DE69411290T2

DE69411290T2 - Laser Generator-Vorrichtung

Info

Publication number: DE69411290T2
Application number: DE69411290T
Authority: DE
Inventors: Michio C/O Sony Corporation Tokyo Oka
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1994-01-26
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: EP0608866A1; EP0608866B1; JP3211448B2; JPH06224504A; US5388113A; DE69411290D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laser-Generator-Vorrichtung und ist insbesondere auf eine Laser-Generator-Vorrichtung des SFG-Typs (sum frequency generation, Summenfrequenzerzeugung) gerichtet, welcher aus Grundwellen-Laserlichtstrahlungen einer ersten und einer zweiten Wellenlänge eine Summenfrequenz erzeugt, indem diese Grundwellen- Laserlichtstrahlungen in ein nichtlinear-optisches Element eingeführt werden.
Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein Beispiel einer konventionellen Laser-Generator-Vorrichtung eines SFG-Typs, welche aus Laserlichtstrahlungen mit unterschiedlichen Wellenlängen λ1 und λ2, die von einer ersten und einer zweiten Grundwellen-Lichtquelle 1 und 2 emittiert werden, eine Summenfrequenz erzeugt (vgl. Applied Physics Letters, Bd. 52, S. 85, 1988 und Applied Physics Letters, Bd.54, S. 789, 1988).
Diese konventionelle Laser-Generator-Vorrichtung des SFG-Typs wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Wie dargestellt in Fig. 1, ist ein aus KTiOPO4 (KTP) hergestelltes nichtlinear-optisches Element 3 zum Erzeugen einer Summenfrequenz innerhalb eines Laserresonators angeordnet, der durch Spiegel 4M1 und 4M2 und einer ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 gebildet wird.
Die erste Grundwellen-Lichtquelle 1 ist ein Nd:YAG-Laser, der durch, zum Beispiel, einen Anregungslaser 5 angeregt wird, und eine zweite Grundwellen-Lichtquelle 2 ist ein GaAlAs-Halbleiterlaser. Das Laserlicht von dem Anregungslaser 5 und das Laserlicht von der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 werden durch einen Polarisationsstrahlteiler (PBS)6 in den Resonator eingeführt. Eine erste Grundwelle auf der Basis des Laserlichts mit der ersten Wellenlänge λ1 von dem durch das Anregungslaserlicht angeregten Nd:YAG-Laser und eine zweite Grundwelle auf der Basis des Laserlichts mit der zweiten Wellenlänge λ2 von der Grundwellen-Lichtquelle 2 werden in das nichtlinear-optische Element 3 eingeführt, in welchem die erste und die zweite Grundwelle in einer Typ-2-Art in der Phase angepaßt werden.
Genauer gesagt, wenn die erste und die zweite Grundwelle derart eingeführt werden, daß die jeweiligen Polarisationsebenen der Laserlichtstrahlen von den zwei Grundwellen-Lichtquellen 1 und 2 entlang einer b-Achse des KTP-Kristalls des nichtlinear-optischen Elements 3 ausgedehnt sind und mit einer a-Achse und einer c-Achse des KTP-Kristalls zusammenfallen, erzeugt diese Laser-Generator-Vorrichtung einen blauen kohärenten Lichtstrahl mit einer kurzen Wellenlänge von λSFG = 459 nm bei dem Prozess der Summenfrequenzerzeugung, falls λ1 = 1064 nm und λ2 = 809 nm ist auf der Basis der Beziehung, die ausgedrückt wird durch:
1/λSFG = 1/λ1 + 1/λ2... (1)
Diese Laserlichtquellenvorrichtung des SFG-Typs kann durch einen Hochgeschwindigkeits- GaAlAs-Laser, der als zweite Grundwellen-Lichtquelle verwendet wird, moduliert werden. Daher wird erwartet, daß die Laserlichtquellenvorrichtung des SFG-Typs in geeigneter Weise als eine Lichtquelle für optische Speicher angewandt werden kann, da die Summenfrequenz-Lichtstrahlung durch Modulieren des GaAlAs-Lasers mit einer hohen Geschwindigkeit moduliert werden kann.
Die konventionelle Laser-Generator-Vorrichtung, die wie dargestellt in Fig. 1 aufgebaut ist, bringt jedoch Probleme wie eine unzureichende Konversionseffizienz, einen instabilen Ausgang oder dergleichen mit sich.
In der Veröffentlichung von E. Liu et al. in Applied Optics, Bd. 21, Nr. 19, Oktober 1982, S. 3415-3416, wird die Erzeugung von abstimmbarer Dauerstrich-Ultraviolettstrahlung durch Summenfrequenzmischen innerhalb der Kavität in einem phasenabgestimmten ADP- Kristall von ausgewählten Ausgangslinien eines Argonionenlasers und einer Wanderwelle in einem Rhodamin-110-Ringfarbstofflaser beschrieben. Der Farbstoff-Freistrahl und der ADP-Kristall sind innerhalb eines gefalteten Resonators angeordnet.
Die Veröffentlichung von B. Couillaud et al. in Optics Letters, Bd. 7, Nr. 6, Juni 1982, S.265-267, beschreibt das Mischen der Ausgänge eines Rhodamin-6 G-Farbstoffiasers und eines 488-nm-Argonionenlasers in einem ADP-Kristall. In dieser Konfiguration ist nur der ADP-Kristall innerhalb des Resonators angeordnet, jedoch ist der Farbstoffstrahl außerhalb des Resonators angeordnet.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laser-Generator-Vorrichtung des SFG-Typs anzugeben, welche die Konversionseffizienz verbessern und einen stabilen Ausgang erzeugen kann.
Die vorliegende Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, wie dargestellt in Fig. 2, welche ein Diagramm zur Darstellung eines Aufbaus einer Laser-Generator-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, eine Laser-Generator-Vorrichtung angegeben, welche eine erste Grundwellen-Lichtquelle 1 zur Erzeugung einer ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung mit einer ersten Wellenlänge λ1, eine zweite Grundwellen-Lichtquelle 2 zur Erzeugung einer zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung mit einer zweiten, von der ersten Wellenlänge λ1 verschiedenen, Wellenlänge λ2, ein nichtlinear-optisches Element 3 des Typs 2 zur Erzeugung einer Summenfrequenz (Wellenlänge = λSFG) auf der Basis der Wellenlängen (obengenannte Gleichung (1)) der zwei Grundwellen-Laserlichtstrahlungen durch Einführen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlungen, und einen Resonator 7 mit einem darin angeordneten Lasermedium 1 s der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 und dem nichtlinear-optischen Element 3 aufweist.
Der Resonator 7 weist einen ersten und einen zweiten Reflexionsspiegel M1, M2 auf, die an gegenüberliegenden Lichteintritts- und -austrittsendflächen von zumindest dem nichtlinearoptischen Element 3 in einer gegenüberstehenden Weise angeordnet sind.
Der erste und der zweite Reflexionsspiegel M1, M2 weisen eine Durchlässigkeit auf, die für die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung und die Summenfrequenzstrahlung so hoch wie möglich ist, und sie weisen eine Reflektivität auf, die für die erste Grundwellen-Laserstrahlung so hoch wie möglich ist.
Die optischen Achsen, entlang denen die erste und die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung auf die Spiegeloberflächen des ersten und des zweiten Reflexionsspiegels M1 und M2 auftrifft, werden derart ausgewählt, daß sie in einer schrägen Richtung liegen, in welcher die genannten optischen Achsen bei vorbestimmten Winkeln gehalten werden, die nicht mit den senkrechten Linien dieser Spiegeloberflächen zusammenfallen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist, wie dargestellt in den Fig. 3A und 3B, welche Aufbauten der vorliegenden Erfindung darstellen, eine Laser-Ge nerator-Vorrichtung eine erste Grundwellen-Lichtquelle 1 zur Erzeugung einer ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung mit einer ersten Wellenlänge λ1, eine zweite Grundwellen- Lichtquelle 2 zur Erzeugung einer zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung mit einer zweiten Wellenlänge λ2, ein nichtlinear-optisches Element 3 zur Erzeugung einer Summenfrequenz (Wellenlänge = λSFG) auf der Basis der obengenannten Gleichung (1) der Wellenlängen der zwei Grundwellen-Laserlichtstrahlungen durch Einführen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung, und einen Resonator 7 mit dem darin angeordneten nichtlinear-optischen Element 3 auf.
Auch in diesem Fall enthält der Resonator 7 einen ersten und einen zweiten Reflexionsspiegel M1 und M2, die an gegenüberliegenden Lichteintritts- und -austrittsendflächen von zumindest dem nichtlinear-optischen Element 3 in einer gegenüberstehenden Weise angeordnet sind. Der erste und der zweite Reflexionsspiegel M1, M2 weisen eine Durchlässigkeit auf, die für die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung und die Summenfrequenzstrahlung so hoch wie möglich ist, und sie weisen eine Reflektivität auf, die für die erste Grundwellen-Laserstrahlung so hoch wie möglich ist.
Auch in diesem Fall werden die optischen Achsen, entlang denen die erste und die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung auf die Spiegeloberflächen des ersten und des zweiten Reflexionsspiegels M1 und M2 auftrifft, derart ausgewählt, daß sie in einer schrägen Richtung liegen, in welcher die genannten optischen Achsen bei vorbestimmten Winkeln gehalten werden, die nicht mit den senkrechten Linien dieser Spiegeloberflächen zusammenfallen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Resonator 7 in dem Aufbau des ersten und des zweiten Aspekts aus zwei Paaren von Reflexionsspiegeln oder mehr, d. h. ersten bis vierten Reflexionsspiegeln M1 bis M4, aufgebaut, so daß ihre optischen Pfade eine gefaltete Anordnung bilden.
