JP3031740B2 - 高調波発生装置 - Google Patents
高調波発生装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光源から発せら
れる基本波を非線形光学材料を有する共振器内で高調波
に変換する高調波発生装置に関する。
れる基本波を非線形光学材料を有する共振器内で高調波
に変換する高調波発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザ等から出射される基
本波を非線形光学材料に通して波長変換された第２高調
波や第３高調波を得る装置が種々提案されている。これ
らの装置では、複数の反射面で構成される共振器内に非
線形光学材料を配置し、基本波を共振器内に閉じ込めて
増幅させることで、高調波を効率よく発生させるように
している。そして、共振器としては、非線形光学材料の
端面に反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリシ
ック型共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構成
し、この共振器内に非線形光学材料を配置した外部共振
器とが知られている。
本波を非線形光学材料に通して波長変換された第２高調
波や第３高調波を得る装置が種々提案されている。これ
らの装置では、複数の反射面で構成される共振器内に非
線形光学材料を配置し、基本波を共振器内に閉じ込めて
増幅させることで、高調波を効率よく発生させるように
している。そして、共振器としては、非線形光学材料の
端面に反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリシ
ック型共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構成
し、この共振器内に非線形光学材料を配置した外部共振
器とが知られている。
【０００３】最近では、装置の小型化及び高調波への変
換効率の向上を図るために、外部共振器型のものから、
非線形光学材料の内部において基本波を共振させるモノ
リシック型のものへとその主流が移行しつつある。
換効率の向上を図るために、外部共振器型のものから、
非線形光学材料の内部において基本波を共振させるモノ
リシック型のものへとその主流が移行しつつある。
【０００４】図３には、このようなモノリシック型の共
振器を用いた第２高調波発生装置の一例が示されてい
る。
振器を用いた第２高調波発生装置の一例が示されてい
る。
【０００５】この第２高調波発生装置１は、半導体レー
ザ（以下ＬＤとする）２、コリメートレンズ３、モード
マッチングレンズ４及びＫＮｂＯ3 結晶等からなる非線
形光学材料５によって構成されている。ＬＤ２は、例え
ば波長８６０ｎｍの基本波６を出射する。非線形光学材
料５の図中左右の２面は、球面状に研磨加工されてい
る。
ザ（以下ＬＤとする）２、コリメートレンズ３、モード
マッチングレンズ４及びＫＮｂＯ3 結晶等からなる非線
形光学材料５によって構成されている。ＬＤ２は、例え
ば波長８６０ｎｍの基本波６を出射する。非線形光学材
料５の図中左右の２面は、球面状に研磨加工されてい
る。
【０００６】図中左側の面は基本波６の入射面をなし、
この面に基本波６に対して一部透過、第２高調波７に対
して反射の球面ミラー８が形成されている。また、図中
右側の面は、第２高調波７の出射面をなし、この面に基
本波６に対して反射、第２高調波７に対して透過の球面
ミラー９が形成されている。更に、非線形光学材料５の
図中下面は、基本波６及び第２高調波７のいずれも反射
する平面ミラー１０をなしている。
この面に基本波６に対して一部透過、第２高調波７に対
して反射の球面ミラー８が形成されている。また、図中
右側の面は、第２高調波７の出射面をなし、この面に基
本波６に対して反射、第２高調波７に対して透過の球面
ミラー９が形成されている。更に、非線形光学材料５の
図中下面は、基本波６及び第２高調波７のいずれも反射
する平面ミラー１０をなしている。
【０００７】ＬＤ２から出射する波長８６０ｎｍの基本
波６は、コリメートレンズ３、モードマッチングレンズ
４を通って、非線形光学材料５の球面ミラー８から入射
する。この場合、球面ミラー８から入射した基本波６
が、非線形光学材料５内を結晶軸ａと平行な方向に進む
ように、基本波６を結晶軸ａに対して特定の角度θで入
