JPH11103132A - ２次元ｌｄアレイ素子及びｌｄ励起固体レーザ - Google Patents
２次元ｌｄアレイ素子及びｌｄ励起固体レーザInfo
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- JPH11103132A JPH11103132A JP26374997A JP26374997A JPH11103132A JP H11103132 A JPH11103132 A JP H11103132A JP 26374997 A JP26374997 A JP 26374997A JP 26374997 A JP26374997 A JP 26374997A JP H11103132 A JPH11103132 A JP H11103132A
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Landscapes
- Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振波長のピークにバラツキがある複数の１
次元ＬＤアレイ素子で構成される２次元ＬＤアレイ素子
において、各１次元ＬＤアレイ素子のピーク波長を固体
レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めること。 【解決手段】 各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−
２、１−３とマイクロチャネル３との間の接合材５−
１、５−２、５−３で温度制御手段を構成し、これらの
接合材の厚みｔ11、ｔ12、ｔ13の相対的な変化で接合材
間の熱抵抗を相対的に変化させることにより、各１次元
ＬＤアレイ素子の温度を相対的に変えて、各１次元ＬＤ
アレイ素子のピーク波長を固体レーザ媒質の吸収スペク
トル半値全幅内に収める。
次元ＬＤアレイ素子で構成される２次元ＬＤアレイ素子
において、各１次元ＬＤアレイ素子のピーク波長を固体
レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めること。 【解決手段】 各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−
２、１−３とマイクロチャネル３との間の接合材５−
１、５−２、５−３で温度制御手段を構成し、これらの
接合材の厚みｔ11、ｔ12、ｔ13の相対的な変化で接合材
間の熱抵抗を相対的に変化させることにより、各１次元
ＬＤアレイ素子の温度を相対的に変えて、各１次元ＬＤ
アレイ素子のピーク波長を固体レーザ媒質の吸収スペク
トル半値全幅内に収める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は２次元ＬＤアレイ素
子及びＬＤ励起固体レーザに関する。
子及びＬＤ励起固体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体レーザ（以下、ＬＤ（Lase
r Diode の略）と呼ぶ。）の高出力化の１つとして、複
数のＬＤを集積化する手法が挙げられる。集積化手法の
一例を図５に示す。
r Diode の略）と呼ぶ。）の高出力化の１つとして、複
数のＬＤを集積化する手法が挙げられる。集積化手法の
一例を図５に示す。
【０００３】図５において、１は複数個のＬＤ素子を１
次元アレイ状に集積化したＬＤ素子（以下、１次元ＬＤ
アレイ素子と呼ぶ）を示し、ＬＤ素子の個数分だけレー
ザ出力を増加させることができる。更に、この１次元Ｌ
Ｄアレイ素子１を複数枚重ね合わせることにより、２次
元アレイ状に集積化することができる。かくして得られ
るＬＤ素子（以下、２次元ＬＤアレイ素子と呼ぶ）２
は、１次元ＬＤアレイ素子１の枚数分だけレーザ出力を
増加させることができる。図５中、３は除熱用のマイク
ロチャネル、４は絶縁材、６は電流、７はレーザ光、８
は冷媒、９は冷媒通路（開口部）を示す。
次元アレイ状に集積化したＬＤ素子（以下、１次元ＬＤ
アレイ素子と呼ぶ）を示し、ＬＤ素子の個数分だけレー
ザ出力を増加させることができる。更に、この１次元Ｌ
Ｄアレイ素子１を複数枚重ね合わせることにより、２次
元アレイ状に集積化することができる。かくして得られ
るＬＤ素子（以下、２次元ＬＤアレイ素子と呼ぶ）２
は、１次元ＬＤアレイ素子１の枚数分だけレーザ出力を
増加させることができる。図５中、３は除熱用のマイク
ロチャネル、４は絶縁材、６は電流、７はレーザ光、８
は冷媒、９は冷媒通路（開口部）を示す。
【０００４】このような２次元ＬＤアレイ素子２を固体
レーザの励起光源として用いたＬＤ励起固体レーザは、
従来のランプを励起光源としたランプ励起固体レーザに
対して高効率なレーザ発振器を構成するこができるた
め、次世代レーザとして期待されている。
レーザの励起光源として用いたＬＤ励起固体レーザは、
従来のランプを励起光源としたランプ励起固体レーザに
対して高効率なレーザ発振器を構成するこができるた
め、次世代レーザとして期待されている。
【０００５】その理由は、ランプ励起固体レーザの場合
は、ランプ光の発光スペクトルが固体レーザ媒質の吸収
スペクトル半値幅に対して広帯域であるため、固体レー
ザの発振に寄与できる励起エネルギが極く僅かである
が、ＬＤ励起固体レーザの場合は、２次元ＬＤアレイ素
子２のレーザ光７の発光スペクトルがランプ光に比べて
狭帯域であるため、固体レーザ媒質の吸収スペクトルと
整合させることが可能であり、固体レーザの発振に寄与
できる励起エネルギの割合が多いためである。
は、ランプ光の発光スペクトルが固体レーザ媒質の吸収
スペクトル半値幅に対して広帯域であるため、固体レー
ザの発振に寄与できる励起エネルギが極く僅かである
が、ＬＤ励起固体レーザの場合は、２次元ＬＤアレイ素
子２のレーザ光７の発光スペクトルがランプ光に比べて
狭帯域であるため、固体レーザ媒質の吸収スペクトルと
整合させることが可能であり、固体レーザの発振に寄与
できる励起エネルギの割合が多いためである。
【０００６】理想的には、全てのレーザ光７の発光スペ
クトルを固体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に
整合させることにより、高効率発振が得られる。
クトルを固体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に
整合させることにより、高効率発振が得られる。
【０００７】しかし、従来は、２次元ＬＤアレイ素子の
発振スペクトルが固体レーザ媒質の吸収スペクトルに十
分整合しているとはいえない。以下、図６及び図７によ
り、その理由を説明する。
発振スペクトルが固体レーザ媒質の吸収スペクトルに十
分整合しているとはいえない。以下、図６及び図７によ
り、その理由を説明する。
【０００８】図６は従来例の２次元に集積化された２次
元ＬＤアレイ素子２０の構造を示し、各１次元ＬＤアレ
イ素子１−１、１−２、１−３に電流を通すことによ
り、各々の１次元ＬＤアレイ素子毎にレーザ光２１−
１、２１−２、２１−３が発振する。この時、各１次元
ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３が発熱するため
に、除熱が必要である。
元ＬＤアレイ素子２０の構造を示し、各１次元ＬＤアレ
イ素子１−１、１−２、１−３に電流を通すことによ
り、各々の１次元ＬＤアレイ素子毎にレーザ光２１−
１、２１−２、２１−３が発振する。この時、各１次元
ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３が発熱するため
に、除熱が必要である。
【０００９】図６の従来例では、各１次元ＬＤアレイ素
子１−１、１−２、１−３をマイクロチャネル３で挟み
込み、各マイクロチャネル３の冷媒通路（開口部）９に
冷媒を通すことにより、除熱を行う。図示のマイクロチ
ャネル３は直接冷却型と呼ばれるものである。なお、マ
イクロチャネル３の部分が単なるヒートシンクのみであ
る間接冷却型のマイクロチャネルも存在しているが、本
発明の原理としては同一であるため、前者（直接冷却
型）で説明する。各マイクロチャネル３と各１次元ＬＤ
アレイ素子１−１、１−２、１−３との間には、接触熱
抵抗の低減のため、接合材５例えばインジウム等のシー
トを挿入して接合されている。接合材５は熱伝導率が高
く、かつ、低融点の導電体材料であれば良い。従来例で
は、各接合材５の厚み及び材質は同一であり、また、各