Ferner werden gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Aufbau des ersten und des zweiten Aspekts die optischen Achsen der in das nichtlinear-optische Element eingeführten ersten und zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung derart ausgewählt, daß sie in einer schrägen Richtung liegen, in welcher diese optischen Achsen bei vorbestimmten Winkeln gehalten werden, die nicht mit den senkrechten Linien der Lichteintritts- und -austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements 3 zusammenfallen, d.h. 2º bis 3º bezüglich diese senkrechten Linien liegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Einfallswinkel der in das nichtlinear-optische Element 3 eingeführten ersten und der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung derart gewählt, daß sie Brewster's Bedingung bezüglich des nichtlinear-optischen Elements 3 erfüllen.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung in den optischen Pfad innerhalb des Resonators 7, in welchem die zweite Grundwellen-Laserstrahlung durch das nichtlinear-optische Element 3 hindurchgegangen ist, ein optisches Element 14 zum Absorbieren oder Reflektieren der zweiten Grundwellen-Laserstrahlung in die äußere Umgebung des optischen Pfades, wie ein Filter, ein Brewster-Polarisator oder dergleichen eingesetzt.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abschirmglied 8 angeordnet, welches reflektierte Lichtstrahlung von den erwähnten Eintritts- und Austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements 3, den Reflexionsspiegeloberflächen oder dergleichen abschirmt.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abschirmplattenglied 9 zum Abschirmen der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 angeordnet, wodurch räumliche Moden höherer Ordnung der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1, die von reflektierter und gestreuter Strahlung angeregt werden, die auf der Oberfläche von innerhalb des Resonators 7 angeordneten Komponententeilen, durch innere Streuung oder dergleichen erzeugt wird.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung die zweite Grundwellen-Laserlichtquelle 2 durch einen Halbleiterlaser gebildet und ein wellenlängenselektives Element 10 ist vor oder hinter dem Halbleiterlaser angeordnet. Der Ausgang der Summenfrequenz-Lichtstrahlung von dem nichtlinear-optischen Element 3 wird durch Modulieren der Intensität des erzeugten Ausgangs mit der zweiten Wellenlänge moduliert, indem eine Lichtstrahlung mit einer ausgewählten Wellenlänge von dem wellenlängenselektiven Element 10 in den Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 eingeführt wird.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung das oben erwähnte wellenlängenselektive Element 10 durch ein Beugungsgitter gebildet.
Gemäß dem oben erwähnten Aufbau der vorliegenden Erfindung werden die erste und die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung bezüglich der Reflexionsspiegel M1, M2, die gegenüberliegend dem nichtlinear-optischen Element 3 angeordnet sind, derart in die Spiegeloberflächen eingeführt, daß ihre optischen Achsen schräg zu den senkrechten Linien dieser Spiegeloberflächen stehen. Wenn somit die Grundwellen-Lichtquelle, z.B. die zweite Grundwellen-Lichtquelle 2 aus einem Halbleiterlaser gebildet wird, kann die zu der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 reflektierte Lichtstrahlung effektiv reduziert werden.
Dieses reflektierte Licht weist in der wirklichen Praxis eine sogenannte Restreflektivität von einigen Prozent auf, obwohl die zwei Reflexionsspiegel M1, M2 derart beschaffen sind, daß die Spiegeloberflächen eine hohe Durchlässigkeit bezüglich der Laserlichtstrahlung der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2, d.h. eine Durchlässigkeit von im wesentlichen 100% aufweisen. Es existiert dann das Problem der reflektierten Strahlung von diesen Spiegeln M1, M2 zu der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2. Wenn daher die zweite Grundwellen- Lichtquelle 2 durch einen Halbleiterlaser gebildet wird, tritt Rauschen aufgrund von Modenspringen oder dergleichen auf und, zum Beispiel, eine Wellenlängenfluktuation von ca. einigen Nanometern. Als Resultat wird die Konversionseffizienz des nichtlinear-optischen Elements 3 verringert, wobei dementsprechend der Summenfrequenzausgang erniedrigt wird und ferner der Ausgang des nichtlinear-optischen Elements 3 instabil wird. Da gemäß den Aufbauten der vorliegenden Erfindung die reflektierte Lichtstrahlung effektiv reduziert werden kann, kann die Konversionsefflzienz des nichtlinear-optischen Elements 3 verbessert werden und der Summenfrequenzausgang kann verbessert und stabilisiert werden.
Da der Resonator 7 eine gefaltete Anordnung aufweist, kann die Brennfleckgröße der ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung, die auf die Endfläche des nichtlinear-optischen Elements 3 fokussiert wird, durch Auswählen der Position, der Form der Spiegel oder dergleichen ausreichend reduziert werden, wodurch die Konversionseffizienz in dem nichtlinear-optischen Element 3 verbessert werden kann.
Ferner werden die optischen Achsen der in das nichtlinear-optische Element 3 eingeführten ersten und der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung derart ausgewählt, daß sie in einer schrägen Richtung liegen, in welcher diese optischen Achsen bei vorbestimmten Winkeln gehalten werden, die nicht mit den senkrechten Linien der Eintritts- und -austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements 3 zusammenfallen, wobei die reflektierten Lichtstrahlen, die sich von diesen Flächen zu dem Halbleiterlaser fortpflanzen, d. h. die reflektierten Lichtstrahlen viel stärker reduziert werden können. Somit kann aus Gründen, die ähnlich den oben beschriebenen sind, die Konversionseffizienz des nichtlinear-optischen Elements 3 verbessert werden, d.h. der Summenfrequenzausgang kann verbessert werden. Ferner kann der Summenfrequenzausgang stabilisiert werden.
In diesem Fall sind die optischen Achsen der Laserlichtstrahlen bezüglich der senkrechten Linien der Eintritts- und Austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements 3 schräggestellt und es ist ausreichend, daß diese Schrägstellung etwa 2º bis 3º beträgt. Obwohl somit die Polarisationsebenen der Laserlichtstrahlen um einen solchen Winkel von den Richtungen entlang der b-Achse zu der a-Achse und der c-Achse, d. h. a - b - Ebene und b - c - Ebene schräggestellt werden, stellt es kein Problem dar, daß die Konversionseffizienz dabei erniedrigt wird.
Da ferner das optische Element 14 zum Absorbieren oder Reflektieren der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung zur äußeren Umgebung des optischen Pfades in dem optischen Pfad innerhalb des Resonators angeordnet ist, in welchem die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung durch das nichtlinear-optische Element 3 hindurchgetreten ist, wenn der Halbleiterlaser als die zweite Grundwellen-Lichtquelle 2 verwendet wird, kann das reflektierte Licht reduziert und das Auftreten von Rauschen vermieden werden. Somit kann ein stabiler Summenfrequenzausgang erhalten werden.
Ferner ist das Abschirmglied 8 zum Abschirmen der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 von reflektierter Lichtstrahlung von den Eintritts- und Austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements 3, den Reflexionsspiegeloberflächen des Resonators oder dergleichen angeordnet. Ebenso wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abschirmplattenglied 9 zum Abschirmen der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 angeordnet, wodurch räumliche Moden höherer Ordnung der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1, die von reflektierter und gestreuter Strahlung angeregt werden, die auf der Oberfläche von innerhalb des Resonators 7 angeordneten Komponententeilen, durch innere Streuung oder dergleichen erzeugt wird. Somit kann der Summenfrequenzausgang viel stärker stabilisiert werden, wie aus der nachfolgenden Erläuterung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlich werden wird.
Da ferner gemäß der Laser-Generator-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die aufgrund von Restreflexion von entsprechenden Teilen erzeugte reflektierte Lichtstrahlung verbessert werden kann, kann die Laser-Generator-Vorrichtung stabil betrieben werden und die Konversionseffizienz des Summenfrequenzausgangs kann verbessert werden. Zusätzlich kann die Brennfleckgröße der ersten Grundwellen-Laserstrahlung auf dem nichtlinear-optischen Element 3 reduziert werden. Dadurch daß die Konversionsefflzienz viel stärker verbessert werden kann, können wichtige praktische Vorteile erzielt werden.
Im folgenden wird eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen gegeben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Aufbaus einer konventionellen Laser-Generator-Vorrichtung;
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Aufbaus eines Beispiels eines internen Resonators; der in einer Laser-Generator-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 3A und 3B sind schematische Diagramme zur Darstellung von Aufbauten von Beispielen von externen Resonatoren, die in der Laser-Generator-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
Fig. 4 ist ein graphisches Diagramm der Laserlichtdurchlässigkeit gegenüber der Wellenlänge, um den Effekt eines schräggestellt angeordneten nichtlinear-optischen Elements zu demonstrieren;
Fig. 5, 6 und 7 sind Diagramme der optischen Pfade, die zur Erläuterung der Laser-Generator-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dienen;
Fig. 8 ist eine Augenmusterdarstellung eines Summenfrequenzausgangs der Laser-Generator-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9A und 9B sind Diagramme zur Darstellung von Wellenformen von Ausgängen von der konventionellen Laser-Generator-Vorrichtung;
Fig. 10A und 10B sind Diagramme zur Darstellung von Spektren von Ausgängen von der konventionellen Laser-Generator-Vorrichtung;