射させる。
波６は、コリメートレンズ３、モードマッチングレンズ
４を通って、非線形光学材料５の球面ミラー８から入射
する。この場合、球面ミラー８から入射した基本波６
が、非線形光学材料５内を結晶軸ａと平行な方向に進む
ように、基本波６を結晶軸ａに対して特定の角度θで入
射させる。
【０００８】この基本波６は、球面ミラー９、平面ミラ
ー１０及び球面ミラー８で構成されるリング共振器内で
反射し共振して増幅される。そして、基本波６は、非線
形光学材料５内を結晶軸ａ方向に通過するとき、その一
部が波長４３０ｎｍの第２高調波７に変換され、球面ミ
ラー９を透過して出力される。このようなモノリシック
型の共振器を用いれば、第２高調波への変換を効率よく
行なうことができるとともに、第２高調波発生装置の小
型化を図ることができる。
ー１０及び球面ミラー８で構成されるリング共振器内で
反射し共振して増幅される。そして、基本波６は、非線
形光学材料５内を結晶軸ａ方向に通過するとき、その一
部が波長４３０ｎｍの第２高調波７に変換され、球面ミ
ラー９を透過して出力される。このようなモノリシック
型の共振器を用いれば、第２高調波への変換を効率よく
行なうことができるとともに、第２高調波発生装置の小
型化を図ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
モノリシック型の共振器では、基本波６の入射位置や入
射角度が少しでもずれると、各ミラー８、９、１０での
反射点と反射角が共にずれるため、リング型に反射する
度に共振経路から光路がどんどんずれて共振条件が満た
されなくなってしまうという問題があった。そして、共
振器を構成する非線形光学材料５が非常に小さく、光入
射面の面積が例えば１０ｍｍ2 以下であるため、共振状
態を実現する上でアラインメント調整が困難であり、ま
た加工精度の上で許容度が小さいため実用上の大きな問
題となっていた。
モノリシック型の共振器では、基本波６の入射位置や入
射角度が少しでもずれると、各ミラー８、９、１０での
反射点と反射角が共にずれるため、リング型に反射する
度に共振経路から光路がどんどんずれて共振条件が満た
されなくなってしまうという問題があった。そして、共
振器を構成する非線形光学材料５が非常に小さく、光入
射面の面積が例えば１０ｍｍ2 以下であるため、共振状
態を実現する上でアラインメント調整が困難であり、ま
た加工精度の上で許容度が小さいため実用上の大きな問
題となっていた。
【００１０】したがって、本発明の目的は、共振状態を
実現するための基本波の入射位置や入射角に対する許容
度を大きくして、アラインメント調整を容易にした高調
波発生装置を提供することにある。
実現するための基本波の入射位置や入射角に対する許容
度を大きくして、アラインメント調整を容易にした高調
波発生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、基本波発生用の光源と、非線形光学材料
を有する共振器とを備えた高調波発生装置において、前
記共振器は、前記非線形光学材料自体の２つの相対する
端面に形成された２つの凸型の曲面ミラーと、前記非線
形光学材料の外部に配置された１つのミラーとの間で三
角リング状の共振経路を構成し、前記外部に配置された
ミラーを、前記非線形光学材料への基本波の入射位置や
入射角のずれに応じて、前記非線形光学材料に対して移
動可能としたものからなることを特徴とする。
め、本発明は、基本波発生用の光源と、非線形光学材料
を有する共振器とを備えた高調波発生装置において、前
記共振器は、前記非線形光学材料自体の２つの相対する
端面に形成された２つの凸型の曲面ミラーと、前記非線
形光学材料の外部に配置された１つのミラーとの間で三
角リング状の共振経路を構成し、前記外部に配置された
ミラーを、前記非線形光学材料への基本波の入射位置や
入射角のずれに応じて、前記非線形光学材料に対して移
動可能としたものからなることを特徴とする。
【００１２】また、本発明の好ましい態様においては、
前記非線形光学材料の位相整合のとれる結晶軸方向の両
端に位置する一対の端面を光入出射側の２つの球面ミラ
ーとし、前記非線形光学材料の前記結晶軸と平行な一つ
の面に切欠き溝を形成して、その切欠き溝の外側に平面
ミラーを前記結晶軸と平行に配置し、前記２つの球面ミ
ラーと前記平面ミラーとの間で基本波が三角リング状に
共振するようにされる。また、上記２つの凸型の曲面ミ