マイクロチャネル３の冷媒通路の断面積も同一である。
子１−１、１−２、１−３をマイクロチャネル３で挟み
込み、各マイクロチャネル３の冷媒通路（開口部）９に
冷媒を通すことにより、除熱を行う。図示のマイクロチ
ャネル３は直接冷却型と呼ばれるものである。なお、マ
イクロチャネル３の部分が単なるヒートシンクのみであ
る間接冷却型のマイクロチャネルも存在しているが、本
発明の原理としては同一であるため、前者（直接冷却
型）で説明する。各マイクロチャネル３と各１次元ＬＤ
アレイ素子１−１、１−２、１−３との間には、接触熱
抵抗の低減のため、接合材５例えばインジウム等のシー
トを挿入して接合されている。接合材５は熱伝導率が高
く、かつ、低融点の導電体材料であれば良い。従来例で
は、各接合材５の厚み及び材質は同一であり、また、各
マイクロチャネル３の冷媒通路の断面積も同一である。
【００１０】ところで、各１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３の素子特性として、図７にλp21 、
λp22 、λp23 で示すように、例えば発振スペクトルの
ピーク波長が同一のものはなくバラツキが存在している
ため、固体レーザ媒質の吸収スペクトル１０に対して完
全には波長同調ができず、固体レーザの発振効率を低下
させる原因となっている。
１、１−２、１−３の素子特性として、図７にλp21 、
λp22 、λp23 で示すように、例えば発振スペクトルの
ピーク波長が同一のものはなくバラツキが存在している
ため、固体レーザ媒質の吸収スペクトル１０に対して完
全には波長同調ができず、固体レーザの発振効率を低下
させる原因となっている。
【００１１】例えば、ＧａＡｌＡｓ系の近赤外ＬＤで
は、ピーク波長のバラツキにとして−３〜５ｎｍから＋
３〜５ｎｍ存在する。一方、固体レーザ媒質としてＮｄ
イオンをドープしたＹＡＧ結晶の場合、その吸収スペク
トルのピーク波長の半値全幅は約３ｎｍである。従っ
て、このようなバラツキの存在では、２次元近赤外ＬＤ
アレイ素子のレーザ光はＹＡＧレーザに対して波長同調
ができない。
は、ピーク波長のバラツキにとして−３〜５ｎｍから＋
３〜５ｎｍ存在する。一方、固体レーザ媒質としてＮｄ
イオンをドープしたＹＡＧ結晶の場合、その吸収スペク
トルのピーク波長の半値全幅は約３ｎｍである。従っ
て、このようなバラツキの存在では、２次元近赤外ＬＤ
アレイ素子のレーザ光はＹＡＧレーザに対して波長同調
ができない。
【００１２】なお、図７中、λａは固体レーザ媒質の吸
収スペクトル１０のピーク波長、λp21 は１次元ＬＤア
レイ素子１−１のレーザ光２１−１のピーク波長、λp
22 は１次元ＬＤアレイ素子１−２のレーザ光２１−２
のピーク波長、λp23 は１次元ＬＤアレイ素子１−３の
レーザ光２１−３のピーク波長を示している。
収スペクトル１０のピーク波長、λp21 は１次元ＬＤア
レイ素子１−１のレーザ光２１−１のピーク波長、λp
22 は１次元ＬＤアレイ素子１−２のレーザ光２１−２
のピーク波長、λp23 は１次元ＬＤアレイ素子１−３の
レーザ光２１−３のピーク波長を示している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の課題
は、上記従来技術の問題点に鑑み、２次元ＬＤアレイ素
子を構成する複数の１次元ＬＤアレイ素子の各発振波長
のピークを所定帯域内、例えば固体レーザ媒質の吸収ス
ペクトル半値全幅内に収めることにある。
は、上記従来技術の問題点に鑑み、２次元ＬＤアレイ素
子を構成する複数の１次元ＬＤアレイ素子の各発振波長
のピークを所定帯域内、例えば固体レーザ媒質の吸収ス
ペクトル半値全幅内に収めることにある。
【００１４】本発明の第２の課題は、上記従来技術の問
題点に鑑み、ＬＤ励起固体レーザの発振効率を向上させ
ることにある。
題点に鑑み、ＬＤ励起固体レーザの発振効率を向上させ
ることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】第１の課題を解決する２
次元ＬＤアレイ素子は、（１）複数の１次元ＬＤアレイ
素子を集積化してなる２次元ＬＤアレイ素子において、
１次元ＬＤアレイ素子の温度を相対的に異ならせ、各１
次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを所定の帯域内
に収める温度制御手段を具備することを特徴とし、
（２）あるいは、前記温度制御手段が各１次元ＬＤアレ
イ素子と冷却構造体との間の接合材からなり、該温度制
御手段を構成する複数の接合材の厚みが相対的に異な
り、この厚みの差による接合材間の相対的な熱抵抗の変
化で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを固
体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めること
を特徴とし、（３）あるいは、前記温度制御手段が各１
次元ＬＤアレイ素子と冷却構造体との間の接合材からな
り、該温度制御手段を構成する複数の接合材の材質が相
対的に異なり、この材質の差による接合材間の相対的な
熱抵抗の変化で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長の
ピークを固体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に
収めることを特徴とし、（４）あるいは、前記温度制御
手段が各１次元ＬＤアレイ素子を冷却するマイクロチャ
ネルからなり、該温度制御手段を構成する複数のマイク
ロチャネルの冷媒通路断面積と１次元ＬＤアレイ素子と
接合するマイクロチャネル側面の肉厚が相対的に異な
り、これら冷媒通路断面積と肉厚の差によるマイクロチ
ャネル間の相対的な冷却能力の変化で、各１次元ＬＤア
レイ素子の発振波長のピークを固体レーザ媒質の吸収ス
ペクトル半値全幅内に収めることを特徴とする。
次元ＬＤアレイ素子は、（１）複数の１次元ＬＤアレイ
素子を集積化してなる２次元ＬＤアレイ素子において、
１次元ＬＤアレイ素子の温度を相対的に異ならせ、各１
次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを所定の帯域内
に収める温度制御手段を具備することを特徴とし、
（２）あるいは、前記温度制御手段が各１次元ＬＤアレ
イ素子と冷却構造体との間の接合材からなり、該温度制
御手段を構成する複数の接合材の厚みが相対的に異な
り、この厚みの差による接合材間の相対的な熱抵抗の変
化で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを固
体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めること
を特徴とし、（３）あるいは、前記温度制御手段が各１
次元ＬＤアレイ素子と冷却構造体との間の接合材からな
り、該温度制御手段を構成する複数の接合材の材質が相
対的に異なり、この材質の差による接合材間の相対的な
熱抵抗の変化で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長の
ピークを固体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に
収めることを特徴とし、（４）あるいは、前記温度制御
手段が各１次元ＬＤアレイ素子を冷却するマイクロチャ
ネルからなり、該温度制御手段を構成する複数のマイク
ロチャネルの冷媒通路断面積と１次元ＬＤアレイ素子と
接合するマイクロチャネル側面の肉厚が相対的に異な
り、これら冷媒通路断面積と肉厚の差によるマイクロチ
ャネル間の相対的な冷却能力の変化で、各１次元ＬＤア
レイ素子の発振波長のピークを固体レーザ媒質の吸収ス
ペクトル半値全幅内に収めることを特徴とする。
【００１６】第２の課題を解決するＬＤ励起固体レーザ
は、上記いずれかの２次元ＬＤアレイ素子と、この２次
元ＬＤアレイ素子を励起光源とする固体レーザからなる
こと特徴とする。
は、上記いずれかの２次元ＬＤアレイ素子と、この２次
元ＬＤアレイ素子を励起光源とする固体レーザからなる
こと特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図１、図３及び図５によ
り、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は第１
の実施の形態に係る２次元ＬＤアレイ素子の詳細構成を