Fig. 11 ist eine Augenmusterdarstellung eines Summenfrequenzausgangs von der konventionellen Laser-Generator-Vorrichtung.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Eine Laser-Generator-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
Wie dargestellt in Fig. 2, sind vorgesehen eine erste Grundwellen-Lichtquelle 1, welche eine erste Grundwellen-Lichtstrahlung 1L mit einer Wellenlänge λ1 erzeugt, eine zweite Grundwellen-Lichtquelle 2, welche eine zweite Grundwellen-Lichtstrahlung 2L mit einer von der Wellenlänge λ1 verschiedenen Wellenlänge λ2 erzeugt, ein nichtlinear-optisches Element 3, welches eine Summenfrequenz-Lichtstrahlung (Wellenlänge = λSFG) auf der Basis der zwei Grundwellen-Laserlichtstrahlungen erzeugt, indem die erste und die zweite Grundwellen- Laserlichtstrahlung 1L und 2L darin eingeführt werden, und einen Resonator 7, in dessen Inneren ein Lasermedium 1s der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 und das nichtlinear-optische Element 3 angeordnet sind.
In dieser Ausführungsform erzeugt die Laser-Generator-Vorrichtung einen blauen kohärenten Lichtstrahl mit einer Wellenlänge λSFG als einem Summenfrequenzausgang, wobei die Wellenlänge λ1 der ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung 1L 1064 nm ist und die Wellenlänge λ2 der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung L2 808 nm ist.
Der Resonator 7 ist als ein Resonator vom gefalteten Typ gebildet, welcher zwei Paar Reflexionsspiegel aufweist, d.h. erste bis vierte Reflexionsspiegel M1 bis M4, wie dargestellt in Figur2. Der gefaltete Resonator, dessen optischer Pfad abgebogen ist, ist zwischen dem dritten Reflexionsspiegel M3 und dem vierten Spiegel M4 aufgebaut.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Reflexionsspiegel M1 und M2 ist innerhalb des Resonators 7 zum Beispiel ein KTP als ein nichtlinear-optisches Element 3 des Typs 2 in solcher Weise angeordnet, daß seine Lichtein- und -austrittsendflächen dem ersten und zweiten Reflexionsspiegel M1 und M2 gegenüberliegen.
Die erste Grundwellen-Lichtquelle 1 kann zum Beispiel ein Nd:YAG-Laser sein. Der Nd:YAG des Lasermediums 1s der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 ist zum Beispiel zwischen dem dritten und dem ersten Reflexionsspiegel M3 und M1 angeordnet. Der dritte Reflexionsspiegel M3 dient als eine Einfallsoberfläche des Nd:YAG-Lasermediums der ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung 1. Der erste und der zweite Spiegel M1, M2 sind Spiegel mit konkaven Oberflächen mit einem Krümmungsradius von 40 mm und der vierte Spiegel M4 ist ein Planspiegel.
Die ersten bis vierten Spiegel M1 bis M4 sind mit einer Substanz beschichtet, die die erste Grundwellen-Laserlichtstrahlung 1L mit einer Wellenlänge λ1 von 1064 nm mit einer Reflektivität so hoch wie 100% reflektieren kann. Ferner sind die Spiegel M1 bis M4 mit einer Substanz beschichtet, die die von der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 emittierte zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung 2L mit einer Wellenlänge λ2, eine angeregte Wellenlänge einer Oszillationswellenlänge von 808 nm von dem Anregungslaser der ersten Grundwellen- Lichtquelle 1 und eine Lichtstrahlung mit einer Summenfrequenz-Ausgangswellenlänge von 459 nm mit einer Durchlässigkeit so hoch wie etwa 100% hindurchlassen kann.
Auf diese Weise wird, wie dargestellt in Fig. 2, die Laserlichtstrahlung mit der zweiten Wellenlänge λ2 von der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 in das nichtlinear-optische Element 3 durch den zweiten Reflexionsspiegel M2 eingeführt.
In bezug auf das Laserlicht mit der ersten Wellenlänge λ1 ist zwischen dem dritten und dem vierten Reflexionsspiegel M3 und M4 ein Resonator durch einen optischen Pfad geformt, der durch den ersten Spiegel M1, das nichtlinear-optische Element 3, den zweiten Spiegel M2, den vierten Spiegel M4, den zweiten Spiegel M2, das nichtlinear-optische Element 3, den ersten Spiegel M1, das Nd:YAG-Lasermedium 1s der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1, den dritten Spiegel M3 und den ersten Spiegel M1 in dieser Reihenfolge geformt ist. Eine durch den Anregungslaser 11 erzeugte Lichtstrahlung wird dem Nd:YAG-Lasermedium 1s der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 durch den dritten Spiegel M3 zugeführt, wobei der als die erste Grundwellen-Lichtquelle dienende Nd:YAG-Laser in Schwingungen versetzt wird. Das erzeugte Licht mit einer Wellenlänge λ1 von 1064 nm von der ersten Grundwellen- Lichtquelle 1 wird ebenfalls in der Effizienz durch einen Leistungsverdopplungseffekt des Resonators verbessert.
In diesem Resonator 7 sind der erste und der zweite Reflexionsspiegel M1 und M2 derart angeordnet, daß die optischen Achsen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserstrahlung 1L und 2L, die auf diese Reflexionsspiegeln M1, M2 auftreffen, nicht mit den senkrechten Linien von deren Spiegeloberflächen zusammenfallen, sondern relativ zu ihnen schräggestellt sind.
Die Laserlichtstrahlen 1L und 2L von der ersten und der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 1 und 2 sind derart eingestellt, daß ihre optischen Achsen koaxial entlang der b-Achsenrichtung des KTP-Kristalls des nichtlinear-optischen Elements 3 in dem Abschnitt sind, in welchem das nichtlinear-optische Element 3 angeordnet ist, um den durch das nichtlinear-opti sche Element 3 gelieferten Summenfrequenzausgang zu maximieren. Ferner werden die zwei Laserlichtstrahlen 1L und 2L derart eingeführt, daß deren Polarisationsebenen jeweils sich entlang der Achse a und der Achse c des nichtlinear-optischen Elements 3 erstrecken. Das nichtlinear-optische Element 3 ist derart angeordnet, daß die senkrechten Linien von dessen Lichteintritts- und -austrittsendflächen nicht mit den optischen Achsen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlungen 1L und 2L, die auf derselben Achse einfallen, zusammenfallen, sondern in bezug zu diesen mit einem Schrägstellungswinkel von etwa 2º bis 3º geringfügig schräggestellt sind. Mit den oben erwähnten Anordnungen wird eine Phasenanpassung nach dem Typ 2 in dem nichtlinear-optischen Element 3 durchgeführt.
Obwohl die optischen Achsen der Laserlichtstrahlen relativ zu den senkrechten Linien der Lichtein- und -austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements 3 schräggestellt sind, ist es ausreichend, daß dieser Schrägstellungswinkel auf etwa 2º bis 3º eingestellt wird. Es gibt dann kein Problem damit, daß die Konversionseffizienz erniedrigt wird. Das nichtlinearoptische Element 3 wird dann nahe den Brennpunkten der ersten und der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 1 und 2 angeordnet.
Die Dicke des KTP des nichtlinear-optischen Elements 3 wird zum Beispiel zu 3,5 mm ausgewählt.
Die Lichteintritts- und -austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements 3 sind mit einer Substanz beschichtet, so daß die Laserlichtstrahlungen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlungen und der Wellenlänge der Summenfrequenz-Lichtstrahlung im wesentlichen mit 100% hindurchgelassen werden können.
Das Lasermedium 1s der ersten Grundwellen-Laserlichtquelle 1 ist aus einem 5mm dicken 1,1% Nd-dotierten Nd:YAG hergestellt. Dieses Lasermedium 1s ist innerhalb des Resonators 7 angeordnet und eine Laserlichtstrahlung von dem außerhalb des Resonators angeordneten Anregungslaser 11 wird in das Lasermedium 1s von der Seite des dritten Reflexionsspiegels M3, um das Lasermedium 1s anzuregen.
Dieser Anregungslaser 11 kann ein breitflächiger Hochleistungs-Halbleiterlaser (maximaler Ausgang ist 1,8W) mit einer Streifenbreite von 20 um sein, In diesem Fall umfaßt der Anregungslaser darin eine Temperatursteuerungsvorrichtung wie ein Peltierelement und wird in der Temperatur kontrolliert, so daß seine Oszillationswellenlänge auf 808 nm eingestellt wird, die mit einer Absorptionsbande des Nd:YAG-Lasers zusammenfällt.
Der Ausgang dieses Anregungs-Halbleiterlasers wird durch 2,5-fach anamorphes Prismenpaar strahlgeformt, polarisiert, synthetisiert und dann in eine Stufenindex-Multimode-Faser 12 mit einer numerischen Apertur (NA) = 0,35 und einem Kerndurchmesser f von 125 um eingekoppelt. Ein Ausgang der Faser 12 triff von einer Anregungslinse kommend, die eine laterale dreifache Vergrößerung aufweist, durch den dritten Spiegel M3 auf das oben erwähnte Nd:YAG-Lasermedium 1s, welches innerhalb des Resonators 7 angeordnet ist. Zu dieser Zeit betrug die Effizienz des Anregungslaserausgangs zu dem Anregungslinsenausgang 72% und eine Anregungsleistung von 2,6W wurde erzielt.
Die zweite Grundwellen-Lichtquelle 2 sollte eine laterale Einzelmoden-(single-mode-) Lichtquelle sein, da eine Summenfrequenz in einem kohärenten Prozeß erzeugt wird. Um ferner der Phasenanpassungsbedingung zu genügen, muß der Laser bei einer Oszillationswellenlänge nahe 808 nm zur Schwingung angeregt werden, und eine Verschiebung zwischen den Oszillationswellenlängen muß innerhalb von 4 nm liegen. Obwohl der Anregungslaser 11 im Ausgang hoch ist, wird der Anregungslaser 11 in einem lateralen Vielfachmodenbetrieb zu Schwingungen angeregt. Daher kann dieser Oszillationslaser 11 nicht als die zweite Grundwellen-Lichtquelle verwendet werden, welche einen Summenfrequenzausgang erzeugt. Als die zweite Grundwellen-Lichtquelle 2, die als die summenfrequenzerzeugende Lichtquelle dienen soll, wurde ein AlGaAs-Halbleiterlaser (Ausgang ist 150 mW) vom indexgeführten Typ verwendet, welcher in dem lateralen Einzelmodenbetrieb zu Schwingungen angeregt wird. Gemäß dem Aufbau, bei welchem das nichtlinear-optische Element 3 mit einer Schrägstellung angeordnet wird, sind die Polarisationsebenen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlungen senkrecht zueinander. Somit kann durch Auswählen von Einfallswinkeln, bei welchen die erste und die zweite Grundwellen- Laserlichtstrahlung in das nichtlinear-optische Element 3 eingeführt werden, um Brewster's Bedingungen relativ zu dem nichtlinear-optischen Element 3 zu erfüllen, eine Reflexion der ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung auf der Endfläche des nichtlinear-optischen Elements 3 verringert werden und die Summenfrequenz-Konversionseffizienz in dem nichtlinear-optischen Element 3 kann gesteigert werden.
