光源裝置和波長轉(zhuǎn)換方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使用半導(dǎo)體激光器來進(jìn)行穩(wěn)定波長轉(zhuǎn)換的光源裝置和波長轉(zhuǎn)換方法。根據(jù)本公開的光源裝置包括：半導(dǎo)體激光單元，被配置成發(fā)射規(guī)定波長的激發(fā)光；波長轉(zhuǎn)換單元，被配置成通過使所述激發(fā)光諧振來放大所述激發(fā)光，并且使用規(guī)定的非線性晶體來產(chǎn)生波長與所述激發(fā)光的波長不同的輸出光，所述波長轉(zhuǎn)換單元包括用于放大所述激發(fā)光的第一光路，和用于產(chǎn)生所述輸出光的第二光路；第一光路長度控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制；以及第二光路長度控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述第二光路的光路長度進(jìn)行控制。
【專利說明】
光源裝置和波長轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開涉及一種光源裝置和波長轉(zhuǎn)換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種形式的激光器中，脈沖激光器與持續(xù)振蕩的連續(xù)波(CW)激光器單獨(dú)實(shí)現(xiàn)間歇性光發(fā)射，能夠顯著提高峰值功率，并且在諸如光學(xué)處理和非線性光學(xué)等各種領(lǐng)域中應(yīng)用。
[0003]近年來，通過以外部諧振器的形式操作半導(dǎo)體激光器而得到的鎖模激光器已經(jīng)用作主激光器，而且?guī)装偻?W)的高峰值功率已經(jīng)在所謂的主振蕩功率放大器(MOPA)中進(jìn)行報(bào)道，該主振蕩功率放大器用于在半導(dǎo)體光學(xué)放大器中對(duì)主激光器的光學(xué)輸出進(jìn)行放大(例如，參見以下非專利文獻(xiàn)I和2)。
[0004]引用的文獻(xiàn):
[0005]非專利文獻(xiàn)
[0006]非專利文獻(xiàn)1: R.Koda et al.，“100W peak-power IGHz repetit1npicoseconds optical pulse generat1n using blue-v1let Gain d1de laser mode—locked oscillator and optical amplifier/’Applied Physics Letters,97,021101(2010)。
[0007]非專利文獻(xiàn)2:R.Kodaet al.，“300W Peak Power Picosecond Optical PulseGenerat1n by Blue-V1let GaInN Mode-Locked Laser D1de and SemiconductorOptical Amplifier/'Applied Physics Express，5，022702(2012)。
[0008]非專利文獻(xiàn)3: R.W.P.Drever et al.，“Laser Phase and FrequencyStabilizat1n Using an Optical Resonator/’Applied Physics B，31，97_105(1983)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]技術(shù)問題
[0010]借助半導(dǎo)體元件，上述非專利文獻(xiàn)I和2中公開的半導(dǎo)體脈沖激光器的波長為固定波長，例如，諸如405nm。因此，如果可以在傳統(tǒng)的非線性光學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，那么，光源的尺寸和成本能夠減少到比固態(tài)激光器的還要低的程度。
[0011]然而，如上述非專利文獻(xiàn)I和2所公開的，在半導(dǎo)體脈沖激光器的幾百瓦的峰值功率下，不可能產(chǎn)生充分的非線性現(xiàn)象，而且激光輸出也不穩(wěn)定。
[0012]因此，本公開提出了一種能夠使用半導(dǎo)體激光器進(jìn)行穩(wěn)定的波長轉(zhuǎn)換的光源裝置和波長轉(zhuǎn)換方法。
[0013]解決方案
[0014]根據(jù)本公開，提供了一種光源裝置，包括:半導(dǎo)體激光單元，被配置成發(fā)射規(guī)定波長的激發(fā)光;波長轉(zhuǎn)換單元，被配置成通過使所述激發(fā)光諧振來放大所述激發(fā)光，并且使用規(guī)定的非線性晶體來產(chǎn)生波長與所述激發(fā)光的波長不同的輸出光，所述波長轉(zhuǎn)換單元包括用于放大所述激發(fā)光的第一光路，和用于產(chǎn)生所述輸出光的第二光路;第一光路長度控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制；以及第二光路長度控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述第二光路的光路長度進(jìn)行控制。
[0015]根據(jù)本公開，提供了一種波長轉(zhuǎn)換方法，包括:將從半導(dǎo)體激光單元發(fā)射的規(guī)定波長的激發(fā)光導(dǎo)向至波長轉(zhuǎn)換單元，所述波長轉(zhuǎn)換單元被配置成通過使所述激發(fā)光諧振來放大所述激發(fā)光，并且使用規(guī)定的非線性晶體來產(chǎn)生波長與所述激發(fā)光的波長不同的輸出光，所述波長轉(zhuǎn)換單元包括用于放大所述激發(fā)光的第一光路，和用于產(chǎn)生所述輸出光的第二光路;通過控制被配置成對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制的第一光路長度控制機(jī)構(gòu)，優(yōu)化所述第一光路的所述光路長度；以及通過控制被配置成對(duì)所述第二光路的光路長度進(jìn)行控制的第二光路長度控制機(jī)構(gòu)，優(yōu)化所述第二光路的所述光路長度。
[0016]根據(jù)本公開，通過控制第一光路長度控制機(jī)構(gòu)和第二光路長度控制機(jī)構(gòu)，對(duì)用于放大激發(fā)光的第一光路和用于產(chǎn)生輸出光的第二光路進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化，從而在放大所述來自半導(dǎo)體激光器的激發(fā)光的同時(shí)，使波長轉(zhuǎn)換單元根據(jù)非線性光學(xué)效應(yīng)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換。
[0017]本發(fā)明的有益效果
[0018]根據(jù)以上的本公開，可以使用半導(dǎo)體激光器進(jìn)行穩(wěn)定的波長轉(zhuǎn)換。
[0019]應(yīng)當(dāng)注意，并不一定局限于上述效果，而且，連同上述效果或者除了上述效果，還可以展現(xiàn)期望在本說明書中介紹的任何效果，或者可以從本說明書預(yù)期的其他效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為示意性地示出了根據(jù)本公開第一實(shí)施例的光源裝置的配置的示例的說明圖。
[0021]圖2為示意性地示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光源裝置中使用的半導(dǎo)體激光器的示例的說明圖。
[0022]圖3為示意性地示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光源裝置中設(shè)置的控制單元的配置的示例的說明圖。
[0023]圖4為用于描述由根據(jù)第一實(shí)施例的控制單元執(zhí)行的伺服控制的示例的說明圖。
[0024]圖5為用于描述由根據(jù)第一實(shí)施例的光源裝置執(zhí)行的光路優(yōu)化過程的說明圖。
