[發明專利]波導型激光裝置

有效

• 申請號: 201380077142.1
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN105264726B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 正田史生;柳澤隆行;藏本恭介;秋野陽介;酒井浩平
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;G02F1/37;H01S3/063
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,馬建軍

技術領域

本發明涉及在平面波導內進行激光的波長轉換的波導型激光裝置。

背景技術

在打印機或投影電視等顯示彩色圖像的裝置中，作為光源需要R(紅)、G(綠)、B(藍)這3種顏色的光源。

近年來，作為這些光源已開發出如下的波長轉換激光裝置(激光振蕩器)：將900nm波段、1μm波段、1.3μm波段的激光設為基波激光，使用非線性材料將基波激光轉換成一半波長(2倍頻率)的二次諧波(SHG(Second Harmonic Generation：二次諧波產生))。

在SHG中，為了高效地提取具有期望波長的激光，需要實現從基波激光向二次諧波的較高的轉換效率。

為了在波長轉換元件內從基波激光轉換到二次諧波，在轉換前的基波激光與轉換后的二次諧波之間必須滿足相位匹配條件。

相位匹配條件是在波長轉換元件中校正基波激光與二次諧波的相位偏差的條件。

作為滿足相位匹配條件而進行波長轉換的元件，例如公知有使用周期構造的準相位匹配(QPM(Quasi Phase Matching))波長轉換元件。

在該QPM波長轉換元件中，在作為非線性光學晶體的周期性極化鈮酸鋰(PPLN(Periodically Poled Lithium Niobate))等中形成光波導，沿著波導方向使極化周期性地反轉。

在下述專利文獻1中提出一種波長轉換元件和波長轉換激光裝置，該平面波導型的波長轉換元件具有平板狀的非線性光學材料，并且在與光軸垂直的方向即與平板狀的主面垂直的方向上以多個激光振蕩模式傳播激光的基波而進行基波的波長轉換，其特征在于，非線性光學材料以具有包含多個激光振蕩模式中的至少2個激光振蕩模式的相位匹配條件的相位匹配帶寬的方式改變極化反轉的周期，形成非極化反轉區域和極化反轉區域。

專利文獻1中的波長轉換元件由于以具有包含至少2個激光振蕩模式的相位匹配條件的相位匹配帶寬的方式改變非線性光學材料的極化反轉的周期，因此，能夠針對所述2個激光振蕩模式，對基波波長進行波長轉換。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2009/034625號公報

發明內容

發明要解決的課題

在上述專利文獻1的波長轉換激光裝置中，能夠通過使波長轉換元件的極化反轉周期的節距逐漸地變化，擴寬進行波長轉換的基波波長波段。

然而，使極化反轉周期的節距逐漸地變化后的波長轉換元件的轉換效率比極化反轉周期恒定的轉換效率低。

因此，存在難以實現較寬的基波轉換波長波段和較高的轉換效率雙方這樣的課題。

本發明正是為了解決上述課題而完成的，其目的在于，得到一種波導型激光裝置，在使用增益波段較寬的材料作為激光介質的情況下，以其中的多個波長實現高效的波長轉換。

用于解決課題的手段

本發明的波導型激光裝置具有：波長選擇元件，其選擇性地反射通過波長轉換元件后的激光的基波振蕩波長中的激光振蕩模式不同的波長λ＝λ₀、λ₁、λ₂、···、λ_n(n≥1)的激光；以及波長轉換元件，其將由波長選擇元件反射后的激光振蕩模式不同的波長λ＝λ₀、λ₁、λ₂、···、λ_n(n≥1)的激光轉換成諧波。

發明效果

根據本發明，具有如下效果：在使用增益波段較寬的材料作為固體激光元件的激光介質的情況下，能夠以該增益波段中的多個波長高效地進行波長轉換。

附圖說明

圖1是示出本發明的實施方式1的波導型激光裝置的側面剖視圖。

圖2是示出本發明的實施方式1的波導型激光裝置的俯視圖。

圖3是示出激光介質的感應吸收截面積的波長依賴性的一例的特性圖。

圖4是示出波長選擇元件的立體圖。

圖5是示出波長轉換元件的立體圖。

圖6是示出波長轉換元件的極化反轉圖案的說明圖。

圖7是示出激光振蕩模式向高次模式轉移的說明圖。

圖8是示出波長轉換元件內的波長λ₀、λ₁、λ₂的激光振蕩模式與極化反轉周期的關系的說明圖。

圖9是示出實施方式1與以往的波長轉換元件中的基波的波長轉換效率與激光振蕩模式的關系的說明圖。