示す断面図、図３は固体レーザ媒質の吸収スペクトル分
布と各１次元ＬＤアレイ素子の発振スペクトル分布を示
す図、図５は２次元ＬＤアレイ素子の全体構成を示す鳥
瞰図である。
り、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は第１
の実施の形態に係る２次元ＬＤアレイ素子の詳細構成を
示す断面図、図３は固体レーザ媒質の吸収スペクトル分
布と各１次元ＬＤアレイ素子の発振スペクトル分布を示
す図、図５は２次元ＬＤアレイ素子の全体構成を示す鳥
瞰図である。
【００１８】図５において、４枚のＧａＡｌＡｓ系の１
次元ＬＤアレイ素子１を積み重ねて２次元ＬＤアレイ素
子２を構成している。各１次元ＬＤアレイ素子１は冷却
構造体としてのマイクロチャネル３で挟まれている。ま
た、各１次元ＬＤアレイ素子１の回りは絶縁材４で囲ま
れている。
次元ＬＤアレイ素子１を積み重ねて２次元ＬＤアレイ素
子２を構成している。各１次元ＬＤアレイ素子１は冷却
構造体としてのマイクロチャネル３で挟まれている。ま
た、各１次元ＬＤアレイ素子１の回りは絶縁材４で囲ま
れている。
【００１９】図１に示す例では、２次元ＬＤアレイ素子
２は３枚の１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−
３からなり、各マイクロチャネル３と各１次元ＬＤアレ
イ素子１−１、１−２、１−３の間には、接合材５−
１、５−２、５−３としてインジウムシートを挿入し、
それぞれで接合を行っている。図１では１次元ＬＤアレ
イ素子の枚数が３つの場合であるが、この限りでない。
２は３枚の１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−
３からなり、各マイクロチャネル３と各１次元ＬＤアレ
イ素子１−１、１−２、１−３の間には、接合材５−
１、５−２、５−３としてインジウムシートを挿入し、
それぞれで接合を行っている。図１では１次元ＬＤアレ
イ素子の枚数が３つの場合であるが、この限りでない。
【００２０】各マイクロチャネル３は導電体であり、図
５の如く電流６を通すことにより、図１に示すように、
各１次元アレイ素子１−１、１−２、１−３からレーザ
光７−１、７−２、７−３を取り出すことができる。各
１次元アレイ素子１−１、１−２、１−３への入力エネ
ルギに対して、レーザ光７として取り出したエネルギの
残りは、各１次元アレイ素子１−１、１−２、１−３の
発熱となる。この発熱を除去するために、マイクロチャ
ネル３の開口部（冷媒通路）９に冷媒８として冷却水を
通す。
５の如く電流６を通すことにより、図１に示すように、
各１次元アレイ素子１−１、１−２、１−３からレーザ
光７−１、７−２、７−３を取り出すことができる。各
１次元アレイ素子１−１、１−２、１−３への入力エネ
ルギに対して、レーザ光７として取り出したエネルギの
残りは、各１次元アレイ素子１−１、１−２、１−３の
発熱となる。この発熱を除去するために、マイクロチャ
ネル３の開口部（冷媒通路）９に冷媒８として冷却水を
通す。
【００２１】この例で適用したＧａＡｌＡｓ系１次元Ｌ
Ｄアレイ素子１−１、１−２、１−３等では一般に、そ
の材料に応じた発振スペクトルの温度依存性が存在す
る。この１次元ＬＤアレイ素子の利得が最大となる波長
（ピーク波長）の温度変化は、数１に示すように半導体
材料のバンドギャップエネルギＥｇの温度変化が支配的
となっており、ＧａＡｌＡｓ系での各物性値を用いる
と、約０．２７ｎｍ／ｄｅｇ．である。
Ｄアレイ素子１−１、１−２、１−３等では一般に、そ
の材料に応じた発振スペクトルの温度依存性が存在す
る。この１次元ＬＤアレイ素子の利得が最大となる波長
（ピーク波長）の温度変化は、数１に示すように半導体
材料のバンドギャップエネルギＥｇの温度変化が支配的
となっており、ＧａＡｌＡｓ系での各物性値を用いる
と、約０．２７ｎｍ／ｄｅｇ．である。
【００２２】
【数１】ｄλ／ｄＴ＝−ｈｃ／Ｅｇ（ｄＥｇ／ｄＴ） ここで、λ：発振波長、 Ｔ：温度、 ｈ：プランク定数、 ｃ：光速、 Ｅｇ：半導体材料のバンドギャップ、 ｄＥｇ／ｄＴ：バンドギャップの温度変化係数。
【００２３】そこで、２次元ＬＤアレイ素子２に任意の
温度制御手段を設け、１次元ＬＤアレイ素子１−１、１
−２、１−３の温度Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13を相対的に増加ま
たは低下させると、上記温度変化係数ｄλ／ｄＴに従っ
て発振波長を長波長側または短波長側にシフトさせるこ
とができる。
温度制御手段を設け、１次元ＬＤアレイ素子１−１、１
−２、１−３の温度Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13を相対的に増加ま
たは低下させると、上記温度変化係数ｄλ／ｄＴに従っ
て発振波長を長波長側または短波長側にシフトさせるこ
とができる。
【００２４】しかも、その波長シフト量Δλは上記の温
度変化係数ｄλ／ｄＴで推定できるため、必要な波長シ
フト量Δλに対応した温度の増減を行うことにより、図
３に示すように、全ての１次元ＬＤアレイ素子１−１、
１−２、１−３において、レーザ光７−１、７−２、７
−３の発振スペクトルのピーク波長λp11 、λp12 、λ
p13 を固体レーザ媒質の吸収スペクトル１０の半値全幅
内等、所定の帯域内に収めることができる。つまり、２
次元ＬＤアレイ素子２の発振波長が狭帯域化し、固体レ
ーザ媒質の吸収スペクトル１０に良く整合する。
度変化係数ｄλ／ｄＴで推定できるため、必要な波長シ
フト量Δλに対応した温度の増減を行うことにより、図
３に示すように、全ての１次元ＬＤアレイ素子１−１、
１−２、１−３において、レーザ光７−１、７−２、７
−３の発振スペクトルのピーク波長λp11 、λp12 、λ
p13 を固体レーザ媒質の吸収スペクトル１０の半値全幅
内等、所定の帯域内に収めることができる。つまり、２
次元ＬＤアレイ素子２の発振波長が狭帯域化し、固体レ
ーザ媒質の吸収スペクトル１０に良く整合する。
【００２５】以下、詳細に説明する。各１次元ＬＤアレ
イ素子１−１、１−２、１−３の発振波長にはバラツキ
が存在するので、この例では、１次元ＬＤアレイ素子１
−２の発振スペクトルのピーク波長λp12 が或る温度で
固体レーザ媒質の吸収スペクトルのピーク波長λａと一
致しており、次の１次元ＬＤアレイ素子１−１は同一温
度では１次元ＬＤアレイ素子１−２より長波長側λp11
で発振し、残りの１次元ＬＤアレイ素子１−３は同一温
度では１次元ＬＤアレイ素子１−２より短波長側λp13
で発振するものとする。この時、各々の発振波長差は、
数２で与えられる。
イ素子１−１、１−２、１−３の発振波長にはバラツキ
が存在するので、この例では、１次元ＬＤアレイ素子１
−２の発振スペクトルのピーク波長λp12 が或る温度で
固体レーザ媒質の吸収スペクトルのピーク波長λａと一
致しており、次の１次元ＬＤアレイ素子１−１は同一温
度では１次元ＬＤアレイ素子１−２より長波長側λp11
で発振し、残りの１次元ＬＤアレイ素子１−３は同一温
度では１次元ＬＤアレイ素子１−２より短波長側λp13
で発振するものとする。この時、各々の発振波長差は、
数２で与えられる。
【００２６】
【数２】Δλ+ ＝λp11 −λp12 Δλ- ＝λp13 −λp12
【００２７】この発振波長差Δλ+ 、Δλ- に相当する
分、温度制御手段により１次元ＬＤアレイ素子１−１と
１−３の温度を低下または増加させる。これにより、各
１次元ＬＤアレイ素子１−１と１−３の発振スペクトル
のピーク波長λp11 、λp13は、１次元ＬＤアレイ素子
１−２の発振スペクトルのピーク波長λp12 と一致する
方向に波長シフトし、かつ、全ての１次元ＬＤアレイ素
子１−１、１−２、１−３の発振スペクトルのピーク波
長λp11 、λp12 、λp13 が固体レーザ媒質の吸収スペ
クトル半値全幅内に狭帯域化する。
分、温度制御手段により１次元ＬＤアレイ素子１−１と
１−３の温度を低下または増加させる。これにより、各
１次元ＬＤアレイ素子１−１と１−３の発振スペクトル
のピーク波長λp11 、λp13は、１次元ＬＤアレイ素子
１−２の発振スペクトルのピーク波長λp12 と一致する
方向に波長シフトし、かつ、全ての１次元ＬＤアレイ素
子１−１、１−２、１−３の発振スペクトルのピーク波
長λp11 、λp12 、λp13 が固体レーザ媒質の吸収スペ
クトル半値全幅内に狭帯域化する。
