JP2003270686A - Ｌｄファイバピグテール第二高調波出力レーザー共振器構造 - Google Patents
Ｌｄファイバピグテール第二高調波出力レーザー共振器構造Info
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- JP2003270686A JP2003270686A JP2002109768A JP2002109768A JP2003270686A JP 2003270686 A JP2003270686 A JP 2003270686A JP 2002109768 A JP2002109768 A JP 2002109768A JP 2002109768 A JP2002109768 A JP 2002109768A JP 2003270686 A JP2003270686 A JP 2003270686A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 近赤外波長レーザーダイオードから可視波長
へ高い効率に波長変換するＬＤファイバピグテール内部
共振器第二高調波レーザー。 【解決手段】 図１、図２と図３の様に、全反射膜付き
バックファシトとファイバピグテール側全反射ファイバ
ブラッグ格子と構成されるＬＤ共振器内部に、非線形光
学結晶を置くことにより、近赤外ＬＤ波長から可視波長
へ効率よく変換するＬＤファイバピグテール第二高調波
出力共振器構造。
へ高い効率に波長変換するＬＤファイバピグテール内部
共振器第二高調波レーザー。 【解決手段】 図１、図２と図３の様に、全反射膜付き
バックファシトとファイバピグテール側全反射ファイバ
ブラッグ格子と構成されるＬＤ共振器内部に、非線形光
学結晶を置くことにより、近赤外ＬＤ波長から可視波長
へ効率よく変換するＬＤファイバピグテール第二高調波
出力共振器構造。
Description
【０００１】
【発明に属する技術分野】この発明は、ファイバピグテ
ールダイオードレーザー（ＬＤ、Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄ
ｅ）第二高調波可視波長出力レーザー共振器構造に関す
る。
ールダイオードレーザー（ＬＤ、Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄ
ｅ）第二高調波可視波長出力レーザー共振器構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、フリースペース出力レーザーダイ
オード（ＬＤ，Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）の近赤外波長
基本波レーザーから、非線形光学結晶を用いて第二高調
波ＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ）へ波長変換し、出力を可視波長にする技
術がある。
オード（ＬＤ，Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）の近赤外波長
基本波レーザーから、非線形光学結晶を用いて第二高調
波ＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ）へ波長変換し、出力を可視波長にする技
術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レーザーダイオードＬ
Ｄの出力波長は、一般的に、近赤外から赤色６３０ｎｍ
の波長範囲にあるが、レーザーを用いる計測と分析機器
など多くの用途には、レーザーダイオード出力より短い
可視波長が必要である。
Ｄの出力波長は、一般的に、近赤外から赤色６３０ｎｍ
の波長範囲にあるが、レーザーを用いる計測と分析機器
など多くの用途には、レーザーダイオード出力より短い
可視波長が必要である。
【０００４】ＬＤより可視への波長変換出力には、普通
ＬＤ励起近赤外波長のＹＡＧなど結晶の固体レーザーか
ら第二高調波へ波長変換するが、光学構成が複雑にな
る。ＬＤの近赤外波長からの直接第二高調波へ波長変換
の方法は最近開発されているが、高い効率でＬＤから第
二高調波への波長変換にはまだ解決されていない課題で
ある。非線形光学結晶を用いて、近赤外波長のＬＤから
可視波長への第二高調波を高効率に波長変換することが
本発明解決しようとする課題である。
ＬＤ励起近赤外波長のＹＡＧなど結晶の固体レーザーか
ら第二高調波へ波長変換するが、光学構成が複雑にな
る。ＬＤの近赤外波長からの直接第二高調波へ波長変換