[0025]圖6為示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光源裝置中設(shè)置的控制單元的配置的示例的框圖。
[0026]圖7為用于描述由根據(jù)第一實(shí)施例的控制單元執(zhí)行的伺服控制的示例的說明圖。
[0027]圖8為示出了根據(jù)第一實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換方法的流程的示例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]在下文中，將參照附圖對(duì)本公開的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。在本說明書和附圖中，具有相同功能和結(jié)構(gòu)的元件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示，并且省略重復(fù)說明。
[0029]另外，將按照以下順序進(jìn)行描述。
[0030]1、第一實(shí)施例
[0031 ] 1.1、光源裝置的總體配置
[0032]1.2、控制單元的配置
[0033]1.3、波長轉(zhuǎn)換方法
[0034](1、第一實(shí)施例)
[0035]〈光源裝置的總體配置〉
[0036]首先，將參照?qǐng)D1詳細(xì)描述根據(jù)本公開第一實(shí)施例的光源裝置的總體配置。圖1為示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置的配置的示例的說明圖。
[0037]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I包括半導(dǎo)體激光器10(即半導(dǎo)體激光單元的示例)，波長轉(zhuǎn)換諧振器20(即波長轉(zhuǎn)換單元的示例)，反射光檢測單元30，校正光學(xué)系統(tǒng)40，控制單元50，和非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60。
[0038][半導(dǎo)體激光器10]
[0039]半導(dǎo)體激光器10是用于發(fā)射規(guī)定波長的光的裝置，光在下文的控制單元的控制下用作激發(fā)光。這個(gè)半導(dǎo)體激光器10并沒有特別限制，而且可以使用公知的半導(dǎo)體激光器作為半導(dǎo)體激光器，但是，優(yōu)選使用半導(dǎo)體脈沖激光器。此外，只要能夠?qū)崿F(xiàn)充足的峰值功率，還可以使用采用半導(dǎo)體的連續(xù)波(CW)激光器。
[0040]圖2為示出了根據(jù)本實(shí)施例的主振蕩功率放大器(MOPA)系統(tǒng)的配置的示意圖，其中，該MOPA系統(tǒng)為可優(yōu)選用作半導(dǎo)體激光器10的半導(dǎo)體脈沖激光器。在下文中，將參照?qǐng)D2對(duì)MOPA系統(tǒng)的配置示例進(jìn)行描述。此外，應(yīng)用到根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I的MOPA系統(tǒng)并不局限于圖2所示的配置。任何公知的MOPA系統(tǒng)都可以用于光源裝置I。
[0041]如圖2所示，半導(dǎo)體激光器10包括鎖模振蕩器110，透鏡120a、120b和120c，隔離器130，棱鏡對(duì)140，λ/2波片150，和半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA) 160。
[0042I 此外，在圖2中，用于發(fā)射藍(lán)色脈沖光(波長介于約350nm和約500nm之間的脈沖光)的半導(dǎo)體脈沖激光器的配置，作為根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體脈沖激光器的示例示出。然而，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體脈沖激光器并不局限于用于發(fā)射藍(lán)色脈沖光的半導(dǎo)體脈沖激光器，而且可以發(fā)射另一個(gè)波段的脈沖光。此外，當(dāng)半導(dǎo)體脈沖激光器發(fā)射另一個(gè)波段的脈沖光時(shí)，在半導(dǎo)體脈沖激光器中設(shè)置的每一個(gè)配置構(gòu)件的光學(xué)特性，均可根據(jù)發(fā)射的脈沖光進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。此外，除非在以下描述中特別公開，否則，假定藍(lán)光為波長介于約350nm和約500nm之間的光。
[0043]鎖模振蕩器110通過使用于發(fā)射預(yù)定波長的光的半導(dǎo)體激光器的輸出以根據(jù)諧振器的結(jié)構(gòu)諧振，來發(fā)射脈沖狀激光。鎖模振蕩器110包括激光二極管111，準(zhǔn)直透鏡113，帶通濾波器(BPF)115，和輸出鏡117。
[0044]在本實(shí)施例中，激光二極管111是以GaInN為主要原料的對(duì)分式激光二極管(BS-LD)。此外，激光二極管111起到鎖模激光二極管(MLLD)的作用，并且可以發(fā)射波段介于約350nm和約500nm之間的脈沖光。
[0045]從激光二極管111發(fā)射的脈沖光穿過準(zhǔn)直透鏡113、BPF115、以及輸出鏡117，并且從鎖模振蕩器110射出。此外，通過BPF 115，將從鎖模振蕩器110發(fā)射出的脈沖光的波長調(diào)整到例如大約40 5nm ο
[0046]從激光二極管111發(fā)射的脈沖光按照后續(xù)階段中設(shè)置的順序，穿過透鏡120a、隔離器130、棱鏡對(duì)140、λ/2波片150、透鏡120b，并且入射到SOA 160上。通過λ/2波片150調(diào)整脈沖光的偏光方向。此外，提高了穿過棱鏡對(duì)140并且在SOA 160上入射的脈沖光的耦合效率。由SOA 160放大的脈沖光經(jīng)由透鏡120c從外部發(fā)射。
[0047]上文已經(jīng)參照?qǐng)D2，對(duì)根據(jù)本實(shí)施例可優(yōu)選作為半導(dǎo)體激光器10使用的半導(dǎo)體脈沖激光器的MOPA系統(tǒng)的配置示例進(jìn)行了描述。在具有上述MOPA系統(tǒng)的半導(dǎo)體脈沖激光器中，可以產(chǎn)生輸出大約為幾百瓦并且脈沖時(shí)間寬度大約為3ps的脈沖光。
[0048]此外，當(dāng)以上的半導(dǎo)體脈沖激光器作為根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器10使用時(shí)，無需SOA 160，就可以對(duì)上述半導(dǎo)體脈沖激光器進(jìn)行配置。
[0049][波長轉(zhuǎn)換諧振器20]
[0050]波長轉(zhuǎn)換諧振器20是波長轉(zhuǎn)換單元的示例，下面將參考圖1對(duì)其進(jìn)行描述。
[0051]在下文的控制單元50的控制下，波長轉(zhuǎn)換諧振器20通過使從半導(dǎo)體激光器10發(fā)射的激發(fā)光諧振，對(duì)從半導(dǎo)體激光器10發(fā)出的激發(fā)光進(jìn)行放大，并且使用規(guī)定的非線性晶體產(chǎn)生波長與激發(fā)光的波長不同的輸出光。波長轉(zhuǎn)換諧振器20是所謂的栗諧振式波長轉(zhuǎn)換諧振器，并且由用于放大激發(fā)光的第一光路和用于生成輸出光的第二光路組成。在下文中，將對(duì)波長轉(zhuǎn)換諧振器20的配置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0052]波長轉(zhuǎn)換諧振器20包括非線性晶體201，曲面鏡203和205，激發(fā)光輸入耦合器207，激發(fā)光鏡209，信號(hào)光輸出親合器211，第一伺服機(jī)構(gòu)213(即第一光路長度控制機(jī)構(gòu)的不例)，和第二伺服機(jī)構(gòu)215(即第二光路長度控制機(jī)構(gòu)的示例)。此外，波長轉(zhuǎn)換諧振器20中設(shè)有用于對(duì)如上的第一光路和第二光路進(jìn)行分路的分光鏡(DM)，和用于檢測波長轉(zhuǎn)換諧振器20內(nèi)的信號(hào)光強(qiáng)度的光檢測器(PD)。