In diesem Fall werden die Einfallswinkel gewählt, um eine Beziehung zu erfüllen, die ausgedrückt wird durch:
tan Θ = n ... (2)
wobei Θ den Einfallswinkel und n den Brechungsindex des nichtlinear-optischen Elements darstellt.
Ein optisches Element 14 wie ein Filter, ein Brewster-Polarisator oder dergleichen zum Absorbieren der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung oder zu ihrem Reflektieren in die äußere Umgebung des optischen Pfads wird in einen optischen Pfad eingesetzt, durch welchen sich die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung fortpflanzt, nachdem sie durch das nichtlinear-optische Element 3 hindurchgetreten ist (d.h. zwischen der ersten Grundwellen- Lichtquelle 1 und dem ersten Reflexionsspiegel M1 in dem oben erwähnten in Fig. 2 dargestellten Aufbau). Die zu dem Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 reflektierte Lichtstrahlung kann durch Absorbieren oder Reflektieren der zweiten Grundwellen- Laserlichtstrahlung zu der äußeren Umgebung des oben erwähnten optischen Pfads durch das wie oben beschrieben angeordnete optische Element 14 effektiv verringert werden. Somit kann das Rauschen reduziert werden und die Laser-Generator-Vorrichtung kann stabilisiert werden. Ferner kann die Polarisationsebene der ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung von der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 kann mit einer a - b - Ebene des Kristalls des nichtlinear-optischen Elements 3 durch Verwendung des Brewster-Polarisator als des optischen Elements 14 angepaßt werden.
Ein Abschirmglied 8 ist in der äußeren Peripherie des optischen Pfads beispielsweise zwischen dem Resonator 7 und der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 angeordnet. Das Abschirmglied 8 dient dazu, das reflektierte Licht, das auf der Basis einer Restreflektivität von der Kristallfläche des schräg angeordneten nichtlinear-optischen Elements 3, des Reflexionsspiegels M1 oder dergleichen erhalten wird, von der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 abzuschirmen.
Dabei tritt dann das Problem auf, daß eine durch entsprechende Bauteile, die innerhalb des Resonators angeordnet sind, erzeugte Reflexionsstreuung oder eine interne Streuung eine räumliche Mode höherer Ordnung der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 anregt, wie später eingehender beschrieben werden wird. Ein Abschirmglied 9, das solche Störstrahlung abschirmen kann, ist zum Beispiel zwischen den Reflexionsspiegeln M2 und M4 angeordnet. Diese Abschirmglieder 8 und 9 können durch geeignete Mittel wie Schlitze, Aperturen, Schneidkanten oder dergleichen realisiert werden.
Ein wellenlängenselektives Element 10 ist vor oder hinter der Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 angeordnet. Eine Schwingungsausgangsintensität der zweiten Wellenlänge wird moduliert durch Einführen einer Lichtstrahlung mit einer durch das wellenlängenselektive Element 10 ausgewählten Wellenlänge in den Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 und somit Modulieren des Summenfrequenzausgangs des nichtlinear-optischen Elements 3.
In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung, die durch das nichtlinear-optische Element 3 und den Spiegel M1 hindurchgetreten ist, in ein wellenlängenseparierendes Prisma eingeführt. Das wellenlängenseparierende Prisma 15 hat die Eigenschaft, daß die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung mit einer Reflektivität von im wesentlichen 100% reflektiert und den Summenfrequenzausgang im wesentlichen zu 100% hindurchläßt. Das von dem wellenlängenseparierenden Element 15 reflektierte Licht von der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung wird in das als Beugungsgitter dienende wellenlängenselektive Element 10 eingeführt, wodurch eine reflektierte Lichtstrahlung der ausgewählten Wellenlänge, d. h. der Wellenlänge der ursprünglichen zweiten Grundwelle erhalten werden kann. Dann wird diese reflektierte Lichtstrahlung erneut in das wellenlängenseparierende Prisma 15 eingeführt und dann durch den Spiegel M1, das nichtlinear-optische Element 3 und den Spiegel M2 zu dem Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 zurückgeführt, in welcher sie moduliert wird.
In diesem Fall wird eine Wellenlänge der abgebeugten Lichtstrahlung einfacher Ordnung oder höherer Ordnung parallel zu einem einfallenden Lichtstrahl und von diesem um einen Abstand verschoben zurückgeführt und ein Einfallswinkel des als wellenlängenselektives Element dienenden Beugungsgitters wird ausgewählt. Falls in dem Beugungsgitter ein Rotationsmechanismus bereitgestellt wird, kann dann ein Winkel des Beugungsgitter derart eingestellt werden, daß er an eine Wellenlänge des als zweite Grundwellen-Lichtquelle dienenden Halbleiterlasers angepaßt ist, bei der der Summenfrequenzausgang maximiert wird.
Gleichzeitig wird in bevorzugter Weise die Temperatur des Halbleiterlasers derart eingestellt, daß die Wellenlänge, bei der der Summenfrequenzausgang maximiert wird, im Zentrum der Gainkurve oder des Oszillationsgewinns zu liegen kommt.
Gemäß der solchermaßen aufgebauten Laserlichtquelle wurde der KTP des nichtlinear-optischen Elements 3 innerhalb des Resonators 7 mit dem gefalteten Aufbau angeordnet, wobei der Brennfleckradius der ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung an den Lichteintritts- und -austritts-Kristallflächen des nichtlinear-optischen Elements 3 auf etwa 25 um reduziert werden konnten. In dem Fall des in Fig. 1 gezeigten konventionellen Aufbaus beträgt der Brennfleckdurchmesser der Laserlichtstrahlung 35 um. Somit beträgt bei dem Aufbau der vorliegenden Erfindung die Konversionseffizienz in dem nichtlinear-optischen Element 3 352/252 des Wertes des konventionellen Aufbaus, d.h. eine Verbesserung um etwa das Doppelte verglichen mit dem Stand der Technik kann erzielt werden.
In diesem Fall wird der Brennfleckradius des Nd:YAG-Lasers der ersten Grundwellen- Lichtquelle wird zu etwa 150 um ausgewählt, was etwa dreimal so groß ist wie zum Beispiel der der Laserlichtquelle des in Fig. 1 gezeigten konventionellen Aufbaus. Somit kann das angeregte Licht effizient absorbiert werden, indem ein Hochleistungs-Halbleiterlaser vom großflächigen Typ mit einer Streifenbreite von 50 um oder mehr, beispielsweise 200 um, als Anregungslaser 1l verwendet wird.
Wenn wie oben beschrieben, ein Brewster-Polarisator als das optische Element 14 verwendet wird, kann die Konversionseffizienz auf etwa das Doppelte verbessert werden, indem die Polarisationsebene des ersten Grundwellenlasers mit der oben erwähnten a - b - Ebene des nichtlinear-optischen Elements 3 angepaßt wird, verglichen mit dem Fall, daß ein Brewster-Polarisator nicht verwendet wird.
Ferner kann die Laser-Generator-Vorrichtung gemäß dem oben erwähnten Aufbau die reflektierte Lichtstrahlung in zufriedenstellender Weise bewältigen.
Die reflektierte Lichtstrahlung wird als Nächstes beschrieben.
Wie oben beschrieben, erzeugt der als zweite Grundwellen-Lichtquelle dienende Halbleiterlaser vom indexgeführten Typ, der in einer einzelnen lateralen Mode schwingt, einen hohen Ausgang von 150 mW. Obwohl ein solcher Halbleiterlaser im allgemeinen in einer einzelnen longitudinalen Mode zu Schwingungen angeregt wird, ist ein solcher Halbleiterlaser selbst gegen sehr geringfügige reflektierte Lichtstrahlung sehr empfindlich. Als Konsequenz tritt ein starkes longitudinales Modenspringen mit dem Resultat auf, daß die Ausgangswellenlänge instabil wird. Gleichzeitig wird der Summenfrequenzausgang instabil und die Konversionseffizienz wird verschlechtert.
Obwohl die entsprechenden, den Resonator 7 bildenden Reflexionsspiegel M1 bis M4 und die Eintritts- und Austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements 3 mit einem Be schichtungsmaterial beschichtet sind, welches die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung im wesentlichen vollständig hindurchläßt, wie gezeigt durch die Wellenlängenabhängigkeit seiner Durchlässigkeit in Fig. 3, ist es unvermeidbar, daß eine Restreflexion von etwa einigen Prozent um die Wellenlänge von 808 nm aufgrund einer Abweichung auftritt, die bei der Herstellung des Beschichtungsmaterials aufgetreten ist. Damit entsteht das Problem, daß eine reflektierte Lichtstrahlung aufgrund der Reflexion an diesen Spiegeloberflächen und den Endflächen des nichtlinear-optischen Elements auftritt.
Die reflektierte Lichtstrahlung wird weiter unten gemäß drei Typen von reflektierter Lichtstrahlung, d.h. einer reflektierten Lichtstrahlung von dem Resonator, einer reflektierten Lichtstrahlung von dem nichtlinear-optischen Element und einer reflektierten Lichtstrahlung von der erzeugten Summenfrequenz-Lichtstrahlung beschrieben.