の方法は最近開発されているが、高い効率でＬＤから第
二高調波への波長変換にはまだ解決されていない課題で
ある。非線形光学結晶を用いて、近赤外波長のＬＤから
可視波長への第二高調波を高効率に波長変換することが
本発明解決しようとする課題である。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】バックファシト（Ｂａｃｋ
Ｆａｃｅｔ）に全反射薄膜、フロントファシト（Ｆｒ
ｏｎｔ Ｆａｃｅｔ）に反射防止膜付きＬＤを、レンズ
などで集光して、高反射率のファイバブラッグ格子ＦＢ
Ｇを持つ光ファイバ内に入力し、発振させる仕組みは、
ファイバピグテールＬＤと呼ばれる。近年光通信で近赤
外波長ファイバピグテール出力ＬＤはよく使われている
ので、このような製品は出力の安定性と長期間運転の信
頼性などの面で非常に優れている。
Ｆａｃｅｔ）に全反射薄膜、フロントファシト（Ｆｒ
ｏｎｔ Ｆａｃｅｔ）に反射防止膜付きＬＤを、レンズ
などで集光して、高反射率のファイバブラッグ格子ＦＢ
Ｇを持つ光ファイバ内に入力し、発振させる仕組みは、
ファイバピグテールＬＤと呼ばれる。近年光通信で近赤
外波長ファイバピグテール出力ＬＤはよく使われている
ので、このような製品は出力の安定性と長期間運転の信
頼性などの面で非常に優れている。
【０００６】この様な通信関連ＬＤのファイバピグテー
ル技術、つまり、ＬＤを発振波長に反射するＦＢＧを持
つファイバピグテール内に入力し発振させる技術を用い
て、同発振器内に波長変換非線形光学結晶素子を設ける
ことで、レーザーがファイバピグテールに通して第二高
調波に出力させることは、ＬＤの近赤外波長から第二高
調波の可視波長に効率よく変換する課題を解決する為の
手段である。
ル技術、つまり、ＬＤを発振波長に反射するＦＢＧを持
つファイバピグテール内に入力し発振させる技術を用い
て、同発振器内に波長変換非線形光学結晶素子を設ける
ことで、レーザーがファイバピグテールに通して第二高
調波に出力させることは、ＬＤの近赤外波長から第二高
調波の可視波長に効率よく変換する課題を解決する為の
手段である。
【０００７】
【発明の実施の形態】シングル横モードＬＤから直接第
二高調波可視波長レーザー出力が得る為、本発明は、図
１と図２の様なファイバピグテールＬＤ第二高調波出力
のレーザー共振器を考案した。
二高調波可視波長レーザー出力が得る為、本発明は、図
１と図２の様なファイバピグテールＬＤ第二高調波出力
のレーザー共振器を考案した。
【０００８】尚、励起光源がマルチ横モードＬＤの場合
にも適用の為、図３の様なファイバピグテールＬＤ第二
高調波出力のレーザー共振器の構造も考案した。
にも適用の為、図３の様なファイバピグテールＬＤ第二
高調波出力のレーザー共振器の構造も考案した。
【０００９】先ず、レーザー発振器の仕組みについて述
べる。基本波光源ＬＤ１０のバックファシト（Ｂａｃｋ
Ｆａｃｅｔ）１１にＬＤの発振波長に全反射膜をコー
トし、ＬＤ出力側のフロントファシト（Ｆｒｏｎｔ Ｆ
ａｃｅｔ）１２に反射防止膜をコートしてあり、レンズ
等で集光してファイバ内に入力したＬＤからの光は、フ
ァイバブラグ格子ＦＢＧ６０に全反射され、このＦＢＧ
は、レーザー発振為のもう一方の反射ミラーの役にす
る。このような構造は、ＬＤ基本波の発振器になる。
べる。基本波光源ＬＤ１０のバックファシト（Ｂａｃｋ
Ｆａｃｅｔ）１１にＬＤの発振波長に全反射膜をコー
トし、ＬＤ出力側のフロントファシト（Ｆｒｏｎｔ Ｆ
ａｃｅｔ）１２に反射防止膜をコートしてあり、レンズ
等で集光してファイバ内に入力したＬＤからの光は、フ
ァイバブラグ格子ＦＢＧ６０に全反射され、このＦＢＧ
は、レーザー発振為のもう一方の反射ミラーの役にす
る。このような構造は、ＬＤ基本波の発振器になる。
【００１０】第二高調波へ波長変換する非線形光学素子
５０をＬＤ基本波の共振器内に置いて、イントラキャビ
ッティー（Ｉｎｔｒａ−Ｃａｖｉｔｙ）方式で二倍波Ｓ
ＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａ
ｔｉｏｎ）へ波長変換する。光路はファイバピグテール
に通る為、図１と図２のようなコリメータ系４０のペア
ー、或は、図３の様な片側のコリメータ４０を設け、Ｓ
ＨＧ非線形光学素子を設置する。
５０をＬＤ基本波の共振器内に置いて、イントラキャビ
ッティー（Ｉｎｔｒａ−Ｃａｖｉｔｙ）方式で二倍波Ｓ
ＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａ
ｔｉｏｎ）へ波長変換する。光路はファイバピグテール