[0053]非線性晶體201是在激發(fā)光的波長轉(zhuǎn)換中使用的晶體，其根據(jù)晶體中的雙折射性，將入射激發(fā)光的波長轉(zhuǎn)換為與激發(fā)光的波長不同的另一種波長。這個(gè)非線性晶體201根據(jù)激發(fā)光的波長確定可用性。例如，當(dāng)如上的藍(lán)光作為半導(dǎo)體激光器10使用時(shí)，用于藍(lán)光的公知的非線性晶體，例如880(0-8&8204)、1^0(1^8305)、8180(818306)、1^(1^他03)、1^(LiTa03)、或KTP(KTi0P04)，可以作為非線性晶體201使用。此外，當(dāng)藍(lán)光以外的光作為半導(dǎo)體激光器10使用時(shí)，只需要使用對(duì)應(yīng)此類波長的公知的非線性晶體。
[0054]通過使激發(fā)光穿過非線性晶體201，可以獲得與激發(fā)光的波長不同的輸出光。此夕卜，通過控制非線性晶體的溫度和安裝角度，可以對(duì)由非線性晶體201產(chǎn)生的輸出光的波長進(jìn)行切換。非線性晶體的溫度和安裝角度是由下文的非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60進(jìn)行控制。
[0055]曲面鏡203和205、激發(fā)光輸入耦合器207，激發(fā)光鏡209、以及信號(hào)光輸出耦合器211并沒有特別的限制，只需要為此使用公知的組件。只要對(duì)激發(fā)光和輸出光有低損耗，對(duì)分光鏡(DM)并沒有特別的限制，但是可以使用公知的分光鏡。
[0056]從半導(dǎo)體激光器10發(fā)射的激發(fā)光從激發(fā)光輸入親合器207開始，經(jīng)由鏡子(M)、聚焦透鏡(L)等導(dǎo)向至波長轉(zhuǎn)換諧振器20內(nèi)。然后，激發(fā)光沿著曲面鏡203、非線性晶體201、曲面鏡205、激發(fā)光鏡209、曲面鏡205、非線性晶體201、曲面鏡203、激發(fā)光輸入耦合器207等中的光路行進(jìn)。這個(gè)光路對(duì)應(yīng)于上述第一光路，并且起到放大激發(fā)光的諧振器的作用。
[0057]此外，激發(fā)光穿過非線性晶體201，從而產(chǎn)生諸如信號(hào)光和閑頻光具有的波長與激發(fā)光的波長不同的光。在根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I中，可以從外部提取信號(hào)光并將其作為光源使用，并且可以從外部提取閑頻光并將其作為光源使用。在下面的描述中，將對(duì)從外部提取信號(hào)光的示例進(jìn)行介紹。
[0058]從非線性晶體201產(chǎn)生的信號(hào)光沿著曲面鏡205、激發(fā)光鏡209、信號(hào)光輸出耦合器211、曲面鏡203、非線性晶體201、曲面鏡203等中的光路行進(jìn)。光路對(duì)應(yīng)于上述第二光路，并且起到被配置成產(chǎn)生輸出光(本描述中的信號(hào)光)和放大輸出光強(qiáng)度的諧振器的作用。
[0059]如上，根據(jù)本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換諧振器20的內(nèi)部具有以上的兩條光路，其作為雙軸光學(xué)系統(tǒng)使用。此外，由于第一諧振器對(duì)應(yīng)于第一光路，并且第二諧振器對(duì)應(yīng)于第二光路，構(gòu)成每個(gè)諧振器的光學(xué)元件的一個(gè)端部通常位于激發(fā)光鏡209中，而另一個(gè)端部在第一諧振器的情況下為激發(fā)光輸入耦合器207，并且在第二諧振器的情況下為信號(hào)光輸出耦合器 211。
[0060]根據(jù)本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換諧振器20必需通過引入栗諧振系統(tǒng)，使激發(fā)光和光參量振蕩器(OPO)的光(更詳細(xì)地，兩個(gè)振蕩光中的至少一個(gè))在波長轉(zhuǎn)換諧振器20內(nèi)諧振。這里，必需調(diào)整諧振器的長度(即，上述兩種類型的光路的光路長度)，使得光在與半導(dǎo)體激光器(例如，半導(dǎo)體脈沖激光器)的振蕩器循環(huán)完全匹配的時(shí)刻在諧振器內(nèi)循環(huán)，其中，半導(dǎo)體激光器為用于“諧振”的激發(fā)光源(振蕩條件A)。
[0061]然而，因?yàn)椴ㄩL轉(zhuǎn)換諧振器20包括以上的非線性晶體201，通過晶體的色散作用，光學(xué)距離可以根據(jù)光的波長而改變。因此，引入上述雙軸光學(xué)系統(tǒng)是有效的，其中，在雙軸光學(xué)系統(tǒng)中，單獨(dú)設(shè)置光路，使得激發(fā)光和具有不同波長的光參量振蕩器的光的每一個(gè)均滿足振蕩條件A。
[0062]為了調(diào)整兩個(gè)諧振器的光路長度，為位于第一光路一個(gè)端部的激發(fā)光鏡209設(shè)置第一伺服機(jī)構(gòu)213，并且為位于第二光路的另一個(gè)端部的信號(hào)光輸出親合器211設(shè)置第二伺服機(jī)構(gòu)。因此，可以對(duì)第一光路的光路長度和第二光路的光路長度的每一個(gè)進(jìn)行獨(dú)立控制。
[0063]在檢測到來自波長轉(zhuǎn)換諧振器20的激發(fā)光的反射光之后，第一伺服機(jī)構(gòu)213根據(jù)得到的反射光的強(qiáng)度，對(duì)第一光路的光路長度進(jìn)行控制。用于檢測反射光的光學(xué)系統(tǒng)是圖1所示的一種反射光檢測單元。下面將再次對(duì)反射光檢測單元30進(jìn)行描述。此外，下文將再次對(duì)第一伺服機(jī)構(gòu)213的控制方法進(jìn)行描述。
[0064]此外，在光檢測器(PD)檢測到波長轉(zhuǎn)換諧振器20內(nèi)的信號(hào)光的強(qiáng)度之后，第二伺服機(jī)構(gòu)215根據(jù)所得到的信號(hào)光的強(qiáng)度，對(duì)第二光路的光路長度進(jìn)行控制。為了進(jìn)行這種控制，將與光檢測器(PD)檢測到的信號(hào)光的強(qiáng)度相關(guān)的信息，輸出到下文的控制單元50。下文將再次對(duì)第二伺服機(jī)構(gòu)215的控制方法進(jìn)行描述。
[0065]以上的第一伺服機(jī)構(gòu)213和第二伺服機(jī)構(gòu)215并沒有特別的限制，可以使用音圈電機(jī)或壓電元件等公知的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[ΟΟ??][反射光檢測單元30]
[0067]接下來，將對(duì)在根據(jù)本實(shí)施例的上述光源裝置中設(shè)置的反射光檢測單元30進(jìn)行描述。
[0068]這個(gè)反射光檢測單元30具有將從半導(dǎo)體激光器10中發(fā)射的激發(fā)光導(dǎo)向至波長轉(zhuǎn)換諧振器20，并且將反射光從波長轉(zhuǎn)換諧振器20分路到用于檢測反射光的強(qiáng)度的檢測光學(xué)系統(tǒng)中的功能。
[0069]如圖1所示，來自半導(dǎo)體激光器10的激發(fā)光穿過用于分離反射光的隔離器，使得反射光不會(huì)返回到半導(dǎo)體激光器10和λ/2波片(半波片(HffP))，而是被導(dǎo)向至波長轉(zhuǎn)換諧振器20。另一方面，來自波長轉(zhuǎn)換諧振器20的反射光在穿過λ/2波片和隔離器之后，經(jīng)由鏡子(M)、中性密度濾光片(ND)和透鏡(L)，被導(dǎo)向至光檢測器(PD)。由鏡子(M)、中性密度濾光片(ND)、透鏡(L)和光檢測器(PD)構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)變成檢測光學(xué)系統(tǒng)，用于檢測反射光的強(qiáng)度。
