(57)【要約】【課題】体積が大きく高出力化が可能となり、多種多様のレーザー装置に適した形に成形して組み込むことが可能となるレーザー発振用の型成形色素体の製造方法およびこの方法で製造した型成形色素体を利用した固体色素レーザー発振装置を提供。【解決手段】硬化性樹脂液に液体色素を混合し、混合液２を成形型１に流し込み、固化することで型成形色素体３を作製する。所望の形に加工した透明なアクリルなどの透明樹脂やガラスの成形型内に、硬化性樹脂液と色素を混合した混合液を充填し、固めて一体化して様々な形をした型成形色素体３を作製する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体色素を硬化性樹脂液と混合し、混合液を成形型に入れ、固化することを特徴とするレーザー発振用の型成形色素体の製造方法。
【請求項２】
液体色素を硬化性樹脂液と混合し、混合液を透明な成形型に入れ、固化して一体化することを特徴とするレーザー発振用の型成形色素体の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のレーザー発振用の型成形色素体の製造方法で製造された型成形色素体を発振器に組み込んだことを特徴とする型成形色素体を用いたレーザー発振装置。
【請求項４】
型成形色素体の端面に反射鏡を貼り付けたことを特徴とする請求項３記載の型成形色素体を用いたレーザー発振装置。
【請求項５】
型成形色素体を回転可能に設けたことを特徴とする請求項３又は４記載の型成形色素体を用いたレーザー発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型を利用して色素体を成形するレーザー発振用の型成形色素体の製造方法およびこの製造方法により得られた型成形色素体をレーザー発振用の素子として利用したレーザー発振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー発振に固体色素が利用され、この固体色素の製造方法について、特許文献１あるいは特許文献２などに開示されている。
【０００３】
特許文献１には、ローダミン系色素あるいはスチリル系色素などの色素をメタクリル酸メチル、もしくはメタクリル酸メチルとメタクリル酸ヒドロキシエチルの共重合に混合し、この混合物を基板に滴下し、スピンコートして基板上で薄膜化し、この薄膜を乾燥し、そしてアニーリングして固化し、可変波長固体色素レーザーチップを製作する分布帰還成形型固体色素の製造方法において、混合の際に炭酸プロピレンを混入した重合材からなる界面活性剤を高濃度の色素と混合することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、基材部に複数の溝を形成し、形成された各溝内にローダミン系色素あるいはスチリル系色素などの色素を混合したメタクリル酸メチルなどのプラスチック溶液を流し込んだ後に固化させる工程又はその工程の繰りかえしにより溝を埋めてバルク状の色素ストライプを形成する可変波長固体色素レーザーの色素チップの製造方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２７３４３３号公報
【特許文献２】特開２００４−３１１６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の固体色素は、ガラスやアクリル樹脂などの基板上にスピンコートにより薄膜を形成したり、光導波路に形成したりするものであるために固体色素素子の体積を大きくすることができないので、レーザーの高出力化には限界があった。
【０００６】
また、固体色素の形状が薄膜あるいは光導波路内に限られているために、多種多様のレーザー装置に適した形にして組み込むことが困難であった。
【０００７】
また、従来の固体色素は、励起場所を変えることができないために、長時間の使用において寿命の問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、体積が大きく高出力化が可能となり、多種多様のレーザー装置に適した形に成形して組み込むことが可能となるレーザー発振用の型成形色素体の製造方法およびこの方法で製造した型成形色素体を利用した固体色素レーザー発振装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の型成形色素体の製造方法は、硬化性樹脂液に液体色素を混合し、混合液を成形型に流し込み、固化することで型成形色素体を作製するものである。固体色素を作製する際の成形型の材質は、固化後に成形体が取り出し可能な材質を使用し、ガラス、金属、プラスチックなどを用いることができる。
【００１０】
また、円形、四角形などの所望の形に加工した透明なアクリルなどの透明樹脂やガラスの成形型内に、硬化性樹脂液と色素を混合した混合液を充填し、固めて一体化して様々な形をした型成形色素体を作製することが可能となる。
【００１１】
液体色素には、公知のローダミン系色素、スチリル系色素、ＤＣＭ、ＬＤＳ７２０、ピリダイン２、ＬＤＳ８６７などを使用することができる。
【００１２】
色素と混合する硬化性樹脂液には、メタクリル酸メチルなどの硬化性材料を使用することができる。
【００１３】
重合や架橋などにより硬化する硬化性樹脂液としては、例えば、重合により固化するＭＭＡ（メタクリル酸メチル）もしくはＭＭＡとＨＥＭＡ（メタクリル酸ヒドロキシエチル）の共重合を使用することができる。
【００１４】