に通る為、図１と図２のようなコリメータ系４０のペア
ー、或は、図３の様な片側のコリメータ４０を設け、Ｓ
ＨＧ非線形光学素子を設置する。
【００１１】ＬＤとファイバとの光路連接、つまり、フ
ァイバにＬＤを入力する方式について、シングルモード
直線偏光ＬＤ光源の場合には、図１の様な非球面レンズ
２０、又は、図２の様なウェッジ型ファイバ端面７０で
ＬＤのレーザービームを集光して偏光保持ファイバ３０
に入力する。マルチモードＬＤの場合には、図３の様に
コリメータレンズ系２０と２１、又は、レーザー光軸と
ブリュースター角に置くシリカガラスプレート等偏光素
子８０を通じて、ファイバピグテールに入力する。
ァイバにＬＤを入力する方式について、シングルモード
直線偏光ＬＤ光源の場合には、図１の様な非球面レンズ
２０、又は、図２の様なウェッジ型ファイバ端面７０で
ＬＤのレーザービームを集光して偏光保持ファイバ３０
に入力する。マルチモードＬＤの場合には、図３の様に
コリメータレンズ系２０と２１、又は、レーザー光軸と
ブリュースター角に置くシリカガラスプレート等偏光素
子８０を通じて、ファイバピグテールに入力する。
【００１２】その様に、基本波のＬＤはバックファシト
１１とＦＢＧ６０の二つ全反射面を構成するファイバピ
グテール共振器に発振させ、更に、イントラキャビッテ
ィー方式で同共振器に非線形光学結晶５０を置いて第二
高調波への波長変換し、ファイバピグテールに近赤外波
長のＬＤから第二高調波の可視波長光に出力させる。
１１とＦＢＧ６０の二つ全反射面を構成するファイバピ
グテール共振器に発振させ、更に、イントラキャビッテ
ィー方式で同共振器に非線形光学結晶５０を置いて第二
高調波への波長変換し、ファイバピグテールに近赤外波
長のＬＤから第二高調波の可視波長光に出力させる。
【００１３】
【実施例】図１から図３までの構造で近赤外波長８００
ｎｍから１５５０ｎｍのＬＤを用いて、ファイバピグテ
ール第二高調波のレーザー出力は、可視４００ｎｍから
近赤外７７５ｎｍまでの幅広い波長範囲になる。具体的
に、図１を通じて、１１２０ｎｍ近赤外波長のＬＤで第
二高調波５６０ｎｍの黄色い可視波長へファイバピグテ
ール出力レーザーの実施例を下記に述べる。
ｎｍから１５５０ｎｍのＬＤを用いて、ファイバピグテ
ール第二高調波のレーザー出力は、可視４００ｎｍから
近赤外７７５ｎｍまでの幅広い波長範囲になる。具体的
に、図１を通じて、１１２０ｎｍ近赤外波長のＬＤで第
二高調波５６０ｎｍの黄色い可視波長へファイバピグテ
ール出力レーザーの実施例を下記に述べる。
【００１４】波長１１２０ｎｍのＬＤレーザー１０のバ
ックファシト１１に１１２０ｎｍ波長の全反射膜をコー
トしてある。ＬＤ１０のフロントファシト１２に１１２
０ｎｍ波長に反射防止膜をコートし、レーザービームを
レンズ２０の集光で、偏光保持のＰＭファイバ３０に入
力し、１１２０ｎｍ波長に全反射するファイバブラッグ
格子６０の反射で、ＬＤの１１２０ｎｍの直線偏光ファ
イバピグテールレーザー共振器に構成される。一方、第
二高調波可視光５６０ｎｍ波長へ変換用非線形光学結晶
ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４，Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｔｉｔ
ａｎｙｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）５０を１１２０ｎｍ基
本波ファイバピグテール型の共振器内部に置く為、１１
２０ｎｍ波長のコリメータ系４０のペアーを設けてあ
る。その様に、波長変換素子を共振器内部に設置する
為、基本波レーザーＬＤの光強度は共振器外部より何十
倍も強いので、変換効率が基本波強度の二乗に比例する
第二高調波の非線形効果は強まる。尚、波長変換素子５
０に関しては、準位相整合できる周期分極ＰＰＫＴＰ
（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ ＫＴＰ）の
使うことにより、非線形光学効果を増強することも出来
る。
ックファシト１１に１１２０ｎｍ波長の全反射膜をコー
トしてある。ＬＤ１０のフロントファシト１２に１１２
０ｎｍ波長に反射防止膜をコートし、レーザービームを
レンズ２０の集光で、偏光保持のＰＭファイバ３０に入
力し、１１２０ｎｍ波長に全反射するファイバブラッグ
格子６０の反射で、ＬＤの１１２０ｎｍの直線偏光ファ
イバピグテールレーザー共振器に構成される。一方、第
二高調波可視光５６０ｎｍ波長へ変換用非線形光学結晶
ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４，Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｔｉｔ
ａｎｙｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）５０を１１２０ｎｍ基
本波ファイバピグテール型の共振器内部に置く為、１１
２０ｎｍ波長のコリメータ系４０のペアーを設けてあ
る。その様に、波長変換素子を共振器内部に設置する
為、基本波レーザーＬＤの光強度は共振器外部より何十
倍も強いので、変換効率が基本波強度の二乗に比例する
第二高調波の非線形効果は強まる。尚、波長変換素子５
０に関しては、準位相整合できる周期分極ＰＰＫＴＰ
（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ ＫＴＰ）の
使うことにより、非線形光学効果を増強することも出来
る。
【００１４】
【発明の効果】上述の様な比較的に簡単なＬＤファイバ
ピグテール第二高調波共振器構造で、１００ｍＷクラス
パワーの１１２０ｎｍ波長ＬＤを用いて、数ミニワット
クラスの５６０ｎｍ黄色い波長の連続波出力レーザーは
得られる。このように、８００ｎｍから１４００ｎｍ波
長範囲のＬＤを用いるファイバピグテール第二高調波レ
ーザーで、４００ｎｍから７００ｎｍまで幅広い可視波
長域に出力のレーザーは実現できる。
ピグテール第二高調波共振器構造で、１００ｍＷクラス
パワーの１１２０ｎｍ波長ＬＤを用いて、数ミニワット
クラスの５６０ｎｍ黄色い波長の連続波出力レーザーは
得られる。このように、８００ｎｍから１４００ｎｍ波
長範囲のＬＤを用いるファイバピグテール第二高調波レ
ーザーで、４００ｎｍから７００ｎｍまで幅広い可視波
長域に出力のレーザーは実現できる。
【図１】レンズでシングルモードＬＤの光をファイバに
入力方式での第二高調波出力ＬＤファイバピグテールレ
ーザー構成図
入力方式での第二高調波出力ＬＤファイバピグテールレ
ーザー構成図
【図２】ウェッジ付きファイバ端面からシングルモード
ＬＤの光を入力する方式での第二高調波出力ＬＤファイ
バピグテールレーザー構成図
ＬＤの光を入力する方式での第二高調波出力ＬＤファイ
バピグテールレーザー構成図
【図３】レンズコリメータ系でマルチモードＬＤの光を
ファイバに入力方式での第二高調波出力ＬＤファイバピ
グテールレーザー構成図
ファイバに入力方式での第二高調波出力ＬＤファイバピ
グテールレーザー構成図
（１０） レーザーダイオード（ＬＤ）、第二高調波レ
ーザーの励起光源。 （１１） ＬＤのバックファシト（Ｂａｃｋ Ｆａｃｅ
ｔ）、ＬＤ発振波長に全反射膜をコートしてある。 （１２） ＬＤのフロントファシト（Ｆｒｏｎｔ Ｆａ
ｃｅｔ）、ＬＤ発振波長に反射防止膜をコートしてあ
る。 （２０） ＬＤの光をファイバに入力為の集光レンズ。 （２１） ＬＤの光をファイバに入力為のコリメータレ
ンズ。 （３０） 偏光保持ファイバ。 （４０） ファイバコリメータ。 （５０） 位相整合非線形光学結晶、或は、周期性分極
（ＰｅｒｉｏｄｉｃａｌＰｏｌｅｄ）非線形光学結晶
で、ＬＤ基本波から第二高調波に波長変換する素子であ
る。 （６０） ファイバブラグ格子素子、ＬＤ発振の中心波
長に高い反射率を持ち、レーザー共振器の全反射ミラー
役である。 （７０） ウェッジ型ファイバ端面。 （８０） 偏光素子、ブリュースター角に置く石英プレ
ート、或は、バイアフリンジ結晶等である。
ーザーの励起光源。 （１１） ＬＤのバックファシト（Ｂａｃｋ Ｆａｃｅ
ｔ）、ＬＤ発振波長に全反射膜をコートしてある。 （１２） ＬＤのフロントファシト（Ｆｒｏｎｔ Ｆａ
ｃｅｔ）、ＬＤ発振波長に反射防止膜をコートしてあ
る。 （２０） ＬＤの光をファイバに入力為の集光レンズ。 （２１） ＬＤの光をファイバに入力為のコリメータレ
ンズ。 （３０） 偏光保持ファイバ。 （４０） ファイバコリメータ。 （５０） 位相整合非線形光学結晶、或は、周期性分極
（ＰｅｒｉｏｄｉｃａｌＰｏｌｅｄ）非線形光学結晶
で、ＬＤ基本波から第二高調波に波長変換する素子であ
る。 （６０） ファイバブラグ格子素子、ＬＤ発振の中心波
長に高い反射率を持ち、レーザー共振器の全反射ミラー
役である。 （７０） ウェッジ型ファイバ端面。 （８０） 偏光素子、ブリュースター角に置く石英プレ
ート、或は、バイアフリンジ結晶等である。
Claims (2)
- 【請求項１】図１と図２の様に、ファイバブラッグ格子
（ＦＢＧ、Ｆｉｂｅｒ ＢｒａｇｇＧｒａｔｉｎｇ）を
持つファイバピグテール方式のシングルモードレーザー
