JP2006310743A - レーザ発振装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
光共振部内部で偏光特性が変化することがないレーザ発振装置を提供しようとするものである。
【解決手段】
光学結晶であるレーザ結晶８、２次高調波用波長変換結晶９を具備し、入射された励起光１７が前記レーザ結晶により基本波１８に発振され、該基本波が前記２次高調波用波長変換結晶により２次高調波１９に変換されるレーザ発振装置に於いて、前記レーザ結晶の射出端面又は前記２次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記２次高調波を反射する反射膜１５を形成し、前記２次高調波が前記レーザ結晶内を通過しない様構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザを励起源としたレーザ発振装置に関するものである。
図１９はレーザ発振装置１の一例である、１波長発振のＬＤ励起固体レーザを示している。
図１９中、２は発光部、３は光共振部である。前記発光部２はＬＤ発光器４、集光レンズ５を具備し、更に前記光共振部３は第１の誘電体反射膜７が形成された第１光学結晶（レーザ結晶８）、第２光学結晶（非線形光学結晶（ＮＬＯ）（２次高調波用波長変換結晶９））、第２の誘電体反射膜１１が形成された凹面鏡１２であり、前記光共振部３に於いてレーザ光線をポンピングし、共振、増幅して出力している。尚、前記レーザ結晶８としては、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、前記２次高調波用波長変換結晶９としてはＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 リン酸チタニルカリウム）等が用いられる。
前記レーザ発振装置１は、例えば波長８０９ｎｍのレーザ光線を射出する為のものであり、半導体レーザである前記ＬＤ発光器４が使用されている。又、該ＬＤ発光器４が励起光を発生させるポンプ光発生装置としての機能を有する。尚、前記レーザ発振装置１は半導体レーザに限ることなく、レーザ光線を生じさせることができれば、何れの光源手段をも採用することができる。
前記レーザ結晶８は光の増幅を行う為のものである。該レーザ結晶８には、発振線が１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ4 が使用される。その他、Ｎｄ3+イオンをドープしたＹＡＧ（イットリウム アルミニウム ガーネット）等が採用され、ＹＡＧは、９４６ｎｍ、１０６４ｎｍ、１３１９ｎｍ等の発振線を有している。又、発振線が７００〜９００ｎｍのＴｉ（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）等を使用することができる。
前記レーザ結晶８の前記ＬＤ発光器４側には、前記第１の誘電体反射膜７が形成されている。該第１の誘電体反射膜７は、前記ＬＤ発光器４からのレーザ光線に対して高透過であり、且つ前記レーザ結晶８の発振波長に対して高反射であると共に、２次高調波（ＳＨＧ：ＳＥＣＯＮＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ）に対しても高反射となっている。
前記凹面鏡１２は、前記レーザ結晶８に対向する様に構成されており、前記凹面鏡１２のレーザ結晶８側は、適宜の半径を有する凹面球面鏡の形状に加工されており、前記第２の誘電体反射膜１１が形成されている。該第２の誘電体反射膜１１は、前記レーザ結晶８の発振波長に対して高反射であり、２次高調波に対して高透過となっている。
以上の様に、前記レーザ結晶８の第１の誘電体反射膜７と、前記凹面鏡１２の第２の誘電体反射膜１１とを組合わせ、前記ＬＤ発光器４からのレーザ光線を前記集光レンズ５を介して前記レーザ結晶８にポンピングさせると、該レーザ結晶８の第１の誘電体反射膜７と、前記第２の誘電体反射膜１１との間で光が往復し、光を長時間閉込めることができるので、光を共振させて増幅させることができる。
