(57)【要約】【課題】半導体レーザ１のＮＦＰ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ：近視野像）の変動に起因する固体レーザ装置１００の出力変動（ノイズ）を抑制する。【解決手段】半導体レーザ１に駆動電流を供給するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌ）回路１１と、１００ｋＨｚ以上の高周波を発振する高周波発振器１２と、１００ｋＨｚ以上の高周波電流を駆動電流に重畳する高周波重畳回路１３とを具備する。【効果】高周波電流を駆動電流に重畳すると、ＮＦＰは連続的に変化するようになる。従って、共振器ボリュームＲＶより励起ボリュームＥＶが大きい固体レーザ装置１００でも、出力変動（ノイズ）を生じない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザから出力した励起用レーザ光により固体レーザ結晶を励起し共振器からレーザ光を出力する半導体レーザ励起固体レーザであって半導体励起ボリュームが共振器ボリュームより大きな半導体レーザ励起固体レーザと、前記半導体レーザへ駆動電流を供給する半導体レーザ駆動手段と、前記駆動電流に１００ｋＨｚ以上の高周波電流を重畳する高周波電流重畳手段とを具備したことを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体レーザ装置において、前記高周波電流の大きさは、前記駆動電流の大きさの１％〜５０％であることを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の固体レーザ装置において、前記固体レーザ結晶がＹＶＯ４であり、前記高周波電流が２０ＭＨｚ以上の高周波であることを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の固体レーザ装置において、前記固体レーザ結晶がＹＡＧであり、前記高周波電流が３ＭＨｚ以上の高周波であることを特徴とする固体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体レーザ装置に関し、さらに詳しくは、半導体レーザのＮＦＰ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ：近視野像）の変動に起因する固体レーザ装置の出力変動（ノイズ）を抑制できるようにした固体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザから出力した励起用レーザ光により固体レーザ結晶を励起し共振器からレーザ光を出力する半導体レーザ励起固体レーザと、出力されるレーザ光の強度を検出して半導体レーザの駆動電流を制御し出力を安定化する半導体レーザ駆動電流制御手段とを具備した固体レーザ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
他方、半導体レーザの駆動電流に信号電流を重畳して、半導体レーザから出力するレーザ光の強度変調を行う直接変調の技術が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
また、励起用レーザ光のオン・オフに固体レーザ発振がついていく限界は数１０ｋＨｚどまりであるため、固体レーザ装置では直接変調が使われず、外付きの変調器が使われることが知られている（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２３２６６５号公報（図１）
【非特許文献１】
服部肇著「電子化ブックス  オプトエレクトロニクスの活用」大河出版、第６４頁〜第６５頁
【非特許文献２】
野田健一著「レーザと光ファイバ通信」共立出版、第７３頁
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、半導体レーザでは、駆動電流がある範囲に入ると、駆動電流を一定に制御していても、ＮＦＰが変動することがある。
例えば、図５は、ある半導体レーザの駆動電流を５００ｍＡ（図５の最も手前側）から６５０ｍＡ（図５の最も奥側）まで１０ｍＡずつ増加させたときのＮＦＰを示す特性図である。
この半導体レーザでは、５７０ｍＡと５８０ｍＡの間でＮＦＰが不連続的に大きく変化している。これは、駆動電流が５７０ｍＡから５８０ｍＡの範囲に入った時に、この半導体レーザの動作モードが変化するためと考えられる。従って、この半導体レーザでは、５７０ｍＡから５８０ｍＡの範囲内で駆動電流を一定に制御していても、ＮＦＰが変動してしまう。
【０００５】
さて、半導体レーザの励起光の全部すなわちＮＦＰの全部を用いて固体レーザ結晶を励起する固体レーザ装置では、ＮＦＰが変動しても、全体のパワーが一定であれば、固体レーザ装置の出力も一定になり、問題はない。
【０００６】
しかし、半導体レーザの励起光の一部すなわちＮＦＰの一部を用いて固体レーザ結晶を励起する固体レーザ装置（これを「半導体励起ボリュームが共振器ボリュームより大きな半導体レーザ励起固体レーザ」という）では、ＮＦＰが変動すると、固体レーザ結晶を励起するパワーが変動することになるため、固体レーザ装置の出力も変動してしまう問題点がある。すなわち、半導体レーザの駆動電流を一定に制御していても、固体レーザ装置の出力変動（ノイズ）を生じる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、半導体レーザのＮＦＰの変動に起因する固体レーザ装置の出力変動を抑制できるようにした固体レーザ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、半導体レーザから出力した励起用レーザ光により固体レーザ結晶を励起し共振器からレーザ光を出力する半導体レーザ励起固体レーザであって半導体励起ボリュームが共振器ボリュームより大きな半導体レーザ励起固体レーザと、前記半導体レーザへ駆動電流を供給する半導体レーザ駆動手段と、前記駆動電流に１００ｋＨｚ以上の高周波電流を重畳する高周波電流重畳手段とを具備したことを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