【００２８】この場合、波長シフト量Δλ+ 、Δλ- は
前記の温度変化係数ｄλ／ｄＴで推定できるため、必要
な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応した温度の増減を
行うことができる。
前記の温度変化係数ｄλ／ｄＴで推定できるため、必要
な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応した温度の増減を
行うことができる。
【００２９】本例では、各１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３とこれらを冷却している冷媒との間
の熱抵抗を、必要な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応
して相対的に増減することにより、全ての１次元ＬＤア
レイ素子１−１、１−２、１−３の発振スペクトルのピ
ーク波長λp11 、λp12 、λp13 を固体レーザ媒質の吸
収スペクトル１０の半値全幅内に狭帯域化するものとし
ている。
１、１−２、１−３とこれらを冷却している冷媒との間
の熱抵抗を、必要な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応
して相対的に増減することにより、全ての１次元ＬＤア
レイ素子１−１、１−２、１−３の発振スペクトルのピ
ーク波長λp11 、λp12 、λp13 を固体レーザ媒質の吸
収スペクトル１０の半値全幅内に狭帯域化するものとし
ている。
【００３０】即ち、各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１
−２、１−３とこれらを冷却している冷媒との間の熱抵
抗を相対的に変えると、各１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３の温度Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13が相対的に
増加または低下し、最終的には、各１次元ＬＤアレイ素
子１−１、１−２、１−３の発振スペクトルのピーク波
長λp11 、λp12 、λp13 が相対的に長波長側はまたは
短波長側へシフトする。そして、波長シフト量Δλ+ 、
Δλ- は前記の温度変化係数ｄλ／ｄＴで推定できるこ
とから、必要な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応した
熱抵抗の増減を行うことができ、全ての１次元ＬＤアレ
イ素子１−１、１−２、１−３の発振スペクトルのピー
ク波長λp11 、λp12 、λp13 を固体レーザ媒質の吸収
スペクトル１０の半値全幅内に狭帯域化することができ
る。
−２、１−３とこれらを冷却している冷媒との間の熱抵
抗を相対的に変えると、各１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３の温度Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13が相対的に
増加または低下し、最終的には、各１次元ＬＤアレイ素
子１−１、１−２、１−３の発振スペクトルのピーク波
長λp11 、λp12 、λp13 が相対的に長波長側はまたは
短波長側へシフトする。そして、波長シフト量Δλ+ 、
Δλ- は前記の温度変化係数ｄλ／ｄＴで推定できるこ
とから、必要な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応した
熱抵抗の増減を行うことができ、全ての１次元ＬＤアレ
イ素子１−１、１−２、１−３の発振スペクトルのピー
ク波長λp11 、λp12 、λp13 を固体レーザ媒質の吸収
スペクトル１０の半値全幅内に狭帯域化することができ
る。
【００３１】具体的には、図１に示す例では、温度制御
手段を接合材（インジウムシート）５−１、５−２、５
−３で構成し、それらの厚みｔ11、ｔ12、ｔ13の相対的
な変化で、熱抵抗を相対的に変化させて温度制御を行っ
ている。
手段を接合材（インジウムシート）５−１、５−２、５
−３で構成し、それらの厚みｔ11、ｔ12、ｔ13の相対的
な変化で、熱抵抗を相対的に変化させて温度制御を行っ
ている。
【００３２】ここで、固体レーザ媒質の吸収スペクトル
のピーク波長λa と一致させることができる場合のマイ
クロチャネル３と１次元ＬＤアレイ素子１−２の間の接
合材（例えばインジウムシート）５−２の厚みをｔ12と
する。次に、この１次元ＬＤアレイ素子１−２の発振波
長λp12 より長波長λp11 の１次元ＬＤアレイ素子１−
１とマイクロチャネル３の間の接合材５−１の厚みをｔ
11とする。残りの短波長λp13 の１次元ＬＤアレイ素子
１−３とマイクロチャネル３の間の接合材５−３の厚み
をｔ13とする。これら接合材５−１、５−２、５−３の
厚みは、ｔ13＜ｔ12＜ｔ11となるように設定してある。
のピーク波長λa と一致させることができる場合のマイ
クロチャネル３と１次元ＬＤアレイ素子１−２の間の接
合材（例えばインジウムシート）５−２の厚みをｔ12と
する。次に、この１次元ＬＤアレイ素子１−２の発振波
長λp12 より長波長λp11 の１次元ＬＤアレイ素子１−
１とマイクロチャネル３の間の接合材５−１の厚みをｔ
11とする。残りの短波長λp13 の１次元ＬＤアレイ素子
１−３とマイクロチャネル３の間の接合材５−３の厚み
をｔ13とする。これら接合材５−１、５−２、５−３の
厚みは、ｔ13＜ｔ12＜ｔ11となるように設定してある。
【００３３】このように、発振波長のバラツキに従って
接合材５−１、５−２、５−３の厚みを相対的に変える
ことにより、各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、
１−３とこれらを冷却している冷媒との間の熱抵抗が増
加または低下し、各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−
２、１−３の温度Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13が相対的に増加また
は低下し、最終的には、各１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３の発振スペクトルのピーク波長λp
11 、λp12 、λp13 が相対的に長波長側はまたは短波
長側へシフトする。しかも、その波長シフト量Δλ+ 、
Δλ- は前記の温度変化係数ｄλ／ｄＴで推定できるた
め、必要な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応した熱抵
抗の増減を接合材５−１、５−２、５−３の厚みの変化
で行うことにより、全ての１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３の発振スペクトルのピーク波長λp
11 、λp12 、λp13 が固体レーザ媒質の吸収スペクト
ル１０の半値全幅内に狭帯域化する。
接合材５−１、５−２、５−３の厚みを相対的に変える
ことにより、各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、
１−３とこれらを冷却している冷媒との間の熱抵抗が増
加または低下し、各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−
２、１−３の温度Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13が相対的に増加また
は低下し、最終的には、各１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３の発振スペクトルのピーク波長λp
11 、λp12 、λp13 が相対的に長波長側はまたは短波
長側へシフトする。しかも、その波長シフト量Δλ+ 、
Δλ- は前記の温度変化係数ｄλ／ｄＴで推定できるた
め、必要な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応した熱抵
抗の増減を接合材５−１、５−２、５−３の厚みの変化
で行うことにより、全ての１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３の発振スペクトルのピーク波長λp
11 、λp12 、λp13 が固体レーザ媒質の吸収スペクト
