波导型激光装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在平面波导内进行激光的波长转换的波导型激光装置。
【背景技术】
[0002] 在打印机或投影电视等显示彩色图像的装置中，作为光源需要R(红）、G(绿）、 B(蓝）这3种颜色的光源。
[0003] 近年来，作为这些光源已开发出如下的波长转换激光装置（激光振荡器）：将 900nm波段、1 μ m波段、1. 3 μ m波段的激光设为基波激光，使用非线性材料将基波激光转换 成一半波长（2倍频率）的二次谐波（SHG (Second Harmonic Generation :二次谐波产生））。
[0004] 在SHG中，为了高效地提取具有期望波长的激光，需要实现从基波激光向二次谐 波的较高的转换效率。
[0005] 为了在波长转换元件内从基波激光转换到二次谐波，在转换前的基波激光与转换 后的二次谐波之间必须满足相位匹配条件。
[0006] 相位匹配条件是在波长转换元件中校正基波激光与二次谐波的相位偏差的条件。
[0007] 作为满足相位匹配条件而进行波长转换的元件，例如公知有使用周期构造的准相 位匹配（QPM(Quasi Phase Matching))波长转换元件。
[0008] 在该QPM波长转换元件中，在作为非线性光学晶体的周期性极化铌酸锂 (PPLN(Periodically Poled Lithium Niobate))等中形成光波导，沿着波导方向使极化周 期性地反转。
[0009] 在下述专利文献1中提出一种波长转换元件和波长转换激光装置，该平面波导型 的波长转换元件具有平板状的非线性光学材料，并且在与光轴垂直的方向即与平板状的主 面垂直的方向上以多个激光振荡模式传播激光的基波而进行基波的波长转换，其特征在 于，非线性光学材料以具有包含多个激光振荡模式中的至少2个激光振荡模式的相位匹配 条件的相位匹配带宽的方式改变极化反转的周期，形成非极化反转区域和极化反转区域。 [0010] 专利文献1中的波长转换元件由于以具有包含至少2个激光振荡模式的相位匹配 条件的相位匹配带宽的方式改变非线性光学材料的极化反转的周期，因此，能够针对所述2 个激光振荡模式，对基波波长进行波长转换。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :国际公开第2009/034625号公报
【发明内容】
[0014] 发明要解决的课题
[0015] 在上述专利文献1的波长转换激光装置中，能够通过使波长转换元件的极化反转 周期的节距逐渐地变化，扩宽进行波长转换的基波波长波段。
[0016] 然而，使极化反转周期的节距逐渐地变化后的波长转换元件的转换效率比极化反 转周期恒定的转换效率低。
[0017] 因此，存在难以实现较宽的基波转换波长波段和较高的转换效率双方这样的课 题。
[0018] 本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，得到一种波导型激光装置， 在使用增益波段较宽的材料作为激光介质的情况下，以其中的多个波长实现高效的波长转 换。
[0019] 用于解决课题的手段
[0020] 本发明的波导型激光装置具有：波长选择元件，其选择性地反射通过波长转换 兀件后的激光的基波振荡波长中的激光振荡模式不同的波长λ = λ。、λ ρ λ2、···、 λη(η多2)的激光；以及波长转换元件，其将由波长选择元件反射后的激光振荡模式不同 的波长λ = λ。、λ η λρ · · ·、λη(η彡2)的激光转换成谐波。
[0021] 发明效果
[0022] 根据本发明，具有如下效果：在使用增益波段较宽的材料作为固体激光元件的激 光介质的情况下，能够以该增益波段中的多个波长高效地进行波长转换。
【附图说明】
[0023] 图1是示出本发明的实施方式1的波导型激光装置的侧面剖视图。
[0024] 图2是示出本发明的实施方式1的波导型激光装置的俯视图。
[0025] 图3是示出激光介质的感应吸收截面积的波长依赖性的一例的特性图。
[0026] 图4是示出波长选择元件的立体图。