[0070]與光檢測器(PD)檢測到的反射光的強(qiáng)度相關(guān)的信息被輸出到下文的控制單元50，其中，控制單元50用來控制第一伺服機(jī)構(gòu)213。
[0071][校正光學(xué)系統(tǒng)40]
[0072]接下來，將對(duì)校正光學(xué)系統(tǒng)40進(jìn)行描述。
[0073]校正光學(xué)系統(tǒng)40是按必需設(shè)置的光學(xué)系統(tǒng)，用來校正半導(dǎo)體激光器10發(fā)射的激發(fā)光。設(shè)置這個(gè)校正光學(xué)系統(tǒng)40以通過校正半導(dǎo)體激光器10發(fā)射的激發(fā)光的波束形狀、像差等，來提高波長轉(zhuǎn)換諧振器20的耦合效率。校正光學(xué)系統(tǒng)40的詳細(xì)配置并沒有特別限制，可以使用公知的光學(xué)系統(tǒng)作為校正光學(xué)系統(tǒng)40。例如，可以將其中將透鏡和畸變透鏡結(jié)合的光學(xué)系統(tǒng)作為這種校正光學(xué)系統(tǒng)40使用，并且可以使用包括柱面透鏡的光學(xué)系統(tǒng)作為這種校正光學(xué)系統(tǒng)40使用。此外，當(dāng)半導(dǎo)體激光器10發(fā)射的激發(fā)光的質(zhì)量較高使得無需進(jìn)行校正時(shí)，自然沒有必要設(shè)置這種校正光學(xué)系統(tǒng)40。
[0074][控制單元5O]
[0075]接下來，將對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I中設(shè)置的控制單元50進(jìn)行描述。控制單元50被配置成對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置的操作進(jìn)行一般控制，并且對(duì)半導(dǎo)體激光器10、第一伺服機(jī)構(gòu)213、第二伺服機(jī)構(gòu)215、以及非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60的操作進(jìn)行控制的處理單元。這個(gè)控制單元50可以是半導(dǎo)體芯片、電路基板等由安裝在光源裝置I上的中央處理單元(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(R0M)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)等構(gòu)成的裝置，或者可以是各種類型的計(jì)算機(jī)或服務(wù)器等具有能夠和光源裝置I互相通信的CPU、R0M、RAM等的裝置。下文將詳細(xì)對(duì)控制單元50的詳細(xì)配置進(jìn)行描述。
[0076][非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60]
[0077]隨后，將對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I中設(shè)置的非線性晶體控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行描述。
[0078]非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60將設(shè)置在波長這諧振器20內(nèi)的非線性晶體201的溫度保持在所需的溫度。此外，在控制單元50的控制下，非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60改變非線性晶體201的溫度，或者改變非線性晶體201的安裝角度，以便對(duì)來自波長轉(zhuǎn)換諧振器20的輸出光的波長進(jìn)行切換。
[0079]可以將公知的加熱機(jī)構(gòu)或冷卻機(jī)構(gòu)用作這種非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60，并且當(dāng)非線性晶體201的安裝角度改變時(shí)，可以使用各種類型的電機(jī)或壓電元件等公知的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0080]將參照?qǐng)D1和圖2，對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I的總體配置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0081 ]〈控制單元的配置〉
[0082]接下來，將參照?qǐng)D3至圖7，對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I中設(shè)置的控制單元50的配置進(jìn)行描述。圖3和圖6為示意性地示出了根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置中設(shè)置的控制單元的配置的示例的框圖。圖4和圖7為用于描述由根據(jù)本實(shí)施例的控制單元執(zhí)行的伺服控制的示例的說明圖。圖5為用于描述由根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置執(zhí)行的光路優(yōu)化過程的說明圖。
[0083]如圖3所示，根據(jù)本實(shí)施例的控制單元50包括集成控制單元501，非線性晶體控制單元503，第一光路長度控制單元505，第二光路長度控制單元507，和存儲(chǔ)單元509。
[0084]集成控制單元501是由例如CPU、R0M、RAM、通信裝置等實(shí)現(xiàn)。集成控制單元501通過在構(gòu)成根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I的各種類型的裝置或者各種類型的機(jī)構(gòu)之間傳輸和接收各種類型的控制信號(hào)，一般集成了光源裝置I的各種類型的操作。此外，非線性晶體控制單元503、第一光路長度控制單元505和第二光路長度控制單元507可以經(jīng)由集成控制單元501，彼此相互協(xié)調(diào)執(zhí)行各種類型的控制。
[0085]非線性晶體控制單元503是由例如CPU、R0M、RAM、通信裝置等實(shí)現(xiàn)。非線性晶體控制單元503通過控制非線性晶體控制機(jī)構(gòu)503的操作，對(duì)設(shè)置在波長轉(zhuǎn)換諧振器20內(nèi)的非線性晶體201的狀態(tài)進(jìn)行控制。即，通過將各種類型的控制信號(hào)輸出到非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60，非線性晶體控制單元503將非線性晶體201的溫度切換到規(guī)定的溫度、保持非線性晶體201的溫度、或者更改非線性晶體201的安裝角度。
[0086]當(dāng)驅(qū)動(dòng)根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I時(shí)，非線性晶體控制單元503適當(dāng)?shù)貙?duì)非線性晶體201的溫度進(jìn)行保持控制。此外，當(dāng)用戶對(duì)輸出光的波長進(jìn)行切換操縱時(shí)，非線性晶體控制單元503對(duì)非線性晶體201的溫度或角度進(jìn)行適當(dāng)?shù)厍袚Q控制。
[0087]此外，在對(duì)非線性晶體201執(zhí)行上述控制時(shí)，非線性晶體控制單元503可以參考存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元509中的各種類型的控制參數(shù)。這些控制參數(shù)可以在存儲(chǔ)單元509中預(yù)先存儲(chǔ)為各種類型的數(shù)據(jù)庫等。此外，在執(zhí)行控制時(shí)，可以將控制參數(shù)保留在存儲(chǔ)單元509中，并在下一次控制中使用。