ラーは球面ミラー以外の楕円ミラー、長円ミラー等の非
球面ミラーでもよい。
前記非線形光学材料の位相整合のとれる結晶軸方向の両
端に位置する一対の端面を光入出射側の２つの球面ミラ
ーとし、前記非線形光学材料の前記結晶軸と平行な一つ
の面に切欠き溝を形成して、その切欠き溝の外側に平面
ミラーを前記結晶軸と平行に配置し、前記２つの球面ミ
ラーと前記平面ミラーとの間で基本波が三角リング状に
共振するようにされる。また、上記２つの凸型の曲面ミ
ラーは球面ミラー以外の楕円ミラー、長円ミラー等の非
球面ミラーでもよい。
【００１３】
【作用】本発明の高調波発生装置では、非線形光学材料
の端面に形成された２つのミラーと、非線形光学材料の
外部に配置されたミラーとの間で三角リング状の共振経
路が構成される。そして、外部に配置されたミラーを、
非線形光学材料への基本波の入射位置や入射角のずれに
応じて、非線形光学材料に対して移動可能としたので、
非線形光学材料への基本波の入射位置や入射角がずれて
も、外部に配置されたミラーを移動して共振がなされる
ように修正できる。このため、非線形光学材料への基本
波の入射位置や入射角に対する許容度が高まり、アライ
ンメント調整を容易にすることができる。また、加工精
度上の寸法や平行度のずれを前記外部ミラーで補正でき
る。以下、基本波の入射位置や入射角とは非線形光学材
料への基本波の入射位置や入射角を意味する。
の端面に形成された２つのミラーと、非線形光学材料の
外部に配置されたミラーとの間で三角リング状の共振経
路が構成される。そして、外部に配置されたミラーを、
非線形光学材料への基本波の入射位置や入射角のずれに
応じて、非線形光学材料に対して移動可能としたので、
非線形光学材料への基本波の入射位置や入射角がずれて
も、外部に配置されたミラーを移動して共振がなされる
ように修正できる。このため、非線形光学材料への基本
波の入射位置や入射角に対する許容度が高まり、アライ
ンメント調整を容易にすることができる。また、加工精
度上の寸法や平行度のずれを前記外部ミラーで補正でき
る。以下、基本波の入射位置や入射角とは非線形光学材
料への基本波の入射位置や入射角を意味する。
【００１４】本発明の好ましい態様において、非線形光
学材料の位相整合のとれる結晶軸方向の両端に位置する
一対の端面を光入出射側の２つの球面ミラーとし、非線
形光学材料の前記結晶軸と平行な一つの面に切欠き溝を
形成する。その切欠き溝の外側に平面ミラーを前記結晶
軸と平行に配置した場合には、非線形光学材料の光入射
側の球面ミラーから入射した基本波が、光出射側の球面
ミラーで反射され、切欠き溝の内側面から出射され、外
部の平面ミラーで反射されて、切欠き溝の内側面から再
び非線形光学材料に入り、光入射側の球面ミラーで反射
されて、再び光出射側の球面ミラーに向かうという三角
リング型の共振がなされる。
学材料の位相整合のとれる結晶軸方向の両端に位置する
一対の端面を光入出射側の２つの球面ミラーとし、非線
形光学材料の前記結晶軸と平行な一つの面に切欠き溝を
形成する。その切欠き溝の外側に平面ミラーを前記結晶
軸と平行に配置した場合には、非線形光学材料の光入射
側の球面ミラーから入射した基本波が、光出射側の球面
ミラーで反射され、切欠き溝の内側面から出射され、外
部の平面ミラーで反射されて、切欠き溝の内側面から再
び非線形光学材料に入り、光入射側の球面ミラーで反射
されて、再び光出射側の球面ミラーに向かうという三角
リング型の共振がなされる。
【００１５】そして、基本波の入射位置や入射角がずれ
た場合にも、平面ミラーを非線形光学材料に対して移動
させることにより、共振がなされるように光路を修正す
ることができる。なお、平面ミラーは平行移動してもよ
いし、回転させて傾斜角を変化させることもできる。
た場合にも、平面ミラーを非線形光学材料に対して移動
させることにより、共振がなされるように光路を修正す
ることができる。なお、平面ミラーは平行移動してもよ
いし、回転させて傾斜角を変化させることもできる。
【００１６】上記において、平面ミラーの移動は、非線
形光学材料の結晶軸に対して平行に保ちながら微動させ
る機構によることが好ましい。この移動量は、例えば１
ｍｍ以下のようにわずかな長さでよく、それによって基
本波の入射位置や入射角に対する許容度を実用上十分に
高めることができる。
形光学材料の結晶軸に対して平行に保ちながら微動させ
る機構によることが好ましい。この移動量は、例えば１
