(57)【要約】【課題】単一あるいは異なる複数の波長のレーザー光を発振することが可能な、小型で高効率・高出力の固体レーザー装置の提供。【解決手段】半導体レーザー光１２を出射する半導体レーザー１３と、半導体レーザー１３からの半導体レーザー光１２により励起され発振レーザー光１４を発振する固体レーザー結晶１５と、半導体レーザー１３と固体レーザー結晶１５との間に配設され、発振レーザー光１４の光路を変化させ、半導体レーザー１３による半導体レーザー光１４の出射方向と異なる方向に発振レーザー光１４を取り出すための光路変化部材１７とを有する固体レーザー装置１１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザー光を出射する半導体レーザーと、
前記半導体レーザーからの半導体レーザー光により励起され発振レーザー光を発振する固体レーザー結晶と、
前記半導体レーザーと前記固体レーザー結晶との間に配設され、発振レーザー光の光路を変化させ、前記半導体レーザーによる半導体レーザー光の出射方向と異なる方向に発振レーザー光を取り出すための光路変化部材とを有する固体レーザー装置。
【請求項２】
請求項１記載の固体レーザー装置において、前記固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面及び発振レーザー光の出射する面と異なる部位に係合し前記固体レーザー結晶を冷却するための冷却部材を有することを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項３】
請求項２記載の固体レーザー装置において、前記冷却部材が、前記固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面に対向する面において前記固体レーザー結晶に係合していることを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、前記光路変化部材が、前記固体レーザー結晶に係合していることを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項５】
請求項４記載の固体レーザー装置において、前記光路変化部材が、前記固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面において前記固体レーザー結晶に係合していることを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、発振レーザー光の波長変換を行う非線形光学結晶を有することを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項７】
請求項６記載の固体レーザー装置において、前記非線形光学結晶が、分極反転構造を有する結晶であることを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、前記半導体レーザーと前記光路変化部材との間に励起光学系を有することを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項９】
請求項８記載の固体レーザー装置において、前記励起光学系が、マイクロレンズを有することを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、前記半導体レーザーが、複数の半導体レーザー光を出射する半導体レーザーアレイ素子であることを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の固体レーザー装置において、前記固定レーザー結晶が、単一の発振レーザー光を発振することを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の固体レーザー装置において、前記固定レーザー結晶が、複数の発振レーザー光を発振することを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の固体レーザー装置において、前記固定レーザー結晶が発振する複数の発振レーザー光のうち、少なくとも１つの発振レーザー光の波長が、他の発振レーザー光の波長と異なることを特徴とする固体レーザー装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、他の部材をパッケージ化して収めるパッケージ化部材を有することを特徴とする固体レーザー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を利用した装置、たとえば光ディスク装置等の光記録媒体装置、レーザープリンター、レーザー計測器、レーザースキャンディスプレイ、プロジェクター等の装置に用いられる固体レーザー装置に関し、詳細には、半導体レーザー励起マイクロチップ固体レーザー装置、もしくは、半導体レーザー励起波長変換型マイクロチップ固体レーザー装置等であって、単一あるいは異なる複数の波長のレーザー光を発振することが可能な固体レーザー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザー光を利用した装置として、光ディスク装置等の光記録媒体装置やレーザープリンター、レーザー計測器などの製品が実用化されている。また、将来的な実用化を目指し、レーザーディスプレイ等も開発、検討が進められている。上記の様な応用に対しては、レーザー光源の短波長化の要求や、三原色である赤、青、緑色の各色の光源の開発などの要求がある。これらの要求に対応して、半導体レーザー素子の開発や波長変換レーザーの開発が進められている。