ル１０の半値全幅内に狭帯域化する。
【００３４】つまり、１次元ＬＤアレイ素子１−１、１
−３とそれを挟むマイクロチャネル３との間のインジウ
ムシート等の接合材５−１、５−３の厚みｔ11、ｔ13を
波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に応じて、ｔ11＜ｔ12＜ｔ
13となるように挿入することにより、バラツキのある１
次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の発振スペ
クトルのピーク波長λp11 、λp12 、λp13 を固体レー
ザ媒質の吸収スペクトル１０の半値全幅内に波長シフト
させ、波長同調を可能にしている。従って、ＬＤ励起固
体レーザ本来の高効率発振が可能となる。
−３とそれを挟むマイクロチャネル３との間のインジウ
ムシート等の接合材５−１、５−３の厚みｔ11、ｔ13を
波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に応じて、ｔ11＜ｔ12＜ｔ
13となるように挿入することにより、バラツキのある１
次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の発振スペ
クトルのピーク波長λp11 、λp12 、λp13 を固体レー
ザ媒質の吸収スペクトル１０の半値全幅内に波長シフト
させ、波長同調を可能にしている。従って、ＬＤ励起固
体レーザ本来の高効率発振が可能となる。
【００３５】上記は接合材５−１、５−２、５−３の厚
みｔ11、ｔ12、ｔ13を適正化することによりバラツキの
ある１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の発
振スペクトルのピーク波長λp11 、λp12 、λp13 を固
体レーザ媒質の吸収スペクトル１０の半値全幅内に波長
シフトさせて波長同調を可能にしたが、厚みの代わり
に、接合材５−１、５−２、５−３の材質を変えて適正
化しても同様に目的を達成することができる。
みｔ11、ｔ12、ｔ13を適正化することによりバラツキの
ある１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の発
振スペクトルのピーク波長λp11 、λp12 、λp13 を固
体レーザ媒質の吸収スペクトル１０の半値全幅内に波長
シフトさせて波長同調を可能にしたが、厚みの代わり
に、接合材５−１、５−２、５−３の材質を変えて適正
化しても同様に目的を達成することができる。
【００３６】即ち、接合材５−１、５−２、５−３の材
質を発振波長のバラツキに従って相対的に変えると、各
１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３とこれら
を冷却している冷媒との間の熱抵抗が相対的に変わり、
各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の温度
Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13が相対的に増加または低下し、各１次
元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の発振スペク
トルのピーク波長λp1 1 、λp12 、λp13 が相対的に長
波長側はまたは短波長側へシフトする。そして、波長シ
フト量Δλ+ 、Δλ- が前記の温度変化係数ｄλ／ｄＴ
で推定できるため、接合材５−１、５−３の材質を必要
な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応したものに変える
ことにより、全ての１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−
２、１−３の発振スペクトルのピーク波長λp11 、λp
12 、λp13 が固体レーザ媒質の吸収スペクトル１０の
半値全幅内に狭帯域化する。
質を発振波長のバラツキに従って相対的に変えると、各
１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３とこれら
を冷却している冷媒との間の熱抵抗が相対的に変わり、
各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の温度
Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13が相対的に増加または低下し、各１次
元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の発振スペク
トルのピーク波長λp1 1 、λp12 、λp13 が相対的に長
波長側はまたは短波長側へシフトする。そして、波長シ
フト量Δλ+ 、Δλ- が前記の温度変化係数ｄλ／ｄＴ
で推定できるため、接合材５−１、５−３の材質を必要
な波長シフト量Δλ+ 、Δλ- に対応したものに変える
ことにより、全ての１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−
２、１−３の発振スペクトルのピーク波長λp11 、λp
12 、λp13 が固体レーザ媒質の吸収スペクトル１０の
半値全幅内に狭帯域化する。
【００３７】次に、図２、図３及び図５により、本発明
の第２の実施の形態を説明する。図２は第２の実施の形
態に係る２次元ＬＤアレイ素子の詳細構成を示す断面
図、図３は固体レーザ媒質の吸収スペクトル分布と各１
次元ＬＤアレイ素子の発振スペクトル分布を示す図、図
５は２次元ＬＤアレイ素子の全体構成を示す鳥瞰図であ
る。
の第２の実施の形態を説明する。図２は第２の実施の形
態に係る２次元ＬＤアレイ素子の詳細構成を示す断面
図、図３は固体レーザ媒質の吸収スペクトル分布と各１
次元ＬＤアレイ素子の発振スペクトル分布を示す図、図
５は２次元ＬＤアレイ素子の全体構成を示す鳥瞰図であ
る。
【００３８】図２に示す２次元ＬＤアレイ素子２は３個
の１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３からな
る。各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の
発振スペクトルのピーク波長λp11 、λp12 、λp13 の
バラツキは、図１のものと同様に、λp11 ＞λp12 ＞λ
p13 であるとする。また、λp12 は固体レーザ媒質の吸
収スペクトル１０のピーク波長λa と同じであるとす
る。
の１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３からな
る。各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３の
発振スペクトルのピーク波長λp11 、λp12 、λp13 の
バラツキは、図１のものと同様に、λp11 ＞λp12 ＞λ
p13 であるとする。また、λp12 は固体レーザ媒質の吸
収スペクトル１０のピーク波長λa と同じであるとす
る。
【００３９】図２に示す２次元ＬＤアレイ素子２では、
各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３とそれ
らを挟むマイクロチャネル３−１、３−２、３−３、３
−４との間の接合材５は、厚み及び材質ともに同一のも
のである。
各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３とそれ
らを挟むマイクロチャネル３−１、３−２、３−３、３
−４との間の接合材５は、厚み及び材質ともに同一のも
のである。
【００４０】そこで、図２の例では、温度制御手段を各
１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３を冷却す
るマイクロチャネル３−１、３−２、３−３、３−４で
構成し、各マイクロチャネル３−１、３−２、３−３、
３−４の冷媒通路（開口部）９−１、９−２、９−３、
９−４の断面積、並びに、各１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３と接合する側の各マイクロチャネル
３−１、３−２、３−３、３−４の側面の肉厚ｔ212 、
ｔ221 、ｔ222 、ｔ231 、ｔ232 、ｔ241 を、相対的に
変化させることにより冷却能力を相対的に変化させ、結
