(57)【要約】【課題】歩留まりを向上する。温度チューニング幅を狭くする。【解決手段】偏光方向によって透過率が異なる光学素子（１４）と、定比リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）を使用したＳＬＴ複屈折結晶（１５）とにより複屈折フィルタ（１０）を構成し、この複屈折フィルタ（１０）を光共振器（１７）内に挿入する。【効果】定比リチウムタンタレート（ＳＬＴ）によって決まる波長チューニング幅は、従来のイットリウムバナデート（ＹＶＯ４）によって決まる波長チューニング幅よりも大きいため、ＳＬＴ複屈折結晶（１５）を厚くすることが出来る。このため、許容厚みの誤差が大きくなり、加工に要する精度が緩やかになり、歩留まりを向上できる。ＳＬＴ複屈折結晶（１５）では波長の温度変化率が良いため、温度チューニング幅を狭くすることが出来る。【選択図】図１
2009016702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光方向によって透過率が異なる光学素子と、定比リチウムタンタレートを使用した複屈折結晶とを具備したことを特徴とする複屈折フィルタ。
【請求項２】
励起レーザ光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに駆動電流を供給する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザの温度を制御する半導体レーザ温度制御手段と、前記励起レーザ光によって励起され且つ前記励起レーザ光の入射面に反射面が形成された固体レーザ結晶と、前記反射面との間で光共振器を形成する反射面を持つ出力側ミラーと、前記光共振器内に挿入された請求項１の複屈折フィルタと、前記複屈折フィルタの複屈折結晶の温度を制御する複屈折結晶温度制御手段とを具備することを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項３】
励起レーザ光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに駆動電流を供給する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザの温度を制御する半導体レーザ温度制御手段と、前記励起レーザ光によって励起される固体レーザ結晶と、光共振器を形成する反射面を持つ２個以上のミラーと、前記光共振器内に挿入された請求項１の複屈折フィルタと、前記複屈折フィルタの複屈折結晶の温度を制御する複屈折結晶温度制御手段とを具備することを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項４】
励起レーザ光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに駆動電流を供給する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザの温度を制御する半導体レーザ温度制御手段と、前記励起レーザ光によって励起され且つ前記励起レーザ光の入射面に反射面が形成された固体レーザ結晶と、前記反射面との間で光共振器を形成する反射面を持つ出力側ミラーと、ブリュースター角で光が入射するように前記光共振器内に挿入され且つ定比リチウムタンタレートを使用した複屈折結晶からなる複屈折フィルタと、前記複屈折フィルタの複屈折結晶の温度を制御する複屈折結晶温度制御手段とを具備することを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項５】
励起レーザ光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに駆動電流を供給する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザの温度を制御する半導体レーザ温度制御手段と、前記励起レーザ光によって励起される固体レーザ結晶と、光共振器を形成する反射面を持つ２個以上のミラーと、ブリュースター角で光が入射するように前記光共振器内に挿入され且つ定比リチウムタンタレートを使用した複屈折結晶からなる複屈折フィルタと、前記複屈折フィルタの複屈折結晶の温度を制御する複屈折結晶温度制御手段とを具備することを特徴とする固体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折フィルタおよび固体レーザ装置に関し、さらに詳しくは、歩留まりを向上できると共に温度チューニング幅を狭くすることが出来る複屈折フィルタおよび固体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光共振器内に複屈折フィルタを挿入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。）。
【特許文献１】特開２０００−４０５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の固体レーザ装置では、イットリウムバナデート（ＹＶＯ４）を使用した複屈折結晶を光入射方向がブリュースター角になるように光共振器内に挿入して、波長選択素子として機能する複屈折フィルタとしている。なお、上記特許文献１には複屈折フィルタの材料に関する記載はない。
しかし、ＹＶＯ４を使用した複屈折フィルタは、ＹＶＯ４によって決まる波長チューニング幅が相対的に小さいため厚みを薄くしなければならないが、厚みが薄ければ許容される厚みの誤差が小さくなり、加工に要する精度が厳しくなり、歩留まりが悪くなる問題点があった。また、ＹＶＯ４では波長の温度変化率が悪いため、温度チューニング幅を広くしなければならない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、歩留まりを向上できると共に温度チューニング幅を狭くすることが出来る複屈折フィルタおよび固体レーザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、偏光方向によって透過率が異なる光学素子と、定比リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３、以下ＳＬＴと呼ぶ）を使用した複屈折結晶とを具備したことを特徴とする複屈折フィルタを提供する。
上記第１の観点による複屈折フィルタでは、複屈折結晶にＳＬＴを使用しているが、ＳＬＴによって決まる波長チューニング幅は、ＹＶＯ４によって決まる波長チューニング幅よりも大きいため、厚みを厚くすることが出来る。このため、許容される厚みの誤差が大きくなり、加工に要する精度が緩やかになり、歩留まりを向上することが出来る。また、ＳＬＴでは波長の温度変化率が良いため、温度チューニング幅を狭くすることが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、励起レーザ光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに駆動電流を供給する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザの温度を制御する半導体レーザ温度制御手段と、前記励起レーザ光によって励起され且つ前記励起レーザ光の入射面に反射面が形成された固体レーザ結晶と、前記反射面との間で光共振器を形成する反射面を持つ出力側ミラーと、前記光共振器内に挿入された第１の観点による複屈折フィルタと、前記複屈折フィルタの複屈折結晶の温度を制御する複屈折結晶温度制御手段とを具備することを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
上記第２の観点による固体レーザ装置では、複屈折フィルタを構成する複屈折結晶にＳＬＴを使用しているが、ＳＬＴによって決まる波長チューニング幅は、ＹＶＯ４によって決まる波長チューニング幅よりも大きいため、厚みを厚くすることが出来る。このため、許容される厚みの誤差が大きくなり、加工に要する精度が緩やかになり、歩留まりを向上することが出来る。また、ＳＬＴでは波長の温度変化率が良いため、複屈折結晶温度制御手段による温度チューニング幅を狭くすることが出来る。
【０００６】
ここで、特定波長の光を出すためには発振線を選択することが重要であり、従来は、光共振器を構成するミラーの反射率を調整する必要があり、ミラーのコーティング条件が厳しかった。また、波長を変えるためにはミラーを変える必要があった。
これに対して、上記第２の観点による固体レーザ装置では、ＳＬＴを温度チューニングすることでＹＶＯ４よりも容易に波長を変えることが出来る。このため、ミラーのコーティング条件を緩くできる。また、ミラーを変えなくても波長を変えることが出来る。換言すれば、波長が異なっても同じミラーを使用でき、部品の共通化を図ることが出来る。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、励起レーザ光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに駆動電流を供給する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザの温度を制御する半導体レーザ温度制御手段と、前記励起レーザ光によって励起される固体レーザ結晶と、光共振器を形成する反射面を持つ２個以上のミラーと、前記光共振器内に挿入された第１の観点による複屈折フィルタと、前記複屈折フィルタの複屈折結晶の温度を制御する複屈折結晶温度制御手段とを具備す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、複屈折フィルタを構成する複屈折結晶にＳＬＴを使用しているが、ＳＬＴによって決まる波長チューニング幅は、ＹＶＯ４によって決まる波長チューニング幅よりも大きいため、厚みを厚くすることが出来る。このため、許容される厚みの誤差が大きくなり、加工に要する精度が緩やかになり、歩留まりを向上することが出来る。また、ＳＬＴでは波長の温度変化率が良いため、複屈折結晶温度制御手段による温度チューニング幅を狭くすることが出来る。
【０００８】
さらに、特定波長の光を出すためには発振線を選択することが重要であり、従来は、光共振器を構成するミラーの反射率を調整する必要があり、ミラーのコーティング条件が厳しかった。また、波長を変えるためにはミラーを変える必要があった。
これに対して、上記第３の観点による固体レーザ装置では、ＳＬＴを温度チューニングすることでＹＶＯ４よりも容易に波長を変えることが出来る。このため、ミラーのコーティング条件を緩くできる。また、ミラーを変えなくても波長を変えることが出来る。換言すれば、波長が異なっても同じミラーを使用でき、部品の共通化を図ることが出来る。
【０００９】
第４の観点では、本発明は、励起レーザ光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに駆動電流を供給する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザの温度を制御する半導体レーザ温度制御手段と、前記励起レーザ光によって励起され且つ前記励起レーザ光の入射面に反射面が形成された固体レーザ結晶と、前記反射面との間で光共振器を形成する反射面を持つ出力側ミラーと、ブリュースター角で光が入射するように前記光共振器内に挿入され且つ定比リチウムタンタレートを使用した複屈折結晶からなる複屈折フィルタと、前記複屈折フィルタの複屈折結晶の温度を制御する複屈折結晶温度制御手段とを具備す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、複屈折フィルタを構成する複屈折結晶にＳＬＴを使用しているが、ＳＬＴによって決まる波長チューニング幅は、ＹＶＯ４によって決まる波長チューニング幅よりも大きいため、厚みを厚くすることが出来る。このため、許容される厚みの誤差が大きくなり、加工に要する精度が緩やかになり、歩留まりを向上することが出来る。また、ＳＬＴでは波長の温度変化率が良いため、複屈折結晶温度制御手段による温度チューニング幅を狭くすることが出来る。
【００１０】
さらに、特定波長の光を出すためには発振線を選択することが重要であり、従来は、光共振器を構成するミラーの反射率を調整する必要があり、ミラーのコーティング条件が厳しかった。また、波長を変えるためにはミラーを変える必要があった。
これに対して、上記第４の観点による固体レーザ装置では、ＳＬＴを温度チューニングすることでＹＶＯ４よりも容易に波長を変えることが出来る。このため、ミラーのコーティング条件を緩くできる。また、ミラーを変えなくても波長を変えることが出来る。換言すれば、波長が異なっても同じミラーを使用でき、部品の共通化を図ることが出来る。
【００１１】
第５の観点では、本発明は、励起レーザ光を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザに駆動電流を供給する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザの温度を制御する半導体レーザ温度制御手段と、前記励起レーザ光によって励起される固体レーザ結晶と、光共振器を形成する反射面を持つ２個以上のミラーと、ブリュースター角で光が入射するように前記光共振器内に挿入され且つ定比リチウムタンタレートを使用した複屈折結晶からなる複屈折フィルタと、前記複屈折フィルタの複屈折結晶の温度を制御する複屈折結晶温度制御手段とを具備することを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
上記第５の観点による固体レーザ装置では、複屈折フィルタを構成する複屈折結晶にＳＬＴを使用しているが、ＳＬＴによって決まる波長チューニング幅は、ＹＶＯ４によって決まる波長チューニング幅よりも大きいため、厚みを厚くすることが出来る。このため、許容される厚みの誤差が大きくなり、加工に要する精度が緩やかになり、歩留まりを向上することが出来る。また、ＳＬＴでは波長の温度変化率が良いため、複屈折結晶温度制御手段による温度チューニング幅を狭くすることが出来る。
【００１２】
さらに、特定波長の光を出すためには発振線を選択することが重要であり、従来は、光共振器を構成するミラーの反射率を調整する必要があり、ミラーのコーティング条件が厳しかった。また、波長を変えるためにはミラーを変える必要があった。
これに対して、上記第５の観点による固体レーザ装置では、ＳＬＴを温度チューニングすることでＹＶＯ４よりも容易に波長を変えることが出来る。このため、ミラーのコーティング条件を緩くできる。また、ミラーを変えなくても波長を変えることが出来る。換言すれば、波長が異なっても同じミラーを使用でき、部品の共通化を図ることが出来る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の複屈折フィルタおよび固体レーザ装置によれば、歩留まりを向上できると共に温度チューニング幅を狭くすることが出来る。さらに、本発明の固体レーザ装置によれば、ＳＬＴを温度チューニングすることで波長を変えることが出来る。従って、波長が異なっても同じミラーを使用でき、部品の共通化を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図に示す実施例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。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１に係る固体レーザ装置１００を示す説明図である。
この固体レーザ装置１００は、励起レーザ光を発生する半導体レーザ１１と、励起レーザ光を集光する集光レンズ系１２と、所定の厚みを持ち且つ励起レーザ光の入射面に反射面１３ａが形成され且つ励起レーザ光により励起されて基本波光を発生する固体レーザ結晶１３と、固体レーザ結晶１３の反射面１３ａとの間で光共振器１７を形成する反射面を持つ出力側ミラー１６と、光共振器１７内に挿入された複屈折フィルタ１０とを具備している。
【００１６】
複屈折フィルタ１０は、光入射方向がブリュースター角になるように設置された光学素子１４と、定比リチウムタンタレートを使用したＳＬＴ複屈折結晶１５とから構成されている。