[0027] 图5是示出波长转换元件的立体图。
[0028] 图6是示出波长转换元件的极化反转图案的说明图。
[0029] 图7是示出激光振荡模式向高次模式转移的说明图。
[0030] 图8是示出波长转换元件内的波长λ。、λρ λ2的激光振荡模式与极化反转周期 的关系的说明图。
[0031] 图9是示出实施方式1与以往的波长转换元件中的基波的波长转换效率与激光振 荡模式的关系的说明图。
[0032] 图10是示出具有使波长转换元件的反转周期啁嗽状变化的构造时的波长转换元 件内的波长λ。、λρ \2的激光振荡模式与极化反转周期的关系的说明图。
【具体实施方式】
[0033] 以下，参照附图详细地说明本发明的波导型激光装置的优选实施方式。
[0034] 以后，在各图中，相同标号表示相同或者相当部分。
[0035] 另外，本发明并不限于本实施方式。
[0036] 实施方式1
[0037] 图1是从侧面方向观察本发明的实施方式1的波导型激光装置的结构的剖视图， 图2是示出波导型激光装置的结构的俯视图。
[0038] 另外，在图1和图2中不出表不激光振荡方向的光轴R。
[0039] 波导型激光装置构成为包含半导体激光器11、固体激光元件12、波长转换元件13 以及波长选择元件14。
[0040] 半导体激光器11从1个~多个活性层输出1个~多个LD(Laser Diode :激光二 极管）光。
[0041] 半导体激光器11在输出多个LD光的情况下，使LD光阵列状射出，使固体激光元 件12进行多发射极（multi emitter)振荡。
[0042] 固体激光元件12是使基波激光振荡的元件，具有激光介质121和包层（低折射率 部）122。
[0043] 波长转换元件13是将振荡出的基波激光转换成二次谐波激光并射出转换后的二 次谐波激光的元件。
[0044] 波长转换元件13具有片状（slab)的波导构造，具有非线性光学材料131和包层 132〇
[0045] 波长选择元件14具有片状的波导构造，作为内部形成有布拉格光栅构造的体积 型相位光栅，具有VBG (Volume Bragg Grating :体积布拉格光栅）141和包层142。
[0046] 以下，为了便于说明，将光轴R设为z轴方向，将与波导型激光装置的主面垂直的 方向设为y轴方向，将与y轴和z轴双方垂直的方向（波长转换元件13等的宽度方向）设 为X轴方向进行说明。
[0047] 半导体激光器11、激光介质121、非线性光学材料131、VBG141分别呈大致矩形的 平板状，以各平板状的主面与XZ平面平行的方式配置（在1个平面内并排设置）。
[0048] 激光介质121以1个侧面（与z轴垂直的端面123a)接近半导体激光器11，以与 该侧面相对的侧面（与z轴垂直的端面123b)接近非线性光学材料131。
[0049] 非线性光学材料131的1个侧面（与z轴垂直的端面133a)接近激光介质121的 端面123b，以与该侧面相对的侧面（与z轴垂直的端面133b)接近VBG141。
[0050] VBG141的1个侧面（与Z轴垂直的端面143a)接近非线性光学材料131的端面 133b，从与该侧面相对的侧面（与z轴垂直的端面143b)射出二次谐波。
[0051] 半导体激光器11与激光介质121接近的接近面在半导体激光器11和激光介质 121中具有大致相同的面形状（大致矩形），激光介质121与非线性光学材料131接近的接 近面在激光介质121和非线性光学材料131中具有大致相同的面形状（大致矩形），非线性 光学材料131与VBG141接近的接近面在非线性光学材料131和VBG141中具有大致相同的 面形状（大致矩形）。
[0052] 换言之，在波导型激光装置中，以半导体激光器11的出射面、激光介质121的端面 123a、123b、非线性光学材料131的端面133a、133b、VBG141的端面143a、143b分别平行的 方式配置半导体激光器11、固体激光元件12、波长转换元件13、波长选择元件14。
[0053] 在半导体激光器11中也可以根据需要接合冷却用的散热器（未图示）。
[0054] 半导体激光器11的X轴方向的宽度与激光介质121的X轴方向的宽度大