果的に各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３
の相対的な温度制御を行っている。
１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３を冷却す
るマイクロチャネル３−１、３−２、３−３、３−４で
構成し、各マイクロチャネル３−１、３−２、３−３、
３−４の冷媒通路（開口部）９−１、９−２、９−３、
９−４の断面積、並びに、各１次元ＬＤアレイ素子１−
１、１−２、１−３と接合する側の各マイクロチャネル
３−１、３−２、３−３、３−４の側面の肉厚ｔ212 、
ｔ221 、ｔ222 、ｔ231 、ｔ232 、ｔ241 を、相対的に
変化させることにより冷却能力を相対的に変化させ、結
果的に各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−３
の相対的な温度制御を行っている。
【００４１】具体的には、固体レーザ媒質の吸収スペク
トルのピーク波長λa より長波長側のλp11 を発振する
１次元ＬＤアレイ素子１−１に接合されるマイクロチャ
ネル３−１、３−２の冷媒通路９−１、９−２の断面積
を相対的に拡大し、１次元ＬＤアレイ素子１−１に接合
する側のマイクロチャネル３−１、３−２の側面の肉厚
ｔ212 、ｔ221 を相対的に薄くすることにより、同１次
元ＬＤアレイ素子１−１に対する冷却能力を向上させ、
相対的に温度を低下させている。これにより１次元ＬＤ
アレイ素子１−１はより短波長側へシフトするため、固
体レーザ媒質の吸収スペクトルのピーク波長λa に近づ
く。
トルのピーク波長λa より長波長側のλp11 を発振する
１次元ＬＤアレイ素子１−１に接合されるマイクロチャ
ネル３−１、３−２の冷媒通路９−１、９−２の断面積
を相対的に拡大し、１次元ＬＤアレイ素子１−１に接合
する側のマイクロチャネル３−１、３−２の側面の肉厚
ｔ212 、ｔ221 を相対的に薄くすることにより、同１次
元ＬＤアレイ素子１−１に対する冷却能力を向上させ、
相対的に温度を低下させている。これにより１次元ＬＤ
アレイ素子１−１はより短波長側へシフトするため、固
体レーザ媒質の吸収スペクトルのピーク波長λa に近づ
く。
【００４２】一方、固体レーザ媒質の吸収スペクトルの
ピーク波長λa より短波長側のλp1 3 を発振する１次元
ＬＤアレイ素子１−３に接合されるマイクロチャネル３
−３、３−４の冷媒通路９−３、９−４の断面積を相対
的に縮小し、同１次元ＬＤアレイ素子１−３に接合する
側のマイクロチャネル３−３、３−４の側面の肉厚ｔ
232 、ｔ241 を相対的に厚くすることにより、１次元Ｌ
Ｄアレイ素子１−３に対する冷却能力を低下させ、相対
的に温度を上昇させている。これにより１次元ＬＤアレ
イ素子１−３はより長波長側へシフトするため、固体レ
ーザ媒質の吸収スペクトルのピーク波長λa に近づく。
ピーク波長λa より短波長側のλp1 3 を発振する１次元
ＬＤアレイ素子１−３に接合されるマイクロチャネル３
−３、３−４の冷媒通路９−３、９−４の断面積を相対
的に縮小し、同１次元ＬＤアレイ素子１−３に接合する
側のマイクロチャネル３−３、３−４の側面の肉厚ｔ
232 、ｔ241 を相対的に厚くすることにより、１次元Ｌ
Ｄアレイ素子１−３に対する冷却能力を低下させ、相対
的に温度を上昇させている。これにより１次元ＬＤアレ
イ素子１−３はより長波長側へシフトするため、固体レ
ーザ媒質の吸収スペクトルのピーク波長λa に近づく。
【００４３】最後に、固体レーザ媒質の吸収スペクトル
のピーク波長λa に一致した波長λp12 を発振する１次
元ＬＤアレイ素子１−２については、上記の結果、同１
次元ＬＤアレイ素子１−２に接合されるマイクロチャネ
ル３−２の冷媒通路９−２の断面積は相対的に拡大しマ
イクロチャネル３−３の冷媒通路９−３の断面積は相対
的に縮小しているが、同１次元ＬＤアレイ素子１−２に
接合する側のマイクロチャネル３−２の側面の肉厚ｔ
222 を相対的に厚くし、マイクロチャネル３−３の側面
の肉厚ｔ231 を相対的に薄くすることにより、１次元Ｌ
Ｄアレイ素子１−２対する冷却能力が変わらないように
している。従って、１次元ＬＤアレイ素子１−２は固体
レーザ媒質の吸収スペクトルのピーク波長λa と一致し
たピーク波長λp12 のレーザ光７−２を発振する。
のピーク波長λa に一致した波長λp12 を発振する１次
元ＬＤアレイ素子１−２については、上記の結果、同１
次元ＬＤアレイ素子１−２に接合されるマイクロチャネ
ル３−２の冷媒通路９−２の断面積は相対的に拡大しマ
イクロチャネル３−３の冷媒通路９−３の断面積は相対
的に縮小しているが、同１次元ＬＤアレイ素子１−２に
接合する側のマイクロチャネル３−２の側面の肉厚ｔ
222 を相対的に厚くし、マイクロチャネル３−３の側面
の肉厚ｔ231 を相対的に薄くすることにより、１次元Ｌ
Ｄアレイ素子１−２対する冷却能力が変わらないように
している。従って、１次元ＬＤアレイ素子１−２は固体
レーザ媒質の吸収スペクトルのピーク波長λa と一致し
たピーク波長λp12 のレーザ光７−２を発振する。
【００４４】このように、各マイクロチャネル３−１、
３−２、３−３、３−４の冷媒通路９−１、９−２、９
−３、９−４の断面積、並びに、各１次元ＬＤアレイ素
子１−１、１−２、１−３と接合する側の各マイクロチ
ャネル３−１、３−２、３−３、３−４の側面の肉厚ｔ
212 、ｔ221 、ｔ222 、ｔ231 、ｔ232 、ｔ241 を相対
的に変化させることにより、各１次元ＬＤアレイ素子１
−１、１−２、１−３に対する冷却能力が相対的に変化
する。その結果、各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−
２、１−３の温度が相対的に変化し、図３に示すよう
に、全ての１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−
３の発振スペクトルのピーク波長λp11 、λp12 、λp
13 が固体レーザ媒質の吸収スペクトル１０の半値全幅
内に狭帯域化する。従って、固体レーザとの波長同調が
可能となり、ＬＤ励起固体レーザ本来の高効率発振が可
能である。
３−２、３−３、３−４の冷媒通路９−１、９−２、９
−３、９−４の断面積、並びに、各１次元ＬＤアレイ素
子１−１、１−２、１−３と接合する側の各マイクロチ
ャネル３−１、３−２、３−３、３−４の側面の肉厚ｔ
212 、ｔ221 、ｔ222 、ｔ231 、ｔ232 、ｔ241 を相対
的に変化させることにより、各１次元ＬＤアレイ素子１
−１、１−２、１−３に対する冷却能力が相対的に変化
する。その結果、各１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−
２、１−３の温度が相対的に変化し、図３に示すよう
に、全ての１次元ＬＤアレイ素子１−１、１−２、１−
３の発振スペクトルのピーク波長λp11 、λp12 、λp
13 が固体レーザ媒質の吸収スペクトル１０の半値全幅
内に狭帯域化する。従って、固体レーザとの波長同調が
可能となり、ＬＤ励起固体レーザ本来の高効率発振が可
能である。
【００４５】次に、図４により、本発明の第３の実施の
形態を説明する。図４は第３の実施の形態に係るＬＤ励
起固体レーザの概略構成を示す図である。
形態を説明する。図４は第３の実施の形態に係るＬＤ励
起固体レーザの概略構成を示す図である。
【００４６】図４に示すＬＤ励起固体レーザ１１は、固
体レーザ媒質としてＮｄイオンをドープしたＹＡＧ結晶
を用いた固体レーザ１２の励起光源として、図１または
図２に示した温度制御手段を有する２次元ＬＤアレイ素
子２を用いたものである。上述したように２次元ＬＤア
レイ素子２はその温度制御手段により固体レーザ媒質の
吸収スペクトル半値全幅内に狭帯域化したレーザ光を発
振するので、本例のＬＤ励起固体レーザ１１は本来の高
い効率で発振することができる。
体レーザ媒質としてＮｄイオンをドープしたＹＡＧ結晶
を用いた固体レーザ１２の励起光源として、図１または
図２に示した温度制御手段を有する２次元ＬＤアレイ素
子２を用いたものである。上述したように２次元ＬＤア
レイ素子２はその温度制御手段により固体レーザ媒質の
吸収スペクトル半値全幅内に狭帯域化したレーザ光を発
振するので、本例のＬＤ励起固体レーザ１１は本来の高
い効率で発振することができる。
【００４７】なお、上記説明は全て２次元ＬＤアレイ素