(1 - 1) Reflektierte Lichtstrahlung von dem Resonator:

Die gestrichelte Linie in Fig. 5 zeigt einen optischen Reflexionspfad in dem Aufbau, in welchem eine optische Achse relativ zu den Spiegeloberflächen der Reflexionsspiegel M1 und M2 schräggestellt ist. Aufgrund der Restreflexion der entsprechenden Spiegel in dem oben erwähnten Aufbau pflanzt sich ein Lichtstrahl, der durch den Reflexionsspiegel M2 zurückgeworfen wird, entlang einer optischen Achse fort, die nicht mit einer optischen Achse eines Lichtstrahls zusammenfällt, der auf den Resonator 7 von der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 kommend einfällt, wie gezeigt durch einen Pfeil ra in Fig. 5. Somit kann die reflektierte Lichtstrahlung daran gehindert werden, zu dem Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 zurückgeworfen zu werden. Um ferner den Summenfrequenzausgang zu maximieren, werden die erste und die zweite Grundwellen-Lichtquelle im Wege der Justage auf im wesentlichen derselben Achse angeordnet. Als Resultat, wie gezeigt durch einen Pfeil rc in Fig. 5. nachdem die Laserlichtstrahlung der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 durch den KTP des nichtlinear-optischen Elements hindurchgetreten ist, pflanzt sie sich entlang eines optischen Pfades fort, der mit der ersten Grundwellen-Laserlichtstrahlung zusammenfällt, welche mit einigen Prozent von dem Reflexionsspiegel M1 aufgrund von Restreflexion reflektiert wird, von dem Reflexionsspiegel M3 reflektiert wird und dann erneut von dem Reflexionsspiegel M1 reflektiert wird und zu einem zurückreflektierten Lichtstrahl wird, der zu dem Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 zurückgeworfen wird. Da gemäß der vorliegenden Erfindung der oben erwähnte Spiegel M3 die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung mit einer Durchlässigkeit von im wesentlichen 100% hindurchläßt, kann dieses zurückreflektierte Licht effektiv reduziert werden. Genauer gesagt, falls die Restreflexionen der Spiegel M3 und M1 mit 5% angenommen werden, wird diese zurückreflektierte Lichtstrahlung dreimal reflektiert bis sie zu dem als die zweite Grundwellen-Lichtquelle dienenden Halbleiterlaser zurückgeworfen wird. Somit kann diese zurückreflektierte Lichtstrahlung auf etwa (5%)³, d.h. etwa 0,01% reduziert werden.
Falls ferner, wie oben beschrieben, das optische Element 14 in dem optischen Pfad angeordnet wird, nachdem die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung der zweiten Grundwellen- Lichtquelle 2 durch das nichtlinear-optische Element 3 hindurchgetreten ist, kann dann die zu der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 zurückreflektierte Lichtstrahlung reduziert werden.
Falls zum Beispiel ein Filter, welches die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung absorbiert, als das optische Element 14 angeordnet wird, kann dann die zurückreflektierte Lichtstrahlung der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung des als zweite Grundwellen-Lichtquelle dienenden Halbleiterlasers reduziert werden.
Falls ein Brewster-Polarisator als optisches Element 14 angeordnet wird, wird die zweite Grundwellen-Laserstrahlung teilweise durch den Brewster-Polarisator reflektiert und somit kann die zurückreflektierte Lichtstrahlung reduziert werden. Der Grund hierfür ist, daß polarisierte Lichtstrahlen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlen zueinander senkrecht gemacht werden, damit das nichtlinear-optische Element 3 die Phasenanpassung des Typs 2 erbringt.
Ferner wird gemäß dem oben erwähnten Aufbau die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung, nachdem sie durch das nichtlinear-optische Element 3 hindurchgetreten ist, mit etwa einigen Prozent aufgrund der Restreflexion des Spiegels M1 reflektiert und tritt dann durch den Nd:YAG-Laser der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 hindurch. Da dieser Nd:YAG- Laser einen Teil der Halbleiter-Laserlichtstrahlung der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 in der wirklichen Praxis absorbiert, kann die zurückreflektierte Lichtstrahlung der zweiten Grundwellen-Laserlichtstrahlung weiter reduziert werden.