[0088]第一光路長度控制單元505是由例如CPU、R0M、RAM、通信裝置等實(shí)現(xiàn)。在來自設(shè)置在反射光檢測單元30中的光檢測器(PD)的與反射光相關(guān)的信息的基礎(chǔ)上，第一光路長度控制單元505對(duì)半導(dǎo)體激光器100的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，并且通過將控制信號(hào)輸出到第一伺服機(jī)構(gòu)213，對(duì)上述第一光路的光路長度進(jìn)行控制。
[0089]作為控制半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)的方法或控制第一光路的光路長度的方法，例如，能夠應(yīng)用上述非專利文獻(xiàn)3中公開的I3DH方法等公知的控制方法。
[0090]在下文中，將參照?qǐng)D4對(duì)其中使用TOH方法對(duì)半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)或者第一光路的光路長度進(jìn)行控制的示例進(jìn)行描述。圖4是用于描述一種使用TOH方法對(duì)半導(dǎo)體激光器10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制以及對(duì)第一伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行伺服控制的方法的說明圖。
[0091 ]在MH方法中，以規(guī)定的頻率(例如，I至大約幾十兆赫茲)對(duì)激發(fā)光源(基準(zhǔn)光源)進(jìn)行調(diào)制，并且使用通過與諧振器相關(guān)聯(lián)得到的伺服信號(hào)來進(jìn)行反饋控制。在這里，在常規(guī)激發(fā)光源中，如上述非專利文獻(xiàn)3，諸如光學(xué)調(diào)制元件的光學(xué)元件是單獨(dú)必需的以有效地進(jìn)行頻率調(diào)制，而且額外空間和成本也是必需的。然而，因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器10在根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I中用作激發(fā)光源，所以可以利用半導(dǎo)體元件的調(diào)制特性的優(yōu)勢，并且通過直接將調(diào)制信息分配到半導(dǎo)體激光器來進(jìn)行頻率調(diào)制(例如，圖2所示的半導(dǎo)體脈沖激光器的MLLD)。因此，根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I能夠使用H)S方法，并且同時(shí)減小裝置的尺寸和成本。
[0092]如圖4所示，根據(jù)上述規(guī)定的調(diào)制頻率，第一光路長度控制單元50對(duì)半導(dǎo)體激光器10發(fā)射的激發(fā)光進(jìn)行頻率調(diào)制，并且根據(jù)來自設(shè)置在反射光檢測單元30中的光檢測器PD的檢測結(jié)果，對(duì)應(yīng)用到半導(dǎo)體激光器10的直流增益單元的電流執(zhí)行反饋控制。此外，根據(jù)來自光檢測器(PD)的檢測結(jié)果，第一光路長度控制單元505產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)第一伺服機(jī)構(gòu)213的控制信號(hào)，并且將所產(chǎn)生的控制信號(hào)輸出到第一伺服機(jī)構(gòu)213。在來自第一光路長度控制單元505的控制信號(hào)的基礎(chǔ)上，第一伺服機(jī)構(gòu)213通過將波長轉(zhuǎn)換諧振器20內(nèi)的激發(fā)光鏡209沿著光軸移動(dòng)規(guī)定的量，改變第一光路的光路長度。
[0093]第二光路長度控制單元507是由例如CPU、R0M、RAM、通信等實(shí)現(xiàn)的。在來自設(shè)置在波長轉(zhuǎn)換諧振器20中用于檢測信號(hào)光強(qiáng)度的光檢測器(PD)的強(qiáng)度相關(guān)的信息的基礎(chǔ)上，第二光路長度控制單元507對(duì)上述第二光路的光路長度進(jìn)行控制。更詳細(xì)地說，第二光路長度控制單元505根據(jù)來自光檢測器(PD)的檢測結(jié)果產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)第二伺服機(jī)構(gòu)215的控制信號(hào)，并且將所產(chǎn)生的控制信號(hào)輸出到第二伺服機(jī)構(gòu)213。在來自第二光路長度控制單元507的控制信號(hào)的基礎(chǔ)上，第二伺服機(jī)構(gòu)215通過將波長轉(zhuǎn)換諧振器20內(nèi)的信號(hào)光輸出耦合器211沿著光軸移動(dòng)規(guī)定的量，改變第二光路的光路長度。
[0094]此外，第二光路長度控制單元507的伺服控制方法并沒有特別的限制，可以適當(dāng)?shù)貙⑼ㄟ^監(jiān)控輸出的“爬山法”等公知的方法用作伺服控制方法。
[0095]此外，當(dāng)進(jìn)行如上的伺服控制時(shí)，第一光路長度控制單元505和第二光路長度控制單元507可以參考存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元509中的各種類型的控制參數(shù)。這些控制參數(shù)可以在存儲(chǔ)單元509中預(yù)先存儲(chǔ)為各種類型的數(shù)據(jù)庫等。此外，在執(zhí)行控制時(shí)，可以將控制參數(shù)保留在存儲(chǔ)單元509中，并在下一次控制中使用。
[0096]如上，根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置還必需將伺服控制程序考慮在內(nèi)，以便在栗諧振方案和雙軸光學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換特性的最大化。在下文中，將參照?qǐng)D5對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I中的伺服控制程序進(jìn)行描述。
[0097]如上，根據(jù)非線性晶體201的晶體溫度或安裝角度，對(duì)波長轉(zhuǎn)換諧振器20中的輸出光進(jìn)行波長設(shè)置。因此，在光源裝置I的啟動(dòng)時(shí)間或波長切換時(shí)間中，非線性晶體控制機(jī)構(gòu)在非線性晶體控制單元503的控制下，根據(jù)指定的波長對(duì)溫度或角度進(jìn)行設(shè)置。
[0098]通過非線性晶體控制單元503，非線性晶體201從初始狀態(tài)(溫度T)開始，以AT升高溫度。因此，如圖5(A)所示，將用于激發(fā)光的非線性晶體201的折射率和光路長度分別假定為η?+ Δ nl和LI+ △ LI，并且將用于信號(hào)光的非線性晶體201的折射率和光路長度分別假定為n2+An2and L2+AL2。
[0099]在這里，集成控制單元501首先指示第一光路長度控制單元505優(yōu)化第一光路的光路長度，然后第一光路長度控制單元505根據(jù)如上的方法對(duì)第一光路進(jìn)行優(yōu)化。如圖5(B)所示，這種控制是通過由第一伺服機(jī)構(gòu)213改變激發(fā)光鏡209的位置來進(jìn)行的。
[0100]當(dāng)?shù)谝还饴烽L度控制單元505完成對(duì)第一光路的優(yōu)化并且激發(fā)光的狀態(tài)得到優(yōu)化后，集成控制單元501隨后指示第二光路長度控制單元507優(yōu)化第二光路的光路長度。第二光路長度控制單元507根據(jù)如上的方法對(duì)第二光路長度進(jìn)行優(yōu)化。這種控制是通過經(jīng)由第二伺服機(jī)構(gòu)215改變信號(hào)光輸出親合器211的位置來進(jìn)行的，其中，在第二伺服機(jī)構(gòu)215所處的狀態(tài)中，激發(fā)光鏡209的位置是固定的，如圖5(C)所示。