光学素子１４の入射面に垂直な軸に対して、ＳＬＴ複屈折結晶１５の光軸は４５度傾いている。
ＳＬＴ複屈折結晶１５の厚さは１．８２ｍｍである。
【００１７】
さらに、固体レーザ装置１００は、出力側ミラー１６から外部へ出力される出力レーザ光の一部を透過すると共に残りを分岐するビームスプリッタ１８と、分岐光を受光し電気信号に変換するホトダイオード１９と、ペルチェ素子と温度センサとを有し半導体レーザ１１の温調を行うための温調ユニット１と、ペルチェ素子と温度センサとを有し固体レーザ結晶１３および出力ミラー１６の温調を行うための温調ユニット２と、ペルチェ素子と温度センサとを有しＳＬＴ複屈折結晶１５の温調を行うための温調ユニット３と、温調ユニット１により半導体レーザ１１の温度を制御する半導体レーザ温度制御回路２１と、温調ユニット２により固体レーザ結晶１３および出力ミラー１６の温度を制御する光共振器温度制御回路２２と、温調ユニット３によりＳＬＴ複屈折結晶１５の温度を制御する複屈折結晶温度制御回路２３と、半導体レーザ１１を駆動するための駆動電流Ｉopを出力する半導体レーザ駆動回路２４と、ホトダイオード１９の出力Ｐが所定出力となるように半導体レーザ駆動回路２４を制御すると共に各温度制御回路２１，２２，２３を制御する制御回路２５とを具備している。
【００１８】
図２は、固体レーザ装置１００において、分極反転したＰＰＳＬＴをＳＬＴ複屈折結晶１５に用いて実測したＳＬＴ温度と発振波長の特性図である。
ＳＬＴ温度に対する発振波長の温度変化は約−２２ｎｍ／Ｋ、温度周期は約６℃であるから、波長周期は約１３２（＝２２×６）ｎｍである。従って、約１３２ｎｍの波長範囲内の発振線であれば温度チューニングにより選択可能である。また、反射面１３ａや出力側ミラー１６の反射率は、約１３２ｎｍまでの波長範囲内なら同じ反射率に出来るので、部品の共通化を図ることが出来る。
【００１９】
実施例１の複屈折フィルタ１０および固体レーザ装置１００によれば、ＳＬＴによって決まる波長チューニング幅はＹＶＯ４によって決まる波長チューニング幅よりも大きいため、ＳＬＴ複屈折結晶１５の厚みを厚くすることが出来る。このため、ＳＬＴ複屈折結晶１５に許容される厚みの誤差が大きくなり、加工に要する精度が緩やかになり、歩留まりを向上することが出来る。また、ＳＬＴでは波長の温度変化率が良いため、複屈折結晶温度制御回路２３による温度チューニング幅を狭くすることが出来る。また、ＳＬＴを温度チューニングすることで波長を変えることが出来るため、反射面１３ａや出力側ミラー１６のコーティング条件を緩くできる。さらに、所定の波長範囲内では同じミラーを使用でき、部品の共通化を図ることが出来る。
【実施例２】
【００２０】
図３は、実施例２に係る固体レーザ装置２００を示す説明図である。
この固体レーザ装置２００は、固体レーザ結晶１３には反射面を形成せず、固体レーザ結晶１３の手前に入射側ミラー２０を設置して光共振器１７を構成している。それ以外の構成は実施例１と同じである。
【実施例３】
【００２１】
図４は、実施例３に係る固体レーザ装置３００を示す説明図である。
この固体レーザ装置３００は、複屈折フィルタ１０の構成以外は実施例１の構成と同じである。
【００２２】
複屈折フィルタ１０は、ＳＬＴを使用した複屈折結晶１５をブリュースター角で光が入射するように設置したものである。すなわち、ＳＬＴを使用した複屈折結晶１５だけで複屈折フィルタ１０を構成している。
【実施例４】
【００２３】
図５は、実施例４に係る固体レーザ装置４００を示す説明図である。
この固体レーザ装置４００は、複屈折フィルタ１０の構成以外は実施例３の構成と同じである。
【００２４】
複屈折フィルタ１０は、ＳＬＴを使用した複屈折結晶１５をブリュースター角で光が入射するように設置したものである。すなわち、ＳＬＴを使用した複屈折結晶１５だけで複屈折フィルタ１０を構成している。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の複屈折フィルタおよび固体レーザ装置は、バイオエンジニアリング分野や計測分野で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１に係る固体レーザ装置を示す構成説明図である。
【図２】実施例１に係るＳＬＴ温度と発振波長の特性図である。
【図３】実施例２に係る固体レーザ装置を示す構成説明図である。
【図４】実施例３に係る固体レーザ装置を示す構成説明図である。
【図５】実施例４に係る固体レーザ装置を示す構成説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，２，３        温調ユニット
１０              複屈折フィルタ
１１              半導体レーザ
１３              固体レーザ結晶
１４              光学素子
１５              ＳＬＴ複屈折結晶
１６              出力側ミラー
２０              入力側ミラー
２３              複屈折結晶温度制御回路
２５              制御回路
１００，２００，３００，４００      固体レーザ装置
【図１】
2009016702.tif 000003
【図２】
2009016702.tif 000004
【図３】
2009016702.tif 000005
【図４】
2009016702.tif 000006
【図５】
2009016702.tif 000007