(1-2) Zurückreflektierte Lichtstrahlung von dem nichtlinear-optischen Kristall:

Obwohl die Lichteintritts- und -austritts-Kristallflächen des nichtlinear-optischen Elements 3 mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet sind, welches die - erste und die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlungen mit einer Durchlässigkeit von im wesentlichen 100% hindurchläßt, tritt das Problem des aufgrund einer durch einen Fertigungsfehler oder dergleichen verursachten Restreflexion auftretenden zurückreflektierten Lichtstrahlung auf.
Da jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung die erste und die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung auf der Kristallfläche des nichtlinear-optischen Elements 3 schräg einfallen, wie gezeigt durch einen Pfeil rb in Fig. 4, wird die Lichtstrahlung von dem nichtlinear-optischen Element 3 schräg reflektiert. Daher kann die von dem nichtlinear-optischen Element kommende Lichtstrahlung daran gehindert werden, zu dem als zweite Grundwellen-Lichtquelle 2 dienenden Halbleiterlaser zurückzukehren.
Gleichzeitig wird das nichtlinear-optische Element 3 nahe den Brennpunkten der ersten und der zweiten Grundwellen-Lichtquellen 1 und 2 positioniert. Auch wenn dementsprechend die erste und die zweite Laserlichtstrahlung schräg in die Kristallfläche des nichtlinear-optischen Elements 3, wie oben beschrieben, eingeführt werden, verbleibt noch immer eine Möglichkeit, daß die zurückreflektierte Lichtstrahlung nicht vermieden werden kann. Genauer gesagt, da das nichtlinear-optische Element 3 nahe einem konjugierten Punkt der Laserlichtstrahlung von der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 positioniert wird, wird häufig beobachtet, daß die Lichtstrahlung, die schräg in die Kristallfläche des nichtlinear-optischen Elements eingeführt wurde, gleichermaßen auch zurückgeworfen wird. Solchermaßen zurückreflektierte Lichtstrahlung kann jedoch durch das oben erwähnte Abschirmglied 8 abgeschirmt werden.
Ferner kann Störstrahlung wie reflektiertes Licht, gestreutes Licht oder dergleichen, welches von der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 erzeugt wird, wenn solche Laserstrahlung auf der Kristallfläche des nichtlinear-optischen Elements 3, auf der Oberfläche der innerhalb des Resonators vorhandenen Teile oder durch interne Streuung gestreut wird, durch das Abschirmglied 9 unterbrochen werden. Somit kann die Anregung einer räumlichen Mode höherer Ordnung der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1 vermieden werden. Folglich kann die erste Grundwellen-Lichtquelle 1 stabilisiert werden und ein stabiler Summenfrequenzausgang kann erhalten werden.
Falls der Einfallswinkel auf das nichtlinear-optische Element 3 derart ausgewählt ist, um Brewster's Bedingung relativ zu Grundwellen-Lichtquelle 1 zu erfüllen, kann dann ebenso eine Reflexion der Laserlichtstrahlung von der ersten Grundwellen-Lichtquelle weiter reduziert werden, so daß ein stabilerer Summenfrequenzausgang erhalten werden kann.