[0101]通過執(zhí)行上述程序中的伺服控制，可以實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換特性的最大化。
[0102]將參照返回到圖3對(duì)控制單元50中設(shè)置的存儲(chǔ)單元509進(jìn)行描述。
[0103]存儲(chǔ)單元509是由例如RAM、存儲(chǔ)裝置等實(shí)現(xiàn)的。在存儲(chǔ)單元509中，可以適當(dāng)記錄要在集成控制單元501、非線性晶體控制單元503、第一光路長度控制單元505、和第二光路長度控制單元507執(zhí)行各種類型的控制時(shí)使用的各種類型的數(shù)據(jù)庫，包括要在將由集成控制單元501、非線性晶體控制單元503、第一光路長度控制單元505、和第二光路長度控制單元507執(zhí)行的各種類型的計(jì)算過程中使用的應(yīng)用的各種類型的程序，各種過程中的參數(shù)和進(jìn)程等，或者要在進(jìn)行任何過程時(shí)保存的各種類型的數(shù)據(jù)庫等。
[0104]諸如集成控制單元501、非線性晶體控制單元503、第一光路長度控制單元505、和第二光路長度控制單元507的處理單元可以自由訪問這個(gè)存儲(chǔ)單元509，并且可以對(duì)存儲(chǔ)單元509進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀或?qū)憽?br>[0105]上文已經(jīng)示出了根據(jù)本實(shí)施例的控制單元50的功能的示例。如上的每個(gè)組件，都可以使用一般用途的構(gòu)件或電路進(jìn)行配置，或者由特定于每個(gè)組件功能的硬件構(gòu)成。此外，組件的所有功能可以由CPU等執(zhí)行。因此，在執(zhí)行本實(shí)施例時(shí)，可以根據(jù)技術(shù)水平適當(dāng)?shù)馗囊褂玫呐渲谩?br>[0106][控制單元的修改示例]
[0107]雖然使用由上述控制單元50控制的第一種伺服機(jī)構(gòu)213對(duì)第一光路的光路長度進(jìn)行控制，但是，還可以使用將在下文描述的方法對(duì)第一光路的光路長度進(jìn)行控制。在下文中，將會(huì)參照?qǐng)D6和圖7對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的控制單元50的第一修改示例進(jìn)行簡略地描述。[0?08]如圖6所示，根據(jù)本修改示例的控制單元50包括集成控制單元501，非線性晶體控制單元503，第一光路長度控制單元505，第二光路長度控制單元507，和存儲(chǔ)單元509。因?yàn)榧煽刂茊卧?01、非線性晶體控制單元503、第一光路長度控制單元505、第二光路長度控制單元507、和存儲(chǔ)單元509的功能和圖3的處理單元的功能相似，所以，下文將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
[0109]根據(jù)本修改示例的第一光路長度控制單元551是由例如CPU、R0M、RAM、通信裝置等實(shí)現(xiàn)的。在來自設(shè)置在反射光檢測單元30中的光檢測器(PD)的反射光強(qiáng)度相關(guān)的信號(hào)的基礎(chǔ)上，第一光路長度控制單元507對(duì)上述第一光路的光路長度進(jìn)行控制。
[0110]如圖7所示，根據(jù)規(guī)定調(diào)制頻率的調(diào)制信號(hào)，第一光路長度控制單元551對(duì)從半導(dǎo)體激光器10發(fā)射的激發(fā)光進(jìn)行頻率調(diào)制。此外，根據(jù)來自光檢測器(PD)的檢測結(jié)果，第一光路長度控制單元551產(chǎn)生用于改變半導(dǎo)體激光器10的半導(dǎo)體元件內(nèi)的折射率的控制信號(hào)，并且將所產(chǎn)生的控制信號(hào)輸出到半導(dǎo)體激光器10的激光驅(qū)動(dòng)器170。在來自第一光路長度控制單元551的輸入控制信號(hào)的基礎(chǔ)上，激光驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生反饋增益，并且對(duì)應(yīng)用到半導(dǎo)體激光器1的直流增益單元的電流進(jìn)行反饋控制。
[0111]這是因?yàn)榭刂菩盘?hào)被直接輸出到半導(dǎo)體激光器10，使得半導(dǎo)體元件內(nèi)的折射率發(fā)生變化，并且使半導(dǎo)體激光器10的振蕩頻率(S卩，光路長度)發(fā)生變化。
[0112]通過執(zhí)行此種控制，無需使用第一伺服機(jī)構(gòu)213，就可以直接對(duì)第一光路的光路長度進(jìn)行控制。然而，所使用的半導(dǎo)體激光器10的可以穩(wěn)定發(fā)射激發(fā)光的穩(wěn)定振蕩區(qū)域變窄。因?yàn)樯鲜隹刂剖怯糜谥苯涌刂瓢雽?dǎo)體激光器10的輸出，所以，當(dāng)所使用的半導(dǎo)體激光器10的穩(wěn)定振蕩區(qū)域變窄時(shí)，半導(dǎo)體激光器10的狀態(tài)也會(huì)因控制而從穩(wěn)定振蕩區(qū)域偏離。因此，當(dāng)所使用的半導(dǎo)體激光器10的穩(wěn)定振蕩區(qū)域變窄時(shí)，在第一伺服機(jī)構(gòu)213執(zhí)行如圖4所示的控制的情況下，可以更穩(wěn)定地對(duì)光源裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0113]已經(jīng)參照?qǐng)D6和圖7對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的控制單元50的第一修改示例進(jìn)行了簡單地描述。
[0114]〈波長轉(zhuǎn)換方法〉
[0115]接下來，將參照?qǐng)D8對(duì)由根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I執(zhí)行的波長轉(zhuǎn)換方法的流程進(jìn)行簡單地描述。圖8為示出了根據(jù)本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換方法的流程的示例的流程圖。
[0116]在根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I中，非線性晶體控制機(jī)構(gòu)60在非線性晶體控制單元503的控制下，將非線性晶體201設(shè)置到所需條件后，規(guī)定波長的激發(fā)光首先從半導(dǎo)體激光器10被振蕩(步驟SlOl )。
[0117]然后，在如上的方法中，在不移動(dòng)信號(hào)光輸出親合器211的情況下，第一光路長度控制單元505對(duì)第一光路的光路長度(即激發(fā)光的光路長度)進(jìn)行優(yōu)化(步驟S103)。
[0118]隨后，在如上的方法中，通過由第二伺服機(jī)構(gòu)215控制信號(hào)光輸出耦合器211，第二光路長度控制單元507對(duì)第二光路的光路長度(即信號(hào)光的光路長度)進(jìn)行優(yōu)化(步驟S105)。
[0119]如上，在優(yōu)化激發(fā)光的光路長度之后，通過優(yōu)化信號(hào)光的光路長度，穩(wěn)定地對(duì)期望波長的信號(hào)光進(jìn)行振蕩(步驟S107)。
[0120]在這里，集成控制單元501確定是否由用戶對(duì)信號(hào)光進(jìn)行波長切換操縱(步驟S109)。當(dāng)由用戶對(duì)信號(hào)光進(jìn)行波長切換操縱時(shí)，控制單元50通過返回到步驟SlOl對(duì)波長執(zhí)行切換控制。
