技術分野
周波数変換処理を含む光放射装置に関する。本発明は、光放射装置の設計
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】非回折限界入力ビームを受けたときの、ウォークオフを示す部材における欠点を克服した非線形周波数変換(NLFC)部材を使用する光源を提供する。 【解決手段】光源は、非回折限界の入力ビームを放射する光放射素子と、ウォークオフを示し、かつ、第2高調波発生を行う非線形周波数変換(NLFC)部材と、NLFC部材から出力される出力ビームの少なくとも一部は入力ビームの2倍の周波数を有し、非回折限界の入力ビームをNLFC部材内へ収束させる光学部材と、を備え、NLFC部材の非ウォークオフ平面における入力ビームの空中の収束半角は、当該入力ビームが、ビーム品質係数M2 が1である回折限界光であった場合に決定される好適な値としての収束半角の角度よりも大きく、光放射素子はAly Inx Ga1−x−y Nの半導体材料を含むレーザーダイオードであり、レーザーダイオードの放射領域の一方向の寸法は少なくとも5μmである。 【選択図】図6
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明が解決すべき課題は、非回折限界入力ビームであることが必要とされる光を受けたときの、ウォークオフを示す部材における欠点を克服した非線形周波数変換(NLFC)部材を使用する光源を提供することであり、そしてそのようなNLFC部材にて高い出力効率を達成することである。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
先行技術には、ウォークオフを示すNLFC部材において入力ビームのNLFCを実行する装置についての例が存在する。これらの例では、入力ビームはガウスビームであるか、ガウスビームで十分に近似できるビームであり、そしてボイドおよびクレインマン、またはフリーガードらにより説明された方法は、NLFCを高効率で得るために適した、入力ビームの集光強度を特定するために使用され得る。先行技術にはまた、ウォークオ・・・ 続きを
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【発明の効果】
以上で言及したように、先行技術にて示された従来型の装置はウォークオフを示すNLFC部材において非回折限界入力ビーム(すなわち、ビームの少なくとも一平面においてM
2 >1の特性を示すビーム)のNLFCを行わない。さらに、先行技術では、ウォークオフを示すNLFC部材において、非回折限界入力ビームで高効率でのNLFCを得るための、入力ビームの好適な集光強度を特定するために使用できる方法を何ら示していない。
本発明に係る装置は、非回折限界入力ビームのNLFCを行うための光源である。NLFC処理は、ウォークオフを示すNLFC部材において起こる。本発明は(1)非回折限界入力ビーム(すなわち、ビームの少なくとも一平面においてM
2 >1の特性を示すビーム)のNLFCを実行することと、(2)NLFC部材がウォークオフを示すこととの両方の特性を有したNLFCの実行により、従来型の装置の欠点を克服する。さらに、関連して、本発明はウォークオフを示すNLFC部材において高効率でのNLFCを得るための、入力ビームの好適な集光強度を特定するために使用できる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 図1は、NLFC部材を通過する集光された入力ビームの図である。
【図2】 図2は、NLFC部材を通過する集光された入力ビームの図である。
【図3】 図3は一例として、発生ビームのパワーの、入力ビームの空中における収束半径に対する算出された依存関係を示した等高線図である。
【図4】 図4は、入力ビームの空中における好適な収束半径の、本発明に係る入力ビームのビーム品質係数に対する依存関係をグラフで示した図である。
【図5】 図5は、入力ビームの空中における好適な収束半径の、本発明に係る入力ビームのビーム品質係数に対する依存関係、および、ウォークオフを示さないNLFC部材のための先行技術の方法との比較をグラフで示した図である。
【図6】 図6は本発明の実施例に係る光源の部品配置を示す上面図である。
【図7】 図7はβ-BaB2 O4 の結晶において種々の入力波長λ1 と合致する、タイプ1位相のθの好適な値を示すテーブルである(入力波長は空中で計測される)。
【図8】 図8は本発明の実施例に係る光源から放射される光のスペクトルのグラフである。
【図9】 図9はレーザーダイオードの放射領域を含む図である。
【図10】 図10は本発明の実施例に係る光源の部品配置を示す上面図である。
【図11】 図11は本発明の実施例に係る光源の部品配置を示す上面図である。
【図12】 図12は本発明の実施例に係る光源の部品配置を示す上面図である。
【図13】 出力パワーと集光状態との関係性を示す実験データのグラフである。
【図14】 出力パワーと集光状態との関係性を示す実験データのグラフである。
1 入力ビーム
2 NLFC部材
3 ビーム幅
4 伝搬方向
5 ビームウエスト半径
10 入力ビーム
11 第1平面
12 第2平面
13 NLFC部材
14 第1表面
15 伝搬方向
20 光源
21 レーザーダイオード
22 非球面レンズ
23 ダイクロイック部材
24 第1シリンドリカルレンズ
25 第2シリンドリカルレンズ
26 NLFC部材
27 第1フィルター
28 球面レンズ
29 第2フィルター
30 レーザーダイオードにより放射された発散ビーム
31 ビームの少なくとも一平面において低発散性であるビーム
32 ソースビーム
33 入力ビーム
34 発生ビーム
35 NLFC部材の第1表面
36 NLFC部材の第2表面
37 放射光
50 レーザーダイオードの放射表面
51 出力光
52 光放射材料
53 放射領域
60 ダイクロイックミラー
61 反射された発生ビーム
62 拡散された入力ビーム
63 レンズ
64 フィルター
65 レンズ
70 偏光変更素子
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