ダイオード共振器内部に非線形光学結晶を設ける構造で
の第二高調波出力ＬＤファイバピグテールレーザー。 - 【請求項２】図３の様にＦＢＧを持つファイバピグテー
ル方式のマルチモードＬＤ共振器内部に非線形光学結晶
を設ける構造での第二高調波出力ＬＤファイバピグテー
ルレーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109768A JP2003270686A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Ｌｄファイバピグテール第二高調波出力レーザー共振器構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109768A JP2003270686A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Ｌｄファイバピグテール第二高調波出力レーザー共振器構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003270686A true JP2003270686A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29207557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002109768A Pending JP2003270686A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Ｌｄファイバピグテール第二高調波出力レーザー共振器構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003270686A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006323354A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-30 | Seiko Epson Corp | 光走査装置及び画像表示装置 |
| JP2007519324A (ja) * | 2003-12-23 | 2007-07-12 | ケンブリッジ・エンタープライズ・リミテッド | マルチサービス光通信 |
| US7605973B2 (en) | 2004-12-03 | 2009-10-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical wavelength conversion light source |
| JP2010185981A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Kita Nippon Electric Cable Co Ltd | 波長変換モジュール |
| JP2011209736A (ja) * | 2005-04-21 | 2011-10-20 | Seiko Epson Corp | 光走査装置及び画像表示装置 |
| US8646959B2 (en) | 2010-01-27 | 2014-02-11 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Laser light source |
| US8867577B2 (en) | 2011-12-28 | 2014-10-21 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Laser light source |
| CN111478160A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-07-31 | 洛阳顶扬光电技术有限公司 | 一种有效提高端泵激光器吸收效率的方法 |
-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002109768A patent/JP2003270686A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007519324A (ja) * | 2003-12-23 | 2007-07-12 | ケンブリッジ・エンタープライズ・リミテッド | マルチサービス光通信 |
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