶素子を用いることができる。
このように、グレーティング素子４上に第２高調波発生素子を配置すれば、半導体レーザ３Ａの第２高調波を発生するレーザ装置が可能になる。
【００１４】
なお、実施の形態では、半導体レーザ素子３Ａが端面発光型レーザの場合について説明したが、これに面発光型レーザ素子も適用できる。面発光型レーザ素子の場合には、図２に示すように、サブマウント３Ｂとコリメータレンズ１３及び支持部材１４は不要で、それ以外は、同様である。
上記した実施の形態のガスケット１５は、Ｃｕ等の金属、プラスチック又はその他の塑性変形部材やゴム等の弾性変形部材からなる。更に、グレーティング素子４の代わりに、誘電体多層反射膜を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における外部共振器型レーザ装置の組立方法を示し、（Ａ）は、（準備工程）、（Ｂ）は、（コリメータレンズ組み込み工程）、（Ｃ）は、（グレーティングホルダ組み込み・調整工程）を示す断面図である。
【図２】半導体レーザ素子と第２高調波発生素子とからなる外部共振器型レーザ装置を示す断面図である。
【図３】半導体レーザ素子が面発光型レーザの場合の外部共振器型レーザ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１…ベースホルダ、２…ベースプレート、３…発光部、３Ａ…半導体レーザ素子、３Ｂ…サブマウント、４…グレーティング素子、５…グレーティングホルダ、６…第１の凹部、７…第２の凹部、８…ネジ孔、９…側部、１０…外周部、１１…貫通孔、１２…ネジ孔、１３…コリメータレンズ、１４…支持部材、１５…ガスケット、１６…調整ネジ、１７…第２高調波発生素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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