(1-3) Zurückreflektierte Lichtstrahlung der erzeugten Summenfrequenzstrahlung

Wie dargestellt in Fig. 7, wird eine von der Laserlichtquelle 30 erhaltene Summenfrequenz- Ausgangslichtstrahlung L gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen Polarisations- Strahlteiler (PBS) 17, eine Viertelwellenlängenplatte 18 und eine Objektivlinse 19 auf eine optische Platte 16 gestrahlt. Eine reproduzierende Lichtstrahlung, welche sich als Antwort auf die auf der optischen Platte 16 aufgezeichnete Information ändert, wird via die Viertelwellenlängenplatte 18 und den Polarisationsstrahlteiler 17 abgelenkt und dann in einen Detektor eingeführt, wie gezeigt durch einen Pfeil La in Fig. 7, in welchem Photodetektor sie detektiert wird, um die aufgezeichnete Information auszulesen.
In diesem Fall kann eine zu der Lichtquellenvorrichtung 30 zurückreflektierte Lichtstrahlung durch eine Kombination der Viertelwellenlängenplatte 18 und des Polarisationsstrahlteilers 17 verhindert werden. Es ist jedoch unvermeidlich, daß eine geringfügige zurückreflektierte Lichtstrahlung aufgrund einer Abweichung erzeugt wird, die entsteht, wenn Bauteile der Viertelwellenlängenplatte und des Polariationsstrahlteilers hergestellt werden, und eine doppelte Beugung in einem Plattensubstrat erzeugt wird, wenn die optische Platte abgespielt wird.
Wenn dieses erzeugte Summenfrequenzlicht zu der Lichtquellenvorrichtung 30 zurückgeworfen wird, entsteht dann das Problem, daß eine Restreflexion von etwa einigen Prozent um die Wellenlänge von 460 nm von der Oberfläche des nichtlinear-optischen Elements 3 oder dergleichen erzeugt wird. Genauer gesagt, falls die von den Spiegeln des Resonators 7, der Oberfläche des nichtlinear-optischen Elements 3 oder dergleichen zurückreflektierten Lichtstrahlungen ein weiteres Mal wiederkehren, wie gezeigt durch den Pfeil Lb, verursachen der reflektierte Lichtstrahl Lb und der ursprüngliche erzeugte Summenfrequenzlichtstrahl La eine Interferenz.
Da ein externes reflektierendes Objekt, wie eine optische Platte oder dergleichen, fluktuiert, wenn sie rotiert, fluktuiert auch eine optische Weglänge in der Reihenfolge der Wellenlängen. Demgemäß wird die Phase des restreflektierten Lichts durch die Rotation der optischen Platte oder dergleichen geändert, so daß ein Rauschen auftritt, welches als Interferenzrauschen bezeichnet werden könnte. Eine Vorwärtsintensität I, die vorliegt, wenn diese Phase geändert wird, wird durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt:
I = R1 + R2 eIδ² = R1 + 2 R1R2 cosδ + R2 ... (3)
wobei δ die Phase, R1 das zurückreflektierte Verhältnis und R2 die Restreflektivität ist.
Die Amplituden der Intensitätsfluktuation, die gegeben sind, wenn die Reflexionsphase δ von 0 bis p relativ zu mehreren Werten von R geändert wird, sind in der folgenden Tabelle 1 illustriert: Tabelle 1
Auch wenn das zurückreflektierte Verhältnis 5% ist und die Restreflektivität 5% ist, tritt eine Intensitätsfluktuation von ± 10% auf. Um die Fluktuation bis auf 1% zu unterdrücken, so daß der Halbleiterlaser in der wirklichen Praxis stabil wird, muß die Reflektivität des reflektierten Lichts innerhalb 0,01% liegen. Diese Reflektivität kann im wesentlichen nicht durch die Spiegel des Resonators erreicht werden, die eine Durchlässigkeitscharakteristik aufweisen, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist.
Andererseits, falls der Resonator aus einer Mehrzahl von Spiegeln mit einer hohen Durchlässigkeit relativ zu dem Summenfrequenz-Ausgangslichtstrahl gebildet ist und der Laserlichtstrahl derart justiert wird, daß er auf die entsprechenden Spiegel M1 und M2 und das nichtlinear-optische Element 3 so wie in dem Aufbau der vorliegenden Erfindung auftrifft, dann kann die Reflektivität der reflektierten Strahlung der Summenfrequenz-Lichtstrahlung erheblich verringert werden. In dem Beispiel des Aufbaus entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Laserlichtstrahlung auf den Spiegeln insgesamt dreimal reflektiert, wie gezeigt durch den Pfeil rc in Fig. 5. bis die zurückreflektierte Lichtstrahlung der Summenfrequenz-Lichtstrahlung reflektiert wird und dann nach vorne zurückgeworfen wird. Dementsprechend, auch mit der Reflektivität von 5% an einer Ebene kann die effektive Lichtreflektivität R für reflektierte Lichtstrahlung auf etwa 0,01% für eine Reflexion unterdrückt werden, wobei die Interferenz dann vernachlässigbar ist. Mit anderen Worten, obwohl es unmöglich ist, die Reflektivität auf weniger als 0,01% bei einer Reflexion zu reduzieren, kann die Reflektivität durch den Anstieg der Spiegelanzahl herabgesetzt werden. Dementsprechend muß nicht gesondert festgestellt werden, daß die Anzahl der Spiegel beliebig gewählt werden kann. Dies triff ebenso für die zurückreflektierte Lichtstrahlung von dem nichtlinear-optischen Kristall zu.
Im übrigen, obwohl die Oberfläche des nichtlinear-optischen Elements 3 mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet ist, so daß die Summenfrequenz-Lichtstrahlung durch die Oberfläche des nichtlinear-optischen Elements 3 im wesentlichen vollständig hindurchgelassen werden kann, tritt Restreflexion aufgrund von Abweichungen auf, wie sie in dem Fertigungsprozeß auftreten können. Somit verbleibt das Problem der vorerwähnten zurückreflektierten Lichtstrahlung. Andererseits wird entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau der vorliegenden Erfindung die Summenfrequenz-Lichtstrahlung mit einer Schrägstellung relativ zu der senkrechten Linie der Oberfläche des nichtlinear-optischen Elements emittiert.
Ähnlich wie oben beschrieben wird die von der Oberfläche des nichtlinear-optischen Elements 3 zurückreflektierte Lichtstrahlung schräg reflektiert und überlappt nicht mit der ursprünglichen Summenfrequenz mit dem Resultat, daß kein Interferenzrauschen produziert wird. Da ferner das nichtlinear-optische Element 3 nahe dem Brennpunkt der Summenfrequenz-Lichtstrahlung positioniert ist, existiert dann die Möglichkeit, daß das Interferenzrauschen durch die schräggestellte zurückreflektierte Lichtstrahlung nicht vermieden werden kann.
Genauer gesagt, da das nichtlinear-optische Element 3 nahe dem konjugierten Punkt der Summenfrequenz-Lichtstrahlung positioniert ist, wird häufig beobachtet, daß die schräg auftreffende Lichtstrahlung in gleicher Weise zurückgeworfen wird. Solchermaßen zurückreflektierte Lichtstrahlung kann durch das Vorhandensein des in Figur2 gezeigten Abschirmglied 8 abgeschirmt werden.
Wie oben beschrieben, ist es möglich gemäß dem Aufbau der vorliegenden Erfindung einen stabilen Summenfrequenzausgang zu erhalten.
Eine Modulationscharakteristik wird als Nächstes diskutiert.
Wie schon in der Einführung festgestellt wurde, wurde bei dem konventionellen Aufbau der Fig. 1 über eine direkte Hochgeschwindigkeitsmodulation des Summenfrequenzausgangs durch den Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle berichtet. In diesem Fall wurde nur die Wiederholung des Einzelsignals berichtet.
Eine Aufzeichnung in einen optischen Speicher oder dergleichen macht es erforderlich, das zufällige Aufzeichnungsmuster zu modulieren. Wenn die Laser-Generator-Vorrichtung als eine Lichtquelle für diesen Fall verwendet wird, falls die Intensität in diesem Halbleiterlaser in dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau einfach moduliert wird, dann tritt ein Modenspringen des Halbleiterlasers in bemerkenswerter Weise bei der Modulation auf. Als Resultat wurde eine Abnahme des modulierten Ausgangs und eine Störung der Wellenform beobachtet.
In diesem Fall, wenn die Intensität des Halbleiterlasers moduliert wird, indem ein Puls mit einer kurzen Pulsdauer von etwa 15 nsec verwendet wird, konnte eine zufriedenstellende modulierte Wellenform erhalten werden, wie gezeigt in Fig. 9A. Zu dieser Zeit war ein Oszillationsspektrum des Halbleiterlasers eine einzelne longitudinale Mode, wie gezeigt in Fig. 10A. Falls die Pulsbreite auf 60 nsec ausgedehnt wird, wie gezeigt in Fig. 9B, wurde die Wellenform gestört und das Oszillationsspektrum des Halbleiterlasers wurde zu dieser Zeit eine longitudinale Vielfachmode, wie gezeigt in Fig. 10B. Falls ferner die Intensität des Halbleiterlasers durch ein zufälliges Signal von 50 Mbits/Sekunde moduliert wird, ist dann das Problem vorhanden, daß die Wellenform gestört ist, wie gezeigt ist durch ein Augenmuster in Fig. 11. Das zufällige Signal weist darin vermischte kurze und lange Pulse auf, wobei in dem Fall des langen Pulses die Oszillationsmode zu einer longitudinaler Vielfachmode wird, wodurch das Signal gestört wird.
Wenn im übrigen die zweite Grundwellen-Lichtquelle 2 der Halbleiterlaser ist, falls die Wellenlängenselektion vor oder hinter dem Halbleiterlaser angeordnet ist und eine reflektierte Lichtstrahlung zu dem Halbleiterlaser zurückgeführt wird, dann wird die longitudinale Mode des Halbleiterlasers stabilisiert. Dementsprechend, auch wenn die Ausgangsintensität des Halbleiterlasers moduliert wird, fluktuiert die Wellenlänge nicht und die einzelne longitudinale Mode wird aufrechterhalten. Zu dieser Zeit kann erwartet werden, daß die erzeugte Summenfrequenzstrahlung eine zufriedenstellende modulierte Wellenform erbringen kann, die keine Störung aufweist.
Entsprechend dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau werden jedoch Restreflexionen durch die Spiegel des Resonators und das nichtlinear-optische Element hervorgerufen, so daß, wenn die Phasen der von diesen Oberflächen zurückreflektierten Lichtstrahlungen fluktuieren, treten die zurückreflektierten Lichtstrahlungen in Konflikt mit den von dem wellenlängen selektiven Element zurückreflektierten Lichtstrahlungen, so daß die Ausgangswellenlänge des Halbleiterlasers instabil wird. Als Resultat wird der modulierte Summenfrequenzausgang instabil.
Im Gegensatz dazu ist es gemäß dem Aufbau der vorliegenden Erfindung möglich, die von den Spiegeln des Resonators, des nichtlinear-optischen Elements oder dergleichen hervorgerufenen Restreflexionen zu entfernen. Genauer gesagt, wie gezeigt in Fig. 2, die zweite Grundwellen-Laserlichtstrahlung, die durch das nichtlinear-optische Element 3 und den Spiegel M1 hindurchgetreten ist, in das wellenlängenseparierende Prisma eingeführt. Das wellenlängenseparierende Prisma hat solche Charakteristiken, um die zweite Grundwellen- Laserlichtstrahlung mit einer Reflektivität von im wesentlichen 100% zu reflektieren und den Summenfrequenzausgang mit einer Durchlässigkeit von im wesentlichen 100% hindurchzulassen. Durch Einführen der von dem wellenlängenseparierenden Prisma reflektierten Strahlung der zweiten Grundwellen-Laserstrahlung in das Beugungsgitter, das das wellenlängenselektive Element 10 ist, ist es möglich, eine zurückreflektierte Strahlung zu erhalten, deren Wellenlänge ausgewählt ist, d.h. die zweite Grundwellen-Wellenlänge des Halbleiterlasers der zweiten Grundwellen-Lichtquelle bildet. Die longitudinale Mode des Halbleiterlasers der Grundwellen-Lichtquelle wird durch diese zurückreflektierte Lichtstrahlung stabilisiert, so daß, auch wenn die Ausgangsintensität moduliert wird, die Wellenlänge daran gehindert wird, zu fluktuieren, wodurch die longitudinale Mode gehalten wird. In der wirklichen Praxis, falls die Ausgangsintensität durch ein Zufallssignal von 50 Mbits/Sekunde entsprechend dem oben erwähnten System moduliert wird, dann konnte damit eine modulierte Wellenform einer zufriedenstellenden erzeugten Summenfrequenzstrahlung ohne Störungen erhalten werden, wie gezeigt in Fig. 7.
Während das Beugungsgitter vor dem Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle in dem Beispiel der Fig. 2 angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und ein wellenlängenselektives Element kann auch bereitgestellt werden für eine Lichtstrahlung von dem rückwärtigen Abschnitt des Halbleiterlasers.
Während das Beugungsgitter als das oben beschriebene wellenlängenselektive Element 10 verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und aridere Elemente, die Wellenlängen selektieren können, wie ein Dispersionsprisma, ein Etalon, ein Interferenzfilter und ein doppelbrechendes Filter können ebenso verwendet werden.
Ferner, während der Halbleiterlaser und das Beugungsgitter in dem Beispiel der Fig. 2, wie oben beschrieben, separat aufgebaut sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und der Halbleiterlaser und das Beugungsgitter können als ein Laser vom DFB- Typ (distributed feedback; Laser mit verteilter Rückkopplung) und vom DBR-Typ (distributed bragg reflector; Laser mit verteilter Braggreflexion) gebildet sein, in welchen das Beugungsgitter und der Halbleiterlaser integral miteinander geformt sind.
Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten konventionellen Aufbau tritt das Problem auf, daß ein Ausgang von der DFB-Typ-Laserdiode oder dem DBR-Typ-Halbleiterlaser instabil wird auf grund von Restreflexion von dem nichtlinear-optischen Element KTP oder dergleichen. Das Problem der Restreflexion wird durch den in Fig. 2 gezeigten Aufbau gelöst, so daß die DFB-Typ-Laserdiode und der DBR-Typ-Halbleiterlaser eingesetzt werden können.
Während der Ausgang von dem Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle 2 direkt in den KTP des nichtlinear-optischen Elements 3 in dem Beispiel der Fig. 2, wie oben beschrieben, eingeführt wird, ist der Ausgang von dem Halbleiterlaser begrenzt und daher ist der Summenfrequenzausgang ebenso begrenzt. Ferner, um Summenfrequenzstrahlung mit hohem Ausgang zu erhalten, wird der Ausgang von dem Halbleiterlaser durch einen optischen Verstärker verstärkt und dann in das nichtlinear-optische Element 3 eingeführt.
Als die obigen optischen Verstärkungsmittel können ein Halbleiterdiodenverstärker eines großflächigen Typs und ein MOPA (master oscillator power amplifler; Hauptoszillator-Leistungsverstärker) verwendet werden, in welchen der optische Verstärker integral mit einem Halbleiterlaser geformt ist.
Falls eine Restreflexion ähnlich wie oben beschrieben vorhanden ist, kann auch dieses System das Problem nicht beseitigen. Der oben erwähnte Aufbau löst jedoch das Problem der Restreflexion, so daß der oben erwähnte optische Verstärker verwendet werden kann.
Ferner ist in dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung der fundamentale Aufbau des sogenannten internen Resonators geschaffen, in welchem das Lasermedium 1s der ersten Grundwellen-Lichtquelle 1, d.h. der Nd: YAG-Laser 1s innerhalb des Resonators 7 angeordnet ist. Jedoch ist, wie gezeigt in Fig. 3A oder B, gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung der fundamentale Aufbau eines externen Resonatoraufbaus gegeben. Auch in diesem Fall ist es ähnlich dem Fall der Fig. 2 möglich, die Konversionseffizienz und das Problem der zurückreflektierten Lichtstrahlung zu verbessern.
In Fig. 3A und 3B sind die mit denen der Fig. 2 korrespondierenden ähnlichen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen worden und müssen somit nicht im Detail beschrieben werden. In diesem Beispiel ist der Nd:YAG-Laser 1s außerhalb des Resonators 7 als erste Grundwellen-Lichtquelle 1 angeordnet. Fig. 3A zeigt das Beispiel, daß der Resonator als ein sogenannter Stehende-Wellen-Typ geformt ist. Wie gezeigt in Fig. 3A, wird ein Teil der zurückreflektierten Lichtstrahlung von dem Resonator 7 durch den Strahlteiler 31 geführt und durch einen Photodetektor 32 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Ein elektrischer Signalausgang von dem Photodetektor 32 wird in einen Steuerschaltkreis 33 eingeführt, wobei die Laseroszillationswellenlänge in Übereinstimmung mit der Resonanzwellenlänge gebracht wird, indem die Steuerung des Lasers in Betrieb genommen wird.
Fig. 3B zeigt den Fall, daß der Resonator als ein Ring-Typ-Resonator geformt wird. In Fig. 3B sind die mit denen der Fig. 3A korrespondierenden ähnlichen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen worden und müssen somit nicht im Detail beschrieben werden.
Nachdem bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, ist dies so zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf diese präzisen Ausführungsformen beschränkt ist und daß vielfältige Änderungen und Modifikationen darin durch den Fachmann bewirkt werden könnten, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Laser-Generator-Vorrichtung, aufweisend:

eine erste Grundwellen-Lichtquelle (1) zum Erzeugen einer ersten Grundwellen-Laserstrahlung (1L) mit einer ersten Wellenlänge;

eine zweite Grundwellen-Lichtquelle (2) zum Erzeugen einer zweiten Grundwellen-Laserstrahlung (2L) mit einer zweiten, von der ersten Wellenlänge verschiedenen Wellenlänge;

ein nichtlinear-optisches Element (3) zum Erzeugen einer Summenfrequenzstrahlung mit einer reziproken Wellenlänge der Summen der reziproken Wellenlängen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserstrahlung; und

einen Resonator (7), der bei der ersten Wellenlänge resonant ist und ein darin angeordnetes nichtlineares Element (3) aufweist;

wobei der Resonator (7) einen ersten und einen zweiten Reflexionsspiegel (M1, M2) auf weist, die in einer gegenüberstehenden Beziehung zueinander auf den Seiten der zumindest gegenüberstehenden Eintritts- und Austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements (3) angeordnet sind;

wobei der erste und der zweite Reflexionsspiegel (M1, M2) Durchlässigkeiten aufweisen, die in bezug auf die zweite Grundwellen-Laserstrahlung und die Summenfrequenzstrahlung so hoch wie möglich sind, und die eine Reflektivität aufweisen, die in bezug auf die erste Grundwellen-Laserstrahlung so hoch wie möglich ist, wobei die einfallenden optischen Achsen der ersten und der zweiten Grundwellen-Laserstrahlung in bezug auf die Spiegeloberflächen des ersten und des zweiten Reflexionsspiegels (M1, M2) derart gewählt werden, daß sie in geneigten Richtungen mit vorbestimmten Winkeln gehalten werden, die nicht mit den senkrechten Linien der Spiegeloberflächen koinzident sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Grundwellen-Lichtquelle (2) durch einen Halbleiterlaser gebildet ist und ein wellenlängenselektives Element (10) vor oder hinter dem Halbleiterlaser angeordnet ist, wobei eine Strahlung mit einer Wellenlänge, die durch das wellenlängenselektive Element (10) ausgewählt wurde, in den Halbleiterlaser der zweiten Grundwellen-Lichtquelle (2) eingeführt wird, in welcher ein Ausgangssignal der Summenfrequenzstrahlung des nichtlinear-opti schen Elements (3) durch Modulieren einer Oszillationsausgangsintensität der zweiten Wellenlänge moduliert wird.

2. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Lasermedium (1s) der ersten Grundwellen-Lichtquelle (1) innerhalb des Resonators (7) angeordnet ist.

3. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Lasermedium (1s) der ersten Grundwellen-Lichtquelle (1) außerhalb des Resonators (7) angeordnet ist.

4. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Resonator (7) durch zwei Paare von oder mehr Reflexionsspiegeln (M1-M4) gebildet ist und dessen optischer Pfad eine gefaltete Anordnung aufweist.

5. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die in das nichtlinear-optische Element (3) eingeführten optischen Achsen der ersten und der zweiten Grundwellen- Laserstrahlung (1L, 2L) derart gewählt werden, daß sie in geneigten Richtungen mit vorbestimmten Winkeln gehalten werden, die mit den senkrechten Linien der Eintritts- und Austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements (3) nicht koinzident sind.

6. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Auftreffwinkel der in das nichtlinear-optische Element (3) eingeführten ersten und zweiten Grundwellen-Laserstrahlung (1L, 2L) zu einem Auftreffwinkel gewählt werden, der Brewster's Bedingung in bezug auf das nichtlinear-optische Element (3) erfüllt.

7. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Resonator auf seinem optischen Pfad der durch das nichtlinear-optische Element (3) hindurchgehenden zweiten Grundwellen-Laserstrahlung (2L) ein eingesetztes optisches Element (14) aufweist, welches die zweite Grundwellen-Laserstrahlung (2L) absorbiert oder nach außerhalb des optischen Pfades reflektiert.

8. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner aufweisend Abschirmglieder (8) zum Abschirmen der zweiten Grundwellen-Lichtquelle (2) vor reflektierten Lichtstrahlen von den Eintritts- und Austrittsendflächen des nichtlinear-optischen Elements (3) und von den Reflexionsspiegeloberflächen des Resonators (7).

9. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner aufweisend ein Abschirmplattenglied (9) zum Abschirmen der ersten Grundwellen-Lichtquelle (1), welche eine räumliche Schwingungsmode höherer Ordnung der ersten Grundwellen-Lichtquelle (1) anregt, vor reflektierter und gestreuter Lichtstrahlung, die auf der Oberfläche der innerhalb des Resonators (7) angeordneten Bauteile erzeugt wird, und vor interner Streuung.

10. Laser-Generator-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das wellenlängenselektive Element durch ein Beugungsgitter gebildet ist.