ｍｍ以下のようにわずかな長さでよく、それによって基
本波の入射位置や入射角に対する許容度を実用上十分に
高めることができる。
【００１７】また、上記の好ましい態様において、非線
形光学材料の結晶軸と平行な一つの面に切欠き溝を形成
した理由は、光出射側の球面ミラーで反射された基本波
が非線形光学材料の結晶軸と平行な面にそのまま入射す
ると、外部に出射することなく全反射してしまう場合も
あるため、切欠き溝を設けて入射角をもたせ外部に出射
できるようにしたのである。この切欠き溝は、内側面が
適当な曲率で形成された曲面状をなすことがより好まし
い。
形光学材料の結晶軸と平行な一つの面に切欠き溝を形成
した理由は、光出射側の球面ミラーで反射された基本波
が非線形光学材料の結晶軸と平行な面にそのまま入射す
ると、外部に出射することなく全反射してしまう場合も
あるため、切欠き溝を設けて入射角をもたせ外部に出射
できるようにしたのである。この切欠き溝は、内側面が
適当な曲率で形成された曲面状をなすことがより好まし
い。
【００１８】
【実施例】図１及び図２には、本発明を第２高調波発生
装置に適用した一実施例が示されている。
装置に適用した一実施例が示されている。
【００１９】この第２高調波発生装置１１は、基本波発
生用の光源としてのＬＤ１３と、コリメートレンズ１５
と、モードマッチングレンズ１７と、共振器１９とから
構成されている。
生用の光源としてのＬＤ１３と、コリメートレンズ１５
と、モードマッチングレンズ１７と、共振器１９とから
構成されている。
【００２０】ＬＤ１３は、この実施例では、波長８６０
ｎｍ、単一縦及び単一横モードで、非点収差の少ない基
本波３３を出射するものが使用されている。なお、光源
としてＬＤによって励起されたＹＡＧ、ＹＬＦなどの固
体レーザ媒質からの出射光を用いることもできる。コリ
メートレンズ１５及びモードマッチングレンズ１７は、
基本波３３を所定のビームにして、共振器１９にモード
を合わせて照射するためのものである。
ｎｍ、単一縦及び単一横モードで、非点収差の少ない基
本波３３を出射するものが使用されている。なお、光源
としてＬＤによって励起されたＹＡＧ、ＹＬＦなどの固
体レーザ媒質からの出射光を用いることもできる。コリ
メートレンズ１５及びモードマッチングレンズ１７は、
基本波３３を所定のビームにして、共振器１９にモード
を合わせて照射するためのものである。
【００２１】共振器１９は、非線形光学材料２１の基本
波３３入射面と第２高調波３５出射面をそれぞれ曲率半
径５ｍｍの球面状に加工して反射膜を蒸着して形成した
球面ミラー２３、２５と、非線形光学材料２１の外側近
傍に配置される平面ミラー３１とによって構成されてい
る。球面ミラー２３側に蒸着される反射膜は基本波３３
を９３％反射するものが用いられており、球面ミラー２
５側に蒸着される反射膜は基本波３３を９９．９％反射
し、第２高調波３５を９０％透過するものが用いられて
いる。
波３３入射面と第２高調波３５出射面をそれぞれ曲率半
径５ｍｍの球面状に加工して反射膜を蒸着して形成した
球面ミラー２３、２５と、非線形光学材料２１の外側近
傍に配置される平面ミラー３１とによって構成されてい
る。球面ミラー２３側に蒸着される反射膜は基本波３３
を９３％反射するものが用いられており、球面ミラー２
５側に蒸着される反射膜は基本波３３を９９．９％反射
し、第２高調波３５を９０％透過するものが用いられて
いる。
【００２２】非線形光学材料２１としては、結晶軸ａ方
向の長さが７ｍｍのＫＮｂＯ3 結晶からなるものが用い
られているが、ＫＮｂＯ3 結晶の他に、ＫＴｉＯＰＯ
4 、ＫＨ2 ＰＯ4 、ＬｉＮｂＯ3 等の各種の非線形光学
結晶を用いることもできる。また、非線形光学結晶の両
端にガラスブロック等の透明基材を接合したものを採用
してもよい。非線形光学材料２１は、結晶軸ａと平行な
方向において位相整合がとられるようになっており、基
本波３３が結晶軸ａ方向に進むときに、その一部を第２
高調波３５に変換する。
向の長さが７ｍｍのＫＮｂＯ3 結晶からなるものが用い
られているが、ＫＮｂＯ3 結晶の他に、ＫＴｉＯＰＯ
4 、ＫＨ2 ＰＯ4 、ＬｉＮｂＯ3 等の各種の非線形光学
結晶を用いることもできる。また、非線形光学結晶の両
端にガラスブロック等の透明基材を接合したものを採用
してもよい。非線形光学材料２１は、結晶軸ａと平行な
方向において位相整合がとられるようになっており、基