【０００３】
特に、高出力（〜１０Ｗ程度）のレーザー光源を必要とする応用に対しては、固体レーザーを用いた波長変換光源が適しており、様々な研究機関が開発に取り組んでいる。
固体レーザー装置に関しては、たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕等において提案されている技術がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１８３２２０号公報
【特許文献２】特開平１１−１７７１６７号公報
【特許文献３】特開平１１−２２０１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる事情のもと、レーザーディスプレイ等の応用を考慮すると、レーザー光源の小型化は不可欠であり、また、その出力は高出力のものほど良く、広い応用が考えられ、小型で高出力のレーザー光源としては、レーザー結晶に薄いディスクを使用した、マイクロチップレーザーが有効であるが、これまで高出力化に対して難しい課題があった。
【０００６】
上述の〔特許文献１〕において提案されている技術は、低雑音で出力の安定な固体レーザーの構成とするため、熱制御やシングルモードＬＤを使用しているが、この構成では、高出力のシングルモードＬＤが存在しない為、高出力の励起ができず、高出力化が達成できない。このため、高出力の応用には使用できないことになる。
【０００７】
上述の〔特許文献２〕において提案されている技術は、マイクロチップＳＨＧレーザー構成に、マイクロレンズを採用することにより、高効率化を達成することで高出力かが可能な構成にはなっているが、励起のシングルストライプＬＤは最大でも２Ｗ程度の出力しかなく、１０Ｗ程度の出力を得ることは難しい。また、レーザー結晶部分への放熱に関しても十分ではなく、１０Ｗ程度の出力を得ることは難しい。
【０００８】
上述の〔特許文献３〕において提案されている技術は、共振器の異なる方向からＬＤ光を導入し、モードマッチング効率を向上させることによって高い効率を達成し、高出力化を行っている。また、これによって共振器を構成するミラーによる出力ロスの低減も行っている。ただし、第３の構成例においては、ＬＤの個数を多くすることは可能であるが、数とともに装置が大型化してしまい、実装等に工数がかかるなどの問題がある。
このように、小型で高効率・高出力のＬＤ励起固体レーザーは実用的でないことが現状である。
【０００９】
本発明は、レーザー光を利用した装置、たとえば光ディスク装置等の光記録媒体装置、レーザープリンター、レーザー計測器、レーザースキャンディスプレイ、プロジェクター等の装置に用いられる、半導体レーザー励起マイクロチップ固体レーザー装置、もしくは、半導体レーザー励起波長変換型マイクロチップ固体レーザー装置等であって、単一あるいは異なる複数の波長のレーザー光を発振することが可能な、小型で高効率・高出力の固体レーザー装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、半導体レーザー光を出射する半導体レーザーと、前記半導体レーザーからの半導体レーザー光により励起され発振レーザー光を発振する固体レーザー結晶と、前記半導体レーザーと前記固体レーザー結晶との間に配設され、発振レーザー光の光路を変化させ、前記半導体レーザーによる半導体レーザー光の出射方向と異なる方向に発振レーザー光を取り出すための光路変化部材とを有する固体レーザー装置にある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の固体レーザー装置において、前記固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面及び発振レーザー光の出射する面と異なる部位に係合し前記固体レーザー結晶を冷却するための冷却部材を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の固体レーザー装置において、前記冷却部材が、前記固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面に対向する面において前記固体レーザー結晶に係合していることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、前記光路変化部材が、前記固体レーザー