前記レーザ結晶８の第１の誘電体反射膜７と、前記凹面鏡１２の第２の誘電体反射膜１１とから構成された光共振部３内に前記２次高調波用波長変換結晶９が挿入されている。該２次高調波用波長変換結晶９にレーザ光線の様に強力なコヒーレント光が入射すると、光周波数を２倍にする２次高調波が発生する。該２次高調波の発生は、ＳＥＣＯＮＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮと呼ばれている。従って、前記レーザ発振装置１からは波長５３２ｎｍのレーザ光線（グリーンレーザ光線）が射出される。
尚、２次高調波を発生する固体レーザ装置としては特許文献１に示されるものがある。
上記したレーザ発振装置１及び特許文献１に於いて、前記レーザ結晶８（Ｎｄ：ＹＶＯ4 ）は、１軸性であるので波長板としての性質を持ち、前記レーザ結晶８内部を２次高調波が通過する際に位相差を生じ、偏光特性が変化してしまう。この為、従来のレーザ発振装置１では楕円偏光のレーザ光線が射出される。
レーザ装置には、直線偏光のレーザ光線が要求されるものがあり、例えば光波測距装置では、参照光と反射光の位相差に基づき距離を求めており、射出されるレーザ光線自体に位相差を有している場合は、正確な測距ができないという問題があった。
特開平５−１４５１６０号公報
本発明は斯かる実情に鑑み、内部で偏光特性が変化することがないレーザ発振装置を提供しようとするものである。
本発明は、光学結晶であるレーザ結晶、２次高調波用波長変換結晶を具備し、入射された励起光が前記レーザ結晶により基本波に発振され、該基本波が前記２次高調波用波長変換結晶により２次高調波に変換されるレーザ発振装置に於いて、前記レーザ結晶の射出端面又は前記２次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記２次高調波を反射する反射膜を形成し、前記２次高調波が前記レーザ結晶内を通過しない様構成したレーザ発振装置に係り、又前記レーザ結晶の射出端面又は前記２次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記２次高調波を反射する反射膜を設けることで、前記２次高調波の偏光を維持して射出するレーザ発振装置に係り、又３次高調波用波長変換結晶が前記２次高調波用波長変換結晶に設けられ、前記２次高調波が前記３次高調波用波長変換結晶により３次高調波に変換される様にし、前記２次高調波用波長変換結晶の射出端面又は前記３次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記３次高調波を反射する反射膜を形成したレーザ発振装置に係り、又所要の結晶間に光学作用のある光学部材を設けたレーザ発振装置に係り、又光学結晶を接合して一体化したレーザ発振装置に係り、又隣接する光学結晶が接着剤により接合され、射出側に位置する光学結晶が入射光を高次の高調波に変換する光学結晶であり、前記射出側に位置する光学結晶の入射端面には前記高次の高調波を反射する反射膜が生成されたレーザ発振装置に係り、更に又前記射出側に位置する光学結晶の入射端面には前記高次の高調波を反射する反射膜が生成され、前記高次の高調波の偏光を維持して射出するレーザ発振装置に係るものである。
本発明によれば、光学結晶であるレーザ結晶、２次高調波用波長変換結晶を具備し、入射された励起光が前記レーザ結晶により基本波に発振され、該基本波が前記２次高調波用波長変換結晶により２次高調波に変換されるレーザ発振装置に於いて、前記レーザ結晶の射出端面又は前記２次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記２次高調波を反射する反射膜を形成し、前記２次高調波が前記レーザ結晶内を通過しない様構成したので、光共振部内で励起され、変換されたレーザ光線の偏光状態が変ることがない。
又本発明によれば、３次高調波用波長変換結晶が前記２次高調波用波長変換結晶に設けられ、前記２次高調波が前記３次高調波用波長変換結晶により３次高調波に変換される様にし、前記２次高調波用波長変換結晶の射出端面又は前記３次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記３次高調波を反射する反射膜を形成したので、簡単な構成で３次高調波が得られると共に射出されるレーザ光線の偏光状態が変化することがない。
又本発明によれば、隣接する光学結晶が接着剤により接合され、射出側に位置する光学結晶が入射光を高次の高調波に変換する光学結晶であり、前記射出側に位置する光学結晶の入射端面には前記高次の高調波を反射する反射膜が生成されたので、変換されたエネルギの高い高次の高調波が接着剤部分を通過しないので、接着剤の劣化や、損傷が防止される等の優れた効果を発揮する。
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
先ず、図１に於いて、本発明の概略を説明する。又、図１に於いて、図１９中で示したものと同等のものには同符号を付してある。又、図１中、発光部２については図示を省略している。
光共振部３は、レーザ結晶８、２次高調波用波長変換結晶９、凹面鏡１２を具備している。
前記レーザ結晶８の入射面には第１の誘電体反射膜１４が形成され、前記レーザ結晶８の射出面には第３の誘電体反射膜１５が形成され、前記凹面鏡１２には第２の誘電体反射膜１１が形成されている。
前記第１の誘電体反射膜１４は、励起光１７（発光部２からのレーザ光線（図１９参照））に対して高透過であり、且つ前記レーザ結晶８の発振波長（基本波１８）に対して高反射となっている。前記第３の誘電体反射膜１５は前記基本波１８に対して高透過、２次高調波１９に対して高反射となっている。前記第２の誘電体反射膜１１は、前記基本波１８に対して高反射であり、前記２次高調波１９に対して高透過となっている。尚、誘電材料としては、高屈折材料としてＴｉＯ2 （ｎ＝２．３〜２．５５）等、低屈折材料としてＭｇＦ2 （ｎ＝１．３２〜１．３９）等の交互多層膜となっている。
前記発光部２から直線偏光の励起光１７が射出され、該励起光１７が前記第１の誘電体反射膜１４を透過し前記レーザ結晶８に入射することで前記基本波１８が発振され、前記第１の誘電体反射膜１４と前記第２の誘電体反射膜１１間で前記基本波１８がポンピングされ、更に該基本波１８が前記２次高調波用波長変換結晶９に入射することで前記２次高調波１９が発生する。
該２次高調波１９は、前記第２の誘電体反射膜１１を透過して射出され、又前記第３の誘電体反射膜１５で反射され、前記第２の誘電体反射膜１１を透過して射出される。前記第３の誘電体反射膜１５で反射される前記２次高調波１９は、前記レーザ結晶８を通過しないので、偏光状態が維持され、前記光共振部３から直線偏光の２次高調波（レーザ光線）が射出される。
図２〜図５は、本発明の第１の実施の形態を模式的に示しており、以下説明する。
該第１の実施の形態では、２次高調波を射出するレーザ発振装置を示しており、レーザ結晶８と２次高調波用波長変換結晶９とを一体化したものである。
一体化する場合として、図３に示される様に接着剤１６、例えば結晶の屈折率（Ｎｄ：ＹＶＯ4 （ｎ＝１．９７），ＫＴＰ（ｎ＝１．７６））と同じ位の値を持つ紫外線硬化樹脂により一体化する場合、図４に示される様に光学的接触により一体化する場合とがあり、それぞれ各前記レーザ結晶８と２次高調波用波長変換結晶９の端面には図５に示される特性を有する誘電体膜が形成される。尚、図３、図４に示す様に、前記レーザ結晶８、２次高調波用波長変換結晶９の入射側端面（図中左側端面）をＡ面、射出側端面（図中右側端面）をＢ面とする。
又、図２中、１７は前記発光部２（図１９参照）から入射される励起光、例えば波長が８１０ｎｍ、１８は前記励起光１７が前記レーザ結晶８に入射することで該レーザ結晶８によって発振される基本波、例えば波長が１０６４ｎｍ、１９は前記基本波１８が前記２次高調波用波長変換結晶９に入射することで発振される２次高調波、例えば波長が５３２ｎｍである。
前記レーザ結晶８のＡ面には入射側から前記励起光１７用のＡＲ膜２１（反射防止膜）、前記基本波１８用のＨＲ膜２２（高反射膜）が形成され、前記レーザ結晶８のＢ面には入射側から前記基本波１８用のＡＲ膜２３、又前記２次高調波１９に対して高反射で前記基本波１８に対して高透過のＨＲ膜２４が形成され、前記２次高調波用波長変換結晶９のＡ面には前記基本波１８、２次高調波１９用のＡＲ膜２５が形成され、前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面には入射側から前記２次高調波１９用のＡＲ膜２６、又前記基本波１８に対して高反射で前記２次高調波１９に対して高透過のＨＲ膜２７が形成されている。各ＡＲ膜の透過率、ＨＲ膜の反射率については、図５にその例を示す。尚、２次高調波用波長変換結晶９のＡ面のＡＲ膜２５は省略しても実用上可能である。
図２に於いて、前記レーザ結晶８に前記励起光１７が入射すると、前記レーザ結晶８により前記基本波１８が発振される。前記ＨＲ膜２４は前記基本波１８に対しては高透過であるので、前記基本波１８は前記レーザ結晶８の入射面のＨＲ膜２２と前記２次高調波用波長変換結晶９の射出面のＨＲ膜２７間で増幅される。又、前記基本波１８が前記２次高調波用波長変換結晶９内を透過することで、前記２次高調波１９が発振する。前記ＨＲ膜２４は前記２次高調波１９に対しては高反射であるので、該２次高調波１９は前記レーザ結晶８内を透過することなく、前記ＨＲ膜２７を透過して射出される。又、前記２次高調波１９が前記レーザ結晶８内を透過しないので、偏光特性は変化することなく、前記励起光１７が直線偏光で入射した場合、直線偏光の２次高調波１９が射出される。
図６〜図８は、第２の実施の形態を模式的に示しており、以下説明する。
該第２の実施の形態では、レーザ結晶８、２次高調波用波長変換結晶９、３次高調波用波長変換結晶２９を接着剤１６，２８により接着して一体化し、３次高調波が射出される様にしたものである。
前記レーザ結晶８、前記２次高調波用波長変換結晶９、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ，Ｂ面にはそれぞれ図８に示される特性を有する膜を形成する。
前記レーザ結晶８の入射側端面（Ａ面）に入射側から励起光１７用のＡＲ膜３１、基本波１８用のＨＲ膜３２を形成し、前記レーザ結晶８の射出側端面（Ｂ面）には入射側より前記基本波１８用のＡＲ膜３３、又２次高調波１９に対して高反射で前記基本波１８に対して高透過のＨＲ膜３４が形成される。前記２次高調波用波長変換結晶９のＡ面には前記基本波１８及び２次高調波１９用のＡＲ膜３５が形成され、前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面には前記基本波１８及び２次高調波１９用のＡＲ膜３６が形成され、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面には入射側より前記基本波１８及び２次高調波１９用のＡＲ膜３７、又３次高調波３０に対して高反射で、前記基本波１８及び２次高調波１９に対して高透過のＨＲ膜３８が形成され、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＢ面には入射側より前記基本波１８及び２次高調波１９用のＡＲ膜３９、又前記基本波１８及び２次高調波１９に対して高反射、前記３次高調波３０に対して高透過のＨＲ膜４０を形成する。尚、２次高調波用波長変換結晶９のＡ面、Ｂ面のＡＲ膜３５、ＡＲ膜３６は省略しても実用上可能である。又、前記ＨＲ膜３８は前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面に形成されてもよい。
各ＡＲ膜の反射防止率、ＨＲ膜の反射率については、図８にその例を示す。
図６に於いて、前記レーザ結晶８に前記励起光１７が入射すると、前記基本波１８が発振され、該基本波１８は前記２次高調波用波長変換結晶９により前記２次高調波１９に変換され、更に該２次高調波１９は前記３次高調波用波長変換結晶２９により前記３次高調波３０に変換される。該３次高調波３０は前記ＨＲ膜３８で反射され、前記ＨＲ膜４０を透過して射出される。該第２の実施の形態に於いて、前記２次高調波１９は前記レーザ結晶８内部を透過しないので、又前記３次高調波３０は前記２次高調波用波長変換結晶９、レーザ結晶８の内部を透過しないので、偏光状態が変化することなく、前記励起光１７が直線偏光で入射されると、前記３次高調波３０は直線偏光で射出される。
尚、特に図示しないが、第２の実施の形態にて更に３次高調波用波長変換結晶を４次高調波用波長変換結晶に変更することで、４次高調波の発振が行われ、各光学結晶のＡ，Ｂ面に所定のＡＲ膜、ＨＲ膜を形成することで、４次高調波レーザ光線の射出を行い得る。
図９は３次高調波を射出する、第３の実施の形態の概略を示している。該第３の実施の形態では、所要の光学結晶の間に光学作用のある光学部材、例えば波長板を挾設したものである。
波長板として、例えば偏光板４２を２次高調波用波長変換結晶９と３次高調波用波長変換結晶２９との間に介在させることで、直線偏光で而もＰ偏光又はＳ偏光に特定してレーザ光線を射出することができる。尚、前記偏光板４２のＡ，Ｂ両面には基本波１８、２次高調波１９に対する反射防止用のＡＲ膜が形成されると更に良い。
図１０は、第４の実施の形態の概略を示し、光学部材として、過飽和吸収材（例えば、Ｃｒ：ＹＡＧ）、即ちＱsw４３が挿入された場合を示している。
該Ｑsw４３がレーザ結晶８と２次高調波用波長変換結晶９との間に設けられ、前記レーザ結晶８、Ｑsw４３、２次高調波用波長変換結晶９、３次高調波用波長変換結晶２９のＡ，Ｂ両面にはそれぞれＡＲ膜が形成される。尚、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面のＡＲ膜、Ｂ面のＡＲ膜は省略しても実用上可能である。
前記レーザ結晶８のＡ面には励起光１７に対して高透過、基本波１８に対して高反射のＨＲ膜が形成され、前記２次高調波用波長変換結晶９のＡ面には前記基本波１８に対して高透過であると共に２次高調波１９に対して高反射のＨＲ膜が形成され、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面には前記基本波１８、２次高調波１９に対して高透過で３次高調波３０に対して高反射のＨＲ膜が形成され、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＢ面には前記基本波１８、２次高調波１９に対して高反射で前記３次高調波３０に対して高透過のＨＲ膜が形成されると更に良い。
上記第４の実施の形態に於いて、前記レーザ結晶８に前記励起光１７が入射すると、前記レーザ結晶８で前記基本波１８が発振され、該基本波１８は前記Ｑsw４３を透過することで一時的に該Ｑsw４３に蓄えられ、更に放出されることでパルス光の基本波１８となる。
該パルス光の基本波１８は前記２次高調波用波長変換結晶９によって前記２次高調波１９に変換され、該２次高調波１９は前記２次高調波用波長変換結晶９のＡ面のＨＲ膜及び３次高調波用波長変換結晶２９のＢ面のＨＲ膜によって反射され、更に前記３次高調波用波長変換結晶２９によって前記３次高調波３０に変換され、該３次高調波３０は３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面のＨＲ膜で反射され、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＢ面よりパルス３次高調波３０が射出される。
図１１、図１２は、第５の実施の形態を模式的に示しており、以下説明する。
該第５の実施の形態では、２次高調波を射出するレーザ発振装置を示しており、図２で示した第１の実施の形態と同様な構成となっており、レーザ結晶８と２次高調波用波長変換結晶９とを接着剤１６により一体化したものである。
使用される接着剤１６は第１の実施の形態と同様、例えば結晶の屈折率（Ｎｄ：ＹＶＯ4 （ｎ＝１．９７），ＫＴＰ（ｎ＝１．７６））と同じ位の値を持つ紫外線硬化樹脂により一体化される。又、前記レーザ結晶８の入射側端面（Ａ面）、前記２次高調波用波長変換結晶９の射出側端面（Ｂ面）には、それぞれ入射側からＡＲ膜２１、ＨＲ膜２２、ＡＲ膜２６、ＨＲ膜２７の誘電体膜が形成され、これら誘電体膜の特性は図１２に示され、第１の実施の形態と同様な特性となっている。
次に、前記レーザ結晶８のＢ面にはＡＲ膜２３が形成され、前記２次高調波用波長変換結晶９のＡ面には入射側からＡＲ膜２５、ＨＲ膜２４の誘電体膜が形成される。尚、前記レーザ結晶８のＢ面のＡＲ膜２３については省略しても実用上可能である。
前記レーザ結晶８のＡ面について、前記ＡＲ膜２１は、前記励起光１７を高透過の反射防止膜であり、前記ＨＲ膜２２は前記基本波１８用の高反射膜となっており、前記レーザ結晶８のＢ面について、前記ＡＲ膜２３は前記基本波１８を高透過の反射防止膜となっている。
前記２次高調波用波長変換結晶９のＡ面について、前記ＡＲ膜２５は前記基本波１８を高透過であり、又前記ＨＲ膜２４は前記基本波１８に対しては高透過であり、前記２次高調波１９に対して高反射となっており、前記ＨＲ膜２４は前記基本波１８が高次に変換された前記２次高調波１９に対しては高反射となっている。
更に、前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面について、前記ＡＲ膜２６は前記２次高調波１９用の反射防止膜であり、又前記ＨＲ膜２７は前記基本波１８に対して高反射で前記２次高調波１９に対して高透過となっている。各ＡＲ膜の透過率、ＨＲ膜の反射率については、図１２にその例を示している。
図１１に於いて、前記レーザ結晶８に前記励起光１７が入射すると、前記レーザ結晶８により前記基本波１８が発振され、前記ＨＲ膜２２と前記ＨＲ膜２７間で反射増幅される。又、前記基本波１８が前記２次高調波用波長変換結晶９内を透過することで、前記２次高調波１９が発振する。該２次高調波１９は前記ＨＲ膜２４で反射され、前記ＨＲ膜２７を透過して射出される（図２参照）。
前記２次高調波１９は前記レーザ結晶８内を透過することなく、又前記接着剤１６を透過することなく前記ＨＲ膜２７より射出される。従って、前記２次高調波１９の偏光特性は変化することなく、前記励起光１７が直線偏光で入射した場合、直線偏光の２次高調波１９が射出される。更に、高エネルギの２次高調波１９が前記接着剤１６を透過しないので、該接着剤１６の劣化損傷を防止することができる。
図１３、図１４は、第６の実施の形態を模式的に示しており、以下説明する。
該第６の実施の形態では、３次高調波を射出するレーザ発振装置を示しており、レーザ結晶８、２次高調波用波長変換結晶９、３次高調波用波長変換結晶２９を接着剤１６，２８により接着して一体化したものであり、図６、図７で示した第２の実施の形態と同様な構成を具備している。又、使用される接着剤１６，２８についても、第２の実施の形態と同様である。
前記レーザ結晶８、前記２次高調波用波長変換結晶９、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ，Ｂ面に形成される誘電体膜について説明する。尚、形成される誘電体膜の特性については、それぞれ図１４に示される。
前記レーザ結晶８の入射側端面（Ａ面）に入射側から励起光１７を高透過するＡＲ膜３１、基本波１８を高反射するＨＲ膜３２が形成され、前記レーザ結晶８の射出側端面（Ｂ面）には前記基本波１８を高透過するＡＲ膜３３が形成される。
前記２次高調波用波長変換結晶９のＡ面には入射側からＡＲ膜３５、ＨＲ膜３４が形成され、前記ＡＲ膜３５は前記基本波１８を高透過し、前記ＨＲ膜３４は前記基本波１８に対して高透過で、２次高調波１９に対しては高反射となっている。前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面には前記基本波１８及び２次高調波１９を高透過するＡＲ膜３６が形成される。
前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面には入射側よりＡＲ膜３７、ＨＲ膜３８が形成され、前記ＡＲ膜３７は前記基本波１８及び前記２次高調波１９に対して高透過であり、前記ＨＲ膜３８は前記基本波１８及び２次高調波１９に対して高透過であり、３次高調波３０に対して高反射である。又、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＢ面には入射側よりＡＲ膜３９、ＨＲ膜４０が形成され、前記ＡＲ膜３９は前記基本波１８及び２次高調波１９に対して高透過であり、前記ＨＲ膜４０は前記基本波１８及び２次高調波１９に対して高反射、前記３次高調波３０に対して高透過となっている。
図６を参照して作用を説明すると、前記レーザ結晶８に前記励起光１７が入射すると、前記基本波１８が発振され、該基本波１８は前記２次高調波用波長変換結晶９により前記２次高調波１９に変換される。該２次高調波１９は前記ＨＲ膜３４、前記ＨＲ膜４０間で反射され、前記３次高調波用波長変換結晶２９を透過することで前記３次高調波３０に変換される。該３次高調波３０は前記ＨＲ膜３８で反射され、前記ＨＲ膜４０を透過して射出される。
該第６の実施の形態に於いて、前記ＨＲ膜３４は入射した基本波１８に対して高次に変換された２次高調波１９を反射し、前記ＨＲ膜３８は入射した２次高調波１９に対して高次に変換された３次高調波３０を反射し、前記２次高調波１９は前記レーザ結晶８内部及び前記接着剤１６を透過しない。
前記３次高調波３０は前記２次高調波用波長変換結晶９の内部、前記レーザ結晶８の内部及び前記接着剤２８を透過しないので、偏光状態が変化することなく、前記励起光１７が直線偏光で入射されると、前記３次高調波３０は直線偏光で射出される。又、入射波に対して高エネルギの高次の高調波に変換されたレーザ光線が、前記接着剤１６，２８を透過しないので、高出力レーザの場合も該接着剤１６，２８の劣化損傷を防止することができる。
尚、第１の実施の形態〜第６の実施の形態は模式的に示され、レーザ結晶８、２次高調波用波長変換結晶９、３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面、Ｂ面に形成される膜は機能別毎の膜として示したが、実際に膜を生成する場合は、薄膜を多層に成膜して所要の機能、性能が発揮される膜を生成するものであり、通常は１膜として認識される。
即ち、前記レーザ結晶８、前記２次高調波用波長変換結晶９、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面、Ｂ面にはそれぞれ所定の機能を有する膜が生成される。
例えば、第１の実施の形態（図３参照）に対応させると、図１５に示される様に、前記ＡＲ膜２１と前記ＨＲ膜２２の機能を有する誘電体膜４５がレーザ結晶８のＡ面に成膜され、前記ＡＲ膜２３とＨＲ膜２４の機能を有する誘電体膜４６が前記レーザ結晶８のＢ面に成膜される。２次高調波用波長変換結晶９のＡ面にはＡＲ膜２５が成膜され、前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面には、前記ＡＲ膜２６と前記ＨＲ膜２７の機能を有する誘電体膜４７が成膜される。尚、膜の仕様については図５で示したものと同様である。
又、第２の実施の形態（図７参照）に対応させると、図１６に示される様に、レーザ結晶８のＡ面には、ＡＲ膜３１とＨＲ膜３２の機能を有する誘電体膜４８が成膜され、又前記レーザ結晶８のＢ面にはＡＲ膜３３とＨＲ膜３４の機能を有する誘電体膜４９が成膜され、２次高調波用波長変換結晶９のＡ面にはＡＲ膜３５が成膜され、前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面にはＡＲ膜３６が成膜される。
前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面には、ＡＲ膜３７とＨＲ膜３８の機能を有する誘電体膜５０が成膜され、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＢ面には、ＡＲ膜３９とＨＲ膜４０の機能を有する誘電体膜５１が成膜される。又、前記誘電体膜４８、前記誘電体膜４９、前記誘電体膜５０、前記誘電体膜５１の膜の仕様については、図８に示したものと同様である。
又、第５の実施の形態（図１１参照）に対応させると、図１７に示される様にレーザ結晶８のＡ面にはＡＲ膜２１とＨＲ膜２２の機能を有する誘電体膜４５が成膜され、前記レーザ結晶８のＢ面にはＡＲ膜２３が成膜され、２次高調波用波長変換結晶９のＡ面にはＡＲ膜２５とＨＲ膜２４の機能を有する誘電体膜５３、前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面にはＡＲ膜２６とＨＲ膜２７の機能を有する誘電体膜４７がそれぞれ成膜される。前記誘電体膜４５と前記誘電体膜５３と前記誘電体膜４７の膜仕様については図１２で示したものと同様である。
更に、第６の実施の形態（図１３参照）に対応させると、図１８に示される様にレーザ結晶８のＡ面にはＡＲ膜３１とＨＲ膜３２の機能を有する誘電体膜４８が成膜され、前記レーザ結晶８のＢ面にはＡＲ膜３３が成膜される。２次高調波用波長変換結晶９のＡ面にはＡＲ膜３５とＨＲ膜３４の機能を有する誘電体膜５４が成膜され、前記２次高調波用波長変換結晶９のＢ面にはＡＲ膜３６が成膜される。３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面にはＡＲ膜３７とＨＲ膜３８の機能を有する誘電体膜５０が成膜され、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＢ面にはＡＲ膜３９とＨＲ膜４０の機能を有する誘電体膜５１が成膜される。
尚、前記レーザ結晶８、前記２次高調波用波長変換結晶９、前記３次高調波用波長変換結晶２９のＡ面、Ｂ面それぞれに成膜される膜の膜仕様は、図１４に示したものと同様である。
本発明の基本構成図である。 本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図である。 該第１の実施の形態に於ける一体化の説明図である。 該第１の実施の形態に於ける他の一体化の説明図である。 第１の実施の形態での光学結晶に形成する膜の仕様を示す図である。 本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図である。 該第２の実施の形態に於ける一体化の説明図である。 第２の実施の形態での光学結晶に形成する膜の仕様を示す図である。 本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明の第４の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明の第５の実施の形態に於ける一体化の説明図である。 第５の実施の形態での光学結晶に形成する膜の仕様を示す図である。 本発明の第６の実施の形態に於ける一体化の説明図である。 第６の実施の形態での光学結晶に形成する膜の仕様を示す図である。 上記第１の実施の形態に等価な膜を生成した場合を示す一体化の説明図である。 上記第２の実施の形態に等価な膜を生成した場合を示す一体化の説明図である。 上記第５の実施の形態に等価な膜を生成した場合を示す一体化の説明図である。 上記第６の実施の形態に等価な膜を生成した場合を示す一体化の説明図である。 従来のレーザ発振装置を示す概略構成図である。
符号の説明
１ レーザ発振装置
２ 発光部
３ 光共振部
４ ＬＤ発光器
８ レーザ結晶
９ ２次高調波用波長変換結晶
１１ 第２の誘電体反射膜
１２ 凹面鏡
１４ 第１の誘電体反射膜
１５ 第３の誘電体反射膜
１７ 励起光
１８ 基本波
１９ ２次高調波
２９ ３次高調波用波長変換結晶
３０ ３次高調波
４２ 偏光板
４３ Ｑsw
４５ 誘電体膜
４６ 誘電体膜
４７ 誘電体膜
４８ 誘電体膜
４９ 誘電体膜
５０ 誘電体膜
５１ 誘電体膜
５３ 誘電体膜
５４ 誘電体膜

Claims (7)

  1. 光学結晶であるレーザ結晶、２次高調波用波長変換結晶を具備し、入射された励起光が前記レーザ結晶により基本波に発振され、該基本波が前記２次高調波用波長変換結晶により２次高調波に変換されるレーザ発振装置に於いて、前記レーザ結晶の射出端面又は前記２次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記２次高調波を反射する反射膜を形成し、前記２次高調波が前記レーザ結晶内を通過しない様構成したことを特徴とするレーザ発振装置。
  2. 前記レーザ結晶の射出端面又は前記２次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記２次高調波を反射する反射膜を設けることで、前記２次高調波の偏光を維持して射出する請求項１のレーザ発振装置。
  3. ３次高調波用波長変換結晶が前記２次高調波用波長変換結晶に設けられ、前記２次高調波が前記３次高調波用波長変換結晶により３次高調波に変換される様にし、前記２次高調波用波長変換結晶の射出端面又は前記３次高調波用波長変換結晶の入射端面に前記３次高調波を反射する反射膜を形成した請求項１のレーザ発振装置。
  4. 所要の結晶間に光学作用のある光学部材を設けた請求項１又は請求項３のレーザ発振装置。
  5. 光学結晶を接合して一体化した請求項１又は請求項３のレーザ発振装置。
  6. 隣接する光学結晶が接着剤により接合され、射出側に位置する光学結晶が入射光を高次の高調波に変換する光学結晶であり、前記射出側に位置する光学結晶の入射端面には前記高次の高調波を反射する反射膜が生成された請求項５のレーザ発振装置。
  7. 前記射出側に位置する光学結晶の入射端面には前記高次の高調波を反射する反射膜が生成され、前記高次の高調波の偏光を維持して射出する請求項６のレーザ発振装置。
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