本波３３が結晶軸ａ方向に進むときに、その一部を第２
高調波３５に変換する。
【００２３】非線形光学材料２１の底面２７は、結晶軸
ａと平行にカットされており、底面２７の中央には、深
さ０．４ｍｍ、幅１．８ｍｍの切欠き溝２９が形成され
ている。そして、この切欠き溝２９の図中左右の内側面
２９ａ、２９ｂがそれぞれ曲率半径１ｍｍの曲面状に形
成されている。そして、この内側面２９ａ、２９ｂが共
振経路における基本波３３の入出射面をなしている。
ａと平行にカットされており、底面２７の中央には、深
さ０．４ｍｍ、幅１．８ｍｍの切欠き溝２９が形成され
ている。そして、この切欠き溝２９の図中左右の内側面
２９ａ、２９ｂがそれぞれ曲率半径１ｍｍの曲面状に形
成されている。そして、この内側面２９ａ、２９ｂが共
振経路における基本波３３の入出射面をなしている。
【００２４】このように、切欠き溝２９を設けた理由
は、基本波３３を底面２７に直接入射させると全反射さ
れてしまい、外部に出射できなくなるからである。な
お、切欠き溝２９の内側面２９ａ、２９ｂには、基本波
３３に対する反射を防止する反射防止（ＡＲ）コートが
施されている。また、この実施例では、切欠き溝２９の
内側面２９ａ、２９ｂを曲面状に形成しているが、テー
パ状にカットしたものであってもよい。
は、基本波３３を底面２７に直接入射させると全反射さ
れてしまい、外部に出射できなくなるからである。な
お、切欠き溝２９の内側面２９ａ、２９ｂには、基本波
３３に対する反射を防止する反射防止（ＡＲ）コートが
施されている。また、この実施例では、切欠き溝２９の
内側面２９ａ、２９ｂを曲面状に形成しているが、テー
パ状にカットしたものであってもよい。
【００２５】切欠き溝２９の外側近傍には、非線形光学
材料２１の結晶軸ａと平行に平面ミラー３１が配置され
ている。この平面ミラー３１は、基本波３３、第２高調
波３５のいずれも反射する全反射面となっている。そし
て、平面ミラー３１は、図示しない機構によって、非線
形光学材料２１の結晶軸ａと平行に保たれた状態で、非
線形光学材料２１に対して微動できるようになってい
る。平面ミラー３１は、球面ミラー２３、２５とともに
共振器１９を構成し、入射した基本波３３を三角リング
状に共振して増幅する。
材料２１の結晶軸ａと平行に平面ミラー３１が配置され
ている。この平面ミラー３１は、基本波３３、第２高調
波３５のいずれも反射する全反射面となっている。そし
て、平面ミラー３１は、図示しない機構によって、非線
形光学材料２１の結晶軸ａと平行に保たれた状態で、非
線形光学材料２１に対して微動できるようになってい
る。平面ミラー３１は、球面ミラー２３、２５とともに
共振器１９を構成し、入射した基本波３３を三角リング
状に共振して増幅する。
【００２６】この第２高調波発生装置１１を用い、ＬＤ
１３から波長８６０ｎｍの基本波３３を出射し、コリメ
ートレンズ１５、モードマッチングレンズ１７を通し
て、非線形光学材料２１の球面ミラー２３の点Ａに、結
晶軸ａに対して所定の入射角度で入射させる。
１３から波長８６０ｎｍの基本波３３を出射し、コリメ
ートレンズ１５、モードマッチングレンズ１７を通し
て、非線形光学材料２１の球面ミラー２３の点Ａに、結
晶軸ａに対して所定の入射角度で入射させる。
【００２７】入射した基本波３３は、非線形光学材料２
１中を結晶軸ａに沿って伝搬し、対向する球面ミラー２
５の点Ｂで反射される。更に、基本波３３は、非線形光
学材料２１の内側面２９ａから出射し、外部に配置され
た平面ミラー３１で反射され、非線形光学材料２１の内
側面２９ｂから再び入射する。そして、球面ミラー２３
の点Ａに戻り、球面ミラー２３で反射されて球面ミラー
２５の点Ｂに向かうことにより、三角リング状に共振し
て増幅される。
１中を結晶軸ａに沿って伝搬し、対向する球面ミラー２
５の点Ｂで反射される。更に、基本波３３は、非線形光
学材料２１の内側面２９ａから出射し、外部に配置され
た平面ミラー３１で反射され、非線形光学材料２１の内
側面２９ｂから再び入射する。そして、球面ミラー２３
の点Ａに戻り、球面ミラー２３で反射されて球面ミラー
２５の点Ｂに向かうことにより、三角リング状に共振し
て増幅される。
【００２８】そして、基本波３３が非線形光学材料２１
の点Ａ−Ｂ間を結晶軸ａ方向に伝搬するときに、その一
部が波長４３０ｎｍの第２高調波３５に変換され、この
第２高調波３５が球面ミラー２５から出射される。
の点Ａ−Ｂ間を結晶軸ａ方向に伝搬するときに、その一