結晶に係合していることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の固体レーザー装置において、前記光路変化部材が、前記固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面において前記固体レーザー結晶に係合していることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、発振レーザー光の波長変換を行う非線形光学結晶を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の固体レーザー装置において、前記非線形光学結晶が、分極反転構造を有する結晶であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、前記半導体レーザーと前記光路変化部材との間に励起光学系を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の固体レーザー装置において、前記励起光学系が、マイクロレンズを有することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、前記半導体レーザーが、複数の半導体レーザー光を出射する半導体レーザーアレイ素子であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の固体レーザー装置において、前記固定レーザー結晶が、単一の発振レーザー光を発振することを特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の固体レーザー装置において、前記固定レーザー結晶が、複数の発振レーザー光を発振することを特徴とする。
【００２２】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の固体レーザー装置において、前記固定レーザー結晶が発振する複数の発振レーザー光のうち、少なくとも１つの発振レーザー光の波長が、他の発振レーザー光の波長と異なることを特徴とする。
【００２３】
請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１３の何れか１つに記載の固体レーザー装置において、他の部材をパッケージ化して収めるパッケージ化部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、半導体レーザー光を出射する半導体レーザーと、前記半導体レーザーからの半導体レーザー光により励起され発振レーザー光を発振する固体レーザー結晶と、前記半導体レーザーと前記固体レーザー結晶との間に配設され、発振レーザー光の光路を変化させ、前記半導体レーザーによる半導体レーザー光の出射方向と異なる方向に発振レーザー光を取り出すための光路変化部材とを有する固体レーザー装置にあるので、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能となり、高効率・高出力とすることが可能な固体レーザー装置を提供することができる。
【００２５】
固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面及び発振レーザー光の出射する面と異なる部位に係合し固体レーザー結晶を冷却するための冷却部材を有することとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、冷却部材により、レーザー光が通過しない部位において行うことができ、高効率・高出力とすることができる固体レーザー装置を提供することができる
【００２６】
冷却部材が、固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面に対向する面において固体レーザー結晶に係合していることとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、冷却部材により、レーザー光が通過しない、半導体レーザー光の入射する面に対向する面において行うことができ、高効率・高出力とすることができる固体レーザー装置を提供することができる。
【００２７】
光路変化部材が、固体レーザー結晶に係合していることとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、光路変化部材によっても行うことができ、より高効率・高出力とすることができるとともに、光路変化部材の固体レーザーに対する位置決めが高精度である高品質の固体レーザー装置を提供することができる。
【００２８】
光路変化部材が、固体レーザー結晶の、半導体レーザー光の入射する面において固体レーザー結晶に係合していることとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、光路変化部材によって、レーザー光が通過する部位においても行うことができ、小型でより高効率・高出力とすることができるとともに、光路変化部材の固体レーザーに対する位置決めが高精度である高品質の固体レーザー装置を提供することができる。
【００２９】
発振レーザー光の波長変換を行う非線形光学結晶を有することとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能となり、高効率・高出力とすることが可能であるとともに、発振レーザー光の波長領域の拡大を行うことができる固体レーザー装置を提供することができる。
【００３０】
非線形光学結晶が、分極反転構造を有する結晶であることとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能となり、高効率・高出力とすることが可能であるとともに、発振レーザー光の波長領域の拡大を行うことができ、また安定に位相整合を行うことができるから安定供給と動作の安定化を担保できる固体レーザー装置を提供することができる。
【００３１】
半導体レーザーと光路変化部材との間に励起光学系を有することとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能となり、また、固体レーザー結晶の励起を効率よく行うことができるから、高効率・高出力とすることができる固体レーザー装置を提供することができる。
【００３２】
励起光学系が、マイクロレンズを有することとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能となり、また、固体レーザー結晶の励起を小型の光学系で効率よく行うことができるから、小型であり、高効率・高出力とすることができる固体レーザー装置を提供することができる。
【００３３】
半導体レーザーが、複数の半導体レーザー光を出射する半導体レーザーアレイ素子であることとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能となり、高効率・高出力とすることが可能であるとともに、種々の装置に適用可能で種々の要求に応えることができる固体レーザー装置を提供することができる。
【００３４】
固定レーザー結晶が、単一の発振レーザー光を発振することとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能であるとともに、単一スポットで固定レーザー結晶を励起することで、高効率・高出力とすることができる固体レーザー装置を提供することができる。
【００３５】
固定レーザー結晶が、複数の発振レーザー光を発振することとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能であるとともに、複数のスポットで固定レーザー結晶を励起することで、全体として高効率・高出力とすることができる固体レーザー装置を提供することができる。
【００３６】
固定レーザー結晶が発振する複数の発振レーザー光のうち、少なくとも１つの発振レーザー光の波長が、他の発振レーザー光の波長と異なることとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能であるとともに、単一スポットで固定レーザー結晶を励起することで、高効率・高出力とすることができるとともに、発振レーザー光の多波長化により、種々の装置に適用可能で種々の要求に応えることができる固体レーザー装置を提供することができる。
【００３７】
他の部材をパッケージ化して収めるパッケージ化部材を有することとすれば、固体レーザー結晶の冷却を、レーザー光が通過しない部位において行うことが可能となり、高効率・高出力とすることが可能であるとともに小型の固体レーザー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１に、本発明を適用した、レーザー光を利用した装置、たとえば光ディスク装置等の光記録媒体装置、レーザープリンター、レーザー計測器、レーザースキャンディスプレイ、プロジェクター等の装置に使用可能な、固体レーザー装置の概略を示す。
この固体レーザー装置１１は、ＬＤ励起マイクロチップ固体レーザー装置であって、破線で示す半導体レーザー光であるＬＤ光１２を出射する半導体レーザー（以下、「ＬＤ」という。）１３と、ＬＤ１３からのＬＤ光１２により励起され発振レーザー光としての固体レーザー光１４を発振する固体レーザー結晶としてのレーザー結晶１５とを有している。
【００３９】
固体レーザー装置１１はまた、ＬＤ光１２を透過しＬＤ光１２に対してレーザー結晶１５を励起させるパワーを有する励起光学系としての光学系１６と、ＬＤ１３とレーザー結晶１５との間、さらに詳しくは光学系１６とレーザー結晶１５との間に配設され、固体レーザー光１４の光路を変化させＬＤ１３によるＬＤ光１２の出射方向と異なる方向に符号２０で示すように固体レーザー光１４を取り出すための光路変化部材としてのプリズム１７とを有している。
【００４０】
固体レーザー装置１１はまた、プリズム１７により光路を変化された固体レーザー光１４の光路中に配設され固体レーザー光１４の波長変換を行う非線形光学結晶１８と、レーザー結晶１５と接合しレーザー結晶１５を放熱により冷却するための冷却部材としての放熱板１９とを有している。
【００４１】
ＬＤ１３は出力約２Ｗで、その発光により生じるＬＤ光１２は波長８０８ｎｍの単一ビームである。
レーザー結晶１５はＮｄ：ＧｄＶＯ４を用い、厚みは約０．５であって、その発振により生じる固体レーザー光１４は波長１０５４ｎｍの単一ビームである。固体レーザー光１４の出射面言い換えるとＬＤ光１３の入射面には、波長１０６４ｎｍの固体レーザー光１４に対しては反射率が９７％、波長８０８ｎｍのＬＤ光１２に対しては全透過となる様にコーティングを施している。
【００４２】
レーザー結晶１５の、放熱板１９と接合されている部分は、固体レーザー光１４の出射面言い換えるとＬＤ光１２の入射面と異なる部位、具体的にはかかる面に対向する面であって、放熱板１９とは金属半田で接合しており、またその面は、波長１０６４ｎｍの固体レーザー光１４と波長８０８ｎｍのＬＤ光１２に対して全反射となる様にコーティングを施している。
【００４３】
光学系１６はレーザー結晶１５部分でＬＤ光１２を集光できるように設定されている。
プリズム１７は波長８０８ｎｍのＬＤ光１２に対しては全透過、波長１０６４ｎｍの固体レーザー光１４に対しては高反射のプリズムとなっており、ＬＤ光１２はほぼ直進してレーザー結晶１５へ導かれ、レーザー結晶１５から出射された固体レーザー光１４は光路を曲げられる構成となっている。プリズム１７のサイズは約２ｍｍの立方体となっており、レーザー結晶１５の、ＬＤ光１２の入射面と接合されている。
【００４４】
非線形光学結晶１８は、分極反転構造を形成したＭｇＯをドープしたＬｉＮｂＯ３基板（ＭｇＰＰＬＮＭｇＯ  ｄｏｐｅｄ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ｐｏｌｌｅｄ    Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ）を用いている。その周期は６．９μｍ、断面は２ｍｍ×２ｍｍ、長さが１０ｍｍである。非線形光学結晶１８は１０６４ｎｍのＳＨＧ光を出力可能な位相整合条件を満たしている。非線形光学結晶１８はプリズム１７およびレーザー結晶１５と接触している。
放熱板１９は銅製の材料であり、レーザー結晶１５と接合することにより、レーザー結晶１５部分の放熱を行うようになっている。
【００４５】
このような構成の固体レーザー装置１１の動作は次のとおりである。
ＬＤ１３より出射されたＬＤ光１２は光学系１６、プリズム１７を通過し、レーザー結晶１８へ照射される。ＬＤ光１２が励起光となり、レーザー結晶１８が励起される。すでに述べたように、レーザー結晶１８の両端面は発振波長である１０６４ｎｍに対して、プリズム１７側の面の反射率が９７％、放熱板１９側の面の反射率が全反射に設定されており、結晶端面による共振器を形成しているため、波長１０６４ｎｍの固体レーザー光が発振する。
【００４６】
発振した固体レーザー光１４は、プリズム１７側に出射し、プリズム１７により方向を直角に変えられて非線形光学結晶１８に入射する。非線形光学結晶１８は波長１０６４ｎｍのＳＨＧ光を出力可能な位相整合条件を満たしているため、擬似位相整合により波長変換を行い、ＳＨＧ光である波長５３２ｎｍの光２０が出力される。
【００４７】
このように、ＬＤ１３とレーザー結晶１５の間にプリズム１７を配置し、固体レーザー光１４の光路を変化させ、固体レーザー光１４の出射方向とは異なった方向に固体レーザー光１４を取り出しているため、一面を完全に冷却面として使用することができるため、放熱が良くなり、固体レーザー装置１１の高出力化が可能になっている。
【００４８】
固体レーザー光１４の出射端面とは異なる端面に放熱板１９を取り付け、またプリズム１７を固体レーザー光１４の出射端面に固定しているため固体レーザー結晶１５の両端面からの冷却が接触によりさらに向上するため、固体レーザー装置１１の高出力化が可能になっている。
【００４９】
固体レーザー光１４の光路中に非線形光学結晶１８を配置することにより、固体レーザー光１４の波長変換を実現し、波長領域の拡大が可能になっている。非線形光学結晶１８は周期的な分極反転構造を作製した結晶であり、擬似位相整合により波長変換が行われるため、安定に位相整合が行える結晶を使用することにより、装置の安定供給と動作の安定化が可能になっている。
【００５０】
図２に示すように、固体レーザー装置１１は、励起光学系として、上述の光学系１６に代えて、マイクロレンズを備えたマイクロレンズ光学系２２であっても良い。このように、ＬＤ光１２の光学系にマイクロレンズ光学系２２を採用し、プリズム１７とＬＤ１３との間に配置することで、光学系の小型化によって固体レーザー装置１１が小型化される。
【００５１】
図３、図４に示すように、固体レーザー装置１１は、半導体レーザーとして、その発光により生じる半導体レーザー光が単一ビームでなく、複数のアレイ状のビームである、半導体レーザーアレイ素子としてのＬＤアレイ２４を用いても良い。この固体レーザー装置１１につき、図２に示した固体レーザー装置１１と異なる部分について主に説明する。
【００５２】
ＬＤアレイ２４は波長８０８ｎｍのアレイ状のビームである複数の半導体レーザー光としてのＬＤアレイ光２５を出射する。その出力は約１０Ｗである。
励起光学系は、マイクロレンズを備えたマイクロレンズ光学系２６であり、レーザー結晶１５部分でＬＤアレイ光２５を１つのスポットに集光するようになっている。なお、励起光学系は、図１に示した光学系１６であっても良い。
【００５３】
プリズム１７のサイズは、ＬＤアレイ光２５の照射領域に応じて、約１０ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍとされ、非線形光学結晶１８のサイズは、固体レーザー光１４の照射領域に応じて、断面が約１０ｍｍ×２ｍｍ、長さが１０ｍｍとされている。その他、ＬＤアレイ光２５の照射領域等に応じて、マイクロレンズ光学系２６、固体レーザー結晶１５、放熱板１９のサイズが調整されている。
【００５４】
このような固体レーザー装置１１においては、励起を行うための半導体レーザーにＬＤアレイ２４を採用し、単一スポットでレーザー結晶１５を励起することにより、レーザー結晶１５が単一の固定レーザー光１４を出射することで、励起パワーを増加させ、さらなる高出力化が実現される。
【００５５】
図５に示すように、固体レーザー装置１１は、レーザー結晶１５が、複数の固定レーザー光１４を発振するようにしても良い。この固体レーザー装置１１につき、図３、４に示した固体レーザー装置１１と異なる部分について主に説明する。
発振光学系として用いているマイクロレンズ光学系２７は、ＬＤアレイ２４からのＬＤアレイ光２５を構成するＬＤ光のそれぞれに対応するマイクロレンズを有し、レーザー結晶１５部分で、ＬＤアレイ光２５を構成するＬＤ光に対応した、同ＬＤ光の本数分の複数のスポットに集光するようになっている。
【００５６】
したがって、ＬＤアレイ２４から出射されたＬＤアレイ光２５はレーザー結晶１５で複数のスポットとして照射され、レーザー結晶１５では、固体レーザー光１４が、複数、同時に発振する。
なお、励起光学系は、ＬＤアレイ２４からのＬＤアレイ光２５を構成するＬＤ光のそれぞれに対応するものであれば、図１に示したタイプの光学系１６であっても良い。
このような固体レーザー装置１１においては、複数の固体レーザー光１４を出射することで、出射される固体レーザー光１４の数の増加によって、全体としての出力の高出力化が実現される。
【００５７】
図６に示すように、固体レーザー装置１１は、固定レーザー結晶としてのレーザー結晶２８が、複数の固定レーザー光１４であって、少なくとも１つの固定レーザー光１４の波長が、他の固定レーザー光１４の波長と異なる複数の固定レーザー光１４を発振するようにしても良い。この固体レーザー装置１１につき、図５に示した固体レーザー装置１１と異なる部分について主に説明する。
【００５８】
レーザー結晶２８の、固体レーザー光１４の出射面言い換えるとＬＤアレイ光２５の入射面には、ＬＤアレイ光２５が照射される領域によって異なるコーティングを施している。具体的には、ある領域は、波長１０６４ｎｍの固体レーザー光１４に対しては反射率が９７％、波長８０８ｎｍのＬＤアレイ光２５に対しては全透過となるコーティングを、別の領域は、波長１３４０ｎｍの固体レーザー光１４に対しては反射率が９７％、波長８０８ｎｍのＬＤアレイ光２５に対しては全透過となるコーティングを、また別の領域は、波長９１２ｎｍの固体レーザー光１４に対しては反射率が９７％、波長８０８ｎｍのＬＤ光に対しては全透過となるように、領域毎にコーティング仕様を変化させた構成としている。
【００５９】
レーザー結晶２８の、放熱板１９と接合された側の面は、波長がそれぞれ１０６４ｎｍ、１３４０ｎｍ、９１２ｎｍの固体レーザー光１４と波長８０８ｎｍのＬＤアレイ光２５に対して全反射となる様にコーティングを施している。
よって、レーザー結晶２８は、波長がそれぞれ１０６４ｎｍ、１３４０ｎｍ、９１２ｎｍの固体レーザー光１４を光路変化部材としてのプリズム２９に向けて発振するようになっている。
【００６０】
プリズム２９は波長８０８ｎｍのＬＤアレイ光２５に対しては全透過、波長１０６４ｎｍ、１３４０ｎｍ、９１２ｎｍの固体レーザー光１４のそれぞれに対しては高反射のプリズムとなっており、ＬＤアレイ光２５はほぼ直進してレーザー結晶２８へ複数のスポットとして導かれ、レーザー結晶２８から出射された固体レーザー光１４は光路を曲げられる構成となっている。
【００６１】
プリズム２９によって光路を曲げられた固体レーザー光１４を透過する非線形光学結晶３０は、その周期を、波長１０６４ｎｍの固定レーザー光１４の通過部分は６．９μｍ、波長１３４０ｎｍの固定レーザー光１４の通過部分は１３．３８μｍ、波長９１２ｎｍの固定レーザー光１４の通過部分は４.２３μｍとしている。
【００６２】
したがって、ＬＤアレイ光２５が励起光となり、励起されたレーザー結晶２８は、その両端面が、発振波長である１０６４ｎｍ、１３４０ｎｍもしくは９１２ｎｍに対して、プリズム２９側の面の反射率が９７％、放熱板１９側の面の反射率が全反射に設定されており、結晶端面による共振器を形成しているため、波長がそれぞれ１０６４ｎｍ、１３４０ｎｍもしくは９１２ｎｍの固体レーザー光１４が複数、同時に発振する。
【００６３】
各固体レーザー光１４は、プリズム２９を経て非線形光学結晶３０し、非線形光学結晶３０は、波長がそれぞれ１０６４ｎｍ、１３４０ｎｍもしくは９１２ｎｍのＳＨＧ光を出力可能な位相整合条件を満たしているため、ＳＨＧ光である擬似位相整合により波長変換を行い、ＳＨＧ光である波長がそれぞれ５３２ｎｍ、６７０ｎｍもしくは４５６ｎｍの光２０が出力される。
【００６４】
このような固体レーザー装置１１においては、複数の固体レーザー光１４の波長が異なることにより、多波長化が実現されている。なお、この場合、固体レーザー光１４の波長は少なくとも２種類あればよいが、４種類以上あってもよく、またその波長は上述の波長に限られない。
【００６５】
図７に示すように、固体レーザー装置１１は、他の部材をパッケージ化して収めるパッケージ化部材を有する構成であっても良い。この固体レーザー装置１１につき、図６に示した固体レーザー装置１１と異なる部分について主に説明する。
この固定レーザー装置１１は、かかるパッケージ化部材として、レーザー結晶２８を冷却するための冷却部材としての放熱板を兼ねているマウント２３を有しており、マウント２３に、マウント２３以外の他の部材すなわち、ＬＤアレイ２４、マイクロレンズ光学系２７、プリズム２９、レーザー結晶２８および非線形光学結晶３０を実装し、パッケージ化を行った構成となっている。
【００６６】
このような固体レーザー装置１１においては、これを構成する部品が、一つのパッケージに収められた光源を構成しており、そのさらなる小型化が実現されている。
なお、パッケージ化部材を有する構成は、図１ないし図６に示した何れの形態の固定レーザー装置１１においても適用することができる。
【００６７】
以上、本発明を実施するための形態として、本発明を適用した固体レーザー装置１１について説明したが、その構成は、上述の材料や構成に限定されるものではない。たとえば、半導体レーザーは固定レーザー結晶の吸収波長によって変更される。また、Ｎｄドープの場合でも、８８０ｎｍ付近の半導体レーザーを用いても励起できる。
【００６８】
固定レーザー結晶に関しても、上述の形態ではＧｄＶＯ４を用いているが、ＹＶＯ４やＹＡＧ、ＬＳＢなどの結晶でも良い。非線形光学結晶に関しても、他のバルク結晶（ＫＴＰやＬＢＯ）やＬｉＴａＯ４などの分極反転構造デバイスなども使用でき、またこれを省略することが可能である。
【００６９】
上述の形態においては、発振レーザー光の出力が直角に曲げられる構成を示しているが、曲げる角度はこれに限られない。マイクロレンズ構成に関しても、２面構成を示したが、さらに面数を増加、減少することも出来る。
本発明の適用は、上述の説明において特に限定を行っていない限り、上述の形態に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明を適用した固体レーザー装置の概略正面図である。
【図２】本発明を適用した別の構成の固体レーザー装置の概略正面図である。
【図３】本発明を適用したまた別の構成の固体レーザー装置の概略正面図である。
【図４】図３に示した固体レーザー装置の概略平面図である。
【図５】本発明を適用したさらに別の構成の固体レーザー装置の概略正面図である。
【図６】本発明を適用したさらに別の構成の固体レーザー装置の概略正面図である。
【図７】本発明を適用したさらに別の構成の固体レーザー装置の概略正面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１    固体レーザー装置
１２    半導体レーザー光
１３    半導体レーザー
１４    発振レーザー光
１５    固体レーザー結晶
１６    励起光学系
１７    光路変化部材
１８    非線形光学結晶
１９    冷却部材
２０    発振レーザー光
２２    マイクロレンズを有する励起光学系
２３    冷却部材、パッケージ化部材
２４    半導体レーザー、半導体レーザーアレイ素子
２５    複数の半導体レーザー光
２６    マイクロレンズを有する励起光学系
２７    マイクロレンズを有する励起光学系
２８    固体レーザー結晶
２９    光路変化部材
３０    非線形光学結晶
【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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【図６】
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【図７】
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