子に上記温度制御手段を設けて各１次元ＬＤアレイ素子
の温度を相対的に変化させ、各１次元ＬＤアレイ素子の
発振スペクトルのピーク波長を所定の帯域内に狭帯域化
させるものであったが、同様の温度制御手段を１次元Ｌ
Ｄアレイ素子に設け、１次元ＬＤアレイ素子を構成する
各ＬＤ素子の各温度を相対的に変化させて、１次元ＬＤ
アレイ素子の発振スペクトルのピーク波長を所定の帯域
内に狭帯域化させることも可能である。
子に上記温度制御手段を設けて各１次元ＬＤアレイ素子
の温度を相対的に変化させ、各１次元ＬＤアレイ素子の
発振スペクトルのピーク波長を所定の帯域内に狭帯域化
させるものであったが、同様の温度制御手段を１次元Ｌ
Ｄアレイ素子に設け、１次元ＬＤアレイ素子を構成する
各ＬＤ素子の各温度を相対的に変化させて、１次元ＬＤ
アレイ素子の発振スペクトルのピーク波長を所定の帯域
内に狭帯域化させることも可能である。
【００４８】
【発明の効果】請求項１に記載の発明に係る２次元ＬＤ
アレイ素子によれば、複数の１次元ＬＤアレイ素子を集
積化してなる２次元ＬＤアレイ素子において、１次元Ｌ
Ｄアレイ素子の温度を相対的に異ならせ、各１次元ＬＤ
アレイ素子の発振波長のピークを所定の帯域内に収める
温度制御手段を具備することにより、発振スペクトルの
ピーク波長にバラツキがある複数の１次元ＬＤアレイ素
子で２次元ＬＤアレイ素子を構成しても、狭帯域のレー
ザ光を発振することができる。
アレイ素子によれば、複数の１次元ＬＤアレイ素子を集
積化してなる２次元ＬＤアレイ素子において、１次元Ｌ
Ｄアレイ素子の温度を相対的に異ならせ、各１次元ＬＤ
アレイ素子の発振波長のピークを所定の帯域内に収める
温度制御手段を具備することにより、発振スペクトルの
ピーク波長にバラツキがある複数の１次元ＬＤアレイ素
子で２次元ＬＤアレイ素子を構成しても、狭帯域のレー
ザ光を発振することができる。
【００４９】請求項２に記載の発明に係る２次元ＬＤア
レイ素子によれば、温度制御手段が各１次元ＬＤアレイ
素子と冷却構造体との間の接合材からなり、該温度制御
手段を構成する複数の接合材の厚みが相対的に異なり、
この厚みの差による接合材間の相対的な熱抵抗の変化
で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを固体
レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めることに
より、発振スペクトルのピーク波長にバラツキがある複
数の１次元ＬＤアレイ素子で２次元ＬＤアレイ素子が構
成されても、固体レーザの励起に適した狭帯域のレーザ
光を発振することができる。
レイ素子によれば、温度制御手段が各１次元ＬＤアレイ
素子と冷却構造体との間の接合材からなり、該温度制御
手段を構成する複数の接合材の厚みが相対的に異なり、
この厚みの差による接合材間の相対的な熱抵抗の変化
で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを固体
レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めることに
より、発振スペクトルのピーク波長にバラツキがある複
数の１次元ＬＤアレイ素子で２次元ＬＤアレイ素子が構
成されても、固体レーザの励起に適した狭帯域のレーザ
光を発振することができる。
【００５０】請求項３に記載の発明に係る２次元ＬＤア
レイ素子によれば、温度制御手段が各１次元ＬＤアレイ
素子と冷却構造体との間の接合材からなり、該温度制御
手段を構成する複数の接合材の材質が相対的に異なり、
この材質の差による接合材間の相対的な熱抵抗の変化
で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを固体
レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めることに
より、発振スペクトルのピーク波長にバラツキがある複
数の１次元ＬＤアレイ素子で２次元ＬＤアレイ素子が構
成されても、固体レーザの励起に適した狭帯域のレーザ
光を発振することができる。
レイ素子によれば、温度制御手段が各１次元ＬＤアレイ
素子と冷却構造体との間の接合材からなり、該温度制御
手段を構成する複数の接合材の材質が相対的に異なり、
この材質の差による接合材間の相対的な熱抵抗の変化
で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを固体
レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めることに
より、発振スペクトルのピーク波長にバラツキがある複
数の１次元ＬＤアレイ素子で２次元ＬＤアレイ素子が構
成されても、固体レーザの励起に適した狭帯域のレーザ
光を発振することができる。
【００５１】請求項４に記載の発明に係る２次元ＬＤア
レイ素子によれば、温度制御手段が各１次元ＬＤアレイ
素子を冷却するマイクロチャネルからなり、該温度制御
手段を構成する複数のマイクロチャネルの冷媒通路断面
積と１次元ＬＤアレイ素子と接合するマイクロチャネル
側面の肉厚が相対的に異なり、これら冷媒通路断面積と
肉厚の差によるマイクロチャネル間の相対的な冷却能力
の変化で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピーク
を固体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収める
ことにより、発振スペクトルのピーク波長にバラツキが
ある複数の１次元ＬＤアレイ素子で２次元ＬＤアレイ素
子が構成されても、固体レーザの励起に適した狭帯域の
レーザ光を発振することができる。
レイ素子によれば、温度制御手段が各１次元ＬＤアレイ
素子を冷却するマイクロチャネルからなり、該温度制御
手段を構成する複数のマイクロチャネルの冷媒通路断面
積と１次元ＬＤアレイ素子と接合するマイクロチャネル
側面の肉厚が相対的に異なり、これら冷媒通路断面積と
肉厚の差によるマイクロチャネル間の相対的な冷却能力
の変化で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピーク
を固体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収める
ことにより、発振スペクトルのピーク波長にバラツキが
ある複数の１次元ＬＤアレイ素子で２次元ＬＤアレイ素
子が構成されても、固体レーザの励起に適した狭帯域の
レーザ光を発振することができる。
【００５２】請求項５に記載の発明に係るＬＤ励起固体
レーザによれば、請求項１から４いずれかに記載の２次
元ＬＤアレイ素子と、この２次元ＬＤアレイ素子を励起
光源とする固体レーザからなることにより、固体レーザ
媒質の吸収スペクトル半値全幅内に狭帯域化した高出力
で狭帯域のレーザ光で励起され、高い効率で発振するこ
とができる。
レーザによれば、請求項１から４いずれかに記載の２次
元ＬＤアレイ素子と、この２次元ＬＤアレイ素子を励起
光源とする固体レーザからなることにより、固体レーザ
媒質の吸収スペクトル半値全幅内に狭帯域化した高出力
で狭帯域のレーザ光で励起され、高い効率で発振するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る２次元ＬＤア
レイ素子の詳細構成を示す断面図。
レイ素子の詳細構成を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る２次元ＬＤア
レイ素子の詳細構成を示す断面図。
レイ素子の詳細構成を示す断面図。
【図３】固体レーザ媒質の吸収スペクトル分布と、図１
または図２の２次元ＬＤアレイ素子を構成する各１次元
ＬＤアレイ素子の発振スペクトル分布を示す図。
または図２の２次元ＬＤアレイ素子を構成する各１次元
ＬＤアレイ素子の発振スペクトル分布を示す図。
【図４】図１または図２の２次元ＬＤアレイ素子を励起
光源とした、本発明の第３の実施の形態に係るＬＤ励起
固体レーザを示す図。
光源とした、本発明の第３の実施の形態に係るＬＤ励起
固体レーザを示す図。
【図５】２次元ＬＤアレイ素子の全体構成を示す鳥瞰図
である。
である。
【図６】従来の２次元ＬＤアレイ素子の断面図。
【図７】固体レーザ媒質の吸収スペクトル分布と、図６
に示す従来の２次元ＬＤアレイ素子を構成する各１次元
ＬＤアレイ素子の発振スペクトル分布を示す図。
に示す従来の２次元ＬＤアレイ素子を構成する各１次元