[0121]另一方面，當(dāng)用戶沒有對(duì)信號(hào)光執(zhí)行波長切換操縱時(shí)，集成控制單元501確定是否由用戶對(duì)光源裝置I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)停止操縱(步驟SI 11)。當(dāng)由用戶對(duì)光源裝置I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)停止操縱時(shí)，裝置的驅(qū)動(dòng)停止。另一方面，當(dāng)用戶沒有對(duì)光源裝置I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)停止操縱時(shí)，集成控制單元返回到步驟S109，等待發(fā)生信號(hào)光的波長切換過程。
[0122]以上述流程執(zhí)行過程，使得根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I能夠?qū)敵龉獾牟ㄩL進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0123](結(jié)論)
[0124]如上，根據(jù)本公開的實(shí)施例的光源裝置I和波長轉(zhuǎn)換方法，甚至在峰值功率充足的半導(dǎo)體激光器用作激發(fā)光源時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的波長轉(zhuǎn)換，其中，在穩(wěn)定的波長轉(zhuǎn)換中，在波長轉(zhuǎn)換后的輸出光的輸出被優(yōu)化。
[0125]上文已經(jīng)參照附圖對(duì)本公開的(多個(gè))優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，然而，本公開并不局限于以上示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以發(fā)現(xiàn)落于隨附權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種改變和修改，而且應(yīng)當(dāng)理解，這些改變和修改自然會(huì)落入本公開的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0126]另外，本說明書中所描述的效果僅為說明性和示范性的，并非限制性的。換句話說，除了基于本說明書的效果，可以根據(jù)本公開的技術(shù)展現(xiàn)出對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言其他明顯的效果。
[0127]另外，本技術(shù)也可以進(jìn)行如下配置。
[0128](I)
[0129]—種光源裝置，包括:
[0130]半導(dǎo)體激光單元，被配置成發(fā)射規(guī)定波長的激發(fā)光；
[0131]波長轉(zhuǎn)換單元，被配置成通過使所述激發(fā)光諧振來放大所述激發(fā)光，并且使用規(guī)定的非線性晶體來產(chǎn)生具有與所述激發(fā)光的波長不同的輸出光，所述波長轉(zhuǎn)換單元包括用于放大所述激發(fā)光的第一光路，和用于產(chǎn)生所述輸出光的第二光路；
[0132]第一光路長度控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制；以及
[0133]第二光路長度控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述第二光路的光路長度進(jìn)行控制。
[0134](2)
[0135]根據(jù)(I)所述的光源裝置，進(jìn)一步包括:
[0136]反射光檢測單元，被配置成對(duì)來自所述波長轉(zhuǎn)換單元的所述激發(fā)光的反射光進(jìn)行檢測；以及
[0137]控制單元，被配置成對(duì)第一光路長度控制機(jī)構(gòu)和第二光路長度控制機(jī)構(gòu)的每一個(gè)進(jìn)行獨(dú)立控制。
[0138]其中，在所述半導(dǎo)體激光單元中以規(guī)定的頻率對(duì)所述激發(fā)光進(jìn)行調(diào)制，以及
[0139]其中，所述控制單元根據(jù)所述反射光檢測單元檢測到的所述反射光來控制所述激發(fā)光的調(diào)制頻率，并且產(chǎn)生對(duì)所述第一光路的所述光路長度進(jìn)行控制的第一控制信號(hào)。
[0140](3)
[0141]根據(jù)(I)或(2)所述的光源裝置，
[0142]其中，所述第一光路長度控制機(jī)構(gòu)是安裝在構(gòu)成所述第一光路的光學(xué)元件上的第一伺服機(jī)構(gòu)，以及
[0143]其中，所述第二光路長度控制機(jī)構(gòu)是安裝在構(gòu)成所述第二光路的光學(xué)元件上的第二伺服機(jī)構(gòu)。
[0144](4)
[0145]根據(jù)(3)所述的光源裝置，其中，所述控制單元在所述波長轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的所述輸出光的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生用于改變所述第二光路的所述光路長度的第二控制信號(hào)，并且將所述第二控制信號(hào)輸出到所述第二伺服機(jī)構(gòu)。
[0146](5)
[0147]根據(jù)(I)或(4)任一項(xiàng)所述的光源裝置，其中，所述控制單元在優(yōu)化所述第一光路的所述光路長度之后，對(duì)所述第二光路的所述光路長度進(jìn)行優(yōu)化。
[0148](6)
[0149]根據(jù)(3)至(5)任一項(xiàng)所述的光源裝置，其中，所述控制單元將所述第一控制信號(hào)輸出到所述第一伺服機(jī)構(gòu)，并且對(duì)所述第一光路的所述光路長度進(jìn)行控制。
[0150](7)
[0151]根據(jù)(2)、(4)和(5)任一項(xiàng)所述的光源裝置，
[0152]其中，所述第二光路長度控制機(jī)構(gòu)是安裝在構(gòu)成所述第二光路的光學(xué)元件上的第二伺服機(jī)構(gòu)，以及
[0153]其中，所述控制單元將所述第一控制信號(hào)輸出到被配置成對(duì)所述半導(dǎo)體激光單元的操作進(jìn)行控制的激光控制單元，并且通過控制所述激發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電流來控制所述第一光路的所述光路長度。
[0154](8)
[0155]根據(jù)(2)至(7)任一項(xiàng)所述的光源裝置，進(jìn)一步包括:
[0156]存儲(chǔ)單元，被配置成存儲(chǔ)設(shè)置成控制所述第一光路的所述光路長度和所述第二光路的所述光路長度的控制參數(shù)，
[0157]其中，所述控制單元使用存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的所述控制參數(shù)來產(chǎn)生控制信號(hào)。
[0158](9)
[0159]根據(jù)(I)至(8)任一項(xiàng)所述的光源裝置，其中，所述半導(dǎo)體激光單元包括半導(dǎo)體脈沖激光器，所述半導(dǎo)體脈沖激光器采用通過以外部諧振器的形式操作半導(dǎo)體激光器而得到的鎖模激光器。
[0160] (10)
[0161]根據(jù)(9)所述的光源裝置，其中，所述半導(dǎo)體激光單元進(jìn)一步包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器，被配置成對(duì)所述鎖模激光器的輸出進(jìn)行放大。
[0162](11)
[0163]根據(jù)(2)至(10)任一項(xiàng)所述的光源裝置，進(jìn)一步包括:
[0164]非線性晶體控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述非線性晶體的溫度或角度進(jìn)行控制，
[0165]其中，所述控制單元通過控制所述非線性晶體的所述溫度或所述角度來設(shè)置所述輸出光的波長。
[0166](12)
[0167]—種波長轉(zhuǎn)換方法，包括:
[0168]將從半導(dǎo)體激光單元發(fā)射的規(guī)定波長的激發(fā)光導(dǎo)向至波長轉(zhuǎn)換單元，所述波長轉(zhuǎn)換單元被配置成通過使所述激發(fā)光諧振來放大所述激發(fā)光，并且使用規(guī)定的非線性晶體來產(chǎn)生波長與所述激發(fā)光的波長不同的輸出光，所述波長轉(zhuǎn)換單元包括用于放大所述激發(fā)光的第一光路，和用于產(chǎn)生所述輸出光的第二光路；
[0169]通過控制被配置成對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制的第一光路長度控制機(jī)構(gòu)，優(yōu)化所述第一光路的所述光路長度；以及
[0170]通過控制被配置成對(duì)所述第二光路的光路長度進(jìn)行控制的第二光路長度控制機(jī)構(gòu)，優(yōu)化所述第二光路的所述光路長度。
[0171]附圖標(biāo)記列表
[0172]I 光源裝置
[0173]10半導(dǎo)體激光器
[0174]20波長轉(zhuǎn)換諧振器
[0175]30反射光檢測單元
[0176]40校正光學(xué)系統(tǒng)
[0177]50控制單元
[0178]60非線性晶體控制機(jī)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光源裝置，包括: 半導(dǎo)體激光單元，被配置成發(fā)射規(guī)定波長的激發(fā)光； 波長轉(zhuǎn)換單元，被配置成通過使所述激發(fā)光諧振來放大所述激發(fā)光，并且使用規(guī)定的非線性晶體來產(chǎn)生波長與所述激發(fā)光的波長不同的輸出光，所述波長轉(zhuǎn)換單元包括用于放大所述激發(fā)光的第一光路，和用于產(chǎn)生所述輸出光的第二光路； 第一光路長度控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制；以及 第二光路長度控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述第二光路的光路長度進(jìn)行控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，進(jìn)一步包括: 反射光檢測單元，被配置成對(duì)來自所述波長轉(zhuǎn)換單元的所述激發(fā)光的反射光進(jìn)行檢測；以及 控制單元，被配置成對(duì)所述第一光路長度控制機(jī)構(gòu)和所述第二光路長度控制機(jī)構(gòu)的每一個(gè)進(jìn)行獨(dú)立控制。 其中，在所述半導(dǎo)體激光單元中以規(guī)定的頻率對(duì)所述激發(fā)光進(jìn)行調(diào)制，以及 其中，所述控制單元根據(jù)所述反射光檢測單元檢測到的反射光來控制所述激發(fā)光的調(diào)制頻率，并且產(chǎn)生對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制的第一控制信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置， 其中，所述第一光路長度控制機(jī)構(gòu)是安裝在構(gòu)成所述第一光路的光學(xué)元件上的第一伺服機(jī)構(gòu)，以及 其中，所述第二光路長度控制機(jī)構(gòu)是安裝在構(gòu)成所述第二光路的光學(xué)元件上的第二伺服機(jī)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源裝置，其中，所述控制單元在所述波長轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的所述輸出光的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生用于改變所述第二光路的光路長度的第二控制信號(hào)，并且將所述第二控制信號(hào)輸出到所述第二伺服機(jī)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，其中，所述控制單元在優(yōu)化所述第一光路的光路長度之后，對(duì)所述第二光路的光路長度進(jìn)行優(yōu)化。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源裝置，其中，所述控制單元將所述第一控制信號(hào)輸出到所述第一伺服機(jī)構(gòu)，并且對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置， 其中，所述第二光路長度控制機(jī)構(gòu)是安裝在構(gòu)成所述第二光路的光學(xué)元件上的第二伺服機(jī)構(gòu)，以及 其中，所述控制單元將所述第一控制信號(hào)輸出到被配置成對(duì)所述半導(dǎo)體激光單元的操作進(jìn)行控制的激光控制單元，并且通過控制所述激發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電流來控制所述第一光路的光路長度。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，進(jìn)一步包括: 存儲(chǔ)單元，被配置成存儲(chǔ)設(shè)置成控制所述第一光路的光路長度和所述第二光路的光路長度的控制參數(shù)， 其中，所述控制單元使用存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的所述控制參數(shù)來產(chǎn)生控制信號(hào)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中，所述半導(dǎo)體激光單元包括半導(dǎo)體脈沖激光器，所述半導(dǎo)體脈沖激光器采用通過以外部諧振器的形式操作半導(dǎo)體激光器而得到的鎖模激光器。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光源裝置，其中，所述半導(dǎo)體激光單元進(jìn)一步包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器，所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器被配置成對(duì)所述鎖模激光器的輸出進(jìn)行放大。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，進(jìn)一步包括: 非線性晶體控制機(jī)構(gòu)，被配置成對(duì)所述非線性晶體的溫度或角度進(jìn)行控制， 其中，所述控制單元通過控制所述非線性晶體的溫度或角度來設(shè)置所述輸出光的波長。12.一種波長轉(zhuǎn)換方法，包括: 將從半導(dǎo)體激光單元發(fā)射的規(guī)定波長的激發(fā)光導(dǎo)向至波長轉(zhuǎn)換單元，所述波長轉(zhuǎn)換單元被配置成通過使所述激發(fā)光諧振來放大所述激發(fā)光，并且使用規(guī)定的非線性晶體來產(chǎn)生波長與所述激發(fā)光的波長不同的輸出光，所述波長轉(zhuǎn)換單元包括用于放大所述激發(fā)光的第一光路，和用于產(chǎn)生所述輸出光的第二光路； 通過控制被配置成對(duì)所述第一光路的光路長度進(jìn)行控制的第一光路長度控制機(jī)構(gòu)，優(yōu)化所述第一光路的光路長度；以及 通過控制被配置成對(duì)所述第二光路的光路長度進(jìn)行控制的第二光路長度控制機(jī)構(gòu)，優(yōu)化所述第二光路的光路長度。
【文檔編號(hào)】G02F1/39GK105829961SQ201480068311
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年11月17日
【發(fā)明人】田中健二, 藤田五郎
【申請(qǐng)人】索尼公司