本発明の製造方法で得られた型成形色素体は、２枚の反射鏡で挟んで配置したり、あるいは端面研磨などで反射鏡を形成したり、金属あるいは多層膜の貼り付けにより反射鏡を形成したりしてレーザー発振が可能となる。また、型成形色素体によりＤＦＢ構造を作製することによっても単色性の良いレーザーを得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、色素と硬化性樹脂液との混合液を成形型に入れて固化させることにより、体積の大きい型成形色素体が得られるので、従来の薄膜などによる固体色素に比べて高出力化が可能となる。
【００１６】
また、成形型の形状を変えて様々な形の型成形色素体を得ることができるので、多種多様なレーザー装置に適した形に成形して組み込むことができる。
【００１７】
また、型成形色素体にレーザーなどでＤＦＢを作製することで、簡単にレーザー発振を可能とし、回転機構などを付随することで波長の微小チューニングなどができる。また、ＤＦＢ構造作製により装置の小型化も可能となる。
【００１８】
従来の薄膜などの固体色素チップは同じ場所を常に励起するため、色素の劣化等が早く進行するが、本発明のより型成形色素体では、モーターなどの回転機構で励起場所を変えることができるので、色素レーザーの寿命を大幅に延ばすことができる。
【００１９】
また、レーザーは通常１波長のみであるが、本発明の型成形色素体の波長は固める際に入れる色素の種類により紫外から赤外まで変えることができだけでなく、固体色素成形体の交換により簡単に波長の変更ができる。また、紫外線もしくはマスクによりＤＦＢ構造を作製すると、簡単な光学系でレーザー発振が得られ、ＤＦＢレーザーと型成形色素体の組み合わせにおいて、出力を大幅に改善できる。また、従来の固体色素レーザーにおいては、チップ状の光導波路型のために出力を無駄にしていたが、本発明の型成形色素体におけるレーザー発振装置は、型成形色素体を共振器の中に組み込むため効率よく出力を取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の型成形色素体の製造方法およびこの方法により製造された型成形色素体を利用したレーザー装置について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明による型成形色素体の製造プロセスの一例を示す図である。
【００２２】
例えば、液体色素として色素を界面活性剤に０．０１〜０．０５モル／Ｌで混合する。別に共重合の場合はＭＭＡとＨＥＭＡのモノマーを例えば９０：１０〜９９：１の割合で混合する。次に色素溶液とＭＭＡ又はＭＭＡ／ＨＥＭＡ混合溶液を例えば１：５の割合で混合し図１（ａ）に示すように、混合液２を円筒形の成形型１に入れ、そして適度な温度で例えば１０時間保持して重合させて固化する。
【００２３】
次いで、図１（ｂ）に示すように成形型１から取り出して、型成形色素体３が得られた。その後、端面の研磨などを行なって仕上げた。
【実施例２】
【００２４】
図２および図３は本発明の型成形色素体の実施例を示すものである。
【００２５】
レーザー６は、型成形色素体３を、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、対向する２枚の反射鏡４からなる光共振器の中に組み込み発生させる。図２（ａ）は励起光５を型成形色素体２の側面から照射し、図２（ｂ）は反射鏡４を通して照射するものである。
【００２６】
また、図２（ｃ）に示すように、型成形色素体３の両側に反射鏡４の貼り付けにより共振器を一体に形成してもよい。励起光５は型成形色素体３の側面あるいは正面から照射させる。同様に、図２（ｄ）・（ｅ）・（ｆ）のように異種固体色素３，７の組み合わせにより、共振器を構成することで、寿命及び出力の安定化が可能となる。例えばこの場合、型成形色素体３は色素を含んだポリマー系固体色素であり、型成形色素体の出力は１００ｍＷ以上で手のひらサイズの小型化も可能である。
【実施例３】
【００２７】
レーザーやマスクなどを用いＤＦＢ構造８を作製することで、図３（ａ）に示すように、容易にレーザーの発生やブロードバンド光源の発生が可能となる。また、型成形色素体３の片方に反射鏡の貼り付けにより、容易に出力を片側のみに集中させることできるため、飛躍的に効率を上げることが可能となる。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示すように基板９に設けたＤＦＢ構造８と固体色素３の組み合わせにより出力を大きくすることができる。
【実施例４】
【００２９】
固体色素レーザーチップの場合、同じ場所を常に励起するために寿命の問題があるが、例えば、図４に示すように、回転機構１０に型成形色素体３を取り付けて回転させることにより、励起場所を変えることができるので、従来の固体色素レーザーチップに比べて飛躍的に型成形色素体３の寿命を延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の固体色素の製造プロセスを示す図である。
【図２】本発明の固体色素の別実施例を示す概略図である。
【図３】本発明の固体色素の別実施例を示す概略図である。
【図４】本発明の固体色素の別実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：成形型
２：混合液
３：型成形色素体（Ａ）
４：反射鏡
５：励起光
６：レーザー
７：型成形色素体（Ｂ）
８：ＤＦＢ構造
９：基板
１０：回転機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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