【０００８】
図２は、図５と同じ半導体レーザの駆動電流を５００ｍＡ（図２の最も手前側）から６５０ｍＡ（図２の最も奥側）まで１０ｍＡずつ増加させ且つ１ＭＨｚの高周波電流２００ｍＡを駆動電流に重畳したときのＮＦＰを示す特性図である。
図５と比較すれば判るように、５７０ｍＡと５８０ｍＡの間でもＮＦＰは連続的に変化している。これは、駆動電流を一定に制御しても、半導体レーザの動作モードが変化するために、ＮＦＰが変動してしまう、といった部分が存在しないことを表している。
従って、励起ボリュームが共振器ボリュームより大きい固体レーザ装置でも、出力変動（ノイズ）を生じないことになる。
【０００９】
なお、上記第１の観点による固体レーザ装置で、１００ｋＨｚ以上の高周波電流としたのは、励起用レーザ光の変化に固体レーザ発振がついていく限界よりも高周波とすることにより、出力に高周波成分を出さないためである。
【００１０】
第２の観点では、本発明は、上記構成の固体レーザ装置において、前記高周波電流の大きさは、前記駆動電流の大きさの１％〜５０％であることを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
駆動電流の大きさの１％未満では、高周波電流を重畳する効果が得られない。また、駆動電流の大きさのせいぜい５０％の高周波電流を重畳すれば、十分な効果が得られる。
【００１１】
第３の観点では、本発明は、上記構成の固体レーザ装置において、前記固体レーザ結晶がＹＶＯ４であり、前記高周波電流が２０ＭＨｚ以上の高周波であることを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
上記第３の観点による固体レーザ装置では、固体レーザ結晶がＹＶＯ４の場合に、出力に高周波成分を出さないように出来る。
【００１２】
第４の観点では、本発明は、上記構成の固体レーザ装置において、前記固体レーザ結晶がＹＡＧであり、前記高周波電流が３ＭＨｚ以上の高周波であることを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
上記第４の観点による固体レーザ装置では、固体レーザ結晶がＹＡＧの場合に、出力に高周波成分を出さないように出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態にかかる固体レーザ装置１００の構成を示すブロック図である。
この固体レーザ装置１００は、励起用レーザ光を出力する半導体レーザ１と、励起用レーザ光を平行ビームにするコリメート・レンズ２と、励起用レーザ光を集光する集光レンズ２’と、集光された励起用レーザ光で励起されレーザ光を出力する固体レーザ結晶３と、固体レーザ結晶３と共に共振器５を構成するミラー４と、出力されたレーザ光の一部を取り出すスプリッタ６と、半導体レーザ１に駆動電流を供給すると共にスプリッタ６で取り出したレーザ光の強度を一定に保つべく駆動電流を制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌ）回路１１と、１００ｋＨｚ以上の高周波を発振する高周波発振器１２と、１００ｋＨｚ以上の高周波電流を駆動電流に重畳する高周波重畳回路１３とを具備している。
なお、半導体レーザ１と、コリメート・レンズ２と、集光レンズ２’と、固体レーザ結晶３と、ミラー４と、スプリッタ６とが、半導体レーザ励起固体レーザ１０を構成する。
また、共振器ボリュームＲＶより励起ボリュームＥＶの方が大きくなっている。
【００１５】
図２は、半導体レーザ１の駆動電流を５００ｍＡ（図２の最も手前側）から６５０ｍＡ（図２の最も奥側）まで１０ｍＡずつ増加させ且つ１ＭＨｚの高周波電流２００ｍＡを駆動電流に重畳したときのＮＦＰを示す特性図である。
ＮＦＰが不連続的に大きく変化する部分が存在しない。これは、駆動電流を一定に制御していても、半導体レーザ１の動作モードが変化するために、ＮＦＰが変動してしまう、といった部分が存在しないことを表している。
【００１６】
図３は、固体レーザ結晶３がＹＶＯ４の場合の高周波電流の周波数と出力変動の関係を表す高周波応答特性図である。
高周波電流の周波数を２０ＭＨｚ以上とすれば、出力変動を最小にできることが判る。
【００１７】
図４は、固体レーザ結晶３がＹＡＧの場合の高周波電流の周波数と出力変動の関係を表す高周波応答特性図である。
高周波電流の周波数を３ＭＨｚ以上とすれば、出力変動を最小にできることが判る。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の固体レーザ装置によれば、半導体レーザのＮＦＰの変動に起因する固体レーザ装置の出力変動を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体レーザ装置を示す構成説明図である。
【図２】高周波電流を駆動電流に重畳したときのＮＦＰを示す特性図である。
【図３】固体レーザ結晶がＹＶＯ４の場合の高周波電流の周波数と出力変動の関係を表す高周波応答特性図である。
【図４】固体レーザ結晶３がＹＡＧの場合の高周波電流の周波数と出力変動の関係を表す高周波応答特性図である。
【図５】高周波電流を駆動電流に重畳しないときのＮＦＰを示す特性図である。
【符号の説明】
１          半導体レーザ
２          コリメート・レンズ
３          固体レーザ結晶
４          ミラー
５          共振器
６          スプリッタ
１０        半導体レーザ励起固体レーザ
１１        ＡＰＣ回路
１２        高周波発振器
１３        高周波重畳回路
１００      固体レーザ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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