部が波長４３０ｎｍの第２高調波３５に変換され、この
第２高調波３５が球面ミラー２５から出射される。
【００２９】ところで、図１中、点線で示すように、基
本波３３の入射位置がずれて球面ミラー２３の点Ｄに照
射された場合、基本波３３は非線形光学材料２１中を結
晶軸ａに沿って伝搬し、対向する球面ミラー２５の点Ｅ
で反射され、非線形光学材料２１の内側面２９ａから出
射する。この場合、平面ミラー３１が基本波３３が点Ａ
に入射したときに共振するように設定された位置にある
と、平面ミラー３１で反射された基本波３３が点Ｄに戻
ることができず、共振しなくなってしまう。
本波３３の入射位置がずれて球面ミラー２３の点Ｄに照
射された場合、基本波３３は非線形光学材料２１中を結
晶軸ａに沿って伝搬し、対向する球面ミラー２５の点Ｅ
で反射され、非線形光学材料２１の内側面２９ａから出
射する。この場合、平面ミラー３１が基本波３３が点Ａ
に入射したときに共振するように設定された位置にある
と、平面ミラー３１で反射された基本波３３が点Ｄに戻
ることができず、共振しなくなってしまう。
【００３０】しかし、平面ミラー３１を非線形光学材料
２１の結晶軸ａに対して平行に保ちながら図中点線で示
す位置まで移動させると、平面ミラー３１で反射された
基本波３３を球面ミラー２３の点Ｄに戻すことが可能と
なり、三角リング型に共振させることが可能となる。
２１の結晶軸ａに対して平行に保ちながら図中点線で示
す位置まで移動させると、平面ミラー３１で反射された
基本波３３を球面ミラー２３の点Ｄに戻すことが可能と
なり、三角リング型に共振させることが可能となる。
【００３１】実際に、この実施例の第２高調波発生装置
１１を用い、波長８６０ｎｍの基本波３３を非線形光学
材料２１の結晶軸ａに対して５〜１０°の任意の角度に
傾けて入射したところ、外部の平面ミラー３１を１ｍｍ
以下の範囲で結晶軸ａに対して平行を保ちながら微動さ
せることにより、波長４３０ｎｍの第２高調波３５の出
力光を容易に得ることができた。また、この際、球面ミ
ラー２３における基本波３３の入射点は、結晶軸ａに垂
直な方向に０．８ｍｍ程度の範囲で選択できることがわ
かった。
１１を用い、波長８６０ｎｍの基本波３３を非線形光学
材料２１の結晶軸ａに対して５〜１０°の任意の角度に
傾けて入射したところ、外部の平面ミラー３１を１ｍｍ
以下の範囲で結晶軸ａに対して平行を保ちながら微動さ
せることにより、波長４３０ｎｍの第２高調波３５の出
力光を容易に得ることができた。また、この際、球面ミ
ラー２３における基本波３３の入射点は、結晶軸ａに垂
直な方向に０．８ｍｍ程度の範囲で選択できることがわ
かった。
【００３２】このように、平面ミラー３１の位置を調節
することにより、基本波３３の入射位置や入射角のずれ
を修正して、共振させることが可能になる。なお、共振
経路のずれは、基本波３３の入射位置や入射角がずれた
場合のみならず、非線形光学材料２１の形状、寸法のず
れによっても生じるが、このような場合にも平面ミラー
３１の位置を調節することにより、共振経路を修正する
ことができる。このため、基本波３３の入射位置を設定
するアラインメント調整を容易にすることができるとと
もに、装置の設計、加工の際の許容度を大きくすること
ができ、歩留まり向上を図ることができる。
することにより、基本波３３の入射位置や入射角のずれ
を修正して、共振させることが可能になる。なお、共振
経路のずれは、基本波３３の入射位置や入射角がずれた
場合のみならず、非線形光学材料２１の形状、寸法のず
れによっても生じるが、このような場合にも平面ミラー
３１の位置を調節することにより、共振経路を修正する
ことができる。このため、基本波３３の入射位置を設定
するアラインメント調整を容易にすることができるとと
もに、装置の設計、加工の際の許容度を大きくすること
ができ、歩留まり向上を図ることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非線形光学材料の端面に形成されたミラーと、非線形光
学材料の外部に配置されたミラーとの間で共振経路を構
成し、非線形光学材料の外部に配置されたミラーを非線
形光学材料に対して移動可能としたことにより、基本波
の入射位置や入射角を広くとることが可能となり、アラ
インメント調整が容易になる。また、装置の設計、加工
の許容度を大きくすることができ、歩留まりも向上す
る。
非線形光学材料の端面に形成されたミラーと、非線形光
学材料の外部に配置されたミラーとの間で共振経路を構
成し、非線形光学材料の外部に配置されたミラーを非線
形光学材料に対して移動可能としたことにより、基本波
の入射位置や入射角を広くとることが可能となり、アラ
インメント調整が容易になる。また、装置の設計、加工
の許容度を大きくすることができ、歩留まりも向上す
る。
【図１】本発明を第２高調波発生装置に適用した一実施
例を示す側面図
例を示す側面図
【図２】同第２高調波発生装置の共振器の底面図
【図３】従来の第２高調波発生装置を示す側面図
１１ 第２高調波発生装置 １３ 半導体レーザ（ＬＤ） １５ コリメートレンズ １７ モードマッチングレンズ １９ 共振器 ２１ 非線形光学材料 ２３ 球面ミラー ２５ 球面ミラー ２９ 切欠き溝 ２９ａ 内側面 ２９ｂ 内側面 ３１ 平面ミラー ３３ 基本波 ３５ 第２高調波
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/35 - 1/39 H01S 3/083 H01S 3/108 - 3/109 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】基本波発生用の光源と、非線形光学材料を
有する共振器とを備えた高調波発生装置において、前記
共振器は、前記非線形光学材料自体の２つの相対する端
面に形成された２つの凸型の曲面ミラーと、前記非線形
光学材料の外部に配置された１つのミラーとの間で三角
リング状の共振経路を構成し、前記外部に配置されたミ
ラーを、前記非線形光学材料への基本波の入射位置や入
射角のずれに応じて、前記非線形光学材料に対して移動
可能としたものからなることを特徴とする高調波発生装
置。 - 【請求項２】前記非線形光学材料の位相整合のとれる結
晶軸方向の両端に位置する一対の端面を光入出射側の２
つの球面ミラーとし、前記非線形光学材料の前記結晶軸
と平行な一つの面に切欠き溝を形成して、その切欠き溝
の外側に平面ミラーを前記結晶軸と平行に配置し、前記
２つの球面ミラーと前記平面ミラーとの間で基本波が三
角リング状に共振するようにした請求項１記載の高調波
発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108925A JP3031740B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108925A JP3031740B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 高調波発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315133A JPH04315133A (ja) | 1992-11-06 |
| JP3031740B2 true JP3031740B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=14497133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3108925A Expired - Lifetime JP3031740B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3031740B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4958349B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2012-06-20 | 独立行政法人理化学研究所 | リング型共振器とその高速同調方法 |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3108925A patent/JP3031740B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．９ ｐｐ．１２９９−１３０１（１ Ｍａｙ １９８５） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04315133A (ja) | 1992-11-06 |
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