ＬＤアレイ素子の発振スペクトル分布を示す図。
１ １−１、１−２、１−３ １次元ＬＤアレイ素子 ２ ２次元ＬＤアレイ素子 ３ ３−１、３−２、３−３、３−４ マイクロチャネ
ル ４ 絶縁材 ５ ５−１、５−２、５−３ 接合材 ６ 電流 ７ ７−１、７−２、７−３ レーザ光 ８ 冷媒 ９ ９−１、９−２、９−３、９−４ 冷媒通路 １０ 固体レーザ媒質の吸収スペクトル分布 １１ ＬＤ励起固体レーザ １２ 固体レーザ
ル ４ 絶縁材 ５ ５−１、５−２、５−３ 接合材 ６ 電流 ７ ７−１、７−２、７−３ レーザ光 ８ 冷媒 ９ ９−１、９−２、９−３、９−４ 冷媒通路 １０ 固体レーザ媒質の吸収スペクトル分布 １１ ＬＤ励起固体レーザ １２ 固体レーザ
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の１次元ＬＤアレイ素子を集積化し
てなる２次元ＬＤアレイ素子において、 １次元ＬＤアレイ素子の温度を相対的に異ならせ、各１
次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを所定の帯域内
に収める温度制御手段を具備することを特徴とする２次
元ＬＤアレイ素子。 - 【請求項２】 前記温度制御手段は各１次元ＬＤアレイ
素子と冷却構造体との間の接合材からなり、該温度制御
手段を構成する複数の接合材の厚みが相対的に異なり、
この厚みの差による接合材間の相対的な熱抵抗の変化
で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを固体
レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めることを
特徴とする請求項１に記載の２次元ＬＤアレイ素子。 - 【請求項３】 前記温度制御手段は各１次元ＬＤアレイ
素子と冷却構造体との間の接合材からなり、該温度制御
手段を構成する複数の接合材の材質が相対的に異なり、
この材質の差による接合材間の相対的な熱抵抗の変化
で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピークを固体
レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収めることを
特徴とする請求項１に記載の２次元ＬＤアレイ素子。 - 【請求項４】 前記温度制御手段は各１次元ＬＤアレイ
素子を冷却するマイクロチャネルからなり、該温度制御
手段を構成する複数のマイクロチャネルの冷媒通路断面
積と１次元ＬＤアレイ素子と接合するマイクロチャネル
側面の肉厚が相対的に異なり、これら冷媒通路断面積と
肉厚の差によるマイクロチャネル間の相対的な冷却能力
の変化で、各１次元ＬＤアレイ素子の発振波長のピーク
を固体レーザ媒質の吸収スペクトル半値全幅内に収める
ことを特徴とする請求項１に記載の２次元ＬＤアレイ素
子。 - 【請求項５】 請求項１から４いずれかに記載の２次元
ＬＤアレイ素子と、この２次元ＬＤアレイ素子を励起光
源とする固体レーザからなること特徴とするＬＤ励起固
体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26374997A JPH11103132A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ２次元ｌｄアレイ素子及びｌｄ励起固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26374997A JPH11103132A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ２次元ｌｄアレイ素子及びｌｄ励起固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11103132A true JPH11103132A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17393762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26374997A Withdrawn JPH11103132A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ２次元ｌｄアレイ素子及びｌｄ励起固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11103132A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531499A (ja) * | 2000-04-13 | 2003-10-21 | トルンプ ラーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 冷却および動作監視を伴うダイオードレーザ装置 |
| JP2005079580A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 複数の発光領域を有するレーザー装置 |
| US7989751B2 (en) | 2008-06-06 | 2011-08-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Light combining method, illumination device, and projection display device |
| US8042955B2 (en) | 2007-08-10 | 2011-10-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Laser module, illumination device, and projection display device |
| WO2014126124A1 (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-21 | 株式会社フジクラ | 半導体レーザ装置 |
| CN107221834A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-29 | 西安炬光科技股份有限公司 | 半导体激光器的封装结构及封装方法 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26374997A patent/JPH11103132A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531499A (ja) * | 2000-04-13 | 2003-10-21 | トルンプ ラーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 冷却および動作監視を伴うダイオードレーザ装置 |
| JP2005079580A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 複数の発光領域を有するレーザー装置 |
| US8042955B2 (en) | 2007-08-10 | 2011-10-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Laser module, illumination device, and projection display device |
| US7989751B2 (en) | 2008-06-06 | 2011-08-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Light combining method, illumination device, and projection display device |
| WO2014126124A1 (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-21 | 株式会社フジクラ | 半導体レーザ装置 |
| CN107221834A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-29 | 西安炬光科技股份有限公司 | 半导体激光器的封装结构及封装方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |