JP2654728B2 - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザービームを短波長
化する光波長変換装置に関し、特に詳細には、レーザー
ビームをまず第１の非線形光学材料の結晶に入射させて
第２高調波を発生させ、さらにこの第２高調波と上記レ
ーザービームを第２の非線形光学材料の結晶に入射させ
てそれらの和周波を発生させる光波長変換装置に関する
ものである。
化する光波長変換装置に関し、特に詳細には、レーザー
ビームをまず第１の非線形光学材料の結晶に入射させて
第２高調波を発生させ、さらにこの第２高調波と上記レ
ーザービームを第２の非線形光学材料の結晶に入射させ
てそれらの和周波を発生させる光波長変換装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開昭62-189783 号公報に示され
るように、ネオジウム等の希土類がドーピングされた固
体レーザーロッドを半導体レーザー（レーザーダイオー
ド）によってポンピングするレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーが公知となっている。この種の固体レ
ーザーにおいては、より短波長のレーザー光を得るため
に、その共振器内に非線形光学材料のバルク単結晶を配
設して、固体レーザー発振ビームを第２高調波に波長変
換することも行なわれている。
るように、ネオジウム等の希土類がドーピングされた固
体レーザーロッドを半導体レーザー（レーザーダイオー
ド）によってポンピングするレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーが公知となっている。この種の固体レ
ーザーにおいては、より短波長のレーザー光を得るため
に、その共振器内に非線形光学材料のバルク単結晶を配
設して、固体レーザー発振ビームを第２高調波に波長変
換することも行なわれている。
【０００３】また、さらに短波長の例えば紫外域のレー
ザービームを得ることを目的として、Ｔechnical Ｄig
est of Ｃonference on Ｌasers and Ｅlectro−Ｏpt
ics，1991．ｐ218 に示されるように、固体レーザー発
振ビームとその第２高調波とを第２の非線形光学材料の
結晶に入射させて、それらの和周波を発生させる試みも
なされている。この光波長変換装置は、より詳しくは、
固体レーザー媒質であるＹＡＧ結晶をランプ光でポンピ
ングして波長1064ｎｍの固体レーザービームを得、この
固体レーザービームを第１の非線形光学材料結晶である
ＫＴＰ結晶に入射させて波長532 ｎｍの第２高調波を
得、この第２高調波と上記固体レーザービームとを第２
の非線形光学材料結晶としてのＢＢＯ結晶に入射させて
波長355 ｎｍの和周波を得るものである。
ザービームを得ることを目的として、Ｔechnical Ｄig
est of Ｃonference on Ｌasers and Ｅlectro−Ｏpt
ics，1991．ｐ218 に示されるように、固体レーザー発
振ビームとその第２高調波とを第２の非線形光学材料の
結晶に入射させて、それらの和周波を発生させる試みも
なされている。この光波長変換装置は、より詳しくは、
固体レーザー媒質であるＹＡＧ結晶をランプ光でポンピ
ングして波長1064ｎｍの固体レーザービームを得、この
固体レーザービームを第１の非線形光学材料結晶である
ＫＴＰ結晶に入射させて波長532 ｎｍの第２高調波を
得、この第２高調波と上記固体レーザービームとを第２
の非線形光学材料結晶としてのＢＢＯ結晶に入射させて
波長355 ｎｍの和周波を得るものである。
【０００４】この種の光波長変換装置においては、固体
レーザーの共振器内に第１の非線形光学材料の結晶を配
置して、固体レーザービームが共振している状態で該結
晶に入射するようにしておくと、固体レーザービームが
この結晶に高出力で入射するので、高い波長変換効率を
実現する上で有利となる。またそれと同様に、第１の非
線形光学材料の結晶から生じた第２高調波も共振してい
る状態で第２の非線形光学材料の結晶に入射させるのが
好ましい。そのために上記の従来装置においては、固体
レーザー用の第１、第２の共振器ミラーのうち第１の共
振器ミラーを第２高調波用として兼用するとともに、そ
れらの共振器ミラーの間に第２高調波用の第３の共振器
ミラーを配置し、第１および第２の非線形光学材料結晶
をこれら第１および第３の共振器ミラーの間に置く形に
して、共振している状態の固体レーザービームが第１お
よび第２の非線形光学材料の結晶に、そして同じく共振
している状態の第２高調波が第２の非線形光学材料の結
晶に入射するようにしている。
レーザーの共振器内に第１の非線形光学材料の結晶を配
置して、固体レーザービームが共振している状態で該結
晶に入射するようにしておくと、固体レーザービームが
この結晶に高出力で入射するので、高い波長変換効率を
実現する上で有利となる。またそれと同様に、第１の非
線形光学材料の結晶から生じた第２高調波も共振してい
る状態で第２の非線形光学材料の結晶に入射させるのが
好ましい。そのために上記の従来装置においては、固体
レーザー用の第１、第２の共振器ミラーのうち第１の共
振器ミラーを第２高調波用として兼用するとともに、そ
れらの共振器ミラーの間に第２高調波用の第３の共振器
ミラーを配置し、第１および第２の非線形光学材料結晶
をこれら第１および第３の共振器ミラーの間に置く形に
して、共振している状態の固体レーザービームが第１お
よび第２の非線形光学材料の結晶に、そして同じく共振
している状態の第２高調波が第２の非線形光学材料の結
晶に入射するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この光波長変換装置
は、極めて短波長のレーザービームを得ることができる
が、その半面、非常に波長変換効率が低いものとなって
いた。そのため、内部パワーを高くできるパルス動作の
レーザービームしか得られず、内部パワーの低い連続動
作のレーザービームは得られていなかった。具体例を挙
げると、ポンピング用ランプの出力を５ｋＷとして固体
レーザーをＱスイッチ発振させ、その内部パワーを高く
し、そして２つの基本波と和周波との間でタイプＩの位
相整合を取った場合において、和周波出力は100 ｍＷで
あると報告されている。
は、極めて短波長のレーザービームを得ることができる
が、その半面、非常に波長変換効率が低いものとなって
いた。そのため、内部パワーを高くできるパルス動作の
レーザービームしか得られず、内部パワーの低い連続動
作のレーザービームは得られていなかった。具体例を挙
げると、ポンピング用ランプの出力を５ｋＷとして固体
レーザーをＱスイッチ発振させ、その内部パワーを高く
し、そして２つの基本波と和周波との間でタイプＩの位
相整合を取った場合において、和周波出力は100 ｍＷで
あると報告されている。
【０００６】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、第２高調波発生と和周波発生とにより極
めて短波長の連続動作のレーザービームを得ることがで
き、そして高い波長変換効率を実現できる光波長変換装
置を提供することを目的とするものである。
たものであり、第２高調波発生と和周波発生とにより極
めて短波長の連続動作のレーザービームを得ることがで
き、そして高い波長変換効率を実現できる光波長変換装
置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による光波長変換
装置は、前述したように固体レーザー媒質をポンピング
して得られたレーザービームを固体レーザー共振器内に
配された第１の非線形光学材料の結晶に入射させて第２
高調波を発生させ、この第２高調波と上記レーザービー
ムを第２の非線形光学材料の結晶に入射させてそれらの
和周波を発生させる光波長変換装置において、固体レー
ザー共振器を構成する１つのミラーが第２高調波用共振
器の１つのミラーとして兼用され、固体レーザー媒質の
外側端面に、固体レーザー共振器の他方のミラーとなる
コーティングが施されるとともに、固体レーザー媒質の
内側端面に、上記第２高調波の共振器の他方のミラーと
なるコーティングが施されていることを特徴とするもの
である。
装置は、前述したように固体レーザー媒質をポンピング
して得られたレーザービームを固体レーザー共振器内に
配された第１の非線形光学材料の結晶に入射させて第２
高調波を発生させ、この第２高調波と上記レーザービー
ムを第２の非線形光学材料の結晶に入射させてそれらの
和周波を発生させる光波長変換装置において、固体レー
ザー共振器を構成する１つのミラーが第２高調波用共振
器の１つのミラーとして兼用され、固体レーザー媒質の
外側端面に、固体レーザー共振器の他方のミラーとなる
コーティングが施されるとともに、固体レーザー媒質の
内側端面に、上記第２高調波の共振器の他方のミラーと
なるコーティングが施されていることを特徴とするもの
である。
【０００８】
【作用および発明の効果】上記の構成においては、第２
高調波が共振している状態で第２の非線形光学材料の結
晶に入射するから、該結晶に第２高調波が高出力で入射
し得る。そしてこの構成においては、固体レーザーの共
振器内に第２高調波用の共振器ミラーが挿入されていな
いから、該共振器ミラーを固体レーザービームが通過す
ることによる損失が無くなって、高い波長変換効率が実
現される。
高調波が共振している状態で第２の非線形光学材料の結
晶に入射するから、該結晶に第２高調波が高出力で入射
し得る。そしてこの構成においては、固体レーザーの共
振器内に第２高調波用の共振器ミラーが挿入されていな
いから、該共振器ミラーを固体レーザービームが通過す
ることによる損失が無くなって、高い波長変換効率が実
現される。
【０００９】また上記の構成では固体レーザー媒質を第
２高調波の共振器として利用しているが、そのためのコ
ーティングが該レーザー媒質の内側端面に形成されてい
るから、固体レーザー媒質の内部まで第２高調波が到達
することはほとんどない。したがって、この第２高調波
を固体レーザー媒質が吸収して温度上昇し、固体レーザ
ー発振の効率が低下するようなこともない。
２高調波の共振器として利用しているが、そのためのコ
ーティングが該レーザー媒質の内側端面に形成されてい
るから、固体レーザー媒質の内部まで第２高調波が到達
することはほとんどない。したがって、この第２高調波
を固体レーザー媒質が吸収して温度上昇し、固体レーザ
ー発振の効率が低下するようなこともない。
【００１０】さらに上記の構成においては、第２高調波
専用の共振器ミラーが無い分、部品点数が減少してお
り、それに加えてその共振器ミラーの調整不良なども起
こらないので、装置の信頼性も向上する。
専用の共振器ミラーが無い分、部品点数が減少してお
り、それに加えてその共振器ミラーの調整不良なども起
こらないので、装置の信頼性も向上する。
【００１１】また、上述の通り第２高調波用の共振器ミ
ラー面となる固体レーザー媒質の内側端面は、固体レー
ザービームを良好に透過させる必要があり、通常は該ビ
ームに対する無反射コーティングが施されることにな
る。ここで、固体レーザー媒質は一般に両端面の平行度
が極めて高い状態に（例えば誤差30秒以下程度）研磨す
ることも容易であり、そのように固体レーザー媒質を研
磨しておけば、固体レーザービームを良好に共振させる
ためにその外側端面に該ビームが垂直入射するように調
整したとき、このレーザービームは当然固体レーザー媒
質の内側端面にも高精度で垂直入射することになる。し
たがって、たとえ上記の無反射コーティングの特性が劣
化しても、固体レーザー媒質の内側端面における固体レ
ーザービームの反射損失はほとんど無視できる程度に低
くなり、この点からも波長変換効率が向上するようにな
る。
ラー面となる固体レーザー媒質の内側端面は、固体レー
ザービームを良好に透過させる必要があり、通常は該ビ
ームに対する無反射コーティングが施されることにな
る。ここで、固体レーザー媒質は一般に両端面の平行度
が極めて高い状態に（例えば誤差30秒以下程度）研磨す
ることも容易であり、そのように固体レーザー媒質を研
磨しておけば、固体レーザービームを良好に共振させる
ためにその外側端面に該ビームが垂直入射するように調
整したとき、このレーザービームは当然固体レーザー媒
質の内側端面にも高精度で垂直入射することになる。し
たがって、たとえ上記の無反射コーティングの特性が劣
化しても、固体レーザー媒質の内側端面における固体レ
ーザービームの反射損失はほとんど無視できる程度に低
くなり、この点からも波長変換効率が向上するようにな
る。
【００１２】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例による光
波長変換装置を示すものである。この光波長変換装置は
一例として、レーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーに組み込まれたものである。このレーザーダイオード
ポンピング固体レーザーは、ポンピング光としてのレー
ザービーム10を発する半導体レーザー（フェーズドアレ
イレーザー）11と、発散光である上記レーザービーム10
を集束させる例えばロッドレンズからなる集光レンズ12
と、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザ
ーロッドであるＹＶＯ4 ロッド（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ4
ロッドと称する）13と、このＮｄ：ＹＶＯ4 ロッド13の
前方側（図中右方側）に配された共振器ミラー14とから
なる。そして上記Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッド13と共振器ミラ
ー14との間には、第１の非線形光学材料の結晶としての
ＫＴＰ結晶15と、第２の非線形光学材料の結晶としての
ＢＢＯ結晶16とが、Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッド13側からこの
順に配されている。そしてこれら両結晶15、16の間に
は、後述するように作用する位相補償板17が配されてい
る。またＫＴＰ結晶15は、ペルチェ素子18と、結晶温度
を検出する温度センサー19と、この温度センサー19の出
力を受ける温調回路20とにより、所望温度に制御され得
る。
詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例による光
波長変換装置を示すものである。この光波長変換装置は
一例として、レーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーに組み込まれたものである。このレーザーダイオード
ポンピング固体レーザーは、ポンピング光としてのレー
ザービーム10を発する半導体レーザー（フェーズドアレ
イレーザー）11と、発散光である上記レーザービーム10
を集束させる例えばロッドレンズからなる集光レンズ12
と、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザ
ーロッドであるＹＶＯ4 ロッド（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ4
ロッドと称する）13と、このＮｄ：ＹＶＯ4 ロッド13の
前方側（図中右方側）に配された共振器ミラー14とから
なる。そして上記Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッド13と共振器ミラ
ー14との間には、第１の非線形光学材料の結晶としての
ＫＴＰ結晶15と、第２の非線形光学材料の結晶としての
ＢＢＯ結晶16とが、Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッド13側からこの
順に配されている。そしてこれら両結晶15、16の間に
は、後述するように作用する位相補償板17が配されてい
る。またＫＴＰ結晶15は、ペルチェ素子18と、結晶温度
を検出する温度センサー19と、この温度センサー19の出
力を受ける温調回路20とにより、所望温度に制御され得
る。
【００１３】以上述べた各要素は、共通の筐体（図示せ
ず）にマウントされて一体化されている。なおフェーズ
ドアレイレーザー11は、図示しないペルチェ素子と温調
回路により、所定温度に温調される。
ず）にマウントされて一体化されている。なおフェーズ
ドアレイレーザー11は、図示しないペルチェ素子と温調
回路により、所定温度に温調される。
【００１４】フェーズドアレイレーザー11としては、波
長λ1 ＝809 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用
いられている。一方Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッド13は、上記レ
ーザービーム10によってネオジウム原子が励起されるこ
とにより、波長λ2 ＝1064ｎｍの直線偏光したレーザー
ビーム21を発する。このレーザービーム21はＫＴＰ結晶
15に入射して、波長λ3 ＝λ2 ／２＝532 ｎｍの第２高
調波22に変換される。そしてこの第２高調波22およびレ
ーザービーム21はＢＢＯ結晶16に入射して、波長λ4 ＝
355 ｎｍの和周波23に波長変換される。なお１／λ2 ＋
１／λ3 ＝１／λ4 である。
長λ1 ＝809 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用
いられている。一方Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッド13は、上記レ
ーザービーム10によってネオジウム原子が励起されるこ
とにより、波長λ2 ＝1064ｎｍの直線偏光したレーザー
ビーム21を発する。このレーザービーム21はＫＴＰ結晶
15に入射して、波長λ3 ＝λ2 ／２＝532 ｎｍの第２高
調波22に変換される。そしてこの第２高調波22およびレ
ーザービーム21はＢＢＯ結晶16に入射して、波長λ4 ＝
355 ｎｍの和周波23に波長変換される。なお１／λ2 ＋
１／λ3 ＝１／λ4 である。
【００１５】ここで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッド13の後側
（外側）端面13ａおよび前側（内側）端面13ｂにはそれ
ぞれコーティング30、31が、ＫＴＰ結晶15の後側端面15
ａにはコーティング32が、位相補償板17の後側端面17ａ
および前側端面17ｂにはそれぞれコーティング33、34
が、ＢＢＯ結晶16の後側端面16ａおよび前側端面16ｂに
はそれぞれコーティング35、36が、そして共振器ミラー
14の凹面とされたミラー面14ａには、コーティング37が
施されている。これらのコーティング30〜37の波長λ1
＝809 ｎｍ、λ2 ＝1064ｎｍ、λ3 ＝532 ｎｍおよびλ
4 ＝355ｎｍに対する特性は、下記の通りである。なお
ＡＲは無反射（透過率99％以上）、ＨＲは高反射（反射
率99.9％以上）を示す。
（外側）端面13ａおよび前側（内側）端面13ｂにはそれ
ぞれコーティング30、31が、ＫＴＰ結晶15の後側端面15
ａにはコーティング32が、位相補償板17の後側端面17ａ
および前側端面17ｂにはそれぞれコーティング33、34
が、ＢＢＯ結晶16の後側端面16ａおよび前側端面16ｂに
はそれぞれコーティング35、36が、そして共振器ミラー
14の凹面とされたミラー面14ａには、コーティング37が
施されている。これらのコーティング30〜37の波長λ1
＝809 ｎｍ、λ2 ＝1064ｎｍ、λ3 ＝532 ｎｍおよびλ
4 ＝355ｎｍに対する特性は、下記の通りである。なお
ＡＲは無反射（透過率99％以上）、ＨＲは高反射（反射
率99.9％以上）を示す。
【００１６】 λ1 λ2 λ3 λ4 コーティング30 ＡＲ ＨＲ ＡＲ − 〃 31 − ＡＲ ＨＲ − 〃 32 − ＡＲ ＡＲ − 〃 33 − ＡＲ ＡＲ − 〃 34 − ＡＲ ＡＲ − 〃 35 − ＡＲ ＡＲ ＨＲ 〃 36 − ＡＲ ＡＲ ＡＲ 〃 37 − ＨＲ ＨＲ ＡＲ 上記のようなコーティング30および37が施されているた
めに、レーザービーム21はＮｄ：ＹＶＯ4 ロッド13の端
面13ａとミラー面14ａとの間で共振する。このようにレ
ーザービーム21は共振している状態でＫＴＰ結晶15に入
射するので、そこに高出力で入射し、それにより効率良
く第２高調波22が発生する。またこの第２高調波22も、
それぞれコーティング31、37が施されたＮｄ：ＹＶＯ4
ロッド13の端面13ｂとミラー面14ａとの間で共振し、同
じく上記のように共振しているレーザービーム21ととも
にＢＢＯ結晶16に入射する。それによりこれらのレーザ
ービーム21および第２高調波22も高出力でＢＢＯ結晶16
に入射し得る。そして和周波23は直接的に、あるいはコ
ーティング35が施されたＢＢＯ結晶16の端面16ａで反射
して、共振器ミラー14を透過する。
めに、レーザービーム21はＮｄ：ＹＶＯ4 ロッド13の端
面13ａとミラー面14ａとの間で共振する。このようにレ
ーザービーム21は共振している状態でＫＴＰ結晶15に入
射するので、そこに高出力で入射し、それにより効率良
く第２高調波22が発生する。またこの第２高調波22も、
それぞれコーティング31、37が施されたＮｄ：ＹＶＯ4
ロッド13の端面13ｂとミラー面14ａとの間で共振し、同
じく上記のように共振しているレーザービーム21ととも
にＢＢＯ結晶16に入射する。それによりこれらのレーザ
ービーム21および第２高調波22も高出力でＢＢＯ結晶16
に入射し得る。そして和周波23は直接的に、あるいはコ
ーティング35が施されたＢＢＯ結晶16の端面16ａで反射
して、共振器ミラー14を透過する。
【００１７】上記の通り本装置においては、第２高調波
22を共振させているものの、レーザービーム21の共振器
中に第２高調波22用の共振器ミラーが挿入されてはいな
いので、そのようなミラーをレーザービーム21が通過す
ることによる損失が生じない。そこで、より高強度のレ
ーザービーム21がＫＴＰ結晶15およびＢＢＯ結晶16に入
射し、高い波長変換効率が得られるようになる。
22を共振させているものの、レーザービーム21の共振器
中に第２高調波22用の共振器ミラーが挿入されてはいな
いので、そのようなミラーをレーザービーム21が通過す
ることによる損失が生じない。そこで、より高強度のレ
ーザービーム21がＫＴＰ結晶15およびＢＢＯ結晶16に入
射し、高い波長変換効率が得られるようになる。
【００１８】そしてＮｄ：ＹＶＯ4 ロッド13は、端面13
ａと13ｂとの平行度の誤差が30秒以下程度となるように
研磨することも十分可能である。そのようにＮｄ：ＹＶ
Ｏ4 ロッド13を研磨しておけば、レーザービーム21を良
好に共振させるために該ビーム21が端面13ａに垂直入射
するように調整したとき、このレーザービーム21は当然
ロッド端面13ｂにも高精度で垂直入射する。したがっ
て、たとえコーティング31のレーザービーム21に対する
無反射特性が劣化しても、ロッド端面13ｂにおけるレー
ザービーム21の反射損失は無視できる程度に低くなり、
この点も波長変換効率の向上に寄与するようになる。
ａと13ｂとの平行度の誤差が30秒以下程度となるように
研磨することも十分可能である。そのようにＮｄ：ＹＶ
Ｏ4 ロッド13を研磨しておけば、レーザービーム21を良
好に共振させるために該ビーム21が端面13ａに垂直入射
するように調整したとき、このレーザービーム21は当然
ロッド端面13ｂにも高精度で垂直入射する。したがっ
て、たとえコーティング31のレーザービーム21に対する
無反射特性が劣化しても、ロッド端面13ｂにおけるレー
ザービーム21の反射損失は無視できる程度に低くなり、
この点も波長変換効率の向上に寄与するようになる。
【００１９】また上記の通り、レーザービーム21の共振
器中に第２高調波22用の共振器ミラーが挿入されていな
いので、部品点数が少なく抑えられるとともに、その共
振器ミラーの調整不良なども起こらず、装置の信頼性も
向上する。
器中に第２高調波22用の共振器ミラーが挿入されていな
いので、部品点数が少なく抑えられるとともに、その共
振器ミラーの調整不良なども起こらず、装置の信頼性も
向上する。
【００２０】なお、ＫＴＰ結晶15においてレーザービー
ム21と第２高調波22との間では、タイプIIの位相整合が
取られる。そこで第２高調波22の偏光方向は、レーザー
ビーム21のそれに対して約45°回転する。またＢＢＯ結
晶16において、基本波であるレーザービーム21および第
２高調波22と和周波23との間では、タイプＩの位相整合
が取られる。位相補償板17はこれらレーザービーム21お
よび第２高調波22の位相を調整して、そこに入射する前
は上述のように約45°ずれていたそれらの偏光方向を、
ほぼ等しい向きに揃える。こうしてレーザービーム21お
よび第２高調波22が、偏光方向がほぼ一致した状態でＢ
ＢＯ結晶16に入射すれば、タイプＩの位相整合が良好に
取られるようになり、よってそれらが効率良く和周波23
に変換される。本実施例では、フェーズドアレイレーザ
ー11の出力が500 ｍＷのときに、１ｍＷの和周波23が取
られる。
ム21と第２高調波22との間では、タイプIIの位相整合が
取られる。そこで第２高調波22の偏光方向は、レーザー
ビーム21のそれに対して約45°回転する。またＢＢＯ結
晶16において、基本波であるレーザービーム21および第
２高調波22と和周波23との間では、タイプＩの位相整合
が取られる。位相補償板17はこれらレーザービーム21お
よび第２高調波22の位相を調整して、そこに入射する前
は上述のように約45°ずれていたそれらの偏光方向を、
ほぼ等しい向きに揃える。こうしてレーザービーム21お
よび第２高調波22が、偏光方向がほぼ一致した状態でＢ
ＢＯ結晶16に入射すれば、タイプＩの位相整合が良好に
取られるようになり、よってそれらが効率良く和周波23
に変換される。本実施例では、フェーズドアレイレーザ
ー11の出力が500 ｍＷのときに、１ｍＷの和周波23が取
られる。
【００２１】なお、第２高調波22のレーザービーム21に
対する偏光方向のずれは上述のように約45°であり、そ
の値はＫＴＰ結晶15の温度に応じて変化する。そこで、
前述した温調手段によりＫＴＰ結晶15の温度を調節する
ことにより、上記偏光方向のずれを位相補償板17による
補償分と正確に合致させれば、ＢＢＯ結晶16に入射する
レーザービーム21および第２高調波22は正確に偏光方向
が揃った状態となり、タイプＩの位相整合が極めて良好
に取られるようになる。
対する偏光方向のずれは上述のように約45°であり、そ
の値はＫＴＰ結晶15の温度に応じて変化する。そこで、
前述した温調手段によりＫＴＰ結晶15の温度を調節する
ことにより、上記偏光方向のずれを位相補償板17による
補償分と正確に合致させれば、ＢＢＯ結晶16に入射する
レーザービーム21および第２高調波22は正確に偏光方向
が揃った状態となり、タイプＩの位相整合が極めて良好
に取られるようになる。
【００２２】次に図２を参照して、本発明の第２実施例
について説明する。なおこの図２において、図１中のも
のと同じ要素については同番号を付してあり、それらに
ついての重複した説明は省略する。
について説明する。なおこの図２において、図１中のも
のと同じ要素については同番号を付してあり、それらに
ついての重複した説明は省略する。
【００２３】この第２実施例の装置においては、第１実
施例の装置で用いられたＫＴＰ結晶15に代えてＢＢＯ結
晶40が、また位相補償板17に代えて位相補償板41が用い
られている。ＢＢＯ結晶40の前側端面40ａ、位相補償板
41の両端面41ａ、41ｂにはそれぞれ、第１実施例装置に
おけるのと同様のコーティング32、33、34が施されてい
る。
施例の装置で用いられたＫＴＰ結晶15に代えてＢＢＯ結
晶40が、また位相補償板17に代えて位相補償板41が用い
られている。ＢＢＯ結晶40の前側端面40ａ、位相補償板
41の両端面41ａ、41ｂにはそれぞれ、第１実施例装置に
おけるのと同様のコーティング32、33、34が施されてい
る。
【００２４】この装置においても、共振器ミラー14がレ
ーザービーム21および第２高調波22用に兼用され、そし
てＮｄ：ＹＶＯ4 ロッド13の外側端面13ａがレーザービ
ーム21用の共振器ミラー面、それと平行に形成された内
側端面13ｂが第２高調波22用の共振器ミラー面とされて
いるので、それらにより第１実施例におけるのと同様の
作用、効果が得られる。
ーザービーム21および第２高調波22用に兼用され、そし
てＮｄ：ＹＶＯ4 ロッド13の外側端面13ａがレーザービ
ーム21用の共振器ミラー面、それと平行に形成された内
側端面13ｂが第２高調波22用の共振器ミラー面とされて
いるので、それらにより第１実施例におけるのと同様の
作用、効果が得られる。
【００２５】なお、第１の非線形光学材料の結晶として
のＢＢＯ結晶40においては、レーザービーム21と第２高
調波22との間でタイプIIの位相整合が取られ、第２高調
波22の偏光方向はレーザービーム21のそれに対して約45
°回転する。そして位相補償板41は、この45°の偏光方
向のずれを解消するように、レーザービーム21および第
２高調波22の位相を調整する。それによりこの場合も、
ＢＢＯ結晶16において、レーザービーム21および第２高
調波22と和周波23との間で良好にタイプＩの位相整合が
取られ、効率良く和周波23が得られるようになる。
のＢＢＯ結晶40においては、レーザービーム21と第２高
調波22との間でタイプIIの位相整合が取られ、第２高調
波22の偏光方向はレーザービーム21のそれに対して約45
°回転する。そして位相補償板41は、この45°の偏光方
向のずれを解消するように、レーザービーム21および第
２高調波22の位相を調整する。それによりこの場合も、
ＢＢＯ結晶16において、レーザービーム21および第２高
調波22と和周波23との間で良好にタイプＩの位相整合が
取られ、効率良く和周波23が得られるようになる。
【００２６】またこの場合もＢＢＯ結晶40の温度を調節
することにより、ＢＢＯ結晶16に入射するレーザービー
ム21および第２高調波22の偏光方向を正確に一致させる
ことが可能となる。
することにより、ＢＢＯ結晶16に入射するレーザービー
ム21および第２高調波22の偏光方向を正確に一致させる
ことが可能となる。
【００２７】なおこのようにＢＢＯ結晶40あるいは第１
実施例のＫＴＰ結晶15を温度調節する手段は必ずしも必
要ではないが、それを設けておけば、既述の通り高い変
換効率を実現する上でより有利となる。
実施例のＫＴＰ結晶15を温度調節する手段は必ずしも必
要ではないが、それを設けておけば、既述の通り高い変
換効率を実現する上でより有利となる。
【００２８】またＢＢＯ結晶の代わりに、ＬＢＯ結晶等
を用いてもよい。さらにレーザー媒質としては、Ｎｄ：
ＹＶＯ4 の代わりにＮｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：ＹＡＧ、ＮＡ
Ｂ、Ｎｄ：ＬｉＮｂＯ3 、ＮＹＡＢ、ＬＮＰ等を用いる
ことができる。
を用いてもよい。さらにレーザー媒質としては、Ｎｄ：
ＹＶＯ4 の代わりにＮｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：ＹＡＧ、ＮＡ
Ｂ、Ｎｄ：ＬｉＮｂＯ3 、ＮＹＡＢ、ＬＮＰ等を用いる
ことができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す概略側面図
【図２】本発明の第２実施例を示す概略側面図
10 レーザービーム（ポンピング光） 11 半導体レーザー 13 Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッド 13ａ Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッドの外側端面 13ｂ Ｎｄ：ＹＶＯ4 ロッドの内側端面 14 共振器ミラー 15 ＫＴＰ結晶 16、40 ＢＢＯ結晶 17、41 位相補償板 18 ペルチェ素子 19 温度センサー 20 温調回路 21 レーザービーム（固体レーザー発振ビーム） 22 第２高調波 23 和周波 31、32、33、34、35、36、37 コーティング
Claims (2)
- 【請求項１】 固体レーザー媒質をポンピングして得ら
れたレーザービームを固体レーザー共振器内に配された
第１の非線形光学材料の結晶に入射させて第２高調波を
発生させ、 この第２高調波と前記レーザービームを第２の非線形光
学材料の結晶に入射させてそれらの和周波を発生させる
光波長変換装置において、 固体レーザー共振器を構成する１つのミラーが第２高調
波用共振器の１つのミラーとして兼用され、 前記固体レーザー媒質の外側端面に、固体レーザー共振
器の他方のミラーとなるコーティングが施されるととも
に、 前記固体レーザー媒質の内側端面に、前記第２高調波の
共振器の他方のミラーとなるコーティングが施されてい
ることを特徴とする光波長変換装置。 - 【請求項２】 前記固体レーザー媒質の外側端面と内側
端面とが、互いに平行に形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の光波長変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31788591A JP2654728B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 光波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31788591A JP2654728B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 光波長変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152656A JPH05152656A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2654728B2 true JP2654728B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=18093142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31788591A Expired - Lifetime JP2654728B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 光波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2654728B2 (ja) |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP31788591A patent/JP2654728B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05152656A (ja) | 1993-06-18 |
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